(57)【要約】  方法及び装置は、デジタル地図情報から生成された表示画像をレンダリングするように記載される。方法は、デジタル地図情報からの高度情報（２０ａ）を判定するステップと、表示画像に関する表示スケール情報（２８）を判定するステップと、表示画像内の画素に適用するシェーディング値を判定するステップと、画素シェーディングにより高度情報を表現する表示（２４）を生成するため、表示画像内の画素各々にシェーディング値を適用するステップとを含む。ここで、シェーディング値は、高度情報及び表示スケール情報の関数に比例し、表示は、表示スケールとともに変化する画素シェーディングにより高度情報を表現するために生成される。
2010515941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル地図情報から生成された表示画像をレンダリングする方法であって、
前記デジタル地図情報（２０）からの高度情報（２０ａ）を判定するステップと、
前記表示画像に関する表示スケール情報（２８）を判定するステップと、
前記表示画像内の画素に適用するためのシェーディング値を判定するステップと（２２）、
画素シェーディングにより高度情報を表現する表示（２４）を生成するため、前記表示画像内の前記画素各々に前記シェーディング値を適用するステップと
を含み、
前記シェーディング値は、
前記高度情報及び前記表示スケール情報の関数に比例し、
前記表示は、
表示スケールとともに変化する画素シェーデングにより高度情報を表現するために生成される
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記シェーデング値を判定するステップ（２２）は、
各シェーデング関数の相対的な寄与を判定するための少なくとも１つの重み係数に従って、第１及び第２のシェーディング関数を組み合わせるステップ
を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つの重み係数は、
前記表示スケール情報に応じて変化する
ことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記第１のシェーディング関数は、
小さな表示スケール画像に対して適したシェーディング形式を生成する関数である
ことを特徴とする請求項２又は３記載の方法。
【請求項５】
前記第１のシェーディング関数は、
絶対的な高度に応じて変化する関数である
ことを特徴とする請求項２から４いずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記第２のシェーディング関数は、
大きな表示スケールに対して適したシェーディング形式を生成する関数である
ことを特徴とする請求項２から５いずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記第２のシェーディング関数は、
高度勾配に応じて変化する関数である
ことを特徴とする請求項２から６いずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記シェーディング値を判定するステップは、
以下に示されるシェーディングアルゴリズムを使用する
2010515941.tif 000007
ｐは、画素に適用される前記シェーデング値であり、
ｚは、表示スケールに応じたパラメータであり、
ｌ（ｚ）は、前記表示スケールとともに、区間[０，１]内で変化する重み係数であり、
αは、高度勾配であり、
ｈは、絶対的な高度であり、
Ｐｓｌｏｐｅは、高度勾配とともに変化するシェーディング関数であり、
Ｐｈｅｉｇｈｔは、絶対的な高度とともに変化するシェーディング関数であり、
Ｗ１及びＷ２は、一定値である
ことを特徴とする請求項２から７いずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記重み係数の少なくとも１つは、
０及び１の値の間を斬近に変化し、前記値の一つは、相対的に大きな表示スケールに対応し、もう一方の値は、相対的に小さな表示スケールに対応する
ことを特徴とする請求項２から８いずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記重み係数の少なくとも１つは、
前記表示スケール情報の連続的な関数に比例する
ことを特徴とする請求項２から９いずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記重み係数の少なくとも１つは、
連続的な第１及び第２のベジェ曲線により表現される関数に比例する
ことを特徴とする請求項２から１０いずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記高度情報は、
絶対的な高度、高度勾配、第１の高度シェーディング関数を表現する第１のシェーディング情報、第２の高度シェーディング関数を表現する第２のシェーディング情報、から選択された情報の項目を少なくとも１つ含む
