способ отображения трехмерного многоугольника на экране

Формула изобретения

1. Способ отображения трехмерного многоугольника на экране, включающий операцию ввода трехмерных моделей для получения трехмерных моделей с трехмерными координатами для области, подлежащей отображению на экране, определенной на основе координат базового местоположения, определяемого местоположением транспортного средства; операцию воспроизведения многоугольников, при которой классифицируют трехмерные модели, введенные на операции ввода трехмерных моделей, в соответствии с тем, находятся ли все вершины многоугольника для трехмерной модели на одной и той же плоскости, и воспроизводят многоугольники для классифицированных моделей на основе указанных координат базового местоположения; и операцию отображения на экране многоугольников, воспроизведенных на операции воспроизведения многоугольников на экране.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что координатами базового местоположения, определяемого местоположением транспортного средства, являются координаты текущего местоположения транспортного средства, определенные по сигналам, принятым приемником GPS, или координаты местоположения транспортного средства, введенные пользователем.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что операция воспроизведения многоугольника включает операцию, при которой если все вершины многоугольника для трехмерной модели, введенной на операции ввода трехмерной модели, не находятся на одной и той же плоскости, выполняют автоматическую триангуляцию посредством трехмерной обработки с использованием общей библиотеки трехмерной графики.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно включает операцию инициализации трехмерной среды по инициализации трехмерной среды отображения; операцию установки точки обзора по установке точки обзора и визирной линии на основе координат базового местоположения после операции инициализации трехмерной среды; и операцию установки параметров проекции по установке параметров проекции после операции установки точки обзора, в которой операция воспроизведения многоугольника включает операцию, при которой, если все вершины многоугольника для трехмерной модели, введенной на операции ввода трехмерной модели, находятся на одной и той же плоскости, преобразуют координаты вершин с использованием значений, установленных на операции инициализации трехмерной среды, операции установки точки обзора и операции установки параметров проекции, в координаты для воспроизведения многоугольника.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что операция воспроизведения многоугольников включает операцию преобразования координат точки обзора по преобразованию трехмерных координат вершин многоугольников для трехмерных моделей в трехмерные координаты на основе точки обзора; операцию проекционного преобразования по проекционному преобразованию координат вершин многоугольников, которые были преобразованы в трехмерные координаты на основе точки обзора на операции преобразования координат точки обзора, в двухмерные координаты; и операцию преобразования экранных координат по преобразованию двухмерных координат вершин многоугольников, полученных на операции проекционного преобразования, в экранные координаты.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что дополнительно включает после операции преобразования экранных координат операцию преобразования многоугольника, при которой исключают все вершины, находящиеся вне области экрана, в виде экранных координат вершин многоугольников, и заменяют часть многоугольника, которая выходит за границы экрана и, следовательно, отсекается, сторонами краев экрана.

7. Способ по п.4, отличающийся тем, что операция инициализации трехмерной среды включает операции по установке цветов и их насыщенности для использования при отображении соответствующих сторон зданий в соответствии с точкой обзора, визирной линией, направлением источника света, интенсивностью источника света и углами соответствующих сторон зданий; инициализации буферов глубины для указания расстояний от точки обзора до местоположений, где будут отображаться объекты, подлежащие отображению; и установке заданного цвета в качестве фонового цвета экрана.

8. Способ по п.4, отличающийся тем, что операция установки точки обзора включает операцию установки позиции, поднятой на заданную высоту в координатах базового местоположения, в качестве точки обзора и установки визирной линии в установленной точке обзора.

9. Способ по п.4, отличающийся тем, что визирная линия расположена на направлении перемещения транспортного средства.

10. Способ отображения трехмерного многоугольника на экране, включающий операцию инициализации трехмерной среды по инициализации трехмерной среды отображения; операцию установки точки обзора по установке точки обзора и визирной линии, определенных на основе координат базового местоположения, определяемого местоположением транспортного средства, после операции инициализации трехмерной среды; операцию установки параметров проекции по установке параметров проекции после операции установки точки обзора; операцию ввода трехмерной модели по получению трехмерных моделей с трехмерными координатами для области на основе координат базового местоположения; операцию воспроизведения многоугольника по классификации трехмерных моделей, введенных при операции ввода трехмерной модели в соответствии с тем, находятся ли все вершины многоугольника для трехмерных моделей на одной и той же плоскости, и по преобразованию координат вершин с использованием значений, установленных при операции инициализации трехмерной среды, операции установки точки обзора и операции установки параметров проекции, в координаты для воспроизведения многоугольников для классифицированных трехмерных моделей; и операцию отображения на экране многоугольников, воспроизведенных при операции воспроизведения многоугольников на экране.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что координаты базового местоположения, определяемого местоположением транспортного средства, представляют собой координаты текущего местоположения транспортного средства, определенные по сигналам, принятым приемником GPS, или координаты местоположения транспортного средства, введенные пользователем.

