| JP2007141079 | PROGRAM, INFORMATION STORAGE MEDIUM, AND IMAGE GENERATION SYSTEM |
| JP3927859 | ULTRASONIC DIAGNOSTIC APPARATUS |
| JP2006120181 | TEXTURE MAPPING CIRCUIT |
GARRELTS, Mathias (Klappenweg 50, Holle, 31188, DE)
VALENTIN, Fabrice (6 Avenue Marie Anne De Neubou, Bayonne, Bayonne, F-64100, FR)
GARRELTS, Mathias (Klappenweg 50, Holle, 31188, DE)
Ansprüche
1. Verfahren zur Darstellung geographischer Objekte (60, 65; 70; 75; 80) auf einer Anzeigevorrichtung (15), die folgenden Schritte umfassend:
Verwenden eines ersten Bereiches (41; 41'), wobei der erste Bereich (41; 41) in einer virtuellen geographischen Ebene (50) angeordnet ist;
- Verwenden wenigstens eines zweiten Bereiches (42;
42') in der virtuellen geographischen Ebene (50), wobei der wenigstens zweite Bereich (42; 42) an den ersten Bereich (41; 41') angrenzt oder den ersten Bereich (41; 41') ganz umschließt;
Verwenden eines Beobachtungspunktes, aus dessen Blickwinkel der erste und zweite Bereich dargestellt werden sollen;
- Anfordern von Daten der geographischen Objekte (60, 65; 70; 75; 80), die im ersten (41; 41') und zweiten Bereich (42; 42) liegen, aus einer Datenspeichervorrichtung (20) ;
- Berechnen einer Darstellung der geographischen Objekte (60, 65; 70; 75; 80) jeweils für den ersten (41; 41') und den wenigstens zweiten Bereich (42; 42) in Abhängigkeit des Beobachtungspunktes; graphisches Darstellen der geographischen Objekte (60, 65; 70; 75; 80) auf der Anzeigevorrichtung (15), wobei die geographischen Objekte (60, 65; 70; 75; 80) als von dem Beobachtungspunkt (35) aus betrachtet er- scheinen; und
wobei die in dem ersten Bereich (41; 41') angeordneten geographischen Objekte (60, 65; 70; 75; 80) mit einer höheren Detailtreue dargestellt werden als die in dem we- nigstens zweiten Bereich (42; 42') angeordneten geographischen Objekte (60, 65; 70; 75; 80) .
2. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend einen Schritt des Verschiebens des ersten (41; 41') und des we- nigstens zweiten Bereiches (42; 42') in der virtuellen geographischen Ebene (50), und somit auch auf der Anzeigevorrichtung (15), und zwar in Abhängigkeit von einem Schritt des änderns der Position des Referenzpunktes (45) , wobei ein Abstand (d) des Beobachtungspunktes (35) zum Referenzpunkt (45) und ein Abstand (hθ) des Beobachtungspunktes zur Ebene (50) im wesentlichen konstant bleibt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei für jeden Schritt des änderns der Position des Referenzpunktes (45) Daten für erstmalig in den Bereichen anzuordnende geographischen Objekte (60, 65; 70; 75; 80) aus der Datenspeichervorrichtung (20) angefordert werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Detailtreue der geographischen Objekte (60, 65; 70; 75; 80) im ersten Bereich (41; 41') und im wenigstens zweiten Bereich (42; 42') bei jeder stufenweisen änderung eines Abstands (hθ) des Beobachtungspunkts (35) von der Ebene (50) und/oder bei jeder stufenweisen änderung eines Abstands (d) des Beobachtungspunktes (35) vom Referenzpunkt (45) geändert wird, wobei die Detailtreue der Objekte (60, 65; 70; 75; 80) umso höher ist, je kleiner der Abstand (hθ) bzw. der Abstand (d) ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Schritt des Anforderns von Daten nur dann ausgeführt wird, wenn sich der Abstand (hθ) bzw. der Abstand (d) ändert.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei Daten, welche aufgrund des Verschiebens der Bereiche nicht mehr in den Bereichen anzuordnen sind, in einem Zwischenspeicher (61) abgelegt werden, um für eine erneute Anforderung schneller wieder zur Verfügung zu stehen als bei einer Anforderung aus der Datenspeichervorrichtung (20).
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Anfordern von Daten der geographischen Objekte (60, 65; 70;
75; >0) dann nicht stattfindet, wenn im wesentlichen keine änderung der Position des Referenzpunktes (45) stattfindet .
