(57)【要約】【課題】地図表示装置において、画面における地図データ表示領域を狭めることなく、利用者がオーディオの音質や音声入力状態等の音データを視覚的に把握できるような地図データの表示を行う。【解決手段】地図表示装置は、地図データを格納している地図データ記憶部１０１と、地図描画データを生成する地図描画データ生成部１０２と、音データを保持すると共に地図描画データ生成部に音データを入力する音データ入力部１０３と、前記地図データ生成部において生成された地図描画データに対し描画処理を行い画面に表示される画像を生成する描画部１０４と、描画部１０４により生成された画像を実際の画面に表示する表示部１０５とを具備する。【選択図】  図１
2004271901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地図を表示する地図表示装置であって、
地図データを記憶している地図データ記憶手段と、
音データを取得する音データ取得手段と、
前記地図データ記憶手段に記憶されている地図データ、及び前記音データ取得手段より取得した音データに基づいて地図描画データを生成する画像生成手段とを備える
ことを特徴とする地図表示装置。
【請求項２】
前記地図データは、３次元オブジェクトに関するデータであり、
前記画像生成手段は、前記音データの変更に基づいて前記３次元オブジェクトの高さを変更する
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】
前記画像生成手段は、
前記地図データ記憶手段に記憶されている地図データを取り出して前記３次元オブジェクトの各頂点のローカル座標を特定して前記３次元オブジェクトの生成処理を行うオブジェクト生成手段と、
前記音データ取得手段より音データを取り出すと共に、前記音データを用いて前記ローカル座標をグローバル座標に変換するためのローカル座標変換行列の変更を行うローカル座標変換行列変更手段と、
前記ローカル座標変換行列変更手段により変更された行列を用いて前記３次元オブジェクトの各頂点のローカル座標をグローバル座標に変換するローカル座標変換手段と、
前記グローバル座標上での眼点となる眼点座標を特定すると共に、前記グローバル座標を、モデルビュー変換行列により前記眼点座標を中心とした座標系に変換することにより前記地図描画データを生成するモデルビュー変換手段とを備える
ことを特徴とする請求項２記載の地図表示装置。
【請求項４】
前記ローカル座標変換行列は４行４列の変換行列であり、
前記ローカル座標変換行列変更手段は、前記ローカル座標変換行列の２行２列目の値を前記音データに基づいて変更する
ことを特徴とする請求項３記載の地図表示装置。
【請求項５】
前記地図データは、３次元オブジェクトに関するデータであり、
前記画像生成手段は、前記音データの変更に基づいて前記３次元オブジェクトに付与する色データの変更を行う
ことを特徴とする請求項１記載の地図表示装置。
【請求項６】
前記画像生成手段は、
前記地図データ記憶手段に記憶されている地図データを取り出して前記３次元オブジェクトの各頂点のローカル座標を特定して前記３次元オブジェクトの生成処理を行うオブジェクト生成手段と、
前記地図データ記憶手段に記憶されている前記３次元オブジェクトの色データを取得すると共に、前記音データ取得手段から取得する音データの変更に基づいて前記色データの変更を行うオブジェクト着色変更手段と、
前記ローカル座標をグローバル座標に変換するためのローカル座標変換行列の設定を行うと共に、前記ローカル座標変換行列により前記ローカル座標をグローバル座標に変換するローカル座標変換手段と、
前記グローバル座標上での眼点となる眼点座標を特定すると共に、前記グローバル座標を、モデルビュー変換行列により前記眼点座標を中心とした座標系に変換することにより前記地図描画データを生成するモデルビュー変換手段とを備える
ことを特徴とする請求項５記載の地図表示装置。
【請求項７】
前記オブジェクト着色変更手段は、前記地図データ記憶手段より（ａ）前記３次元オブジェクトの上頂点側の色データ、（ｂ）前記３次元オブジェクトの底頂点側の色データを取得して、前記音データ取得手段より取得した音データに基づいて（ａ）又は（ｂ）の少なくとも一方の色データの変更を行うことを特徴とする請求項６記載の地図表示装置。
【請求項８】
前記オブジェクト着色変更手段は、
前記変更後の前記３次元オブジェクトの上頂点側の色と底頂点側の色とのグラデーション処理を行い前記３次元オブジェクトの中間色データの変更を行う
ことを特徴とする請求項７記載の地図表示装置。
【請求項９】
前記地図データは、３次元オブジェクトに関するデータであり、
前記画像生成手段は、前記音データの変更に基づいて前記３次元オブジェクトの画面上での表示領域の変更を行う
ことを特徴とする請求項１記載の地図表示装置。
【請求項１０】
前記画像生成手段は、
前記音データ取得手段から取得する音データの変更に基づいて３次元オブジェクトの表示領域を設定する３次元表示領域設定手段と、
前記３次元表示領域設定手段によって設定された３次元表示領域においては前記地図データ記憶手段に記憶されている地図データを取り出して前記３次元オブジェクトの各頂点のローカル座標を特定して前記３次元オブジェクトの生成処理を行う一方、前記３次元表示領域設定手段によって設定された３次元非表示領域においては前記地図データ記憶手段に記憶されている地図データを取り出して前記３次元オブジェクトの生成処理は行わないオブジェクト生成手段と、
前記ローカル座標をグローバル座標に変換するためのローカル座標変換行列の設定を行うと共に、前記ローカル座標変換行列により前記ローカル座標をグローバル座標に変換するローカル座標変換手段と、
前記グローバル座標上での眼点となる眼点座標を特定すると共に、前記グローバル座標を、モデルビュー変換行列により前記眼点座標を中心とした座標系に変換することにより前記地図描画データを生成するモデルビュー変換手段とを備える
ことを特徴とする請求項９記載の地図表示装置。
【請求項１１】
前記３次元表示領域設定手段は、前記３次元表示領域を前記画面の上下方向、又は左右方向に２分割して、当該分割される一方の画面を３次元表示領域とし、他方の画面を３次元非表示領域として設定する
ことを特徴とする請求項１０記載の地図表示装置。
【請求項１２】
前記地図データは、３次元オブジェクトに関するデータであり、
前記画像生成手段は、前記音データの変更に基づいて前記３次元オブジェクトの上頂点側を揺らす処理を行う
ことを特徴とする請求項１記載の地図表示装置。
【請求項１３】
前記画像生成手段は、
前記地図データ記憶手段に記憶されている地図データを取り出して前記３次元オブジェクトの各頂点のローカル座標を特定して前記３次元オブジェクトの生成処理を行うオブジェクト生成手段と、
前記ローカル座標をグローバル座標に変換するためのローカル座標変換行列の設定を行うと共に、前記ローカル座標変換行列により前記ローカル座標をグローバル座標に変換するローカル座標変換手段と、
前記グローバル座標上での眼点となる眼点座標を特定すると共に、前記グローバル座標を、モデルビュー変換行列により前記眼点座標を中心とした座標系に変換するモデルビュー変換手段と、
前記音データ出力手段から音データを取得すると共に、前記モデルビュー変換手段において変換された行列を、前記音データの変更に基づいて変更する処理を行うことにより前記地図描画データを生成する座標変更手段とを備える
ことを特徴とする請求項１２記載の地図表示装置。
【請求項１４】
前記座標変更手段は、前記３次元オブジェクトの上頂点側を全ての方向に平行移動させる処理を行う
ことを特徴とする請求項１３記載の地図表示装置。
【請求項１５】
前記モデルビュー変換手段において変更された行列は４行４列の行列であり、
前記座標変更手段は、当該行列の２行３列目を前記音データの変更に基づいて変更する
ことを特徴とする請求項１３記載の地図表示装置。
【請求項１６】
前記地図データは、山オブジェクトを形成するメッシュデータに関するデータであり、
前記画像生成手段は、前記音データの変更に基づいて前記メッシュデータに含まれるメッシュの色に関する色データの変更を行う
ことを特徴とする請求項１記載の地図表示装置。
【請求項１７】
前記画像生成手段は、
前記音データ取得手段から取得する音データの変更に基づいて前記山オブジェクトを形成するメッシュデータに含まれる前記色データを変更する色データ変更手段と、
前記色データ変更手段において変更された前記色データを含むメッシュデータを用いて前記山オブジェクトの各頂点のローカル座標を特定して前記山オブジェクトの生成処理を行うオブジェクト生成手段と、
前記ローカル座標をグローバル座標に変換するためのローカル座標変換行列の設定を行うと共に、前記ローカル座標変換行列により前記ローカル座標をグローバル座標に変換するローカル座標変換手段と、
前記グローバル座標上での眼点となる眼点座標を特定すると共に、前記グローバル座標を、モデルビュー変換行列により前記眼点座標を中心とした座標系に変換することにより前記地図描画データを生成するモデルビュー変換手段とを備える
ことを特徴とする請求項１６記載の地図表示装置。
【請求項１８】
前記色データ変更手段は、前記メッシュデータに含まれる前記色データを前記山オブジェクトの頂点側より変更する
ことを特徴とする請求項１７記載の地図表示装置。
【請求項１９】
