(57)【要約】【課題】小さなサイズのメモリでも切れ目のない３次元グラフィックをディスプレイ可能にする。【解決手段】３次元グラフィックデータを保存するメモリ１２０と、移動体の位置及び動き情報を利用して、一定時間が経過したディスプレイ時点の移動体の位置の候補領域を予測する予測部１００と、予測された移動体の位置の候補領域に該当する３次元グラフィックデータをメモリにローディングさせるローディング部１１０と、メモリ１２０にローディングされた３次元グラフィックデータのうち、ディスプレイ時点の移動体の位置の周辺領域に該当するデータをレンダリングするレンダリング部１３０と、レンダリングされたデータをディスプレイするディスプレイ部１４０と、を備える。【選択図】図１
2007004799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元グラフィックデータを入力されて、移動体の周辺の領域をディスプレイする３次元グラフィックディスプレイ方法において、
予測部が、前記移動体の位置及び動き情報を利用して、一定時間が経過したディスプレイ時点の移動体の位置の候補領域を予測する予測ステップと、
ローディング部が、前記予測された移動体の位置の候補領域に該当する３次元グラフィックデータをメモリにローディングさせるローディングステップと、
レンダリング部が、前記メモリにローディングされた３次元グラフィックデータのうち、前記ディスプレイ時点の移動体の位置の周辺領域に該当するデータをレンダリングし、ディスプレイ部が、このレンダリングしたデータに基づき、前記移動体の周辺の領域をディスプレイするディスプレイステップと、
を含むことを特徴とする３次元グラフィックディスプレイ方法。
【請求項２】
前記移動体の位置の候補領域は、
前記移動体の現在位置、移動速度及び移動方向を利用して予測されることを特徴とする請求項１に記載の３次元グラフィックディスプレイ方法。
【請求項３】
前記移動体の位置の候補領域は、
前記移動体の現在位置、前記ディスプレイ時点で前記移動体が位置できる最も右側の位置、前記ディスプレイ時点で前記移動体が位置できる最も左側の位置及びディスプレイされる領域のサイズを利用して予測されることを特徴とする請求項１に記載の３次元グラフィックディスプレイ方法。
【請求項４】
前記予測ステップは、
ブロック分割部が、前記３次元グラフィックデータを複数のブロックに分割するブロック分割ステップと、
領域予測部が、前記移動体の位置及び動き情報を利用して、前記ディスプレイ時点で移動体が位置する可能性がある領域を予測する領域予測ステップと、
ブロック抽出部が、前記分割された複数のブロックのうち、前記予測された領域に該当するブロックを前記移動体の位置の候補領域に抽出するブロック抽出ステップと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の３次元グラフィックディスプレイ方法。
【請求項５】
前記ブロック抽出ステップは、
前記ブロックのうち、バウンディングボックスが前記予測された領域の境界線上に位置するブロックを前記移動体の位置の候補領域に抽出することを特徴とする請求項４に記載の３次元グラフィックディスプレイ方法。
【請求項６】
前記ブロック抽出ステップは、
前記ブロックのうち、中心点が前記予測された領域内に位置するブロックを前記移動体の位置の候補領域に抽出することを特徴とする請求項４に記載の３次元グラフィックディスプレイ方法。
【請求項７】
３次元グラフィックデータを入力されて、移動する車両周辺の領域をディスプレイする３次元グラフィックディスプレイ方法において、
予測部が、前記車両の位置及び動き情報を利用して、一定時間が経過したディスプレイ時点の車両の位置の候補領域を予測する予測ステップと、
ローディング部が、前記予測された車両の位置の候補領域に該当する３次元グラフィックデータをメモリにローディングさせるローディングステップと、
レンダリング部が、前記メモリにローディングされた３次元グラフィックデータのうち、前記ディスプレイ時点の車両の位置の周辺領域に該当するデータをレンダリングして、ディスプレイ部が、このレンダリングされたデータに基づきディスプレイするディスプレイステップと、
を含むことを特徴とする３次元グラフィックディスプレイ方法。
【請求項８】
前記車両の位置の候補領域は、
前記車両の現在位置、移動速度及び移動方向を利用して予測されることを特徴とする請求項７に記載の３次元グラフィックディスプレイ方法。
【請求項９】
前記車両の位置の候補領域は、
前記ディスプレイ時点で前記車両が移動できる最も右側の位置、前記ディスプレイ時点で前記車両が位置できる最も左側の位置、前記車両が現在と同じ状態で移動する場合、前記ディスプレイ時点での位置及びディスプレイされる領域のサイズを利用して予測されることを特徴とする請求項７に記載の３次元グラフィックディスプレイ方法。
【請求項１０】
前記最も右側の位置は、
前記車両のステアリングホイールが右側に回転できる最大角速度を利用して計算されることを特徴とする請求項９に記載の３次元グラフィックディスプレイ方法。
【請求項１１】
前記最も左側の位置は、
前記車両のステアリングホイールが左側に回転できる最大角速度を利用して計算されることを特徴とする請求項９に記載の３次元グラフィックディスプレイ方法。
【請求項１２】
前記車両の現在と同じ状態は、
前記車両のステアリングホイールの回転角が現在のステアリングホイールの回転角と同じ状態であることを特徴とする請求項９に記載の３次元グラフィックディスプレイ方法。
【請求項１３】
前記予測ステップは、
次の式（１）を利用して現在からｔ秒が経過した後の前記車両の位置を計算して、前記車両の位置の候補領域を予測することを特徴とする請求項７に記載の３次元グラフィックディスプレイ方法：
【数１】
2007004799.tif 000005
