專利名稱：圖象產(chǎn)生裝置、圖象產(chǎn)生方法、電子設(shè)備和計(jì)算機(jī)程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以三維坐標(biāo)信息為基礎(chǔ)產(chǎn)生三維(3D)圖象的圖象產(chǎn)生裝置和方法，還涉及結(jié)合了該圖象產(chǎn)生裝置的例如導(dǎo)航系統(tǒng)的電子設(shè)備，以及一種計(jì)算機(jī)程序。
背景技術(shù)：
近來，關(guān)于控制汽車運(yùn)動的電子控制器的R&D(研究和發(fā)展)，以及幫助汽車駕駛的導(dǎo)航系統(tǒng)的普及，都是值得關(guān)注的。該導(dǎo)航系統(tǒng)具有基本的配置，包括各種數(shù)據(jù)庫，用于在顯示單元上顯示地圖信息、當(dāng)前位置信息、各種引導(dǎo)信息等等。而且，該導(dǎo)航系統(tǒng)典型地還基于輸入的條件查找駕車路線。它還被設(shè)計(jì)為顯示查找出的駕車路線和基于GPS(全球定位系統(tǒng))測量或在地圖上自主測量出的當(dāng)前位置，并實(shí)現(xiàn)去往目的地的引導(dǎo)(導(dǎo)航)。
附帶地，在導(dǎo)航系統(tǒng)的顯示單元上，顯示出當(dāng)前駕車點(diǎn)前方的視野，還有駕車路線、駕車道的說明、在十字路口要走的方向、距十字路口的距離、距目的地的距離以及到達(dá)時間估算等等，其中該導(dǎo)航系統(tǒng)裝配在車輛上用于目的地的引導(dǎo)(導(dǎo)航)。然后，當(dāng)前駕車點(diǎn)前方的視野可以基于駕駛員的視線，通過平面上的三維可視效果被顯示出來，也就是，顯示一個透視的圖象(這里被稱為“3D圖象”)。
順便地，為了以時間過程顯示上述的3D圖象，這就需要高速計(jì)算數(shù)量龐大的、包括三維坐標(biāo)信息的地圖數(shù)據(jù)，這些信息被相繼地輸入繪圖設(shè)備以被轉(zhuǎn)換為3D圖象。因此，存在著一種通過對繪圖對象信息和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息以批處理的模式產(chǎn)生3D圖象的方式，其中該繪圖對象信息用于指出要被描述的例如道路或建筑物對象，而該坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息用于指出可視點(diǎn)、可視范圍、光源等等。然而，當(dāng)這種所采用的繪圖設(shè)備不具備處理所有的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息的能力時，該坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息，借助于CPU仿真，被轉(zhuǎn)換為繪圖設(shè)備可處理的格式，然后被輸入到繪圖設(shè)備中。存在的問題是高速的可執(zhí)行性及可替換能力，這是因?yàn)樗捎玫睦L圖方法依賴于一種特有的繪圖設(shè)備。
另一方面，至于前面所述的繪圖設(shè)備，新的模式一個接著一個地被提供。所以，在向系統(tǒng)引進(jìn)新的繪圖設(shè)備的情況下，需要改變一種用于輸入到繪圖設(shè)備的圖象信息數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備設(shè)備，這使得只采用繪圖設(shè)備的替換，不能高效的進(jìn)行裝置的準(zhǔn)備。也就是，由于作為繪圖中重要部分的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，起到包含狀態(tài)的狀態(tài)機(jī)的作用，從而，如在標(biāo)準(zhǔn)程序庫中所見的用來減少設(shè)備依賴性的單一功能的替換，不足以在繪圖中補(bǔ)償繪圖設(shè)備的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是考慮到上述問題而作出的，旨在提供一種圖象產(chǎn)生裝置和方法，用于改善其高速下的處理性能以及可替換能力，從而可以相對容易地應(yīng)用到各種繪圖設(shè)備中，并且本發(fā)明還提供一種包括這種圖象產(chǎn)生裝置的電子設(shè)備以及一種計(jì)算機(jī)程序。
為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的圖象產(chǎn)生裝置具體化為包括使得一個繪圖設(shè)備產(chǎn)生一個三維圖象的繪圖應(yīng)用程序處理器和圖形庫的圖象產(chǎn)生裝置，其中該繪圖應(yīng)用程序處理器具有(I)一個用于產(chǎn)生繪圖對象信息的繪圖對象信息產(chǎn)生設(shè)備，該設(shè)備基于包含在要產(chǎn)生的三維圖象中的三維坐標(biāo)信息，為每個預(yù)定的信息單元對在單一坐標(biāo)系統(tǒng)下的每個對象產(chǎn)生一個圖象；以及(II)一個用于產(chǎn)生坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息產(chǎn)生設(shè)備，用于在該三維圖象產(chǎn)生時至少定義可視點(diǎn)和可視范圍，該圖形庫包括(I)一個繪圖對象信息存儲設(shè)備，用于存儲產(chǎn)生的繪圖對象信息，以及(II)一個坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息存儲設(shè)備，用于存儲產(chǎn)生的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息，該繪圖設(shè)備為每個預(yù)定的信息單元，通過將存儲的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息與存儲的繪圖對象信息結(jié)合，產(chǎn)生該三維圖象。
根據(jù)本發(fā)明的圖象產(chǎn)生裝置，包括繪圖應(yīng)用程序處理器和圖形庫的圖象產(chǎn)生裝置，產(chǎn)生、存儲并管理數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)被分為坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息和繪圖對象信息，其中的每個都由它們各自的信息產(chǎn)生設(shè)備產(chǎn)生，以便產(chǎn)生圖象。基于這些被存儲及管理的數(shù)據(jù)，繪圖設(shè)備產(chǎn)生一個作為顯示圖象的3D圖象，并將其輸出到顯示單元上。
在這種情況下，基于對坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息和繪圖對象信息的繪圖批處理，提高了繪圖設(shè)備的繪圖速度，并便于對各種繪圖設(shè)備的引入，其中坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息和繪圖對象信息被分別并獨(dú)立地控制。這是因?yàn)榘凑毡景l(fā)明的數(shù)據(jù)配置避免了在先前的數(shù)據(jù)配置中所見的限制，其中作為繪圖中重要部分的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，起到包含狀態(tài)的狀態(tài)機(jī)的作用，從而，如在標(biāo)準(zhǔn)程序庫中所見的用來減少設(shè)備依賴性的單一功能的替換，不足以在繪圖中補(bǔ)償繪圖設(shè)備的性能。
結(jié)果，本發(fā)明改善了繪圖設(shè)備的替換能力，其中該繪圖設(shè)備從作為信息源的三維坐標(biāo)信息中產(chǎn)生一個3D圖象。
附帶地，特別是在本發(fā)明中，對于與繪圖對象信息產(chǎn)生設(shè)備有關(guān)的說法“為每個預(yù)定的信息單元對在單一坐標(biāo)系統(tǒng)下產(chǎn)生繪圖對象信息”，這里的“預(yù)定的信息單元”指的是例如顯示列表的一個單元，并與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息的一個單元對應(yīng)，當(dāng)繪圖設(shè)備中產(chǎn)生一個3D圖象時，該坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息與繪圖對象信息結(jié)合。而且，盡管坐標(biāo)系統(tǒng)統(tǒng)一在相同的預(yù)定信息單元中，比如相同的顯示列表，但是坐標(biāo)系統(tǒng)不需要在不同的預(yù)定信息單元之間進(jìn)行定義。