12. Способ по п.10, отличающийся тем, что операция инициализации трехмерной среды включает операции по установке цветов и их насыщенности для использования при отображении соответствующих сторон зданий в соответствии с точкой обзора, визирной линией, направлением источника света, интенсивностью источника света и углами соответствующих сторон зданий; инициализации буферов глубины для указания расстояний от точки обзора до позиций, где будут отображены объекты, подлежащие отображению; и установке заданного цвета в качестве фонового цвета экрана.

13. Способ по п.10, отличающийся тем, что операция установки точки обзора включает операцию по установке позиции, поднятой на заданную высоту в координатах базового местоположения, в качестве точки обзора, и по установке визирной линии в установленной точке обзора.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что визирная линия расположена на направлении перемещения транспортного средства.

15. Способ по п.10, отличающийся тем, что операция воспроизведения многоугольника включает операцию, при которой, если все вершины многоугольника для трехмерной модели, введенной при операции ввода трехмерных моделей, не находятся на одной и той же плоскости, выполняют автоматическую триангуляцию посредством трехмерной обработки с использованием общей библиотеки трехмерной графики.

16. Способ по п.10, отличающийся тем, что операция воспроизведения многоугольников включает операцию преобразования координат точки обзора, если все вершины многоугольника для трехмерной модели находятся на одной и той же плоскости, преобразование трехмерных координат вершин многоугольника для трехмерной модели в трехмерные координаты на основе точки обзора; операцию проекционного преобразования по проекционному преобразованию координат вершин многоугольника, которые были преобразованы в трехмерные координаты на основе точки обзора при выполнении операции преобразования координат точки обзора, в двухмерные координаты; и операцию преобразования экранных координат по преобразованию двухмерных координат вершин многоугольника, полученных при операции проекционного преобразования, в экранные координаты.

17. Способ по п.16, отличающийся тем, что он дополнительно включает после операции преобразования экранных координат операцию преобразования многоугольника, при которой исключают все вершины, находящиеся вне области экрана, в виде экранных координат вершин многоугольника, и заменяют часть многоугольника, которая выходит за границы экрана и, следовательно, отсекается, сторонами краев экрана.

18. Способ отображения трехмерного многоугольника на экране, включающий операцию инициализации трехмерной среды по инициализации трехмерной среды отображения; операцию установки точки обзора по установке точки обзора и визирной линии, определенных на основе координат базового местоположения, определяемого местоположением транспортного средства, после операции инициализации трехмерной среды; операцию установки параметров проекции по установке параметров проекции после операции установки точки обзора; операцию трехмерного моделирования по загрузке определенных на основе указанных координат базового местоположения картографических данных с двухмерными координатами, соответствующими области на модели трехмерной карты, которая должна отображаться на экране в трехмерной карте; операцию воспроизведения многоугольника, при которой классифицируют трехмерные модели, смоделированные при операции трехмерного моделирования, в соответствии с тем, находятся ли все вершины многоугольников для трехмерных моделей на одной и той же плоскости, и преобразуют координаты вершин с использованием значений, установленных при операции инициализации трехмерной среды, операции установки точки обзора и операции установки параметров проекции, в координаты для воспроизведения многоугольников для классифицированных трехмерных моделей; и операцию отображения на экране по отображению на экране многоугольников, воспроизведенных при операции воспроизведения многоугольника.

19. Способ по п.18, отличающийся тем, что координаты базового местоположения, определяемого местоположением транспортного средства, представляют собой координаты текущего местоположения транспортного средства, определенные по сигналам, принятым приемником GPS, или координаты местоположения транспортного средства, введенные пользователем.