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei erst dann Daten der geographischen Objekte (60, 65; 70; 75; 80) angefordert werden, wenn eine änderung der Position des Referenzpunkts stattfindet, so dass die Position des Referenzpunktes (45) außerhalb eines Toleranzbereichs (44) liegt, welcher den Referenzpunkt umgibt.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei bei einem Stillstand der Position des Referenzpunktes und bei einer Verringerung des Abstands (hθ) des Beobachtungspunktes zur Ebene (50) die Detailtreue in einem Be- reich um den Referenzpunkt herum zunimmt.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Detailtreue von geographischen Objekten (60, 65; 70; 75; 80) am übergang von einem Bereich mit höherer Detail- treue zu einem angrenzenden Bereich mit geringerer Detailtreue abnimmt.
11. System (1) zur Darstellung von Daten geographischer Objekte (60, 65; 70; 75; 80), umfassend:
eine Eingabevorrichtung (5) zum Eingeben von Nutzer- Anweisungen;
eine Berechnungsvorrichtung (10) zum Berechnen der Daten;
eine Anzeigevorrichtung (15) zur graphischen Darstellung der von der Berechnungsvorrichtung (10) berechneten Daten, wobei die Darstellung gemäß Nutzeranwei- sungen erfolgt;
eine Datenspeichervorrichtung (20) mit abgespeicherten Daten, wobei auf die Datenspeichervorrichtung (20) von der Berechnungsvorrichtung (10) zugegriffen werden kann, um Daten anzufordern;
wobei die Daten der geographischen Objekte (60, 65; 70; 75; 80) jeweils für einen ersten Bereich (41; 41') und wenigstens einen zweiten Bereich (42; 42') einer virtuellen geographischen Ebene (50) auf der Anzeigevorrichtung (15) darstellbar sind, wobei sich der erste Bereich (41; 41') um einen Referenzpunkt (45) herum erstreckt, wobei die geographischen Objekte (60, 65; 70; 75; 80) als von einem oberhalb der virtuellen geographischen Ebene (50) angeordneten Beobachtungspunkt (35) aus betrachtet erscheinen, wobei der Beobachtungspunkt (35) einen senkrechten Abstand (hθ) von der Ebene (50) und einen Abstand (d) von dem Referenzpunkt (45) aufweist; wobei der wenigstens zweite Bereich (42; 42') an den ersten Bereich (41; 41') angrenzt oder den ersten Bereich (41; 41') ganz umschließt; und wobei die in dem ersten Bereich (41; 41') angeordneten geographischen Objekte (60, 65; 70; 75; 80) mit einer höheren Detailtreue darstellbar sind als die in dem wenigstens zweiten Bereich (42; 42') angeordneten geographischen Objekte (60, 65; 70; 75; 80) . |
Verfahren und System zur Darstellung geographischer Objekte auf einer Anzeigevorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Darstellung geographischer Objekte auf einer Anzeige- Vorrichtung.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik sind Systeme mit einer Anzeigevor- richtung bekannt, auf deren Anzeigevorrichtung geographische Objekte wie zum Beispiel Landschaften, Strassen, Gebäude etc., aber auch Fahrzeuge, dreidimensional dargestellt werden können. Solche Systeme mit einer Anzeigevorrichtung kommen zum Beispiel in Flug- oder Fahrsimulatoren zum Einsatz, aber auch in Navigationsgeräten. Dabei werden auf der Anzeigevorrichtung in der Regel sich stetig verändernde Szenerien dargestellt, wobei unter Szenerie eine Darstellung zu verstehen ist, wie sie sich aus dem Blickwinkel zum Beispiel eines in einem Fahrzeug sitzenden und das Fahrzeug lenkenden Autofah- rers ergibt. Für die Darstellung sich stetig verändernder
Szenerien in dreidimensionaler Darstellung werden große Mengen an Daten benötigt, so dass der Speicherbedarf auch entsprechend groß ist.
In herkömmlichen System werden die großen Datenmengen mittels Datenkompressionsverfahren etwas reduziert, was jedoch wiederum relativ schnelle Prozessoren erfordert, um die immer noch relativ großen Datenmengen in einigermaßen akzeptabler Geschwindigkeit zu bearbeiten.
Trotzdem werden diese beiden Anforderungen an solche Systeme, d.h. großer Speicherbedarf und relativ schnelle bzw. leis-
tungsstarke Prozessoren, als nachteilig empfunden, da die Größe des Speichers bzw. die Leistungsstärke des Prozessors proportional zu den damit verbundenen Kosten sind. Anders ausgedrückt, bei Verwendung von relativ preiswerteren Kompo- nenten, d.h. Speicher und Prozessor, sind die erzielten Ergebnisse in der Darstellung der Objekte in der Regel für den Anwender nicht befriedigend, da der Aufbau der Darstellung auf der Anzeigevorrichtung zum Beispiel eines Navigationsgeräts entweder zu langsam und/oder nicht ausreichend detailge- treu erfolgt.
