(57)【要約】  施設モデルのモデルデータから選択した第１の判定対象点および第２の判定対象点を座標変換し得られた奥行き方向の座標値と、Ｚ値バッファ２４に蓄積された地形モデルのモデルデータの奥行き方向の座標値とを比較し、施設モデルが地形モデルに隠れているか否か判定する隠れ判定部９と、隠れ判定部９において、地形モデルに隠れていないと判定された施設モデルのモデルデータを蓄積する施設追加処理部１０とを備えた。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地図データを構成する複数の地図オブジェクト間の奥行き方向の位置関係を示した３次元表現の地図画像を描画して表示する地図表示装置において、
前記地図データを蓄積する地図データ蓄積部と、
操作入力に応じて、前記表示する地図画像の地図範囲を算出する表示範囲算出部と、
前記地図データ蓄積部に蓄積された地図データから、前記表示範囲算出部が算出した地図範囲を構成する全ての地図オブジェクトのオブジェクト情報を取得するオブジェクト情報取得部と、
前記オブジェクト情報取得部が取得したオブジェクト情報から、指定された種別の地図オブジェクトのオブジェクト情報を取得するオブジェクト選択部と、
前記３次元表現の地図画像に対する仮想的な視点位置、視線方向および当該視点位置および視線方向に基づいて特定される３次元パラメータに基づいて、前記地図データを３次元データに変換する変換行列を算出する変換行列算出部と、
前記変換行列算出部が算出した変換行列を伴って、前記オブジェクト選択部が取得した第１種別の地図オブジェクトのオブジェクト情報をレンダリングし、３次元の画素データを生成するレンダリング部と、
前記レンダリング部が生成した３次元の画素データを蓄積するバッファと、
前記オブジェクト選択部が取得した第２種別の地図オブジェクトのオブジェクト情報から判定対象点を選択し、前記変換行列算出部が算出した変換行列を伴って前記判定対象点の座標変換を行い、座標変換した判定対象点の奥行き方向の座標値と、前記バッファに蓄積された３次元の画素データの奥行き方向の座標値とを比較し、前記第２種別の地図オブジェクトが前記第１種別の地図オブジェクトに隠れているか否か判定する隠れ判定部と、
前記隠れ判定部において、前記第１種別の地図オブジェクトに隠れていないと判定された第２種別の地図オブジェクトのオブジェクト情報を蓄積する蓄積処理部とを備え、
前記レンダリング部は、前記第１種別の地図オブジェクトを除くすべての地図オブジェクトのオブジェクト情報をレンダリングして３次元の画素データを生成して前記地図画像を描画することを特徴とする地図表示装置。
【請求項２】
前記第２種別の地図オブジェクトの検索指示を受け付ける地図モード入力部と、
前記地図モード入力部を介して前記第２種別の地図オブジェクトの検索指示を受け付けた場合に、前記蓄積処理部が蓄積したオブジェクト情報から第２種別の地図オブジェクトを選択する選択部と、
前記選択部が選択した第２種別の地図オブジェクトに対して視覚的特徴を付加する表示特徴付加部とを備え、
前記レンダリング部は、前記選択部が選択した第２種別の地図オブジェクト、および前記表示特徴付加部が付加した視覚的特徴をレンダリングし、前記地図画像内に描画することを特徴とする請求項１記載の地図表示装置。
【請求項３】
前記表示範囲算出部が算出した地図範囲が、前回算出した地図範囲から移動したか否か判定する地図移動判定部を備え、
前記地図移動判定部において地図範囲が移動したと判定された場合のみ、前記隠れ判定部が奥行き方向の座標値の比較を行うことを特徴とする請求項１記載の地図表示装置。
【請求項４】
前記隠れ判定部は、前記第２種別の地図オブジェクトのビルボードポリゴンの上辺に位置する少なくとも２点を、前記判定対象点として選択することを特徴とする請求項１記載の地図表示装置。
【請求項５】
前記隠れ判定部は、前記少なくとも２点の判定対象点のうち少なくとも１点の判定対象点の奥行き方向の座標値が、前記バッファに蓄積された３次元の画素データの奥行き方向の座標値よりも小さい場合に、前記第２種別の地図オブジェクトが前記第１種別の地図オブジェクトに隠れていないと判定することを特徴とする請求項４記載の地図表示装置。
【請求項６】
前記表示特徴付加部は、前記選択部が選択した第２種別の地図オブジェクトに強調表示を付加する、または第２種別の地図オブジェクトの表示色を変化させる、または第２種別の地図オブジェクトの表示サイズを変化させることを特徴とする請求項２記載の地図表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自車両周辺に位置する施設を検索し表示する機能を備えた地図表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ナビゲーション装置を代表する地図表示アプリケーションでは、自車両の周辺に位置する施設を検索する機能を備えている。周辺施設の検索時には、自車両の周辺に位置するコンビニ、病院、郵便局などの施設を地図中にアイコンなどで表示する。ユーザは施設のアイコンが表示された地図を参照し、施設選択ボタンなどの入力手段を用いて希望する施設を選択する。また、選択された施設の詳細情報などを表示することも可能である。表示例としては、選択されたアイコンを太枠で囲むことにより選択された施設を明確化させ、さらに施設情報を文字列で表記する。なお、選択された施設を明確化する方法として、アイコンを太枠で囲む以外にもアイコンの表示色を変化させる、あるいはアイコンを指し示す矢印を設けるなどが挙げられる。【０００３】
しかし、２次元の地図データを３次元表現するビルボード処理が行われ、地形の起伏が表現された場合に、ユーザが選択した施設が地形の起伏に隠れて施設のアイコンが地図表示画面に表示されずに、施設の詳細情報のみが存在し、ユーザが選択中の施設の位置を認識することができないという問題があった。図１３に、この問題点を例示する。図１３（ａ）は地図表示する地図データの等高線と、施設の位置を示し、図１３（ｂ）は図１３（ａ）で示した地形を矢印９００方向から見た地図表示画面を示している。図１３（ａ）に示すように、病院９０１が選択中であるが、病院９０１は起伏９０２の背面に位置するため、図１３（ｂ）の地図表示画面には病院９０１を示すアイコンが表示されず、病院９０１の詳細情報を示す文字列９０３のみが表示される。そのため、ユーザは、病院９０１を選択することが可能であるが、地図表示画面上のどの地点に病院９０１が位置するのか認識することができない。【０００４】
この不具合を解決する方法として、描画オブジェクトに隠れているオブジェクトを検出するオクルージョンカリングの技術を用いて、地形の起伏に隠れているオブジェクトをあらかじめ検出しておき、ユーザが選択可能な施設選択対象から外す手法がある。
オクルージョンカリングの１つの手法として、Ｚバッファを用いた隠れ判定がある。Ｚバッファとは、３次元グラフィックスにおける視点位置から各オブジェクトへの距離をピクセル単位で記憶する記憶領域である。Ｚバッファを用いた隠れ判定では、隠れ判定対象のオブジェクトに対応するＺバッファ内領域と、オブジェクトのＺ値をピクセル単位で比較する必要がある。このように、Ｚバッファを用いたオクルージョンカリングは、ピクセル単位での比較処理が必要となり、必要となる計算量が多いという問題点があった。【０００５】
この対策として特許文献１では、オブジェクトを構成するフラグメントの奥行き方向の位置関係を判定するために、複数の隣接画素をまとめた画素ブロック単位で視点からの奥行きを示す代表Ｚ値を割り当てた縮小バッファを設け、画素ブロックのＺ値は、ブロック内に描画されるオブジェクトの最遠方のＺ値、すなわち最大のＺ値により更新する方法が開示されている。これにより、奥行き方向の位置関係を判定する場合には、ブロック単位での比較処理のみとなり、ピクセル単位での比較処理に比べ、計算量を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３１０７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１に開示された技術では、ピクセル単位でのＺ値の比較処理は必要ないものの、分割したブロック数の比較処理は必要であり、ブロックの分解能によっては比較処理の演算量が増加するという課題があった。【０００８】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、２次元の地図データに対してビルボード処理を行って地図表示する場合に、地図データを構成する地図オブジェクトが他の地図オブジェクトに隠れるか否か比較判定する処理を高速化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る地図表示装置は、地図データを蓄積する地図データ蓄積部と、操作入力に応じて、表示する地図画像の地図範囲を算出する表示範囲算出部と、地図データ蓄積部に蓄積された地図データから、表示範囲算出部が算出した地図範囲を構成する全ての地図オブジェクトのオブジェクト情報を取得するオブジェクト情報取得部と、オブジェクト情報取得部が取得したオブジェクト情報から、指定された種別の地図オブジェクトのオブジェクト情報を取得するオブジェクト選択部と、３次元表現の地図画像に対する仮想的な視点位置、視線方向および当該視点位置および視線方向に基づいて特定される３次元パラメータに基づいて、地図データを３次元データに変換する変換行列を算出する変換行列算出部と、変換行列算出部が算出した変換行列を伴って、オブジェクト選択部が取得した第１種別の地図オブジェクトのオブジェクト情報をレンダリングし、３次元の画素データを生成するレンダリング部と、レンダリング部が生成した３次元の画素データを蓄積するバッファと、オブジェクト選択部が取得した第２種別の地図オブジェクトのオブジェクト情報から判定対象点を選択し、変換行列算出部が算出した変換行列を伴って判定対象点の座標変換を行い、座標変換した判定対象点の奥行き方向の座標値と、バッファに蓄積された３次元の画素データの奥行き方向の座標値とを比較し、第２種別の地図オブジェクトが第１種別の地図オブジェクトに隠れているか否か判定する隠れ判定部と、隠れ判定部において、第１種別の地図オブジェクトに隠れていないと判定された第２種別の地図オブジェクトのオブジェクト情報を蓄積する蓄積処理部とを備え、レンダリング部が、第１種別の地図オブジェクトを除くすべての地図オブジェクトのオブジェクト情報をレンダリングして３次元の画素データを生成して地図画像を描画するものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、地図データを構成する地図オブジェクトが他の地図オブジェクトに隠れているか否かの判定において、比較判定処理の点数を抑制し、比較判定処理を高速化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１による地図表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１による地図表示装置の環境パラメータを示す説明図である。
