地図表示装置、地図の表示方法、および、コンピュータプログラム
【課題】３次元的に表示された電子地図において、様々な視線から仮想空間の地表面を見たときの地図を表示する。
【解決手段】 地図表示装置は、電子地図データを参照して、電子地図データに基づいて定まる３次元の仮想空間を３次元的に表示するための表示画像データを、仮想空間内に設定された複数の領域に応じて設定された複数の異なる視点、該視点からの視線ベクトルおよび視野枠に基づいて生成し、該表示画像データに基づく表示画像を表示する。表示画像の生成の際には、複数の異なる視点からの視線ベクトルと仮想空間内の地表面とのなす角度を３次元の仮想空間の奥行き方向にそれぞれ連続的に増加させて、表示画像において最も奥に位置する領域が２次元的な表示となるように、領域に対応する表示画像に表示する複数の表示画像領域を配置する。
【解決手段】 地図表示装置は、電子地図データを参照して、電子地図データに基づいて定まる３次元の仮想空間を３次元的に表示するための表示画像データを、仮想空間内に設定された複数の領域に応じて設定された複数の異なる視点、該視点からの視線ベクトルおよび視野枠に基づいて生成し、該表示画像データに基づく表示画像を表示する。表示画像の生成の際には、複数の異なる視点からの視線ベクトルと仮想空間内の地表面とのなす角度を３次元の仮想空間の奥行き方向にそれぞれ連続的に増加させて、表示画像において最も奥に位置する領域が２次元的な表示となるように、領域に対応する表示画像に表示する複数の表示画像領域を配置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地図表示装置、地図の表示方法、および、コンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンピュータで利用可能に電子化された、いわゆる電子地図データが普及している。近年では、３次元的な表示が可能な電子地図データも普及している。３次元的に表示された電子地図は、街の鳥瞰や道路の立体交差などを立体的にリアルに表現することができるため、地図の把握がし易いという利点がある。このような３次元的な表示が可能な電子地図データは、いわゆるパーソナルコンピュータにインストールされた地図ソフトや、ナビゲーションシステムなどで利用される。
【０００３】
【特許文献１】特開平４−２６７４２７号公報
【特許文献２】特開平９−２６５５５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電子地図では、表示画面に表示されるエリアの指定や、ナビゲーションシステムにおける目的地の指定など、ユーザがポインティングデバイスで任意の地点を指定できることが望まれる。しかし、表示画面は２次元であるため、例えば、３次元的に表示された電子地図では、建物の陰になる地点等は、ポインティングデバイスで指定することができなかった。つまり、従来の３次元的に表示された電子地図においては、ポインティングデバイスなどによるオブジェクトや地点の指定方法に支障や制限があった。
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、３次元的に表示された電子地図において、電子地図上の位置の指定を可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明では、以下の構成を採用した。
本発明の第１の地図表示装置は、
所定の電子地図データに基づいて、電子地図を３次元的に表示する地図表示装置であって、
前記電子地図データを参照する参照部と、
前記電子地図データに基づいて定まる３次元の仮想空間を３次元的に表示するための表示画像データを生成し、該表示画像データに基づく表示画像を表示する表示部と、
前記表示画像上で定義された２次元座標系において、ユーザによって指定された指定点に対応する２次元座標値を入力する座標値入力部と、
前記２次元座標値を、前記仮想空間で定義された３次元座標系において、高さが既定値である制約下で、３次元座標値に変換する変換部と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
電子地図データは、一般に、緯度、経度などの座標系で、地図上に配置される道路や建物などのオブジェクトの配置位置を示すデータや、オブジェクトの形状データなどを含んでいる。そして、地図表示装置は、このような電子地図データを利用して、３次元の仮想空間を形成し、これを２次元の表示画面上に地図を３次元的に表示することが可能である。３次元の仮想空間は、オブジェクトに現実の高さデータが付与された３次元モデルに基づいて形成してもよいし、２次元の平面モデルにおいて、オブジェクトに任意の高さを付与することによって形成してもよい。ユーザは、地図表示装置の表示画面上で、マウスなどのポインティングデバイスを用いて任意の位置を指定する。
【０００８】
本発明では、ユーザによって指定された表示画面上の指定点の２次元座標値を、仮想空間上の３次元座標値へ変換する際に、仮想空間上の３次元座標系における高さを既定値に固定する。このように３次元座標の１つに制約条件をかけることによって、指定点の２次元座標値を３次元座標値に一義的に変換することができる。つまり、３次元的に表示された電子地図において、指定点の電子地図上の位置を一義的に特定することができる。
【０００９】
本発明の第１の地図表示装置において、
前記既定値は、例えば、予め設定された所定値であるものとすることができる。
【００１０】
「所定値」は、任意に設定可能であり、例えば、地表面の代表高さなど、所定の標高とすることができる。本発明によって、指定点の２次元座標値を、仮想空間内において高さが所定値の３次元座標値に変換することができる。
【００１１】
また、本発明の第１の地図表示装置において、
前記既定値は、例えば、前記仮想空間内の地表面に基づいた高さであるものとしてもよい。
【００１２】
「地表面に基づいた高さ」とは、例えば、地表面高さであってもよいし、地表面から一定の高さであってもよい。こうすることによって、地表に起伏がある場合でも、指定点の２次元座標値を仮想空間内の地表面上の３次元座標値に変換することができる。
【００１３】
上記地図表示装置において、例えば、
前記表示部が、前記仮想空間内に設定された視点および視野枠に基づいて前記表示画像データを生成する場合、
前記変換部は、前記２次元座標値を、前記２次元座標値を前記視野枠に写像して得られる点と、前記視点とを結ぶ直線が、前記仮想空間内の地表面と交差する点の３次元座標値に変換するようにすることができる。
【００１４】
こうすることによって、例えば、仮想空間内で地表面が起伏している場合でも、表示画面上の指定点を仮想空間上の３次元座標値に変換し、位置を特定することができる。
【００１５】
上述した本発明の第１の地図表示装置において、
前記表示部は、前記仮想空間内に設定された視線ベクトルに基づいて前記表示画像データを生成し、
前記変換部は、前記視線ベクトルと直交する前記仮想空間内の地表面上の軸よりも、前記表示画像において上側の点が前記指定点として指定されているときに、前記２次元座標値を、前記指定点から前記軸への垂線の足に対応する３次元座標値に変換するようにすることができる。
【００１６】
３次元的な地図を２次元的な表示画面上に表示する場合、視点に近い領域を表す表示画面の下側よりも、視点から遠い位置を表す表示画面の上側の方が、仮想空間における奥行き方向の座標間隔が狭く表示されるため、ユーザは、表示画面上で位置の指定を行いにくくなる傾向にある。このため、ユーザが意図した指定点と特定結果との誤差が大きくなる場合がある。
【００１７】
本発明では、前記軸を境界線として、２次元座標値から３次元座標値への座標値の変換方法、即ち、指定点の特定方法を切り換える。表示画面において、指定点が、視点から遠い、前記軸よりも上側の領域に存在する場合は、ユーザが軸上の点を指定したものとして指定点の２次元座標値を取り扱う。こうすることによって、ユーザの意図と大きく離れた地点が特定されることを回避することができる。
【００１８】
本発明の第２の地図表示装置は、
所定の電子地図データに基づいて、電子地図を３次元的に表示する地図表示装置であって、
前記電子地図データを参照する参照部と、
前記電子地図データに基づいて、該電子地図データに含まれる少なくとも一部のオブジェクトを立体オブジェクトとして立体的に表示することにより、前記電子地図データに基づいて定まる３次元の仮想空間を３次元的に表示するための表示画像データを生成し、該表示画像データに基づく表示画像を表示する表示部と、
前記表示画面上で定義された２次元座標系において、ユーザによって指定された指定点に対応する２次元座標値を入力する座標値入力部と、
前記２次元座標値に基づいて、前記指定点に、前記立体オブジェクトの表示画像が存在するか否かを判断する判断部と、
該判断部が、前記立体オブジェクトの表示画像が存在すると判断した場合に、該立体オブジェクトを、前記ユーザが指定する指定オブジェクトとして特定する特定部と、
を備えることを要旨とする。
【００１９】
３次元的に表示される電子地図上に配置されるオブジェクトには、ビルなど立体的に表示される立体オブジェクトと、地表面上に沿って通る道路など平面的に表示される平面オブジェクトとがある。本発明では、ユーザが表示画面上で立体オブジェクトの画像を指定したときに、仮想空間上においても、そのオブジェクトが指定されたものとして特定することができる。
【００２０】
上記地図表示装置において、更に、
前記特定部は、前記仮想空間において、前記指定オブジェクトに対応づけられた所定の代表点の３次元座標を出力するようにすることができる。
【００２１】
電子地図データにおいて、オブジェクトは、通常、その配置位置である代表点と対応付けられている。本発明によって、ユーザによって表示画面上で立体オブジェクトの画像のどの部分（２次元座標値）が指定されても、代表点が指定されたものとして指定点の３次元座標値を特定することができる。
【００２２】
上記地図表示装置において、代表点として、例えば、ビルの屋上など、オブジェクトによって異なった、高さを含む３次元座標値を用いるようにしてもよいが、
前記代表点は、前記指定オブジェクトに含まれ、前記仮想空間内の地表面上の一点であるものとすることができる。
【００２３】
こうすることによって、複数の立体オブジェクトについて、３次元座標値のうちの高さを統一することができるので、仮想空間における位置の特定を容易に行うことができる。
【００２４】
本発明の第２の地図表示装置において、
前記表示部は、前記指定オブジェクトを強調表示するようにすることができる。
【００２５】
こうすることによって、ユーザは、自らが表示画面上で指定した立体オブジェクトが地図表示装置によって有効に取り扱われていることを視認することができる。
【００２６】
本発明の第２の地図表示装置において、
前記表示部は、少なくとも、前記表示画像上で前記指定オブジェクトの少なくとも一部を遮る立体オブジェクトを半透明表示、あるいは、透明表示するようにしてもよい。
【００２７】
こうすることによって、表示画面上に指定オブジェクトの全体像を表示することができるので、ユーザが指定オブジェクトを見易くすることができる。
【００２８】
上述した指定オブジェクトを強調表示する、あるいは、指定オブジェクトの少なくとも一部を遮る立体オブジェクトを半透明表示する地図表示装置において、
前記電子地図データは、前記立体オブジェクトと対応付けられ、該立体オブジェクトに関する所定の付加情報を含んでいる場合、
前記地図表示装置は、更に、
前記指定オブジェクトの前記付加情報の表示要求を入力する要求入力部を備え、
前記表示部は、前記表示要求に応じて、更に、前記付加情報を表示するようにすることができる。
【００２９】
こうすることによって、ユーザは、指定オブジェクトに対応する付加情報を利用することができ、電子地図の利便性を向上させることができる。
【００３０】
本発明の第２の地図表示装置において、更に、
前記指定オブジェクトを半透明表示する指示を入力する指示入力部を備え、