Aus DE 10 2004 037 232 Al ist ein Verfahren zur Routenführung bekannt, bei dem vorgeschlagen wird, zur Führung Fahranweisungen zu erzeugen und auszugeben, die Führungsanweisungen an Entscheidungspunkten der Route für durchzuführende Manöver darstellen. Zur Erzeugung einer Führungsanweisung zu dem betroffenen Entscheidungspunkt werden vorhandene Informationen darauf geprüft, ob sich im Bereich des Entscheidungspunktes ein zur Orientierung geeignetes Objekt befindet, und dass für den Fall, dass ein solches Objekt vorhanden ist, eine Führungsanweisung erzeugt und ausgeben wird.
Aus DE 10 2005 018018 Al ist ein Verfahren zur dreidimensionalen Darstellung wenigstens eines Teils einer digitalen Straßenkarte in einem Navigationssystem bekannt, wobei topo- grafische Informationen aus auf einem Speichermedium abgespeicherten Daten in Abhängigkeit von einer Position und einer Fahrtrichtung eines Kraftfahrzeugs selektiert und unter Verwendung einer Koordinatentransformation in eine visuelle Darstellung der digitalen Straßenkarte entsprechend eines virtuellen, erhöhten Blickpunktes überführt werden. Die Farbgebung von in der visuellen Darstellung der digitalen Straßenkarte gezeichneten Bildelemente hängt von der Entfernung zwischen ihrer Position und der des Fahrzeugs in der digita- len Straßenkarte ab. Dabei kann beispielsweise der Blauanteil der Bildelemente mit zunehmender Entfernung zwischen ihrer
Position und ihres Fahrzeuges in der digitalen Straßenkarte anwachsen .
Offenbarung der Erfindung
Technische Aufgabe
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu umgehen, und ein System sowie ein Verfahren zur Darstellung geographischer Objekte bei sich verändernden Szenerien auf einer Anzeigevorrichtung bereitzustellen, wobei der Anwender eine relativ detailgetreue Darstellung bei relativ schnellem Bildaufbau wahrnehmen kann .
Technische Lösung
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Verfahrensanspruchs 1 und des Systemanspruchs 9 gelöst.
Hierzu schlägt die Erfindung unter einem ersten Aspekt ein
Verfahren zur Darstellung geographischer Objekte auf einer Anzeigevorrichtung vor, wobei das Verfahren wenigstens einige der folgenden Schritte umfasst: Verwenden eines ersten Be- reiches, wobei der erste Bereich in einer virtuellen geographischen Ebene angeordnet ist; Verwenden wenigstens eines zweiten Bereiches in der virtuellen geographischen Ebene, wobei der wenigstens zweite Bereich an den ersten Bereich angrenzt oder den ersten Bereich ganz umschließt; Verwenden eines Beobachtungspunktes, aus dessen Blickwinkel der erste und zweite Bereich dargestellt werden sollen; Anfordern von Daten der geographischen Objekte, die im ersten und zweiten Bereich liegen, aus einer Datenspeichervorrichtung; Berechnen einer Darstellung der geographischen Objekte jeweils für den ersten und den wenigstens zweiten Bereich in Abhän-
gigkeit des Beobachtungspunktes; graphisches Darstellen der geographischen Objekte auf der Anzeigevorrichtung, wobei die geographischen Objekte als von dem Beobachtungspunkt aus betrachtet erscheinen; und wobei die in dem ersten Bereich an- geordneten geographischen Objekte mit einer höheren Detailtreue dargestellt werden als die in dem wenigstens zweiten Bereich angeordneten geographischen Objekte.
Unter einem zweiten Aspekt schlägt die Erfindung ein System zur Darstellung von Daten geographischer Objekte vor, wobei das System wenigstens einige der folgenden Merkmale umfasst: eine Eingabevorrichtung zum Eingeben von Nutzer-Anweisungen; eine Berechnungsvorrichtung zum Berechnen einer dreidimensionalen Darstellung aus den Daten; eine Anzeigevorrichtung zur graphischen Darstellung der von der Berechnungsvorrichtung berechneten Daten, wobei die Darstellung gemäß Nutzeranweisungen erfolgt; eine Datenspeichervorrichtung mit abgespeicherten Daten, wobei auf die Datenspeichervorrichtung von der Berechnungsvorrichtung zugegriffen werden kann, um Daten anzufordern; wobei die Daten der geographischen Objekte jeweils für einen ersten Bereich und wenigstens einen zweiten Bereich einer virtuellen geographischen Ebene auf der Anzeigevorrichtung darstellbar sind, wobei sich der erste Bereich um einen Referenzpunkt herum erstreckt, wobei die geographi- sehen Objekte als von einem oberhalb der virtuellen geographischen Ebene angeordneten Beobachtungspunkt aus betrachtet erscheinen, wobei der Beobachtungspunkt einen senkrechten Abstand (hθ) von der Ebene und einen Abstand (d) von dem Referenzpunkt aufweist; wobei der wenigstens zweite Bereich an den ersten Bereich angrenzt oder den ersten Bereich ganz umschließt; und wobei die in dem ersten Bereich angeordneten geographischen Objekte mit einer höheren Detailtreue dar-
stellbar sind als die in dem wenigstens zweiten Bereich angeordneten geographischen Objekte.