【図３】実施の形態１による地図表示装置の地図移動判定の概略を示す説明図である。
【図４】実施の形態１による地図表示装置の地図範囲に含まれるモデルデータの表示例を示す図である。
【図５】実施の形態１による地図表示装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態１による地図表示装置の地形モデルのレンダリングを示す図である。
【図７】実施の形態１による地図表示装置の判定対象点選択部７および判定対象点座標変換部８の処理を示す説明図である。
【図８】実施の形態１による地図表示装置の施設モデルの隠れ判定処理を示す説明図である。
【図９】実施の形態１による地図表示装置の地形モデル以外のモデルデータをレンダリングした場合の表示例を示す図である。
【図１０】実施の形態１による地図表示装置の表示特徴付加部１３が表示特徴として太枠を付加した場合の例を示す図である。
【図１１】実施の形態１による地図表示装置の表示特徴を付加した場合の表示例を示す図である。
【図１２】実施の形態１による地図表示装置の施設モデルと地形モデルの位置関係を示す図である。
【図１３】従来の地図表示装置の施設モデルの選択を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による地図表示装置の構成を示すブロック図である。図１において、地図表示装置１００は、表示範囲算出部１、モデルデータ取得部（オブジェクト情報取得部）２、モデル選択部（オブジェクト選択部）３、変換行列算出部４、レンダリング部５、地図移動判定部６、判定対象点選択部７、判定対象点座標変換部８、隠れ判定部９、施設追加処理部（蓄積処理部）１０、地図モード設定部１１、施設選択部（選択部）１２、表示特徴付加部１３および表示部１４で構成されている。さらに、記憶領域として、地図データベース２１、環境パラメータ記憶部２２、カラーバッファ２３、Ｚ値バッファ２４、および施設リスト蓄積部２５を備えている。なお、これらの記憶領域は地図表示装置１００の外部に設けてもよい。
【００１３】
表示範囲算出部１は、ユーザによるスクロール操作などの操作入力に基づいて、表示部１４の地図表示画面に表示する地図範囲を算出する。モデルデータ取得部２は、表示範囲算出部１が算出した地図範囲の地図データを構成する全てのオブジェクトの情報、例えば道路情報、地形情報、施設情報および道路や施設などの文字情報など地図データベース２１から取得する。なお、以下では地図データを構成する地形情報や施設情報、道路情報などを総称してモデルデータと称する。
モデル選択部３は、モデルデータ取得部２が取得したモデルデータの中から指定された地図アイテム種別のモデルデータを取得する。地図アイテム種別とは、例えば地形の起伏を示す地形モデル、周辺に位置する施設を示す施設モデル、道路の名称、地域の名称および施設の名称などを示す文字列モデルなどである。
【００１４】
変換行列算出部４は、環境パラメータ記憶部２２に記憶された視点情報などの３次元の環境パラメータに基づいて、２次元の地図データを３次元のグラフィックス描画するための変換行列を算出する。環境パラメータ記憶部２２は、３次元の環境パラメータとして、視点位置、注視点、視線上方向、Ｙ方向視野角、視点位置から視認可能な領域の最前面および最背面のＺ値などを記憶している。なお、ここでは３次元空間として、地図データの幅方向をＸ軸、地図データの高さ方向をＹ軸、地図データの奥行き方向をＺ軸として説明している。以下においても同様である。
【００１５】
レンダリング部５は、モデル選択部３が選択したモデルデータを、変換行列算出部４が算出した変換行列を伴ってレンダリングする。レンダリングとは、地図データを仮想的な視点を基に画像化して表現する処理である。レンダリングしたデータは、カラーバッファ２３およびＺ値バッファ２４に書き込まれる。カラーバッファ２３は、レンダリング部５がレンダリングした３次元画像のＸ座標値およびＹ座標値を蓄積する記憶領域である。Ｚ値バッファ２４は、３次元画像におけるモデルの奥行き方向の位置、すなわちモデルの座標値のＺ値をピクセル単位で記憶する記憶領域であり、レンダリング部５がレンダリングした３次元画像のＺ値をＸ座標およびＹ座標に対応付けて蓄積する。
【００１６】
地図移動判定部６は、表示範囲算出部１が算出した表示範囲が、既に表示部１４で表示済みの地図範囲と同一か否か判定する。判定対象点選択部７は、地図移動判定部６において表示範囲算出部１が算出した表示範囲が移動したと判定された場合に、モデル選択部３が選択したモデルデータを参照し、当該モデルデータが他のモデルデータに隠れているか判定するための判定点の座標値を取得する。判定対象点座標変換部８は、判定対象点選択部７が取得した判定点の座標値を、変換行列算出部４で算出した変換行列を用いて変換する。
【００１７】
隠れ判定部９は、判定対象点座標変換部８が変換した判定点のＺ値と、Ｚ値バッファ２４に蓄積されたＺ値とを比較して選択されたモデルデータが他のモデルデータに隠れているか否か判定を行う。なお、判定では判定点のＸ座標およびＹ座標に対応するＺ値バッファ２４のＺ値と比較する。施設追加処理部１０は、隠れ判定部９において選択されたモデルデータが他のモデルデータに隠れていないと判定された場合に、選択されたモデルデータをリストに追加する処理を行う。具体的には、選択された施設モデルが地形モデルに隠れていないと判定された場合に、当該施設モデルの施設情報をリストに格納する。施設リスト蓄積部２５は、各モデルに関する情報リストを格納し、上述した例では施設情報をリスト化した選択対象施設リストを格納する。
【００１８】
地図モード設定部１１は、ユーザによる操作入力に基づいて地図モードを決定する。地図モードは、通常の地図のみを表示する地図モードや、ユーザに周辺施設の選択を要求し、選択された施設情報を表示する施設検索モードなどがある。施設選択部１２は、地図モード設定部１１が決定した地図モードが、周辺施設を検索する施設検索モードである場合に、ユーザによる操作入力に基づいて、施設リスト蓄積部２５に格納した選択対象施設リスト内の施設モデルを、ユーザによる操作入力に基づいて１つずつ切り替えて選択する。
【００１９】
表示特徴付加部１３は、施設選択部１２が選択した施設モデルを地図表示画面に表示させる際に、選択された施設を明確化させるための表示特徴を付加する処理を行う。具体的には、施設モデルの外周を太枠で囲む、施設モデルの表示色を変更する、施設モデルの表示を点滅させる、施設モデルを指し示す矢印を追加する、施設モデルの表示サイズを大きく設定するなどが挙げられる。表示特徴を付加した施設モデルは、レンダリング部５に出力され、レンダリングされる。表示部１４は、レンダリング部５がレンダリングしたモデルデータを地図表示画面として表示する。
【００２０】
図２は、この発明の実施の形態１による地図表示装置の環境パラメータを示す説明図である。
図２に示すように、環境パラメータとして視点Ｅｙｅ、注視点Ａｔ、視線上方向Ｕｐ、Ｙ方向視野角θ、視点位置Ｅｙｅから見える範囲（以下、ビューフラスタムと称する）の最前面Ｖａおよび最背面ＶｂのＺ値が与えられる。図２（ａ）に示すように視点Ｅｙｅは(Ｘｅｙｅ、Ｙｅｙｅ、Ｚｅｙｅ)、注視点Ａｔは(Ｘａｔ、Ｙａｔ、Ｚａｔ)、視線上方向Ｕｐは(Ｘｕｐ、Ｙｕｐ、Ｚｕｐ)で示される。図２（ｂ）は視点Ｅｙｅを真横からみた図であり、Ｙ軸方向視野角はθ、視点Ｅｙｅからビューフラスタムの最前面Ｖａまでの距離はＺｎ、視点Ｅｙｅからビューフラスタムの最背面Ｖｂまでの距離はＺｆで示される。
【００２１】
次に、カラーバッファ２３およびＺ値バッファ２４について説明する。
カラーバッファ２３に蓄積される表示データの幅および高さはそれぞれＷｉｄｔｈおよびＨｅｉｇｈｔであり、モデルデータ自体の色でピクセル単位毎に書き込みが行われる。Ｚ値バッファ２４に蓄積される表示データはカラーバッファ２３に蓄積された表示データと同一サイズであり、モデルデータのＺ値がピクセル単位毎に書き込まれる。Ｚ値は０．０から１．０に正規化された値が格納され、視点Ｅｙｅに近い地点ほど小さい値のＺ値をとる。たとえば、図２（ｂ）で示したビューフラスタムの最前面ＶａのＺ値は０．０、ビューフラスタムの最背面ＶｂのＺ値は１．０となる。
【００２２】
図３は、この発明の実施の形態１による地図表示装置の地図移動判定の概略を示す説明図である。