前記メッシュデータは、地表の形状起伏をあらわす緯度、経度方向の格子点上の高さからなる標高データ、メッシュの形状データ、及びメッシュの色データを含む
ことを特徴とする請求項１６から請求項１８までのいずれか１項に記載の地図表示装置。
【請求項２０】
前記画像生成手段は、
前記音データ取得手段から取得した音データの周波数帯域に基づいて前記画面の領域を分割する領域分割手段を備え、
前記領域分割手段により分割された領域ごとの前記地図描画データを生成することを特徴とする請求項１から請求項１９までのいずれか１項に記載の地図表示装置。
【請求項２１】
前記画像生成手段は、
前記音データ取得手段からの取得する音データに基づいて前記３次元オブジェクトを２次元座標に射影投影するための射影変換行列を変更する射影行列変更手段と、
前記射影行列変更手段において変更された行列を用いて前記モデルビュー変換後の行列を射影変換する射影変換手段とを備える
ことを特徴とする請求項１から請求項２０までのいずれか１項に記載の地図表示装置。
【請求項２２】
前記音データは、音の強弱に関連するデータ、又は音の周波数帯域毎の強弱に関連するデータの少なくとも一方を含む
ことを特徴とする請求項１から請求項２１までのいずれか１項に記載の地図表示装置。
【請求項２３】
地図を表示する地図表示方法であって、
地図データを記憶する地図データ記憶ステップと、
音データを取得する音データ取得ステップと、
前記地図データ記憶ステップにおいて記憶される地図データ、及び前記音データ取得ステップにおいて取得される音データに基づいて地図描画データを生成する画像生成ステップとを備える
ことを特徴とする地図表示方法。
【請求項２４】
地図を表示する地図表示装置のためのプログラムであって、
地図データを記憶する地図データ記憶ステップと、
音データを取得する音データ取得ステップと、
前記地図データ記憶ステップにおいて記憶される地図データ、及び前記音データ取得ステップにおいて取得される音データに基づいて地図描画データを生成する画像生成ステップとを備える
ことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画面上に地図を表示する地図表示装置に関し、特に電子化された地図データから３次元画像を生成して地図を画面に表示する地図表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電子化された地図データから３次元画像を生成して表示する地図表示装置があり（例えば、特許文献１参照。）、例えば、カーナビゲーション装置やパーソナルコンピュータ用地図表示ソフトウェアに応用されている。
【０００３】
また、近年の地図表示装置は、地図表示機能のみでなく、オーディオ機能を有しており、このような地図表示装置においてオーディオ機能からの音の情報を画面に表示する手段として、出力される音の周波数帯域毎の強さを表示するグラフィックスイコライザー（図２２参照）等が知られている。
【０００４】
図２１は、従来の地図表示装置の構成の一部を示すブロック図である。
この地図表示装置は、道路、地形等の地図データを記憶している地図データ記憶部２１０１、地図データ記憶部２１０１より地図データを取り出し画面に表示される地図描画データを生成する地図描画データ生成部２１０２、オーディオ機能から音の強弱、周波数帯域等の音データを保持する音データ入力部２１０３、この音データ入力部２１０３からの音データを用いてグラフィックスイコライザー等の音描画データの生成を行う音描画データ生成部２１０４、地図描画データ生成部２１０２及び音描画データ生成部２１０４において生成された画像データを用いた描画処理を行い画面に画像を生成する描画部２１０５、及び描画部２１０５から取得した画像をディスプレイ等の画面に表示する表示部２１０６を具備している。
【０００５】
従って、このような従来の地図表示装置においては、音データ入力部２１０３より入力される情報が音描画データ生成部２１０４においてグラフィックスイコライザー等の音描画データとして描画された後に描画部２１０５に伝えられるため、音描画データと地図描画データと別々に生成されるものとなる。
【０００６】
そして、図２２は、従来の地図表示装置において地図データ表示と音データ表示を同時に実現した場合の参考図である。
図２２に示すように、従来の地図表示装置においては、グラフィックスイコライザーのような音データを示すには、画面２２０１に地図データ表示領域２２０２となる領域以外の音データ表示領域２２０３を設ける必要があり、描画部２１０５は、まず表示画面２２０１の全体に地図描画データ生成部２１０２において生成された地図を描画し、次に画面の一部である音データ表示領域２２０３に音描画データ生成部２１０４において生成された音データ表示を重畳して描画することとなる。
【０００７】
また、従来の地図表示装置では、図２２に示す表示方法以外にも、画面の表示領域を地図表示矩形領域と音データ表示矩形領域に分割して、それぞれの領域に地図データ及び音データを各々描画する表示方法がある。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９−２８１８８９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上記従来の地図表示装置においては、オーディオの音質や音声入力状態を示す音データを画面に表示する際には、地図データ表示領域及び音データ表示領域に分割して表示するか、音データ表示を地図データ表示に重畳して描画するようにしているため、一般的に小さな表示画面を有する地図表示装置においては表示画面が煩雑となるという問題が生じている。
【００１０】
また、従来の地図表示装置においては、オーディオ機能から出力される音データを表示するための音データ表示領域が必要なために地図データ表示領域が狭まり、地図表示装置の利用者にとっては地図表示が理解しにくくなる等の問題も生じている。この問題は、画面が比較的小さなカーナビゲーション装置等の地図表示装置においては顕著となる。
【００１１】
そこで、本発明は以上のような課題に鑑みてなされたものであり、地図表示装置の画面における地図データ表示領域を狭めることなく、利用者がオーディオ機能からのオーディオの音質や音声入力状態等の音データを視覚的に把握できる地図描画装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
以上のような課題を解決するために、本発明にかかる地図表示装置は、地図を表示する地図表示装置であって、地図データを記憶している地図データ記憶手段と、音データを取得する音データ取得手段と、前記地図データ記憶手段に記憶されている地図データ、及び前記音データ取得手段より取得した音データに基づいて地図描画データを生成する画像生成手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
また、地図データ記憶手段に記憶される前記地図データは、３次元オブジェクトに関するデータであり、前記地図描画データ生成手段は、前記音データの変更に基づいて前記３次元オブジェクトの高さを変更することを特徴とする。
【００１４】
そして、地図データ記憶手段に記憶される前記地図データは、３次元オブジェクトに関するデータであり、前記画像生成手段は、前記音データの変更に基づいて前記３次元オブジェクトに付与する色データの変更を行うことを特徴とする。
【００１５】
また、地図データ記憶手段に記憶される前記地図データは、３次元オブジェクトに関するデータであり、前記画像生成手段は、前記音データの変更に基づいて前記３次元オブジェクトの画面上での表示領域の変更を行うことを特徴とする。
【００１６】
さらに、地図データ記憶手段に記憶される前記地図データは、３次元オブジェクトに関するデータであり、前記画像生成手段は、前記音データの変更に基づいて前記３次元オブジェクトの上頂点側を揺らす処理を行うことを特徴とする。
【００１７】
そして、地図データ記憶手段に記憶される前記地図データは、山オブジェクトに関するデータであり、前記画像生成手段は、前記音データの変更に基づいて前記山オブジェクトに付与するメッシュの色データの変更を行うことを特徴とする。
【００１８】
尚、本発明は、上述のような地図表示装置として実現できるのみではなく、この地図表示装置が備える手段をステップとする地図表示方法として実現することができる。
【００１９】
また、前記地図表示方法をコンピュータ等で実現させるプログラムとして実現したり、当該プログラムをＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体や通信ネットワーク等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明の地図表示装置の詳細な説明を行う。尚、本発明に係る地図表示装置の例としては、オーディオ機能を備えるカーナビゲーション装置、オーディオ機能を備えるＰＤＡ、ＰＣ等であり、音の出力機能を有して地図表示が可能な画面を有する装置となる。
【００２１】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る地図表示装置は、音の強さや周波数成分等に従って画面に表示される地図表示物である３次元建物オブジェクトの高さを変化させる。このことにより、地図表示装置の利用者は地図と同時にオーディオの音質や音声入力状態が視覚的に把握できる。尚、以下の各実施の形態において用いられる音データは音の強さＳとして説明を行うが、音データはこれに限定されるものではなく、その他には、音の高低である周波数帯域に関連するデータ等が考え得る。