在本發(fā)明的圖象產(chǎn)生裝置的一個方面中，將由坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息產(chǎn)生設(shè)備產(chǎn)生的多個坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息存儲在坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息存儲設(shè)備中，將由繪圖對象信息產(chǎn)生設(shè)備產(chǎn)生的多個繪圖對象信息存儲在繪圖對象信息存儲設(shè)備中，以及該繪圖設(shè)備從該坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息和繪圖對象信息的所需組合中，產(chǎn)生三維圖象。
根據(jù)這個方面，該在一些坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息和一些繪圖對象信息之中的所需組合，其中所有的這些信息都被存儲起來，可被選出用于在繪圖設(shè)備中產(chǎn)生圖象，以便迅速地顯示該圖象或按照用戶的要求顯示各種圖象。
在本發(fā)明的圖象產(chǎn)生裝置的另一方面中，執(zhí)行一個用于準(zhǔn)備一個繪圖對象信息的列表的列表準(zhǔn)備程序；一個用于設(shè)置坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息的設(shè)置程序；以及一個用于指示在所述繪圖設(shè)備中執(zhí)行繪圖的執(zhí)行指令程序。
根據(jù)這個方面，提供用于準(zhǔn)備所謂的“顯示列表”的列表準(zhǔn)備程序和用于設(shè)置坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息的設(shè)置程序，使得通過一條執(zhí)行命令來互相獨(dú)立地處理繪圖對象信息和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息，其中的每個信息都用于圖形庫以便連接到下一級。因此，如果包括圖形庫和繪圖設(shè)備的系統(tǒng)被替換成另一組合的另一系統(tǒng)，其可替換的能力就被保存下來。還有，通過改變坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息而保持繪圖對象信息，可便于產(chǎn)生具有不同坐標(biāo)的相同繪圖對象的3D圖象。
在本發(fā)明的圖象產(chǎn)生裝置的另一方面中，圖形庫包括一個用于管理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息的功能；一個用于管理繪圖對象信息的功能；以及一個用于控制所述繪圖設(shè)備的功能。
根據(jù)這個方面，歸功于該用于管理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息的功能，該用于管理繪圖對象信息的功能，和該用于控制所述繪圖設(shè)備的功能，才能控制實(shí)際上由繪圖設(shè)備產(chǎn)生的3D圖象，其中所有的這些功能都在圖形庫中提供。
在本發(fā)明的圖象產(chǎn)生裝置的另一方面中，繪圖應(yīng)用程序處理器包括一個從結(jié)合在導(dǎo)航系統(tǒng)中的地圖數(shù)據(jù)庫中，提供包含三維坐標(biāo)信息的地圖信息的功能。
根據(jù)這個方面，基于地圖數(shù)據(jù)庫的地圖信息，并且再基于結(jié)合在導(dǎo)航系統(tǒng)中的GPS定位裝置等的當(dāng)前位置信息以及/或者駕駛員輸入的路線信息，以包含三維坐標(biāo)信息的地圖信息為基礎(chǔ)的3D圖象被顯示在顯示器上，這里對該地圖信息作預(yù)定的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。并且，為了駕駛員的方便，可將沒有進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的引導(dǎo)信息疊加到該3D圖象中，然后將其顯示出來。
在本發(fā)明的圖象產(chǎn)生裝置的另一方面，一個包括圖形庫和繪圖設(shè)備的系統(tǒng)具有一個替代所述繪圖應(yīng)用程序處理器的機(jī)制。
根據(jù)這個方面，在本發(fā)明的圖象產(chǎn)生裝置中，一個包括圖形庫和繪圖設(shè)備的系統(tǒng)可作為一個相對于繪圖應(yīng)用程序處理器的單元被替換，這種機(jī)制實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的安裝和拆卸或替換。
在本發(fā)明的圖象產(chǎn)生裝置的另一方面中，該繪圖設(shè)備產(chǎn)生一個透視圖象作為三維圖象。
根據(jù)這個方面，如同駕駛員視野的一個景象作為透視圖象顯示出來，因此結(jié)合真實(shí)的景象，駕駛員能容易地識別出該3D圖象，這里駕駛員是坐在駕駛員位子上并駕駛的人。
在本發(fā)明的圖象產(chǎn)生裝置的另一方面中，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息包括用于定義光源的信息，以及用于定義可視點(diǎn)和可視范圍的信息。
根據(jù)這個方面，基于作為坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息的光源信息、可視點(diǎn)信息和可視范圍信息，對繪圖對象進(jìn)行轉(zhuǎn)換并將其作為真實(shí)圖象顯示出來。另一方面，如果繪圖設(shè)備被替換，像可視點(diǎn)信息、可視范圍信息、光源信息等的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息就照其原樣被使用，從而在保持替換能力的同時保證真實(shí)圖象的產(chǎn)生。
在本發(fā)明的圖象產(chǎn)生裝置的另一方面中，可視點(diǎn)以車輛內(nèi)駕駛員的可視點(diǎn)為基礎(chǔ)來設(shè)置。
根據(jù)這個方面，如同駕駛員視線范圍的一個景象就作為3D圖象顯示出來，并因此，駕駛員可以容易地識別出作為與真實(shí)景象相聯(lián)系的透視圖象的圖象?？梢朁c(diǎn)可以手動地設(shè)置。
在本發(fā)明的圖象產(chǎn)生裝置的另一方面中，可視范圍基于車輛的駕駛員的可視范圍來設(shè)置。
根據(jù)這一方面，駕駛員可視范圍內(nèi)的一個景象作為該3D圖象顯示出來?？梢暦秶梢允謩拥卦O(shè)置。
在本發(fā)明的圖象產(chǎn)生裝置的另一方面中，將3D圖象中的可視點(diǎn)設(shè)置在結(jié)合在導(dǎo)航系統(tǒng)中的顯示設(shè)備的中央。
根據(jù)這一方面，對繪圖對象作坐標(biāo)轉(zhuǎn)換以便用于顯示，例如，以使駕駛員的可視點(diǎn)位于顯示器的中央。
在本發(fā)明的圖象產(chǎn)生裝置的另一方面中，繪圖設(shè)備通過疊加多個部分幀圖象來產(chǎn)生一個三維圖象，其中該部分幀圖象是基于為每個對象而產(chǎn)生并存儲的多個繪圖對象信息而產(chǎn)生的。
根據(jù)這一方面，最后獲得通過疊加多個部分幀圖象來產(chǎn)生的三維圖象，從而可由繪圖設(shè)備相對迅速地產(chǎn)生一個更真實(shí)的3D圖象，其中該部分幀圖象依照每個繪圖對象信息來產(chǎn)生。
在這一方面中，還要提供用于臨時存儲多個部分幀圖象的幀緩沖器。
歸功于這種設(shè)置，由于多個部分幀圖象被臨時存儲在幀緩沖器中，其中該幀緩沖器置于由繪圖設(shè)備管理的緩沖存儲器中，那么通過疊加這些部分幀圖象就能相對容易地產(chǎn)生一個3D圖象。
在本發(fā)明的圖象產(chǎn)生裝置的另一方面中，繪圖應(yīng)用程序處理器借助于坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息產(chǎn)生設(shè)備重新產(chǎn)生坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息，而繪圖對象信息為一個通常包含在兩個連續(xù)的三維圖象中的對象而保持，其中這兩個連續(xù)的三維圖象以時間順序互相不同。
根據(jù)這一方面，一個以時間順序連續(xù)改變的3D圖象被繪出，在這種情況下，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息被改變而繪圖對象信息保持原狀，從而能夠減少繪圖的處理工作量，且該連續(xù)改變的3D圖象也能迅速地產(chǎn)生。例如，基于相同的繪圖對象信息，不僅是依照車輛的移動而連續(xù)改變的一組圖象通過連續(xù)改變可視點(diǎn)來獲得，而且圖象中建筑物的陰影等以時間順序連續(xù)改變的一組圖象也可通過連續(xù)改變光源來獲得。