Vorteilhafte Wirkungen
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Systems bzw. Verfahrens ergibt sich daraus, dass ein Anwender den Eindruck einer relativ detailgetreuen Darstellung geographischer Objekte, d.h. von Landschaften, Gebäuden, Fahrzeugen etc., auf der Anzeige- Vorrichtung subjektiv wahrnimmt, wobei aber - vorteilhafterweise - nur eine relativ geringe Datenmenge zur Erzeugung dieses Eindrucks benötigt wird. Das heißt, dass die benötigte Speichermenge relativ gering sein kann und/oder die benötigte Prozessorleistung auch relativ gering sein kann. Mit anderen Worten, es wird ein vom Anwender unmittelbarer wahrgenommener Sichtbereich mit relativ hoher Detailtreue, was einer relativ hohen Datenmenge entspricht, dargestellt, während Bereiche, die außerhalb des unmittelbaren Sichtbereichs des Anwenders liegen, mit relativ geringerer Detailtreue dargestellt wer- den, wofür auch nur eine geringere Datenmenge erforderlich ist .
Dabei erscheint die Darstellung für den Anwender auf der Anzeigevorrichtung in einer Ausführungsform aus einer Art Vo- gelperspektive, das heißt am Ort des Beobachtungspunktes, welcher der Punkt ist, von dem aus die Betrachtung stattfindet, befindet sich eine virtuelle Kamera, mit welcher die geographischen Objekte betrachtet werden, welche sich auf einer gedachten, d.h. virtuellen, Ebene befinden. Der von der virtuellen Kamera abgedeckte Bereich wird somit in Bereiche mit unterschiedlicher Detailtreue aufgeteilt, wobei der Bereich, der um einen auf der Beobachtungsachse liegenden Referenzpunkt angeordnet ist, den höchsten Grad an Detailtreue aufweist, da dies der Bereich ist, der vom Anwender unmittel- barer wahrgenommen wird.
AIs Detailtreue wird hier das Maß an Genauigkeit verstanden, mit dem Details der geographischen Objekte wiedergegeben werden, wobei geographische Objekte zum Beispiel eine Umgebung, eine Landschaft, Straßen, Bäume, Gebäude, aber auch jegliche Art von einen Hintergrund bildenden Objekten wie zum Beispiel Felder, Flüsse, Berge, Wolken sein können. Bei flächigen Objekten wie zum Beispiel Wänden von Gebäuden kann eine hohe Detailtreue durch das Darstellen einer Textur (z.B. das Darstellen von Mauerwerk) gezeigt werden, bzw. eine niedrige De- tailtreue durch das Weglassen der Textur. Weiterhin kann die Detailtreue auch eine graphische Auflösung der dargestellten Aspekte und/oder die Anzahl der dargestellten Objekte betreffen. Die Detailtreue kann vom Anwender für den ersten Bereich aus einer Auswahl von Detailtreue-Klassen gewählt werden, wo- bei der Unterschied an Detailtreue für die weiteren Bereiche bezogen jeweils auf den ersten Bereich dann vorgegeben ist. Es ist aber auch denkbar, das vom Anwender die Detailtreue für die einzelnen Bereiche separat wählbar sind.
An diesen ersten Bereich mit der höchsten Detailtreue angrenzend bzw. um diesen ersten Bereich herum kann ein zweiter Bereich mit einer geringern Detailtreue angeordnet sein; an diesen zweiten Bereich können sich dann auch weitere Bereiche anschließen, wobei die Detailtreue der jeweiligen Bereiche immer mehr abnimmt, je weiter diese Bereiche vom Referenzpunkt entfernt liegen. Weiter vom Referenzpunkt entfernt liegende Bereiche werden vom Auge des Betrachters bzw. Anwenders weniger wahrgenommen, so dass eine relativ hohe Detailtreue in diesen Bereichen nicht notwendig ist.
Das Verfahren ist vorteilhafterweise weiterhin so ausgelegt, dass der erste Bereich und die daran angrenzenden bzw. umgebenden Bereiche in der virtuellen geographischen Ebene bewegt dargestellt werden können, das heißt bei einer änderung der Position des Referenzpunktes ändert sich in gleichem Masse die Position des betrachteten Bereichs, wobei der Abstand d des Beobachtungspunktes zum Referenzpunkt und der Abstand hθ
des Beobachtungspunktes zur Ebene im wesentlichen konstant bleibt.