20. Способ по п.18, отличающийся тем, что операция инициализации трехмерной среды включает операции по установке цветов и их насыщенности для использования при отображении соответствующих сторон зданий в соответствии с точкой обзора, визирной линией, направлением источника света, интенсивностью источника света и углами соответствующих сторон зданий; инициализации буферов глубины для указания расстояний от точки обзора до позиций, где будут отображены объекты, подлежащие отображению; установке заданного цвета в качестве фонового цвета экрана.

21. Способ по п.18, отличающийся тем, что операция установки точки обзора включает операцию по установке точки обзора на основе координат базового местоположения, и установке визирной линии в установленной точке обзора.

22. Способ по п.18, отличающийся тем, что операция трехмерного моделирования включает операции по формированию базовой карты с трехмерными координатами из загруженных картографических данных с двухмерными координатами; установке высот вершин для соответствующих зданий после операции формированию базовой карты и формирование зданий с установленными высотами; и формированию маршрута перемещения транспортного средства после операции формирования зданий.

23. Способ по п.18, отличающийся тем, что операция воспроизведения многоугольника включает операцию, при которой, если все вершины многоугольника для трехмерной модели, введенной на операции ввода трехмерных моделей, не находятся на одной и той же плоскости, выполняют автоматическую триангуляцию посредством трехмерной обработки с использованием общей библиотеки трехмерной графики.

24. Способ по п.18, отличающийся тем, что операция воспроизведения многоугольника включает операцию преобразования координат точки обзора, если все вершины многоугольника для трехмерной модели находятся на одной и той же плоскости, преобразование трехмерных координат вершин многоугольника для трехмерной модели в трехмерные координаты на основе точки обзора; операцию проекционного преобразования по проекционному преобразованию координат вершин многоугольника, которые были преобразованы в трехмерные координаты на основе точки обзора при операции преобразования координат точки обзора, в двухмерные координаты; и операцию преобразования экранных координат по преобразованию двухмерных координат вершин многоугольника, полученных при операции проекционного преобразования, в экранные координаты.

25. Способ по п.24, отличающийся тем, что после операции преобразования экранных координат он дополнительно включает операцию преобразования многоугольника, при которой исключают все вершины, находящиеся вне области экрана, в виде экранных координат вершин многоугольника, и заменяют часть многоугольника, которая выходит за границы экрана и, следовательно, отсекается сторонами краев экрана.

Описание изобретения к патенту

1. Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу отображения трехмерного многоугольника на экране, в котором трехмерный многоугольник, который является геометрически неполным и, следовательно, не может быть отображен на экране посредством автоматической триангуляции в общей библиотеке трехмерной графики, может быть отображен на экране. В частности, настоящее изобретение относится к способу отображения трехмерного многоугольника на экране, в котором двухмерные координаты вершин, получаемые проектированием вершин трехмерного многоугольника на двухмерную плоскость, соединяют с целью воспроизведения трехмерного многоугольника.

2. Известный уровень техники

С недавних пор существует стремление использовать трехмерное отображение данных во многих областях промышленности, в том числе в навигационных системах, для прокладки маршрутов транспортных средств и трехмерных играх. Однако на практике трехмерное отображение данных повсеместно медленно распространяется в областях, где оно может быть применено, из-за трудностей, связанных с выполнением операций трехмерного моделирования. Это происходит потому, что трудно применять обычные способы, используемые во многих соответствующих областях, т.е. просто путем распространения данных в двухмерных координатах, используемых для двухмерного отображения данных на данные в трехмерных координатах, непосредственно на трехмерное отображение данных. Причиной этого являются следующие ограничения на параметры трехмерных многоугольников, которые можно обработать в общей библиотеке трехмерной графики, широко используемой в настоящее время.

Во-первых, стороны трехмерного многоугольника не должны пересекаться в отличие от случая, иллюстрируемого фиг.1а. То есть в обычном способе поддерживаются только простые многоугольники без пересечения 100.

Во-вторых, невозможно отобразить вогнутый многоугольник с углубленной частью 110, как это показано на фиг.1b, можно отобразить только выпуклый многоугольник с выступающими наружу вершинами.

В-третьих, невозможно отобразить многоугольник с внутренним отверстием 120, как это показано на фиг.1с.