ことを特徴とする請求項２から１１いずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
プロセッサによりコンピュータプログラムが実行されると、該コンピュータプログラムが該プロセッサにデジタル地図情報から生成された表示画像のレンダリングを実行させる方法であって、
前記デジタル地図情報（２０）からの高度情報（２０ａ）を判定するステップと、
前記表示画像に関する表示スケール情報（２８）を判定するステップと、
前記表示画像内の画素に適用するためのシェーディング値を判定するステップと（２２）、
画素シェーディングにより高度情報を表現する表示（２４）を生成するため、前記表示画像内の前記画素各々に前記シェーディング値を適用するステップと
を含み、
前記シェーディング値は、
前記高度情報及び前記表示スケール情報の関数に比例し、
前記表示は、
表示スケールとともに変化する画素シェーデングにより高度情報を表現するために生成される
ことを特徴とする方法。
【請求項１４】
デジタル地図情報から生成された表示画像をレンダリングする装置であって、
前記デジタル地図情報（２０）からの高度情報（２０ａ）を判定し、
前記表示画像に関する表示スケール情報（２８）を判定し、
前記表示画像内の画素に適用するためのシェーディング値を判定し（２２）
画素シェーディングにより高度情報を表現する表示（２４）を生成するため、前記表示画像内の前記画素各々に前記シェーディング値を適用し、
前記シェーディング値は、
前記高度情報及び前記表示スケール情報の関数に比例し、
前記表示は、
表示スケールとともに変化する画素シェーデングにより高度情報を表現するために生成される
ことを特徴とする装置。
【請求項１５】
各シェーデング関数の相対的な寄与を判定するための少なくとも１つの重み係数に従って、第１及び第２のシェーディング関数を組み合わせる
ことを特徴とする請求項１４記載の装置。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの重み係数は、
前記表示スケール情報に応じて変化する
ことを特徴とする請求項１５記載の装置。
【請求項１７】
前記第１のシェーディング関数は、
小さな表示スケール画像に対して適したシェーディング形式を生成する関数である
ことを特徴とする請求項１５又は１６記載の装置。
【請求項１８】
前記第１のシェーディング関数は、
絶対的な高度に応じて変化する関数である
ことを特徴とする請求項１５から１７いずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
前記第２のシェーディング関数は、
大きな表示スケールに対して適したシェーディング形式を生成する関数である
ことを特徴とする請求項１５から１８いずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
前記第２のシェーディング関数は、
高度勾配に応じて変化する関数である
ことを特徴とする請求項１５から１９いずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
前記シェーディング値の判定において、以下に示されるシェーディングアルゴリズムを使用する
2010515941.tif 000008
ｐは、画素に適用される前記シェーデング値であり、
ｚは、表示スケールに応じたパラメータであり、
ｌ（ｚ）は、前記表示スケールとともに、区間[０，１]内で変化する重み係数であり、
αは、高度勾配であり、
ｈは、絶対的な高度であり、
Ｐｓｌｏｐｅは、高度勾配とともに変化するシェーディング関数であり、
Ｐｈｅｉｇｈｔは、絶対的な高度とともに変化するシェーディング関数であり、
Ｗ１及びＷ２は、一定値である
ことを特徴とする請求項１５から２０いずれか１項に記載の装置。
【請求項２２】
前記重み係数の少なくとも１つは、
０及び１の値の間を斬近に変化し、前記値の一つは、相対的に大きな表示スケールに対応し、もう一方の値は、相対的に小さな表示スケールに対応する
ことを特徴とする請求項１５から２１いずれか１項に記載の装置。
【請求項２３】
前記重み係数の少なくとも１つは、
前記表示スケール情報の連続的な関数に比例する
ことを特徴とする請求項１５から２２いずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
前記重み係数の少なくとも１つは、
連続的な第１及び第２のベジェ曲線により表現される関数に比例する
ことを特徴とする請求項１５から２３いずれか１項に記載の装置。
【請求項２５】
デジタル地図（２４）を格納する記録媒体であって、
前記デジタル地図は、
前記デジタル地図の第１の領域内のポイントに関する第１の高度情報（２０ａ）と、
前記デジタル地図の第１の領域に関する第２の高度情報（２０ｂ）と
を含み、
前記第２の高度情報（２０ｂ）は、前記第１の高度情報（２０ａ）と異なっており、
前記第１の高度情報（２０ａ）及び前記第２の高度情報（２０ｂ）は、