前記表示部は、前記指示に応じて、前記指定オブジェクトを半透明表示するようにしてもよい。また、前記指定オブジェクトを透明表示する指示を入力する指示入力部を備え、前記表示部は、前記指示に応じて、前記指定オブジェクトを透明表示するようにしてもよい。
【００３１】
こうすることによって、ユーザの指示によって、指定オブジェクトを半透明表示させることができる。この場合、半透明に表示された指定オブジェクトは、地図上にないものとして取り扱う。この結果、指定オブジェクトの陰に隠れていたオブジェクトを、更に、指定オブジェクトとして指定することができる。
【００３２】
上述した本発明の第２の地図表示装置において、
前記表示部は、前記仮想空間内に設定された視線ベクトルに基づいて前記表示画像データを生成し、
更に、前記視線ベクトルと直交する前記仮想空間内の地表面上の軸よりも、前記表示画像において上側の点が前記指定点として指定されているときに、前記２次元座標値を、前記指定点から前記軸への垂線の足に対応する３次元座標値に変換する変換部を備えるようにしてもよい。
【００３３】
こうすることによって、先に第１の地図表示装置で説明したのと同様に、指定点の特定を簡易に行うことができる。
【００３４】
本発明の第１または第２の地図表示装置において、
前記表示部は、前記指定点の周辺領域を表す２次元の電子地図を、前記３次元的に表示された電子地図と共に表示するようにしてもよい。
【００３５】
こうすることによって、ユーザは、指定点の周辺領域の地図を、３次元的な表示と、２次元的な表示との双方で、同時に同じ表示画面で見ることができるので、電子地図の利便性を向上させることができる。更に、３次元的な表示と同時に表示された２次元的に表示された地図において、２次元的な位置の指定を行えるようにしてもよい。
【００３６】
なお、上記地図表示装置において、
前記表示部は、前記指定点の周辺領域については、前記３次元的な表示に代えて、前記２次元の電子地図を表示するようにしてもよい。
【００３７】
本発明は、画像データ生成装置の発明として構成することもできる。即ち、本発明の画像データ生成装置は、
所定の電子地図データに基づいて、所定の表示装置に電子地図を表示させるための表示画像データを生成する画像データ生成装置であって、
前記電子地図データを参照する参照部と、
前記電子地図データに基づいて定まる３次元の仮想空間を表示するための表示画像データを、該仮想空間内に設定された視点および視線ベクトルに基づいて、該視線ベクトルと前記仮想空間内の地表面とのなす角度および前記視点が、表示対象となる前記仮想空間の領域に応じて、相対的に異なるように生成する表示画像データ生成部と、
を備えることを要旨とする。
【００３８】
「視線ベクトルと仮想空間内の地表面とのなす角度および視点が、表示対象となる仮想空間の領域に応じて、相対的に異なる」とは、仮想空間の座標値を固定して、視線ベクトルを変化させてもよいし、視線ベクトルを固定して、仮想空間の座標値を変化させてもよいことを意味している。本発明によって、地図表示装置に、様々な視線から仮想空間の地表面を見たときの地図を表示させることができる。
【００３９】
なお、上記画像データ生成装置において、
前記表示画像データ生成部は、前記視線ベクトルと前記地表面とのなす角度および視線を単調に変化させることによって、前記表示画像が３次元的な表示から２次元表示に連続的に変化する表示画像データを生成するようにしてもよい。
【００４０】
本発明の画像データ生成装置で生成された表示画像データは、地図表示装置の表示画面に表示される。従って、上述した画像データ生成装置と、生成された表示画像データに基づく表示画像を表示する表示部とを備える地図表示装置の発明として構成することもできる。
【００４１】
また、表示画面に表示された地図を印刷装置によって印刷して利用することも可能であり、地図の発明として構成することもできる。
【００４２】
本発明は、上述の地図表示装置、画像データ生成装置としての構成の他、電子地図においてユーザが指定した指定点やオブジェクトの特定方法、電子地図を表示させるための画像データ生成方法、電子地図の表示方法の発明として構成することもできる。また、これらを実現するコンピュータプログラム、およびそのプログラムを記録した記録媒体、そのプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号など種々の態様で実現することが可能である。なお、それぞれの態様において、先に示した種々の付加的要素を適用することが可能である。
【００４３】
本発明をコンピュータプログラムまたはそのプログラムを記録した記録媒体等として構成する場合には、地図表示装置を駆動するプログラム全体として構成するものとしてもよいし、本発明の機能を果たす部分のみを構成するものとしてもよい。また、記録媒体としては、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、ＩＣカード、ＲＯＭカートリッジ、パンチカード、バーコードなどの符号が印刷された印刷物、コンピュータの内部記憶装置（ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ）および外部記憶装置などコンピュータが読み取り可能な種々の媒体を利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき以下の順序で説明する。
Ａ．第１実施例：
Ａ１．地図表示装置の概略構成：
Ａ２．３Ｄ地図表示処理：
Ａ３．指定点特定処理：
Ａ４．サブディスプレイ表示処理：
Ａ５．付加情報表示処理：
Ｂ．第２実施例：
Ｃ．変形例：
【００４５】
Ａ．第１実施例：
Ａ１．地図表示装置の概略構成：
図１は、第１実施例としての地図表示装置１０の概略構成を示す説明図である。本実施例の地図表示装置１０は、汎用のパーソナルコンピュータであり、図示しないＣＰＵやメモリの他、マウス１２や、表示画面ＤＳＰを表示するためのディスプレイ１４や、ハードディスク１６や、ＣＤ−ＲＯＭドライブ１８などを備えている。地図表示装置１０は、パーソナルコンピュータに、電子地図を表示するためのアプリケーションプログラムをインストールすることによって構成されている。
【００４６】
地図表示装置１０は、図示した各機能ブロックをソフトウェア的に備えている。制御部１１０は、地図表示装置１０内の各部の動作制御を行う。参照部１２０は、電子地図データを記録したコンパクト・ディスクＣＤや、ハードディスク１６から電子地図データを参照する。電子地図データは、地図上の位置を示す緯度、経度や、地図上に配置されるオブジェクトの配置位置を示すデータや、オブジェクト（地物）の形状データや高さデータや、オブジェクトに関する付加情報などを含んでいる。付加情報としては、ビルの名称や、店舗の電話番号、営業時間など、ユーザに提供するための情報が挙げられる。参照部１２０は、電子地図データを、インターネットなどのネットワークを介して所定のサーバから参照するようにしてもよい。
【００４７】
表示画像データ生成部１３０は、参照部１２０が参照した電子地図データに基づいて、更に、後述する入力部１５０に入力された各種指示等に応じて、ディスプレイ１４に、２次元表示（２Ｄ）の電子地図を表示したり、３次元的な表示（３Ｄ）の電子地図を表示したりするための画像データを生成する。表示画像データ生成部１３０は、更に、後述するように、ユーザからの指示に応じて、表示画面ＤＳＰに表示された３Ｄ地図上に立体的に表示されたビルなどの立体オブジェクトの表示方法を変更したり、ユーザによって指定されたオブジェクトに対応する付加情報を表示させたりするための表示画像データを生成したりもする。表示制御部１４０は、表示画像データ生成部１３０で生成された画像データをディスプレイ１４に表示するための制御を行う。
【００４８】
入力部１５０は、ディスプレイ１４の表示画面ＤＳＰの切り換え等のユーザからの各種指示の入力や、表示画面ＤＳＰ上で、ユーザによってマウス１２を用いて指定された指定点の２次元座標値を入力する。判断部１６０は、指定点の２次元座標値に基づいて、表示画面ＤＳＰに表示された立体オブジェクトの画像と指定点との位置関係などを判断する。この判断の詳細については、後述する。特定部１７０は、判断部１６０が、指定点が立体オブジェクトの画像上に存在すると判断したときに、その立体オブジェクトを、ユーザによって指定された指定オブジェクトとして特定する。更に、特定部１７０は、指定オブジェクトの代表点の３次元座標値を出力する。代表点とは、電子地図上に配置されるオブジェクトに対応付けられた代表的な配置位置の座標値である。本実施例では、代表点は、地表面上の点であるものとした。変換部１８０は、指定点の２次元座標値を、判断部１６０の判断結果に応じて、３次元座標値に変換する。
【００４９】
Ａ２．３Ｄ地図表示処理：
図２は、３Ｄ地図表示処理の流れを示すフローチャートである。地図表示装置１０のＣＰＵが実行する処理である。まず、ＣＰＵは、入力部１５０によって、ユーザによって指定された表示エリアを取得する（ステップＳ１００）。表示エリアとしては、例えば、「九州」、「福岡県」、「北九州市」、更に、町名、番地などの住所が挙げられる。次に、表示エリアに基づいて、参照部１２０によって、電子地図データを参照する（ステップＳ１１０）。そして、表示画像データ生成部１３０によって、２次元表示の電子地図を表示するための２Ｄ表示画像データを生成し（ステップＳ１２０）、表示画面ＤＳＰに２Ｄ地図を表示する（ステップＳ１３０）。次に、入力部１５０によって、ユーザが２Ｄ地図上で指定したエリアについての３Ｄ地図の表示指示を取得する（ステップＳ１４０）。そして、参照部１２０によって、電子地図データを参照し、表示画像データ生成部１３０によって、３次元的な表示の電子地図を表示するための３Ｄ表示画像データを生成して（ステップＳ１５０）、表示画面ＤＳＰに３Ｄ地図を表示する（ステップＳ１６０）。このとき、表示画面ＤＳＰには、２次元座標上で移動するマウスポインタも表示される。なお、本実施例では、２Ｄ地図を表示した後に、３Ｄ地図を表示するものとしたが、２Ｄ地図の表示処理（ステップＳ１２０、および、ステップＳ１３）をジャンプしてもよい。
【００５０】
図３は、３Ｄ表示画像データの生成方法について示す説明図である。図の右側には、電子地図データに基づいて定まる３次元の仮想空間ＶＳを示した。仮想空間ＶＳの地表面Ｇには、表示画面ＤＳＰに立体オブジェクトとして表示されるビルＢＬＤが配置されている。図の左側には、表示画面ＤＳＰを示した。表示画面ＤＳＰには、仮想空間ＶＳにおけるビルＢＬＤを立体的に表示した立体オブジェクトとしてのビルｂｌｄの画像が配置されている。
【００５１】
本実施例では、仮想空間ＶＳ内に視点ＰＶ、視点ＰＶからの視線ベクトル、および、視野枠ＦＲＭを設定し、視点ＰＶから視野枠ＦＲＭを通して仮想空間ＶＳの地表面Ｇを見たときの像を用いて３Ｄ表示画像データを生成するものとした。視野枠ＦＲＭと視点ＰＶとの距離を変更することによって、あるいは、視野枠ＦＲＭのサイズを変更することによって、表示画面ＤＳＰに表示される地図の縮尺を変更することができる。なお、視野枠ＦＲＭから見える仮想空間ＶＳの地表面Ｇには、図示した例では、Ｘ軸に平行な軸ＡＸが設定されている。軸ＡＸは、地表面Ｇ上で視線ベクトルに直交する軸である。この軸ＡＸは、表示画面ＤＳＰの軸ａｘと対応している。
【００５２】
Ａ３．指定点特定処理：
本実施例の地図表示装置１０は、３Ｄ地図が表示された表示画面ＤＳＰ上において、マウス１２を用いてユーザによって指定された指定点の仮想空間ＶＳ内の位置を特定することができる。指定点の位置の特定は、以下に説明する３通りに分けて行う。即ち、（１）指定点が表示画面ＤＳＰの軸ａｘよりも上側の領域に存在する場合、（２）指定点が表示画面ＤＳＰの軸ａｘよりも下側の領域に存在し、その点に立体オブジェクトの画像が存在しない場合、（３）指定点が表示画面ＤＳＰの軸ａｘよりも下側の領域に存在し、その点に立体オブジェクトの画像が存在する場合、の３通りである。
【００５３】