Причина, из-за которой существуют такие ограничения на общую библиотеку трехмерной графики, состоит в том, что в целях предотвращения появления многоугольника со скрученной структурой список вершин трехмерного многоугольника подвергается автоматической триангуляции с целью воспроизведения его в форме, содержащей треугольники с полными геометрическими структурами в пространстве. Например, если сетка со скрученной структурой, показанная на фиг.2а, подвергнется автоматической триангуляции в общей библиотеке трехмерной графики, она обязательно будет воспроизведена в форме, показанной на фиг.2b или 2с.

На фиг.3а показаны ошибки при автоматическом триангулировании в общей библиотеке трехмерной графики. Из фиг.3а понятно, что, хотя предполагалось отобразить на экране "S"-образную сетку, заданные результаты не получены из-за того, что итог получен с помощью автоматической триангуляции через сравнение всех списков вершин друг с другом в общей библиотеке трехмерной графики.

В этом случае ошибки устраняют способом заключительного разделения сетки, как показано фиг.3b, и повторного выполнения операции ввода. Однако способ заключительного разделения сетки сложно использовать для практических приложений, так как оператор должен вручную находить скрученные части в геометрической структуре одну за другой.

Фиг.4а и 4b иллюстрируют результаты вывода данных в навигационной системе через автоматическую триангуляцию в общей библиотеке трехмерной графики после простого распространения картографических данных с двухмерными координатами на картографические данные с трехмерными координатами. На фиг.4а показана карта, полученная отображением картографических данных с двухмерными координатами на экране, т.е. карты прилегающих к "реке Хан (Han)" областей. Картографические данные с двухмерными координатами были просто распространены на картографические данные с трехмерными координатами в форме (х, у, 0) и затем отображены на экране с использованием общей библиотеки трехмерной графики. В результате, при автоматической триангуляции возникли критические ошибки, как это показано на фиг.4b.

Таким образом, очевидно, что при автоматической триангуляции произошли серьезные критические ошибки в "Реке Хан" и ее притоках, таких как "Анянчхон (Ручей)" и "Танчхон (Ручей)", и так далее. Поскольку автоматическая триангуляция выполняется для предотвращения появления в пространстве скрученной структуры, желательно не выполнять автоматическую триангуляцию с использованием общей библиотеки трехмерной графики в случае карты и тому подобного, где все данные находятся на одной плоскости.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью настоящего изобретения является разработка способа отображения трехмерного многоугольника на экране, в котором геометрически неполные трехмерные многоугольники, например многоугольники с пересекающимися сторонами, вогнутые многоугольники или многоугольники с внутренними отверстиями, которые нельзя обработать в общей библиотеке трехмерной графики, могут быть точно отображены на экране.

Другой целью настоящего изобретения является разработка способа отображения трехмерного многоугольника на экране, в котором данные с двухмерными координатами, используемые во многих прикладных областях, могут быть использованы просто путем распространения их на данные с трехмерными координатами.

Еще одной целью настоящего изобретения является разработка способа отображения трехмерного многоугольника на экране, в котором некоторые процессы, не являющиеся крайне необходимыми для обработки трехмерной графики, могут быть изъяты, благодаря чему уменьшается количество вычислений в общей библиотеке трехмерной графики и улучшается эффективность использования времени обработки.

В способе отображения трехмерного многоугольника на экране в соответствии с настоящим изобретением для достижения указанных целей выполняются следующие операции: основная операция преобразования трехмерных координат и ряд операций проектирования данных с трехмерными координатами на двухмерную плоскость проекции через проекционное преобразование координат и соединение вершин, спроектированных на двухмерную плоскость проекции, друг с другом.

В соответствии с первым свойством настоящего изобретения данные по трехмерным моделям с трехмерными координатами используют в качестве входа. В приложении к навигационным системам картографические данные с двухмерными координатами моделируют в картографические данные с трехмерными координатами, которые предполагают использовать. В приложении к играм или тому подобному данные по моделям с трехмерными координатами, считанные из блоков хранения или тому подобных средств, вводят и используют непосредственно.

В соответствии со вторым свойством настоящего изобретения входные модели с трехмерными координатами классифицируют на модели с трехмерными координатами, в которых все вершины, образующие многоугольники, находятся на одной и той же плоскости, и другие модели с трехмерными координатами, в которых все вершины, образующие многоугольники, не находятся на одной и той же плоскости.