式（１）で、ｖは、前記車両の移動速度であり、前記ｙ（ｔ）は、前記移動速度方向の車両移動距離であり、前記ｘ（ｔ）は、前記ｙ（ｔ）と垂直方向の車両移動距離であり、ωは、前記車両の回転角速度である。
【請求項１４】
前記予測ステップは、
ブロック分割部が、前記３次元グラフィックデータを複数のブロックに分割するブロック分割ステップと、
領域予測部が、前記車両の位置及び動き情報を利用して、前記ディスプレイ時点で車両が位置する可能性がある領域を予測する領域予測ステップと、
ブロック抽出部が、前記分割された複数のブロックのうち、前記予測された領域に該当するブロックを前記車両の位置の候補領域に抽出するブロック抽出ステップと、
を含むことを特徴とする請求項７に記載の３次元グラフィックディスプレイ方法。
【請求項１５】
前記ブロック抽出ステップは、
前記ブロックのうち、バウンディングブロックが前記予測された領域の境界線上に位置するブロックを前記車両の位置の候補領域に抽出することを特徴とする請求項１４に記載の３次元グラフィックディスプレイ方法。
【請求項１６】
前記ブロック抽出ステップは、
前記ブロックのうち、中心点が前記予測された領域内に位置するブロックを前記車両の位置の候補領域に抽出することを特徴とする請求項１４に記載の３次元グラフィックディスプレイ方法。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載の３次元グラフィックディスプレイ方法をコンピュータに実行させるための３次元グラフィックディスプレイプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【請求項１８】
３次元グラフィックデータを入力されてメモリにローディングした後、前記ローディングされたデータのうち、移動体周辺領域に該当するデータをレンダリングして３次元グラフィックディスプレイする装置において、
３次元グラフィックデータを保存するメモリと、
前記移動体の位置及び動き情報を利用して、一定時間が経過したディスプレイ時点の移動体の位置の候補領域を予測する予測部と、
前記予測された移動体の位置の候補領域に該当する３次元グラフィックデータを前記メモリにローディングさせるローディング部と、
前記メモリにローディングされた３次元グラフィックデータのうち、前記ディスプレイ時点の移動体の位置の周辺領域に該当するデータをレンダリングするレンダリング部と、
前記レンダリングされたデータをディスプレイするディスプレイ部と、
を備えることを特徴とする３次元グラフィックディスプレイ装置。
【請求項１９】
前記移動体の位置の候補領域は、
前記移動体の現在位置、移動速度及び移動方向を利用して予測されることを特徴とする請求項１８に記載の３次元グラフィックディスプレイ装置。
【請求項２０】
前記移動体の位置の候補領域は、
前記移動体の現在位置、前記ディスプレイ時点で前記移動体が位置できる最も右側の位置、前記ディスプレイ時点で前記移動体が位置できる最も左側の位置及びディスプレイされる領域のサイズを利用して予測されることを特徴とする請求項１８に記載の３次元グラフィックディスプレイ装置。
【請求項２１】
前記予測部は、
前記３次元グラフィックデータを複数のブロックに分割するブロック分割部と、
前記移動体の位置及び動き情報を利用して、前記ディスプレイ時点で移動体が位置できる領域を予測する領域予測部と、
前記分割された複数のブロックのうち、前記予測された領域に該当するブロックを前記移動体の位置の候補領域に抽出するブロック抽出部と、
を備えることを特徴とする請求項１８に記載の３次元グラフィックディスプレイ装置。
【請求項２２】
前記ブロック抽出部は、
前記ブロックのうち、バウンディングボックスが前記予測された領域の境界線上に位置するブロックを前記移動体の位置の候補領域に抽出することを特徴とする請求項２１に記載の３次元グラフィックディスプレイ装置。
【請求項２３】
前記ブロック抽出部は、
前記ブロックのうち、中心点が前記予測された領域内に位置するブロックを前記移動体の位置の候補領域に抽出することを特徴とする請求項２１に記載の３次元グラフィックディスプレイ装置。
【請求項２４】
３次元グラフィックデータを入力されてメモリにローディングした後、前記ローディングされたデータのうち、移動する車両の周辺領域に該当するデータをレンダリングしてディスプレイする３次元グラフィックディスプレイ装置において、
３次元グラフィックデータを保存するメモリと、
前記車両の位置及び動き情報を利用して、一定時間が経過したディスプレイ時点の車両の位置の候補領域を予測する予測部と、
前記予測された車両の位置の候補領域に該当する３次元グラフィックデータを前記メモリにローディングするローディング部と、
前記メモリにローディングされた３次元グラフィックデータのうち、前記ディスプレイ時点の車両の位置の周辺領域に該当するデータをレンダリングするレンダリング部と、
前記レンダリングされたデータをディスプレイするディスプレイ部と、
を備えることを特徴とする３次元グラフィックディスプレイ装置。
【請求項２５】
前記車両の位置の候補領域は、
前記車両の現在位置、移動速度及び移動方向を利用して予測されることを特徴とする請求項２４に記載の３次元グラフィックディスプレイ装置。
【請求項２６】
前記車両の位置の候補領域は、前記ディスプレイ時点で前記車両が移動できる最も右側の位置、前記ディスプレイ時点で前記車両が位置できる最も左側の位置、前記車両が現在と同じ状態で移動する場合、前記ディスプレイ時点での位置及びディスプレイされる領域のサイズを利用して予測されることを特徴とする請求項２４に記載の３次元グラフィックディスプレイ装置。
【請求項２７】
前記最も右側の位置は、
前記車両のステアリングホイールが右側に回転できる最大角速度を利用して計算されることを特徴とする請求項２６に記載の３次元グラフィックディスプレイ装置。
【請求項２８】
前記最も左側の位置は、
前記車両のステアリングホイールが左側に回転できる最大角速度を利用して計算されることを特徴とする請求項２６に記載の３次元グラフィックディスプレイ装置。
