KR100506822B1 - 3차원 다각형의 화면 표시방법 - Google Patents

3차원 다각형의 화면 표시방법 Download PDF

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Abstract

일반적인 3차원 그래픽 라이브러리에서 처리할 수 없는 기하학적으로 불완전한 3차원 다각형들을 화면에 정확히 표시하고, 2차원 데이터들을 간단히 3차원 데이터로 확장하여 사용할 수 있으며, 일반 3차원 그래픽 라이브러리에서의 계산량을 줄여 처리시간의 효율을 높일 수 있다.
3차원 표시의 환경을 초기화하고, 기준위치 좌표를 기준으로 시점 및 시선을 설정하며, 투영 파라미터를 설정하며, 기준위치의 좌표를 기준으로 소정 영역의 3차원 좌표 값의 3차원 모델을 입력받거나 또는 기준위치 좌표를 기준으로 3차원 지도를 표시할 영역의 2차원 지도를 로딩하여 로딩한 2차원 지도로 3차원 지도를 모델링한 후 입력받은 3차원 모델 또는 모델링한 3차원 모델을 이루는 다각형의 노드로 모델을 분류하며, 분류한 모델을 이루는 다각형의 노드들을 3차원 환경 초기화과정, 시점 설정과정 및 투영 파라미터 설정과정에서 설정한 값에 따라 좌표를 변환한 후 다각형을 재구성하고, 재구성한 다각형들을 화면에 표시한다.

Description

3차원 다각형의 화면 표시방법{Method for displaying three dimensional polygon on screen}
본 발명은 일반적인 3차원 그래픽 라이브러리로 자동 삼각화를 수행하여 화면에 표시할 수 없는 기하학적으로 불완전한 3차원 다각형들을 화면에 표시하는 3차원 다각형의 화면 표시방법에 관한 것으로 특히 다각형을 이루는 꼭지점들을 투영시킨 2차원 평면에서 투영된 꼭지점들의 2차원 좌표를 연결하는 방법으로 3차원 다각형을 재구성하여 화면에 표시하는 3차원 다각형의 화면 표시방법에 관한 것이다.
이동체의 주행경로를 안내하는 네비게이션 시스템 및 3차원 게임 등을 비롯한 각종 산업 분야에서 3차원 표시가 매우 각광을 받고 있는 추세이다. 그러나 3차원 표시는 3차원 모델링 작업이 어려워 사회전반의 응용 분야로 파급되는 속도가 매우 느린 실정이다.
이는 지금까지 많은 응용 분야에서 사용되었던 2차원 표시에서 사용하던 2차원 데이터들을 단순하게 3차원 좌표로 확장하는 것만으로 3차원 표시의 응용에 직접 적용하여 사용하기 어려운 데에서 기인하는 것이다. 그 이유는 현재 널리 사용되고 있는 일반적인 3차원 그래픽 라이브러리에서 처리할 수 있는 3차원 다각형의 조건을 다음과 같이 제한하고 있기 때문이다.
첫째, 도 1a와 같이 3차원 다각형의 변들은 서로 교차해서는 안 된다. 즉, 교차점(100)이 없는 단순 다각형만을 지원한다.
둘째, 도 1b와 같이 오목하게 들어가는 부분(110)이 있는 오목 다각형은 출력할 수 없고, 반드시 각각의 꼭지점이 볼록하게 튀어나온 볼록 다각형이어야만 출력이 가능하다.
셋째, 도 1c와 같이 다각형의 내측에 구멍(120)이 존재하는 다각형은 출력할 수 없다.
일반 3차원 그래픽 라이브러리에서 상기한 바와 같은 제한 조건이 존재하는 이유는, 꼬인 구조의 다각형이 존재하는 것을 방지하기 위하여 다각형을 이루는 3차원 꼭지점들의 리스트를 자동으로 삼각화하여 공간상에서 완전한 기하학적 구조인 삼각형들로 이루어진 형태로 재구성해 버리기 때문이다. 예를 들면, 도 2a에 도시된 바와 같이 꼬인 구조의 메쉬를 도 2b 또는 도 2c에 도시된 바와 같은 형태로 재구성해 버리기 때문이다.
도 3a는 일반 3차원 그래픽 라이브러리에서 자동 삼각화의 오류를 보인 것이다. 도 3a에서는 S자 모양의 메쉬를 표시하고자 하는 의도였으나, 일반 3차원 그래픽 라이브러리에서는 모든 꼭지점들의 리스트들을 상호간에 비교하여 자동으로 삼각화한 후 출력하므로 원하지 않는 결과가 나옴을 알 수 있다.