異なる表示スケールにおける前記デジタル地図の前記第１の領域をレンダリング表示するための第１及び第２の異なるシェーディングパターン各々を生成するための値を表現する、
ことを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル地図からの高度情報の描画を含む表示を生成する装置及び方法に関し、特に、ポータブルナビゲーション装置（ＰＮＤｓと呼ばれる）を含むナビゲーション装置に適しているが、デジタル地図情報からの表示を生成する任意のタイプの処理装置において有用であると考えられる。
【背景技術】
【０００２】
電子地図から生成された表示において、高度情報をレンダリングする２つの方法が知られている。具体的には、（ｉ）同じ高度のポイントを表現する等値線（等高線とも呼ばれる）と、（ｉｉ）高度情報を表す地図カラーのシェーディングとがある。等値線は、高度の表現を正確に提供するが、等値線は、地図表示を乱雑にし、全てのユーザが直感的に理解できない。地図クラッターは、相対的に小さな電子表示装置において地図を表示する場合、又はナビゲーションや位置情報等の他の地図情報の表示が所望される場合に特に問題となる。シェーディングは、表示をクラッターせずに、より直感的な高度情報の表現を提供できる。ここで使用されるターム”シェーディング（shading）”は、ポジティブシャドウ又はネガティブシャドウと同種であり、地図カラーの濃淡の少なくともいずれかを適用することを意味する。
【０００３】
図１は、シェーディングに関する従来技術であり、この技術では、デジタル地図内における地図カラーの固定の特徴としてシェーディングを含んでいる。デジタル地図１２は、デジタル地図１２内の背景カラーの範囲内に固定のテンプレートとして上記シェーディングを生成するために、高度データを含む地図ソース情報１０を処理することにより生成される。デジタル地図１２を表示するために、表示スケール入力１６により表現される所望の表示スケールにおいて、固定の高度シェーディングテンプレートを含む画像１８を生成するのにレンダリング処理１４が用いられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の立案に際して、上述した技術では、種々のビュースケールレベル又はズームレベルでの地図の表示に適合できるようにするために、考慮すべき技巧が不足していると理解する。デジタル地図の一部としての固定のシェーディングでは、適応的ではない。また、シェーディングパターンが、デジタル地図１２の生成時に使用される特定のシェーディング技術に依存する。種々のシェーディング技術は、同じ高度データに基づいて異なるシェーディングパターンを生成する。あるシェーディング技術は、ある表示スケールでの地図の表示に適しているかもしれないが、他の表示スケールでの表示の生成においては、シェーディングパターンの補間又は平均化を必要とする。このことは、高度シェーディングにおいて、深刻な誤りを生むであろう。例えば、表示スケールが変わると、高度内の山頂及び谷底は、誤った平均化又は補間が行なわれる。その結果、形状や位置が変更して現れる場合がある。本発明は、上記課題を考慮して立案される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的を達成するため、本発明の好適な実施形態は、デジタル地図情報から生成された表示画像をレンダリングする方法を提供する。
この方法は、
前記デジタル地図情報からの高度情報を判定するステップと、
前記表示画像のために表示スケール情報を判定するステップと、
前記表示画像内の画素に適用するためのシェーディング値を判定するステップと、
前記表示画像内の前記画素各々に前記シェーディング値を適用するステップと
を含み、
前記表示は、
表示スケールとともに変化する画素シェーディングにより高度情報を表現するために生成される
ことを特徴とする方法。
【０００６】
前記シェーディング値は、
高度情報及び前記表示スケール情報の関数に比例し、
前記表示は、
表示スケールとともに変化する画素シェーディングにより高度情報を表現するために生成される
ことを特徴とする。
【０００７】
本発明に係わる特徴及び利点は、（ｉ）使用されている表示スケールに関する高度シェーディングを用いて、地図画像を動的にレンダリングする能力、（ｉｉ）２つの極値の間を変化する表示スケールに応じて高度シェーディングを滑らかに変化する能力、（ｉｉｉ）従来技術で使用される単一の固定のシェーディングパターンの課題の回避、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】デジタル地図の生成中における従来のシェーディングアプリケーションの概略の一例を示す図である。
【図２】本発明の好適な実施形態に係わる、表示スケール情報を用いて地図表示をレンダリングする動的な処理を使用する処理の概略の一例を示す図である。
【図３】好適な実施形態に係わるシェーディングアルゴリズムで使用される重み付け関数の概略の一例を示す図である。
