JP7277200B2 - 三次元マップにおいて曇天エフェクトグラフィックスを効率的にレンダリングするための方法及びシステム - Google Patents
三次元マップにおいて曇天エフェクトグラフィックスを効率的にレンダリングするための方法及びシステム Download PDFInfo
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Description
本明細書において別段の指示がない限り、このセクションで説明する題材は本願の特許請求の範囲に対する従来技術ではなく、これらをこのセクションに含めたからといって従来技術であると認められるものではない。
1つの実施形態によれば、三次元(3D)仮想環境のグラフィックスを生成するための方法が開発された。この方法は、プロセッサによって、地理的領域に対応する雲量情報を含む天候データを受信すること、プロセッサによって、雲に対応するテクスチャをメモリから取り出すこと、プロセッサによって、テクスチャに適用される閾値フィルタに基づき、フィルタリングされたテクスチャを生成すること、ただし、生成することは、天候データにおける雲量情報に対応するフィルタ閾値を含み、プロセッサによって、3D仮想環境における天空ドームに対応する幾何学的表面に、フィルタリングされたテクスチャをマッピングすること、プロセッサによって、単一の等方散乱色モデルに基づき、メモリに記憶されている幾何学的表面にマッピングされたフィルタリングされたテクスチャ内の複数のテクセルを着色すること、及び、プロセッサに接続されたディスプレイデバイスによって、着色され幾何学的表面にマッピングされたフィルタリングされたテクスチャの複数のテクセルに基づき、雲を伴う天空ドームに対応する幾何学的表面の少なくとも一部分を含む、地理的領域に対応する3D仮想環境のグラフィック描画を生成することを含む。
次に、本明細書で開示する実施形態の原理を理解しやすくする目的で、図面及び以下に記載された明細書中の説明について言及する。この言及は、保護対象の範囲に対する限定を意図するものではない。本開示には、例示した実施形態に対するいかなる代案や変更も含まれ、また、本開示が属する技術分野の当業者であれば通常想定するであろう開示された実施形態の原理のさらなる応用も含まれる。
cloudColor = skyColor* (1.0-cloudIntensity)+extinctColor*cloudAmbient
上記関数において、skyColorパラメータは、いかなる雲も存在しない三次元仮想環境における空に対するデフォルト色値である(たとえばノーマル、フォグ又はサンドストーム)。cloudAmbientパラメータは、3D仮想環境のための全体的なカラーテーマの一部分として選択される雲のデフォルト色値である。cloudIntensityパラメータはテクセルごとに異なり、0.0乃至1.0の数値範囲にマッピングされる上述の閾値を超えた各テクセルの値に対応する。extinctColorパラメータは、各テクセルのcloudIntensityパラメータ値に基づく雲のテクスチャ内の各テクセルの光吸収及び光透過のレベルに対応する。1つの実施形態によれば、extinctColorパラメータは、雲における光源からの光の吸収をシミュレートする1つの関数また関数セットを用いて、経験的に決定される。単一のテクセルの赤(R)、緑(G)及び青(B)のサブテクセルの色要素をマッピングする3つの関数から成るセットの一例は、extinctColor.R = e(-cloudIntensity*C1); extinctColor.G = e(-cloudIntensity*C2)及びextinctColor.B = e(-cloudIntensity*C3)であり、ここで、C1, C2, C3は、経験的に決定された数値による係数値である。よって、白色からもっと暗い灰色又は他の色のシェードまで変化し得る雲など、夜明け又は夕暮れの太陽光の作用ゆえにさらに他の色の雲も含め、様々な色のテクセルを含む雲のグラフィックスを生成するために、cloudColor値は、cloudIntensityパラメータ値及びextinctColorパラメータ値に作用を及ぼす個々のテクセル値に基づき、雲の各テクセル間で異なる。プロセッサ108において、GPU116は、フラグメントシェーダプログラムを用いてテクセルごとに色計算を実施することができ、又は、CPU112は、上述の関数に基づき雲における各テクセルの色を計算することができる。