図３は全地図領域を示し、当該全地図領域内の所定の地図範囲を地図表示画面として表示する。初期地図範囲Ｓは、現在、表示部１４に地図表示画面として表示された地図範囲であり、地図上の４つの頂点である（左上初期点、左下初期点、右下初期点、右上初期点）の（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）で定義されている。初期地図範囲Ｓが、ユーザのスクロール操作などに基づいて地図範囲Ｐへ移動した場合を示している。地図範囲Ｐは、地図上の４つの頂点である（左上Ｐ点、左下Ｐ点、右下Ｐ点、右上Ｐ点）の（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）で定義されている。地図範囲Ｐを定義する４つの頂点はそれぞれ、初期地図範囲Ｓを定義する４つの頂点から異なる位置に移動しているため、地図範囲Ｐは初期地図範囲Ｓから移動したと判定される。なお、地図範囲Ｐの４つの頂点のうち、少なくとも１つの頂点が初期地図範囲Ｓの頂点から移動していれば、地図範囲が移動したと判定される。
【００２３】
図４は、この発明の実施の形態１による地図表示装置の地図範囲に含まれるモデルデータの表示例を示す図である。図４（ａ）は地図範囲の３次元の表示例を示し、図４（ｂ）は視点を真横から見た場合の地図範囲を示している。
図４の例では、地図範囲に地形モデル、３つの施設の施設モデル、文字列モデルが表示される場合を示し、各モデルの位置関係を示している。地形モデルとして起伏などを示した地形Ｘが表示され、地形Ｘ上に存在する施設Ａ、施設Ｂ、施設Ｃが施設モデルとして表示され、地名などが文字列モデルとして表示される。
【００２４】
地形モデルは、ピクセル単位毎にＸ値、Ｙ値、Ｚ値が設定されている。施設モデルおよび文字列モデルは、多角形の板状のモデルであるビルボードで表現され、当該ビルボード領域のＸ値、Ｙ値、Ｚ値がピクセル単位毎に設定されている。なお、視線方向Ｅと各ビルボードの面法線は同一である。施設モデルのビルボードの配置方法は適宜構成可能であるが、例えば施設が位置する地図上の位置座標がビルボード領域の中心座標となるように配置する。同様に、文字列モデルのビルボードは、文字列が表す地点の地図上の位置座標がビルボード領域の中心座標となるように配置する。
【００２５】
なお、視点Ｅｙｅの視線方向Ｅは、図４（ａ）のＺ軸方向に沿うものであるとする。また図４（ｂ）に示すように、視点Ｅｙｅから見た場合、施設Ａは全て視認可能であるが、施設Ｂは地形Ｘに隠れて部分的に視認できない領域が存在する。さらに施設Ｃは全てが地形Ｘに隠れているため視認できない。なお、図４で示した例は、地図モード設定部１１において施設検索モードが設定されている場合に表示される。
【００２６】
次に、図５から図１２を参照しながら地図表示装置１００の動作について説明する。まず図５は、この発明の実施の形態１による地図表示装置の動作を示すフローチャートである。地図表示装置１００の動作は、地形モデルのモデルデータをレンダリングする第１の処理、地図範囲が移動したと判定された場合に、施設が地形に隠れているか判定を行う第２の処理、地図モードが施設検索モードであった場合に施設検索を行う第３の処理で構成される。まず、第１の処理から順に具体例を参照しながら説明する。
【００２７】
・第１の処理：地形モデルのモデルデータをレンダリング
表示範囲算出部１は、ユーザによるスクロール操作に基づいて表示する地図範囲を算出する（ステップＳＴ１）。地図範囲は、縮尺、表示中心の緯度経度、視点の俯瞰角度などの情報を用いて決定するのが一般的であるが、基本的には開発者が自由に決定可能な範囲である。以下では、決定された地図範囲を地図範囲Ｐとして説明する。
【００２８】
モデルデータ取得部２は、地図データベース２１を参照して地図範囲Ｐを構成する全ての地図オブジェクトのモデルデータを取得する（ステップＳＴ２）。図４で示したように、ここではモデルデータとして地形モデル（第１種別の地図オブジェクト）、施設Ａ、施設Ｂおよび施設Ｃの施設モデル（第２種別の地図オブジェクト）、文字列モデルのデータが取得される。
【００２９】
次に、変換行列算出部４は、環境パラメータ記憶部２２に記憶された３次元の変換パラメータを用いて３次元グラフィックス用の変換行列を算出する（ステップＳＴ３）。
算出対象である変換行列は、ビュー行列（ＶｉｅｗＭａｔｒｉｘ）、プロジェクション行列（ＰｒｏｊｅｃｔｉｏｎＭａｔｒｉｘ）、ビューポート行列（ＶｉｅｗｐｏｒｔＭａｔｒｉｘ）であり、各行列は以下に示すように算出可能である。なお、ワールド変換行列（ＷｏｒｌｄＭａｔｒｉｘ）と呼ばれるモデルの変形や移動を行う行列も設定するが、この実施の形態１では簡単のために単位行列として説明する。
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【００３０】
変換行列算出後、モデル選択部３は、ステップＳＴ２でモデルデータ取得部２が取得したモデルデータから地形モデルのモデルデータを選択して取得する（ステップＳＴ４）。レンダリング部５は、ステップＳＴ４で取得された地形モデルのモデルデータをステップＳＴ３で算出した変換行列を用いて変換するレンダリングを行い、レンダリング後のデータをカラーバッファ２３およびＺ値バッファ２４に書き込む（ステップＳＴ５）。
【００３１】
図６は、この発明の実施の形態１による地図表示装置の地形モデルのレンダリングを示す図であり、図６（ａ）はカラーバッファ２３への書き込み例を示し、図６（ｂ）はＺ値バッファ２４への書き込み例を示している。
図６（ａ）に示すように、カラーバッファ２３にはモデル自体の色を用いてピクセル単位毎に書き込みが行われる。一方、図６（ｂ）に示すようにＺ値バッファ２４には変換行列を用いて変換されたモデルデータのＺ値がピクセル毎に書き込まれる。変換行列を用いた変換によりモデルデータのＺ値が０．０から１．０に正規化されて格納され、図４で示した視点Ｅｙｅに近いほど小さいＺ値をとる。
【００３２】
ステップＳＴ５で地形モデルのモデルデータのレンダリングが行われると、地図移動判定部６はステップＳＴ１で算出した地図範囲が、前回表示した地図範囲から移動しているか否か判定を行う（ステップＳＴ６）。前回表示した地図範囲は、地図移動判定部６の記憶領域に一時格納するように構成してもよいし、外部の記憶領域に格納するように構成してもよい。また、ステップＳＴ６の判定処理は、前回表示した地図範囲を定義する矩形の４つの頂点の位置と、ステップＳＴ１で算出した地図範囲を定義する矩形の４つの頂点の位置とを比較し、４つの頂点の位置の少なくとも１つの頂点の位置が異なる場合には、地図範囲が移動したと判定する。地図範囲が移動した場合には（ステップＳＴ６；ＹＥＳ）、第２の処理（ステップＳＴ７以降の処理）に進む。一方、地図範囲が移動していない場合には（ステップＳＴ６；ＮＯ）、第３の処理（ステップＳＴ１３以降の処理）に進む。
【００３３】
・第２の処理：施設が地形に隠れているか否か判定
地図範囲が移動した場合（ステップＳＴ６；ＹＥＳ）、モデル選択部３は、ステップＳ２でモデルデータ取得部２が取得したモデルデータから施設モデルのモデルデータを選択する（ステップＳＴ７）。図４で示した例では、施設Ａ、施設Ｂ、施設Ｃの３つの施設モデルが選択可能である。判定対象点選択部７は、ステップＳＴ７で選択した各施設のモデルデータから判定対象頂点を選択する（ステップＳＴ８）。判定対象頂点は、施設モデルが地形モデルに隠れるか否かを判定するための頂点であり、施設のモデルデータを構成する四角形ポリゴンの上辺の両端部に位置する２つの頂点である。
【００３４】
判定対象点座標変換部８は、ステップＳＴ８で選択された判定対象頂点を、ステップＳＴ３で算出された変換行列を用いて座標変換する（ステップＳＴ９）。座標変換に用いる変換行列はステップＳＴ５の地形モデルのレンダリング処理で用いた変換行列と同一である。なお、ステップＳＴ９の判定対象頂点の座標変換は、以下の式（１）に基づいて行われる。
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判定対象点座標変換部８による変換後の判定対象頂点の３次元座標（ｘ´，ｙ´，ｚ´）において、ｘ´およびｙ´は地図表示画面上、すなわちカラーバッファ２３での座標値であり、ｚ´はＺ値バッファ２４でのＺ値となる。
【００３５】
図７は、この発明の実施の形態１による地図表示装置の判定対象点選択部および判定対象点座標変換部の処理を示す説明図である。
図７（ａ）は、判定対象点選択部７が選択する施設Ａの四角形ポリゴンの判定対象頂点示し、四角形ポリゴンの上辺の両端部が第１の判定対象頂点Ａａおよび第２の判定対象頂点Ａｂを構成する。
図７（ｂ），（ｃ）は、判定対象点座標変換部８の座標変換を示す説明図である。施設Ａの四角形ポリゴンの第１の判定対象頂点Ａａの座標値は（ｘａ１，ｙａ１，ｚａ１）であり、第２の判定対象頂点Ａｂの座標値は（ｘａ２，ｙａ２，ｚａ２）である。第１の判定対象頂点Ａａおよび第２の判定対象頂点Ａｂを、上述した式（１）に基づいて座標変換すると、それぞれ座標値（ｘａ１’ ，ｙａ１’ ，ｚａ１’）および座標値（ｘａ２’，ｙａ２’，ｚａ２’）に変換される。図７（ｃ）は、座標変換後の地図表示画面、すなわちカラーバッファ２３に格納されたデータに基づく表示を示している。第１の判定対象頂点Ａａの座標値が（ｘａ１’，ｙａ１’）で示され、第２の判定対象頂点Ａｂの座標値が（ｘａ２’，ｙａ２’）で示されている。
【００３６】
隠れ判定部９は、ステップＳＴ９で座標変換された判定対象頂点の座標値と、Ｚ値バッファ２４に蓄積された地形モデルのモデルデータをレンダリングした際のＺ値とを比較し、各施設モデルが地形モデルに隠れているか否か判定を行う（ステップＳＴ１０）。地形モデルに隠れているか否かの判定は、以下の式（２）で示す評価式を用いる。
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【００３７】