【請求項２９】
前記車両の現在と同じ状態は、
前記車両のステアリングホイールの回転角が現在のステアリングホイールの回転角と同じ状態であることを特徴とする請求項２６に記載の３次元グラフィックディスプレイ装置。
【請求項３０】
前記予測部は、
次の式（２）を利用して現在からｔ秒が経過した後の前記車両の位置を計算して、前記車両の位置の候補領域を予測することを特徴とする請求項２４に記載の３次元グラフィックディスプレイ装置。
【数２】
2007004799.tif 000006
式（２）で、ｖは、前記車両の移動速度であり、前記ｙ（ｔ）は、前記移動速度方向への車両の移動距離で、前記ｘ（ｔ）は、前記ｙ（ｔ）と垂直方向の車両の移動距離であり、ωは、前記車両の回転角速度である。
【請求項３１】
前記予測部は、
前記３次元グラフィックデータを複数のブロックに分割するブロック分割部と、
前記車両の位置及び動き情報を利用して、前記ディスプレイ時点で車両が位置できる領域を予測する領域予測部と、
前記分割された複数のブロックのうち、前記予測された領域に該当するブロックを前記車両の位置の候補領域に抽出するブロック抽出部と、
を備えることを特徴とする請求項２４に記載の３次元グラフィックディスプレイ装置。
【請求項３２】
前記ブロック抽出部は、
前記ブロックのうち、バウンディングブロックが前記予測された領域の境界線上に位置するブロックを前記車両の位置の候補領域に抽出することを特徴とする請求項３１に記載の３次元グラフィックディスプレイ装置。
【請求項３３】
前記ブロック抽出部は、
前記ブロックのうち、中心点が前記予測された領域内に位置するブロックを前記車両の位置の候補領域に抽出することを特徴とする請求項３１に記載の３次元グラフィックディスプレイ装置。
【請求項３４】
移動体の周辺領域に該当する３次元グラフィックデータをディスプレイする３次元グラフィックディスプレイ装置において、
前記移動体の位置及び動き情報を利用して、一定時間が経過した後であるディスプレイ時点の移動体の位置の候補領域を予測する予測部と、
前記予測された移動体の位置の候補領域を含む領域の３次元グラフィックデータのうち、前記予測された移動体の位置候補領域に該当する３次元グラフィックデータを識別する識別部と、
前記識別された３次元グラフィックデータのうち、前記ディスプレイ時点の移動体の位置の周辺領域に該当するデータをレンダリングするレンダリング部と、
前記レンダリングされたデータをディスプレイするディスプレイ部と、
を備えることを特徴とする３次元グラフィックディスプレイ装置。
【請求項３５】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載の３次元グラフィックディスプレイ方法をコンピュータに実行させることを特徴とした３次元グラフィックディスプレイプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元グラフィックをディスプレイ（表示）する３次元グラフィックディスプレイ方法、３次元グラフィックディスプレイ装置、３次元グラフィックディスプレイプログラム及び３次元グラフィックディスプレイプログラムを記録した記録媒体に係り、特に、車両用ナビゲーションまたは３次元ゲームなどで、車両のような移動体の位置によってその周辺領域を３次元グラフィックとしてディスプレイする３次元グラフィックディスプレイ方法、３次元グラフィックディスプレイ装置、３次元グラフィックディスプレイプログラム及び３次元グラフィックディスプレイプログラムを記録した記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、道路上の車両の増加は、非常に大きな交通混雑をもたらしている。このような交通混雑を解決するための方法として、車両航法システム、すなわち、ナビゲーションが開発されている。このようなナビゲーションシステムの基本的な機能は、運行中である車両の位置を追跡して、車両周辺の領域を道路地図上に正確に表示することであり、付随的な機能としては、他の道路の交通状況の提供、ガソリンスタンドなどについての情報の提供などがある。
【０００３】
しかし、運転手がナビゲーションシステムの地図上で所望の位置を探しやすくなければならない。つまり、ナビゲーションシステムの地図を立体的に表示することが求められる。なぜなら、高速で車両を運行する場合に平面の地図を検索するよりは立体的に表示されている地図を検索する方が、ユーザは、所望の位置を探しやすく、ユーザに便利性及び安全性を提供できるからである。周囲の建物や地形などの地形地物が立体的に見られる場合、直観的にそれを認識できるので、便利性及び安全性が提供されうる。
【０００４】
３次元グラフィックデータを画面に出力する装置において使用される３次元グラフィックデータとしては、標準技術であるＶＲＭＬ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｒｅａｌｉｔｙ  Ｍｏｄｅｌｉｎｇ  Ｌａｎｇｕａｇｅ）、ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔ  Ｇｒｏｕｐ）、及び一般商用プログラムが定義するファイルフォーマットを含む。３次元グラフィックデータは、３次元空間上に位置する物体の幾何学的な情報、例えば、物体を構成する３次元点の位置とこれらの連結情報、物体の物質情報、例えば、物体の質感、透明度、物体の色相、物体表面の光反射度、光源の位置と特性及びこのような情報の経時的な変化情報などを含む。
【０００５】
３次元グラフィックデータを入力されて画面にディスプレイする一般的な方法として、３次元グラフィックデータをメモリにローディングした後、メモリにローディングされたデータのうち、画面にディスプレイされる領域に該当するデータをレンダリングしてディスプレイする。
【０００６】