texelu,v = (first_texture [u,v] + second_texture [u+ texOffsetu, v + texOffsetv]) / 2
を用いて生成されたテクセルを有する第3のテクスチャを生成する。ここで、u, vは、第1のテクスチャと第2のテクスチャの双方における1つのテクセルの二次元座標を表し、texOffsetu及びtexOffsetvは、第2のテクスチャ内のそれぞれ異なるロケーションに対する数値によるオフセット値であり、これらのオフセット数値は、雲のアニメーションを描画するために、レンダリングされる各フレーム間で変化する。一部の実施形態によれば、texOffsetu値及びtexOffsetv値は、アニメーションシーケンスの最初のフレームについては0でスタートし、プロセッサ108は、雲に対する風向及び風速の双方の影響を描画するために、後続のフレームにおいて量を変化させることにより、天候データに基づきテクスチャオフセット値を増大又は低減する。上述の関数は2つのテクセル値の算術平均を作成するが、ただし、他の実施形態によれば、2つのテクセル値を算術平均以外の手法で組み合わせることができる。プロセッサ108は、2つのテクスチャの組み合わせから作成されたテクセルを使用して、第3の雲のテクスチャを生成し、このテクスチャは、アニメーションの各フレーム中、テクセルごとに異なるcloudIntensity値を有する他のフィルタリングされたテクスチャを作成するための入力として用いられ、さらにプロセッサ108は、修正されたテクセル値を使用して、ブロック212乃至224について言及しながら上述した処理に戻り、三次元仮想環境における雲のアニメーション化された描画のために、一連のグラフィックレンダリングを作成する。
Claims (16)
- 三次元(3D)仮想環境のグラフィックスを生成するための方法であって、
プロセッサによって、地理的領域に対応する雲量情報を含む天候データを受信すること、
前記プロセッサによって、雲に対応するテクスチャをメモリから取り出すこと、
前記プロセッサによって、前記テクスチャに適用される閾値フィルタに基づき、フィルタリングされたテクスチャを生成すること、ただし、前記閾値フィルタは、前記天候データにおける前記雲量情報に対応するフィルタ閾値を含み、
前記プロセッサによって、前記3D仮想環境における天空ドームに対応する幾何学的表面に、前記フィルタリングされたテクスチャをマッピングすること、
前記プロセッサによって、単一の等方散乱色モデルに基づき、前記メモリに記憶されている前記幾何学的表面にマッピングされた前記フィルタリングされたテクスチャ内の複数のテクセルを着色すること、及び、
前記プロセッサに接続されたディスプレイデバイスによって、着色され前記幾何学的表面にマッピングされた前記フィルタリングされたテクスチャの前記複数のテクセルに基づき、雲を伴う前記天空ドームに対応する前記幾何学的表面の少なくとも一部分を含む、前記地理的領域に対応する前記3D仮想環境のグラフィック描画を生成すること
を含む、
三次元(3D)仮想環境のグラフィックスを生成するための方法。 - 前記フィルタリングされたテクスチャを生成することはさらに、
前記プロセッサによって、前記天候データにおける前記雲量情報に対応する数値閾値を特定すること、及び、
前記天候データにおける前記雲量情報に対応する雲量レベルに対応する前記フィルタリングされたテクスチャを生成するために、前記プロセッサによって、前記数値閾値よりも小さい数値を有する前記テクスチャ内の複数のテクセルを削除すること
を含む、
請求項1に記載の方法。 - 前記削除することはさらに、
前記プロセッサによって、削除される前記複数のテクセルにおける1つのテクセルの数値を、予め定められた数値に設定すること
を含む、
請求項2に記載の方法。 - 前記削除することはさらに、
前記プロセッサによって、削除される前記複数のテクセルにおける1つのテクセルのアルファチャネル値を、テクセルが透明であることを表す値に設定すること
を含む、
請求項2に記載の方法。 - 前記テクスチャをマッピングすることはさらに、