Somit lässt sich vorteilhafterweise das Verfahren zum Bei- spiel für Anzeigevorrichtungen von Flug- oder Fahrsimulatoren oder auch Navigationsgeräten verwenden, wo sich der vom Anwender betrachtete Bereich stetig ändert.
Dabei werden bei jeder änderung der Position des Referenz- punktes nur die Daten von geographischen Objekten aus der Datenspeichervorrichtung angefordert, die erstmalig in den Bereichen anzuordnen sind, das heißt nur die Daten von Objekten werden angefordert, die aufgrund der Verschiebung der Bereiche erstmalig von der virtuellen Kamera erfasst werden. Somit muss bei einer Verschiebung der Bereiche nur ein relativ geringer Teil an Daten angefordert werden, nämlich diejenigen, die erstmalig vom Betrachtungswinkel der virtuellen Kamera erfasst werden. Der Großteil der Daten verbleibt in der Berechnungsvorrichtung und muss nicht aus der Datenspeichervor- richtung angefordert werden, was sonst zu einer Verlangsamung des Aufbaus der Darstellung führen würde.
Es wird weiterhin bevorzugt, dass der Grad an Detailtreue, das heißt die Detailtreue der geographischen Objekte im ers- ten Bereich und im wenigstens zweiten Bereich eine Funktion des Abstands hθ des Beobachtungspunkts von der Ebene und des Abstands d des Beobachtungspunktes vom Referenzpunkt ist, wobei die Detailtreue der Objekte umso höher ist, je kleiner der Abstand hθ bzw. der Abstand d ist. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass nur die Datenmengen von der Berechnungsvorrichtung für die jeweiligen Bereiche bearbeitet werden müssen, die für eine Darstellung notwendig sind, die vom Betrachter subjektiv noch als relativ detailtreu empfunden wird. Dabei
ist die Detailtreue nicht nur eine Funktion des Abstands des Beobachtungspunkts vom Referenzpunkt, sondern natürlich gleichzeitig auch eine Funktion des Abstands der jeweiligen Bereiche vom Referenzpunkt.
Dabei ist es wiederum von Vorteil hinsichtlich der Menge an von der Berechnungsvorrichtung zu bearbeitender Daten, wenn die Daten nur dann angefordert werden, wenn sich der Abstand hθ bzw. der Abstand d ändert.
Daten von Objekten, welche aufgrund des Verschiebens der Bereiche nicht mehr in den Bereichen anzuordnen bzw. darzustellen sind, werden bevorzugt in einem Zwischenspeicher abgelegt, um für eine erneute Anforderung schneller wieder zur Verfügung zu stehen als bei einer Anforderung aus der Datenspeichervorrichtung. Somit kann nochmals eine Verkürzung der für den Bildaufbau benötigten Zeit erzielt werden, da die benötigten Daten nicht erst aus der Datenspeichervorrichtung angefordert werden müssen, was einen relativ größeren Zeit- aufwand bedeuten würde als auf einen Zwischenspeicher zuzugreifen .
Um jedoch die Schnelligkeit eines solchen Systems noch weiter in vorteilhafter Weise zu erhöhen, kann vor dem Schritt des Anforderns von Daten aus der Datenspeichervorrichtung geprüft werden, ob die benötigten Daten in dem Zwischenspeicher vorhanden sind, wobei im Falle des Vorhandenseins der benötigten Daten in dem Zwischenspeicher diese Daten dann aus dem Zwischenspeicher angefordert werden.
Als weiterer Vorteil erweist sich die Verwendung eines solchen Verfahrens bzw. Systems in Kombination mit einer Navigationsvorrichtung, wobei die aktuellen Daten für den Referenz-
punkt, das heißt also zum Beispiel für ein vom Anwender gesteuertes Fahrzeug, dann von der Navigationsvorrichtung bereitgestellt werden. Dabei werden die aktuellen Daten von einem Sender-/Empfänger-System erzeugt, welches in der Regel aus Satellitensendern und einem entsprechend ausgelegten Empfängersystem besteht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Hierbei zeigt bzw. zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Systems;
Figur 2 eine schematische Darstellung der Beziehung zwischen Betrachtungspunkt und Referenzpunkt;
Figur 3a die Sicht aus der Perspektive des Betrachtungspunk- tes in Figur 2;
Figur 3b eine seitliche Querschnittsansicht der Darstellung in Figur 2;
Figuren 4a bis 4c schematische Darstellungen der Bereiche mit unterschiedlichen Levels of Detail; und
Figuren 5a bis 5d schematische Darstellungen von Objekten in Bereichen mit unterschiedlichen Levels of Detail.
