JPH10312471A - ３次元立体地図データの転送にともなう描画対象外地図データの転送とその表示方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】描画対象の一部を描画し、ユーザが移動すると
ともに描画対象のデータをサーバから効率的に検索して
３次元空間を作りだし、巨大な３次元地図をクライアン
ト側で実行しているかのように見せる。 【解決手段】サーバから転送405されたデータは、クラ
イアントのキャッシュメモリに保管される406。このキ
ャッシュデータと３次元描画プログラムを利用してユー
ザ（視点）を中心に懐中電灯のようにある一定の範囲だ
けを３次元で描画する408。背景のデータは、キャッシ
ュに保管されているデータもしくは既存のデータを利用
して生成する409。またユーザが移動している間、ユー
ザの移動履歴にあたる情報を保持する411。次にその情
報から描画するであろうと推測される領域をサーバに要
求し、再びキャッシュ領域に保管する412。ユーザがそ
の領域内に描画範囲を移して来たら上記と同じく一定の
範囲の３次元化を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２次元平面情報と
高さ情報から３次元立体情報を生成し、そのデータをイ
ンターネットに代表されるネットワークを経由させ、デ
ィスプレイ上に平面および立体空間をユーザがその空間
を移動するごとに描画に必要なデータをサーバから得て
効率的に描画する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に３次元地図をインターネット上
で描画するためには、VRMLという仮想現実言語を用いて
記述し、それをクライアント側で、Silicon Graphics
のWEBSpace、NetscapeおよびInteret Explorer用plug-
in ソフトのLive3D等を利用して描画する。またVRML1.
0の世界は静的であるため、ナビゲーションやオブジェ
クトをクリックして関連する情報を参照することしかで
きない。この制約を外すためにVRML2.0の仕様がだされ
ている。VRML2.0では、VRML1.0の機能に加えて、アニメ
ーション、振る舞い、センサー、サウンドなどの機能が
拡張されている。また、衝突判断用のいくつかの新しい
ジオメトリ・プリミティブも追加されている。さらにVR
ML2.0のシーングラフもまたPC上での描画をより効率よ
く行うように改善されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】かかる上記の従来の方
法においては、次のような問題がある。

【０００４】1)描画する範囲が大きくなればなるほど、
転送しなくてはならないデータが巨大なものになる。

【０００５】インターネットを用いて地図データなどの
大規模な情報を転送する場合には、ネットワーク全体の
負荷の増大が問題となる。つまり、ダイヤルアップ接続
や、パソコン通信などでネットワークに接続しているユ
ーザは、回線速度の遅いネットワークを利用しているこ
とが多いためデータ容量の多い地図データを見ようとす
ると時間が多くかかりかつコストが高くなる。

【０００６】2)データを転送した後に描画された空間以
外は何もない。

【０００７】転送されてきた３次元データ(VRMLソース)
は、専用のWEB用のブラウザもしくはplug-inツールを利
用したブラウザを用いて描画する。しかし描画範囲のデ
ータを転送したあとの範囲外の描画についてはできない
ため、描画対象以外(背景)は任意の一色で塗りつぶされ
ている(一般的に黒)。これでは、真っ暗な空間に浮かぶ
浮遊都市となってしまう。

【０００８】3)３次元空間地図は大量なデータをクライ
アント側で描画するため、挙動がCPUパワーに依存して
しまう。

【０００９】大量な３次元空間地図データが送って広範
囲の３次元地図を描画したとしても、ユーザが利用する
パソコンは、多種多様であり、描画できても動かなかっ
たり、クライアントがハングアップしてしまう危険があ
る。

【００１０】本発明の目的は、ユーザが利用している計
算機のＣＰＵパワーに依存させず、３次元立体地図を描
画し、その中をスムーズにウォークスルーさせる方法を
提供することにある。本発明の他の目的は、３次元立体
地図以外の部分(描画対象外)の背景を描画対象のデータ
を利用して生成し、あたかも巨大な３次元立体地図をク
ライアント側で実行しているかのように見せる方法を提
供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、描画対象を懐
中電灯が照らすように全体の一部を描画し、ユーザが移
動するとともに描画対象のデータをサーバから効率的に
検索し２次元もしくは３次元空間を作りだす。このとき
描画対象外の背景については、絵を周りに貼り巡らすこ
とで遠くに建物があるように感じさせ、巨大な３次元地
図をクライアント側で実行しているかのように見せる方
法を特徴とする。

【００１２】ユーザの移動にともなう描画対象の効率的
検索については、ユーザが意図して(故意に)データをサ
ーバに検索しにいかなくとも、ユーザの進む方向や過去
の履歴(個人の癖や習性。ただし情報としてあれば)によ
り必要なときに必要なデータだけをダウンロードするこ
とで対処する。この方法により、一度にデータファイル
を転送する必要がなくなり、ネットワーク負荷が削減さ
れ、かつ必要なデータを空間内をユーザが移動している
間に転送するため待ちの状態になりにくくなる。