在本發(fā)明的圖象產(chǎn)生裝置的另一方面中，繪圖應(yīng)用程序處理器和圖形庫為一個多任務(wù)操作中的多個三維圖象，產(chǎn)生并存儲繪圖對象信息和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息。
根據(jù)這一方面，由于在多任務(wù)操作中分別且獨(dú)立地產(chǎn)生并存儲坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息和繪圖對象信息，那么總體上，更快地產(chǎn)生3D圖象是可行的。
在本發(fā)明的圖象產(chǎn)生裝置的另一方面中，圖象產(chǎn)生裝置包括該繪圖設(shè)備。
根據(jù)這個方面，圖象產(chǎn)生裝置還包括內(nèi)部或外部的繪圖設(shè)備，以及繪圖應(yīng)用程序處理器和圖形庫。因此，如果如監(jiān)視器的顯示單元連接到圖象產(chǎn)生裝置上，就可以相對容易地獲得一個能夠顯示該3D圖象的環(huán)境。
為解決上述問題，一種按照本發(fā)明的電子設(shè)備包括前述的圖象產(chǎn)生裝置(包含了其各個部分)；一個從提供到繪圖應(yīng)用程序處理器的三維信息中產(chǎn)生的信息源；以及一個顯示設(shè)備，用于可視地輸出由所述繪圖設(shè)備產(chǎn)生的三維圖象。
按照本發(fā)明的電子設(shè)備，由于采用了本發(fā)明的圖象產(chǎn)生裝置，各種電子設(shè)備都能實(shí)現(xiàn)，包括導(dǎo)航系統(tǒng)，例如能快速顯示3D圖象的車載導(dǎo)航系統(tǒng)；游戲機(jī)，例如街機(jī)游戲、電視游戲等；以及計(jì)算機(jī)，例如能顯示3D圖象的個人計(jì)算機(jī)。
為解決上述問題，按照本發(fā)明的計(jì)算機(jī)程序，使得計(jì)算機(jī)作為上述圖象產(chǎn)生裝置(包括每個圖象產(chǎn)生裝置的各個方面)而運(yùn)行。更特別地，它使得計(jì)算機(jī)作為繪圖應(yīng)用程序處理器、圖形庫和繪圖設(shè)備來運(yùn)行，這些作為本發(fā)明的組成部分已在前面給出描述。更詳細(xì)地，它使得計(jì)算機(jī)作為繪圖對象信息產(chǎn)生設(shè)備、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換產(chǎn)生設(shè)備、繪圖對象信息存儲設(shè)備和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息存儲設(shè)備來運(yùn)行，這些作為本發(fā)明的組成部分已在前面給出描述。
根據(jù)如本發(fā)明的計(jì)算機(jī)程序，通過從存儲著該計(jì)算機(jī)程序的可讀介質(zhì)中將該計(jì)算機(jī)程序加載到計(jì)算機(jī)中并執(zhí)行該程序，或者通過通訊設(shè)備將該計(jì)算機(jī)程序下載到計(jì)算機(jī)中并執(zhí)行該程序，則可相對容易地獲得一種對本發(fā)明的圖象產(chǎn)生裝置的集成控制，其中可讀介質(zhì)包括CD-ROM(只讀光盤)、DVD-ROM(只讀DVD)、硬盤等。
為解決上述問題，一種按照本發(fā)明的圖象產(chǎn)生方法具體化為一種由圖象產(chǎn)生裝置執(zhí)行的圖象產(chǎn)生方法，其中該圖象產(chǎn)生裝置具有繪圖應(yīng)用程序處理器和圖形庫，它們使得一個繪圖設(shè)備產(chǎn)生一個三維圖象，其特征在于該繪圖應(yīng)用程序處理器執(zhí)行(I)一個用于產(chǎn)生繪圖對象信息的繪圖對象信息產(chǎn)生步驟，基于包含在要被產(chǎn)生的三維圖象中的三維坐標(biāo)信息，為每個預(yù)定的信息單元對在單一坐標(biāo)系統(tǒng)下的每個對象產(chǎn)生一個圖象；以及(II)一個用于產(chǎn)生坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息產(chǎn)生步驟，用于在該三維圖象產(chǎn)生時定義至少一個可視點(diǎn)和可視范圍，該圖形庫執(zhí)行(I)一個繪圖對象信息存儲步驟，用于存儲產(chǎn)生的繪圖對象信息，以及(II)一個坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息存儲步驟，用于存儲產(chǎn)生的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息，以及該繪圖設(shè)備為每個預(yù)定的信息單元，通過將存儲的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息與存儲的繪圖對象信息結(jié)合，產(chǎn)生該三維圖象。
根據(jù)本發(fā)明的圖象產(chǎn)生方法，與上述的本發(fā)明的圖象產(chǎn)生裝置的情況相似，為了產(chǎn)生圖象，數(shù)據(jù)被分為坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息和繪圖對象信息，并且它們中的每個都由它們各自的產(chǎn)生設(shè)備產(chǎn)生、存儲和管理。基于這些被存儲和管理的數(shù)據(jù)，繪圖設(shè)備產(chǎn)生一個作為顯示圖象的3D圖象并將其輸出到顯示設(shè)備。在這種情況下，分別且獨(dú)立地管理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息和繪圖對象信息，并基于這些種類的信息執(zhí)行繪圖批處理，將提高繪圖設(shè)備的繪圖速度并且便于不同繪圖設(shè)備的引入。結(jié)果，按照本發(fā)明，改善繪圖設(shè)備的可替換能力將成為可能，其中該繪圖設(shè)備從作為信息源的三維坐標(biāo)信息中產(chǎn)生一個3D圖象。
而且，按照本發(fā)明的圖象產(chǎn)生方法的一個方面，繪圖應(yīng)用程序處理器執(zhí)行一個列表準(zhǔn)備步驟，用于準(zhǔn)備一個繪圖對象信息的列表；一個設(shè)置步驟，用于設(shè)置坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息；以及一個執(zhí)行指令步驟，用于指示在該繪圖設(shè)備中執(zhí)行繪圖。
根據(jù)這一方面，歸功于用于準(zhǔn)備所謂的“顯示列表”的列表準(zhǔn)備程序，和用于設(shè)置坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息的程序，繪圖對象信息和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息才能獨(dú)立地處理，從而，保持了包括圖形庫和繪圖設(shè)備的系統(tǒng)的可替換能力，即使該系統(tǒng)由包括另一組合的另一系統(tǒng)來替換。另一方面，保持繪圖對象信息而改變坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息，將便于獲得具有不同坐標(biāo)的同一繪圖對象的一個3D圖象。
此外，在本發(fā)明的圖象產(chǎn)生方法的另一方面中，圖形庫執(zhí)行一個用于管理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息的步驟；一個用于管理繪圖對象信息的步驟；以及一個用于控制所述繪圖設(shè)備的步驟。
按照這一方面，歸功于包含在圖形庫中的用于管理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息的步驟；用于管理繪圖對象信息的步驟；以及用于控制所述繪圖設(shè)備的步驟，該由繪圖設(shè)備實(shí)際產(chǎn)生的3D圖象才能被控制。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于是獨(dú)立地處理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息和繪圖對象信息，所以坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息不添加到顯示列表中。因此，應(yīng)用到預(yù)定顯示列表中的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)只用于該顯示列表，從而，對于一個繪圖應(yīng)用程序處理器中的用于產(chǎn)生顯示列表的編碼，由該編碼執(zhí)行一個可預(yù)先計(jì)算的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。所以，涉及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的信息將獨(dú)立于繪圖設(shè)備，并獲得較高的可替換能力。也就是，引入其它種類的繪圖設(shè)備將成為可能。