【００２２】
図１は、本実施の形態１に係る地図表示装置の構成の一部を示すブロック図である。
本実施の形態１に係る地図表示装置は、画面に表示されるオブジェクトの位置情報、高さ情報等の地図データを格納している地図データ記憶部１０１と、地図データ記憶部１０１から地図データ、及び音データ入力部１０３から音データを取得してオブジェクトの形状データ等の地図描画データを生成する地図描画データ生成部１０２と、オーディオ機能から出力される音の周波数帯域毎の強度値等からなる複数の音データを保持すると共に地図描画データ生成部に音データを入力する音データ入力部１０３と、前記地図データ生成部において生成された地図描画データに対し描画処理を行い画面に表示される画像を生成する描画部１０４と、描画部１０４により生成された画像をディスプレイ等の実際の画面に表示する表示部１０５とを具備する。
【００２３】
地図データ記憶部１０１は、画面に表示される道路、街区、地形等の緯度経度による位置情報、高さ情報や属性情報、画面に表示される３次元オブジェクトの高さと境界短形情報からなる３次元建物データ、地表の起伏形状を表す緯度経度方向の格子点上の高さからなる標高データ等からなる地図データを格納している。
【００２４】
本実施の形態１においては、地図データ記憶部１０１は、３次元オブジェクトである建物の高さＨ、この建物の境界矩形を構成する多角柱形状の頂点数Ｎ、各頂点座標Ｘｉ（ｉ＝１〜ｎ）、属性等からなる３次元建物データを格納している。ここで建物の多角柱形状の頂点座標Ｘｉは２次元座標であるものとする。また、建物の多角柱形状を描画するための属性としては色、テクスチャ、面を構成するインデックス等の面情報がある。
【００２５】
地図描画データ生成部１０２は、地図データ記憶部１０１からの地図データ、及び音データ入力部１０３から取得する音データに基づいて、３次元オブジェクトの面、線、点等を構成する要素頂点の座標や要素頂点の接続情報からなる形状データ、及びオブジェクトの描画のための色値やテクスチャ画像等の描画情報からなる地図描画データを生成する。また、３次元オブジェクトがメッシュにより形成される場合においては、メッシュの形状や色の情報よりメッシュデータを生成する。この地図描画データ生成部１０２は、オブジェクト生成部１０２ａ、ローカル座標変換部１０２ｂ、及びモデルビュー変換部より構成される。
【００２６】
オブジェクト生成部１０２ａは、緯度経度、高さ情報、ビルの種別等の地図データを用いて画面に表示される建物等の３次元オブジェクトの生成処理を行う。画面に表示される３次元オブジェクトが多角柱形状の建物である場合には、オブジェクト生成部１０２ａは、地図データ記憶部１０１に格納されている３次元建物データを取り出し、建物の多角柱形状を構成する２×Ｎ個の３次元頂点座標Ｙｉ（ｉ＝１〜ｎ）及びＺｉ（ｉ＝１〜ｎ）を求める。ここで、Ｙｉは多角柱の高さ０の平面上にある下面を構成する頂点座標であり、Ｚｉは多角柱の高さＨの平面上にある上面を構成する頂点座標である。尚、オブジェクト生成部１０２ａにおいて求められた３次元オブジェクトの各頂点座標は３次元オブジェクトを中心とした座標系であるローカル座標と呼ばれる。
【００２７】
さらに、オブジェクト生成部１０２ａは、Ｎ個の側面と１つの上面を構成する頂点番号の配列を求める。描画情報である各面の色やテクスチャは、面の法線の向きによって割り当てられる。尚、オブジェクト生成部１０２ａは、予め３次元建物データに描画情報が含まれている場合には、３次元建物データに基づいて各面の色やテクスチャを割り当てる。また、本実施の形態１においては、地図データとして３次元建物データを示して説明したが、地表の形状起伏をあらわす緯度、経度方向の格子点上の高さからなる標高データを扱う場合もあり、後述の実施の形態５において説明する。
【００２８】
尚、描画データにテクスチャデータが含まれる場合には、オブジェクト生成部１０２ａは、音データ入力部１０３から取得する音データに基づき複数のテクスチャから画面に表示される３次元建物オブジェクトの各面のテクスチャデータを選択したり、テクスチャデータの一部あるいは全体を編集するテクスチャデータ変更処理を行うことも可能である。例えば、オブジェクト生成部１０２ａにおけるテクスチャデータの選択方法としては、音データ入力部１０３から取得する音データが取りうる定義域を複数の領域に分割し、その分割された領域毎にテクスチャ番号を割り当てる方法が考えられる。
【００２９】
ローカル座標変換部１０２ｂは、音データ入力部１０３より取得した音データに基づいてオブジェクト生成部１０２ａにおいて地図データから生成された３次元オブジェクトに対して形状データ変更処理を行う。具体的には、音データ入力部１０３から取得する音データである音の強さＳを用いてローカル座標変換行列の変更を行う。このローカル座標変換行列は、３次元オブジェクトを中心とした座標系からより大きな座標系であるグローバル座標系に変換するための行列である。
【００３０】
このように、ローカル座標変換部１０２ｂは、ローカル座標変換行列を音の強さＳに基づいて変更することにより、画面に表示される３次元建物オブジェクトの高さを音の強さＳに合わせて変更する。
【００３１】
モデルビュー変換部１０２ｃは、視点となるべき眼点座標及び３次元建物オブジェクトの各頂点のグローバル座標との距離等から、モデルとなる３次元オブジェクトがどの位置に、どのような大きさで表示されるか決定する。具体的には、グローバル座標系上の３次元オブジェクトの各頂点座標をモデルビュー変換行列により眼点座標系に変換する処理を行う。この眼点座標は、グローバル座標上の一点であり、例えば利用者の指示や、地図表示装置が搭載されている移動体の現在位置（自車位置）等に基づいて設定される。
【００３２】
このような地図描画データ生成部１０２における３次元オブジェクトの形状データ変更処理は、地図描画データに含まれる形状データを構成するすべての頂点座標Ｑ（Ｘ，Ｙ，Ｚ，１）に対し、４行４列の形状データ変更行列を用いて３次元座標Ｑ´（Ｘ´，Ｙ´，Ｚ´，１）に変換する処理である。尚、変換時の頂点座標Ｑ（Ｘ，Ｙ，Ｚ，１）及び変換後の頂点座標Ｑ´（Ｘ´，Ｙ´，Ｚ´，１）の４行目の成分は共に１となるが、これは形状データ変更行列の平行移動成分からの影響を有効にするためのものである。
【００３３】
音データ入力部１０３は、本発明の地図表示装置に備わるオーディオ機能等から出力される音楽等の音データを保持すると共に、この音データを、地図描画データ生成部１０２に含まれるローカル座標変換部１０２ｂに入力する。
【００３４】
また、一般的には、音データ入力部１０３が保持する音データは一定の時間間隔毎に更新される。さらに、音データには、ユーザの嗜好性を示すパラメータや音楽のジャンルを含ませることも考え得る。
【００３５】
描画部１０４は、地図描画データ生成部１０２で処理された３次元の地図描画データに対して、２次元の実際のスクリーン上に射影変換する描画処理を行い画面に表示される画像を生成する。本実施の形態１においては、描画部１０４は、射影変換部１０４ａ及びビューポート変換部１０４ｂを備えている。
【００３６】
射影変換部１０４ａは、モデルビュー変換部１０２ｃにおいて設定された眼点座標系の３次元オブジェクトの各頂点座標の射影変換行列を設定し、３次元建物オブジェクトの各頂点座標を２次元のスクリーンに投影する射影変換処理を施す。この射影変換処理は、眼点座標を中心とした眼点方向をＺ軸正方向とした座標系に変換した画面に投影する処理となる。また、射影変換部１０４ａは、クリップ座標を特定して、眼点座標とクリップ座標を含む透視錘台からはみ出すオブジェクトの線や面を切り取る処理を行う。
【００３７】
図３は、射影変換部１０４ａにおける射影変換処理の説明図である。図３に示すように、描画領域３０１及び地図描画データ３０２がグローバル座標上の３次元座標系に表示されている。
【００３８】
射影変換部１０４ａは、眼点座標に対応する位置に配置される視点３０３や視線ベクトルから決定される４行４列の射影変換行列Ｍを決定する。そして、射影変換部１０４ａは、射影変換行列Ｍを用いて３次元建物オブジェクト等の３次元頂点座標の行列変換を行うことにより、３次元頂点座標を２次元のスクリーン３０４の座標系に変換する。その結果、３次元建物オブジェクトの各座標がスクリーン上のどの位置に配置されるか決定され、地図表示装置のスクリーン３０４には射影された画像３０５が表示される。尚、射影変換においては、視点３０３から近くのオブジェクトは大きく描画され、眼点から遠くのオブジェクトは小さく描画されるのが一般的となる。
【００３９】
また、射影変換部１０４ａは、射影変換処理された頂点座標データに基づいて３次元オブジェクトの各面の塗りつぶし処理を行う。この塗りつぶし処理においては、射影変換部１０４ａは、射影変換処理により計算されるＺ値と呼ばれる視点からの奥行き情報に基づいて陰面除去処理を行うことがある。この陰面除去処理とは、視線３０３からは見えないオブジェクトや面を検出して描画しないようにする処理であり、この陰面除去処理を実現する方法としては、表示画面の各画素単位に奥行き情報を付与して、各画素の描画時に奥行き情報を判定して手前側のみを描画するＺバッファ法や、描画する面毎に奥行き順に並び替えて視点遠方から順に描画するＺソート法等の方法がある。