이러한 경우에 도 3b에 도시된 바와 같이 메쉬를 잘게 쪼개어 다시 입력시키는 방법으로 오류를 해결하고 있다. 그러나 상기 메쉬를 잘게 쪼개는 방법은 작업자가 수작업으로 일일이 기하학적 구조의 꼬인 부분을 찾아 주어야 하기 때문에 실질적인 응용에는 거의 사용할 수 없는 실정이다.
도 4a 및 도 4b는 네비게이션 시스템에 있어서, 2차원 지도를 3차원 지도로 단순 확장한 후 일반 3차원 그래픽 라이브러리로 자동 삼각화를 수행하여 출력한 결과를 보인 도면이다. 도 4a는 2차원 디지털 데이터의 좌표체계로 구성된 디지털 지도 즉, '한강'과 그 주변의 디지털 지도로서 이 디지털 지도의 데이터들의 좌표를 단순히 (x, y, 0) 형태의 3차원 좌표로 확장한 후 일반 3차원 그래픽 라이브러리를 이용하여 출력한 결과, 도 4b에 도시된 바와 같이 자동 삼각화의 오류가 심하게 발생하였다.
즉, '한강'과, '한강'으로 물줄기가 흘러 들어가는 '안양천' 및 '탄천' 등의 지류(支流)에서 자동 삼각화의 오류가 심하게 발생됨을 알 수 있는 것으로서 자동 삼각화는 공간상에서 꼬인 구조를 방지하기 위해 실시하는 것이므로 모든 데이터가 한 평면상에 존재하는 지도와 같은 경우에 일반 3차원 그래픽 라이브러리를 이용한 자동 삼각화를 수행하지 않는 것이 바람직하다.
본 발명의 목적은 변들이 상호간에 교차하는 다각형이나, 오목 다각형 또는 내측에 구멍이 있는 다각형 등과 같이 일반 3차원 그래픽 라이브러리에서 처리할 수 없는 기하학적으로 불완전한 3차원 다각형들을 화면에 표시하는 3차원 다각형의 화면 표시방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 많은 응용분야에서 사용되고 있는 2차원 디지털 데이터들을 간단히 3차원 디지털 데이터로 확장하여 사용할 수 있는 3차원 다각형의 화면 표시방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 3차원 그래픽 처리과정에서 꼭 필요하지 않은 일부 과정의 생략이 가능하게 함으로써 일반 3차원 그래픽 라이브러리에서의 계산량을 줄이고, 처리시간의 효율을 높일 수 있는 3차원 다각형의 화면 표시방법을 제공하는데 있다.
이러한 목적을 가지는 본 발명의 3차원 다각형의 화면 표시방법에 따르면, 일반적인 3차원 좌표 변환과정과, 좌표투영변환을 구현하여 3차원 데이터를 2차원 투영평면에 투영시킨 후 이 2차원 투영평면 내에서 투영된 꼭지점들을 연결하는 일련의 과정을 수행한다.
본 발명의 제 1 특징에 따르면, 3차원 좌표 값을 갖는 3차원 모델의 데이터를 입력으로 하는 것으로서 네비게이션 시스템에 적용할 경우에는 2차원 지도 데이터로 3차원 지도 데이터를 모델링하여 사용하고, 게임 등에 적용할 경우에는 저장수단 등으로부터 3차원 모델의 데이터를 직접 입력하여 사용한다.
본 발명의 제 2 특징에 따르면, 상기 제 1 특징에서 입력한 3차원 모델들에 대하여 다각형을 구성하는 각 노드들이 모두 동일 평면에 존재하는 3차원 모델들과, 그렇지 않은 3차원 모델들로 분류한다.
본 발명의 제 3 특징에 따르면, 상기 제 2 특징에서 다각형을 구성하는 노드들이 모두 동일 평면에 있는 모델들인 경우에 3차원 모델의 다각형을 구성하는 노드들을 투영시키고, 투영 후의 2차원 평면에서, 투영된 2차원 점들을 연결하여 다각형을 재구성한다. 이렇게 함으로써, 기하학적으로 불완전한 3차원 다각형 즉, 교차점이 있는 다각형, 오목 다각형 또는 내측에 구멍이 있는 다각형 등과 같이 불완전 3차원 다각형들이라 하더라도 형태를 그대로 유지시키면서 출력하여 화면에 표시할 수 있고, 또한 일반 3차원 그래픽 처리과정 중에서 입력 모델의 자동 삼각화와 다른 다각형들과의 서로 가려진 면 비교 등과 같은 계산과정을 생략할 수 있다.