前記プロセッサによって、前記3D仮想環境における前記天空ドームに対応する放物線状の幾何学的表面に、前記フィルタリングされたテクスチャをマッピングすること
を含む、
請求項1に記載の方法。 - 前記複数のテクセルを着色することはさらに、
前記プロセッサによって、マッピングされた前記フィルタリングされたテクスチャ内の前記複数のテクセルのうち少なくとも1つのテクセルに対する色cloudColorを、以下の関数
cloudColor = skyColor* (1.0-cloudIntensity)+extinctColor*cloudAmbient
を用いて特定すること
を含み、
ここで、skyColorは、前記三次元仮想環境における空のデフォルト色に対応するパラメータ、cloudIntensityは、前記少なくとも1つのテクセルの値に対応するパラメータ、extinctColorは、前記少なくとも1つのテクセルの前記cloudIntensityパラメータに基づく光吸収及び光透過のレベルに対応するパラメータ、cloudAmbientは、前記少なくとも1つのテクセルに対するデフォルト色値に対応するパラメータである、
請求項1に記載の方法。 - 前記天候データを受信することはさらに、
前記プロセッサ及びワイヤレスネットワークデバイスによって、オンライン天候情報源から前記天候データを受信すること
を含む、
請求項1に記載の方法。 - 三次元(3D)仮想環境のグラフィックスを生成するための方法であって、
プロセッサによって、地理的領域に対応する雲量情報、風速情報及び風向情報を含む天候データを受信すること、
前記プロセッサによって、雲に対応する第1のテクスチャをメモリから取り出すこと、
前記プロセッサによって、雲に対応し前記第1のテクスチャとは異なる第2のテクスチャを前記メモリから取り出すこと、
前記プロセッサによって、前記風速情報及び前記風向情報に対応する前記第1のテクスチャと前記第2のテクスチャとの間の第1のオフセットを用いて、前記第1のテクスチャと前記第2のテクスチャとの組み合わせに対応する第3のテクスチャを生成すること、
前記プロセッサによって、前記第3のテクスチャに適用される閾値フィルタに基づき、第1のフィルタリングされたテクスチャを生成すること、ただし、前記閾値フィルタは、前記天候データにおける前記雲量情報に対応するフィルタ閾値を含み、
前記プロセッサによって、前記3D仮想環境における天空ドームに対応する幾何学的表面に、前記第1のフィルタリングされたテクスチャをマッピングすること、
前記プロセッサによって、単一の等方散乱色モデルに基づき、前記メモリに記憶されている前記幾何学的表面にマッピングされた前記第1のフィルタリングされたテクスチャ内の複数のテクセルを着色すること、
前記プロセッサに接続されたディスプレイデバイスによって、着色され前記幾何学的表面にマッピングされた前記第1のフィルタリングされたテクスチャの前記複数のテクセルに基づき、雲を伴う前記天空ドームに対応する前記幾何学的表面の少なくとも一部分を含む、前記地理的領域に対応する前記3D仮想環境の第1のグラフィック描画を生成すること、
前記プロセッサによって、前記風速情報及び前記風向情報に対応する前記第1のテクスチャと前記第2のテクスチャとの間の第2のオフセットを用いて、前記第1のテクスチャと前記第2のテクスチャとの他の組み合わせに対応する第4のテクスチャを生成すること、ただし、前記第2のオフセットは前記第1のオフセットとは異なり、
前記プロセッサによって、前記第4のテクスチャに適用される前記閾値フィルタに基づき、第2のフィルタリングされたテクスチャを生成すること、
前記プロセッサによって、前記3D仮想環境における天空ドームに対応する前記幾何学的表面に、前記第2のフィルタリングされたテクスチャをマッピングすること、
前記プロセッサによって、前記単一の等方散乱色モデルに基づき、前記メモリに記憶されている前記幾何学的表面にマッピングされた前記第2のフィルタリングされたテクスチャ内の複数のテクセルを着色すること、及び、
前記ディスプレイデバイスによって、着色され前記幾何学的表面にマッピングされた前記第2のフィルタリングされたテクスチャの前記複数のテクセルに基づき、雲を伴う前記天空ドームに対応する前記幾何学的表面の少なくとも一部分を含む、前記地理的領域に対応する前記3D仮想環境の第2のグラフィック描画を生成して、前記雲のアニメーション化された描画を作成すること