Ausführungsformen der Erfindung
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems 1, das eine Eingabevorrichtung 5, eine Be- rechnungsvorrichtung 10 mit einem Zwischenspeicher 61, eine
Anzeigevorrichtung 15 und eine Datenspeichervorrichtung 20 umfasst .
über die Eingabevorrichtung 5 wählt ein Anwender eine Szene- rie umfassend bestimmte geographische Objekte, zum Beispiel eine bestimmte Landschaft, aus. Diese Auswahl erfolgt auf der Grundlage definierter und in der Datenspeichervorrichtung 20 abgespeicherter Daten, welche die geographischen Objekte definieren. Als Eingabevorrichtung kann eine Tastatur oder ein Touchscreen dienen. Anstelle einer aktiven Auswahl der Szenerie kann die Szenerie auch vorgegeben sein oder automatisch vorgegeben werden.
Zusätzlich zur Szenerie wählt der Anwender einen geographi- sehen Ort aus, der dargestellt werden soll. Die Auswahl des
Ortes kann auch automatisch erfolgen und beispielsweise durch eine Position des Anwenders vorgegeben sein, so dass dessen Umgebung dargestellt werden soll.
Ein System gemäß dieser ersten Ausführungsform kann zum Beispiel als Flug- oder Fahrsimulator benutzt werden, wobei der Anwender eine bestimmte Szenerie auswählt, welche als Ausgangspunkt für die Simulation einer - ebenfalls vom Anwender über die Eingabevorrichtung 5 auszuwählende - Route dient.
Hat der Anwender eine Auswahl getroffen, dann wird die Anweisung über diese Auswahl an die Berechnungsvorrichtung 10 weitergegeben, welche die benötigten Daten aus der Datenspeichervorrichtung 20 anfordert. Sind die benötigten Daten aus der Datenspeichervorrichtung 20 in die Berechnungsvorrichtung 10 geladen, werden die Daten entsprechend der enthaltenen Information aufbereitet, zum Beispiel für eine Darstellung in dreidimensionaler Form, welche dann auf der Anzeigevorrichtung 15 wiedergegeben wird. Pfeile 25 bezeichnen jeweils die Richtung des Informationsflusses.
Gemäß dem erfindungsgemäßen System 1 bzw. dem erfindungsgemäßen Verfahren bestimmt der Anwender zunächst einen ersten Bereich 40 um einen Referenzpunkt 45 herum, wobei der erste Bereich 40 in einer virtuellen geographischen Ebene 50 angeord- net ist.
Dies ist in Figur 2 verdeutlicht. Dabei wird von einem - virtuellen - Beobachtungspunkt 35, hier schematisch als eine Kamera dargestellt, gleichsam aus der Vogelperspektive, der Re- ferenzpunkt 45 bzw. der den Referenzpunkt 45 umgebende und vom Anwender festgelegte Bereich 40 betrachtet und auf der Anzeigevorrichtung 15 dargestellt. Der Bereich 40 ist dabei ein Rechteck, welches durch die Vektoren Vl und V2, jeweils mit den Längen Ll und L2, aufgespannt wird, wobei die Vekto- ren Vl und V2 von den äußeren Schnittpunkten einer vom Beobachtungspunkt 35 ausgehenden Ebene 55 mit der virtuellen E- bene 50 ausgehen. Es ergibt sich somit ein Beobachtungskegel. Vom Anwender kann über die Eingabevorrichtung 5 die Größe dieses Bereiches 40 auf der virtuellen Ebene 50 festgelegt werden, indem die Längen Ll, L2 der Vektoren Vl, V2 entsprechend angepasst werden. Die virtuelle Ebene kann beispielsweise durch die Oberfläche der Landschaft festgelegt sein, die dargestellt werden soll.
Eine weitere Möglichkeit der Beeinflussung des Bereiches 40 durch den Anwender geschieht durch die Wahl des Abstandes hθ des Beobachtungspunktes 35 von der virtuellen Ebene, sowie der Länge dθ der Ebene 55, gemessen vom Beobachtungspunktes 35 bis zum Schnittpunkt mit der virtuellen Ebene 50. hθ und dθ bilden jeweils einen rechten Winkel mit der virtuellen E- bene 50.