본 발명의 제 4 특징에 따르면, 상기 제 3 특징의 2차원 다각형 재구성 과정에서 투영평면에 투영한 후 화면 밖에 위치하는 다각형의 노드들을 제거하고, 다각형이 화면 가장자리에 의해 잘린 경우에는 그 잘린 곳에서 화면 가장자리의 변을 이용하여 새로운 출력용 다각형을 재구성하게 된다.
본 발명의 제 5 특징에 따르면, 상기 제 2 특징에서의 다각형의 노드들이 동일 평면에 있지 않은 모델들에 대해서는 일반 3차원 그래픽 라이브러리로 3차원 처리하여 화면에 표시한다.
본 발명의 제 6 특징에 따르면, 상기한 제 3 특징과 제 5 특징에서의 출력 결과물들은 출력하여 화면에 표시할 경우에 투명 연산에 의해 적당한 순서로 겹친 후 출력하여 통합될 수 있다.
본 발명의 제 7 특징에 따르면, 본 발명의 표시방법을 통해 현재 2차원인 디지털 지도나 캐드 도면 등과 같이 아직까지 3차원으로 확장하여 사용할 수 없었던 많은 2차원 데이터들을 3차원 데이터로 자동 구성하여 사용할 수 있다.
그러므로 본 발명의 3차원 다각형의 화면 표시방법에 따르면, 3차원 표시의 환경을 초기화하고, 기준위치 좌표를 기준으로 시점 및 시선을 설정하며, 투영 파라미터를 설정하며, 기준위치의 좌표를 기준으로 소정 영역의 3차원 좌표 값의 3차원 모델을 입력받거나 또는 기준위치 좌표를 기준으로 3차원 지도를 표시할 영역의 2차원 지도를 로딩하여 로딩한 2차원 지도로 3차원 지도를 모델링하고, 상기 입력받은 3차원 모델 또는 모델링한 3차원 지도의 모델을 이루는 다각형의 노드로 모델을 분류하고, 분류한 모델을 이루는 다각형의 노드들을 상기 설정한 값에 따라 좌표를 변환한 후 다각형을 재구성한 후 재구성한 다각형들을 화면에 표시하는 것을 특징으로 한다.
상기 기준위치 좌표는, GPS 수신신호로 검출한 이동체의 위치좌표 또는 사용자가 입력하는 좌표이고, 상기 3차원 환경 초기화는, 시점, 시선, 광원의 방향, 광원의 세기 및 건물들의 각 면의 각도 등에 따라 건물 각 면을 표시할 색상 및 농도를 설정하고, 시점으로부터 소정의 표시 대상물이 표시되는 위치까지의 거리를 나타내는 깊이버퍼를 초기화하며, 화면의 바탕색을 소정의 색상으로 설정하는 것을 특징으로 한다.
상기 시점 설정은, 상기 기준위치 좌표를 기준으로 시점을 설정하고, 그 시점에서의 시선을 설정하고, 상기 3차원 모델링은, 2차원 지도에서 3차원의 바닥면 지도를 생성하고, 각 건물들의 노드의 높이를 설정하여 설정한 높이로 각 건물들을 생성하며, 이동체의 주행정보의 궤적을 생성하는 것을 특징으로 한다.