図３に（１）、（２）の場合の指定点の特定方法を併せて示した。図３において、点Ｐａは、表示画面ＤＳＰの軸ａｘよりも上側の領域に存在する点である。この場合、点Ｐａから軸ａｘへの垂線の足である点Ｐａ'を求め、点Ｐａ'を視野枠ＦＲＭに写像して得られる点Ｐａ'ｍと視点ＰＶとを結ぶ直線が仮想空間ＶＳの地表面Ｇと交差する軸ＡＸ上の点Ｐａｖを仮想空間ＶＳ内の指定点として特定する。
【００５４】
３Ｄ地図を表示する場合、視点ＰＶに近い領域を表す表示画面ＤＳＰの下側よりも、視点ＰＶから遠い位置を表す表示画面ＤＳＰの上側の方が、仮想空間における奥行き方向の座標間隔が狭く表示されるため、ユーザは、表示画面上で位置の指定を行いにくくなる傾向にある。このため、ユーザが意図した指定点と特定結果との誤差が大きくなる場合がある。先に説明したように、軸ａｘよりも上側の指定点を軸ａｘ上の点として取り扱うことによって、仮想空間ＶＳにおいて、ユーザの意図と大きく離れた地点が特定されることを回避することができる。なお、軸ａｘを考慮せずに、次に説明する（２）、（３）の場合と同様に指定点の特定を行ってもよい。
【００５５】
図３において、点Ｐｂは、表示画面ＤＳＰの軸ａｘよりも下側の領域に存在し、その点に立体オブジェクトの画像が存在しない点である。この場合、点Ｐｂを視野枠ＦＲＭに写像して得られる点Ｐｂｍと視点ＰＶとを結ぶ直線が仮想空間ＶＳの地表面Ｇと交差する点Ｐｂｖを仮想空間ＶＳ内の指定点として特定する。
【００５６】
こうすることによって、例えば、仮想空間ＶＳ内で地表面Ｇが起伏している場合でも、表示画面ＤＳＰ上の指定点を仮想空間ＶＳ上の３次元座標値に変換し、位置を特定することができる。
【００５７】
図４は、（３）の場合の仮想空間ＶＳにおける指定点の特定方法を示す説明図である。立体オブジェクトの画像上に表した点Ｐ１〜Ｐ４は、いずれも図３に示した軸ａｘよりも下側の領域に存在する点であるものとする。この場合、表示画面ＤＳＰにおいて、指定点として点Ｐ１〜Ｐ４のいずれが指定されたとしても、代表点Ｐｒが指定されたものとして取り扱う。即ち、代表点Ｐｒを視野枠ＦＲＭに写像して得られる点と視点ＰＶとを結ぶ直線が仮想空間ＶＳの地表面Ｇと交差する点を仮想空間ＶＳ内の指定点として特定する。
【００５８】
こうすることによって、ユーザが表示画面ＤＳＰで立体オブジェクトを指定したときに、仮想空間ＶＳ上においても、そのオブジェクトが指定されたものとして特定し、更に、３次元座標値を特定することができる。
【００５９】
図５は、指定点特定処理の流れを示すフローチャートである。地図表示装置１０のＣＰＵが実行する処理である。まず、ＣＰＵは、入力部１５０によって、表示画面ＤＳＰにおける指定点の２次元座標値を取得する（ステップＳ２００）。次に、判断部１６０によって、指定点が表示画面ＤＳＰ上の軸ａｘよりも上側の領域に存在するか否かを判断する（ステップＳ２１０）。指定点が軸ａｘよりも上側の領域に存在する場合は、先に説明したように、仮想空間ＶＳ内の地表面Ｇ上に設定された軸ＡＸ上の３次元座標値に変換する（ステップＳ２２０）。
【００６０】
ステップＳ２１０において、指定点が軸ａｘよりも下側の領域に存在する場合は、指定点に立体オブジェクトの画像が存在するか否かを判断する（ステップＳ２３０）。指定点に立体オブジェクトの画像が存在しない場合には、先に説明したように、仮想空間ＶＳ内の地表面Ｇ上の３次元座標値に変換する（ステップＳ２４０）。
【００６１】
本実施例の地図表示装置１０は、表示画面ＤＳＰにおいて、指定点に立体オブジェクトの画像が存在する場合、ユーザの指示によって、その立体オブジェクト（指定オブジェクト）を半透明表示させることができる。
【００６２】
図６は、指定オブジェクトを半透明表示させる様子を示す説明図である。ここでは、表示画面ＤＳＰに４つのビルＢＬＤ１〜ＢＬＤ４が表示されている例を示した。図６（ａ）に示したように、ユーザがマウス１２によってビルＢＬＤ４を指定し、半透明表示させる指示を入力する。そうすると、図６（ｂ）に示したように、ビルＢＬＤ４が半透明表示され、ビルＢＬＤ４の陰に隠れていたビルＢＬＤ１〜ＢＬＤ３の一部や、道路が表示される。これらの表示画像データは、先に説明したように、表示画像データ生成部１３０が生成する。
【００６３】
こうすることによって、指定オブジェクトの陰に隠れていた他の立体オブジェクトや地表面を表示させることができる。このとき、半透明表示された指定オブジェクトは、地図上にないものとして取り扱われる。従って、ユーザは、半透明表示された領域において、新たに指定点を指定することができる。
【００６４】
図５のステップＳ２３０において、指定点に立体オブジェクトの画像が存在する場合には、ユーザから半透明表示の指示があるか否かを判断する（ステップＳ２５０）。半透明表示の指示がある場合には、指定点に存在する立体オブジェクトを半透明表示する（ステップＳ２６０）。そして、次の指定点の２次元座標値を取得し（ステップＳ２６５）、ステップＳ２３０に戻る。
【００６５】
ステップＳ２５０において、半透明表示の指示がない場合には、表示画面ＤＳＰ上で、指定オブジェクトの少なくとも一部を遮っている立体オブジェクトが存在するか否かを判断する（ステップＳ２７０）。指定オブジェクトの少なくとも一部を遮っている立体オブジェクトが存在しない場合には、先に説明したように、指定オブジェクトの代表点Ｐｒに対応する仮想空間ＶＳ内の点の３次元座標値を出力する（ステップＳ２９０）。指定オブジェクトの少なくとも一部を遮っている立体オブジェクトが存在する場合には、遮る立体オブジェクトを半透明表示して（ステップＳ２８０）、指定オブジェクトの代表点Ｐｒに対応する仮想空間ＶＳ内の点の３次元座標値を出力する（ステップＳ２９０）。
【００６６】
図７は、指定オブジェクトの少なくとも一部を遮る立体オブジェクトを半透明表示させる様子を示す説明図である。表示画面ＤＳＰに４つのビルＢＬＤ１〜ＢＬＤ４が表示されている例を示した。図７（ａ）に示したように、ユーザがマウス１２によってビルＢＬＤ１指定する。図示した例では、ビルＢＬＤ２〜ＢＬＤ４がビルＢＬＤ１の一部を遮っているので、図６（ｂ）に示したように、ビルＢＬＤ２〜ＢＬＤ４を半透明に表示する。これらの表示画像データは、表示画像データ生成部１３０が生成する。
【００６７】
こうすることによって、表示画面ＤＳＰ上に指定オブジェクトの全体像を表示することができるので、ユーザは、自らが指定した指定オブジェクトが地図表示装置１０によって有効に取り扱われていることを視認するとともに、指定オブジェクトを見易くすることができる。
【００６８】
Ａ４．サブディスプレイ表示処理：
本実施例の地図表示装置１０は、指定点の周辺領域について、表示画面ＤＳＰに表示された３Ｄ地図の中にサブディスプレイ領域を形成し、この領域に２Ｄ地図を表示させることができる。
【００６９】
図８は、サブディスプレイ表示処理の流れを示す説明図である。指定点の特定後に、地図表示装置１０のＣＰＵが実行する処理である。まず。ＣＰＵは、入力部１５０によって、ユーザからのサブディスプレイ表示の指示を取得する（ステップＳ３００）。次に、参照部１２０によって、電子地図データを参照する（ステップＳ３１０）。次に、表示画像データ生成部１３０によって、指定点の周辺領域の２Ｄ表示画像データを生成する（ステップＳ３２０）。そして、サブディスプレイの形成位置を指定点付近に設定して、表示画面ＤＳＰに表示中の３Ｄ地図の３Ｄ表示画像データとステップＳ３２０で生成した２Ｄ表示画像データとを合成し（ステップＳ３３０）、合成地図を表示画面ＤＳＰに表示する（ステップＳ３４０）。
【００７０】
図９は、サブディスプレイＳＤＳＰの表示例を示す説明図である。図９（ａ）に示したように、表示画面ＤＳＰ上でユーザがマウス１２によって任意の指定点を指定する。そうすると、先に説明した指定点特定処理によって、仮想空間ＶＳ上の点の３次元座標値が特定される。そして、図８に示した処理によって、図９（ｂ）に示したように、表示画面ＤＳＰ内に、指定点の周辺領域を示す２Ｄ地図を表示するサブディスプレイＳＤＳＰが表示される。このとき、マウスポインタは、図示するように、サブディスプレイＳＤＳＰ上で移動する。
【００７１】
こうすることによって、ユーザは、指定点の周辺領域の地図を、３次元的な表示と、２次元的な表示との双方で、同時に同じ表示画面ＤＳＰで見ることができるので、電子地図の利便性を向上させることができる。更に、３次元的な表示と同時に表示された２次元的に表示された地図において、２次元的な位置の指定を行えるようにしてもよい。
【００７２】
Ａ５．付加情報表示処理：
本実施例の地図表示装置１０は、ユーザの指示によって、３Ｄ電子地図データが含む付加情報を表示画面ＤＳＰに表示させることも可能である。
【００７３】
図１０は、付加情報表示処理の流れを示すフローチャートである。指定点の特定後に、地図表示装置１０のＣＰＵが実行する処理である。まず、ＣＰＵは、入力部１５０によって、ユーザからの付加情報の表示指示を取得する（ステップＳ４００）。次に、参照部１２０によって、電子地図データを参照し（ステップＳ４１０）、指定オブジェクトに対応する付加情報を表示画面ＤＳＰに表示する（ステップＳ４２０）。
【００７４】
図１１は、付加情報の表示例を示す説明図である。ここでは、ユーザがビルＢＬＤ１の付加情報の表示指示を入力した場合について示した。図示するように、指定オブジェクトとしてのビルＢＬＤ１の画像とともに、その付加情報が表示される。
【００７５】
こうすることによって、３Ｄ地図においても、ユーザは、指定オブジェクトに対応する付加情報を利用することができ、電子地図の利便性を向上させることができる。
【００７６】
Ｂ．第２実施例：
第１実施例では、地図表示装置１０は、仮想空間ＶＳにおいて視点ＰＶを固定して、表示画面ＤＳＰに３次元的に一様に表示するための表示画像データを生成した。第２実施例では、仮想空間ＶＳが３次元的な表示から２次元表示に連続的に変化する表示画像データを生成し、表示画面ＤＳＰに表示する。第２実施例の地図表示装置の構成は、第１実施例の地図表示装置と同様であるので、説明を省略する。
【００７７】
図１２は、第２実施例の地図表示装置１０における表示画像データの生成方法、および、表示画像の一例を示す説明図である。図１２の右側には、表示画像データの生成方法を概念的に示した。右図下段に図示した例では、３次元的な仮想空間ＶＳの地表面Ｇに３つの建物Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３が配置されている様子を示している。ここでは、仮想空間ＶＳの領域に応じて、異なる視点ＰＶ１、ＰＶ２、ＰＶ３、および、視線ベクトルが設定されており、視線ベクトルと仮想空間ＶＳの地表面Ｇとのなす角度を、仮想空間ＶＳの奥行き方向（Ｙ軸方向）に、単調に増加させて、表示画像データを生成する様子を示している。視線ベクトルと地表面Ｇとのなす角度は相対的なものであるから、右図上段に図示したように、視点を点ＰＶ'に固定し、湾曲した地表面Ｇ'の法線方向に建物Ｂ１'、Ｂ２'、Ｂ３'を配置した仮想空間ＶＳ'を形成して表示画像データを生成するのと同等である。このようにして生成した表示画像データに基づく表示画像を左図に示した。図示した建物ｂ１、ｂ２、ｂ３の様子から、表示画像が３次元的な表示から２次元表示に連続的に変化している様子が分かる。
【００７８】
図１３は、第２実施例における地図表示処理の流れを示すフローチャートである。地図表示装置１０のＣＰＵが実行する処理である。まず、ＣＰＵは、入力部１５０によって、ユーザによって指定された表示エリアを取得する（ステップＳ５００）。次に、表示エリアに基づいて、参照部１２０によって、電子地図データを参照する（ステップＳ５１０）。次に、表示画像データ生成部１３０によって、図１２に示した地表面が湾曲した仮想空間ＶＳ'を定義し（ステップＳ５２０）、平面オブジェクトおよび立体オブジェクトを配置する（ステップＳ５４０）。立体オブジェクトは、それぞれ高さデータに基づいて、地表面から垂直方向に配置される。次に、視点ＰＶ'および視野枠ＦＲＭを設定する（ステップＳ５４０）。そして、先に説明した表示画像データを生成し（ステップＳ５５０）、表示画面ＤＳＰに地図を表示する（ステップＳ５６０）。