式（２）で示した評価式は、座標変換後の第１の判定対象頂点と第２の判定対象頂点のＺ値が共に、Ｚ値バッファ２４に蓄積された対応する地形モデルのモデルデータをレンダリングした際のＺ値に比べて大きくなる場合に、施設モデルが地形モデルに隠れていると判定する。一方、座標変換後の第１の判定対象頂点と第２の判定対象頂点のいずれか一方のＺ値が、地形モデルのレンダリング済みのＺ値よりも小さい場合には、施設モデルが地形モデルに隠れていないと判定する。
【００３８】
施設モデルが地形モデルに隠れている場合（ステップＳＴ１０；ＹＥＳ）、ステップＳＴ１２の処理に進む。一方、施設モデルが地形モデルに隠れていない場合（ステップＳＴ１０；ＮＯ）、施設追加処理部１０は地形モデルに隠れていないと判定された施設モデルの施設データを、施設リスト蓄積部２５に蓄積された選択対象施設リストに追加する（ステップＳＴ１１）。その後、隠れ判定部９は全ての施設について判定処理を行ったか否か判定を行う（ステップＳＴ１２）。全ての施設について判定処理を行った場合（ステップＳＴ１２；ＹＥＳ）、第３の処理（ステップＳＴ１３以降の処理）に進む。一方、全ての施設について判定処理を行っていない場合（ステップＳＴ１２；ＮＯ）、ステップＳＴ８の処理に戻り、上述した処理を繰り返す。
【００３９】
図８は、この発明の実施の形態１による地図表示装置の隠れ判定処理を示す説明図であり、図４で示した地図範囲のＺ値で表現している。
施設Ａの第１の判定対象頂点Ａａおよび第２の判定対象頂点Ａｂは共に地形Ｘよりも手前に存在するため、ステップＳＴ１０の判定処理において、第１および第２の判定対象頂点Ａａ，ＡｂのＺ値が共に、Ｚ値バッファ２４に蓄積された地形モデルのモデルデータをレンダリングした際のＺ値よりも小さいと判定される。すなわち、施設Ａは地形Ｘに隠れていないと判定される。
【００４０】
同様に施設Ｂの第２の判定対象頂点Ｂｂは、地形Ｘよりも奥に存在するが、第１の判定対象頂点Ｂａが地形Ｘよりも手前に存在するため、ステップＳＴ１０の判定処理において少なくとも一方の判定対象頂点のＺ値が、Ｚ値バッファ２４に蓄積されたＺ値よりも小さいと判定される。すなわち、施設Ｂは地形Ｘに隠れていないと判定される。
【００４１】
一方、施設Ｃの第１の判定対象頂点Ｃａおよび第２の判定対象頂点Ｃｂは共に、地形Ｘよりも奥に存在するため、ステップＳＴ１０の判定処理において、第１および第２の判定対象頂点Ｃａ，ＣｂのＺ値が共に、Ｚ値バッファ２４に蓄積されたＺ値よりも大きいと判定される。すなわち、施設Ｃは地形Ｘに隠れていると判定される。
上述した施設Ａから施設Ｃについての判定処理に基づき、施設追加処理部１０は施設Ａと施設Ｂの施設データを施設リスト蓄積部２５に格納された選択対象施設リストに追加する。
【００４２】
・第３の処理：施設検索
全ての施設モデルについて判定処理が行われた場合（ステップＳＴ１２；ＹＥＳ）、モデル選択部３はステップＳＴ２でモデルデータ取得部２が取得したモデルデータから地形モデル以外のモデルデータを選択し（ステップＳＴ１３）、選択した地形モデル以外のモデルデータをレンダリング部５がレンダリングする（ステップＳＴ１４）。
図９は、この発明の実施の形態１による地図表示装置の地形モデル以外のモデルデータをレンダリングした場合の表示例を示す図である。地形モデル以外のモデルデータがレンダリングされることにより、全ての地図アイテムがレンダリングされるため、通常の３次元地図が表示される。図９（ａ）はカラーバッファ２３に蓄積された表示データを用いた表示例を示し、図９（ｂ）はＺ値バッファ２４に蓄積されたＺ値を用いた表示例を示している。
【００４３】
次に、地図モード設定部１１は、設定モードが施設検索モードであるか否か判定を行う（ステップＳＴ１５）。施設検索モードでない場合（ステップＳＴ１５；ＮＯ）、処理を終了する。一方、施設検索モードである場合（ステップＳＴ１５；ＹＥＳ）、施設選択部１２がユーザの選択操作を受け付けると、施設リスト蓄積部２５に蓄積された選択対象リストを参照して選択された施設の施設モデルを選択する（ステップＳＴ１６）。表示特徴付加部１３は、ステップＳＴ１６で選択された施設の施設モデルに表示特徴を付加する処理を行う（ステップＳＴ１７）。その後レンダリング部５がレンダリングを行い（ステップＳＴ１８）、処理を終了する。
【００４４】
ステップＳＴ１５としてユーザ操作により施設検索モードに設定されている場合、施設選択部１２はステップＳＴ１６として施設リスト蓄積部２５に蓄積された選択対象施設リストを参照して施設を１つ選択する。施設選択部１２は選択対象施設リストの先頭から１つの施設を選択し、次に前回選択した施設の次の施設を選択する処理を繰り返し行う。なお、前回選択した施設が選択対象施設リストの最後尾の場合には、先頭に戻り施設の選択を行う。図８で示した隠れ判定結果では、ステップＳＴ１１において施設Ａおよび施設Ｂが選択対象施設リストに格納されるため、施設選択部１２は施設Ａを選択する。
【００４５】
表示特徴付加部１３は、ステップＳＴ１７として選択された施設Ａの表示アイコンの周囲に太枠を付加する処理を行う。太枠は、施設Ａの表示アイコンの外周を幅付けしたモデルデータを作成することにより付加可能である。
図１０は、この発明の実施の形態１による地図表示装置の表示特徴付加部が表示特徴として太枠を付加した場合の例を示す図である。施設Ａの構成頂点Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４に対して、頂点Ｚ１´，Ｚ２´，Ｚ３´，Ｚ４´を有する内側枠Ｚ´および頂点Ｚ１´´，Ｚ２´´，Ｚ３´´，Ｚ４´´を有する外側枠Ｚ´´を形成し、内側枠Ｚ´および外側枠Ｚ´´の間に形成された領域を太枠モデルＺとする。
【００４６】
レンダリング部５は、ステップＳＴ１８として表示特徴が付加された施設モデルのモデルデータをレンダリングする。
図１１は、この発明の実施の形態１による地図表示装置の表示特徴を付加した場合の表示例を示す図である。
図１１の例では施設Ａの施設モデルと太枠モデルＺをレンダリングした結果を示しており、施設Ａの外周が太枠で囲まれ、強調表示されている。図１１で示した地図表示画面が表示部１４に表示されることにより、図５で示したフローチャートの一連の動作が完了する。
【００４７】
その後、ユーザがスクロール操作なしに次の施設を選択した場合には、図５で示したフローチャートの先頭から処理を開始するが、第１の処理において地形モデルのモデルデータをレンダリングした後、表示範囲の移動が生じていないため第２の処理を省略し、第３の処理において施設選択部１２が前回選択した施設Ａの次の施設Ｂを選択し、表示特徴付加部１３が表示特徴を付加し、施設Ｂの表示を行う。さらに次のユーザの施設選択処理において、選択対象施設リストの更新がない場合、施設選択部１２が前回選択した施設が選択対象施設リストの最後部であるため、先頭に戻り、施設Ａが選択され、表示特徴付加部１３により表示特徴が付加され、施設Ａが表示される。つまり、ユーザが施設選択を繰り返した場合にも、地形モデルに隠れた施設モデル、図４の例では施設Ｃが選択できないように構成されている。
【００４８】
なお、上述した説明では、施設モデルが地形モデルに隠れているか否かの判定において、施設モデルの四角形ポリゴンの上辺の両端部を２つの判定対象頂点とし、当該２つの判定対象頂点のＺ値を、レンダリングされた地形モデルのＺ値と比較することにより、施設モデルが地形モデルに隠れているか判定を行った。しかし、図１２に示すように、施設Ｄの２つの判定対象頂点Ｄ１，Ｄ２が地形Ｘに隠れているが、施設Ｄの一部が地形Ｘに隠れておらず視認可能な場合も存在する。このような場合に対応するため、施設モデルの四角形ポリゴンの上辺の両端部の２頂点以外に、上辺の中点など上辺上にさらに判定対象点を設け、四角形ポリゴンの上辺の３点を用いて施設モデルが地形モデルに隠れているか否かの判定を行うように構成してもよい。これにより、施設モデルが地形モデルに隠れているか否かの判定精度を向上させることができる。
また、判定対象頂点を四角形ポリゴンの上辺以外に設けてもよいし、判定対象頂点の数を適宜増加させて判定処理を行ってもよい。
【００４９】
以上のように、この実施の形態１によれば、施設モデルの判定対象の２つの頂点のＺ値と、レンダリングした地形モデルのＺ値とを比較することにより、施設モデルが地形モデルに隠れているか否かの判定を行う隠れ判定部９を備えるように構成したので、隠れ判定のための比較処理の回数を抑制し、判定処理を高速化させることができる。
【００５０】
また、この実施の形態１によれば、隠れ判定部９が隠れ判定の対象とする施設モデルのモデルデータをレンダリングしてＺ値バッファ２４に蓄積することなく、施設モデルのモデルデータの行列演算のみで隠れ判定を行うように構成したので、一般的なレンダリング処理よりも高速処理が可能な行列演算により隠れ判定を実現することができ、処理を高速化させることができる。
【００５１】
また、この実施の形態１によれば、地形モデルに隠れている施設モデルを選択対象施設リストから除き、施設モデルの一部でも地形モデルに隠れていない場合には当該施設を選択対象施設リストに追加し、選択対象施設リストに記載された施設のみをユーザが選択可能に構成したので、施設のアイコンが表示されていないが、当該施設の施設情報の文字列が表示されるなどユーザが施設を選択する際に混乱するのを防止することができる。さらに、選択対象施設リストの作成は、地図範囲が移動した場合に実行されるため、通常の地図表示時に無駄にリストが作成されるのを抑制することができる。
【００５２】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