상기 모델 분류는, 모델을 구성하는 다각형의 모든 노드가 동일평면에 존재하는지의 여부로 분류하고, 상기 다각형 재구성은, 상기 분류한 모델을 구성하는 다각형의 모든 노드가 동일평면에 존재하지 않는 3차원 모델일 경우에 일반 3차원 그래픽 라이브러리로 3차원 처리하여 자동 삼각화하고, 상기 모델 분류과정에서 분류한 모델을 구성하는 다각형의 모든 노드가 동일평면에 존재하는 3차원 모델일 경우에 다각형의 노드들의 3차원 좌표들을 시점 중심의 좌표계로 변환하고, 시점 중심의 좌표계로 변환된 각 노드들을 상기 투영 파라미터에 따라 투영 변환하여 2차원 좌표 값을 구하며, 구한 2차원 좌표 값을 화면좌표로 변환하며, 변환한 화면좌표에서 화면 영역의 밖에 위치하는 노드들을 모두 제거하고, 화면의 가장자리에 걸쳐 있는 다각형은 다각형의 잘려진 곳을 화면 가장자리의 변으로 대치한 다각형으로 재구성하는 제 23 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도 5 및 도 6의 도면을 참조하여 본 발명의 3차원 다각형의 화면 표시방법을 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 3차원 다각형의 화면 표시방법이 적용되는 네비게이션 시스템의 구성을 예로 들어 보인 블록도이다. 이에 도시된 바와 같이 3개 이상의 GPS 위성(200)이 송신하는 위치 데이터를 수신하는 GPS 수신부(202)와, 2차원 지도 데이터를 미리 저장하고 있는 지도 저장부(204)와, 사용자의 조작에 따른 명령을 입력받는 명령 입력부(206)와, 상기 GPS 수신부(202)가 수신한 위치 데이터로 이동체의 현재위치를 판단하고 판단한 현재위치를 기준으로 상기 지도 저장부(204)로부터 소정 지역의 2차원 지도 데이터를 독출하며, 독출한 2차원 지도로 3차원 지도를 생성하여 표시하면서 이동체의 주행경로를 안내하는 제어부(208)와, 상기 제어부(208)의 제어에 따라 표시패널(212)에 3차원 지도와 함께 이동체의 현재위치 및 주행경로 등을 표시하는 표시 구동부(210)로 구성된다.
이러한 구성을 가지는 네비게이션 시스템은 복수의 GPS 위성(200)이 위치 데이터를 송신하고, 그 송신하는 위치 데이터를 GPS 수신부(202)가 수신하여 제어부(208)로 입력시킨다.
네비게이션 시스템의 제어부(208)는 이동체가 주행할 경우에 GPS 수신부(202)로부터 입력되는 위치 데이터로 이동체의 현재위치를 판단하고, 판단한 이동체의 현재위치를 기준으로 하여 소정 지역의 2차원 지도를 지도 저장부(204)에서 독출한다. 그리고 제어부(208)는 상기 독출한 2차원 지도를 이용하여 본 발명의 표시방법에 따라 3차원 지도를 생성하고, 생성한 3차원 지도를 표시 구동부(210)로 출력하여 표시패널(212)에 3차원 지도를 표시하며, 그 표시한 3차원 지도에 상기 판단한 이동체의 현재위치를 화살표 등으로 함께 표시하면서 이동체의 주행을 안내한다.
여기서, 상기 네비게이션 시스템은 이동체에 고정 설치된 것을 예로 들어 설명한 것으로서 모바일용 기기에 설치될 경우에는 지도 저장부(204)의 저장 용량이 한계가 있으므로 명령 입력부(206)의 명령에 따라, 지도를 제공하는 지도 제공용 서버에 접속하여 소정 영역 예를 들면, 서울특별시 전역의 2차원 지도를 다운로드받고, 그 다운로드받은 2차원 지도를 지도 저장부(204)에 저장한 후 사용할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 3차원 다각형의 화면 표시방법의 실시 예를 보인 신호흐름도이다. 이에 도시된 바와 같이 단계(300)에서 제어부(208)는 3차원 지도를 생성할 기준위치 좌표를 입력한다. 여기서, 상기 단계(300)에서의 기준위치 좌표는, GPS 수신부(202)의 수신신호로 검출한 이동체의 현재 위치를 기준위치 좌표로 입력할 수 있고, 또는 사용자가 명령 입력부(206) 등을 통해 입력하는 좌표를 기준위치 좌표로 입력할 수 있다.
상기 기준위치 좌표의 입력이 완료되면, 제어부(208)는 단계(310)에서 3차원 지도 또는 3차원 모델들을 표시패널(212)의 화면에 표시하기 위한 3차원 환경 초기화 과정을 수행한다. 상기 단계(310)에서의 3차원 환경 초기화 과정은, 단계(311)에서 라이팅 환경을 초기화한다. 상기 단계(311)의 라이팅 환경 초기화는, 시점(view point), 시선, 광원의 방향, 광원의 세기 및 건물들의 각 면의 각도 등에 따라 건물 각 면을 표시할 색상 및 농도 등을 설정한다. 다음 단계(312)에서는 깊이 버퍼를 초기화 즉, 시점으로부터 소정의 표시 대상물이 표시되는 위치까지의 거리를 나타내는 깊이버퍼를 초기화하고, 단계(313)에서 화면의 바탕색을 클리어하여 소정의 색상으로 설정한다.