【００７９】
このように表示画像データを生成することによって、様々な視点から地表面を見た仮想空間の地図を表示することができる。また、本実施例では、仮想空間ＶＳの奥の方の領域において、視線ベクトルと地表面Ｇとのなす角度が大きいため、奥の方の領域が２次元表示に近い状態で表示される。従って、表示画面上でユーザが位置の指定を行いやすいという利点もある。本実施例の地図表示装置１０で表示された地図は、印刷装置で印刷して利用することも可能である。
【００８０】
なお、第２実施例の地図表示装置の構成は、第１実施例の地図表示装置１０と同様であるから、第２実施例の地図表示装置においても、地図表示装置１０と同様にして、指定点特定処理や、サブディスプレイ表示処理や、付加情報表示処理などの処理を行うことができる。
【００８１】
Ｃ．変形例：
以上、本発明のいくつかの実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。例えば、以下のような変形例が可能である。
【００８２】
Ｃ１．変形例１：
上記第１実施例では、図５〜図７を用いて説明した指定点特定処理のステップＳ２７０において、指定オブジェクトを遮る立体オブジェクトを半透明表示するものとしたが、これに限られない。この場合において、例えば、指定オブジェクトを強調表示するようにしてもよい。図１４は、変形例としての指定オブジェクトを強調表示した様子を示す説明図である。強調表示としては、例えば、色彩や模様を変化させた表示などが挙げられる。このようにすることによっても、表示画面ＤＳＰ上に指定オブジェクトの全体像を表示することができるので、ユーザは、自らが指定した指定オブジェクトが地図表示装置１０によって有効に取り扱われていることを視認するとともに、指定オブジェクトを見易くすることができる。
【００８３】
Ｃ２．変形例２：
上記第１実施例では、マウスポインタは、表示画面ＤＳＰの２次元座標上で移動するものとしたが、仮想空間ＶＳ内の３次元座標上で移動するマウスポインタを表示するものとしてもよい。図１５は、本変形例におけるマウスポインタの移動の様子を示す説明図である。図１５（ａ）は、２Ｄ地図を示している。図中の楕円は、等高線であり、山が存在していることを示している。図１５（ｂ）、（ｃ）は、３Ｄ地図を示している。図１５（ｂ）、（ｃ）中には、マウスポインタが視点から遠ざかるに連れて、徐々に小さくなっていく様子も併せて示した。
【００８４】
図１５（ｂ）は、図１５（ａ）に示した地点Ａ〜Ｄまでマウスポインタが地表面上に沿って移動する様子を示している。図示するように地点Ａおよび地点Ｄでは、マウスポインタＭＰａ、ＭＰｄは、山の陰に隠れておらず、視点から見える。地点Ｂおよび地点Ｃでは、マウスポインタＭＰｂ、ＭＰｃは、破線で示したように、山の陰に隠れてしまうので、視点から見えない。なお、このようにマウスポインタがオブジェクトの陰に隠れる場合には、オブジェクトの陰の領域が見えるように、視点を変更した３Ｄ地図を表示してもよい。また、マウスポインタが見えるように、第１実施例で説明したサブディスプレイの表示を行うようにしてもよい。こうすることによって、ユーザが指定したい地点を３Ｄ地図上に表示することができる。
【００８５】
図１５（ｂ）に示したマウスポインタの表示は、以下の処理によって行う。地図表示装置は、過去に移動したマウスポインタの２次元座標値およびこれに対応する仮想空間の３次元座標値の履歴データを保持する履歴データ保持部を備えている。地図表示装置のＣＰＵは、現在のマウスポインタの２次元座標値と履歴データの２次元座標値とを取得し、両者からマウスポインタの移動方向および移動量を算出する。そして、算出した移動方向、移動量、および、履歴データの３次元座標値に基づいて、地図上にマウスポインタの表示を行う。このような処理によって、図１５（ｂ）に示した、マウスポインタが地表面に沿って山を登り、下ってゆく様子を表示することができる。
【００８６】
図１５（ｃ）は、マウスポインタが仮想空間の空中を移動する様子を示している。本変形例では、マウスポインタが仮想空間内の所定の高さを移動するように設定される。また、仮想空間内の所定位置に太陽ｓｕｎが設定される。図中に黒で示した矢印ＳＰａ、ＳＰｄは、マウスポインタＭＰａ、ＭＰｄの影である。マウスポインタＭＰｂ、マウスポインタＭＰｃの影ＳＰｂ、ＳＰｃは、山の陰に隠れていて見えない。このように、空中を移動するマウスポインタＭＰａ〜ＭＰｄおよびその影ＳＰａ、ＳＰｄの表示を行い、影の地点をマウスポインタが指している地点としてもよい。こうすることによって、マウスポインタがオブジェクトの陰に隠れてしまうことを回避することができる。
【００８７】
Ｃ３．変形例３：
上記第１実施例では、指定点特定処理において、指定点が表示画面ＤＳＰの軸ａｘよりも上側の領域に存在するか否かの判断を行ったが、この判断を行わなくてもよい。この場合、指定点に立体オブジェクトの画像が存在するか否かに応じて、位置の特定方法を切り換えればよい。
【００８８】
更に、指定点に立体オブジェクトが存在するか否かの判断も行わなくてもよい。この場合、例えば、指定点が常に地表面上の地点を指定しているものとして、位置の特定を行えばよい。
【００８９】
Ｃ４．変形例４：
上記第１実施例では、指定点特定処理において、指定点の２次元座標値を仮想空間ＶＳにおける地表面Ｇ上の３次元座標値に変換したが、これに限られない。高さは、既定値を用いることが可能であり、例えば、所定の標高など、予め設定された所定値を用いることが可能である。
【００９０】
Ｃ５．変形例５：
上記第１実施例では、サブディスプレイ表示処理において、サブディスプレイＳＤＳＰの形成位置を指定点付近に設定し、図９（ｂ）に示したように、指定点周辺を３次元的な表示に代えて、２次元表示で表示したが、これに限られない。例えば、両者を並べて表示するようにしてもよい。
【００９１】
Ｃ６．変形例６：
上記第１実施例では、付加情報表示処理において、指定オブジェクトに対応付けられた付加情報を表示するものとしたが、更に、指定オブジェクト内の位置を指定可能とし、その位置に対応付けられた付加情報を表示するようにしてもよい。例えば、高層ビルの各階を指定して、各付加情報を表示できるようにしてもよい。
【００９２】
Ｃ７．変形例７：
上記第２実施例では、視線ベクトルと地表面とのなす角度を、仮想空間の奥行き方向（Ｙ方向）に、単調に増加させて表示画像データを生成したが、これに限られない。例えば、幅方向（Ｘ方向）に変化させてもよい。また、変化のさせ方は、単調な変化に限らず、任意に変化させてもよい。
【００９３】
Ｃ８．変形例８：
上記実施例では、地図表示装置１０は、パーソナルコンピュータに、電子地図を表示するためのアプリケーションプログラムをインストールすることによって構成されているものとしたが、例えば、カーナビゲーション装置などの地図表示装置に本発明を適用するものとしてもよい。
【００９４】
また、図１に示した機能ブロックの一部を、ネットワークを介して接続されたサーバに備えるようにしてもよい。例えば、サーバ側で電子地図データを参照し、表示画像データの生成を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】第１実施例としての地図表示装置１０の概略構成を示す説明図である。
【図２】３Ｄ地図表示処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】３Ｄ表示画像データの生成方法について示す説明図である。
【図４】指定点が表示画面ＤＳＰの軸ａｘよりも下側の領域に存在し、その点に立体オブジェクトの画像が存在する場合の、仮想空間ＶＳにおける指定点の特定方法を示す説明図である。
【図５】指定点特定処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】指定オブジェクトを半透明表示させる様子を示す説明図である。
【図７】指定オブジェクトの少なくとも一部を遮る立体オブジェクトを半透明表示させる様子を示す説明図である。
【図８】サブディスプレイ表示処理の流れを示す説明図である。
【図９】サブディスプレイＳＤＳＰの表示例を示す説明図である。
【図１０】付加情報表示処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】付加情報の表示例を示す説明図である。
【図１２】第２実施例の地図表示装置１０における表示画像データの生成方法、および、表示画像の一例を示す説明図である。
【図１３】第２実施例における地図表示処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】変形例としての指定オブジェクトを強調表示した様子を示す説明図である。
【図１５】変形例におけるマウスポインタの移動の様子を示す説明図である。
【符号の説明】
【００９６】
１０...地図表示装置
１２...マウス
１４...ディスプレイ
１６...ハードディスク
１８...ＣＤ−ＲＯＭドライブ
１１０...制御部
１２０...参照部
１３０...表示画像データ生成部
１４０...表示制御部
１５０...入力部
１６０...判断部
１７０...特定部
１８０...変換部
ＤＳＰ...表示画面
ＶＳ、ＶＳ'...仮想空間
Ｇ、Ｇ'、ｇ...地表面
ＰＶ、ＰＶ１〜ＰＶ３、ＰＶ'...視点
ＦＲＭ...視野枠
ＡＸ、ａｘ...軸
Ｐｒ...代表点
ＳＤＳＰ...サブディスプレイ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地図表示装置、地図の表示方法、および、コンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンピュータで利用可能に電子化された、いわゆる電子地図データが普及している。近年では、３次元的な表示が可能な電子地図データも普及している。３次元的に表示された電子地図は、街の鳥瞰や道路の立体交差などを立体的にリアルに表現することができるため、地図の把握がし易いという利点がある。このような３次元的な表示が可能な電子地図データは、いわゆるパーソナルコンピュータにインストールされた地図ソフトや、ナビゲーションシステムなどで利用される。
【０００３】
【特許文献１】特開平４−２６７４２７号公報
【特許文献２】特開平９−２６５５５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電子地図では、表示画面に表示されるエリアの指定や、ナビゲーションシステムにおける目的地の指定など、ユーザがポインティングデバイスで任意の地点を指定できることが望まれる。しかし、表示画面は２次元であるため、例えば、３次元的に表示された電子地図では、建物の陰になる地点等は、ポインティングデバイスで指定することができなかった。つまり、従来の３次元的に表示された電子地図においては、ポインティングデバイスなどによるオブジェクトや地点の指定方法に支障や制限があった。
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、３次元的に表示された電子地図において、電子地図上の位置の指定を可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明では、以下の構成を採用した。
本発明の第１の地図表示装置は、
所定の電子地図データに基づいて、電子地図を３次元的に表示する地図表示装置であって、
前記電子地図データを参照する参照部と、
前記電子地図データに基づいて定まる３次元の仮想空間を３次元的に表示するための表示画像データを生成し、該表示画像データに基づく表示画像を表示する表示部と、
前記表示画像上で定義された２次元座標系において、ユーザによって指定された指定点に対応する２次元座標値を入力する座標値入力部と、
前記２次元座標値を、前記仮想空間で定義された３次元座標系において、高さが既定値である制約下で、３次元座標値に変換する変換部と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