【図４】好適な実施形態に係わるシェーディングアルゴリズムで使用されるサブ重み付け関数の概略の一例を示す図である。
【図５ａ】表示スケールを減少（ズームアウトにより高度が増加する）させて異なる表示スケールでレンダリングされた地図画像のスクリーンショットの概略を示す図である。
【図５ｂ】表示スケールを減少（ズームアウトにより高度が増加する）させて異なる表示スケールでレンダリングされた地図画像のスクリーンショットの概略を示す図である。
【図５ｃ】表示スケールを減少（ズームアウトにより高度が増加する）させて異なる表示スケールでレンダリングされた地図画像のスクリーンショットの概略を示す図である。
【図５ｄ】表示スケールを減少（ズームアウトにより高度が増加する）させて異なる表示スケールでレンダリングされた地図画像のスクリーンショットの概略を示す図である。
【図５ｅ】表示スケールを減少（ズームアウトにより高度が増加する）させて異なる表示スケールでレンダリングされた地図画像のスクリーンショットの概略を示す図である。
【図５ｆ】表示スケールを減少（ズームアウトにより高度が増加する）させて異なる表示スケールでレンダリングされた地図画像のスクリーンショットの概略を示す図である。
【図６】ＰＮＤの遠近ビューの概略の一例である。
【図７】車載用のＰＮＤの遠近ビューの概略の一例である。
【図８】ネットワークベースの地図表示システムのブロックダイアグラムの概略の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
後述において、本発明に係わる技術の種々の側面及びそれら教示の実施の変更は、添付の図を参照して例を示すことにより詳細に説明されるであろう。
【００１０】
ここで、本発明の好適な実施形態が、デジタル地図を用いた表示を生成する任意のシステムを参照して詳細に説明される。本システムは、ポータブルナビゲーション装置、ポータブル地図ビューアー、位置決めシステムを含む装置（例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）等の衛星ベースの位置決めシステム）、ＰＤＡ（Portable digital assistant）、ポータブルコンピュータ、ノンポータブルコンピュータの少なくともいずれか等であるオートモーモス（automomous）装置を含む。その代わりに、本システムは、デジタル地図を格納するサーバや、リモートターミナル又は、インターネット又はイントラネット等の１又は複数のネットワークを介してサーバから受信した情報に基づいてデジタル地図の表示を生成するコンピュータであってもよい。高度情報を供給するためのアプリケーションの１つは、ナビゲーション装置又はシステムを持ちながら歩く歩行者や徒歩旅行者にとって特に有用である。
【００１１】
図２は、好適な実施形態において、高度シェーディングを含む地図表示を生成する技術の概略の一例を示す。デジタル地図２０は、デジタル地図２０内の種々位置の高度を示す高度情報２０ａを含む。デジタル地図２０は、任意の適切な記録媒体に格納された地図情報データベースであってもよいが、これに限定されず、例えば、光学記録媒体、不揮発性電子メモリ、揮発性電子メモリ、磁気記録媒体、又は磁気光学の記録媒体であってもい。高度情報２０ａは、グリッド値を示してもよい（マトリックスポイント）。データ様式は変わらないように格納される。一例として、地球の表面は、緯度が３”であり経度が３”であるいくつかの小さなパッチに分割されてもよい。これは、３”と予想される垂直上のデータマトリックス内の２つの隣接したポイント間の距離を意味する（約９０ｍは、位置に拘わらずほぼ同じ一定の緯度の長さを示す）。水平においても３”である（この場合、メーター内の値は、緯度に依存するであろう）。
【００１２】
地図レンダリングモジュール２２は、（ｉ）デジタル地図２０から受信した地図情報２６、（ｉ）デジタル地図２０から受信した高度情報２６ａ、（ｉｉｉ）画像２４の表示スケールを指し示す表示スケール情報２８、に基づいて表示画像２３を動的にレンダリングする。なお、表示スケールとは、地図に向けてズームインした地図画像又は地図からズームアウトした地図画像の度合いであり、ある形式においては、表示スケールは、地図上を概念的にビュー（又はズームアウト）する高度値”ｚ”により示される。相対的に大きな表示スケールは、相対的に小さなｚの値により示され、相対的に小さな表示スケールは、相対的に大きなｚの値により示される。地図レンダリングモジュール２２は、専用のグラフィック処理回路、一般的な目的のプロセッサにより実行されるレンダリングソフトウェアの少なくともいずれかを含む。
【００１３】