상기 단계(310)의 3차원 환경 초기화 과정이 완료되면, 단계(320)에서 시점 설정과정을 수행한다. 상기 단계(320)의 시점 설정과정은, 단계(321)에서 시점의 위치를 설정한다. 상기 시점의 위치 설정은 예를 들면, 상기 입력한 기준위치 좌표의 위치를 기준으로 미리 설정된 소정의 높이 위치를 시점으로 설정한다.
다음 단계(322)에서는 상기 설정한 시점의 위치로부터 3차원 지도 또는 3차원 모델을 바라보는 방향인 시선을 설정한다.
상기 단계(320)에서의 시점 설정과정이 완료되면, 단계(330)에서 3차원 좌표를 투영 평면에 투영하여 투영 변환할 투영 파라미터를 설정한다.
그리고 상기한 단계(310)의 3차원 환경의 초기화 과정, 단계(320)의 시점설정과정 및 단계(330)의 투영 파라미터 설정동작을 순차적으로 수행함과 동시에 제어부(208)는 단계(340)에서 3차원 지도로 변환할 2차원 지도 데이터를 지도 저장부(204)로부터 로딩하고, 단계(350)에서 상기 로딩한 2차원 지도의 데이터를 3차원으로 모델링하는 3차원 모델링 과정을 수행한다.
상기 단계(350)에서의 3차원 모델링 과정은, 단계(351)에서 예를 들면, 로딩한 2차원 지도의 데이터에서 3차원 바닥면의 지도를 생성 예를 들면, 도로, 녹지, 강 및 호수 등의 라인을 설정하고, 단계(352)에서 각 건물들의 노드의 높이를 설정하며, 단계(353)에서 상기 설정한 높이로 각 건물들을 생성한 후, 단계(354)에서 이동체의 주행정보의 궤적을 화살표 또는 점선 등으로 생성한다.
여기서, 상기 단계(340)에서의 2차원 지도 데이터의 로딩과, 단계(350)의 3차원 모델링 과정은 네비게이션 시스템에서 3차원 지도를 표시할 경우를 예로 들어 설명한 것이다. 그러나 3차원 영상을 표시하는 게임 등에서는 미리 3차원 모델이 저장수단에 저장되어 있으므로 상기한 단계(340)에서의 2차원 지도 데이터의 로딩과, 단계(350)의 3차원 모델링 과정을 수행하지 않고, 저장수단으로부터 상기 기준위치의 좌표를 기준으로 소정 영역의 3차원 모델을 직접 로딩할 수 있다.
다음 단계(360)에서는 상기 3차원 모델링 과정에서 모델링한 3차원 모델들 또는 저장수단으로부터 로딩한 3차원 모델들을 이루는 다각형들을 재구성하는 다각형 재구성 과정을 수행한다. 상기 단계(360)의 다각형 재구성 과정은, 단계(361)에서 하나의 모델을 선택하고, 단계(362)에서 상기 선택한 하나의 모델을 이루는 다각형의 노드들이 모두 동일 평면에 존재하는 노드들 인지의 여부를 판단한다.
상기 단계(362)의 판단 결과 다각형의 노드들이 모두 동일평면에 존재하는 노드들일 경우에 단계(363)에서 3차원 모델의 각 노드들의 3차원 좌표들에 대해 상기 시점 및 시선에 따라 이동 및 회전을 수행하여 시점을 중심으로 하는 좌표계로 변환하고, 단계(364)에서 시점 중심의 좌표계로 변환된 각 노드들의 3차원 좌표들에 대해 투영변환을 실시하여 투영된 2차원 좌표 값을 구한다.
그리고 상기 투영된 2차원 좌표 값은 음수 또는 실수의 값을 가질 수 있으므로 단계(365)에서 2차원 상에서 적당히 스케일과 위치를 조정하여 표시패널(212)에 표시할 수 있는 화면 좌표로 변환한다.
다음 단계(366)에서는 표시패널(212)의 화면 영역의 밖에 위치하는 투영 노드들을 모두 제거하고, 화면의 가장자리에 걸쳐 있는 다각형은 단계(367)에서 다각형의 잘려진 곳을 화면 가장자리의 변으로 대치하여 새로운 다각형으로 재구성한 후 단계(368)에서 출력용 버퍼에 저장한다.