この発明に係る地図表示装置は、施設が地形に隠れているかの判定処理を高速に行うことができるので、自車両周辺に位置する施設を検索して表示する機能を備えたナビゲーション装置に好適である。
【符号の説明】
【００５４】
１  表示範囲算出部、２  モデルデータ取得部、３  モデル選択部、４  変換行列算出部、５  レンダリング部、６  地図移動判定部、７  判定対象点選択部、８  判定対象点座標変換部、９  隠れ判定部、１０  施設追加処理部、１１  地図モード設定部、１２  施設選択部、１３  表示特徴付加部、１４  表示部、２１  地図データベース、２２  環境パラメータ記憶部、２３  カラーバッファ、２４  Ｚ値バッファ、１００  地図表示装置。
【図１】
2014020663.tif 000008
【図２】
2014020663.tif 000009
【図３】
2014020663.tif 000010
【図４】
2014020663.tif 000011
【図５】
2014020663.tif 000012
【図６】
2014020663.tif 000013
【図７】
2014020663.tif 000014
【図８】
2014020663.tif 000015
【図９】
2014020663.tif 000016
【図１０】
2014020663.tif 000017
【図１１】
2014020663.tif 000018
【図１２】
2014020663.tif 000019
【図１３】
2014020663.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成26年4月22日(2014.4.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自車両周辺に位置する施設を検索し表示する機能を備えた地図表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ナビゲーション装置を代表する地図表示アプリケーションでは、自車両の周辺に位置する施設を検索する機能を備えている。周辺施設の検索時には、自車両の周辺に位置するコンビニ、病院、郵便局などの施設を地図中にアイコンなどで表示する。ユーザは施設のアイコンが表示された地図を参照し、施設選択ボタンなどの入力手段を用いて希望する施設を選択する。また、選択された施設の詳細情報などを表示することも可能である。表示例としては、選択されたアイコンを太枠で囲むことにより選択された施設を明確化させ、さらに施設情報を文字列で表記する。なお、選択された施設を明確化する方法として、アイコンを太枠で囲む以外にもアイコンの表示色を変化させる、あるいはアイコンを指し示す矢印を設けるなどが挙げられる。
【０００３】
しかし、２次元の地図データを３次元表現するビルボード処理が行われ、地形の起伏が表現された場合に、ユーザが選択した施設が地形の起伏に隠れて施設のアイコンが地図表示画面に表示されずに、施設の詳細情報のみが存在し、ユーザが選択中の施設の位置を認識することができないという問題があった。図１３に、この問題点を例示する。図１３（ａ）は地図表示する地図データの等高線と、施設の位置を示し、図１３（ｂ）は図１３（ａ）で示した地形を矢印９００方向から見た地図表示画面を示している。図１３（ａ）に示すように、病院９０１が選択中であるが、病院９０１は起伏９０２の背面に位置するため、図１３（ｂ）の地図表示画面には病院９０１を示すアイコンが表示されず、病院９０１の詳細情報を示す文字列９０３のみが表示される。そのため、ユーザは、病院９０１を選択することが可能であるが、地図表示画面上のどの地点に病院９０１が位置するのか認識することができない。
【０００４】
この不具合を解決する方法として、描画オブジェクトに隠れているオブジェクトを検出するオクルージョンカリングの技術を用いて、地形の起伏に隠れているオブジェクトをあらかじめ検出しておき、ユーザが選択可能な施設選択対象から外す手法がある。
オクルージョンカリングの１つの手法として、Ｚバッファを用いた隠れ判定がある。Ｚバッファとは、３次元グラフィックスにおける視点位置から各オブジェクトへの距離をピクセル単位で記憶する記憶領域である。Ｚバッファを用いた隠れ判定では、隠れ判定対象のオブジェクトに対応するＺバッファ内領域と、オブジェクトのＺ値をピクセル単位で比較する必要がある。このように、Ｚバッファを用いたオクルージョンカリングは、ピクセル単位での比較処理が必要となり、必要となる計算量が多いという問題点があった。
【０００５】
この対策として特許文献１では、オブジェクトを構成するフラグメントの奥行き方向の位置関係を判定するために、複数の隣接画素をまとめた画素ブロック単位で視点からの奥行きを示す代表Ｚ値を割り当てた縮小バッファを設け、画素ブロックのＺ値は、ブロック内に描画されるオブジェクトの最遠方のＺ値、すなわち最大のＺ値により更新する方法が開示されている。これにより、奥行き方向の位置関係を判定する場合には、ブロック単位での比較処理のみとなり、ピクセル単位での比較処理に比べ、計算量を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３１０７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１に開示された技術では、ピクセル単位でのＺ値の比較処理は必要ないものの、分割したブロック数の比較処理は必要であり、ブロックの分解能によっては比較処理の演算量が増加するという課題があった。
【０００８】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、２次元の地図データに対してビルボード処理を行って地図表示する場合に、地図データを構成する地図オブジェクトが他の地図オブジェクトに隠れるか否か比較判定する処理を高速化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る地図表示装置は、３次元表現の地図画像に対する仮想的な視点位置、視線方向および当該視点位置および視線方向に基づいて特定される３次元パラメータに基づいて、地図データを３次元データに変換する変換行列を算出する変換行列算出部と、変換行列算出部が算出した変換行列を伴って、第１種別の地図オブジェクトのオブジェクト情報をレンダリングし、３次元の画素データを生成するレンダリング部と、第２種別の地図オブジェクトのオブジェクト情報から判定対象点を選択し、変換行列算出部が算出した変換行列を伴って判定対象点の座標変換を行い、座標変換した判定対象点の奥行き方向の座標値と、レンダリング部が生成した３次元の画素データの奥行き方向の座標値とを比較し、第２種別の地図オブジェクトが第１種別の地図オブジェクトに隠れているか否か判定する隠れ判定部とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、地図データを構成する地図オブジェクトが他の地図オブジェクトに隠れているか否かの判定において、比較判定処理の点数を抑制し、比較判定処理を高速化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１による地図表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１による地図表示装置の環境パラメータを示す説明図である。
【図３】実施の形態１による地図表示装置の地図移動判定の概略を示す説明図である。
【図４】実施の形態１による地図表示装置の地図範囲に含まれるモデルデータの表示例を示す図である。
【図５】実施の形態１による地図表示装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態１による地図表示装置の地形モデルのレンダリングを示す図である。
【図７】実施の形態１による地図表示装置の判定対象点選択部７および判定対象点座標変換部８の処理を示す説明図である。
【図８】実施の形態１による地図表示装置の施設モデルの隠れ判定処理を示す説明図である。
【図９】実施の形態１による地図表示装置の地形モデル以外のモデルデータをレンダリングした場合の表示例を示す図である。
【図１０】実施の形態１による地図表示装置の表示特徴付加部１３が表示特徴として太枠を付加した場合の例を示す図である。
【図１１】実施の形態１による地図表示装置の表示特徴を付加した場合の表示例を示す図である。
【図１２】実施の形態１による地図表示装置の施設モデルと地形モデルの位置関係を示す図である。
【図１３】従来の地図表示装置の施設モデルの選択を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による地図表示装置の構成を示すブロック図である。図１において、地図表示装置１００は、表示範囲算出部１、モデルデータ取得部（オブジェクト情報取得部）２、モデル選択部（オブジェクト選択部）３、変換行列算出部４、レンダリング部５、地図移動判定部６、判定対象点選択部７、判定対象点座標変換部８、隠れ判定部９、施設追加処理部（蓄積処理部）１０、地図モード設定部１１、施設選択部（選択部）１２、表示特徴付加部１３および表示部１４で構成されている。さらに、記憶領域として、地図データベース２１、環境パラメータ記憶部２２、カラーバッファ２３、Ｚ値バッファ２４、および施設リスト蓄積部２５を備えている。なお、これらの記憶領域は地図表示装置１００の外部に設けてもよい。
【００１３】
表示範囲算出部１は、ユーザによるスクロール操作などの操作入力に基づいて、表示部１４の地図表示画面に表示する地図範囲を算出する。モデルデータ取得部２は、表示範囲算出部１が算出した地図範囲の地図データを構成する全てのオブジェクトの情報、例えば道路情報、地形情報、施設情報および道路や施設などの文字情報など地図データベース２１から取得する。なお、以下では地図データを構成する地形情報や施設情報、道路情報などを総称してモデルデータと称する。