電子地図データは、一般に、緯度、経度などの座標系で、地図上に配置される道路や建物などのオブジェクトの配置位置を示すデータや、オブジェクトの形状データなどを含んでいる。そして、地図表示装置は、このような電子地図データを利用して、３次元の仮想空間を形成し、これを２次元の表示画面上に地図を３次元的に表示することが可能である。３次元の仮想空間は、オブジェクトに現実の高さデータが付与された３次元モデルに基づいて形成してもよいし、２次元の平面モデルにおいて、オブジェクトに任意の高さを付与することによって形成してもよい。ユーザは、地図表示装置の表示画面上で、マウスなどのポインティングデバイスを用いて任意の位置を指定する。
【０００８】
本発明では、ユーザによって指定された表示画面上の指定点の２次元座標値を、仮想空間上の３次元座標値へ変換する際に、仮想空間上の３次元座標系における高さを既定値に固定する。このように３次元座標の１つに制約条件をかけることによって、指定点の２次元座標値を３次元座標値に一義的に変換することができる。つまり、３次元的に表示された電子地図において、指定点の電子地図上の位置を一義的に特定することができる。
【０００９】
本発明の第１の地図表示装置において、
前記既定値は、例えば、予め設定された所定値であるものとすることができる。
【００１０】
「所定値」は、任意に設定可能であり、例えば、地表面の代表高さなど、所定の標高とすることができる。本発明によって、指定点の２次元座標値を、仮想空間内において高さが所定値の３次元座標値に変換することができる。
【００１１】
また、本発明の第１の地図表示装置において、
前記既定値は、例えば、前記仮想空間内の地表面に基づいた高さであるものとしてもよい。
【００１２】
「地表面に基づいた高さ」とは、例えば、地表面高さであってもよいし、地表面から一定の高さであってもよい。こうすることによって、地表に起伏がある場合でも、指定点の２次元座標値を仮想空間内の地表面上の３次元座標値に変換することができる。
【００１３】
上記地図表示装置において、例えば、
前記表示部が、前記仮想空間内に設定された視点および視野枠に基づいて前記表示画像データを生成する場合、
前記変換部は、前記２次元座標値を、前記２次元座標値を前記視野枠に写像して得られる点と、前記視点とを結ぶ直線が、前記仮想空間内の地表面と交差する点の３次元座標値に変換するようにすることができる。
【００１４】
こうすることによって、例えば、仮想空間内で地表面が起伏している場合でも、表示画面上の指定点を仮想空間上の３次元座標値に変換し、位置を特定することができる。
【００１５】
上述した本発明の第１の地図表示装置において、
前記表示部は、前記仮想空間内に設定された視線ベクトルに基づいて前記表示画像データを生成し、
前記変換部は、前記視線ベクトルと直交する前記仮想空間内の地表面上の軸よりも、前記表示画像において上側の点が前記指定点として指定されているときに、前記２次元座標値を、前記指定点から前記軸への垂線の足に対応する３次元座標値に変換するようにすることができる。
【００１６】
３次元的な地図を２次元的な表示画面上に表示する場合、視点に近い領域を表す表示画面の下側よりも、視点から遠い位置を表す表示画面の上側の方が、仮想空間における奥行き方向の座標間隔が狭く表示されるため、ユーザは、表示画面上で位置の指定を行いにくくなる傾向にある。このため、ユーザが意図した指定点と特定結果との誤差が大きくなる場合がある。
【００１７】
本発明では、前記軸を境界線として、２次元座標値から３次元座標値への座標値の変換方法、即ち、指定点の特定方法を切り換える。表示画面において、指定点が、視点から遠い、前記軸よりも上側の領域に存在する場合は、ユーザが軸上の点を指定したものとして指定点の２次元座標値を取り扱う。こうすることによって、ユーザの意図と大きく離れた地点が特定されることを回避することができる。
【００１８】
本発明の第２の地図表示装置は、
所定の電子地図データに基づいて、電子地図を３次元的に表示する地図表示装置であって、
前記電子地図データを参照する参照部と、
前記電子地図データに基づいて、該電子地図データに含まれる少なくとも一部のオブジェクトを立体オブジェクトとして立体的に表示することにより、前記電子地図データに基づいて定まる３次元の仮想空間を３次元的に表示するための表示画像データを生成し、該表示画像データに基づく表示画像を表示する表示部と、
前記表示画面上で定義された２次元座標系において、ユーザによって指定された指定点に対応する２次元座標値を入力する座標値入力部と、
前記２次元座標値に基づいて、前記指定点に、前記立体オブジェクトの表示画像が存在するか否かを判断する判断部と、
該判断部が、前記立体オブジェクトの表示画像が存在すると判断した場合に、該立体オブジェクトを、前記ユーザが指定する指定オブジェクトとして特定する特定部と、
を備えることを要旨とする。
【００１９】
３次元的に表示される電子地図上に配置されるオブジェクトには、ビルなど立体的に表示される立体オブジェクトと、地表面上に沿って通る道路など平面的に表示される平面オブジェクトとがある。本発明では、ユーザが表示画面上で立体オブジェクトの画像を指定したときに、仮想空間上においても、そのオブジェクトが指定されたものとして特定することができる。
【００２０】
上記地図表示装置において、更に、
前記特定部は、前記仮想空間において、前記指定オブジェクトに対応づけられた所定の代表点の３次元座標を出力するようにすることができる。
【００２１】
電子地図データにおいて、オブジェクトは、通常、その配置位置である代表点と対応付けられている。本発明によって、ユーザによって表示画面上で立体オブジェクトの画像のどの部分（２次元座標値）が指定されても、代表点が指定されたものとして指定点の３次元座標値を特定することができる。
【００２２】
上記地図表示装置において、代表点として、例えば、ビルの屋上など、オブジェクトによって異なった、高さを含む３次元座標値を用いるようにしてもよいが、
前記代表点は、前記指定オブジェクトに含まれ、前記仮想空間内の地表面上の一点であるものとすることができる。
【００２３】
こうすることによって、複数の立体オブジェクトについて、３次元座標値のうちの高さを統一することができるので、仮想空間における位置の特定を容易に行うことができる。
【００２４】
本発明の第２の地図表示装置において、
前記表示部は、前記指定オブジェクトを強調表示するようにすることができる。
【００２５】
こうすることによって、ユーザは、自らが表示画面上で指定した立体オブジェクトが地図表示装置によって有効に取り扱われていることを視認することができる。
【００２６】
本発明の第２の地図表示装置において、
前記表示部は、少なくとも、前記表示画像上で前記指定オブジェクトの少なくとも一部を遮る立体オブジェクトを半透明表示、あるいは、透明表示するようにしてもよい。
【００２７】
こうすることによって、表示画面上に指定オブジェクトの全体像を表示することができるので、ユーザが指定オブジェクトを見易くすることができる。
【００２８】
上述した指定オブジェクトを強調表示する、あるいは、指定オブジェクトの少なくとも一部を遮る立体オブジェクトを半透明表示する地図表示装置において、
前記電子地図データは、前記立体オブジェクトと対応付けられ、該立体オブジェクトに関する所定の付加情報を含んでいる場合、
前記地図表示装置は、更に、
前記指定オブジェクトの前記付加情報の表示要求を入力する要求入力部を備え、
前記表示部は、前記表示要求に応じて、更に、前記付加情報を表示するようにすることができる。
【００２９】
こうすることによって、ユーザは、指定オブジェクトに対応する付加情報を利用することができ、電子地図の利便性を向上させることができる。
【００３０】
本発明の第２の地図表示装置において、更に、
前記指定オブジェクトを半透明表示する指示を入力する指示入力部を備え、
前記表示部は、前記指示に応じて、前記指定オブジェクトを半透明表示するようにしてもよい。また、前記指定オブジェクトを透明表示する指示を入力する指示入力部を備え、前記表示部は、前記指示に応じて、前記指定オブジェクトを透明表示するようにしてもよい。
【００３１】
こうすることによって、ユーザの指示によって、指定オブジェクトを半透明表示させることができる。この場合、半透明に表示された指定オブジェクトは、地図上にないものとして取り扱う。この結果、指定オブジェクトの陰に隠れていたオブジェクトを、更に、指定オブジェクトとして指定することができる。
【００３２】
上述した本発明の第２の地図表示装置において、
前記表示部は、前記仮想空間内に設定された視線ベクトルに基づいて前記表示画像データを生成し、
更に、前記視線ベクトルと直交する前記仮想空間内の地表面上の軸よりも、前記表示画像において上側の点が前記指定点として指定されているときに、前記２次元座標値を、前記指定点から前記軸への垂線の足に対応する３次元座標値に変換する変換部を備えるようにしてもよい。
【００３３】
こうすることによって、先に第１の地図表示装置で説明したのと同様に、指定点の特定を簡易に行うことができる。
【００３４】
本発明の第１または第２の地図表示装置において、
前記表示部は、前記指定点の周辺領域を表す２次元の電子地図を、前記３次元的に表示された電子地図と共に表示するようにしてもよい。
【００３５】
こうすることによって、ユーザは、指定点の周辺領域の地図を、３次元的な表示と、２次元的な表示との双方で、同時に同じ表示画面で見ることができるので、電子地図の利便性を向上させることができる。更に、３次元的な表示と同時に表示された２次元的に表示された地図において、２次元的な位置の指定を行えるようにしてもよい。
【００３６】
なお、上記地図表示装置において、
前記表示部は、前記指定点の周辺領域については、前記３次元的な表示に代えて、前記２次元の電子地図を表示するようにしてもよい。
【００３７】
本発明は、画像データ生成装置の発明として構成することもできる。即ち、本発明の画像データ生成装置は、
所定の電子地図データに基づいて、所定の表示装置に電子地図を表示させるための表示画像データを生成する画像データ生成装置であって、
前記電子地図データを参照する参照部と、
前記電子地図データに基づいて定まる３次元の仮想空間を表示するための表示画像データを、該仮想空間内に設定された視点および視線ベクトルに基づいて、該視線ベクトルと前記仮想空間内の地表面とのなす角度および前記視点が、表示対象となる前記仮想空間の領域に応じて、相対的に異なるように生成する表示画像データ生成部と、
を備えることを要旨とする。
【００３８】
「視線ベクトルと仮想空間内の地表面とのなす角度および視点が、表示対象となる仮想空間の領域に応じて、相対的に異なる」とは、仮想空間の座標値を固定して、視線ベクトルを変化させてもよいし、視線ベクトルを固定して、仮想空間の座標値を変化させてもよいことを意味している。本発明によって、地図表示装置に、様々な視線から仮想空間の地表面を見たときの地図を表示させることができる。
【００３９】
なお、上記画像データ生成装置において、
前記表示画像データ生成部は、前記視線ベクトルと前記地表面とのなす角度および視線を単調に変化させることによって、前記表示画像が３次元的な表示から２次元表示に連続的に変化する表示画像データを生成するようにしてもよい。
【００４０】
本発明の画像データ生成装置で生成された表示画像データは、地図表示装置の表示画面に表示される。従って、上述した画像データ生成装置と、生成された表示画像データに基づく表示画像を表示する表示部とを備える地図表示装置の発明として構成することもできる。
【００４１】
また、表示画面に表示された地図を印刷装置によって印刷して利用することも可能であり、地図の発明として構成することもできる。
【００４２】
本発明は、上述の地図表示装置、画像データ生成装置としての構成の他、電子地図においてユーザが指定した指定点やオブジェクトの特定方法、電子地図を表示させるための画像データ生成方法、電子地図の表示方法の発明として構成することもできる。また、これらを実現するコンピュータプログラム、およびそのプログラムを記録した記録媒体、そのプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号など種々の態様で実現することが可能である。なお、それぞれの態様において、先に示した種々の付加的要素を適用することが可能である。