【００１３】また描画対象外の背景の作成方法は、一番
最初にサーバからダウンロードしてきたデータを利用し
て行う。このデータは描画範囲よりも大きな領域(キャ
ッシュに保存できるだけのもの)からなっており、描画
範囲外に関しては、２次元平面情報として表示される。
この２次元平面情報と属性として保持している高さ情報
を利用して背景を生成する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を一実
施例を用いて説明する。

【００１５】図１は、本発明を適用した３次元立体地図
データの転送にともなう描画対象外地図データの転送と
その表示方法におけるシステム構成の概念図である。

【００１６】図１において、１０２は１０５のインター
ネット上から情報を検索する利用者側のWEB端末であ
る。１００は、ＣＰＵと制御装置で、１０１は、１００
で起動されるWEB用のソフトウェアプログラムである。
ユーザは、１０１のソフトウェアプログラムを利用し
て、１０７のWEBサーバから１０５のインターネットを
経由して情報を得ることができる。１０８は、１００と
同様ＣＰＵと制御装置でインターネット上に情報を提供
するサーバである。ここで提供される情報の中には、１
１２のデータベースサーバとの連携により生成される情
報も含まれる。１１２で生成される情報は、３次元空間
地図情報である。１１１には、３次元空間地図情報を生
成するための情報が格納されている。格納されている情
報は、２次元閉図形座標配列とその平面の高さ情報、さ
らに折れ線図形座標配列(開図形)の情報である。１０３
と１０９は、ＬＡＮ(ローカルエリアネットワーク)であ
る。１０４と１０６は、インターネットとサーバとを接
続するルータである。ここで示した構成は、一つの例に
すぎず、他の構成の場合もありうる。クライアントとし
ては、パーソナルコンピュータでもかまわないし、ワー
クステーションでも構わない。１０５のインターネット
も電話回線を利用したもの、ＣＡＴＶを利用したもの、
衛星通信を利用したものと多岐にわたる。 本実施例で
は、ユーザがサーバ１０７に存在する３次元空間地図情
報を見る場合、クライアント１０２からサーバ１０７に
指示して情報(データ)をリアルタイムに送らせ、クライ
アント１０２のディスクもしくはメモリの中にデータを
保管する。この保管のことをキャッシングという。この
キャッシングされたデータは、クライアント１０２がロ
ーカルに３次元空間地図情報を得ることが可能となる。

【００１７】図２は、サーバ１０７とクライアント１０
２との内部構造のブロック図である。２００と２１０
は、それぞれ、１０２と１０７とに対応している。クラ
イアント２００がサーバ２１０に３次元空間地図情報
(以下３次元データという)が欲しいという要求を実行す
ると、サーバ２１０は、データベースサーバ１１２へ３
次元データを生成させる命令を１１２に２１６のhttpd
というWeb用のサーバプログラム利用して送信する。要
求を受けた１１２は、３次元データを生成し、２１０の
サーバに生成した３次元データを送る。２１０のWEBサ
ーバでは、１１２から得た３次元データを一旦、ディス
ク装置２１７に格納する。格納された情報は、２１９で
ある。このWEBサーバには、他にも２１７のhtml、gif、
jpgといったファイルが格納されている。またWEBサーバ
が代理サーバ(プロキシサーバ)として機能する場合に
は、２１５のキャッシュメモリに一時保管される。一時
保管された３次元データは、通信装置２１４を利用する
ことで、２２０のインターネットに代表されるネットワ
ークに送信され、２０９の通信装置を経由してクライア
ント２００に転送される。これらの制御も、httpdがす
べて制御している。転送されてきた３次元データは、ク
ライアント２００内のディスク装置２０４か２０２のキ
ャッシュメモリにいったん保管される。保管された３次
元データは、２０３のViewerとplug-inとを組にしたプ
ログラムで３次元データを再生する。通常利用されてい
るViewerは、Netscape Communucations社Netscape、Mi
crosoft社のExplorerである。このとき３次元データ
は、制御装置２０１を経由して２０８の主記憶装置に取
り組まれ、２０７のキーボードおよびマウスによって操
作可能となる。 図３は、クライアント１０２内(図２
では、２００)に保存されているソフトウェア(オペレー
ティングシステム３０２、ブラウザソフト３００、プラ
グインモジュール３０８)の関連図である。３０８のプ
ラグインモジュールは、３０４の３次元空間描画プログ
ラムと３０６の背景描画、移動制御、データ要求プログ
ラムからなる。