モデル選択部３は、モデルデータ取得部２が取得したモデルデータの中から指定された地図アイテム種別のモデルデータを取得する。地図アイテム種別とは、例えば地形の起伏を示す地形モデル、周辺に位置する施設を示す施設モデル、道路の名称、地域の名称および施設の名称などを示す文字列モデルなどである。
【００１４】
変換行列算出部４は、環境パラメータ記憶部２２に記憶された視点情報などの３次元の環境パラメータに基づいて、２次元の地図データを３次元のグラフィックス描画するための変換行列を算出する。環境パラメータ記憶部２２は、３次元の環境パラメータとして、視点位置、注視点、視線上方向、Ｙ方向視野角、視点位置から視認可能な領域の最前面および最背面のＺ値などを記憶している。なお、ここでは３次元空間として、地図データの幅方向をＸ軸、地図データの高さ方向をＹ軸、地図データの奥行き方向をＺ軸として説明している。以下においても同様である。
【００１５】
レンダリング部５は、モデル選択部３が選択したモデルデータを、変換行列算出部４が算出した変換行列を伴ってレンダリングする。レンダリングとは、地図データを仮想的な視点を基に画像化して表現する処理である。レンダリングしたデータは、カラーバッファ２３およびＺ値バッファ２４に書き込まれる。カラーバッファ２３は、レンダリング部５がレンダリングした３次元画像のＸ座標値およびＹ座標値を蓄積する記憶領域である。Ｚ値バッファ２４は、３次元画像におけるモデルの奥行き方向の位置、すなわちモデルの座標値のＺ値をピクセル単位で記憶する記憶領域であり、レンダリング部５がレンダリングした３次元画像のＺ値をＸ座標およびＹ座標に対応付けて蓄積する。
【００１６】
地図移動判定部６は、表示範囲算出部１が算出した表示範囲が、既に表示部１４で表示済みの地図範囲と同一か否か判定する。判定対象点選択部７は、地図移動判定部６において表示範囲算出部１が算出した表示範囲が移動したと判定された場合に、モデル選択部３が選択したモデルデータを参照し、当該モデルデータが他のモデルデータに隠れているか判定するための判定点の座標値を取得する。判定対象点座標変換部８は、判定対象点選択部７が取得した判定点の座標値を、変換行列算出部４で算出した変換行列を用いて変換する。
【００１７】
隠れ判定部９は、判定対象点座標変換部８が変換した判定点のＺ値と、Ｚ値バッファ２４に蓄積されたＺ値とを比較して選択されたモデルデータが他のモデルデータに隠れているか否か判定を行う。なお、判定では判定点のＸ座標およびＹ座標に対応するＺ値バッファ２４のＺ値と比較する。施設追加処理部１０は、隠れ判定部９において選択されたモデルデータが他のモデルデータに隠れていないと判定された場合に、選択されたモデルデータをリストに追加する処理を行う。具体的には、選択された施設モデルが地形モデルに隠れていないと判定された場合に、当該施設モデルの施設情報をリストに格納する。施設リスト蓄積部２５は、各モデルに関する情報リストを格納し、上述した例では施設情報をリスト化した選択対象施設リストを格納する。
【００１８】
地図モード設定部１１は、ユーザによる操作入力に基づいて地図モードを決定する。地図モードは、通常の地図のみを表示する地図モードや、ユーザに周辺施設の選択を要求し、選択された施設情報を表示する施設検索モードなどがある。施設選択部１２は、地図モード設定部１１が決定した地図モードが、周辺施設を検索する施設検索モードである場合に、ユーザによる操作入力に基づいて、施設リスト蓄積部２５に格納した選択対象施設リスト内の施設モデルを、ユーザによる操作入力に基づいて１つずつ切り替えて選択する。
【００１９】
表示特徴付加部１３は、施設選択部１２が選択した施設モデルを地図表示画面に表示させる際に、選択された施設を明確化させるための表示特徴を付加する処理を行う。具体的には、施設モデルの外周を太枠で囲む、施設モデルの表示色を変更する、施設モデルの表示を点滅させる、施設モデルを指し示す矢印を追加する、施設モデルの表示サイズを大きく設定するなどが挙げられる。表示特徴を付加した施設モデルは、レンダリング部５に出力され、レンダリングされる。表示部１４は、レンダリング部５がレンダリングしたモデルデータを地図表示画面として表示する。
【００２０】
図２は、この発明の実施の形態１による地図表示装置の環境パラメータを示す説明図である。
図２に示すように、環境パラメータとして視点Ｅｙｅ、注視点Ａｔ、視線上方向Ｕｐ、Ｙ方向視野角θ、視点位置Ｅｙｅから見える範囲（以下、ビューフラスタムと称する）の最前面Ｖａおよび最背面ＶｂのＺ値が与えられる。図２（ａ）に示すように視点Ｅｙｅは(Ｘｅｙｅ、Ｙｅｙｅ、Ｚｅｙｅ)、注視点Ａｔは(Ｘａｔ、Ｙａｔ、Ｚａｔ)、視線上方向Ｕｐは(Ｘｕｐ、Ｙｕｐ、Ｚｕｐ)で示される。図２（ｂ）は視点Ｅｙｅを真横からみた図であり、Ｙ軸方向視野角はθ、視点Ｅｙｅからビューフラスタムの最前面Ｖａまでの距離はＺｎ、視点Ｅｙｅからビューフラスタムの最背面Ｖｂまでの距離はＺｆで示される。
【００２１】
次に、カラーバッファ２３およびＺ値バッファ２４について説明する。
カラーバッファ２３に蓄積される表示データの幅および高さはそれぞれＷｉｄｔｈおよびＨｅｉｇｈｔであり、モデルデータ自体の色でピクセル単位毎に書き込みが行われる。Ｚ値バッファ２４に蓄積される表示データはカラーバッファ２３に蓄積された表示データと同一サイズであり、モデルデータのＺ値がピクセル単位毎に書き込まれる。Ｚ値は０．０から１．０に正規化された値が格納され、視点Ｅｙｅに近い地点ほど小さい値のＺ値をとる。たとえば、図２（ｂ）で示したビューフラスタムの最前面ＶａのＺ値は０．０、ビューフラスタムの最背面ＶｂのＺ値は１．０となる。
【００２２】
図３は、この発明の実施の形態１による地図表示装置の地図移動判定の概略を示す説明図である。
図３は全地図領域を示し、当該全地図領域内の所定の地図範囲を地図表示画面として表示する。初期地図範囲Ｓは、現在、表示部１４に地図表示画面として表示された地図範囲であり、地図上の４つの頂点である（左上初期点、左下初期点、右下初期点、右上初期点）の（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）で定義されている。初期地図範囲Ｓが、ユーザのスクロール操作などに基づいて地図範囲Ｐへ移動した場合を示している。地図範囲Ｐは、地図上の４つの頂点である（左上Ｐ点、左下Ｐ点、右下Ｐ点、右上Ｐ点）の（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）で定義されている。地図範囲Ｐを定義する４つの頂点はそれぞれ、初期地図範囲Ｓを定義する４つの頂点から異なる位置に移動しているため、地図範囲Ｐは初期地図範囲Ｓから移動したと判定される。なお、地図範囲Ｐの４つの頂点のうち、少なくとも１つの頂点が初期地図範囲Ｓの頂点から移動していれば、地図範囲が移動したと判定される。
【００２３】
図４は、この発明の実施の形態１による地図表示装置の地図範囲に含まれるモデルデータの表示例を示す図である。図４（ａ）は地図範囲の３次元の表示例を示し、図４（ｂ）は視点を真横から見た場合の地図範囲を示している。
図４の例では、地図範囲に地形モデル、３つの施設の施設モデル、文字列モデルが表示される場合を示し、各モデルの位置関係を示している。地形モデルとして起伏などを示した地形Ｘが表示され、地形Ｘ上に存在する施設Ａ、施設Ｂ、施設Ｃが施設モデルとして表示され、地名などが文字列モデルとして表示される。
【００２４】
地形モデルは、ピクセル単位毎にＸ値、Ｙ値、Ｚ値が設定されている。施設モデルおよび文字列モデルは、多角形の板状のモデルであるビルボードで表現され、当該ビルボード領域のＸ値、Ｙ値、Ｚ値がピクセル単位毎に設定されている。なお、視線方向Ｅと各ビルボードの面法線は同一である。施設モデルのビルボードの配置方法は適宜構成可能であるが、例えば施設が位置する地図上の位置座標がビルボード領域の中心座標となるように配置する。同様に、文字列モデルのビルボードは、文字列が表す地点の地図上の位置座標がビルボード領域の中心座標となるように配置する。
【００２５】
なお、視点Ｅｙｅの視線方向Ｅは、図４（ａ）のＺ軸方向に沿うものであるとする。また図４（ｂ）に示すように、視点Ｅｙｅから見た場合、施設Ａは全て視認可能であるが、施設Ｂは地形Ｘに隠れて部分的に視認できない領域が存在する。さらに施設Ｃは全てが地形Ｘに隠れているため視認できない。なお、図４で示した例は、地図モード設定部１１において施設検索モードが設定されている場合に表示される。
【００２６】
次に、図５から図１２を参照しながら地図表示装置１００の動作について説明する。まず図５は、この発明の実施の形態１による地図表示装置の動作を示すフローチャートである。地図表示装置１００の動作は、地形モデルのモデルデータをレンダリングする第１の処理、地図範囲が移動したと判定された場合に、施設が地形に隠れているか判定を行う第２の処理、地図モードが施設検索モードであった場合に施設検索を行う第３の処理で構成される。まず、第１の処理から順に具体例を参照しながら説明する。
【００２７】
・第１の処理：地形モデルのモデルデータをレンダリング
表示範囲算出部１は、ユーザによるスクロール操作に基づいて表示する地図範囲を算出する（ステップＳＴ１）。地図範囲は、縮尺、表示中心の緯度経度、視点の俯瞰角度などの情報を用いて決定するのが一般的であるが、基本的には開発者が自由に決定可能な範囲である。以下では、決定された地図範囲を地図範囲Ｐとして説明する。
【００２８】
モデルデータ取得部２は、地図データベース２１を参照して地図範囲Ｐを構成する全ての地図オブジェクトのモデルデータを取得する（ステップＳＴ２）。図４で示したように、ここではモデルデータとして地形モデル（第１種別の地図オブジェクト）、施設Ａ、施設Ｂおよび施設Ｃの施設モデル（第２種別の地図オブジェクト）、文字列モデルのデータが取得される。