地図レンダリングモジュール２２は、地図画像２４内で高度を表現するために地図カラーを暗く及び／又は明るくするシェーディングアルゴリズムを適用することにより、地図をレンダリングする。出力は、画面上の各画素に対して適用されたシェーディングの割合により示されるであろう。画面は、一般に、当該画面の解像度を与えるマトリックスの画素により表現される。この場合、各画素は、地図情報２６により表現されるような（例えば、草原、森、建物エリア等に関する異なるカラー）、表現を行なうことをリリーフする形式に関連するカラーを有する。用語”シェーディングの割合”は、黒くされるべき色、又は明るくされるべき色（白）の範囲を指し示す。ネガティブなシェーディングの割合は、白に近いカラーを有し、ポジティブなシェーディング割合は、黒に近い色を有する。シェーディングアルゴリズムは、（ｉ）デジタル地図２０からの高度情報２０ａ／２６ａと、（ｉｉ）表示スケール情報２８との関数の１つである。シェーディングアルゴリズムは、表示スケール情報の関数の変化に比例して、同じ高度情報に基づくシェーディング形式を変化させる。言い換えれば、表示スケールにつれて、シェーディングの倍率の変化だけでなく、シェーディングの形式も変化する。これにより、シェーディングの形式を画像２４の表示スケールに適用することが可能になる。
【００１４】
全体的なシェーディングアルゴリズムを説明する前に、２つの異なる形式のシェーディングが、異なる表示スケールに適した異なるシェーディングパターンをどのようにして生成するかについて実用的に説明する。
【００１５】
シェーディングに適用する第１のシェーディング形式は、画像内の個々の位置における絶対的な高度に依存する。典型的なシェーディングパターンは、主に、図５ｆに示される形式を用いて生成される。シェーディングは黒いほど、より高度な位置を示し、例えば、山頂３０は、黒の極大値の領域で示され、谷は、黒の極小値（明るさが極大値）の領域で示される。この第１のタイプのシェーディング形式は、相対的に小さな表示スケール（地図からのズームアウトが高い）に適している。表示スケールによって、地図画像内で密接に近接された絶対的な高度が変更される場合に有用である。第１のシェーディング形式は、相対的に大きな表示スケールにはあまり適していない（地図に向かってズーム）。表示スケールによっては、表示画像全体に渡って実質的に同じ高度となり、また、ほぼ一定のシェーディングとなり、部分的なリリーフ特性を不明瞭にしてしまう。
【００１６】
大きく異なる第２のシェーディング形式は、高度の勾配に基づいている。すなわち、特定のサンプリング方向における表示画像内の隣接するポイント間の高度が異なる。サンプリング方向は、例えば、北西から南東等である。負への（ネガティブな）勾配は、あるタイプのシェーディングを用いてレンダリングされ（例えば、明るい色３４）、正への（ポジティブな）勾配は、他のタイプのシェーディングを用いてレンダリングされる（例えば、より暗い色３６）。急勾配になれば、より明るく又は使用される色各々をより暗くする。主にこの形式を用いて生成された典型的なシェーディングパターンが図５ａに示される。第２のシェーディング形式は、大きな表示スケールに適している（地図に向けてズームインされている）。部分的なリリーフの詳細に対応して絶対的な高度が少しだけ変化したとしても、大きな表示スケールに対して直感的なシェーディングを生成できる。しかし、第２のシェーディング形式の技術は、小さな表示スケールにはあまり適していない。計算された勾配の当該勾配上における２つの表示ポイントは、地理的に離れており、これらポイント間の高度の勾配の計算は、有用な情報ではないであろう。例えば、山頂の対側でない同一高度についての２つの表示ポイントであれば、その山頂は、第２の技術を用いたいずれのシェーディングによっても表現されないであろう。２つの表示ポイントの高度の間の差がわずかであり、重要な高度の特徴が簡単に失われてしまうためである。
【００１７】
本実施形態において、シェーディングアルゴリズムは、好ましくは、第１及び第２の異なるシェーディング関数を組み合わせるか、又は、第１及び第２の異なるシェーディング形式を組み合わせる。各々は、シェーディングアルゴリズムの要素としての各シェーディング関数の寄与の強さを示す各係数により重み付けされる。好ましくは、係数は、表示スケール情報２８（例えば、高度”ｚ”のズームアウト）の関数に比例する。より好ましくは、係数は、表示スケール情報の連続的な関数に十分に比例する。２つのシェーディング関数が使用される場合、単一の係数ｌ（ｚ）が使用される可能性がある。ｌ（ｚ）は、あるシェーディング関数の重みを示すｌ（ｚ）と他のシェーディング関数の重みを示す１−ｌ（ｚ）とを用いて、０と１の間の値（ｌ（ｚ）∈[０，１]）をとる。
【００１８】
係数ｌ（ｚ）は、表示スケール”ｚ”の関数にリニアに変化しうるが、図３に示すように、好ましくは、ｌ（ｚ）は、２個の制限値の間を斬近に表示スケールの関数と比例する。大きい及び中位の表示スケール（地図からの”ズームアウト”レベル”ｚ”が小さい及び中位）においては、有用なシェーディング関数は、絶対的な高度ベースの関数（第１のシェーディング関数）である。ｌの値は、第１のケースの場合には大きく、第２のケースの場合には小さい。
【００１９】
好適な実施形態においては、以下の変数を用いる。
α：高度勾配の角度
ｈ：現在の標高（高度）
ｚ：ズームアウトレベル（表示スケール）