In Figur 3a ist eine Draufsicht auf den Bereich 40 in der virtuellen Ebene 50 dargestellt, wobei zu erkennen ist, dass der Bereich 40 in mehrere Bereiche 41, 42, 43 unterteilt ist. Dabei ist ein erster Bereich 41 genau der Bereich, in welchem geographische Objekte (hier nicht dargestellt) mit einer re-
lativ hohen Detailtreue dargestellt werden. Im Gegensatz dazu werden in einem zweiten und dritten Bereich 42, 43 geographische Objekte mit einer relativ zu dem ersten Bereich 41 geringeren Detailtreue dargestellt. Somit ist die für die Dar- Stellung geographischer Objekte im Bereich 40 benötigte Datenmenge aus der Datenspeichervorrichtung 20 reduziert, da nur in dem ersten Bereich 41 eine hohe Detailtreue verwendet wird. Für die Wahrnehmung durch den Betrachter bzw. Anwender spielt dies eine geringere Rolle, da von ihm im Wesentlichen der erste Bereich 41 wahrgenommen wird.
Eine Reduzierung der jeweils benötigten Datenmenge bedeutet einen geringeren Arbeitsaufwand für die Berechnungsvorrichtung 10, und somit eine schnellere Verarbeitungszeit der Da- ten in der Berechnungsvorrichtung 10 sowie ein schnellerer Bildaufbau für die Anzeigevorrichtung 15.
Figur 3b zeigt die in Figur 3a dargestellte Situation in einer seitlichen Querschnittsansicht. Hier ist wiederum der als eine virtuelle Kamera dargestellte Beobachtungspunkt 35 zu sehen, welcher einen Abstand hθ von der virtuellen Ebene 50 aufweist. Ebenfalls dargestellt sind die Längen dθl, d02, d03 der jeweiligen Ebenen 55, 55', 55'', so dass sich die Längen der einzelnen Bereiche 41 42, 43 jeweils zu dl, d2, d3 erge- ben. Durch die Wahl dieser Längen hat der Anwender die Möglichkeit, über die Eingabevorrichtung 5 die Größe der Bereiche festzulegen.
In einer weiteren, gleichfalls in Figur 1 dargestellten Aus- führungsform kann das System 1 zusätzlich eine Navigationsvorrichtung 30 umfassen, welche aktuelle Daten zum Beispiel über ein vom Anwender geführtes Fahrzeug empfängt und an die Berechnungsvorrichtung 10 weitergibt, so dass auf der Anzeigevorrichtung 15 stets eine Darstellung der aktuellen Positi- on wiedergegeben wird, wobei die aktuelle Position dem Referenzpunkt 45 entsprechen kann.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die aktuelle Position des Fahrzeuges oder die vom Anwender eingegebene Position auch die Position des Beobachtungspunktes 35 festlegen. Dabei legt die Position des Fahrzeuges die Position des Beobachtungspunktes senkrecht projiziert auf die virtuelle Ebene fest.
Das heißt, bewegt sich der Anwender mit einem Fahrzeug, dann verschiebt sich auch der Referenzpunkt 45 bzw. der den Refe- renzpunkt umgebende Bereich 40 (oder in den in Figuren 3a und 3b dargestellten Situationen die Bereiche 41, 42, 43), wobei - wie oben bereits beschrieben worden ist - nur die neu in den Bereichen 41, 42, 43 auftretenden geographischen Objekte bzw. die sie beschreibenden Daten von der Berechnungsvorrich- tung 10 aus der Datenspeichervorrichtung 20 angefordert werden .
Weitere Situationen sind in den Figuren 4a bis 4c dargestellt.
In Figur 4a ist schematisch eine Situation mit drei weiteren Bereichen 41', 42', 43' dargestellt, in der die virtuelle Kamera (hier nicht dargestellt) senkrecht über dem Bereich 41' steht. Bei einer Rotation der Kamera werden praktisch nur die Daten der in den Bereichen 41', 42', 43' bereits vorhandenen geographischen Objekte benötigt, so dass eine schnelle Rotation der Kamera um eine senkrecht auf der virtuellen Ebene 50 (hier nicht dargestellt) stehenden Kamera-Achse möglich ist.
In Figur 4b ist eine Situation dargestellt, welche ähnlich der in Figur 4a dargestellten Situation ist. Es sind wieder weitere Bereiche 41', 42', 43' in einer Draufsicht dargestellt, wobei diesmal im ersten weiteren Bereich 41' zusätzlich ein so genannter Toleranzbereich 44 dargestellt ist. Der Toleranzbereich 44 kann ein Randbereich des ersten weiteren Bereiches 41' darstellen, der festlegt, dass, solange die virtuelle Kamera (hier nicht dargestellt) den Toleranzbereich
44 nicht überschreitet (in Richtung zum zweiten weiteren Bereich 42'), keine neuen Daten angefordert werden müssen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass bei einem Eintritt in den Toleranzbereich 44 bereits ein so genanntes Pre-Caching von Daten stattfindet, so dass diese vorsichtshalber bereits angeforderten Daten schon in einem Zwischenspeicher oder gespeichert oder noch nicht bearbeitet in der Berechnungsvorrichtung bereit stehen, wenn die Kamera sich weiter auf die Bereiche 42' bzw. 43' bewegen sollte. Die Bewegungsrichtung der Kamera kann über eine Extrapolation des Kameravektors stattfinden .