此外，由于顯示列表使繪圖設(shè)備直接執(zhí)行批處理，所以獲得較高的可執(zhí)行性也將成為可能。
本發(fā)明的上述和其它優(yōu)點(diǎn)以及方面將在下面對本發(fā)明的實(shí)施例的描述中變得更加顯見。


圖1是示出如本發(fā)明第一實(shí)施例的圖象產(chǎn)生裝置的基本配置的框圖。
圖2是示出在圖象產(chǎn)生裝置中，圖形庫的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和繪圖應(yīng)用程序的替換能力的視圖。
圖3是示出在圖象產(chǎn)生裝置中的景象對象的管理的視圖。
圖4是表示圖形庫的處理流程的流程圖。
圖5是表示在圖象產(chǎn)生裝置中的繪圖設(shè)備的處理流程的流程圖。
圖6是表示圖象產(chǎn)生裝置的操作的順序圖。
圖7是所產(chǎn)生的圖象的一個實(shí)例。
圖8是表示應(yīng)用到根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的圖象產(chǎn)生裝置中的導(dǎo)航系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖解釋按照本發(fā)明的圖象產(chǎn)生裝置和圖象產(chǎn)生方法以及計(jì)算機(jī)程序的實(shí)施例。附帶地，在下面描述本發(fā)明的、用于車載導(dǎo)航系統(tǒng)的圖象產(chǎn)生裝置的每個實(shí)施例。不過，本發(fā)明適合用于使用個人計(jì)算機(jī)的圖象產(chǎn)生，用于電視節(jié)目或其它目的的圖象產(chǎn)生。
(第一實(shí)施例)下面參照圖1至圖7描述第一實(shí)施例的圖象產(chǎn)生裝置。
首先，參考圖1描述該實(shí)施例的圖象產(chǎn)生裝置的基本配置。
在圖1中，圖象產(chǎn)生裝置1由繪圖應(yīng)用程序處理器11、圖形庫12和繪圖設(shè)備13構(gòu)成，其中如可視點(diǎn)、可視范圍、光源等的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息14和如道路、建筑物、地圖信息等的繪圖對象信息15被輸入到該圖象應(yīng)用程序處理器11中。如下面將要詳細(xì)描述的，該圖形庫12和該繪圖設(shè)備13組合成一個系統(tǒng)單元，它作為一個相應(yīng)于繪圖應(yīng)用程序處理器11的單元可隨意地被替換。這樣促進(jìn)了替換能力的改善，這是本發(fā)明獨(dú)具的特征。
如圖2所示，繪圖應(yīng)用程序處理器11具有一個坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)產(chǎn)生例程111和一個顯示列表產(chǎn)生例程112。該坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)產(chǎn)生例程111基于如可視點(diǎn)、可視范圍、光源等的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息來產(chǎn)生坐標(biāo)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，其中該數(shù)據(jù)作為坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息14被輸入。這種數(shù)據(jù)作為圖形庫12中的景象對象被管理。對景象對象設(shè)置參數(shù)的操作以及基于已設(shè)置的參數(shù)將該景象對象應(yīng)用到繪圖中去的操作，相對于景象對象的標(biāo)識符來執(zhí)行。
另一方面，顯示列表產(chǎn)生例程112從道路、建筑物、地圖信息等等中產(chǎn)生繪圖對象信息，并將該信息輸入到圖形庫12中。該繪圖對象信息不包括坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息。該坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息像前面所描述的那樣作為景象對象獨(dú)立地設(shè)置。這樣，繪圖對象信息和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息互相獨(dú)立地產(chǎn)生，但是如果需要的話，前者可以與后者合并用于產(chǎn)生圖象。這將實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的上述替換并提高繪圖速度。
接著，圖形庫12具有一個景象對象設(shè)置設(shè)備121、一個顯示列表準(zhǔn)備設(shè)備122和一個顯示列表執(zhí)行設(shè)備123。
景象對象設(shè)置設(shè)備121存儲并管理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息，該坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息通過繪圖應(yīng)用程序處理器11中的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)產(chǎn)生例程111生成相應(yīng)于由繪圖應(yīng)用程序指定的標(biāo)識符的景象對象。該顯示列表準(zhǔn)備設(shè)備122準(zhǔn)備一個顯示列表，以便直接及共同地(以批處理方式)在繪圖設(shè)備13中執(zhí)行高速繪圖，其中該顯示列表是通過繪圖應(yīng)用程序處理器11中的顯示列表產(chǎn)生例程112產(chǎn)生的。
另一方面，顯示列表執(zhí)行設(shè)備123控制繪圖設(shè)備13，同時使景象對象設(shè)置設(shè)備121和顯示列表準(zhǔn)備設(shè)備122將顯示列表和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)傳送到繪圖設(shè)備13中來執(zhí)行繪圖操作，這兩者都被處理以便進(jìn)行對坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息和繪圖對象信息的批處理。
在該圖形庫12中，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息和繪圖對象信息被分開存儲，并且當(dāng)要產(chǎn)生圖象時，在繪圖設(shè)備13中，為坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換和圖象的產(chǎn)生，通過增加如可視點(diǎn)、可視范圍、光源等被設(shè)置為景象對象的條件，將坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息結(jié)合到繪圖對象信息中。因此，存儲在單一列表中的繪圖對象信息，以不依靠可視點(diǎn)或可視范圍的單一坐標(biāo)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，作為顯示列表來形成。
在繪圖設(shè)備13中產(chǎn)生的圖象一度被存儲在緩沖存儲器16中，然后被輸入到顯示設(shè)備17中并被顯示。
這里，根據(jù)本發(fā)明的方法，即分別地產(chǎn)生并管理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息和繪圖對象信息，包括圖形庫12和繪圖設(shè)備13的系統(tǒng)(1)可以與繪圖應(yīng)用程序處理器11獨(dú)立地構(gòu)成。因此，系統(tǒng)(1)可由包括圖形庫12和繪圖設(shè)備13的另一系統(tǒng)(N)來代替，這將基于對該裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)、制作、制造、維護(hù)等等時所給出的寬泛的選擇權(quán)，產(chǎn)生極大的便利。
而且，具有不同標(biāo)識符的多個景象對象可被存儲，或者用于不同繪圖對象信息的多個顯示列表可被存儲。響應(yīng)于狀況，并通過將多個景象對象和多個顯示列表結(jié)合起來來產(chǎn)生圖象，能高速產(chǎn)生具有不同坐標(biāo)系統(tǒng)的不同的圖象。例如，當(dāng)要產(chǎn)生不斷順序地變化的多個圖象時，只有坐標(biāo)轉(zhuǎn)換圖象被改變(也就是，只有可視點(diǎn)和域，或只有光源被改變)，而通常包含在這些圖象中的涉及繪圖對象的顯示列表維持原樣，從而，不斷順序地變化的3D圖象可相對穩(wěn)定地產(chǎn)生。