В соответствии с третьим свойством настоящего изобретения в случае моделей с трехмерными координатами, в которых все вершины, образующие многоугольники, находятся на одной и той же плоскости согласно второму свойству настоящего изобретения, вершины, образующие многоугольники в моделях с трехмерными координатами, проектируются, а спроектированные на двухмерную плоскость двухмерные точки затем соединяют друг с другом для воспроизведения многоугольников. Соответственно могут быть получены и отображены на экране даже геометрически неполные трехмерные многоугольники, например многоугольники с пересечениями, вогнутые многоугольники или многоугольники с внутренними отверстиями, при сохранении их формы. Кроме того, из основного процесса обработки трехмерной графики можно изъять процессы вычислений, такие как автоматическая триангуляция входных моделей, и сравнение многоугольников в случае наличия перекрывающих друг друга и скрытых поверхностей.

В соответствии с четвертым свойством настоящего изобретения вершины многоугольников, расположенных вне экрана, после проецирования на плоскость проекции в процессе воспроизведения двухмерных многоугольников согласно третьему свойству настоящего изобретения удаляют. Если многоугольники частично усекают краями экрана, воспроизводят новые выходные многоугольники с использованием в усеченных частях в качестве сторон краев экрана.

В соответствии с пятым свойством настоящего изобретения в случае моделей, в которых вершины, образующие многоугольники, не находятся на одной и той же плоскости согласно второму свойству настоящего изобретения, их обрабатывают с использованием общей библиотеки трехмерной графики и затем отображают на экране.

В соответствии с шестым свойством настоящего изобретения в случае отображения на экране выходных результатов, полученных согласно третьему и пятому свойствам настоящего изобретения, результаты могут быть наложены друг на друга в определенном порядке благодаря операциям в прозрачном режиме и затем выдаваться на выход в интегрированной форме.

В соответствии с седьмым свойством настоящего изобретения способ отображения данных согласно настоящему изобретению обеспечивает отображение большей части данных с двухмерными координатами, таких как картографические данные с двухмерными координатами или чертежей в CAD (системе автоматизированного проектирования), которые еще не были использованы посредством их распространения на данные с трехмерными координатами, для использования с помощью автоматического воспроизведения в данные с трехмерными координатами.

В соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения предложен способ отображения трехмерного многоугольника на экране, включающий операцию ввода трехмерных моделей для получения трехмерных моделей с трехмерными координатами для области, подлежащей отображению на экране, на основе координат базового местоположения; операцию воспроизведения многоугольников в виде классификации трехмерных моделей, введенных на операции ввода трехмерных моделей в соответствии с расположением вершин многоугольников для трехмерных моделей и воспроизведение многоугольников для классифицированных моделей; и операцию отображения на экране многоугольников, воспроизведенных на операции воспроизведения многоугольников.

В соответствии с другим вариантом настоящего изобретения предложен способ отображения трехмерного многоугольника на экране, включающий операцию инициализации трехмерных отображений окружающей среды; операцию установки точки обзора и визирной линии на основе координат базового местоположения после операции инициализации трехмерной окружающей среды; операцию установки параметров проекции после операции установки точки обзора; операцию ввода трехмерных моделей для получения трехмерных моделей с трехмерными координатами для области на основе координат базового местоположения; операцию воспроизведения многоугольников для классификации трехмерных моделей на операции ввода трехмерных моделей в соответствии с расположением вершин многоугольников для трехмерных моделей и преобразования координат вершин с использованием значений, установленных на операции инициализации трехмерной окружающей среды, операции установки точки обзора и операции установки параметров проекции, в координаты воспроизведения многоугольников для классифицированных моделей; и операцию отображения на экране многоугольников, воспроизведенных на операции воспроизведения многоугольников.