移動体の移動によって変化する周辺領域の３次元グラフィックをディスプレイする第１の方法として、全体領域の３次元グラフィックデータを何れもメモリにローディングしておいた後、ディスプレイ時、移動体の位置を入力されて、メモリにローディングされたデータのうち、位置の周辺領域のデータをレンダリングしてディスプレイする。
【０００７】
しかし、第１の方法の場合、３次元グラフィックデータのサイズが非常に大きいため、ディスプレイ装置に備えられるメモリのサイズが非常に大きくなって、生産コスト及び装置のサイズが増加するという問題があった。
【０００８】
移動体の移動によって変化する周辺領域の３次元グラフィックをディスプレイする第２の方法として、ディスプレイ時、移動体の位置を入力して、移動体の位置の周辺領域のデータをメモリにローディングした後、メモリにローディングされたデータをレンダリングしてディスプレイする。
【０００９】
しかし、第２の方法による場合、３次元グラフィックデータのメモリへのローディングに時間がかかって、ディスプレイされる３次元グラフィックがリアルタイムで切れ目なしにディスプレイされ難いという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が解決しようとする技術的課題は、移動体の移動によって変化する周辺領域の３次元グラフィックをディスプレイする３次元グラフィックディスプレイ装置、３次元グラフィックディスプレイ方法、３次元グラフィックディスプレイプログラム及び３次元グラフィックディスプレイプログラムを記録した記録媒体において、ディスプレイ時点での移動体の位置可能な領域をあらかじめ予測し、この予測した領域の３次元グラフィックデータのみをメモリにローディングして小さなサイズのメモリでも切れ目のない３次元グラフィックをディスプレイ可能にする３次元グラフィックディスプレイ装置、３次元グラフィックディスプレイ方法、３次元グラフィックディスプレイプログラム及び３次元グラフィックディスプレイプログラムを記録した記録媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するための本発明による３次元グラフィックディスプレイ方法は、前記移動体の位置及び動き情報を利用して、一定時間が経過したディスプレイ時点の移動体の位置の候補領域を予測するステップと、前記予測された移動体の位置の候補領域に該当する３次元グラフィックデータをメモリにローディングするステップと、前記メモリにローディングされた３次元グラフィックデータのうち、前記ディスプレイ時点の移動体の位置の周辺領域に該当するデータをレンダリングしてディスプレイするステップと、を含むことを特徴とする。
【００１２】
望ましくは、前記移動体の位置の候補領域は、前記移動体の現在位置、移動速度及び移動方向を利用して予測される。
【００１３】
前記移動体の位置の候補領域は、前記移動体の現在位置、前記ディスプレイ時点で前記移動体が位置できる最大右側位置、前記ディスプレイ時点で前記移動体が位置できる最大左側位置及びディスプレイされる領域のサイズを利用して予測されることが望ましい。
【００１４】
望ましくは、前記予測ステップは、前記３次元グラフィックデータを複数のブロックに分割するステップと、前記移動体の位置及び動き情報を利用して、前記ディスプレイ時点で移動体が位置できる領域を予測するステップと、前記分割された複数のブロックのうち、前記予測された領域に該当するブロックを前記移動体の位置の候補領域に抽出するステップと、を含む。
【００１５】
前記抽出ステップは、前記ブロックのうち、バウンディングボックスが前記予測された領域の境界線上に位置するブロックを前記移動体の位置の候補領域に抽出することが望ましい。
【００１６】
望ましくは、前記抽出ステップは、前記ブロックのうち、中心点が前記予測された領域内に位置するブロックを前記移動体の位置の候補領域に抽出する。
【００１７】
前記課題を解決するための本発明による他の３次元グラフィックディスプレイ方法は、前記車両の位置及び動き情報を利用して、一定時間が経過したディスプレイ時点の車両の位置の候補領域を予測するステップと、前記予測された車両の位置の候補領域に該当する３次元グラフィックデータをメモリにローディングするステップと、前記メモリにローディングされた３次元グラフィックデータのうち、前記ディスプレイ時点の車両の位置の周辺領域に該当するデータをレンダリングしてディスプレイするステップと、を含むことを特徴とする。
【００１８】
望ましくは、前記車両の位置の候補領域は、前記車両の現在位置、移動速度及び移動方向を利用して予測される。
【００１９】
前記車両の位置の候補領域は、前記ディスプレイ時点で前記車両が移動できる最大右側位置、前記ディスプレイ時点で前記車両が位置できる最大左側位置、前記車両が現在と同じ状態で移動する場合、前記ディスプレイ時点での位置及びディスプレイされる領域のサイズを利用して予測されることが望ましい。
【００２０】
望ましくは、前記最大右側位置は、前記車両のステアリングホイールが右側に回転できる最大角速度を利用して計算され、前記最大左側位置は、前記車両のステアリングホイールが左側に回転できる最大角速度を利用して計算されることが望ましい。
【００２１】
前記車両の現在と同じ状態は、前記車両のステアリングホイールの回転角が現在のステアリングホイールの回転角と同じ状態であることが望ましい。
【００２２】
望ましくは、前記予測ステップは、前記３次元グラフィックデータを複数のブロックに分割するステップと、前記車両の位置及び動き情報を利用して、前記ディスプレイ時点で車両が位置できる領域を予測するステップと、前記分割された複数のブロックのうち、前記予測された領域に該当するブロックを前記車両の位置の候補領域に抽出するステップと、を含む。
【００２３】