【００４０】
尚、射影変換部１０４ａは、所定の視点３０３、注視点位置等からの射影変換行列Ｍを用いて３次元オブジェクトの各頂点座標を２次元スクリーン座標に変換するとして説明を行ったが、音データ入力部１０３より取得した音データに基づいて射影変換行列Ｍ´を生成する射影変換行列生成処理を行って、この射影変換行列Ｍ´を用いて３次元オブジェクトの各頂点座標を２次元スクリーン座標に変換することも考え得る。この変換は後述の実施の形態６において説明する。
【００４１】
また、図４は、標高データを説明するための図であり、地図データ記憶部１０１は、ＸＹ平面上の格子点である標高基準点Ｐｘｙ（４０１）において対応する標高値Ｈｘｙ（４０２）を保持している。この場合、地図描画データ生成部１０２は、隣り合う４つの標高基準点Ｐｘｙ、Ｐ（ｘ＋１）ｙ、Ｐｘ（ｙ＋１）、Ｐ（ｘ＋１）（ｙ＋１）、及び隣り合う４つの標高値Ｈｘｙ、Ｈ（ｘ＋１）ｙ、Ｈｘ（ｙ＋１）、Ｈ（ｘ＋１）（ｙ＋１）から地形形状を表すメッシュデータを作成する。
【００４２】
図５は、地形形状を表すメッシュデータ５０１の参考図である。地図描画データ生成部１０２は、標高基準点及び標高値のデータを用いて地形形状を表すメッシュデータ５０１を生成する。このメッシュデータ５０１は前述した多角柱データと同様に、３次元頂点座標、面を構成する頂点番号配列、色、テクスチャの描画情報等からなるデータである。
【００４３】
ビューポート変換部１０４ｂは、射影変換部１０４ａにおいて射影変換された行列を、地図表示装置の画面上での最終的な表示領域の適切な大きさに合わせるためのビューポート変換行列を用いて３次元オブジェクトの各頂点座標の行列変換を行う。ここで、ビューポートとは、画面より小さい領域の幅と高さを有する四角形状の領域を示す。そして、ビューポート変換部１０４ｂは、ビューポート変換された座標を２次元のスクリーン上の座標であるスクリーン座標（Ｓｘ，Ｓｙ）に変更する。
【００４４】
表示部１０５は、ビューポート変換部１０４ｂにおいて決定されたスクリーン座標（Ｓｘ，Ｓｙ）を取得して、地図表示装置の実際の画面であるディスプレイ等に描画データを表示する。
【００４５】
次に、本実施の形態１に係る地図表示装置における３次元オブジェクトの表示処理手順を説明する。図２は、本実施の形態１に係る地図表示装置の画面に表示される３次元オブジェクトの表示処理の手順を示すフローチャートである。
【００４６】
まず、オブジェクト生成部１０２ａは、地図データ記憶部１０１に記憶されているオブジェクトの地図データである頂点座標（例えば（Ｘ，Ｙ，Ｚ，１）とする）、色データ、テクスチャデータ、面データを構成するインデックス等を含む面情報を読み出す（Ｓ２０１）。そして、オブジェクト生成部１０２ａは、地図データ記憶部１０１より取得した画面に生成される建物の短形領域の各頂点における緯度、経度等の位置情報と、これらの各頂点における高さ情報を取り出して、建物の短形領域の各頂点に位置情報と高さ情報とを付与して、多角柱データとして表示される３次元建物オブジェクトを生成する（Ｓ２０２）。また、オブジェクト生成部１０２ａは、地図データから３次元建物オブジェクトの面等の着色処理も行う。
【００４７】
次に、ローカル座標変換部１０２ｂは、音データ入力部１０３より取得した音データを用いてローカル座標行列の変換処理を行う（Ｓ２０３）と共に、オブジェクト生成部１０２ａより各頂点のローカル座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ，１）を取得して、変換後の行列により行列変換を行いグローバル座標（Ｘ´，Ｙ´，Ｚ´，１）を設定する（Ｓ２０４）。
【００４８】
そして、モデルビュー変換部１０２ｃは、グローバル座標と眼点座標とから３次元オブジェクトをどの位置に、どのような大きさで表示するのか等を決定するためのグローバル座標系から眼点座標系に変換するモデルビュー変換行列を設定し、グローバル座標系からモデルビュー変換行列により眼点座標系の座標に変更する（Ｓ２０５及びＳ２０６）。この際には、３次元オブジェクトの各頂点座標だけではなく眼点座標、光源、位置関係等の必要なもの全てを眼点座標系に配置する。
【００４９】
また、射影変換部１０４ａは、３次元オブジェクトを２次元のスクリーンに投影するために射影変換行列Ｍを決定すると共に、眼点座標からスクリーン座標に変換するための行列変換処理を行う（Ｓ２０７）。尚、この際、射影変換部１０４ａは、不要なオブジェクトの線や面を取り除くためにクリップ座標を設定する（Ｓ２０８）。
【００５０】
そして、ビューポート変換部１０４ｂは、３次元オブジェクトを実際のスクリーンである画面上の表示位置と大きさにあわせるため３次元オブジェクトの各座標をビューポート変換行列により変換して（Ｓ２０９）、最終的に地図表示装置のスクリーン上の座標であるスクリーン座標を設定する（Ｓ２１０）。
【００５１】
図６は、本実施の形態１に係る地図表示装置における前記Ｓ２０３の詳細手順を示すフローチャートである。尚、本実施の形態１においては、地図表示装置の画面に表示される３次元建物オブジェクトの高さＨを音の強さＳに合わせて変更する場合について説明する。
【００５２】
まず、オブジェクト生成部１０２ａは、地図表示装置の画面に合わせて３次元建物オブジェクトが表示される画面の領域分割を行う（Ｓ６０１及びＳ６０２）。この領域分割は、例えば、音の周波数帯毎をＮ等分して、さらに各周波数帯域の音の強さをＮ等分する場合には、画面の領域を横方向にＮ等分して、さらに地図上の領域を縦方向にＮ等分することにより領域分割を行う。尚、この領域分割は必ずしも行う必要はなく、音に合わせたオブジェクトの変更を統一するような場合においては必要がない。また、地図描画データ生成部１０２のローカル座標変換部１０２ｂは、領域毎に異なるローカル座標変換行列を用いてローカル座標を変換する。
【００５３】
次に、オブジェクト生成部１０２ａは、領域毎に３次元建物オブジェクトの各頂点座標の読み出しを行う（Ｓ６０３）。また、ローカル座標変換部１０２ｂは、３次元建物オブジェクトの高さＨが音の強さＳ（この音の強さＳは０〜１の範囲において正規化されたものとして説明する）に比例して高さＨ´＝Ｓ×Ｈとなるよう頂点座標の変更を行う（Ｓ６０４）。
【００５４】
この変更において、ローカル座標変換部１０２ｂは、音データ入力部１０３より取得する音の強さＳを用いてローカル座標変換行列の変更を行う（Ｓ６０５）。この変更された行列式により、３次元オブジェクトの各頂点座標は、音の強さＳと建物の高さＨのスケール成分である２行２列目成分のみが比例する値に変換される。そして、残りの成分は単位行列と同じ値にすることで、ローカル座標変換部１０２ｂは、音の強さＳに合わせて高さＨの方向だけを変換する（Ｓ６０６）。
【００５５】
そして、ローカル座標変換部１０２ｂは、頂点座標の変更処理のループを終了する（Ｓ６０７）。また、オブジェクト生成部１０２ａは、各頂点座標の読み出し処理のループを終了（Ｓ６０８）する。
【００５６】
このように、本実施の形態１に係る地図表示装置は、オブジェクト生成部１０２ａにおいて生成される３次元オブジェクトの各頂点座標に対して音の強さＳに合わせて変更させたローカル座標変換行列を用いてローカル座標変換を行うことにより３次元オブジェクトの高さＨを音の強さＳに合わせて変更させることが可能となる。
【００５７】
図７は、本実施の形態１に係る地図表示装置の画面の参考図である。例えば、図７（ａ）は、音の強さＳが大きい場合の参考図であり、図７（ｂ）は、音の強さＳが小さい場合の参考図である。また、図７（ａ）の地図表示装置の画面７０１には、道路沿いにビル群７０２が立ち並ぶ様子が表示され、図７（ｂ）の地図表示装置の画面７０１には、道路沿いにビル群７０３が立ち並ぶ様子が表示されている。
【００５８】
本実施の形態１に係る地図表示装置の画面に表示されるビル群７０２及びビル群７０３は、音の強さＳに合わせて図７（ａ）及び（ｂ）に対比して示すように高さを変更して表示される。
【００５９】
このように、実施の形態１に係る地図表示装置によれば、音の強さや周波数成分等からなる音データの入力により地図表示物となる３次元建物オブジェクトの高さＨを変化させることができ、地図表示装置の利用者は、地図表示と同時にオーディオの音質や音声入力状態を視覚的に把握することができる。また、出力される音の強さＳに合わせて３次元建物オブジェクトの高さＨが上下に変化するために、より多様化した画面表示を実現でき、利用者の娯楽性を高めた地図表示装置とできる。
【００６０】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２についての説明を行う。本実施の形態２においては、地図表示装置の画面に表示される３次元建物オブジェクトの色を音の強さＳに合わせて変更させる場合について説明する。
【００６１】
図８は、本実施の形態２に係る地図表示装置の構成の一部を示すブロック図である。本実施の形態２に係る地図表示装置の構成は、上述した実施の形態１に係る各処理部と同様の構成であるが、音データ入力部１０３からの音データはオブジェクト生成部１０２ａにおいて取得される。
【００６２】
オブジェクト生成部１０２ａは、音データ入力部１０３から取り出した音データを取得すると共に、地図データ記憶部１０１から取得した地図データに含まれる色データの複数の要素値（例えば、赤色、緑色、青色、透明度）の全て又は一部を変化させる所定の関数に従って３次元オブジェクトに付与する色データ変更処理を行う。
