[發(fā)明專利]使用條帶化以優(yōu)化三維瓦片視圖中的地圖渲染

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280059532.1
• 申請日: 2012-09-20
• 公開（公告）號: CN103959339A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: B·康奈爾;J·莫勒
• 申請（專利權(quán)）人: 谷歌公司
• 主分類號: G06T15/00
• 分類號: G06T15/00;G06T17/00;G06F19/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 酆迅

技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容涉及圖像渲染系統(tǒng)、比如電子地圖顯示系統(tǒng)并且更具體地涉及將地圖表面渲染為具有不同分辨率數(shù)據(jù)的深度條帶的集合的圖像渲染系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著計算機地圖繪制(mapping)工具和地圖繪制應(yīng)用的廣泛使用，消費者對于現(xiàn)成訪問地圖數(shù)據(jù)的需求繼續(xù)高速增長。盡管消費者已經(jīng)開始希望快速訪問地圖數(shù)據(jù)，但是為了允許這些地圖繪制應(yīng)用而需要的地圖數(shù)據(jù)巨量帶來在設(shè)備層面和在網(wǎng)絡(luò)層面二者對數(shù)據(jù)管理的重負。這一重負可能限制通常需要相對大量網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的地圖繪制應(yīng)用的有效性。

地圖繪制應(yīng)用可見于包括汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、手持GPS單元、移動電話和便攜計算機的多種移動設(shè)備中。這些應(yīng)用屬于最常使用的應(yīng)用并且被一些人視為個人安全所必需。雖然下層數(shù)字地圖從用戶的角度來看易于使用，但是創(chuàng)建數(shù)字地圖是數(shù)據(jù)密集的過程。每個數(shù)字地圖從與數(shù)以百萬計的街道和路口對應(yīng)的原始數(shù)據(jù)集開始。該原始地圖數(shù)據(jù)是從多種來源得到的，每個來源提供不同數(shù)量和類型的信息。有效地在地圖上繪制位置、對在源與目的地之間的行駛路線進行定位、標(biāo)識興趣點等需要大量數(shù)據(jù)。另外，許多地圖繪制應(yīng)用需要在不同的縮放級別、對不同比例的不同地圖數(shù)據(jù)的顯示，其中細節(jié)的量和該細節(jié)的性質(zhì)在每個縮放級別改變。例如，在距目標(biāo)最遠縮放的最低縮放級別，地圖數(shù)據(jù)可以包含大陸、海洋和主要板塊的邊界。在后續(xù)縮放級別，該地圖數(shù)據(jù)可以標(biāo)識國家、州、本土、受保護國或地區(qū)、其它主要地理地區(qū)。而在甚至進一步后續(xù)縮放級別，該地圖數(shù)據(jù)可以包含主要公路、城市、城鎮(zhèn)，直至地圖數(shù)據(jù)根據(jù)地區(qū)最終包含次要公路、建筑物下至甚至人行道和走道。細節(jié)的量取決于用來在每個縮放級別構(gòu)造地圖數(shù)據(jù)的信息的來源。但是無論縮放級別如何，信息量都是龐大的并且一般過大而無法全部存儲在移動設(shè)備上并且過大而無法通過無線通信網(wǎng)絡(luò)連續(xù)下載。

在操作中，地圖繪制應(yīng)用通常通過無線通信網(wǎng)絡(luò)并且響應(yīng)于用戶錄入興趣位置和/或基于移動設(shè)備的當(dāng)前位置、比如用于設(shè)備的當(dāng)前全球定位衛(wèi)星(GPS)數(shù)據(jù)或者當(dāng)前蜂窩網(wǎng)絡(luò)位置數(shù)據(jù)向移動設(shè)備下載地圖數(shù)據(jù)。一種用于下載地圖數(shù)據(jù)的常規(guī)技術(shù)是讓移動設(shè)備向在無線通信網(wǎng)絡(luò)上的遠程處理器傳達這一位置數(shù)據(jù)，該遠程處理器作為響應(yīng)向移動設(shè)備下載所有地圖數(shù)據(jù)或者被請求用于向用戶顯示的地圖數(shù)據(jù)。

地圖數(shù)據(jù)一般可以存儲在稱為地圖數(shù)據(jù)瓦片的塊中，其中地圖數(shù)據(jù)瓦片數(shù)目隨著縮放級別增加。遠程處理器向移動設(shè)備提供用于特定位置或者地區(qū)的可用地圖數(shù)據(jù)瓦片的子集用于存儲并且經(jīng)由地圖顯示應(yīng)用在任何特定時間顯示。通過提供大量地圖數(shù)據(jù)瓦片，移動設(shè)備可以緩沖地圖數(shù)據(jù)用于在消費者使用地圖繪制應(yīng)用跨越區(qū)域滾動從而尋找相鄰或者其它地圖繪制位置時向消費者顯示。然而在任何特定時間提供的地圖數(shù)據(jù)瓦片的較大數(shù)目在用戶使用地圖顯示應(yīng)用之時增加下載時間和緩沖器存儲器使用。

可能用低效方式下載和高速緩存地圖數(shù)據(jù)瓦片，該低效方式可能未利用為了在不同查看角度渲染地圖表面的不同部分而必需的地圖數(shù)據(jù)的閾值級別的差異。這可以在渲染三維地圖時尤其如此，該三維地圖具有在使地圖表面的各個查看深度暴露的角度傾斜的查看窗口。作為結(jié)果，需要具有用于取回(例如下載)和/或渲染地圖數(shù)據(jù)(具體為地圖數(shù)據(jù)瓦片)的更智能機制以充分滿足三維地圖的視覺要求而不浪費帶寬和處理服務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容

一種用于在顯示設(shè)備上渲染地圖的計算機實施的方法確定地圖表面的查看窗口，查看窗口由包括相對于地圖的表面而言的大小、定位、方向和放大率的參數(shù)集限定。該方法確定地圖表面的查看邊界集合，其中查看邊界集合基于深度尺度范圍將地圖表面劃分成多個查看條帶。第一查看條帶對應(yīng)于地圖表面在第一深度范圍處的前景，并且第二查看條帶對應(yīng)于地圖表面在第二深度范圍處的背景。該方法然后確定用于渲染查看條帶集合中的每個查看條帶的地圖數(shù)據(jù)密度。用來渲染兩個或者更多個查看條帶的地圖數(shù)據(jù)密度互不相同。該方法然后基于查看窗口、查看條帶和用于每個查看條帶的不同的密度地圖數(shù)據(jù)在顯示設(shè)備上顯示地圖表面的三維圖像。

在一個實施例中，從顯示設(shè)備內(nèi)取回地圖數(shù)據(jù)，而在另一實施例中，從顯示設(shè)備之外取回地圖數(shù)據(jù)。在一個實施例中，將地圖數(shù)據(jù)存儲為用于多個縮放級別的地圖數(shù)據(jù)瓦片，每個縮放級別是地圖數(shù)據(jù)瓦片的覆蓋相同或者相似大小區(qū)域的集合。較高密度地圖數(shù)據(jù)是指每單位區(qū)域包含比較低縮放級別數(shù)據(jù)的較低密度地圖數(shù)據(jù)更大數(shù)目的地圖數(shù)據(jù)瓦片的較高縮放級別數(shù)據(jù)。在一個實施例中，請求地圖數(shù)據(jù)，從而高縮放級別數(shù)據(jù)用來渲染第一查看條帶并且低縮放級別數(shù)據(jù)用來渲染第二查看條帶。在一個實施例中，改變查看窗口的方向調(diào)整查看條帶的大小。