望ましくは、前記抽出ステップは、前記ブロックのうち、バウンディングブロックが前記予測された領域の境界線上に位置するブロックを前記車両の位置の候補領域に抽出するか、または前記ブロックのうち、中心点が前記予測された領域内に位置するブロックを前記車両の位置の候補領域に抽出することが望ましい。
【００２４】
前記課題を解決するための本発明による３次元グラフィックディスプレイ装置は、３次元グラフィックデータを保存するメモリと、前記移動体の位置及び動き情報を利用して、一定時間が経過したディスプレイ時点の移動体の位置の候補領域を予測する予測部と、前記予測された移動体の位置の候補領域に該当する３次元グラフィックデータを前記メモリにローディングするローディング部と、前記メモリにローディングされた３次元グラフィックデータのうち、前記ディスプレイ時点の移動体の位置の周辺領域に該当するデータをレンダリングするレンダリング部と、前記レンダリングされたデータをディスプレイするディスプレイ部と、を備えることを特徴とする。
【００２５】
望ましくは、前記移動体の位置の候補領域は、前記移動体の現在位置、移動速度及び移動方向を利用して予測される。
【００２６】
前記移動体の位置の候補領域は、前記移動体の現在位置、前記ディスプレイ時点で前記移動体が位置できる最大右側位置、前記ディスプレイ時点で前記移動体が位置できる最大左側位置及びディスプレイされる領域のサイズを利用して予測されることが望ましい。
【００２７】
望ましくは、前記予測部は、前記３次元グラフィックデータを複数のブロックに分割するブロック分割部と、前記移動体の位置及び動き情報を利用して、前記ディスプレイ時点で移動体が位置できる領域を予測する領域予測部と、前記分割された複数のブロックのうち、前記予測された領域に該当するブロックを前記移動体の位置の候補領域に抽出するブロック抽出部と、を備える。
【００２８】
前記ブロック抽出部は、前記ブロックのうち、バウンディングボックスが前記予測された領域の境界線上に位置するブロックを前記移動体の位置の候補領域に抽出するか、または前記ブロックのうち、中心点が前記予測された領域内に位置するブロックを前記移動体の位置の候補領域に抽出することが望ましい。
【００２９】
前記課題を解決するための本発明による他の３次元グラフィックディスプレイ装置は、３次元グラフィックデータを保存するメモリと、前記車両の位置及び動き情報を利用して、一定時間が経過したディスプレイ時点の車両の位置の候補領域を予測する予測部と、前記予測された車両の位置の候補領域に該当する３次元グラフィックデータを前記メモリにローディングするローディング部と、前記メモリにローディングされた３次元グラフィックデータのうち、前記ディスプレイ時点の車両の位置の周辺領域に該当するデータをレンダリングするレンダリング部と、前記レンダリングされたデータをディスプレイするディスプレイ部と、を備えることを特徴とする。
【００３０】
望ましくは、前記車両の位置の候補領域は、前記車両の現在位置、移動速度及び移動方向を利用して予測される。
【００３１】
前記車両の位置の候補領域は、前記ディスプレイ時点で前記車両が移動できる最大右側位置、前記ディスプレイ時点で前記車両が位置できる最大左側位置、前記車両が現在と同じ状態で移動する場合、前記ディスプレイ時点での位置及びディスプレイされる領域のサイズを利用して予測されることが望ましい。
【００３２】
望ましくは、前記最大右側位置は、前記車両のステアリングホイールが右側に回転できる最大角速度を利用して計算され、前記最大左側位置は、前記車両のステアリングホイールが左側に回転できる最大角速度を利用して計算されることが望ましい。
【００３３】
前記車両の現在と同じ状態は、前記車両のステアリングホイールの回転角が現在のステアリングホイールの回転角と同じ状態であることが望ましい。
【００３４】
望ましくは、前記予測部は、前記３次元グラフィックデータを複数のブロックに分割するブロック分割部と、前記車両の位置及び動き情報を利用して、前記ディスプレイ時点で車両が位置できる領域を予測する領域予測部と、前記分割された複数のブロックのうち、前記予測された領域に該当するブロックを前記車両の位置の候補領域に抽出するブロック抽出部と、を備える。
【００３５】
前記ブロック抽出部は、前記ブロックのうち、バウンディングブロックが前記予測された領域の境界線上に位置するブロックを前記車両の位置の候補領域に抽出するか、または前記ブロックのうち、中心点が前記予測された領域内に位置するブロックを前記車両の位置の候補領域に抽出することが望ましい。
【００３６】
前記３次元グラフィックディスプレイ方法は、望ましくは、コンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体として具現できる。
【００３７】
前記課題を達成するために、移動体の周辺領域に該当する３次元グラフィックデータをディスプレイする本発明によるディスプレイ装置は、前記移動体の位置及び動き情報を利用して、一定時間が経過した後であるディスプレイ時点の移動体の位置の候補領域を予測する予測部と、前記予測された移動体の位置の候補領域を含む領域の３次元グラフィックデータのうち、前記予測された移動体の位置候補領域に該当する３次元グラフィックデータを識別する識別部と、前記識別された３次元グラフィックデータのうち、前記ディスプレイ時点の移動体の位置の周辺領域に該当するデータをレンダリングするレンダリング部と、前記レンダリングされたデータをディスプレイするディスプレイ部と、を備えることが望ましい。
【発明の効果】
【００３８】