【００２９】
次に、変換行列算出部４は、環境パラメータ記憶部２２に記憶された３次元の変換パラメータを用いて３次元グラフィックス用の変換行列を算出する（ステップＳＴ３）。
算出対象である変換行列は、ビュー行列（ＶｉｅｗＭａｔｒｉｘ）、プロジェクション行列（ＰｒｏｊｅｃｔｉｏｎＭａｔｒｉｘ）、ビューポート行列（ＶｉｅｗｐｏｒｔＭａｔｒｉｘ）であり、各行列は以下に示すように算出可能である。なお、ワールド変換行列（ＷｏｒｌｄＭａｔｒｉｘ）と呼ばれるモデルの変形や移動を行う行列も設定するが、この実施の形態１では簡単のために単位行列として説明する。
2014020663.tif 000021
2014020663.tif 000022
2014020663.tif 000023
【００３０】
変換行列算出後、モデル選択部３は、ステップＳＴ２でモデルデータ取得部２が取得したモデルデータから地形モデルのモデルデータを選択して取得する（ステップＳＴ４）。レンダリング部５は、ステップＳＴ４で取得された地形モデルのモデルデータをステップＳＴ３で算出した変換行列を用いて変換するレンダリングを行い、レンダリング後のデータをカラーバッファ２３およびＺ値バッファ２４に書き込む（ステップＳＴ５）。
【００３１】
図６は、この発明の実施の形態１による地図表示装置の地形モデルのレンダリングを示す図であり、図６（ａ）はカラーバッファ２３への書き込み例を示し、図６（ｂ）はＺ値バッファ２４への書き込み例を示している。
図６（ａ）に示すように、カラーバッファ２３にはモデル自体の色を用いてピクセル単位毎に書き込みが行われる。一方、図６（ｂ）に示すようにＺ値バッファ２４には変換行列を用いて変換されたモデルデータのＺ値がピクセル毎に書き込まれる。変換行列を用いた変換によりモデルデータのＺ値が０．０から１．０に正規化されて格納され、図４で示した視点Ｅｙｅに近いほど小さいＺ値をとる。
【００３２】
ステップＳＴ５で地形モデルのモデルデータのレンダリングが行われると、地図移動判定部６はステップＳＴ１で算出した地図範囲が、前回表示した地図範囲から移動しているか否か判定を行う（ステップＳＴ６）。前回表示した地図範囲は、地図移動判定部６の記憶領域に一時格納するように構成してもよいし、外部の記憶領域に格納するように構成してもよい。また、ステップＳＴ６の判定処理は、前回表示した地図範囲を定義する矩形の４つの頂点の位置と、ステップＳＴ１で算出した地図範囲を定義する矩形の４つの頂点の位置とを比較し、４つの頂点の位置の少なくとも１つの頂点の位置が異なる場合には、地図範囲が移動したと判定する。地図範囲が移動した場合には（ステップＳＴ６；ＹＥＳ）、第２の処理（ステップＳＴ７以降の処理）に進む。一方、地図範囲が移動していない場合には（ステップＳＴ６；ＮＯ）、第３の処理（ステップＳＴ１３以降の処理）に進む。
【００３３】
・第２の処理：施設が地形に隠れているか否か判定
地図範囲が移動した場合（ステップＳＴ６；ＹＥＳ）、モデル選択部３は、ステップＳ２でモデルデータ取得部２が取得したモデルデータから施設モデルのモデルデータを選択する（ステップＳＴ７）。図４で示した例では、施設Ａ、施設Ｂ、施設Ｃの３つの施設モデルが選択可能である。判定対象点選択部７は、ステップＳＴ７で選択した各施設のモデルデータから判定対象頂点を選択する（ステップＳＴ８）。判定対象頂点は、施設モデルが地形モデルに隠れるか否かを判定するための頂点であり、施設のモデルデータを構成する四角形ポリゴンの上辺の両端部に位置する２つの頂点である。
【００３４】
判定対象点座標変換部８は、ステップＳＴ８で選択された判定対象頂点を、ステップＳＴ３で算出された変換行列を用いて座標変換する（ステップＳＴ９）。座標変換に用いる変換行列はステップＳＴ５の地形モデルのレンダリング処理で用いた変換行列と同一である。なお、ステップＳＴ９の判定対象頂点の座標変換は、以下の式（１）に基づいて行われる。
2014020663.tif 000024
判定対象点座標変換部８による変換後の判定対象頂点の３次元座標（ｘ´，ｙ´，ｚ´）において、ｘ´およびｙ´は地図表示画面上、すなわちカラーバッファ２３での座標値であり、ｚ´はＺ値バッファ２４でのＺ値となる。
【００３５】
図７は、この発明の実施の形態１による地図表示装置の判定対象点選択部および判定対象点座標変換部の処理を示す説明図である。
図７（ａ）は、判定対象点選択部７が選択する施設Ａの四角形ポリゴンの判定対象頂点示し、四角形ポリゴンの上辺の両端部が第１の判定対象頂点Ａａおよび第２の判定対象頂点Ａｂを構成する。
図７（ｂ），（ｃ）は、判定対象点座標変換部８の座標変換を示す説明図である。施設Ａの四角形ポリゴンの第１の判定対象頂点Ａａの座標値は（ｘａ１，ｙａ１，ｚａ１）であり、第２の判定対象頂点Ａｂの座標値は（ｘａ２，ｙａ２，ｚａ２）である。第１の判定対象頂点Ａａおよび第２の判定対象頂点Ａｂを、上述した式（１）に基づいて座標変換すると、それぞれ座標値（ｘａ１’ ，ｙａ１’ ，ｚａ１’）および座標値（ｘａ２’，ｙａ２’，ｚａ２’）に変換される。図７（ｃ）は、座標変換後の地図表示画面、すなわちカラーバッファ２３に格納されたデータに基づく表示を示している。第１の判定対象頂点Ａａの座標値が（ｘａ１’，ｙａ１’）で示され、第２の判定対象頂点Ａｂの座標値が（ｘａ２’，ｙａ２’）で示されている。
【００３６】
隠れ判定部９は、ステップＳＴ９で座標変換された判定対象頂点の座標値と、Ｚ値バッファ２４に蓄積された地形モデルのモデルデータをレンダリングした際のＺ値とを比較し、各施設モデルが地形モデルに隠れているか否か判定を行う（ステップＳＴ１０）。地形モデルに隠れているか否かの判定は、以下の式（２）で示す評価式を用いる。
2014020663.tif 000025
【００３７】
式（２）で示した評価式は、座標変換後の第１の判定対象頂点と第２の判定対象頂点のＺ値が共に、Ｚ値バッファ２４に蓄積された対応する地形モデルのモデルデータをレンダリングした際のＺ値に比べて大きくなる場合に、施設モデルが地形モデルに隠れていると判定する。一方、座標変換後の第１の判定対象頂点と第２の判定対象頂点のいずれか一方のＺ値が、地形モデルのレンダリング済みのＺ値よりも小さい場合には、施設モデルが地形モデルに隠れていないと判定する。
【００３８】
施設モデルが地形モデルに隠れている場合（ステップＳＴ１０；ＹＥＳ）、ステップＳＴ１２の処理に進む。一方、施設モデルが地形モデルに隠れていない場合（ステップＳＴ１０；ＮＯ）、施設追加処理部１０は地形モデルに隠れていないと判定された施設モデルの施設データを、施設リスト蓄積部２５に蓄積された選択対象施設リストに追加する（ステップＳＴ１１）。その後、隠れ判定部９は全ての施設について判定処理を行ったか否か判定を行う（ステップＳＴ１２）。全ての施設について判定処理を行った場合（ステップＳＴ１２；ＹＥＳ）、第３の処理（ステップＳＴ１３以降の処理）に進む。一方、全ての施設について判定処理を行っていない場合（ステップＳＴ１２；ＮＯ）、ステップＳＴ８の処理に戻り、上述した処理を繰り返す。
【００３９】
図８は、この発明の実施の形態１による地図表示装置の隠れ判定処理を示す説明図であり、図４で示した地図範囲のＺ値で表現している。
施設Ａの第１の判定対象頂点Ａａおよび第２の判定対象頂点Ａｂは共に地形Ｘよりも手前に存在するため、ステップＳＴ１０の判定処理において、第１および第２の判定対象頂点Ａａ，ＡｂのＺ値が共に、Ｚ値バッファ２４に蓄積された地形モデルのモデルデータをレンダリングした際のＺ値よりも小さいと判定される。すなわち、施設Ａは地形Ｘに隠れていないと判定される。
【００４０】
同様に施設Ｂの第２の判定対象頂点Ｂｂは、地形Ｘよりも奥に存在するが、第１の判定対象頂点Ｂａが地形Ｘよりも手前に存在するため、ステップＳＴ１０の判定処理において少なくとも一方の判定対象頂点のＺ値が、Ｚ値バッファ２４に蓄積されたＺ値よりも小さいと判定される。すなわち、施設Ｂは地形Ｘに隠れていないと判定される。
【００４１】
一方、施設Ｃの第１の判定対象頂点Ｃａおよび第２の判定対象頂点Ｃｂは共に、地形Ｘよりも奥に存在するため、ステップＳＴ１０の判定処理において、第１および第２の判定対象頂点Ｃａ，ＣｂのＺ値が共に、Ｚ値バッファ２４に蓄積されたＺ値よりも大きいと判定される。すなわち、施設Ｃは地形Ｘに隠れていると判定される。
上述した施設Ａから施設Ｃについての判定処理に基づき、施設追加処理部１０は施設Ａと施設Ｂの施設データを施設リスト蓄積部２５に格納された選択対象施設リストに追加する。
【００４２】
・第３の処理：施設検索
全ての施設モデルについて判定処理が行われた場合（ステップＳＴ１２；ＹＥＳ）、モデル選択部３はステップＳＴ２でモデルデータ取得部２が取得したモデルデータから地形モデル以外のモデルデータを選択し（ステップＳＴ１３）、選択した地形モデル以外のモデルデータをレンダリング部５がレンダリングする（ステップＳＴ１４）。
図９は、この発明の実施の形態１による地図表示装置の地形モデル以外のモデルデータをレンダリングした場合の表示例を示す図である。地形モデル以外のモデルデータがレンダリングされることにより、全ての地図アイテムがレンダリングされるため、通常の３次元地図が表示される。図９（ａ）はカラーバッファ２３に蓄積された表示データを用いた表示例を示し、図９（ｂ）はＺ値バッファ２４に蓄積されたＺ値を用いた表示例を示している。
【００４３】