【００６３】
例えば、オブジェクト生成部１０２ａは、音データ入力部１０３からオブジェクト生成部１０２ａに入力される音データから選んだ３つの成分（例えば、音の強さ、音の周波数等）と色（赤色、緑色、青色）の３つの成分とが互いに比例関係にあるような関数を用いて、３次元建物オブジェクトに付与される色データの変更処理を行う。
【００６４】
従って、本実施の形態２に係る地図表示装置においては、オブジェクト生成部１０２ａは、地図データ記憶部１０１から地図データ、及び音データ入力部１０３から音データ取得することにより、音データに合わせた３次元オブジェクトの着色処理を行うことが可能となる。
【００６５】
図９は、本実施の形態２に係る地図表示装置の画面に表示される３次元建物オブジェクトに着色処理をする手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、図２におけるＳ２０２における詳細な手順となる。
【００６６】
オブジェクト生成部１０２ａは、地図表示装置の画面に合わせて３次元建物オブジェクトが表示される画面の領域分割を行う（Ｓ９０１及びＳ９０２）。この領域分割における処理は上述した図６における場合と同様である。
【００６７】
次に、オブジェクト生成部１０２ａは、地図データ記憶部１０１より分割された領域に含まれる３次元建物オブジェクトの各頂点座標の読み出しを行う（Ｓ９０３）。また、オブジェクト生成部１０２ａは、音データ入力部１０３より取得する音データとを用いて３次元建物オブジェクトの着色変更処理を行う（Ｓ９０４）。まず、オブジェクト生成部１０２ａは、地図データ記憶部１０１より３次元建物オブジェクトの面情報の読み出しを行うことにより３次元建物オブジェクトの天井の色Ａと底頂点の色Ａの取得を行う（Ｓ９０５）。オブジェクト生成部１０２ａは、音データ入力部１０３から取得した音データを用いて天井の色Ａを使用して３次元建物オブジェクトの底頂点の色Ａ´を下記の式により変更する（Ｓ９０６）。
【００６８】
底頂点の色Ａ´＝Ａ＋Ｂ×Ｓ（ここでＢはＡとは異なる色である。）
ここで、音の強さＳは、例えば０から１の範囲において正規化された値となる。
【００６９】
次に、オブジェクト生成部１０２ａは、３次元建物オブジェクトの天井の色Ａと底頂点色Ａ´とのグラデーション等を行うことにより中間色を決定する（Ｓ９０７）。次に、オブジェクト生成部１０２ａは、変更された色データに基づき３次元建物オブジェクトの各面の色データの付与を行う（Ｓ９０８）。
【００７０】
そして、オブジェクト生成部１０２ａは、画面に表示される３次元建物オブジェクトの着色変更処理のループを終了して（Ｓ９０９）、また、オブジェクト生成部１０２ａは、地図データ記憶部１０１からの各頂点座標の読み出し処理のループを終了する（Ｓ９１０）。
【００７１】
このため、オブジェクト生成部１０２ａは、地図データ記憶部１０１より取得した地図データと音データ入力部１０３より取得した音データとを用いて３次元オブジェクトに付与される色データの着色変更処理を行うことが可能となる。
【００７２】
図１０は、本実施の形態２に係る地図表示装置の画面の参考図である。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、音の強さＳが異なる場合の参考図である。また、図１０（ａ）の地図表示装置の画面１００１には、道路沿いにビル群１００２が立ち並ぶ様子が表示され、図１０（ｂ）の地図表示装置の画面１００１には、道路沿いにビル群１００３が立ち並ぶ様子が表示されている。
【００７３】
地図表示装置の画面１００１に表示されるビル群１００２の色は、音の強さＳに合わせて天井の色及び底頂点の色を変更して表示される。ここで天井の色は、例えば赤色となり、底頂点側の色は、例えば青色となる。そして、ビルの中間色は天井と底頂点の色のグラデーションとなる。また、図１０（ｂ）に示すビル群１００３の色も同様に音の強さＳに合わせて変化する。
【００７４】
このように、実施の形態２に係る地図表示装置によれば、音の強さや周波数成分等からなる音データの入力により地図表示物となる３次元建物オブジェクトの色を変化させることができ、地図表示装置の利用者は、地図表示と同時にオーディオの音質や音声入力状態を視覚的に把握することができる。また、本実施の形態２に係る地図表示装置は、音の変化に合わせて建物の色が美しく変化するため、より多様化した画面表示を実現した地図表示装置となる。
【００７５】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３についての説明を行う。本実施の形態３においては、地図表示装置の画面に表示される３次元建物オブジェクトの表示領域を音の強さＳに合わせて変更させる場合について説明する。
【００７６】
図１１は、本実施の形態３に係る地図表示装置の構成の一部を示すブロック図である。尚、本実施の形態３に係る地図表示装置のブロック図は、前記実施の形態２のブロック図と同様であり、詳細な説明を省く。
【００７７】
図１２は、本実施の形態３に係る地図表示装置の３次元建物オブジェクトの表示領域の指定を行う手順を示すフローチャートである。尚、実施の形態３においては、地図表示装置の画面の高さを画面高さＷＨとして、画面に表示される３次元表示領域を決定するための値を画面閾値Ｙとして説明を行う。
【００７８】
オブジェクト生成部１０２ａは、地図表示装置の画面に合わせて３次元建物オブジェクトが表示される画面の領域分割を行う（Ｓ１２０１及びＳ１２０２）。この領域分割における処理は上述と同様である。
【００７９】
次に、オブジェクト生成部１０２ａは、下記の式により画面閾値Ｙの計算を行う。尚、ここで音の強さＳは０から１の範囲において正規化されているものとする。
Ｙ＝（１−Ｓ）×ＷＨ（Ｓ１２０３）
【００８０】
そして、オブジェクト生成部１０２ａは、上記の式により画面閾値Ｙを算出して、画面の３次元オブジェクトの表示の領域指定を行う（Ｓ１２０４）。次に、オブジェクト生成部１０２ａは、算出された画面閾値Ｙに含まれない画面領域については地図データ記憶部１０１より緯度経度、ビルの高さ情報、ビルの種類等の地図データを取得して３次元オブジェクトの生成処理を行うと共に、算出された画面閾値Ｙに含まれる画面領域には３次元建物オブジェクトの頂点数を０、面数を０とする等の処理を行う（Ｓ１２０５）。そして、オブジェクト生成部１０２ａは、画面に表示される３次元建物オブジェクトの生成処理のループを終了する（Ｓ１２０６）。
【００８１】
このため、本実施の形態３に係るオブジェクト生成部１０２ａは、音データ入力部１０３より取得した音データに基づいて画面閾値Ｙを決定して、３次元オブジェクトが生成される領域、及び３次元オブジェクトが生成されない領域の指定を行うことができる。
【００８２】
図１３は、本実施の形態３に係る地図表示装置の画面の参考図である。図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示す地図表示装置の画面１３０１には、ある都市の斜視図が示されている。尚、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）においては３次元表示領域の変更を画面上下方向に行っているが、本発明はこれに限定されるものではなく、左右方向等あらゆる方向に変更することができ、また、横方向等に領域分割を行うことにより周波数帯域毎に画面を分割して３次元表示領域を変更できる。
【００８３】
ここで、画面高さＷＨ（１３０４）及び画面高さＷＨ（１３０７）は、地図表示装置のディスプレイ等の画面の高さ方向の幅であり、画面閾値Ｙ（１３０２）及び画面閾値Ｙ（１３０５）は、３次元の表示領域を決定するための値であり、画面上の区画線１３０３及び区画線１３０６は、画面閾値Ｙに対応して３次元オブジェクトが表示される領域の上限を示す。
【００８４】
そして、図１３（ｂ）に示すように、音の強さＳが図１３（ａ）と異なる場合には、音の強さＳは０に近づくため画面閾値Ｙ（１３０５）は画面高さＷＨ（１３０７）に近づき、区画線１３０６は区画線１３０３より下方に変更される。すなわち、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように音の強さＳの変更に合わせて３次元オブジェクトの表示領域が変更される。
【００８５】
従って、本発明の実施の形態による地図表示装置によれば、音の強さや周波数成分等からなる音データの入力により地図表示物の３次元オブジェクトの表示領域が変更して、利用者が地図表示と同時にオーディオの音質や音声入力状態が視覚的に把握できる地図表示装置とすることが可能となる。また、地図表示装置に表示される３次元オブジェクトの表示領域が音に合わせて画面上下に変化するために、表示画面の多様化を図った地図表示装置とすることが可能となる。
【００８６】
（実施の形態４）
次に、実施の形態４についての説明を行う。本実施の形態４における地図表示装置は、画面に表示される３次元建物オブジェクトの上頂点側を音の強さＳに合わせて左右方向に揺らす処理を行う場合を説明する。
【００８７】
図１４は、本実施の形態４に係る地図表示装置の備える各処理部の構成を示すブロック図である。本実施の形態４に係る地図表示装置は、音データ入力部１０３がモデルビュー変換部１０２ｃに音データを入力することに特徴を有する。
【００８８】