本発明による３次元ディスプレイ装置、３次元グラフィックディスプレイ方法、３次元グラフィックディスプレイプログラム及び３次元グラフィックディスプレイプログラムを記録した記録媒体によれば、車両用ナビゲーションまたは３次元ゲームで、移動体の移動による周辺地形を３次元グラフィックにディスプレイしようとする場合、現在の移動体の位置及び動き情報を利用して、次のディスプレイする時点で移動体が位置する可能性がある領域を予測した後、予測した領域に該当する３次元グラフィックデータのみをメモリにローディングしてレンダリングすることによって、小さなサイズのメモリを利用して３次元グラフィックを切れ目なしに効果的にディスプレイできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、添付した図面を参照しつつ、発明を実施するための最良の形態に係る３次元グラフィックディスプレイ装置及び３次元グラフィックディスプレイ方法について詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る３次元グラフィックディスプレイ装置についての第１実施形態を示すブロック図である。図１に示す３次元ディスプレイ装置は、予測部１００、ローディング部１１０、メモリ１２０、レンダリング部１３０及びディスプレイ部１４０を備えてなる。図１に示した３次元ディスプレイ装置の動作を、図２に示した３次元グラフィックディスプレイ方法を示すフローチャートと関連付けて説明する。ここで、図２は、実施形態に係る３次元グラフィックディスプレイ方法についての第１実施形態を示すフローチャートである。
【００４０】
予測部１００は、移動体の現在位置及び移動体の動き情報、例えば、移動体の速度、移動方向、現在状態で左右に移動方向を変更できる角度を利用して、次にディスプレイする時点で移動体が位置する可能性がある候補領域を予測する（ステップ２００）。
【００４１】
ローディング部１１０は、全体領域についての３次元グラフィックデータのうち、移動体が位置すると予想された候補領域に該当するデータのみをメモリ１２０にローディングさせる（ステップ２１０）。
【００４２】
ディスプレイ時点になれば、レンダリング部１３０は、移動体の現在位置を入力して、メモリにローディングされたデータのうち、入力された位置周辺のディスプレイされる領域に該当するデータをレンダリングする（ステップ２２０）。
移動体の位置周辺のディスプレイされる領域は、移動体の位置を利用して計算されうるように、そのサイズ、形態及び移動体の位置との関係があらかじめ設定されていることが望ましい。
【００４３】
ディスプレイ部１４０は、レンダリング部１３０からレンダリングされた３次元グラフィックデータを入力されて画面にディスプレイする（ステップ２３０）。
【００４４】
図３は、移動体の位置の候補領域に該当するデータをメモリにローディングした後、レンダリングする方法を説明するために図面である。
図３に示すように、予測部１００（図１参照）が全体領域のうち、３００領域をディスプレイ時点での移動体が位置する可能性がある候補領域と予測すれば、ローディング部１１０（図１参照）は、３００領域に該当する３次元グラフィックデータをメモリ１２０（図１参照）にローディングさせる。ディスプレイ時点になって、レンダリング部１３０（図１参照）が移動体の位置３１０を入力されれば、入力された位置３００によってディスプレイされる領域と決まった３２０領域に該当するデータをレンダリングする。３２０領域で表示された三角形の領域は、ディスプレイ領域の一実施形態であって、図示したように、移動体の位置を一つの頂点として移動体の移動方向に残りの二つの頂点を有する形態である。
【００４５】
以下では、図４ないし図９を参照して、本実施形態に係る３次元グラフィックディスプレイ方法についてさらに具体的に説明する。
【００４６】
図４は、本実施形態に係る３次元グラフィックディスプレイ装置についての第２実施形態を示すブロック図である。
図４に示す３次元グラフィックディスプレイ装置は、ブロック分割部４００、領域予測部４１０、ブロック抽出部４２０、ローディング部４３０、メモリ４４０、レンダリング部４５０及びディスプレイ部４６０を備えてなる。
【００４７】
図４に示す３次元グラフィックディスプレイ装置の動作を、図８に示した３次元グラフィックディスプレイ方法を示すフローチャートと関連付けて説明する。
ここで、図８は、実施形態に係る３次元グラフィックディスプレイ方法についての第２実施形態を示すフローチャートである。
【００４８】
ブロック分割部４００は、全体領域についての３次元グラフィックデータを複数のブロックに分割する（ステップ８００）。
ステップ８００で、分割したブロックがそれぞれ１つ以上のメッシュを含むように、ブロック分割部４００は、３次元グラフィックデータをメッシュ単位で分割することが望ましい。
【００４９】
領域予測部４１０は、移動体の現在位置及び動き情報、例えば、移動体の速度、移動方向、現在状態で左右に移動方向を変更できる角度などを利用して、次にディスプレイする時点である現在からｔ秒以後に移動体が位置できる候補領域を予測する（ステップ８１０）。
【００５０】
一方、第３実施形態に係る３次元グラフィックディスプレイ装置は、ブロック分割部（図示せず）、領域予測部（図示せず）、ブロック抽出部（図示せず）、識別部（図示せず）、レンダリング部（図示せず）及びディスプレイ部（図示せず）を備える。
【００５１】
ここで、ブロック分割部（図示せず）、領域予測部（図示せず）、ブロック抽出部（図示せず）及びディスプレイ部（図示せず）は、第２実施形態に係る３次元グラフィックディスプレイ装置のブロック分割部４００、領域予測部４１０、ブロック抽出部４２０、ディスプレイ部４６０と同じである。但し、識別部（図示せず）は、領域予測部（図示せず）で予測された移動体の位置候補領域を備える領域の３次元グラフィックデータのうち、その予測された移動体の位置候補領域に該当する３次元グラフィックデータを識別する。また、レンダリング部（図示せず）は、識別部（図示せず）で識別された３次元グラフィックデータのうち、ディスプレイ時点の移動体の位置の周辺領域に該当するデータをレンダリングする。
【００５２】
図５は、移動する車両の移動経路を予測する方法を説明するための図面である。