【００１８】ここで同時に図４のフローチャートに基づ
いて、ユーザに提供する３次元データの生成と転送方法
について説明する。

【００１９】ユーザの要求として３次元のデータ要求
(ステップ４０１)があるとき、まず３次元空間描画プラ
グインモジュール３０８は、ＣＰＵの性能(タイプ、周
波数)のチェック(ステップ４０２)を行う。このとき同
時にサーバに対してデータの要求(ステップ４０４)を行
う。ＣＰＵパワーのチェックからユーザが利用している
計算機で最適な振るまいが実現でき、かつ最適な描画が
できる描画範囲を決定する(ステップ４０３)。この間サ
ーバから転送(４０５)されてきたデータは、クライアン
ト１０２のキャッシュメモリ２０２に保管される(ステ
ップ４０６)。その次にこのキャッシュデータ(ステップ
４０７)と３０４の３次元描画プログラムを利用してユ
ーザ(視点)を中心に懐中電灯のようにある一定の範囲だ
けを３次元で描画する(ステップ４０８)。背景は同じく
キャッシュに保管されていて、かつ３０４で描画されて
いる以外のデータ(２次元データ)を利用して生成する方
法と既存のすでに生成済みのデータを利用する方法で生
成している(ステップ４０９)。このどちらかの方法を選
択することによって生成した背景を３０６の背景描画プ
ログラムで描画することができる。これによりユーザは
違和感なく巨大な仮想３次元空間内を移動することがで
きる。またユーザが移動している間、ユーザがどのよう
に移動しているか、どちらの方向に動きやすいかなど、
ユーザの履歴にあたる情報を保持する(ステップ４１
１)。次にステップ４１１で得られた情報から描画する
であろうと推測される領域をサーバに要求し、再びキャ
ッシュ領域に保管する(ステップ４１２)。ユーザがその
領域内に描画範囲を移して来たら上記と同じく一定の範
囲の３次元化を行う。この方法を繰り返すことでサーバ
に存在する３次元データをくまなく効率的に描画するこ
とが可能となる。

【００２０】図５は、３次元空間地図の描画概念図であ
る。５００は、サーバ１０７から最初のダウンロードで
得られるデータ領域である。５００の中で白くなってい
る円部分は、描画範囲が限定された部分である。この部
分がユーザの視点(５０３)とともに移動する。この移動
にともなって５０２のような２次元平面が５０４のよう
な３次元立体図形に変化する。また反対に現状は５０４
のような３次元立体でも、ユーザの視点が移動すれば、
５０２のような平面図形になる。さらにユーザが広い仮
想空間を認識できるように背景を２次元で描画し、５０
１のようにまわりを囲むことで実現できる。

【００２１】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
ユーザが自分の計算機のＣＰＵパワーを気にせず、ユー
ザが３次元空間を移動するとともに描画対象を移動し２
次元および３次元空間を効率的に描画する効果がある。
さらに描画対象外の背景については、既存の絵もしくは
２次元平面から生成した絵を周りに貼り巡らすことで遠
くに建物があるように感じさせ、巨大な３次元地図をク
ライアント側で実行しているかのように見せる効果があ
る。

【００２２】またユーザが意図して描画対象以外のデー
タをサーバに検索しにいかなくとも、ユーザの進む方向
や過去の履歴(個人の癖や習性等)により必要なときに必
要なデータだけをダウンロードできるので、一度に大量
のデータファイルを転送する必要がなくなり、ネットワ
ーク負荷が削減され、かつ必要なデータを空間内をユー
ザが移動している間に転送するため待ちの状態になりに
くくするといった効果ももつ。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明を適用した３次元立体地図データの転送に
ともなう描画対象外地図データの転送とその表示方法に
おけるシステム構成の概念図

【図２】発明を適用したWEBサーバとクライアントの内
部構成のブロック図

【図３】発明を適用したWEBブラウザとプラグインモジ
ュールとのデータのやり取りを示した関連図

【図４】発明を適用した３次元空間地図データの転送と
描画の生成処理の一例を示すフローチャート

【図５】発明を適用した３次元空間地図の描画概念図

【符号の説明】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２次元平面情報および３次元立体情報を利
   用し、そのデータをインターネットに代表されるネット
   ワークを経由させ、ディスプレイ上に平面および立体空
   間をユーザが自分の計算機のＣＰＵパワーを気にせず効
   率的に描画することを特徴とするデータ転送方法。
2. 【請求項２】請求項１において、ユーザ(視点)を中心に
   懐中電灯のようにある一定の半径だけを３次元で描画
   し、描画対象外は背景を貼ることでユーザが違和感なく
   ３次元空間内を移動することを特徴とする地図データの
   表示方法。
3. 【請求項３】請求項２において、ユーザが３次元空間地
   図を移動し、描画対象外の背景部分に近付いてくる間に
   描画に必要なデータをサーバ側から転送し、ユーザが背
   景にぶつかるまでに３次元化を行い、３次元化を行った
   部分にある背景を移動し、あたかも３次元空間が遠くま
   でつづいているかのように表示することを特徴とする３
   次元立体地図データの表示方法。