另外，在圖2中，為了方便起見只示出一個緩沖存儲器16，但也可以提供多個緩沖存儲器，這些緩沖存儲器用于臨時存儲那些以為每個對象而產(chǎn)生并存儲的多個繪圖對象信息為基礎(chǔ)而被分別描述的多個部分幀圖象，并且從繪圖設(shè)備13中輸出通過疊加這些多個圖象而獲得的一個3D圖象。而且，這種疊加可在繪圖設(shè)備13上實(shí)現(xiàn)，而Z緩沖器用于從如上所述被疊加的多個圖象中移走不可見的部分。
更特別地，繪圖應(yīng)用程序處理器11同時處理多個景象對象和多個顯示列表，并且圖形庫12有助于改善多任務(wù)繪圖的處理速度。
接著，參考圖3，下面將描述3D圖象的產(chǎn)生過程。首先，在繪圖應(yīng)用程序處理器11上，產(chǎn)生顯示列表(過程#1)。產(chǎn)生的顯示列表作為對象顯示列表#1存儲在圖形庫12中。然后，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息被設(shè)置(過程#2)。該坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息存儲于景象對象#1中。接著，提供一個用于產(chǎn)生圖象的命令或指令(過程#3)。圖形庫12中的對象顯示列表#1和景象對象#1被訪問，以便將每個數(shù)據(jù)輸入到繪圖設(shè)備13中以產(chǎn)生圖象。
繪圖設(shè)備13具有3D坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能，并因此基于由標(biāo)識符指定的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，例如基于車輛運(yùn)行時的駕駛員的視線(可視點(diǎn)和可視范圍)、光源等等，產(chǎn)生并顯示三維的繪圖對象信息，例如行駛中駕駛員前方的一個3D景象。與此相關(guān)，多個顯示列表和多個景象對象可被進(jìn)一步產(chǎn)生并存儲，以便從它們的結(jié)合中適當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生圖象。
接下來，下面將參照圖4描述圖形庫12的操作流程。
首先，如果出現(xiàn)一個等待狀態(tài)下的操作輸入(步驟S101)，就判斷該操作的類型(步驟S102)，這里等待狀態(tài)是等待從繪圖應(yīng)用程序處理器11中輸入操作。圖形庫12的操作類型可以是如上所述的顯示列表的準(zhǔn)備，景象對象的設(shè)置，或者是顯示列表的執(zhí)行。
如果提供一個用于顯示列表準(zhǔn)備的命令或指令，那么顯示列表就基于如道路、建筑物等的繪圖對象信息而產(chǎn)生(步驟S103)。一旦產(chǎn)生顯示列表，處理就回到步驟S101并等待下一個操作輸入。
作為步驟S102的判斷結(jié)果，如果操作輸入是用于景象對象的設(shè)置，則設(shè)置如駕駛員視野(可視點(diǎn)和可視范圍)、光源等等的，由坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息的標(biāo)識符指定的景象對象。一旦完成景象對象的設(shè)置，處理就再次回到步驟S101，并等待下一個操作輸入。
作為步驟S102的判斷結(jié)果，如果操作輸入是用于顯示列表的執(zhí)行，則為繪圖設(shè)備13設(shè)置由標(biāo)識符指定的景象對象(步驟S105)，并將一個顯示列表執(zhí)行的請求傳送到繪圖設(shè)備13中(步驟S106)。
之后，處理回到步驟S101并等待下一個操作輸入。繪圖設(shè)備13以批處理方式執(zhí)行顯示列表來產(chǎn)生圖象。該執(zhí)行過程符合參考圖3所描述的執(zhí)行過程。
下面將參考圖5描述繪圖設(shè)備13的操作流程。
首先，如果出現(xiàn)一個等待狀態(tài)下的操作輸入(步驟S201)，就判斷該操作的類型(步驟S202)，這里等待狀態(tài)是等待從圖形庫12中輸入操作。操作的類型可以是景象對象的設(shè)置和顯示列表的執(zhí)行。
如果操作輸入是用于景象對象的設(shè)置，則繪圖設(shè)備13就基于標(biāo)識符設(shè)置坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)(步驟S203)。一旦完成坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的設(shè)置，處理就回到步驟S201并等待下一個操作輸入。
作為步驟S202判斷的結(jié)果，如果操作輸入是用于顯示列表的執(zhí)行，則基于坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)和顯示列表，產(chǎn)生圖象。從繪圖設(shè)備13輸出所產(chǎn)生的圖象。
下面按時間順序參照圖6的順序圖描述圖象產(chǎn)生裝置的操作。該時序圖按時間順序示出了，繪圖應(yīng)用程序處理器11、圖形庫12、繪圖設(shè)備13和顯示單元17的內(nèi)在關(guān)系，其中水平線表示該內(nèi)在關(guān)系，垂直線表示一條線從頭至尾的時間推移。
首先，顯示列表在繪圖應(yīng)用程序處理器11中產(chǎn)生，并被輸入到圖形庫12中(步驟S301)。該顯示列表適用于繪圖的執(zhí)行，然后在圖形庫12中被存儲及管理(步驟S302)。
接下來，為了將坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)設(shè)置成景象對象，繪圖應(yīng)用程序處理器11向圖形庫12傳送一條命令或指令(步驟S303)。圖形庫12基于該命令或指令設(shè)置該景象對象，然后存儲并管理該景象對象(步驟S304)。
顯示列表和景象對象可一個接著一個地被產(chǎn)生，或者可被預(yù)先產(chǎn)生并被存儲在一個單元中，例如顯示列表#1至#N，以及景象對象#1至#N。
然后，繪圖應(yīng)用程序處理器11向圖形庫12傳送一條命令或指令，以便從顯示列表#1和景象對象#1的組合中產(chǎn)生圖象(步驟S305-1)。響應(yīng)于該命令或指令，圖形庫12將顯示列表#1提供到繪圖設(shè)備13中(步驟S306-1)，并將景象對象#1提供到繪圖設(shè)備13中(步驟S307-1)。一旦提供了繪圖數(shù)據(jù)，就輸入一條用于執(zhí)行顯示列表的命令或指令(步驟S308-1)。響應(yīng)于該命令或指令，繪圖設(shè)備就基于景象對象的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，用顯示列表實(shí)現(xiàn)圖象的產(chǎn)生(步驟S309-1)。繪圖執(zhí)行一經(jīng)完成，完成情況就被傳送到圖形庫12和繪圖應(yīng)用程序處理器11中(步驟S310-1)。
相似地，其它圖象從顯示列表#i和景象對象#i的結(jié)合中相繼地產(chǎn)生(其中i＝2，3，4……)。最后，為了從顯示列表#N和景象對象#N的組合中產(chǎn)生圖象，繪圖應(yīng)用程序處理器11將一條命令或指令傳送到圖形庫12中(步驟S305-N)。響應(yīng)于該命令或指令，圖形庫將顯示列表#N提供到繪圖設(shè)備13中去(步驟S306-N)，并將景象對象#N提供到繪圖設(shè)備13中去(步驟S307-N)。一旦提供了繪圖數(shù)據(jù)，就由指令指示顯示列表的執(zhí)行(步驟S308-N)。響應(yīng)于該指令，繪圖設(shè)備基于景象對象的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，用顯示列表執(zhí)行繪圖(步驟S309-N)。一旦完成繪圖執(zhí)行，完成情況就被傳送到圖形庫12和繪圖應(yīng)用程序處理器11中(步驟S310-N)。
然后，隨著繪圖處理的結(jié)束，圖象由顯示單元17輸出(步驟S311)。
接收繪圖處理的完成報告，繪圖應(yīng)用程序處理器11判斷是否要執(zhí)行下一個繪圖(步驟S312)。如果要執(zhí)行下一個繪圖，則處理返回到步驟S301，以便通過重復(fù)上述繪圖處理來產(chǎn)生新的圖象。另一方面，如果不執(zhí)行下一個繪圖，則可依據(jù)不同的情況，決定是繼續(xù)顯示當(dāng)前圖象(步驟S313)還是刪除當(dāng)前圖象。