図１５は、本実施の形態４に係る地図表示装置における前記Ｓ２０５の詳細手順を示すフローチャートである。
オブジェクト生成部１０２ａは、地図表示装置の画面に合わせて３次元建物オブジェクトが表示される画面の領域分割を行う（Ｓ１５０１及びＳ１５０２）。次に、オブジェクト生成部１０２ａは、分割された領域に含まれる３次元建物オブジェクトモデルの各頂点座標の読み出しを行う（Ｓ１５０３）。また、モデルビュー変換部１０２ｃは、３次元建物オブジェクトの上頂点側が音の強さＳに合わせて左右に揺れて画面に表示されるような頂点座標の変更を行う（Ｓ１５０４）。
【００８９】
まず、ローカル座標変換部１０２ｂは、３次元オブジェクトの各頂点のローカル座標をローカル座標変換行列を用いてグローバル座標系上の座標に変換する。また、モデルビュー変換部１０２ｃは、ローカル座標変換後の行列とモデルビュー変換行列とをかけた結果の行列Ｚを取得する（Ｓ１５０５）。
【００９０】
次に、モデルビュー変換部１０２ｃは、音データ入力部１０３より取得した音データに基づいて結果の行列Ｚの変更処理を行う（Ｓ１５０６）。この行列Ｚの変更処理は、例えば音の強さＳと高さスケール成分の平行移動成分（２行３列目成分）とが比例する値に設定され、残りの成分は単位行列と同じ値にすることで、３次元建物オブジェクトの上頂点側の平行移動を可能とするものである。
【００９１】
次に、モデルビュー変換部１０２ｃは、３次元建物オブジェクトの各頂点座標の変更処理のループを終了して（Ｓ１５０７）、また、オブジェクト生成部１０２ａは各頂点座標の読み出し処理のループを終了する（Ｓ１５０８）。
【００９２】
このように、本実施の形態４に係る地図表示装置においては、モデルビュー変換部１０２ｃは、ローカル座標変換後の行列とモデルビュー変換行列とを乗じた結果の行列Ｚを音の強さＳに合わせて変更するため、３次元建物オブジェクトの上頂点側を音の強さＳに合わせて左右方向に揺らす処理を行うことが可能となる。
【００９３】
図１６は、本実施の形態４に係る地図表示装置の画面の参考図である。この図１６に示すように、本実施の形態４に係る地図表示装置においては、オーディオ装置等からの音の強さＳに合わせて画面に表示される３次元建物オブジェクトの上頂点側が左右方向に揺れるように画面に表示される。
【００９４】
図１６（ａ）の地図表示装置の画面１６０１には、道路沿いにビル群１６０２が立ち並ぶ様子が表示されている。また、図１６（ｂ）の地図表示装置の画面１６０１には、道路沿いにビル群１６０３が立ち並ぶ様子が表示されている。また、地図表示装置の画面に表示されるビル群１６０２及びビル群１６０３は、音の強さＳに合わせて図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に対比して示すように左右方向に揺れて表示される。
【００９５】
このように、実施の形態４に係る地図表示装置によれば、音の強さや周波数成分等からなる音データの入力により地図表示物となる３次元建物オブジェクトが揺れるように表示され、地図表示装置の利用者は、地図表示と同時にオーディオの音質や音声入力状態を視覚的に把握することができる。また、本発明の地図表示装置の表示画面の多様化を図り、利用者における娯楽性を向上させた地図表示装置とする。
【００９６】
（実施の形態５）
次に、実施の形態５についての説明を行う。本実施の形態５における地図表示装置は、画面に表示される山オブジェクトの色変更閾値Ｉを音の強さＳに合わせて変更する場合について説明する。尚、本実施の形態５においては、山オブジェクトは、上述した図４及び図５に示すような地形形状を表すメッシュデータから作成されるものとして説明を行う。また、色変更閾値Ｉとは、例えば山オブジェクトの頂点側から標高値に比例して設定される山の色の変更線を設定するための値である。
【００９７】
図１７は、本発明の実施の形態５に係る地図表示装置の構成の一部を示すブロック図である。本実施の形態５に係る地図表示装置は、上述した実施の形態２に係る各処理部と同様の構成である。
【００９８】
図１８は、本実施の形態５に係る地図表示装置における前記Ｓ２０２の詳細手順を示すフローチャートである。
オブジェクト生成部１０２ａは、山オブジェクトに含まれる標高値データ及び標高基準点データの読み出しを行う（Ｓ１８０１）。また、オブジェクト生成部１０２ａは、音データ入力部１０３より取得した音データを取得すると共に、音データに基づいて山オブジェクトの色変更閾値Ｉを下記の式により変更する。
【００９９】
Ｉ＝Ｓ×Ｈｃｏｎｓｔ（Ｓ１８０２）
ここでＨｃｏｎｓｔは、画面に表示される山の標高値であり、音の強さＳは、０から１の範囲において正規化されて計算される。
【０１００】
そして、オブジェクト生成部１０２ａは、山変更閾値Ｉに従い山オブジェクトを形成するメッシュデータの色の変更を行う（Ｓ１８０３）。
このように、本実施の形態５においては、オブジェクト生成部１０２ａは、音データ入力部１０３から取得する音データに基づいて色変更閾値Ｉを算出して、山オブジェクトを形成するメッシュデータの色を変更するため、音の強さＳに従って山オブジェクトの色が変更して画面に表示される。
【０１０１】
図１９は、本実施の形態５に係る地図表示装置の画面の参考図である。図１９（ａ）及び図１９（ｂ）は、音の強さＳが異なる場合の参考図である。本実施の形態５における地図表示装置は、音の強さＳに合わせて、画面に表示される山オブジェクトの色を変更するものである。尚、地図表示装置の画面１９０１に表示される山１９０２は、標高値Ｈｃｏｎｓｔを３０００ｍと仮定して説明を行う。
【０１０２】
オブジェクト生成部１０２ａは、音の強さＳが強い場合には、色変更閾値Ｙが山の標高値Ｈｃｏｎｓｔである３０００ｍに近くなるため山オブジェクト１９０２の頂点付近に色変更線１９０３が設定される。一方、音の強さＳが弱い場合には、色変更閾値Ｙが山の標高値Ｈｃｏｎｓｔである３０００ｍより小さくなるために山オブジェクト１９０２の麓側である例えば１５００ｍ近辺に色変更線１９０４が設定される。
【０１０３】
そして、オブジェクト生成部１０２ａは、前記色変更閾値Ｉに従って山オブジェクトのメッシュデータの色を変更して付与するため図１９（ａ）及び図１９（ｂ）に示すように音の強さＳに合わせて山オブジェクトの色が変更する。
【０１０４】
このように、実施の形態５に係る地図表示装置によれば、音の強さや周波数成分等からなる音データの入力により地図表示物となる山オブジェクトの色を変化させることができ、地図表示装置の利用者は、地図表示と同時にオーディオの音質や音声入力状態を視覚的に把握することができる。また、本実施の形態５に係る地図表示装置は、大きな縮尺の地図表示においても、音の強さに合わせて色等の画面表示を変更することが可能となり、地図表示装置の画面の多様化を図るこ
とが可能となる。
【０１０５】
尚、本実施の形態５においては、音データに基づいて山オブジェクトの色を変更する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば山オブジェクトの形状を音データの変更に基づいて変更することも考え得る。
【０１０６】
（実施の形態６）
次に、実施の形態６についての説明を行う。本実施の形態６における地図表示装置は、音データ入力部１０３からの音データを用いて射影変換行列を変更するものである。
【０１０７】
図２０は、本発明の実施の形態６に係る地図表示装置の構成の一部を示すブロック図である。射影変換行列生成部２００１は、音データ入力部１０３と接続され、取得した音データに基づいて射影変換行列Ｍ´を生成し、この射影変換行列Ｍ´を射影変換部１０４ａに渡す。
【０１０８】
そして、射影変換部１０４ａは、射影変換行列Ｍ´を用いて３次元オブジェクトの各頂点座標をスクリーン座標に変換するための射影変換を行う。
このように、上記各実施の形態１から５までにおいては、描画データから３次元画像を生成する際に行う射影変換処理では、射影変換部１０４ａは、所定の眼点座標、注視点位置等からなる射影変換行列Ｍを利用するものとして説明を行ったが、本実施の形態６においては、射影変換行列生成部２００１は、音データ入力部１０３からの音データに基づいて変更する射影変換行列Ｍ´を生成し、射影変換部１０４ａは、射影変換行列Ｍ´を用いて３次元オブジェクトの各頂点の射影変換を行うことが可能となる。
【０１０９】
尚、上述した各実施形態の説明においては、具体的に領域分割を施した図面を用いて説明を行わなかったが、例えば音の高低に合わせた周波数帯域毎に画面を横方向に７等分する等の領域分割を行い、各領域を音データに合わせて変更して表示することができるのは言うまでもない。
【０１１０】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る地図表示装置は、地図データを記憶している地図データ記憶手段と、音データを取得する音データ取得手段と、前記地図データ記憶手段に記憶されている地図データ、及び前記音データ取得手段より取得した音データに基づいて地図描画データを生成する画像生成手段とを備える。
【０１１１】
そして、本発明に係る地図表示装置が備える地図データ記憶手段に記憶される前記地図データは、３次元オブジェクトに関するデータであり、前記地図描画データ生成手段は、前記音データの変更に基づいて前記３次元オブジェクトの高さを変更する。
【０１１２】