図５に示すように、車両が現在位置５００でｖの速度でステアリングホイールを左側に回転させた状態で移動している場合である。車両のステアリングホイールが左側に回転された状態であるので、車両は、移動速度方向に垂直する求心力（ａ）によって移動経路が左側方向に曲線を描く。したがって、現在ステアリングホイールの回転角度を維持して移動する場合、前記車両は、ｔ秒後に５１０で表示された地点に移動する。また、ステアリングホイールが左側にさらに回転しつつ車両が移動する場合には、車両は、位置５００と位置５１０を通る移動経路より左側方向にさらに急な曲線を描きつつ移動する。そして、ステアリングホイールが右側に回転しつつ車両が移動する場合には、車両は、位置５００と位置５１０を通る移動経路より右側方向に曲線を描きつつ移動する。
【００５３】
図５に示した５２０地点への移動経路は、車両の現在状態で最も左側方向に移動できる経路であり、５２０地点は、車両がｔ秒後に位置する可能性がある最も左側の地点である。５２０地点への車両移動経路は、車両のステアリングホイールが左側方向に回転できる最大角速度を利用して計算できる。
【００５４】
図５に示した５３０地点への移動経路は、車両の現在状態で最も右側の方向に移動できる経路であり、５２０地点は、車両がｔ秒後に位置できる最も右側の地点である。５３０地点への車両移動経路は、車両のステアリングホイールが右側方向に回転できる最大角速度を利用して計算できる。
【００５５】
図５に示すように、ｔ秒後に車両が位置できる最も左側の位置、最も右側の位置及び現在状態（動き情報に変化がない場合）で移動する場合の位置が計算されれば、ｔ秒後に車両は、５２０地点に向かう曲線と５３０地点に向かう曲線との間に位置する。
【００５６】
以下では、ｔ秒後に車両が位置する地点を計算する方法についてさらに具体的に説明する。車両が位置している地点を原点（０，０）と仮定し、車両の現在移動速度方向をｙ軸とすれば、求心力を受けつつ移動する車両のｔ秒後の位置は、次の式（３）のように計算される。
【００５７】
【数３】
2007004799.tif 000003
【００５８】
式（３）で、Ｒは、車両の回転半径であり、ωは、車両の回転角速度である。車両の回転半径Ｒ、回転角速度ω及び車両の移動速度ｖは、ｖ＝ωＲの関係を有する。したがって、式（３）は、次の式（４）の通りである。
【００５９】
【数４】
2007004799.tif 000004
【００６０】
車両の回転角速度ωは、運転手が車両のステアリングホイールを回転させる程度によって変わる値であって、一定の範囲を有する。したがって、ωの範囲を−ＢからＢまであると仮定すれば、ωが−ＢからＢまでの値を有するとき、式（４）のｘ（ｔ）が有しうる値の範囲を求めれば、ｔ秒後の車両の最も右側の位置と最も左側の位置とを求めることができる。
【００６１】
図６Ａ及び図６Ｂは、前記方法によって予測された車両のｔ秒後の移動位置によって、車両の位置の候補領域を決定する方法についての実施形態を説明するための図面である。
図６Ａに示すように、車両の現在位置５００、現在状態で移動する場合のｔ秒後の車両の位置５１０、ｔ秒後の車両の最も左側の位置５２０及びｔ秒後の車両の最も右側の位置５３０それぞれに対して、前記地点での車両の移動方向に前記図３を参照して説明したディスプレイ領域３２０を形成させる。５１０、５２０、５３０地点に形成された三つのディスプレイ領域の三つの頂点６００，６１０，６２０を連結する円弧６３０を形成する。車両の現在位置５００に形成されたディスプレイ領域３２０の左側頂点６４０とｔ秒後の車両が位置する可能性がある最も左側の位置５２０を連結する直線６５０を形成する。車両の現在の位置５００に形成されたディスプレイ領域３２０の右側頂点６６０とｔ秒後の車両が位置する可能性がある最も右側の位置５３０を連結する直線６７０を形成する。図６に示すように、この形成されたディスプレイ領域、すなわち、円弧６３０及び二つの直線６５０，６７０で取り囲まれた領域を、ｔ秒後に車両の位置の候補領域と予測することが望ましい。
【００６２】
図８に戻って説明を続ける。
ブロック抽出部４２０は、ブロック分割部４００で分割されたブロックのうち、領域予測部４１０で予測したディスプレイ時点であるｔ秒後の移動体の位置の候補領域に該当するブロックを抽出する（ステップ８２０）。
【００６３】
図９は、ステップ８２０で移動体である車両の位置の候補領域に該当するブロックを抽出する方法についての実施形態を示すフローチャートである。
ブロック抽出方法を、図７Ａ、図７Ｂ及び図９を参照して説明する。
【００６４】
図９に示すように、ブロック抽出部４２０は、分割されたブロックのバウンディングボックスを検出する（ステップ９００）。
バウンディングボックスは、ブロックの外角に接する長方形であることが望ましい。
【００６５】
ブロック抽出部４２０は、検出されたブロックのバウンディングボックスと車両の位置の候補領域の境界線との間に交点があるか否かを確認する（ステップ９１０）。
確認結果、バウンディングボックスと候補領域の境界線との間に交点がある場合（ステップ９１０で「はい」）には、このブロックが車両の位置の候補領域に該当すると決定する（ステップ９４０）。
【００６６】
図７Ａに示したように、ブロック７１０のバウンディングボックス７２０と車両の位置の候補領域の境界線７００との間に交点７３０，７４０がある場合、このブロック７１０が車両の位置の候補領域に該当すると決定する。
【００６７】
確認結果、バウンディングボックスと候補領域の境界線との間に交点がない場合（ステップ９１０で「いいえ」）には、ブロックの中心点を検出する（ステップ９２０）。
ブロックの中心点が車両候補領域内に位置するか否かを確認する（ステップ９３０）。
【００６８】
確認結果、ブロックの中心点が候補領域内に位置する場合（ステップ９３０で「はい」）には、ブロックが車両の位置の候補領域に該当すると決定する（ステップ９４０）。
確認結果、ブロックの中心点が候補領域内に位置していない場合（ステップ９３０で「いいえ」）には、このブロックは、車両の位置の候補領域に該当しないと決定する（ステップ９５０）。