シェーディングの割合ｐは、以下の関数により与えられる。
2010515941.tif 000003
すなわち、より明確な形式では、
2010515941.tif 000004
ここで、ｌ∈[０，１]（重み係数）は、ズームレベルの関数である。ズームレベルは、区間０．．．１内の値をとる。Ｐｓｌｏｐｅは、シェーディング割合関数に応じた勾配であり（上述した第２のシェーディング関数）、Ｐｈｅｉｇｈｔは、シェーディング割合関数に応じた絶対的な標高である（上述した第１のシェーディング関数）。
【００２０】
図３に示すように、関数ｌ（ｚ）は、好ましくは、連続的な２つのベジェ曲線により構成されるべく選択される。この提案の裏にある主な発想は、ｚがＡに近似した場合には、”ほぼ”０に斬近的に向かう関数を用い、ｚがＥに近似した場合には”ほぼ”１に斬近的に向かう関数を用いることである。この場合、最も低いズームレベルとして考えられるＡにおけるズーム値ｚと、最も高い値としてＥにおける値とを参照する。連続的な２個のベジェ曲線（ＡＢＣ及びＣＤＥ参照）の選択は、ポイントＣ及びそれ以降のものと一致するまで、縮閉に関する種々の収束レートの自由な選択を実現できる。基本的なこの種の展開や解決策は、当該解決策を与えるため、２個の基準の間における最適な変化が選択される。制御ポイントＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは、２つのシェーディングの基準の間における最適な変化の達成に向いている。
【００２１】
上記に提案される２つのシェーディング割合関数は、以下の数式を用いて演算される。
2010515941.tif 000005
ここで、ｈｍａｘは、慣習的な高度の最大値である。
2010515941.tif 000006
【００２２】
主な数式は、２つのサブユニタリ、すなわち、セカンダリー関数、組み合わされたシェーディングの影響を”変化させる（turning）”ための重み付け関数を含む。Ｗ１（ｓｉｎ（α））要素は、サブユニタリな重み付け関数であり、重み関数は、勾配の高度値の減衰を試みるとともに、降下するグラフィック双曲線を有する。グラフィック双曲線は、（図４に示すように）ｓｉｎ（α）が１に近似した場合には、”ほぼ”最小値に斬近的に近づく。Ｗ２（ｈ）は、同じ種類の展開を有するが、ｈが慣習的な高度の最大値に到達する時間ではない。また、Ｗ２（ｈ）は、高度ｈに依存するが、この場合、ｐｈｅｉｇｈｔ各々が持つ主な差は、割合Ｐを強調させることのみに使用される標高である。割合Ｐは、レンダリングの種類を変更せずに（シェーディング割合の表示が変更されない）、山のミッシブ（missive）を見渡す全体的なビューを与えるための高度の各々を用いて、グローバルに演算される。同じ高度における同じ勾配を持つ２つの画素は、同じシェーディング割合を有するであろう。唯一の相違は、同じ勾配は、平地より高い高度でより可視化されるであろう。これら二次的な重み付け関数は、表示内におけるグラフィックの影響の有用な変更を提供する。しかし、好ましければ、省略してもよい。
【００２３】
図５は、方法がもたらす様式を説明するため、種々のズームアウトレベルに関するスクリーンショットの範囲を示している。スクリーンショットは、中位のズームレベルからより高いズームレベルになった場合に、シェーディングアルゴリズムがアルプス（イタリアのアラーニャ・ヴァルセージア周辺）の領域に対してどのように作用するのかを示す。ズームアウトレベルは、図５ａの場合にはｚ＝３７２（重み係数ｌ（ｚ）＝０）となり、図５ｂの場合にはｚ＝５６１（重み係数ｌ（ｚ）＝０．０９１）となり、図５ｃの場合にはｚ＝８４６（重み係数ｌ（ｚ）＝０．２０１）となり、図５ｄの場合にはｚ＝１１３４（重み係数ｌ（ｚ）＝０．３５５）となり、図５ｅの場合にはｚ＝１５２０（重み係数ｌ（ｚ）＝０．５９５）となり、図５ｆの場合にはｚ＝３０７３（重み係数ｌ（ｚ）＝０．７４３）となる。勾配に基づくシェーディングは、北西から南東に向かってなされている。図５においては、ズームアウトレベル”ｚ”が増加するにつれ（大きな表示スケールから小さな表示スケールへの移動）、表示は、ある種類のシェーディング形式のレンダリングから他の形式ものに滑らかにシフトしている。ネガティブなより明るい勾配は、暗くなるが、全体的な画像は、リリーフの正確な画像が継続して与えられる。図３との相互関係においては、以下に示すズームレベル閾値に関する値が使用されるであろう。
Ａポイント（変化の開始）  ｚ＝５００
Ｃポイント（一致するポイント）  ｚ＝１５００
Ｅポイント（変化の終了）  ｚ＝４５００
【００２４】