그리고 상기 단계(362)에서 상기 선택한 모델을 이루는 다각형의 노드들이 모두 동일 평면에 존재하지 않을 경우에는 단계(369)에서 일반 3차원 그래픽 라이브러리를 이용하여 상기 선택한 모델의 다각형을 3차원 처리하고, 단계(370)에서 버퍼에 저장한다.
이와 같이 선택한 하나의 모델에 대하여 다각형의 노드들이 동일평면에 존재하는지의 여부에 따라 처리한 후 단계(371)에서 마지막 모델까지의 처리가 완료되었는지의 여부를 판단하고, 단계(371)에서 마지막 모델이 아닐 경우에 단계(361)로 복귀하여 다각형을 재구성하지 않은 다른 하나의 모델을 선택하고, 다각형의 노드들이 모두 동일평면에 존재하는지의 여부에 따라 처리하는 동작을 반복 수행한다.
그리고 상기 단계(371)에서 마지막 모델까지의 다각형 재구성이 완료되면, 제어부(208)는 상기 단계(368)(370)에서 버퍼에 저장된 값들을 단계(380)에서 상호간에 겹친 후 표시 구동부(210)로 출력하여 표시패널(212)의 화면에 표시한다.
한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다. 즉, 상기에서는 네비게이션 시스템에서 2차원 디지털 지도 데이터들을 3차원 디지털 지도 데이터로 모델링한 후 다각형을 재구성하여 표시하는 것을 예로 들어 설명한 것으로서 본 발명을 실시함에 있어서는 이에 한정되지 않고, 3차원 게임 등을 비롯한 각종 분야에 적용하여 실시할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 변들이 교차하는 다각형, 오목 다각형 및 내측에 구멍이 있는 다각형 등과 같이 일반 3차원 그래픽 라이브러리로는 출력할 수 없는 기하학적으로 불완전한 다각형들을 3차원으로 화면에 표시할 수 있고, 또한 많은 응용 분야에서 사용되고 있는 2차원 데이터들을 손쉽게 3차원 데이터로 확장하여 화면에 표시할 수 있으며, 3차원의 처리과정에서 필요하지 않은 일부의 계산과정은 생략할 수 있어 3차원 계산량 및 처리 시간의 효율을 높일 수 있다.
도 1a 내지 도 1c는 일반 3차원 그래픽 라이브러리들에서 처리할 수 있는 3차원 다각형들을 예로 들어 보인 도면.
도 2a 내지 도 2c는 공간상에서 꼬인 다각형에 대하여 일반 3차원 그래픽 라이브러리에서의 자동 삼각화를 통해 완전 구조체로 변환한 것을 예로 들어 보인 도면.
도 3a 및 도 3b는 일반 3차원 그래픽 라이브러리들에서 자동 삼각화의 오류와, 수작업에 의한 분할 메쉬의 출력 결과를 보인 도면.
도 4a 및 도 4b는 2차원 지도를 3차원 지도로 단순 확장한 후 일반 3차원 그래픽 라이브러리를 이용하여 출력한 결과로 자동 삼각화의 오류를 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 3차원 다각형의 화면 표시방법이 적용되는 네비게이션 시스템의 구성을 예로 들어 보인 블록도.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 3차원 다각형의 화면 표시방법의 실시 예를 보인 신호흐름도.

Claims (9)

  1. 3차원 표시의 환경을 초기화하는 3차원 환경 초기화 과정;
    상기 3차원 환경 초기화 과정 이후에 기준위치 좌표를 기준으로 시점 및 시선을 설정하는 시점 설정과정;
    상기 시점 설정과정 이후에 투영 파라미터를 설정하는 투영 파라미터 설정과정;
    기준위치의 좌표를 기준으로 소정 영역의 3차원 좌표 값의 3차원 모델을 입력받는 3차원 모델 입력과정;
    상기 3차원 모델 입력과정에서 입력받은 3차원 모델을 이루는 다각형의 노드로 모델을 분류하는 모델 분류과정;
    상기 모델 분류과정에서 분류한 모델을 이루는 다각형의 노드들을 3차원 환경 초기화과정, 시점 설정과정 및 투영 파라미터 설정과정에서 설정한 값에 따라 좌표를 변환한 후 다각형을 재구성하는 다각형 재구성 과정; 및
    상기 다각형 재구성과정에서 재구성한 다각형들을 화면에 표시하는 화면 표시과정으로 이루어진 3차원 다각형의 화면 표시방법.