【００４３】
本発明をコンピュータプログラムまたはそのプログラムを記録した記録媒体等として構成する場合には、地図表示装置を駆動するプログラム全体として構成するものとしてもよいし、本発明の機能を果たす部分のみを構成するものとしてもよい。また、記録媒体としては、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、ＩＣカード、ＲＯＭカートリッジ、パンチカード、バーコードなどの符号が印刷された印刷物、コンピュータの内部記憶装置（ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ）および外部記憶装置などコンピュータが読み取り可能な種々の媒体を利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき以下の順序で説明する。
Ａ．第１実施例：
Ａ１．地図表示装置の概略構成：
Ａ２．３Ｄ地図表示処理：
Ａ３．指定点特定処理：
Ａ４．サブディスプレイ表示処理：
Ａ５．付加情報表示処理：
Ｂ．第２実施例：
Ｃ．変形例：
【００４５】
Ａ．第１実施例：
Ａ１．地図表示装置の概略構成：
図１は、第１実施例としての地図表示装置１０の概略構成を示す説明図である。本実施例の地図表示装置１０は、汎用のパーソナルコンピュータであり、図示しないＣＰＵやメモリの他、マウス１２や、表示画面ＤＳＰを表示するためのディスプレイ１４や、ハードディスク１６や、ＣＤ−ＲＯＭドライブ１８などを備えている。地図表示装置１０は、パーソナルコンピュータに、電子地図を表示するためのアプリケーションプログラムをインストールすることによって構成されている。
【００４６】
地図表示装置１０は、図示した各機能ブロックをソフトウェア的に備えている。制御部１１０は、地図表示装置１０内の各部の動作制御を行う。参照部１２０は、電子地図データを記録したコンパクト・ディスクＣＤや、ハードディスク１６から電子地図データを参照する。電子地図データは、地図上の位置を示す緯度、経度や、地図上に配置されるオブジェクトの配置位置を示すデータや、オブジェクト（地物）の形状データや高さデータや、オブジェクトに関する付加情報などを含んでいる。付加情報としては、ビルの名称や、店舗の電話番号、営業時間など、ユーザに提供するための情報が挙げられる。参照部１２０は、電子地図データを、インターネットなどのネットワークを介して所定のサーバから参照するようにしてもよい。
【００４７】
表示画像データ生成部１３０は、参照部１２０が参照した電子地図データに基づいて、更に、後述する入力部１５０に入力された各種指示等に応じて、ディスプレイ１４に、２次元表示（２Ｄ）の電子地図を表示したり、３次元的な表示（３Ｄ）の電子地図を表示したりするための画像データを生成する。表示画像データ生成部１３０は、更に、後述するように、ユーザからの指示に応じて、表示画面ＤＳＰに表示された３Ｄ地図上に立体的に表示されたビルなどの立体オブジェクトの表示方法を変更したり、ユーザによって指定されたオブジェクトに対応する付加情報を表示させたりするための表示画像データを生成したりもする。表示制御部１４０は、表示画像データ生成部１３０で生成された画像データをディスプレイ１４に表示するための制御を行う。
【００４８】
入力部１５０は、ディスプレイ１４の表示画面ＤＳＰの切り換え等のユーザからの各種指示の入力や、表示画面ＤＳＰ上で、ユーザによってマウス１２を用いて指定された指定点の２次元座標値を入力する。判断部１６０は、指定点の２次元座標値に基づいて、表示画面ＤＳＰに表示された立体オブジェクトの画像と指定点との位置関係などを判断する。この判断の詳細については、後述する。特定部１７０は、判断部１６０が、指定点が立体オブジェクトの画像上に存在すると判断したときに、その立体オブジェクトを、ユーザによって指定された指定オブジェクトとして特定する。更に、特定部１７０は、指定オブジェクトの代表点の３次元座標値を出力する。代表点とは、電子地図上に配置されるオブジェクトに対応付けられた代表的な配置位置の座標値である。本実施例では、代表点は、地表面上の点であるものとした。変換部１８０は、指定点の２次元座標値を、判断部１６０の判断結果に応じて、３次元座標値に変換する。
【００４９】
Ａ２．３Ｄ地図表示処理：
図２は、３Ｄ地図表示処理の流れを示すフローチャートである。地図表示装置１０のＣＰＵが実行する処理である。まず、ＣＰＵは、入力部１５０によって、ユーザによって指定された表示エリアを取得する（ステップＳ１００）。表示エリアとしては、例えば、「九州」、「福岡県」、「北九州市」、更に、町名、番地などの住所が挙げられる。次に、表示エリアに基づいて、参照部１２０によって、電子地図データを参照する（ステップＳ１１０）。そして、表示画像データ生成部１３０によって、２次元表示の電子地図を表示するための２Ｄ表示画像データを生成し（ステップＳ１２０）、表示画面ＤＳＰに２Ｄ地図を表示する（ステップＳ１３０）。次に、入力部１５０によって、ユーザが２Ｄ地図上で指定したエリアについての３Ｄ地図の表示指示を取得する（ステップＳ１４０）。そして、参照部１２０によって、電子地図データを参照し、表示画像データ生成部１３０によって、３次元的な表示の電子地図を表示するための３Ｄ表示画像データを生成して（ステップＳ１５０）、表示画面ＤＳＰに３Ｄ地図を表示する（ステップＳ１６０）。このとき、表示画面ＤＳＰには、２次元座標上で移動するマウスポインタも表示される。なお、本実施例では、２Ｄ地図を表示した後に、３Ｄ地図を表示するものとしたが、２Ｄ地図の表示処理（ステップＳ１２０、および、ステップＳ１３）をジャンプしてもよい。
【００５０】
図３は、３Ｄ表示画像データの生成方法について示す説明図である。図の右側には、電子地図データに基づいて定まる３次元の仮想空間ＶＳを示した。仮想空間ＶＳの地表面Ｇには、表示画面ＤＳＰに立体オブジェクトとして表示されるビルＢＬＤが配置されている。図の左側には、表示画面ＤＳＰを示した。表示画面ＤＳＰには、仮想空間ＶＳにおけるビルＢＬＤを立体的に表示した立体オブジェクトとしてのビルｂｌｄの画像が配置されている。
【００５１】
本実施例では、仮想空間ＶＳ内に視点ＰＶ、視点ＰＶからの視線ベクトル、および、視野枠ＦＲＭを設定し、視点ＰＶから視野枠ＦＲＭを通して仮想空間ＶＳの地表面Ｇを見たときの像を用いて３Ｄ表示画像データを生成するものとした。視野枠ＦＲＭと視点ＰＶとの距離を変更することによって、あるいは、視野枠ＦＲＭのサイズを変更することによって、表示画面ＤＳＰに表示される地図の縮尺を変更することができる。なお、視野枠ＦＲＭから見える仮想空間ＶＳの地表面Ｇには、図示した例では、Ｘ軸に平行な軸ＡＸが設定されている。軸ＡＸは、地表面Ｇ上で視線ベクトルに直交する軸である。この軸ＡＸは、表示画面ＤＳＰの軸ａｘと対応している。
【００５２】
Ａ３．指定点特定処理：
本実施例の地図表示装置１０は、３Ｄ地図が表示された表示画面ＤＳＰ上において、マウス１２を用いてユーザによって指定された指定点の仮想空間ＶＳ内の位置を特定することができる。指定点の位置の特定は、以下に説明する３通りに分けて行う。即ち、（１）指定点が表示画面ＤＳＰの軸ａｘよりも上側の領域に存在する場合、（２）指定点が表示画面ＤＳＰの軸ａｘよりも下側の領域に存在し、その点に立体オブジェクトの画像が存在しない場合、（３）指定点が表示画面ＤＳＰの軸ａｘよりも下側の領域に存在し、その点に立体オブジェクトの画像が存在する場合、の３通りである。
【００５３】
図３に（１）、（２）の場合の指定点の特定方法を併せて示した。図３において、点Ｐａは、表示画面ＤＳＰの軸ａｘよりも上側の領域に存在する点である。この場合、点Ｐａから軸ａｘへの垂線の足である点Ｐａ'を求め、点Ｐａ'を視野枠ＦＲＭに写像して得られる点Ｐａ'ｍと視点ＰＶとを結ぶ直線が仮想空間ＶＳの地表面Ｇと交差する軸ＡＸ上の点Ｐａｖを仮想空間ＶＳ内の指定点として特定する。
【００５４】
３Ｄ地図を表示する場合、視点ＰＶに近い領域を表す表示画面ＤＳＰの下側よりも、視点ＰＶから遠い位置を表す表示画面ＤＳＰの上側の方が、仮想空間における奥行き方向の座標間隔が狭く表示されるため、ユーザは、表示画面上で位置の指定を行いにくくなる傾向にある。このため、ユーザが意図した指定点と特定結果との誤差が大きくなる場合がある。先に説明したように、軸ａｘよりも上側の指定点を軸ａｘ上の点として取り扱うことによって、仮想空間ＶＳにおいて、ユーザの意図と大きく離れた地点が特定されることを回避することができる。なお、軸ａｘを考慮せずに、次に説明する（２）、（３）の場合と同様に指定点の特定を行ってもよい。
【００５５】
図３において、点Ｐｂは、表示画面ＤＳＰの軸ａｘよりも下側の領域に存在し、その点に立体オブジェクトの画像が存在しない点である。この場合、点Ｐｂを視野枠ＦＲＭに写像して得られる点Ｐｂｍと視点ＰＶとを結ぶ直線が仮想空間ＶＳの地表面Ｇと交差する点Ｐｂｖを仮想空間ＶＳ内の指定点として特定する。
【００５６】
こうすることによって、例えば、仮想空間ＶＳ内で地表面Ｇが起伏している場合でも、表示画面ＤＳＰ上の指定点を仮想空間ＶＳ上の３次元座標値に変換し、位置を特定することができる。
【００５７】
図４は、（３）の場合の仮想空間ＶＳにおける指定点の特定方法を示す説明図である。立体オブジェクトの画像上に表した点Ｐ１〜Ｐ４は、いずれも図３に示した軸ａｘよりも下側の領域に存在する点であるものとする。この場合、表示画面ＤＳＰにおいて、指定点として点Ｐ１〜Ｐ４のいずれが指定されたとしても、代表点Ｐｒが指定されたものとして取り扱う。即ち、代表点Ｐｒを視野枠ＦＲＭに写像して得られる点と視点ＰＶとを結ぶ直線が仮想空間ＶＳの地表面Ｇと交差する点を仮想空間ＶＳ内の指定点として特定する。
【００５８】
こうすることによって、ユーザが表示画面ＤＳＰで立体オブジェクトを指定したときに、仮想空間ＶＳ上においても、そのオブジェクトが指定されたものとして特定し、更に、３次元座標値を特定することができる。
【００５９】
図５は、指定点特定処理の流れを示すフローチャートである。地図表示装置１０のＣＰＵが実行する処理である。まず、ＣＰＵは、入力部１５０によって、表示画面ＤＳＰにおける指定点の２次元座標値を取得する（ステップＳ２００）。次に、判断部１６０によって、指定点が表示画面ＤＳＰ上の軸ａｘよりも上側の領域に存在するか否かを判断する（ステップＳ２１０）。指定点が軸ａｘよりも上側の領域に存在する場合は、先に説明したように、仮想空間ＶＳ内の地表面Ｇ上に設定された軸ＡＸ上の３次元座標値に変換する（ステップＳ２２０）。
【００６０】
ステップＳ２１０において、指定点が軸ａｘよりも下側の領域に存在する場合は、指定点に立体オブジェクトの画像が存在するか否かを判断する（ステップＳ２３０）。指定点に立体オブジェクトの画像が存在しない場合には、先に説明したように、仮想空間ＶＳ内の地表面Ｇ上の３次元座標値に変換する（ステップＳ２４０）。
【００６１】
本実施例の地図表示装置１０は、表示画面ＤＳＰにおいて、指定点に立体オブジェクトの画像が存在する場合、ユーザの指示によって、その立体オブジェクト（指定オブジェクト）を半透明表示させることができる。
【００６２】
図６は、指定オブジェクトを半透明表示させる様子を示す説明図である。ここでは、表示画面ＤＳＰに４つのビルＢＬＤ１〜ＢＬＤ４が表示されている例を示した。図６（ａ）に示したように、ユーザがマウス１２によってビルＢＬＤ４を指定し、半透明表示させる指示を入力する。そうすると、図６（ｂ）に示したように、ビルＢＬＤ４が半透明表示され、ビルＢＬＤ４の陰に隠れていたビルＢＬＤ１〜ＢＬＤ３の一部や、道路が表示される。これらの表示画像データは、先に説明したように、表示画像データ生成部１３０が生成する。
【００６３】