このため、音データの入力により地図表示物となる３次元建物オブジェクトの高さを変化させることができ、地図表示装置の利用者は、地図表示と同時にオーディオの音質や音声入力状態を視覚的に把握することができる。
【０１１３】
そして、本発明に係る地図表示装置が備える地図データ記憶手段に記憶される前記地図データは、３次元オブジェクトに関するデータであり、前記画像生成手段は、前記音データの変更に基づいて前記３次元オブジェクトに付与する色データの変更を行う。
【０１１４】
従って、音データの入力により地図表示物となる３次元建物オブジェクトの色を変化させることができ、地図表示装置の利用者は、地図表示と同時にオーディオの音質や音声入力状態を視覚的に把握することができる。
【０１１５】
また、本発明に係る地図表示装置が備える地図データ記憶手段に記憶される前記地図データは、３次元オブジェクトに関するデータであり、前記画像生成手段は、前記音データの変更に基づいて前記３次元オブジェクトの画面上での表示領域の変更を行う。
【０１１６】
このため、音データの入力により地図表示物の３次元オブジェクトの表示領域が変更して、利用者が地図表示と同時にオーディオの音質や音声入力状態が視覚的に把握できる地図表示装置とすることが可能となる。
【０１１７】
さらに、本発明に係る地図表示装置が備える地図データ記憶手段に記憶される前記地図データは、３次元オブジェクトに関するデータであり、前記画像生成手段は、前記音データの変更に基づいて前記３次元オブジェクトの上頂点側を揺らす処理を行い、また、前記音データの変更に基づいて前記山オブジェクトに付与するメッシュの色データの変更を行う。これらにより、地図表示装置の利用者は、地図表示と同時にオーディオの音質や音声入力状態を視覚的に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態１に係る地図表示装置の構成の一部を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態１に係る地図表示装置の画面に表示される３次元オブジェクトの表示処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】射影変換部における射影変換処理の説明図である。
【図４】標高データを説明するための図である。
【図５】地形形状を表すメッシュデータの参考図である。
【図６】本実施の形態１に係る地図表示装置における前記Ｓ２０３の詳細手順を示すフローチャートである。
【図７】本実施の形態１に係る地図表示装置の画面の参考図である。
【図８】本実施の形態２に係る地図表示装置の構成の一部を示すブロック図である。
【図９】本実施の形態２に係る地図表示装置の画面に表示される３次元建物オブジェクトに着色処理をする手順を示すフローチャートである。
【図１０】本実施の形態２に係る地図表示装置の画面の参考図である。
【図１１】本実施の形態３に係る地図表示装置の構成の一部を示すブロック図である。
【図１２】本実施の形態３に係る地図表示装置の３次元建物オブジェクトの表示領域の指定を行う手順を示すフローチャートである。
【図１３】本実施の形態３に係る地図表示装置の画面の参考図である。
【図１４】本実施の形態４に係る地図表示装置の備える各処理部の構成を示すブロック図である。
【図１５】本実施の形態４に係る地図表示装置における前記Ｓ２０５の詳細手順を示すフローチャートである。
【図１６】本実施の形態４に係る地図表示装置の画面の参考図である。
【図１７】本発明の実施の形態５に係る地図表示装置の構成の一部を示すブロック図である。
【図１８】本実施の形態５に係る地図表示装置における前記Ｓ２０２の詳細手順を示すフローチャートである。
【図１９】本実施の形態５に係る地図表示装置の画面の参考図である。
【図２０】本発明の実施の形態６に係る地図表示装置の構成の一部を示すブロック図である。
【図２１】従来の地図表示装置の構成の一部を示すブロック図である。
【図２２】従来の地図表示装置において地図データ表示と音データ表示を同時に実現した場合の参考図である。
【符号の説明】
１０１  地図データ記憶部
１０２  地図描画データ生成部
１０２ａ  オブジェクト生成部
１０２ｂ  ローカル座標変換部
１０２ｃ  モデルビュー変換部
１０３  音データ入力部
１０４  描画部
１０４ａ  射影変換部
１０４ｂ  モデルビュー変換部
１０５  表示部
３０１  描画領域
３０２  地図描画データ
３０３  視点
３０４  スクリーン
４０１  標高基準点Ｐｘｙ
４０２  標高値Ｈｘｙ
５０１  メッシュデータ
７０１  画面
７０２  ビル群
１３０１  画面
１３０２  画面閾値Ｙ
１３０３  区画線
１３０４  画面高さＷＨ
２００１  射影変換パラメータ生成部
２１０４  音描画データ生成部
２２０３  音データ表示領域
【図１】
2004271901.tif 000003
【図２】
2004271901.tif 000004
【図３】
2004271901.tif 000005
【図４】
2004271901.tif 000006
【図５】
2004271901.tif 000007
【図６】
2004271901.tif 000008
【図７】
2004271901.tif 000009
【図８】
2004271901.tif 000010
【図９】
2004271901.tif 000011
【図１０】
2004271901.tif 000012
【図１１】
2004271901.tif 000013
【図１２】
2004271901.tif 000014
【図１３】
2004271901.tif 000015
【図１４】
2004271901.tif 000016
【図１５】
2004271901.tif 000017
【図１６】
2004271901.tif 000018
【図１７】
2004271901.tif 000019
【図１８】
2004271901.tif 000020
【図１９】
2004271901.tif 000021
【図２０】
2004271901.tif 000022
【図２１】
2004271901.tif 000023
【図２２】
2004271901.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成16年2月18日(2004.2.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地図を表示する地図表示装置であって、
地図データを記憶している地図データ記憶手段と、
音データを取得する音データ取得手段と、
前記地図データ記憶手段に記憶されている地図データ、及び前記音データ取得手段より取得した音データに基づいて地図描画データを生成する画像生成手段とを備える
ことを特徴とする地図表示装置。
【請求項２】
前記地図データは、３次元オブジェクトに関するデータであり、
前記画像生成手段は、前記音データの変更に基づいて前記３次元オブジェクトの形状又は位置を変更する
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】
前記形状は、前記３次元オブジェクトの高さである
ことを特徴とする請求項２記載の地図表示装置。
【請求項４】
前記画像生成手段は、
前記地図データ記憶手段に記憶されている地図データを取り出して前記３次元オブジェクトの各頂点のローカル座標を特定して前記３次元オブジェクトの生成処理を行うオブジェクト生成手段と、
前記音データ取得手段より音データを取り出すと共に、前記音データを用いて前記ローカル座標をグローバル座標に変換するためのローカル座標変換行列の変更を行うローカル座標変換行列変更手段と、
前記ローカル座標変換行列変更手段により変更された行列を用いて前記３次元オブジェクトの各頂点のローカル座標をグローバル座標に変換するローカル座標変換手段と、
前記グローバル座標上での眼点となる眼点座標を特定すると共に、前記グローバル座標を、モデルビュー変換行列により前記眼点座標を中心とした座標系に変換することにより前記地図描画データを生成するモデルビュー変換手段とを備える
ことを特徴とする請求項３記載の地図表示装置。
【請求項５】
前記ローカル座標変換行列は４行４列の変換行列であり、
前記ローカル座標変換行列変更手段は、前記ローカル座標変換行列の２行２列目の値を前記音データに基づいて変更する
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】
前記地図データは、３次元オブジェクトに関するデータであり、
前記画像生成手段は、前記音データの変更に基づいて前記３次元オブジェクトに付与する色データの変更を行う
ことを特徴とする請求項１記載の地図表示装置。
【請求項７】
前記画像生成手段は、
前記地図データ記憶手段に記憶されている地図データを取り出して前記３次元オブジェクトの各頂点のローカル座標を特定して前記３次元オブジェクトの生成処理を行うオブジェクト生成手段と、
前記地図データ記憶手段に記憶されている前記３次元オブジェクトの色データを取得すると共に、前記音データ取得手段から取得する音データの変更に基づいて前記色データの変更を行うオブジェクト着色変更手段と、
前記ローカル座標をグローバル座標に変換するためのローカル座標変換行列の設定を行うと共に、前記ローカル座標変換行列により前記ローカル座標をグローバル座標に変換するローカル座標変換手段と、