  2. 3차원 표시의 환경을 초기화하는 3차원 환경 초기화 과정;
    상기 3차원 환경 초기화 과정 이후에 기준위치 좌표를 기준으로 시점 및 시선을 설정하는 시점 설정과정;
    상기 시점 설정과정 이후에 투영 파라미터를 설정하는 투영 파라미터 설정과정;
    기준위치 좌표를 기준으로 3차원 지도를 표시할 영역의 2차원 지도를 로딩하는 2차원 지도 로딩과정;
    상기 2차원 지도 로딩과정에서 로딩한 2차원 지도로 3차원 지도를 모델링하는 3차원 모델링 과정;
    상기 3차원 모델링 과정에서 모델링한 3차원 모델을 이루는 다각형의 노드로 모델을 분류하는 모델 분류과정;
    상기 모델 분류과정에서 분류한 모델을 이루는 다각형의 노드들을 3차원 환경 초기화과정, 시점 설정과정 및 투영 파라미터 설정과정에서 설정한 값에 따라 좌표를 변환한 후 다각형을 재구성하는 다각형 재구성 과정; 및
    상기 다각형 재구성과정에서 재구성한 다각형들을 화면에 표시하는 화면 표시과정으로 이루어진 3차원 다각형의 화면 표시방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 기준위치 좌표는;
    GPS 수신신호로 검출한 이동체의 위치좌표 또는 사용자가 입력하는 좌표인 것을 특징으로 하는 3차원 다각형의 화면 표시방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 3차원 환경 초기화 과정은;
    시점, 시선, 광원의 방향, 광원의 세기 및 건물들의 각 면의 각도 등에 따라 건물 각 면을 표시할 색상 및 농도를 설정하고, 시점으로부터 소정의 표시 대상물이 표시되는 위치까지의 거리를 나타내는 깊이버퍼를 초기화하며, 화면의 바탕색을 소정의 색상으로 설정하는 것을 특징으로 하는 3차원 다각형의 화면 표시방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 시점 설정과정은;
    상기 기준위치 좌표를 기준으로 시점을 설정하고, 그 시점에서의 시선을 설정하는 것을 특징으로 하는 3차원 다각형의 화면 표시방법.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 3차원 모델링 과정은;
    2차원 지도에서 3차원의 바닥면 지도를 생성하는 제 10 과정;
    상기 제 10 과정 이후에 각 건물들의 노드의 높이를 설정하여 설정한 높이로 각 건물들을 생성하는 제 11 과정;
    상기 제 11 과정 이후에 이동체의 주행정보의 궤적을 생성하는 제 12 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 다각형의 화면 표시방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 모델 분류과정은;
    모델을 구성하는 다각형의 모든 노드가 동일평면에 존재하는지의 여부로 분류하는 것을 특징으로 하는 3차원 다각형의 화면 표시방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 다각형 재구성 과정은;
    상기 모델 분류과정에서 분류한 모델을 구성하는 다각형의 모든 노드가 동일평면에 존재하지 않는 3차원 모델일 경우에 일반 3차원 그래픽 라이브러리로 3차원 처리하여 자동 삼각화하는 것을 특징으로 하는 3차원 다각형의 화면 표시방법.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 다각형 재구성 과정은;
    상기 모델 분류과정에서 분류한 모델을 구성하는 다각형의 모든 노드가 동일평면에 존재하는 3차원 모델일 경우에 다각형의 노드들의 3차원 좌표들을 시점 중심의 좌표계로 변환하는 제 20 과정;
    상기 제 20 과정에서 시점 중심의 좌표계로 변환된 각 노드들을 상기 투영 파라미터에 따라 투영 변환하여 2차원 좌표 값을 구하는 제 21 과정;
    상기 제 21 과정에서 구한 2차원 좌표 값을 화면좌표로 변환하는 제 22 과정; 및
    상기 제 22 과정에서 변환한 화면좌표에서 화면 영역의 밖에 위치하는 노드들을 모두 제거하고, 화면의 가장자리에 걸쳐 있는 다각형은 다각형의 잘려진 곳을 화면 가장자리의 변으로 대치한 다각형으로 재구성하는 제 23 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 다각형의 화면 표시방법.
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