こうすることによって、指定オブジェクトの陰に隠れていた他の立体オブジェクトや地表面を表示させることができる。このとき、半透明表示された指定オブジェクトは、地図上にないものとして取り扱われる。従って、ユーザは、半透明表示された領域において、新たに指定点を指定することができる。
【００６４】
図５のステップＳ２３０において、指定点に立体オブジェクトの画像が存在する場合には、ユーザから半透明表示の指示があるか否かを判断する（ステップＳ２５０）。半透明表示の指示がある場合には、指定点に存在する立体オブジェクトを半透明表示する（ステップＳ２６０）。そして、次の指定点の２次元座標値を取得し（ステップＳ２６５）、ステップＳ２３０に戻る。
【００６５】
ステップＳ２５０において、半透明表示の指示がない場合には、表示画面ＤＳＰ上で、指定オブジェクトの少なくとも一部を遮っている立体オブジェクトが存在するか否かを判断する（ステップＳ２７０）。指定オブジェクトの少なくとも一部を遮っている立体オブジェクトが存在しない場合には、先に説明したように、指定オブジェクトの代表点Ｐｒに対応する仮想空間ＶＳ内の点の３次元座標値を出力する（ステップＳ２９０）。指定オブジェクトの少なくとも一部を遮っている立体オブジェクトが存在する場合には、遮る立体オブジェクトを半透明表示して（ステップＳ２８０）、指定オブジェクトの代表点Ｐｒに対応する仮想空間ＶＳ内の点の３次元座標値を出力する（ステップＳ２９０）。
【００６６】
図７は、指定オブジェクトの少なくとも一部を遮る立体オブジェクトを半透明表示させる様子を示す説明図である。表示画面ＤＳＰに４つのビルＢＬＤ１〜ＢＬＤ４が表示されている例を示した。図７（ａ）に示したように、ユーザがマウス１２によってビルＢＬＤ１指定する。図示した例では、ビルＢＬＤ２〜ＢＬＤ４がビルＢＬＤ１の一部を遮っているので、図６（ｂ）に示したように、ビルＢＬＤ２〜ＢＬＤ４を半透明に表示する。これらの表示画像データは、表示画像データ生成部１３０が生成する。
【００６７】
こうすることによって、表示画面ＤＳＰ上に指定オブジェクトの全体像を表示することができるので、ユーザは、自らが指定した指定オブジェクトが地図表示装置１０によって有効に取り扱われていることを視認するとともに、指定オブジェクトを見易くすることができる。
【００６８】
Ａ４．サブディスプレイ表示処理：
本実施例の地図表示装置１０は、指定点の周辺領域について、表示画面ＤＳＰに表示された３Ｄ地図の中にサブディスプレイ領域を形成し、この領域に２Ｄ地図を表示させることができる。
【００６９】
図８は、サブディスプレイ表示処理の流れを示す説明図である。指定点の特定後に、地図表示装置１０のＣＰＵが実行する処理である。まず。ＣＰＵは、入力部１５０によって、ユーザからのサブディスプレイ表示の指示を取得する（ステップＳ３００）。次に、参照部１２０によって、電子地図データを参照する（ステップＳ３１０）。次に、表示画像データ生成部１３０によって、指定点の周辺領域の２Ｄ表示画像データを生成する（ステップＳ３２０）。そして、サブディスプレイの形成位置を指定点付近に設定して、表示画面ＤＳＰに表示中の３Ｄ地図の３Ｄ表示画像データとステップＳ３２０で生成した２Ｄ表示画像データとを合成し（ステップＳ３３０）、合成地図を表示画面ＤＳＰに表示する（ステップＳ３４０）。
【００７０】
図９は、サブディスプレイＳＤＳＰの表示例を示す説明図である。図９（ａ）に示したように、表示画面ＤＳＰ上でユーザがマウス１２によって任意の指定点を指定する。そうすると、先に説明した指定点特定処理によって、仮想空間ＶＳ上の点の３次元座標値が特定される。そして、図８に示した処理によって、図９（ｂ）に示したように、表示画面ＤＳＰ内に、指定点の周辺領域を示す２Ｄ地図を表示するサブディスプレイＳＤＳＰが表示される。このとき、マウスポインタは、図示するように、サブディスプレイＳＤＳＰ上で移動する。
【００７１】
こうすることによって、ユーザは、指定点の周辺領域の地図を、３次元的な表示と、２次元的な表示との双方で、同時に同じ表示画面ＤＳＰで見ることができるので、電子地図の利便性を向上させることができる。更に、３次元的な表示と同時に表示された２次元的に表示された地図において、２次元的な位置の指定を行えるようにしてもよい。
【００７２】
Ａ５．付加情報表示処理：
本実施例の地図表示装置１０は、ユーザの指示によって、３Ｄ電子地図データが含む付加情報を表示画面ＤＳＰに表示させることも可能である。
【００７３】
図１０は、付加情報表示処理の流れを示すフローチャートである。指定点の特定後に、地図表示装置１０のＣＰＵが実行する処理である。まず、ＣＰＵは、入力部１５０によって、ユーザからの付加情報の表示指示を取得する（ステップＳ４００）。次に、参照部１２０によって、電子地図データを参照し（ステップＳ４１０）、指定オブジェクトに対応する付加情報を表示画面ＤＳＰに表示する（ステップＳ４２０）。
【００７４】
図１１は、付加情報の表示例を示す説明図である。ここでは、ユーザがビルＢＬＤ１の付加情報の表示指示を入力した場合について示した。図示するように、指定オブジェクトとしてのビルＢＬＤ１の画像とともに、その付加情報が表示される。
【００７５】
こうすることによって、３Ｄ地図においても、ユーザは、指定オブジェクトに対応する付加情報を利用することができ、電子地図の利便性を向上させることができる。
【００７６】
Ｂ．第２実施例：
第１実施例では、地図表示装置１０は、仮想空間ＶＳにおいて視点ＰＶを固定して、表示画面ＤＳＰに３次元的に一様に表示するための表示画像データを生成した。第２実施例では、仮想空間ＶＳが３次元的な表示から２次元表示に連続的に変化する表示画像データを生成し、表示画面ＤＳＰに表示する。第２実施例の地図表示装置の構成は、第１実施例の地図表示装置と同様であるので、説明を省略する。
【００７７】
図１２は、第２実施例の地図表示装置１０における表示画像データの生成方法、および、表示画像の一例を示す説明図である。図１２の右側には、表示画像データの生成方法を概念的に示した。右図下段に図示した例では、３次元的な仮想空間ＶＳの地表面Ｇに３つの建物Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３が配置されている様子を示している。ここでは、仮想空間ＶＳの領域に応じて、異なる視点ＰＶ１、ＰＶ２、ＰＶ３、および、視線ベクトルが設定されており、視線ベクトルと仮想空間ＶＳの地表面Ｇとのなす角度を、仮想空間ＶＳの奥行き方向（Ｙ軸方向）に、単調に増加させて、表示画像データを生成する様子を示している。視線ベクトルと地表面Ｇとのなす角度は相対的なものであるから、右図上段に図示したように、視点を点ＰＶ'に固定し、湾曲した地表面Ｇ'の法線方向に建物Ｂ１'、Ｂ２'、Ｂ３'を配置した仮想空間ＶＳ'を形成して表示画像データを生成するのと同等である。このようにして生成した表示画像データに基づく表示画像を左図に示した。図示した建物ｂ１、ｂ２、ｂ３の様子から、表示画像が３次元的な表示から２次元表示に連続的に変化している様子が分かる。
【００７８】
図１３は、第２実施例における地図表示処理の流れを示すフローチャートである。地図表示装置１０のＣＰＵが実行する処理である。まず、ＣＰＵは、入力部１５０によって、ユーザによって指定された表示エリアを取得する（ステップＳ５００）。次に、表示エリアに基づいて、参照部１２０によって、電子地図データを参照する（ステップＳ５１０）。次に、表示画像データ生成部１３０によって、図１２に示した地表面が湾曲した仮想空間ＶＳ'を定義し（ステップＳ５２０）、平面オブジェクトおよび立体オブジェクトを配置する（ステップＳ５４０）。立体オブジェクトは、それぞれ高さデータに基づいて、地表面から垂直方向に配置される。次に、視点ＰＶ'および視野枠ＦＲＭを設定する（ステップＳ５４０）。そして、先に説明した表示画像データを生成し（ステップＳ５５０）、表示画面ＤＳＰに地図を表示する（ステップＳ５６０）。
【００７９】
このように表示画像データを生成することによって、様々な視点から地表面を見た仮想空間の地図を表示することができる。また、本実施例では、仮想空間ＶＳの奥の方の領域において、視線ベクトルと地表面Ｇとのなす角度が大きいため、奥の方の領域が２次元表示に近い状態で表示される。従って、表示画面上でユーザが位置の指定を行いやすいという利点もある。本実施例の地図表示装置１０で表示された地図は、印刷装置で印刷して利用することも可能である。
【００８０】
なお、第２実施例の地図表示装置の構成は、第１実施例の地図表示装置１０と同様であるから、第２実施例の地図表示装置においても、地図表示装置１０と同様にして、指定点特定処理や、サブディスプレイ表示処理や、付加情報表示処理などの処理を行うことができる。
【００８１】
Ｃ．変形例：
以上、本発明のいくつかの実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。例えば、以下のような変形例が可能である。
【００８２】
Ｃ１．変形例１：
上記第１実施例では、図５〜図７を用いて説明した指定点特定処理のステップＳ２７０において、指定オブジェクトを遮る立体オブジェクトを半透明表示するものとしたが、これに限られない。この場合において、例えば、指定オブジェクトを強調表示するようにしてもよい。図１４は、変形例としての指定オブジェクトを強調表示した様子を示す説明図である。強調表示としては、例えば、色彩や模様を変化させた表示などが挙げられる。このようにすることによっても、表示画面ＤＳＰ上に指定オブジェクトの全体像を表示することができるので、ユーザは、自らが指定した指定オブジェクトが地図表示装置１０によって有効に取り扱われていることを視認するとともに、指定オブジェクトを見易くすることができる。
【００８３】
Ｃ２．変形例２：
上記第１実施例では、マウスポインタは、表示画面ＤＳＰの２次元座標上で移動するものとしたが、仮想空間ＶＳ内の３次元座標上で移動するマウスポインタを表示するものとしてもよい。図１５は、本変形例におけるマウスポインタの移動の様子を示す説明図である。図１５（ａ）は、２Ｄ地図を示している。図中の楕円は、等高線であり、山が存在していることを示している。図１５（ｂ）、（ｃ）は、３Ｄ地図を示している。図１５（ｂ）、（ｃ）中には、マウスポインタが視点から遠ざかるに連れて、徐々に小さくなっていく様子も併せて示した。
【００８４】
図１５（ｂ）は、図１５（ａ）に示した地点Ａ〜Ｄまでマウスポインタが地表面上に沿って移動する様子を示している。図示するように地点Ａおよび地点Ｄでは、マウスポインタＭＰａ、ＭＰｄは、山の陰に隠れておらず、視点から見える。地点Ｂおよび地点Ｃでは、マウスポインタＭＰｂ、ＭＰｃは、破線で示したように、山の陰に隠れてしまうので、視点から見えない。なお、このようにマウスポインタがオブジェクトの陰に隠れる場合には、オブジェクトの陰の領域が見えるように、視点を変更した３Ｄ地図を表示してもよい。また、マウスポインタが見えるように、第１実施例で説明したサブディスプレイの表示を行うようにしてもよい。こうすることによって、ユーザが指定したい地点を３Ｄ地図上に表示することができる。
【００８５】
図１５（ｂ）に示したマウスポインタの表示は、以下の処理によって行う。地図表示装置は、過去に移動したマウスポインタの２次元座標値およびこれに対応する仮想空間の３次元座標値の履歴データを保持する履歴データ保持部を備えている。地図表示装置のＣＰＵは、現在のマウスポインタの２次元座標値と履歴データの２次元座標値とを取得し、両者からマウスポインタの移動方向および移動量を算出する。そして、算出した移動方向、移動量、および、履歴データの３次元座標値に基づいて、地図上にマウスポインタの表示を行う。このような処理によって、図１５（ｂ）に示した、マウスポインタが地表面に沿って山を登り、下ってゆく様子を表示することができる。
【００８６】