圖7是如上所產(chǎn)生的3D圖象的一個顯示實(shí)例，其中示出了以正在城鎮(zhèn)道路上行駛的車輛里駕駛員的視野為基礎(chǔ)而形成的景象。在圖中，光源21、可視點(diǎn)22、可視范圍23等代表了坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息，這些坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息由標(biāo)識符指定并與景象對象結(jié)合，而建筑物24a、24b、24c……、道路25等等代表繪圖對象信息。光源21可以是太陽(日間)或街燈(夜間)，它們的位置或發(fā)光方向構(gòu)成一個參數(shù)。另一方面，可視點(diǎn)22可以是一個與駕駛員的可視點(diǎn)相應(yīng)的點(diǎn)，它可使駕駛員在顯示單元上看見景象，好像車輛周圍的真實(shí)景象一樣?？梢暦秶?3用于定義一個預(yù)定的圖象范圍，是為駕駛員適當(dāng)設(shè)置的。
在另一方面，建筑物24a、24b、24c……、道路25等代表繪圖對象信息，而與該繪圖信息有關(guān)的顯示列表適合由繪圖設(shè)備直接執(zhí)行。這種繪圖對象信息可以是從屬于該導(dǎo)航系統(tǒng)的地圖信息數(shù)據(jù)庫等中提供的信息。而且，關(guān)于作為繪圖對象信息的格式，該格式以一種只采用一種不帶坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息的坐標(biāo)系統(tǒng)的形式來表示。
在圖7中，基于從景象對象的信息，光源21(這里是太陽)呈現(xiàn)在駕駛員的前方，而面對著駕駛員的建筑物24a、24b、24c……的側(cè)面呈黑色陰影。另一方面，執(zhí)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換以便在一個范圍內(nèi)的如建筑物24a、24b、24c……、道路25等等的繪圖對象可透視地會聚到可視點(diǎn)22上，其中該范圍是由可視范圍23定義的，該可視點(diǎn)22位于道路25之上。
如上所述，通過對圖象的高速坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，對繪圖對象信息和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息的分別處理為繪圖提供了便利，而對坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息所作的改變?yōu)榫哂胁煌鴺?biāo)的相同繪圖對象的繪制提供了便利。而且，對繪圖對象信息和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息的分別處理使得能夠?qū)L圖設(shè)備進(jìn)行選擇或替換。
(第二實(shí)施例)接著，下面將討論另一實(shí)施例，在該實(shí)施例中將上述的圖象產(chǎn)生裝置應(yīng)用到可移動物體的導(dǎo)航系統(tǒng)中。如下將要詳細(xì)描述的，導(dǎo)航系統(tǒng)的各種功能與圖象產(chǎn)生裝置密切相關(guān)，因而將它們合為一體。附帶地，圖象產(chǎn)生裝置自身的配置和操作與前述的一致，因此不再對此重復(fù)解釋，但也對前述的解釋說明作適當(dāng)參考。
首先，參考圖8，概括地描述用于當(dāng)前實(shí)施例的導(dǎo)航系統(tǒng)。
該導(dǎo)航系統(tǒng)具有自主定位裝置30、GPS接收器38、系統(tǒng)控制器40、輸入/輸出(I/O)電路41、CD-ROM驅(qū)動器51、DVD-ROM驅(qū)動器52、硬盤設(shè)備(HDD)56、無線通訊設(shè)備58、顯示單元60、音頻輸出單元70、輸入設(shè)備80以及外部接口(I/F)單元81，所有的這些部件都分別連接到總線50上，該總線50用于傳輸控制數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)。
自主定位裝置30包括加速度傳感器31、角速度傳感器32和速度傳感器33。加速度傳感器31，例如用壓電元件制成，輸出一個通過檢測車輛的加速度而獲得的加速度數(shù)據(jù)。角速度傳感器32，例如用振動陀螺儀制成，通過當(dāng)車輛的方向改變時檢測其角速度，輸出所獲得的車輛角速度數(shù)據(jù)和相應(yīng)的方位角數(shù)據(jù)。速度傳感器33機(jī)械地、磁性地或光學(xué)地檢測車輛的轉(zhuǎn)動，并且每當(dāng)檢測到車軸以預(yù)定角度轉(zhuǎn)動時，就輸出脈沖信號，其中該脈沖信號具有符合車輛速度的脈沖數(shù)。
GPS接收器38具有公知的配置，包括平面偏振非定向接收天線(heimen-henpa-mushikousei-jushin-antena)和高頻接收處理器，還包括數(shù)字信號處理器(DSP)或微處理器單元(MPU)、V-RAM、存儲器等等。GPS接收器38被設(shè)置為從至少三個繞地球飛行的GPS衛(wèi)星中接收電波，通過擴(kuò)頻解調(diào)(supekutoru-gyaku-kakusan)、距離測量、多普勒測量和軌道數(shù)據(jù)處理，完成位置的計(jì)算和行駛速度方位角的計(jì)算，并將接收點(diǎn)(車輛行駛點(diǎn))的合成的絕對位置信息連續(xù)不斷地從I/O電路41中輸出到總線50上，以便系統(tǒng)控制器40將該絕對位置信息顯示在屏幕的道路地圖上。
系統(tǒng)控制器40具有CPU42、非易失性固體存儲設(shè)備ROM43和工作RAM44，該系統(tǒng)控制器與其它連接到總線50上的每個單元或設(shè)備交換數(shù)據(jù)。由存儲在ROM43中的控制程序和引導(dǎo)程序執(zhí)行通過這種數(shù)據(jù)交換的處理控制。RAM44根據(jù)從輸入設(shè)備80輸入的用戶操作，臨時存儲用于改變地圖顯示(在整體地圖顯示和區(qū)域地圖顯示之間改變)的設(shè)置信息等。
CD-ROM驅(qū)動器51和DVD-ROM驅(qū)動器52讀取并輸出每個地圖數(shù)據(jù)庫信息(例如地圖信息(地圖對開本)中的各種道路信息，像車道號、路寬等等)，其中這些地圖數(shù)據(jù)庫信息分別存儲于CD-ROM53和DVD-ROM54中。
HDD56用于存儲在CD-ROM驅(qū)動器51或DVD-ROM驅(qū)動器52中讀出的地圖(圖象)數(shù)據(jù)，并用于在任何比存儲過程遲后的時間點(diǎn)讀出該數(shù)據(jù)。而且，HDD56也用于存儲從CD-ROM驅(qū)動器51或DVD-ROM驅(qū)動器52中讀出的音頻數(shù)據(jù)或視頻數(shù)據(jù)。因此，例如，通過讀出存儲在HDD56中的音頻數(shù)據(jù)或視頻數(shù)據(jù)而得到音頻輸出或視頻輸出，同時通過從CD-ROM53和DVD-ROM54中讀出地圖數(shù)據(jù)來執(zhí)行導(dǎo)航處理?？蛇x擇地，通過讀出存儲在HDD56中的地圖數(shù)據(jù)來執(zhí)行導(dǎo)航處理，同時通過從CD-ROM53和DVD-ROM54中讀出音頻數(shù)據(jù)或視頻數(shù)據(jù)來執(zhí)行音頻輸出或視頻輸出。
顯示單元60在系統(tǒng)控制器40的控制下，在景象中顯示各種處理數(shù)據(jù)。關(guān)于顯示單元60，置于其中的圖形控制器61，基于從CPU42通過總線50傳輸?shù)目刂茢?shù)據(jù)，控制顯示單元60的每個部分。還有，例如V-RAM的緩沖存儲器62 臨時存儲用于實(shí)時顯示的圖象信息。而且，顯示控制器63控制顯示處理，以便將從圖形控制器61輸出的圖象數(shù)據(jù)顯示在顯示部件64上。顯示部件64可被安置在車輛內(nèi)靠近前面板的位置。
關(guān)于音頻輸出單元70，D/A轉(zhuǎn)換器71將在系統(tǒng)控制器40的控制下通過總線50傳輸?shù)囊纛l信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，而可變放大器(AMP)72可變地放大從D/A轉(zhuǎn)換器71輸出的模擬信號并輸出到揚(yáng)聲器73中，從該揚(yáng)聲器中輸出聲音。
輸入設(shè)備80包括鍵、開關(guān)、按鈕、遙控器和音頻輸入設(shè)備，用于輸入各種命令或數(shù)據(jù)。輸入設(shè)備80被設(shè)置在顯示器64的周圍或安裝在車輛上的車載型電子設(shè)備的前面板周圍。
這里，當(dāng)將根據(jù)本發(fā)明的圖象產(chǎn)生裝置應(yīng)用到導(dǎo)航系統(tǒng)中時，需要適當(dāng)?shù)仫@示符合駕駛路線的圖象。也就是，合乎需要地顯示一個正在道路上駕駛車輛的駕駛員可見到的三維圖象。而且，為了安全，告知駕駛員前方拐彎處周圍情況或前方不清晰的道路的視野的圖象是有益的，其中該圖象是以三維顯示的。而且，需要顯示在每個圖象上疊加的各種消息。