In Figur 4c ist eine Serie von Situationen I, II, III dargestellt, bei der die Kamera ausgehend von der Situation I, bei der wiederum die drei weiteren Bereiche 41', 42', 43' dargestellt sind, in den ersten weiteren Bereich 41' hineinzoomt (Situation II), so dass nur noch der erste weitere Bereich 41' und der zweite weitere Bereich 42' abgebildet werden. Es wird dann, um gemäß der Erfindung die Datenanforderung zu re- duzieren, innerhalb des ersten weiteren Bereichs 41' ein neuer weiterer Bereich 41' ' erzeugt, wobei dieser neue weitere Bereich 41'' die ursprünglich im ersten weiteren Bereich 41' (Situation II) vorherrschende Detailtreue aufweist, und die Detailtreue im ersten weiteren Bereich 41' (Situation III) reduziert ist.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das System 1 zusätzlich zu der Datenspeichervorrichtung 20 noch einen Zwischenspeicher 61, das heißt einen Pufferspeicher, in welchem nicht mehr benötigte Daten abgelegt werden können, auf welche nach einer Prüfung, ob diese Daten dort vorhanden sind oder nicht, relativ schneller wieder zugegriffen werden kann, um somit die Zugriffszeit auf die Datenspeichervorrichtung weiter zu reduzieren. Der Zwischenspeicher 61 kann in die Be- rechnungsvorrichtung 10 integriert sein.
Figur 5a zeigt wiederum drei Bereiche 41, 42, 43, diesmal mit darin befindlichen geographischen Objekten 60, 65, welche schematisch Straßen darstellen. Bei einem übergang von Stras- sen 60, 65 von einem Bereich 41 mit hoher Detailtreue zu ei- nem Bereich 42 mit relativ geringer Detailtreue wird die - erfindungsgemäße - Abnahme an Details durch einen geringer werdenden Kontrast bzw. durch eine geringer werdende Farbsättigung der Objekte (d.h. Kontrast bezogen auf den Hintergrund) zum Rand des jeweiligen Bereiches hin dargestellt (so genanter Alpha Effekt) , so dass dem Betrachter der Eindruck vermittelt wird, dass der übergang vom Bereich 41 zum Bereich 42 nicht abrupt stattfindet.
In der gleichen Weise werden auch ausgedehnte Objekte 70 wie zum Beispiel Gebäude (im Gegensatz zu Strassen, welche in der Regel als Linien dargestellt werden) beim übergang von zum Beispiel einem Bereich 41 zum nächsten Bereich 42 behandelt, wie es in Figur 5b dargestellt ist.
In Figur 5c ist die Darstellung von Topographien in den Bereichen 41, 42, 43 mit jeweils unterschiedlicher Detailtreue dargestellt, wobei die Topographien gemäß einem Digital EIe- vation Model oder Digital Terrain Model (DEM bzw. DTM) in einer Gitternetzstruktur 75 dargestellt sind, welche bei einem übergang von einem Bereich mit höherer Detailtreue zu einem Bereich mit niedrigerer Detailtreue immer gröber wird, und somit auch die Darstellung der Topographie bei jedem übergang an Detailtreue verliert.
ähnliches gilt auch für die Darstellung von dreidimensionalen Objekten 80 in Figur 5d, wobei das Objekt 80 sich von einem Bereich 41 mit relativ hoher Detailtreue in einen Bereich 42 mit relativ niedriger Detailtreue erstreckt. Dabei sind Merkmale B, wie zum Beispiel Texturen, des Objekts 80, welche in den Bereich 41 hineinragen, mit höherer Detailtreue dargestellt, als Merkmale A, die in den Bereich 42 hineinragen. Als Beispiel für ein solches Objekt 80 sei hier ein Gebäude
aufgeführt, welches sich vom Bereich 41 in den Bereich 42 erstreckt, wobei Wände des Gebäudes im Bereich 41 mit einer Textur dargestellt sind, welche das Mauerwerk darstellen soll, während Wände des Gebäudes im Bereich 42 ohne Textur dargestellt sind.
Es sei noch bemerkt, dass das Laden bzw. Anfordern von Daten aus der Datenspeichervorrichtung 20 mit dem Laden von Daten für den Bereich mit der höchsten Detailtreue beginnt, selbst wenn die Daten für die Bereiche mit niedrigerer Detailtreue noch nicht vollständig geladen sind, so dass der Bildaufbau in der Anzeigevorrichtung 15 frühestmöglich beginnen kann.
Next Patent: DRIVER ASSISTANCE SYSTEM AND METHOD FOR THE OPERATION THEREOF