図１５（ｃ）は、マウスポインタが仮想空間の空中を移動する様子を示している。本変形例では、マウスポインタが仮想空間内の所定の高さを移動するように設定される。また、仮想空間内の所定位置に太陽ｓｕｎが設定される。図中に黒で示した矢印ＳＰａ、ＳＰｄは、マウスポインタＭＰａ、ＭＰｄの影である。マウスポインタＭＰｂ、マウスポインタＭＰｃの影ＳＰｂ、ＳＰｃは、山の陰に隠れていて見えない。このように、空中を移動するマウスポインタＭＰａ〜ＭＰｄおよびその影ＳＰａ、ＳＰｄの表示を行い、影の地点をマウスポインタが指している地点としてもよい。こうすることによって、マウスポインタがオブジェクトの陰に隠れてしまうことを回避することができる。
【００８７】
Ｃ３．変形例３：
上記第１実施例では、指定点特定処理において、指定点が表示画面ＤＳＰの軸ａｘよりも上側の領域に存在するか否かの判断を行ったが、この判断を行わなくてもよい。この場合、指定点に立体オブジェクトの画像が存在するか否かに応じて、位置の特定方法を切り換えればよい。
【００８８】
更に、指定点に立体オブジェクトが存在するか否かの判断も行わなくてもよい。この場合、例えば、指定点が常に地表面上の地点を指定しているものとして、位置の特定を行えばよい。
【００８９】
Ｃ４．変形例４：
上記第１実施例では、指定点特定処理において、指定点の２次元座標値を仮想空間ＶＳにおける地表面Ｇ上の３次元座標値に変換したが、これに限られない。高さは、既定値を用いることが可能であり、例えば、所定の標高など、予め設定された所定値を用いることが可能である。
【００９０】
Ｃ５．変形例５：
上記第１実施例では、サブディスプレイ表示処理において、サブディスプレイＳＤＳＰの形成位置を指定点付近に設定し、図９（ｂ）に示したように、指定点周辺を３次元的な表示に代えて、２次元表示で表示したが、これに限られない。例えば、両者を並べて表示するようにしてもよい。
【００９１】
Ｃ６．変形例６：
上記第１実施例では、付加情報表示処理において、指定オブジェクトに対応付けられた付加情報を表示するものとしたが、更に、指定オブジェクト内の位置を指定可能とし、その位置に対応付けられた付加情報を表示するようにしてもよい。例えば、高層ビルの各階を指定して、各付加情報を表示できるようにしてもよい。
【００９２】
Ｃ７．変形例７：
上記第２実施例では、視線ベクトルと地表面とのなす角度を、仮想空間の奥行き方向（Ｙ方向）に、単調に増加させて表示画像データを生成したが、これに限られない。例えば、幅方向（Ｘ方向）に変化させてもよい。また、変化のさせ方は、単調な変化に限らず、任意に変化させてもよい。
【００９３】
Ｃ８．変形例８：
上記実施例では、地図表示装置１０は、パーソナルコンピュータに、電子地図を表示するためのアプリケーションプログラムをインストールすることによって構成されているものとしたが、例えば、カーナビゲーション装置などの地図表示装置に本発明を適用するものとしてもよい。
【００９４】
また、図１に示した機能ブロックの一部を、ネットワークを介して接続されたサーバに備えるようにしてもよい。例えば、サーバ側で電子地図データを参照し、表示画像データの生成を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】第１実施例としての地図表示装置１０の概略構成を示す説明図である。
【図２】３Ｄ地図表示処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】３Ｄ表示画像データの生成方法について示す説明図である。
【図４】指定点が表示画面ＤＳＰの軸ａｘよりも下側の領域に存在し、その点に立体オブジェクトの画像が存在する場合の、仮想空間ＶＳにおける指定点の特定方法を示す説明図である。
【図５】指定点特定処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】指定オブジェクトを半透明表示させる様子を示す説明図である。
【図７】指定オブジェクトの少なくとも一部を遮る立体オブジェクトを半透明表示させる様子を示す説明図である。
【図８】サブディスプレイ表示処理の流れを示す説明図である。
【図９】サブディスプレイＳＤＳＰの表示例を示す説明図である。
【図１０】付加情報表示処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】付加情報の表示例を示す説明図である。
【図１２】第２実施例の地図表示装置１０における表示画像データの生成方法、および、表示画像の一例を示す説明図である。
【図１３】第２実施例における地図表示処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】変形例としての指定オブジェクトを強調表示した様子を示す説明図である。
【図１５】変形例におけるマウスポインタの移動の様子を示す説明図である。
【符号の説明】
【００９６】
１０...地図表示装置
１２...マウス
１４...ディスプレイ
１６...ハードディスク
１８...ＣＤ−ＲＯＭドライブ
１１０...制御部
１２０...参照部
１３０...表示画像データ生成部
１４０...表示制御部
１５０...入力部
１６０...判断部
１７０...特定部
１８０...変換部
ＤＳＰ...表示画面
ＶＳ、ＶＳ'...仮想空間
Ｇ、Ｇ'、ｇ...地表面
ＰＶ、ＰＶ１〜ＰＶ３、ＰＶ'...視点
ＦＲＭ...視野枠
ＡＸ、ａｘ...軸
Ｐｒ...代表点
ＳＤＳＰ...サブディスプレイ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の電子地図データに基づいて、電子地図を３次元的に表示する地図表示装置であって、
前記電子地図データを参照する参照部と、
前記電子地図データに基づいて定まる３次元の仮想空間を３次元的に表示するための表示画像データを、前記仮想空間内に設定された複数の領域に応じて設定された複数の異なる視点、該視点からの視線ベクトルおよび視野枠に基づいて生成し、前記表示画像データに基づく表示画像を表示する表示部と、を備え、
前記表示部は、複数の異なる前記視点からの視線ベクトルと前記仮想空間内の地表面とのなす角度を前記３次元の仮想空間の奥行き方向にそれぞれ連続的に増加させて、前記表示画像において最も奥に位置する前記領域が２次元的な表示となるように、前記領域に対応する前記表示画像に表示する複数の表示画像領域を配置した前記表示画像データを生成する表示画像データ生成部を備える、
地図表示装置。
【請求項２】
所定の電子地図データに基づいて、電子地図を３次元的に表示する地図の表示方法であって、
（ａ）コンピュータが、前記電子地図データを参照する工程と、
（ｂ）コンピュータが、前記電子地図データに基づいて定まる３次元の仮想空間を３次元的に表示するための表示画像データを、前記仮想空間内に設定された複数の領域に応じて設定された複数の異なる視点、該視点からの視線ベクトルおよび視野枠に基づいて生成し、前記表示画像データに基づく表示画像を表示する工程と、を備え、
前記工程（ｂ）は、コンピュータが、複数の異なる前記視点からの視線ベクトルと前記仮想空間内の地表面とのなす角度を前記３次元の仮想空間の奥行き方向にそれぞれ連続的に増加させて、前記表示画面において最も奥に位置する前記領域が２次元的な表示となるように、前記領域に対応する前記表示画像に表示する複数の表示画像領域を配置した前記表示画像データを生成する工程を含む、
地図の表示方法。
【請求項３】
所定の電子地図データに基づいて、電子地図を３次元的に表示するためのコンピュータプログラムであって、
前記電子地図データを参照する参照機能と、
前記電子地図データに基づいて定まる３次元の仮想空間を３次元的に表示するための表示画像データを、前記仮想空間内に設定された複数の領域に応じて設定された複数の異なる視点、該視点からの視線ベクトルおよび視野枠に基づいて生成し、前記表示画像データに基づく表示画像を表示する表示機能と、
をコンピュータに実現させるためのコンピュータプログラムであり、
前記表示機能は、複数の異なる前記視点からの視線ベクトルと前記仮想空間内の地表面とのなす角度を前記３次元の仮想空間の奥行き方向にそれぞれ連続的に増加させて、前記表示画面において最も奥に位置する前記領域が２次元的な表示となるように、前記領域に対応する前記表示画像に表示する複数の表示画像領域を配置した前記表示画像データを生成する機能を含む、
コンピュータプログラム。
【請求項１】
所定の電子地図データに基づいて、電子地図を３次元的に表示する地図表示装置であって、
前記電子地図データを参照する参照部と、
前記電子地図データに基づいて定まる３次元の仮想空間を３次元的に表示するための表示画像データを、前記仮想空間内に設定された複数の領域に応じて設定された複数の異なる視点、該視点からの視線ベクトルおよび視野枠に基づいて生成し、前記表示画像データに基づく表示画像を表示する表示部と、を備え、
前記表示部は、複数の異なる前記視点からの視線ベクトルと前記仮想空間内の地表面とのなす角度を前記３次元の仮想空間の奥行き方向にそれぞれ連続的に増加させて、前記表示画像において最も奥に位置する前記領域が２次元的な表示となるように、前記領域に対応する前記表示画像に表示する複数の表示画像領域を配置した前記表示画像データを生成する表示画像データ生成部を備える、
地図表示装置。
【請求項２】
所定の電子地図データに基づいて、電子地図を３次元的に表示する地図の表示方法であって、
（ａ）コンピュータが、前記電子地図データを参照する工程と、
（ｂ）コンピュータが、前記電子地図データに基づいて定まる３次元の仮想空間を３次元的に表示するための表示画像データを、前記仮想空間内に設定された複数の領域に応じて設定された複数の異なる視点、該視点からの視線ベクトルおよび視野枠に基づいて生成し、前記表示画像データに基づく表示画像を表示する工程と、を備え、
前記工程（ｂ）は、コンピュータが、複数の異なる前記視点からの視線ベクトルと前記仮想空間内の地表面とのなす角度を前記３次元の仮想空間の奥行き方向にそれぞれ連続的に増加させて、前記表示画面において最も奥に位置する前記領域が２次元的な表示となるように、前記領域に対応する前記表示画像に表示する複数の表示画像領域を配置した前記表示画像データを生成する工程を含む、
地図の表示方法。
【請求項３】
所定の電子地図データに基づいて、電子地図を３次元的に表示するためのコンピュータプログラムであって、
前記電子地図データを参照する参照機能と、
前記電子地図データに基づいて定まる３次元の仮想空間を３次元的に表示するための表示画像データを、前記仮想空間内に設定された複数の領域に応じて設定された複数の異なる視点、該視点からの視線ベクトルおよび視野枠に基づいて生成し、前記表示画像データに基づく表示画像を表示する表示機能と、
をコンピュータに実現させるためのコンピュータプログラムであり、
前記表示機能は、複数の異なる前記視点からの視線ベクトルと前記仮想空間内の地表面とのなす角度を前記３次元の仮想空間の奥行き方向にそれぞれ連続的に増加させて、前記表示画面において最も奥に位置する前記領域が２次元的な表示となるように、前記領域に対応する前記表示画像に表示する複数の表示画像領域を配置した前記表示画像データを生成する機能を含む、
コンピュータプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００９−３４７５（Ｐ２００９−３４７５Ａ）
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４１９１８（Ｐ２００８−２４１９１８）
【出願日】平成２０年９月２２日（２００８．９．２２）
【分割の表示】特願２００２−２８８６６６（Ｐ２００２−２８８６６６）の分割
【原出願日】平成１４年１０月１日（２００２．１０．１）
【出願人】（５９７１５１５６３）株式会社ゼンリン (155)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２２日（２００８．９．２２）
【分割の表示】特願２００２−２８８６６６（Ｐ２００２−２８８６６６）の分割
【原出願日】平成１４年１０月１日（２００２．１０．１）
【出願人】（５９７１５１５６３）株式会社ゼンリン (155)
【Ｆターム（参考）】
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