В соответствии с еще одним вариантом настоящего изобретения предложен способ отображения трехмерного многоугольника на экране, включающий операцию инициализации трехмерной окружающей среды для инициализации трехмерного отображения окружающей среды; операцию установки точки обзора для установки точки обзора и визирной линии на основе координат базового местоположения после операции инициализации трехмерной окружающей среды; операцию установки параметров проекции после операции установки точки обзора; операцию трехмерного моделирования для моделирования трехмерной карты посредством загрузки картографических данных в двухмерные координаты, соответствующие области, которая должна быть отображена на трехмерной карте на экране, на основе координат базового местоположения; операцию воспроизведения многоугольников для классификации трехмерных моделей, смоделированных на операции трехмерного моделирования, в соответствии с расположением вершин многоугольников для трехмерных моделей и преобразования координат вершин с использованием значений, установленных на операции инициализации трехмерной окружающей среды, операции установки точки обзора и операции установки параметров проекции, в координаты для воспроизведения многоугольников для классифицированных моделей; и операцию отображения на экране воспроизведенных многоугольников, воспроизведенных на операции воспроизведения многоугольников на экране.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Вышеуказанные и другие цели, особенности и преимущества настоящего изобретения могут проявляться при следующем описании предпочтительного примера осуществления настоящего изобретения с привлечением сопроводительных чертежей, на которых:

На фиг. с 1а по 1с представлены примеры схем трехмерных многоугольников, которые не могут быть обработаны в общей библиотеке трехмерной графики;

На фиг. с 2а по 2с представлены примеры схем, иллюстрирующие преобразование многоугольников, скрученных в пространстве, в полную структуру с помощью автоматической триангуляции в общей библиотеке трехмерной графики;

Фиг.3а и 3b представляют собой схемы, иллюстрирующие ошибки автоматической триангуляции в общей библиотеке трехмерной графики и выходные результаты ручного разделения сетки;

На фиг.4а и 4b представлены результаты, полученные простым распространением картографических данных с двухмерными координатами на картографические данные с трехмерными координатами и выдачей картографических данных с трехмерными координатами с использованием общей библиотеки трехмерной графики, в целях иллюстрации ошибок при автоматической триангуляции;

Фиг.5 представляет собой примерную блок-схему структуры навигационной системы, в которой применен способ отображения на экране трехмерного многоугольника в соответствии с настоящим изобретением; и

Фиг.6а и 6b представляют собой блок-схемы алгоритмов, иллюстрирующие варианты осуществления способа отображения на экране трехмерного многоугольника в соответствии с настоящим изобретением.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ отображения на экране трехмерного многоугольника в соответствии с настоящим изобретением будет подробно описан ниже со ссылкой на сопроводительные чертежи, особенно фиг.5, 6а и 6b.

На фиг.5 представлена типичная блок-схема структуры навигационной системы, в которой применен способ отображения на экране трехмерного многоугольника в соответствии с настоящим изобретением. Как показано на чертеже, навигационная система содержит GPS (глобальная спутниковая система определения местоположения) приемник 202 для приема навигационных сообщений, передаваемых множеством спутников системы GPS 200, блок хранения карты 204 для предварительного сохранения в нем картографических данных с двухмерными координатами; блок ввода команд 206 для приема рабочих команд в соответствии с манипуляциями пользователя; блок управления 208, способный выполнять операции управления для определения текущего местоположения транспортного средства, из навигационных сообщений, принятых GPS-приемником 202, для считывания картографических данных с двухмерными координатами из определенной области блока хранения карты 204 на основе текущего местоположения транспортного средства, для формирования картографических данных с трехмерными координатами из считанных картографических данных с двухмерными координатами и для отображения их таким образом, чтобы можно было проложить маршрут транспортного средства; и блок управления отображением 210 для осуществления отображения текущего местоположения и маршрута транспортного средства вместе с трехмерной картой на панели дисплея 212 под управлением блока управления 208.

GPS-приемник 202 навигационной системы рассмотренной конструкции принимает навигационные сообщения, соответственно передаваемые множеством спутников системы GPS 200, и вводит их в блок управления 208.

При перемещении транспортного средства блок управления 208 определяет текущее местоположение транспортного средства, используя навигационные сообщения, принятые и введенные от GPS-приемника 202, и считывает картографические данные с двухмерными координатами для определенной области из блока хранения карты 204 на основе определенного текущего местоположения транспортного средства. Затем блок управления 208 формирует данные с трехмерными координатами из считанных картографических данных с двухмерными координатами с помощью способа отображения данных в соответствии с настоящим изобретением. Блок управления 208 выдает сформированные картографические данные с трехмерными координатами на блок управления отображением 210 таким образом, чтобы трехмерная карта могла быть отображена на панели дисплея 212. В то же время определенное текущее местоположение транспортного средства одновременно отображается в виде стрелки или аналогичным образом на трехмерной карте для направления перемещения транспортного средства.