因此，根據(jù)本發(fā)明的圖象產(chǎn)生裝置，通過將各種設(shè)備和導(dǎo)航系統(tǒng)所具有的功能組合成一個完整的系統(tǒng)，來提供一個非常有效的導(dǎo)航系統(tǒng)。
接下來，將對于元件，描述以圖象產(chǎn)生裝置組合各種設(shè)備和導(dǎo)航系統(tǒng)所具有的功能。
如上所述，圖象產(chǎn)生裝置在繪圖應(yīng)用程序處理器11上，分別捕捉包括可視點(diǎn)、可視范圍、光源等等的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息以及包括道路、建筑物等的繪圖對象信息，接著從圖形庫12中的每個這些信息中產(chǎn)生作為繪圖數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，然后在繪圖設(shè)備13中從這些單個的信息中產(chǎn)生圖象。
首先，繪圖對象信息是包括道路和建筑物的、從包含在導(dǎo)航系統(tǒng)的地圖數(shù)據(jù)庫中可得的地圖信息。地圖信息存儲于CD-ROM53和DVD-ROM54中，該地圖信息用CD-ROM驅(qū)動器51和DVD-ROM驅(qū)動器52是可讀的?？蛇x擇地，地圖信息是通過通訊設(shè)備58從預(yù)定的網(wǎng)站上可得的，并被存儲到HDD56中或從其中使用?？蛇x地，駕駛路線的地圖信息可被存儲，然后在任何比這種存儲遲后的所要求的時間點(diǎn)被讀出，其中該地圖信息用CD-ROM驅(qū)動器51和DVD-ROM驅(qū)動器52讀出。當(dāng)駕駛計(jì)劃指定后就可以執(zhí)行該操作。
上述的地圖信息通過圖象產(chǎn)生裝置中的繪圖應(yīng)用程序處理器11的顯示列表產(chǎn)生例程112，被轉(zhuǎn)換成獨(dú)立于可視點(diǎn)或可視范圍的位置的只有一個坐標(biāo)的系統(tǒng)中，以便將一條指令傳送到圖形庫12的顯示列表準(zhǔn)備設(shè)備122中，在那里該地圖信息被列于顯示列表中并被存儲(管理)，其中該地圖信息被分為多個區(qū)域并被用于每個區(qū)域的坐標(biāo)系統(tǒng)指定。
接著，與包括在圖象產(chǎn)生裝置中的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息有關(guān)，需要知道駕駛過程中車輛的當(dāng)前位置，其中該位置是由導(dǎo)航系統(tǒng)中的自主定位裝置30或GPS接收器38確定的，且該坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息例如為可視點(diǎn)、可視范圍、光源等等。從確定的當(dāng)前位置與地圖信息的比較中，確定車輛的行駛方向和正確的可視點(diǎn)和可視范圍?？梢朁c(diǎn)和可視范圍在預(yù)定的位置或范圍上定位，或者手動設(shè)置。
另一方面，一旦知曉車輛的行駛方向和現(xiàn)在的時間，就可考慮到季節(jié)的因素來確定太陽的方位，而且光源的位置也可通過將太陽的方位假設(shè)為光源來確定。相似地，當(dāng)需要一個地點(diǎn)周圍的景象時，其中該地點(diǎn)是在一段預(yù)定的時間后期望到達(dá)的地點(diǎn)，太陽的方位就可通過指定該地點(diǎn)和到達(dá)時間來確定，所以就可看到產(chǎn)生在到達(dá)時間光源的位置的效果的圖象。
可選擇地，通過將坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息結(jié)合到具有時刻流逝的時間狀態(tài)的繪圖對象信息中去，就可以看到景象中從日出到日落陰影的改變。而且，通過相繼地改變其它坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息，3D圖象也能被陸續(xù)地改變。特別是，在顯示相應(yīng)于當(dāng)車輛繼續(xù)在道路上行駛時的一個景象的3D圖象的情況下，通過依照駕駛而改變坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息而繪圖對象信息被固定，該3D圖象可被高效地及連續(xù)不斷地顯示出來，如上所述。
如上所述，作為坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息的景象對象，可使用導(dǎo)航系統(tǒng)的功能來確定，同時繪圖對象信息可使用地圖信息來確定。因此，3D圖象可從坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息和繪圖對象信息兩者中產(chǎn)生，其中這兩者互相獨(dú)立，并且該3D圖象直接送入導(dǎo)航系統(tǒng)的顯示單元60，在那里圖形控制器61將3D圖象存儲在采用V-RAM等的緩沖存儲器62中，然后該3D圖象從緩沖存儲器62中被讀出并通過顯示控制器63被顯示在顯示器64上。
這里，將討論應(yīng)用到導(dǎo)航系統(tǒng)中的本發(fā)明的圖象產(chǎn)生裝置，不過，該裝置不限制于該實(shí)施例，它也適于在個人計(jì)算機(jī)、工作站、移動站、蜂窩電話等中產(chǎn)生圖象，在電視游戲、街機(jī)游戲、手機(jī)游戲等中產(chǎn)生圖象，以及在駕駛模擬設(shè)備或用于各種車輛的訓(xùn)練設(shè)備中產(chǎn)生圖象，其中各種車輛包括汽車、摩托車、飛機(jī)、直升機(jī)、火箭、輪船等。
而且，本發(fā)明不限制在上述的實(shí)施例中，而是可以在不背離從權(quán)利要求和整個說明書中推導(dǎo)出的本發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)的范圍內(nèi)作出適當(dāng)?shù)馗淖?，這種改變的圖象產(chǎn)生裝置和方法、電子設(shè)備和計(jì)算機(jī)程序也包括在本發(fā)明的技術(shù)概念內(nèi)。
工業(yè)適用范圍本發(fā)明可用于在導(dǎo)航系統(tǒng)、個人計(jì)算機(jī)、蜂窩電話等等中產(chǎn)生圖象，在電視游戲、手機(jī)游戲等等中產(chǎn)生圖象，以及在駕駛模擬設(shè)備或用于各種車輛的訓(xùn)練設(shè)備中產(chǎn)生圖象，其中各種車輛包括汽車、飛機(jī)、輪船等等。
權(quán)利要求
1.一種具有繪圖應(yīng)用程序處理器和圖形庫的圖象產(chǎn)生裝置，使得繪圖設(shè)備產(chǎn)生三維圖象，其特征在于所述繪圖應(yīng)用程序處理器包括(i)用于產(chǎn)生繪圖對象信息的繪圖對象信息產(chǎn)生設(shè)備，該設(shè)備基于包含在要被產(chǎn)生的三維圖象中的三維坐標(biāo)信息，為每個預(yù)定的信息單元對在單一坐標(biāo)系統(tǒng)下的每個對象產(chǎn)生圖象；以及(ii)用于產(chǎn)生坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息產(chǎn)生設(shè)備，用于在該三維圖象產(chǎn)生時至少定義可視點(diǎn)和可視范圍，所述圖形庫包括(i)繪圖對象信息存儲設(shè)備，用于存儲產(chǎn)生的繪圖對象信息，以及(ii)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息存儲設(shè)備，用于存儲產(chǎn)生的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息，以及為所述的每個預(yù)定的信息單元，所述繪圖設(shè)備通過將存儲的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息與存儲的繪圖對象信息結(jié)合，產(chǎn)生該三維圖象。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的圖象產(chǎn)生裝置，其特征在于多個由所述坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息產(chǎn)生設(shè)備產(chǎn)生的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息被存儲于所述坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息存儲設(shè)備中，多個由所述繪圖對象信息產(chǎn)生設(shè)備產(chǎn)生的繪圖對象信息被存儲于所述繪圖對象信息存儲設(shè)備中，以及所述繪圖設(shè)備從坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息和繪圖對象信息的期望組合中，產(chǎn)生該三維圖象。