本実施形態においては、高度情報２０ａは、デジタル地図２０内のポイントに関する絶対的な高度情報として提供され、レンダリングモジュール２２は、各表示画素に対して適用するためのシェーディング割合に計算に必要とされる全ての計算を実行する。代替形式においては、高度情報２０ａは、代替又は追加として、予め計算された値（例えば、ｈ、α、Ｐｈｅｉｇｈｔ（ｈ）、Ｐｓｌｏｐｅ（α）、ｌ（ｚ）の少なくとも１つ）を含む。これらは、シェーディングアルゴリズム内で使用され、レンダリングモジュールにおける計算の負担を軽減させることができる。ある代替においては、高度情報２０ａは、第１及び第２の異なるシェーディング関数に従って予め計算されたシェーディング割合を直接的に表現する場合もある。シェーディング割合がデジタル地図２０内で予め計算されていたとしても、同じポイントに対する少なくとも第１及び第２の異なるシェーディング割合の供給は、上述と同じ原理を用いて、２つの予め計算された割合が組み合わされた重みを適用することにより、表示スケールに応じた動的なレンダリングを可能にする。図２において、このような追加の高度情報は、デジタル地図２０の２０ｂに示される。
【００２５】
シェーディングアルゴリズムは、適切なＣＰＵによりオンデマンドに計算されうる数学的な関数として表現される。その替わりに、例えば、ルックアップ座標変数の関数（αが高度勾配の角度であり、ｈが現在の標高（高度）であり、ｚがズームアウトレベル（表示スケール）である）のような、予め計算された値を含む関数マップが提供されてもよい。このような予め計算された関数マップは、地図表示装置内に提供されるか、又はデジタル地図２０（図２の２０ｃに示される）を表現するデータの不可欠な部分として内蔵されるかする。
【００２６】
図６〜８は、好適な実施形態の技術を実現するための異なる種類の装置を示している。図６は、携帯型のＰＮＤ５０を示し、図７は、車載使用に適したＰＮＤ５２を示す。ＰＮＤｓ５０及び５２は、一般に、半導体、磁気メモリ媒体の少なくともいずれかを用いてデジタル地図２０を格納する。ＰＮＤｓ５０及び５２は、一般に、ソフトウェアの実行によりレンダリングモジュール２２を実現するローカルプロセッサを含む。図８は、ネットワークコンピュータシステム６０を示し、このシステム６０は、１又は複数のターミナル６４とネットワーク６６を介して通信するサーバ６２を含む。ネットワーク６６は、ローカルイントラネット、広範囲インターネット（例えば、ワールドワイドウェブ）の少なくともいずれかである。サーバ６２は、デジタル地図２０を格納し、ターミナル６４の要求に対応して、地図画像生成情報を供給する。ある形式においては、サーバ６２は、既にレンダリングされたイメージを表示用ターミナル６４に提供するために、地図レンダリングモジュール２２の関数を含み、画像計算を実行してもよい。他の形式においては、ターミナル６４は、地図レンダリングモジュール２２の関数を含み、サーバ６２から受信したレンダリングされていない情報に基づいて画像計算を実行してもよい。また代替として、サーバ処理及びローカルターミナル処理の両方を含むために、地図レンダリングモジュール２２の関数が、サーバ６２とターミナル６４との間で分割されていてもよい。
【００２７】
種々の側面を有する本発明の実施形態が上記に記載されていたが、本発明の範囲は、特にこの構成に限定されず、アレンジや修正、代替全てを包含して含み、添付の請求項の範囲内に留まる。
【００２８】
なお、添付の請求項は、ここに記載した特定の特徴の組み合わせを着想するが、本発明の範囲は、添付された請求項の特定の組み合わせに限定されない。しかし、その代わりに、特徴又は実施形態の任意の組み合わせがなされてもよい。ここに添付した請求項においては、具体的な組み合わせが列挙されていようとそうでなくてもよい。
【図１】
2010515941.tif 000009
【図２】
2010515941.tif 000010
【図３】
2010515941.tif 000011
【図４】
2010515941.tif 000012
【図５ａ】
2010515941.tif 000013
【図５ｂ】
2010515941.tif 000014
【図５ｃ】
2010515941.tif 000015
【図５ｄ】
2010515941.tif 000016
【図５ｅ】
2010515941.tif 000017
【図５ｆ】
2010515941.tif 000018
【図６】
2010515941.tif 000019
【図７】
2010515941.tif 000020
【図８】
2010515941.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成21年8月27日(2009.8.27)
【手続補正１】
【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】
デジタル地図情報から生成された表示画像をレンダリングする方法であって、
前記デジタル地図情報（２０）からの高度情報（２０ａ）を判定するステップと、
前記表示画像に関する表示スケール情報（２８）を判定するステップと、
前記表示画像内の画素に適用するためのシェーディング値を判定するステップと（２２）、
画素シェーディングにより高度情報を表現する表示（２４）を生成するため、前記表示画像内の前記画素各々に前記シェーディング値を適用するステップと
を含み、
前記シェーディング値は、
前記高度情報及び前記表示スケール情報の関数に比例し、