В данном случае навигационная система, описанная в качестве примера, стационарно установлена на транспортном средстве. В другом случае, если такая навигационная система установлена в мобильном аппарате, имеются ограничения в отношении емкости блока хранения карты 204. Соответственно, в ответ на команду от блока ввода команд 206 может быть выполнено подключение к серверу выдачи карты для загрузки картографических данных с двухмерными координатами для определенной области, например всего района города Сеула, при этом загруженные картографические данные с двухмерными координатами можно сохранить в блоке хранения карты 204 и затем снова использовать.

Фиг.6а и 6b представляют собой блок-схемы, иллюстрирующие вариант осуществления способа отображения на экране трехмерного многоугольника в соответствии с настоящим изобретением. Как показано на блок-схемах, блок управления 208 устанавливает координаты базового местоположения для использования при формировании картографических данных с трехмерными координатами (операция 300). В данном случае, как и в случае с координатами базового местоположения на операции 300, координаты текущего местоположения транспортного средства, которые блок управления 208 извлекает из навигационных сообщений, принимаемых GPS-приемником 202, или координаты местоположения, введенные пользователем через блок ввода команд 206, могут быть установлены в качестве координат базового местоположения.

Когда координаты базового местоположения полностью введены, блок управления 208 выполняет процесс инициализации трехмерной окружающей среды для отображения трехмерной карты или трехмерных моделей на панели дисплея 212 (операция 310). Процесс инициализации трехмерной окружающей среды, выполняемый на операции 310, включает следующие операции. Инициализируют окружающее освещение (операция 311). При инициализации окружающего освещения на операции 311 устанавливают: точку обзора, визирную линию, направление, в котором ориентирован источник света, цвета и их интенсивность для указания соответствующих сторон зданий согласно углам этих сторон зданий и т.п. Затем инициализируют буферы глубины (операция 312). То есть инициализируют буферы глубины для указания расстояний от точки обзора до местоположения, где определенные объекты будут отображены. Затем цвет фона экрана информационного табло очищают и устанавливают на заданный цвет (операция 313).

После завершения на операции 310 процесса инициализации трехмерной окружающей среды блок управления 208 выполняет процесс установки точки обзора (операция 320). Процесс установки точки обзора на операции 320 включает следующие операции. Во-первых, устанавливают точку обзора (операция 321). Что касается установки местоположения точки обзора, то, например, координаты позиции, поднятой на заданную высоту, при установленных координатах базового местоположения устанавливают как координаты точки обзора.

Затем на операции 322 устанавливают визирную линию, которая представляет собой направление, в котором просматривается трехмерная карта или модель с установленного положения точки обзора. Например, в качестве визирной линии устанавливают направление перемещения транспортного средства.

После завершения на операции 320 процесса установки точки обзора устанавливают параметры проекции для использования при проекционном преобразовании, в котором картографические данные с трехмерными координатами будут проектироваться на плоскость проекции (операция 330).

В то время как блок управления 208 на операции 310 последовательно выполняет процесс инициализации трехмерной среды, процесс установки на операции 320 точки обзора и процесс установки на операции 330 параметров проекции, блок управления загружает картографические данные с двухмерными координатами для определенной области из блока хранения карты 204 на основе координат базового местоположения (операция 340) и выполняет процесс трехмерного моделирования загруженных картографических данных с двухмерными координатами в картографические данные с трехмерными координатами (операция 350).

Процесс трехмерного моделирования на операции 350 включает следующие операции. Базовую карту трехмерной карты с трехмерными координатами формируют из картографических данных с двухмерными координатами, например устанавливают в определенное положение линии дорог, зеленые зоны, реки, озера и тому подобное (операция 351). Устанавливают высоты вершин соответствующих зданий (операция 352). Формируют соответствующие здания, имеющие установленные высоты (операция 353), затем с использованием стрелок или пунктирных линий формируют дороги для транспортных средств (операция 354).

Процесс загрузки картографических данных с двухмерными координатами на операции 340 и процесс трехмерного моделирования на операции 350 здесь описаны на примере в связи с вариантом, когда трехмерная карта отображается на экране навигационной системы. Однако, что касается игр или тому подобного, в которых на экране отображаются трехмерные изображения, поскольку модели с трехмерными координатами были ранее сохранены в блоках хранения данных, модели с трехмерными координатами определенной области на основе координат базового местоположения могут загружаться непосредственно из блоков хранения данных без выполнения процедуры загрузки картографических данных с двухмерными координатами на операции 340 и процесса трехмерного моделирования на операции 350.