次に、地図モード設定部１１は、設定モードが施設検索モードであるか否か判定を行う（ステップＳＴ１５）。施設検索モードでない場合（ステップＳＴ１５；ＮＯ）、処理を終了する。一方、施設検索モードである場合（ステップＳＴ１５；ＹＥＳ）、施設選択部１２がユーザの選択操作を受け付けると、施設リスト蓄積部２５に蓄積された選択対象リストを参照して選択された施設の施設モデルを選択する（ステップＳＴ１６）。表示特徴付加部１３は、ステップＳＴ１６で選択された施設の施設モデルに表示特徴を付加する処理を行う（ステップＳＴ１７）。その後レンダリング部５がレンダリングを行い（ステップＳＴ１８）、処理を終了する。
【００４４】
ステップＳＴ１５としてユーザ操作により施設検索モードに設定されている場合、施設選択部１２はステップＳＴ１６として施設リスト蓄積部２５に蓄積された選択対象施設リストを参照して施設を１つ選択する。施設選択部１２は選択対象施設リストの先頭から１つの施設を選択し、次に前回選択した施設の次の施設を選択する処理を繰り返し行う。なお、前回選択した施設が選択対象施設リストの最後尾の場合には、先頭に戻り施設の選択を行う。図８で示した隠れ判定結果では、ステップＳＴ１１において施設Ａおよび施設Ｂが選択対象施設リストに格納されるため、施設選択部１２は施設Ａを選択する。
【００４５】
表示特徴付加部１３は、ステップＳＴ１７として選択された施設Ａの表示アイコンの周囲に太枠を付加する処理を行う。太枠は、施設Ａの表示アイコンの外周を幅付けしたモデルデータを作成することにより付加可能である。
図１０は、この発明の実施の形態１による地図表示装置の表示特徴付加部が表示特徴として太枠を付加した場合の例を示す図である。施設Ａの構成頂点Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４に対して、頂点Ｚ１´，Ｚ２´，Ｚ３´，Ｚ４´を有する内側枠Ｚ´および頂点Ｚ１´´，Ｚ２´´，Ｚ３´´，Ｚ４´´を有する外側枠Ｚ´´を形成し、内側枠Ｚ´および外側枠Ｚ´´の間に形成された領域を太枠モデルＺとする。
【００４６】
レンダリング部５は、ステップＳＴ１８として表示特徴が付加された施設モデルのモデルデータをレンダリングする。
図１１は、この発明の実施の形態１による地図表示装置の表示特徴を付加した場合の表示例を示す図である。
図１１の例では施設Ａの施設モデルと太枠モデルＺをレンダリングした結果を示しており、施設Ａの外周が太枠で囲まれ、強調表示されている。図１１で示した地図表示画面が表示部１４に表示されることにより、図５で示したフローチャートの一連の動作が完了する。
【００４７】
その後、ユーザがスクロール操作なしに次の施設を選択した場合には、図５で示したフローチャートの先頭から処理を開始するが、第１の処理において地形モデルのモデルデータをレンダリングした後、表示範囲の移動が生じていないため第２の処理を省略し、第３の処理において施設選択部１２が前回選択した施設Ａの次の施設Ｂを選択し、表示特徴付加部１３が表示特徴を付加し、施設Ｂの表示を行う。さらに次のユーザの施設選択処理において、選択対象施設リストの更新がない場合、施設選択部１２が前回選択した施設が選択対象施設リストの最後部であるため、先頭に戻り、施設Ａが選択され、表示特徴付加部１３により表示特徴が付加され、施設Ａが表示される。つまり、ユーザが施設選択を繰り返した場合にも、地形モデルに隠れた施設モデル、図４の例では施設Ｃが選択できないように構成されている。
【００４８】
なお、上述した説明では、施設モデルが地形モデルに隠れているか否かの判定において、施設モデルの四角形ポリゴンの上辺の両端部を２つの判定対象頂点とし、当該２つの判定対象頂点のＺ値を、レンダリングされた地形モデルのＺ値と比較することにより、施設モデルが地形モデルに隠れているか判定を行った。しかし、図１２に示すように、施設Ｄの２つの判定対象頂点Ｄ１，Ｄ２が地形Ｘに隠れているが、施設Ｄの一部が地形Ｘに隠れておらず視認可能な場合も存在する。このような場合に対応するため、施設モデルの四角形ポリゴンの上辺の両端部の２頂点以外に、上辺の中点など上辺上にさらに判定対象点を設け、四角形ポリゴンの上辺の３点を用いて施設モデルが地形モデルに隠れているか否かの判定を行うように構成してもよい。これにより、施設モデルが地形モデルに隠れているか否かの判定精度を向上させることができる。
また、判定対象頂点を四角形ポリゴンの上辺以外に設けてもよいし、判定対象頂点の数を適宜増加させて判定処理を行ってもよい。
【００４９】
以上のように、この実施の形態１によれば、施設モデルの判定対象の２つの頂点のＺ値と、レンダリングした地形モデルのＺ値とを比較することにより、施設モデルが地形モデルに隠れているか否かの判定を行う隠れ判定部９を備えるように構成したので、隠れ判定のための比較処理の回数を抑制し、判定処理を高速化させることができる。
【００５０】
また、この実施の形態１によれば、隠れ判定部９が隠れ判定の対象とする施設モデルのモデルデータをレンダリングしてＺ値バッファ２４に蓄積することなく、施設モデルのモデルデータの行列演算のみで隠れ判定を行うように構成したので、一般的なレンダリング処理よりも高速処理が可能な行列演算により隠れ判定を実現することができ、処理を高速化させることができる。
【００５１】
また、この実施の形態１によれば、地形モデルに隠れている施設モデルを選択対象施設リストから除き、施設モデルの一部でも地形モデルに隠れていない場合には当該施設を選択対象施設リストに追加し、選択対象施設リストに記載された施設のみをユーザが選択可能に構成したので、施設のアイコンが表示されていないが、当該施設の施設情報の文字列が表示されるなどユーザが施設を選択する際に混乱するのを防止することができる。さらに、選択対象施設リストの作成は、地図範囲が移動した場合に実行されるため、通常の地図表示時に無駄にリストが作成されるのを抑制することができる。
【００５２】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１  表示範囲算出部、２  モデルデータ取得部、３  モデル選択部、４  変換行列算出部、５  レンダリング部、６  地図移動判定部、７  判定対象点選択部、８  判定対象点座標変換部、９  隠れ判定部、１０  施設追加処理部、１１  地図モード設定部、１２  施設選択部、１３  表示特徴付加部、１４  表示部、２１  地図データベース、２２  環境パラメータ記憶部、２３  カラーバッファ、２４  Ｚ値バッファ、１００  地図表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地図データを構成する複数の地図オブジェクト間の奥行き方向の位置関係を示した３次元表現の地図画像を描画して表示する地図表示装置において、
前記３次元表現の地図画像に対する仮想的な視点位置、視線方向および当該視点位置および視線方向に基づいて特定される３次元パラメータに基づいて、前記地図データを３次元データに変換する変換行列を算出する変換行列算出部と、
前記変換行列算出部が算出した変換行列を伴って、第１種別の前記地図オブジェクトのオブジェクト情報をレンダリングし、３次元の画素データを生成するレンダリング部と、
第２種別の前記地図オブジェクトのオブジェクト情報から判定対象点を選択し、前記変換行列算出部が算出した変換行列を伴って前記判定対象点の座標変換を行い、座標変換した判定対象点の奥行き方向の座標値と、前記レンダリング部が生成した３次元の画素データの奥行き方向の座標値とを比較し、前記第２種別の前記地図オブジェクトが前記第１種別の前記地図オブジェクトに隠れているか否か判定する隠れ判定部とを備えた地図表示装置。
【請求項２】
前記隠れ判定部において、前記第１種別の前記地図オブジェクトに隠れていないと判定された前記第２種別の前記地図オブジェクトのオブジェクト情報を蓄積する蓄積処理部と、
前記第２種別の前記地図オブジェクトの検索指示を受け付ける地図モード入力部と、
前記地図モード入力部を介して前記第２種別の前記地図オブジェクトの検索指示を受け付けた場合に、前記蓄積処理部が蓄積したオブジェクト情報から前記第２種別の前記地図オブジェクトを選択する選択部と、
前記選択部が選択した前記第２種別の前記地図オブジェクトに対して視覚的特徴を付加する表示特徴付加部とを備え、
前記レンダリング部は、前記選択部が選択した前記第２種別の前記地図オブジェクト、および前記表示特徴付加部が付加した視覚的特徴をレンダリングし、前記地図画像内に描画することを特徴とする請求項１記載の地図表示装置。
【請求項３】
操作入力に応じて、前記表示する地図画像の地図範囲を算出する表示範囲算出部と、
前記表示範囲算出部が算出した地図範囲が、前回算出した地図範囲から移動したか否か判定する地図移動判定部を備え、
前記地図移動判定部において地図範囲が移動したと判定された場合のみ、前記隠れ判定部が奥行き方向の座標値の比較を行うことを特徴とする請求項１記載の地図表示装置。
【請求項４】
前記隠れ判定部は、前記第２種別の前記地図オブジェクトのビルボードポリゴンの上辺に位置する少なくとも２点を、前記判定対象点として選択することを特徴とする請求項１記載の地図表示装置。
【請求項５】
前記隠れ判定部は、前記少なくとも２点の判定対象点のうち少なくとも１点の判定対象点の奥行き方向の座標値が、前記レンダリング部が生成した３次元の画素データの奥行き方向の座標値よりも小さい場合に、前記第２種別の前記地図オブジェクトが前記第１種別の前記地図オブジェクトに隠れていないと判定することを特徴とする請求項４記載の地図表示装置。
【請求項６】
前記表示特徴付加部は、前記選択部が選択した前記第２種別の前記地図オブジェクトに強調表示を付加する、または前記第２種別の前記地図オブジェクトの表示色を変化させる、または前記第２種別の前記地図オブジェクトの表示サイズを変化させることを特徴とする請求項２記載の地図表示装置。
【国際調査報告】
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