前記表示は、
表示スケールとともに変化する画素シェーデングにより高度情報を表現するために生成される
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記シェーデング値を判定するステップ（２２）は、
各シェーデング関数の相対的な寄与を判定するための少なくとも１つの重み係数に従って、第１及び第２のシェーディング関数を組み合わせるステップ
を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つの重み係数は、
前記表示スケール情報に応じて変化する
ことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記第１のシェーディング関数は、
小さな表示スケール画像に対して適したシェーディング形式を生成する関数である
ことを特徴とする請求項２又は３記載の方法。
【請求項５】
前記第１のシェーディング関数は、
絶対的な高度に応じて変化する関数である
ことを特徴とする請求項２から４いずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記第２のシェーディング関数は、
大きな表示スケールに対して適したシェーディング形式を生成する関数である
ことを特徴とする請求項２から５いずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記第２のシェーディング関数は、
高度勾配に応じて変化する関数である
ことを特徴とする請求項２から６いずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記シェーディング値を判定するステップは、
以下に示されるシェーディングアルゴリズムを使用する
2010515941.tif 000022
ｐは、画素に適用される前記シェーデング値であり、
ｚは、表示スケールに応じたパラメータであり、
ｌ（ｚ）は、前記表示スケールとともに、区間[０，１]内で変化する重み係数であり、
αは、高度勾配であり、
ｈは、絶対的な高度であり、
Ｐｓｌｏｐｅは、高度勾配とともに変化するシェーディング関数であり、
Ｐｈｅｉｇｈｔは、絶対的な高度とともに変化するシェーディング関数であり、
Ｗ１及びＷ２は、一定値である
ことを特徴とする請求項２から７いずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記重み係数の少なくとも１つは、
０及び１の値の間を斬近に変化し、前記値の一つは、相対的に大きな表示スケールに対応し、もう一方の値は、相対的に小さな表示スケールに対応する
ことを特徴とする請求項２から８いずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記重み係数の少なくとも１つは、
前記表示スケール情報の連続的な関数に比例する
ことを特徴とする請求項２から９いずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記重み係数の少なくとも１つは、
連続的な第１及び第２のベジェ曲線により表現される関数に比例する
ことを特徴とする請求項２から１０いずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記高度情報は、
絶対的な高度、高度勾配、第１の高度シェーディング関数を表現する第１のシェーディング情報、第２の高度シェーディング関数を表現する第２のシェーディング情報、から選択された情報の項目を少なくとも１つ含む
ことを特徴とする請求項２から１１いずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
プロセッサによりコンピュータプログラムが実行されると、該コンピュータプログラムが該プロセッサに請求項１から１２いずれか１項に記載の方法を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１４】
デジタル地図情報から生成された表示画像をレンダリングする装置であって、
請求項１から１２いずれか１項に記載の方法を実行することを特徴とする装置。
【請求項１５】
デジタル地図（２４）を格納する記録媒体であって、
前記デジタル地図は、
前記デジタル地図の第１の領域内のポイントに関する第１の高度情報（２０ａ）と、
前記デジタル地図の第１の領域に関する第２の高度情報（２０ｂ）と
を含み、
前記第２の高度情報（２０ｂ）は、前記第１の高度情報（２０ａ）と異なっており、
前記第１の高度情報（２０ａ）及び前記第２の高度情報（２０ｂ）は、
異なる表示スケールにおける前記デジタル地図の前記第１の領域をレンダリング表示するための第１及び第２の異なるシェーディングパターン各々を生成するための値を表現する、
ことを特徴とする記録媒体。
【国際調査報告】
2010515941.tif 000023
2010515941.tif 000024
2010515941.tif 000025