前記グローバル座標上での眼点となる眼点座標を特定すると共に、前記グローバル座標を、モデルビュー変換行列により前記眼点座標を中心とした座標系に変換することにより前記地図描画データを生成するモデルビュー変換手段とを備える
ことを特徴とする請求項６記載の地図表示装置。
【請求項８】
前記オブジェクト着色変更手段は、前記地図データ記憶手段より（ａ）前記３次元オブジェクトの上頂点側の色データ、（ｂ）前記３次元オブジェクトの底頂点側の色データを取得して、前記音データ取得手段より取得した音データに基づいて（ａ）又は（ｂ）の少なくとも一方の色データの変更を行う
ことを特徴とする請求項７記載の地図表示装置。
【請求項９】
前記オブジェクト着色変更手段は、
前記変更後の前記３次元オブジェクトの上頂点側の色と底頂点側の色とのグラデーション処理を行い前記３次元オブジェクトの中間色データの変更を行う
ことを特徴とする請求項８記載の地図表示装置。
【請求項１０】
前記地図データは、３次元オブジェクトに関するデータであり、
前記画像生成手段は、前記音データの変更に基づいて前記３次元オブジェクトの画面上での表示領域の変更を行う
ことを特徴とする請求項１記載の地図表示装置。
【請求項１１】
前記画像生成手段は、
前記音データ取得手段から取得する音データの変更に基づいて３次元オブジェクトの表示領域を設定する３次元表示領域設定手段と、
前記３次元表示領域設定手段によって設定された３次元表示領域においては前記地図データ記憶手段に記憶されている地図データを取り出して前記３次元オブジェクトの各頂点のローカル座標を特定して前記３次元オブジェクトの生成処理を行う一方、前記３次元表示領域設定手段によって設定された３次元非表示領域においては前記地図データ記憶手段に記憶されている地図データを取り出して前記３次元オブジェクトの生成処理は行わないオブジェクト生成手段と、
前記ローカル座標をグローバル座標に変換するためのローカル座標変換行列の設定を行うと共に、前記ローカル座標変換行列により前記ローカル座標をグローバル座標に変換するローカル座標変換手段と、
前記グローバル座標上での眼点となる眼点座標を特定すると共に、前記グローバル座標を、モデルビュー変換行列により前記眼点座標を中心とした座標系に変換することにより前記地図描画データを生成するモデルビュー変換手段とを備える
ことを特徴とする請求項１０記載の地図表示装置。
【請求項１２】
前記３次元表示領域設定手段は、前記３次元表示領域を前記画面の上下方向、又は左右方向に２分割して、当該分割される一方の画面を３次元表示領域とし、他方の画面を３次元非表示領域として設定する
ことを特徴とする請求項１１記載の地図表示装置。
【請求項１３】
前記地図データは、３次元オブジェクトに関するデータであり、
前記画像生成手段は、前記音データの変更に基づいて前記３次元オブジェクトの上頂点側を揺らす処理を行う
ことを特徴とする請求項１記載の地図表示装置。
【請求項１４】
前記画像生成手段は、
前記地図データ記憶手段に記憶されている地図データを取り出して前記３次元オブジェクトの各頂点のローカル座標を特定して前記３次元オブジェクトの生成処理を行うオブジェクト生成手段と、
前記ローカル座標をグローバル座標に変換するためのローカル座標変換行列の設定を行うと共に、前記ローカル座標変換行列により前記ローカル座標をグローバル座標に変換するローカル座標変換手段と、
前記グローバル座標上での眼点となる眼点座標を特定すると共に、前記グローバル座標を、モデルビュー変換行列により前記眼点座標を中心とした座標系に変換するモデルビュー変換手段と、
前記音データ出力手段から音データを取得すると共に、前記モデルビュー変換手段において変換された行列を、前記音データの変更に基づいて変更する処理を行うことにより前記地図描画データを生成する座標変更手段とを備える
ことを特徴とする請求項１３記載の地図表示装置。
【請求項１５】
前記座標変更手段は、前記３次元オブジェクトの上頂点側を全ての方向に平行移動させる処理を行う
ことを特徴とする請求項１４記載の地図表示装置。
【請求項１６】
前記モデルビュー変換手段において変更された行列は４行４列の行列であり、
前記座標変更手段は、当該行列の２行３列目を前記音データの変更に基づいて変更する
ことを特徴とする請求項１４記載の地図表示装置。
【請求項１７】
前記地図データは、山オブジェクトを形成するメッシュデータに関するデータであり、
前記画像生成手段は、前記音データの変更に基づいて前記メッシュデータに含まれるメッシュの色に関する色データの変更を行う
ことを特徴とする請求項１記載の地図表示装置。
【請求項１８】
前記画像生成手段は、
前記音データ取得手段から取得する音データの変更に基づいて前記山オブジェクトを形成するメッシュデータに含まれる前記色データを変更する色データ変更手段と、
前記色データ変更手段において変更された前記色データを含むメッシュデータを用いて前記山オブジェクトの各頂点のローカル座標を特定して前記山オブジェクトの生成処理を行うオブジェクト生成手段と、
前記ローカル座標をグローバル座標に変換するためのローカル座標変換行列の設定を行うと共に、前記ローカル座標変換行列により前記ローカル座標をグローバル座標に変換するローカル座標変換手段と、
前記グローバル座標上での眼点となる眼点座標を特定すると共に、前記グローバル座標を、モデルビュー変換行列により前記眼点座標を中心とした座標系に変換することにより前記地図描画データを生成するモデルビュー変換手段とを備える
ことを特徴とする請求項１７記載の地図表示装置。
【請求項１９】
前記色データ変更手段は、前記メッシュデータに含まれる前記色データを前記山オブジェクトの頂点側より変更する
ことを特徴とする請求項１８記載の地図表示装置。
【請求項２０】
前記メッシュデータは、地表の形状起伏をあらわす緯度、経度方向の格子点上の高さからなる標高データ、メッシュの形状データ、及びメッシュの色データを含む
ことを特徴とする請求項１７から請求項１９までのいずれか１項に記載の地図表示装置。
【請求項２１】
前記画像生成手段は、
前記音データ取得手段から取得した音データの周波数帯域に基づいて前記画面の領域を分割する領域分割手段を備え、
前記領域分割手段により分割された領域ごとの前記地図描画データを生成する
ことを特徴とする請求項１から請求項２０までのいずれか１項に記載の地図表示装置。
【請求項２２】
前記画像生成手段は、
前記音データ取得手段からの取得する音データに基づいて前記３次元オブジェクトを２次元座標に射影投影するための射影変換行列を変更する射影行列変更手段と、
前記射影行列変更手段において変更された行列を用いて前記モデルビュー変換後の行列を射影変換する射影変換手段とを備える
ことを特徴とする請求項１から請求項２１までのいずれか１項に記載の地図表示装置。
【請求項２３】
前記音データは、音の強弱に関連するデータ、又は音の周波数帯域毎の強弱に関連するデータの少なくとも一方を含む
ことを特徴とする請求項１から請求項２２までのいずれか１項に記載の地図表示装置。
【請求項２４】
地図を表示する地図表示方法であって、
地図データを記憶する地図データ記憶ステップと、
音データを取得する音データ取得ステップと、
前記地図データ記憶ステップにおいて記憶される地図データ、及び前記音データ取得ステップにおいて取得される音データに基づいて地図描画データを生成する画像生成ステップとを備える
ことを特徴とする地図表示方法。
【請求項２５】
地図を表示する地図表示装置ためのプログラムであって、
地図データを記憶する地図データ記憶ステップと、
音データを取得する音データ取得ステップと、
前記地図データ記憶ステップにおいて記憶される地図データ、及び前記音データ取得ステップにおいて取得される音データに基づいて地図描画データを生成する画像生成ステップとを備える
ことを特徴とするプログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、前記地図データは、３次元オブジェクトに関するデータであり、前記画像生成手段は、前記音データの変更に基づいて前記３次元オブジェクトの形状又は位置を変更することを特徴とする。
さらに、前記形状は、前記３次元オブジェクトの高さであることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０９】
尚、上述した各実施形態の説明においては、具体的に領域分割を施した図面を用いて説明を行わなかったが、例えば音の高低に合わせた周波数帯域毎に画面を横方向に７等分する等の領域分割を行い、各領域を音データに合わせて変更して表示することができるのは言うまでもない。
また、上述した各実施の形態の説明以外の３次元オブジェクトの変形例として、３次元オブジェクトが音楽に合わせて回転、ジャンプ、ツイストしたり、音楽の再生を促すようなキャラクター（例えば女性キャラクター）を共に表示したりすることも考え得る。
そして、ファイルタリング処理を行うことにより、所定の高さ以上の建物、所定の種類の建物のみを音楽に合わせて変形することを考え得る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１１】
そして、本発明に係る地図表示装置が備える地図データ記憶手段に記憶される前記地図データは、３次元オブジェクトに関するデータであり、前記地図描画データ生成手段は、前記音データの変更に基づいて前記３次元オブジェクトの高さなどの形状又は位置を変更する。