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的圖象產(chǎn)生裝置，其特征在于所述繪圖應(yīng)用程序處理器執(zhí)行列表準(zhǔn)備程序，用于準(zhǔn)備繪圖對象信息的列表；設(shè)置程序，用于設(shè)置坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息；以及執(zhí)行指令程序，用于指示在所述繪圖設(shè)備中執(zhí)行繪圖。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的圖象產(chǎn)生裝置，其特征在于所述圖形庫包括用于管理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息的功能；用于管理繪圖對象信息的功能；以及用于控制所述繪圖設(shè)備的功能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的圖象產(chǎn)生裝置，其特征在于所述繪圖應(yīng)用程序處理器包括用于提供有地圖信息的功能，其中該地圖信息包括來自結(jié)合在導(dǎo)航系統(tǒng)中的地圖數(shù)據(jù)庫的該三維坐標(biāo)信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的圖象產(chǎn)生裝置，其特征在于由所述圖形庫和所述繪圖設(shè)備組成的系統(tǒng)具有相對于所述繪圖應(yīng)用程序處理器可替代的機(jī)制。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)的圖象產(chǎn)生裝置，其特征在于所述繪圖設(shè)備產(chǎn)生透視的圖象作為該三維圖象。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)的圖象產(chǎn)生裝置，其特征在于坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息包括用于定義光源的信息，以及用于定義可視點(diǎn)和可視范圍的信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)的圖象產(chǎn)生裝置，其特征在于可視點(diǎn)基于車輛駕駛員的可視點(diǎn)來設(shè)置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)的圖象產(chǎn)生裝置，其特征在于可視范圍基于車輛駕駛員的可視范圍來設(shè)置。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)的圖象產(chǎn)生裝置，其特征在于三維圖象中的可視點(diǎn)被設(shè)置在結(jié)合在導(dǎo)航系統(tǒng)中的顯示設(shè)備的中心。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)的圖象產(chǎn)生裝置，其特征在于所述繪圖設(shè)備通過疊加多個部分幀圖象來產(chǎn)生三維圖象，其中部分幀圖象基于為每個對象而產(chǎn)生并存儲的多個繪圖對象信息而被產(chǎn)生。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的圖象產(chǎn)生裝置，其特征在于所述圖象產(chǎn)生裝置還包括幀緩沖器，用于臨時存儲多個部分幀圖象。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)的圖象產(chǎn)生裝置，其特征在于所述繪圖應(yīng)用程序處理器借助于所述坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息產(chǎn)生設(shè)備重新產(chǎn)生坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息，而為通常包含在兩個連續(xù)三維圖象中的對象保持繪圖對象信息，其中這兩個連續(xù)的三維圖象以時間順序互相不同。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)的圖象產(chǎn)生裝置，其特征在于所述繪圖應(yīng)用程序處理器和所述圖形庫為多任務(wù)操作中的多個三維圖象，產(chǎn)生并存儲繪圖對象信息和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)的圖象產(chǎn)生裝置，其特征在于所述圖象產(chǎn)生裝置包括所述繪圖設(shè)備。
17.一種電子設(shè)備，其特征在于所述電子設(shè)備包括按照權(quán)利要求16的圖象產(chǎn)生裝置；信息源，三維信息從該信息源提供到所述繪圖應(yīng)用程序處理器；以及顯示設(shè)備，用于可視地輸出由所述繪圖設(shè)備產(chǎn)生的三維圖象。
18.一種計(jì)算機(jī)程序，其特征在于所述程序使得計(jì)算機(jī)作為如權(quán)利要求1至16任意一項(xiàng)的圖象產(chǎn)生裝置而運(yùn)行。
19.一種利用圖象產(chǎn)生裝置的圖象產(chǎn)生方法，其中該圖象產(chǎn)生裝置具有繪圖應(yīng)用程序處理器和圖形庫，使繪圖設(shè)備產(chǎn)生三維圖象，其特征在于所述繪圖應(yīng)用程序處理器執(zhí)行(i)用于產(chǎn)生繪圖對象信息的繪圖對象信息產(chǎn)生步驟，基于包含在要被產(chǎn)生的三維圖象中的三維坐標(biāo)信息，為每個預(yù)定的信息單元對在單一坐標(biāo)系統(tǒng)下的每個對象產(chǎn)生圖象；以及(ii)用于產(chǎn)生坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息產(chǎn)生步驟，用于在該三維圖象要產(chǎn)生時至少定義可視點(diǎn)和可視范圍，所述圖形庫執(zhí)行(i)繪圖對象信息存儲步驟，用于存儲產(chǎn)生的繪圖對象信息，以及(ii)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息存儲步驟，用于存儲產(chǎn)生的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息，以及為每個預(yù)定的信息單元，所述繪圖設(shè)備通過將存儲的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息與存儲的繪圖對象信息結(jié)合，產(chǎn)生該三維圖象。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的圖象產(chǎn)生方法，其特征在于所述繪圖應(yīng)用程序處理器執(zhí)行列表準(zhǔn)備步驟，用于準(zhǔn)備繪圖對象信息的列表；設(shè)置步驟，用于設(shè)置坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息；以及執(zhí)行指令步驟，用于指示在所述繪圖設(shè)備中執(zhí)行繪圖。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20的圖象產(chǎn)生方法，其特征在于所述圖形庫執(zhí)行用于管理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息的步驟；用于管理繪圖對象信息的步驟；以及用于控制所述繪圖設(shè)備的步驟。
全文摘要
一種圖象產(chǎn)生裝置(1)具有繪圖應(yīng)用程序處理器(11)和圖形庫(12)，它們使得繪圖設(shè)備(13)產(chǎn)生三維圖象。該繪圖應(yīng)用程序處理器(11)獨(dú)立地包括坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息產(chǎn)生設(shè)備，用于產(chǎn)生坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息來產(chǎn)生圖象；以及繪圖對象信息產(chǎn)生設(shè)備，用于產(chǎn)生繪圖對象信息。該繪圖設(shè)備(13)通過將坐標(biāo)轉(zhuǎn)換信息與繪圖對象信息結(jié)合來產(chǎn)生三維圖象。從而，可獲得高速產(chǎn)生圖象的可執(zhí)行性和繪圖設(shè)備的替換性。
文檔編號G06T19/00GK1568485SQ0281895
公開日2005年1月19日 申請日期2002年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月26日
發(fā)明者松本令司, 安達(dá)肇 申請人:日本先鋒公司