を含む、
三次元(3D)仮想環境のグラフィックスを生成するための方法。 - 三次元(3D)仮想環境のグラフィックスを生成するためのシステムであって、
当該システムは、
ディスプレイデバイス、
ネットワークデバイス、
プログラミングされた命令と、雲に対応するテクスチャと、前記3D仮想環境における天空ドームに対応する幾何学的表面とを記憶するように構成されたメモリ、及び、
前記ディスプレイデバイス、前記ネットワークデバイス及び前記メモリと動作可能に接続されたプロセッサ
を含み、
前記プロセッサは、前記プログラミングされた命令を実行して、
前記ネットワークデバイスを用いて、地理的領域に対応する雲量情報を含む天候データを受信し、
雲に対応するテクスチャを前記メモリから取り出し、
前記テクスチャに適用される閾値フィルタに基づき、フィルタリングされたテクスチャを生成し、ただし、前記閾値フィルタは、前記天候データにおける前記雲量情報に対応するフィルタ閾値を含み、
前記3D仮想環境における天空ドームに対応する幾何学的表面に、前記フィルタリングされたテクスチャをマッピングし、
単一の等方散乱色モデルに基づき、前記メモリに記憶されている前記幾何学的表面にマッピングされた前記フィルタリングされたテクスチャ内の複数のテクセルを着色し、
前記ディスプレイデバイスを用いて、着色され前記幾何学的表面にマッピングされた前記フィルタリングされたテクスチャの前記複数のテクセルに基づき、雲を伴う前記天空ドームに対応する前記幾何学的表面の少なくとも一部分を含む、前記地理的領域に対応する前記3D仮想環境のグラフィック描画を生成する
ように構成されている、
三次元(3D)仮想環境のグラフィックスを生成するためのシステム。 - 前記プロセッサはさらに、
前記天候データにおける前記雲量情報に対応する数値閾値を特定し、
前記天候データにおける前記雲量情報に対応する雲量レベルに対応する前記フィルタリングされたテクスチャを生成するために、前記数値閾値よりも小さい数値を有する前記テクスチャ内の複数のテクセルを削除する
ように構成されている、
請求項9に記載のシステム。 - 前記プロセッサはさらに、
削除される前記複数のテクセルにおける1つのテクセルの数値を、予め定められた数値に設定する
ように構成されている、
請求項9に記載のシステム。 - 前記プロセッサはさらに、
削除される前記複数のテクセルにおける1つのテクセルのアルファチャネル値を、テクセルが透明であることを表す値に設定する
ように構成されている、
請求項9に記載のシステム。 - 前記プロセッサはさらに、
前記メモリに記憶されている放物線状の幾何学的表面に、前記フィルタリングされたテクスチャをマッピングする
ように構成されており、
前記放物線状の幾何学的表面は、前記3D仮想環境における前記天空ドームに対応する、
請求項9に記載のシステム。 - 前記プロセッサはさらに、
マッピングされた前記フィルタリングされたテクスチャ内の前記複数のテクセルのうち少なくとも1つのテクセルに対する色cloudColorを、以下の関数
cloudColor = skyColor* (1.0-cloudIntensity)+extinctColor*cloudAmbient
を用いて特定する
ように構成されており、
ここで、skyColorは、前記三次元仮想環境における空のデフォルト色に対応するパラメータ、cloudIntensityは、前記少なくとも1つのテクセルの値に対応するパラメータ、extinctColorは、前記少なくとも1つのテクセルの前記cloudIntensityパラメータに基づく光吸収及び光透過のレベルに対応するパラメータ、cloudAmbientは、前記少なくとも1つのテクセルに対するデフォルト色値に対応するパラメータである、
請求項9に記載のシステム。 - 前記ディスプレイデバイス、前記ネットワークデバイス、前記メモリ及び前記プロセッサは、車載情報システムとして統合されている、
請求項9に記載のシステム。 - 前記ディスプレイデバイス、前記ネットワークデバイス、前記メモリ及び前記プロセッサは、モバイル電子デバイスとして統合されている、
請求項9に記載のシステム。
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