【００６９】
図７Ｂに示すように、ブロック７１０の中心点７５０が車両の位置の候補領域の境界線７００内に位置する場合、前記ブロック７１０が前記車両の位置の候補領域に該当すると決定する。
【００７０】
図８に戻って説明を続ける。
ローディング部４３０は、ブロック抽出部４２０から移動体の位置の候補領域に該当するブロックを入力されて、ブロックに対応する３次元グラフィックデータをメモリ４４０にローディングさせる（ステップ８３０）。
【００７１】
ディスプレイ時点であるｔ秒が経過すれば、レンダリング部４５０は、移動体の現在の位置を入力される（ステップ８４０）。
レンダリング部４５０は、メモリ４４０にローディングされたデータのうち、入力された位置周辺のディスプレイされる領域に該当するデータをレンダリングする（ステップ８５０）。
【００７２】
ディスプレイ部４６０は、レンダリング部４５０からレンダリングされた３次元グラフィックデータを入力されて画面にディスプレイする（ステップ８６０）。
【００７３】
本実施形態では、移動する車両の位置の変化によって車両の周辺領域を３次元グラフィックでディスプレイする３次元グラフィックディスプレイ方法及び３次元グラフィックディスプレイ装置を例として、本発明に係る３次元グラフィックディスプレイ方法及び３次元グラフィックディスプレイ装置について説明したが、本発明に係る３次元グラフィックディスプレイ方法及び３次元グラフィックディスプレイ装置は、移動する車両以外に３次元グラフィックを利用したゲームで、キャラクタなどの物体が移動するにつれて変化する周辺領域を３次元グラフィックでディスプレイする場合などにも利用することが可能である。
【００７４】
なお、車両の位置の候補領域を、車両の現在位置、ｔ秒後の車両が位置できる最も右側の位置、最も左側の位置及びディスプレイされる領域のサイズを利用して予測してもよい。
【００７５】
本実施形態は、上記３次元グラフィックディスプレイ方法をコンピュータで実行させる３次元グラフィックディスプレイプログラムであっても良い。さらに、コンピュータで読み取り可能な記録媒体にコンピュータで読み取り可能なコードとして具現することが可能である。コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、コンピュータシステムによって読み取られるデータが保存される全ての種類の記録装置を備える。コンピュータで読み取り可能な記録媒体の例としては、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、フレキシブルディスク、光データ保存装置などがあり、また、キャリアウェーブ（例えば、インターネットを通じた伝送）状に具現されるものも含む。
【００７６】
以上、本発明の望ましい実施形態について詳細に記述したが、当業者ならば、特許請求の範囲に定義された本発明の精神及び範囲を逸脱せずに本発明を多様に変形または変更して実施できるということが分かるであろう。したがって、本発明のこれからの実施形態の変更は、本発明の技術を逸脱できないであろう。
また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲に基づいて定められ、発明を実施するための最良の形態の記載により制限されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、車両のような移動体の３次元グラフィックディスプレイ装置関連の技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本実施形態に係る３次元グラフィックディスプレイ装置についての第１実施形態を示すブロック図である。
【図２】本実施形態に係る３次元グラフィックディスプレイ方法についての第１実施形態を示すフローチャートである。
【図３】移動体の位置の候補領域に該当するデータをメモリにローディングした後、レンダリングする方法を説明するために図面である。
【図４】本実施形態に係る３次元グラフィックディスプレイ装置についての第２実施形態を示すブロック図である。
【図５】車両の移動経路を予測する方法を説明するための図面である。
【図６Ａ】予測された車両の移動経路によって車両の位置の候補領域を決定する方法を説明するための図面である。
【図６Ｂ】予測された車両の移動経路によって車両の位置の候補領域を決定する方法を説明するための図面である。
【図７Ａ】車両の位置の候補領域に該当するブロックを抽出する方法を説明するための図面である。
【図７Ｂ】車両の位置の候補領域に該当するブロックを抽出する方法を説明するための図面である。
【図８】本実施形態に係る３次元グラフィックディスプレイ方法についての第２実施形態を示すフローチャートである。
【図９】車両の位置の候補領域に該当するブロックを抽出するステップについての実施形態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７９】
１００  予測部
１１０  ローディング部
１２０  メモリ
１３０  レンダリング部
１４０  ディスプレイ部
【図１】
2007004799.tif 000007
【図２】
2007004799.tif 000008
【図３】
2007004799.tif 000009
【図４】
2007004799.tif 000010
【図５】
2007004799.tif 000011
【図６Ａ】
2007004799.tif 000012
【図６Ｂ】
2007004799.tif 000013
【図７Ａ】
2007004799.tif 000014
【図７Ｂ】
2007004799.tif 000015
【図８】
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【図９】
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