На операции 360 выполняют процесс воспроизведения многоугольников для моделей с трехмерными координатами, которые моделировались в процессе трехмерного моделирования, или моделей с трехмерными координатами, загруженными из блока хранения данных. Процесс воспроизведения многоугольника на операции 360 включает следующие операции. Выбирают одну модель (операция 361) и определяют, находятся ли все вершины, образующие многоугольник для выбранной модели, на одной и той же плоскости (операция 362).

Если на операции 362 определено, что все вершины, образующие многоугольник для выбранной модели, находятся на одной плоскости, трехмерные координаты соответствующих вершин трехмерной модели преобразуют в координаты трехмерной системы координат с точкой начала координат, определяемой точкой обзора путем ее сдвига и вращения в трехмерной системе координат в соответствии с точкой обзора и визирной линией (операция 363). Соответствующие вершины, преобразованные в вершины в трехмерной системе координат с точкой начала координат, определяемой точкой обзора, подвергают проекционному преобразованию на плоскость проекции, чтобы получить значения проекций двухмерных координат (операция 364).

Так как значения проекций двухмерных координат могут быть отрицательными или вещественными числами, то для отображения на панели дисплея 212 их преобразуют в экранные координаты посредством выполнения надлежащего масштабирования и регулировки положения на двухмерной плоскости (операция 365).

Все проектируемые вершины, находящиеся вне области экрана панели дисплея 212, удаляют (операция 366), а часть многоугольника, находящуюся за краями экрана и, следовательно, отсекаемую, заменяют сторонами в виде краев экрана, и тем самым воспроизводят новый многоугольник (операция 367). Новый многоугольник сохраняют в буфере (операция 368).

Если на операции 362 обнаруживают, что вершины, образующие многоугольник выбранной модели, не находятся на одной и той же плоскости, многоугольник выбранной модели подвергают трехмерной обработке с использованием общей библиотеки трехмерной графики (операция 369), а обрабатываемые результаты сохраняют в буфере (операция 370).

После такой обработки, заключающейся в определении, находятся ли вершины многоугольника на одной и той же плоскости, определяют, завершена ли обработка вплоть до последней модели (операция 371). Если на операции 371 определяют, что обрабатываемая модель не последняя, процесс возвращается к операции 361 и затем выбирают другую модель, для которой многоугольник еще не был воспроизведен. После этого повторно выполняют аналогичные операции обработки с целью определения, находятся ли все вершины многоугольника на одной и той же плоскости.

Далее, если на операции 371 определяют, что все эти модели воспроизведения многоугольника обработаны вплоть до последней, блок управления 208 обеспечивает выполнение процесса, в котором значения, сохраненные в буфере на операциях 368 и 370, перекрывают друг друга, результаты выдают на блок управления отображением 210 и отображают на панели дисплея 212 (операция 380).

В соответствии с настоящим изобретением, описанным выше, геометрически неполные многоугольники, например многоугольники с пересекающимися сторонами, вогнутые многоугольники или многоугольники с внутренними отверстиями, которые нельзя обработать в общей библиотеке трехмерной графики, могут быть отображены на экране в трехмерном виде. Кроме того, данные с двухмерными координатами, широко применяемые во многих прикладных областях, могут быть легко распространены на данные с трехмерными координатами, подлежащими отображению на экране. Кроме того, некоторые процессы вычисления, которые не требуются для трехмерной обработки, могут быть исключены, благодаря чему уменьшается число вычислений при трехмерной обработке и улучшается эффективность использования времени обработки.

Несмотря на то, что настоящее изобретение описано и проиллюстрировано в связи с предпочтительным вариантом осуществления, специалисту в данной области техники очевидно, что в нем могут быть сделаны различные изменения и дополнения, не выходя за пределы существа и области действия изобретения, определяемыми представленной формулой изобретения. Другими словами, хотя настоящее изобретение описано на примере навигационной системы, в которой данные с двухмерной цифровой карты моделируют в данные трехмерной карты, а затем многоугольники воспроизводят и отображают на экране, это не является ограничением для изобретения. Настоящее изобретение может быть использовано во многих областях, включая трехмерные игры.