[發明專利]用于在三維場景上疊加二維地圖數據的系統和方法

有效

• 申請號: 201480027301.1
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN105247575B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 雅納·孔特卡寧
• 申請（專利權）人: 谷歌有限責任公司
• 主分類號: G06T15/04
• 分類號: G06T15/04;G06T17/05;G06T19/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 周亞榮;安翔

一種用于以二維(2D)地圖數據增強三維(3D)場景的方法包括接收具有3D幾何結構數據以及圖像紋理數據的3D地圖數據。對于3D坐標系中虛擬相機的特定視角，使用3D幾何結構數據呈現3D場景的幾何結構，其中，指定視角包括相對于3D場景的位置和定向。根據3D坐標系中虛擬相機的視角，使用2D地圖數據生成地圖紋理，并且圖像紋理和地圖紋理被應用于所呈現的幾何結構。

技術領域

本公開涉及地圖呈現系統，包括電子地圖顯示系統，并且更具體地說，涉及使用二維(2D)地圖數據連同三維(3D)場景呈現地圖圖像的地圖呈現系統。

背景技術

此處提供的背景描述的目的在于一般地展示本公開的場境。發明者目前的工作，以及在申請時可能不會作為現有技術的描述的方面，就在這個背景部分描述而言，既不明確也不隱含地被承認為相對于本公開的現有技術。

今天，各種計算設備，包括許多便攜式設備，支持顯示數字地圖(“地圖應用”)的軟件應用。某些這種地圖應用是交互式的，并為用戶提供獲得諸如到特定目的地的路徑的有用的信息的能力。路徑可能包括一個或多個地圖元素，例如，從二維(2D)地圖數據中呈現并顯示給觀看者的道路或路徑。2D地圖數據不包括高程信息并且地圖元素以平面的格式展示。然而，平面格式不為觀看者提供與地圖元素與附近的結構、植被、或起伏的地形的垂直關系相關聯的信息。

其它基于計算機的地圖應用使用三維(3D)地圖數據為用戶提供逼真的交互場景，該三維(3D)地圖數據可能會包含場景中的結構、道路、植被、和地形的場景和照片的3D幾何結構。例如，定義3D幾何結構的數據可以是由諸如3D網格的邊互連的一組頂點。照片或其它圖像被用于“紋理化(texture)”3D幾何結構。3D地圖數據通常被定義在3D坐標系中而不是在2D地圖的2D坐標系中。

發明內容

軟件應用，諸如web瀏覽器或地圖應用準確并有效地以對應于同一地理地區的2D地圖數據增強該地理地區的3D場景。3D場景使用描述3D幾何結構(例如，網格)和圖像紋理的3D地圖數據生成。2D地圖數據一般用于生成地理地區的平面的2D表示。為將2D地圖數據應用于3D場景，軟件應用向可以被應用于3D幾何結構的“地圖紋理”呈現2D地圖數據，或2D地圖數據的某些被選擇的元素。為此，軟件應用基于虛擬相機在3D場景中的3D坐標系中的位置，確定虛擬相機相對于2D地圖的視角。進一步講，當3D幾何結構是，或者可以被，分為地形層幾何結構和建筑與植被層幾何結構時，軟件應用可以將地圖紋理應用于地形層幾何結構。再進一步，通過調整地圖紋理中像素的z-偏移值，軟件應用可以“提升”某些地圖元素到地形層幾何結構以上。

更具體地，在一個示例實現方式中，在計算設備中實現一種用于以2D地圖數據增強3D場景的方法。該方法包括接收包括3D幾何結構數據和圖像紋理數據的3D地圖數據。對于3D坐標系中虛擬相機的特定視角，該方法包括使用3D幾何結構數據呈現3D場景的幾何結構，其中該特定視角包括相對于3D場景的位置和定向。該方法進一步包括根據3D坐標系中虛擬相機的視角使用2D地圖數據生成地圖紋理，并且將(i)圖像紋理和(ii)地圖紋理應用于所呈現的幾何結構。

根據又一個示例實現方式，計算設備包括用戶界面，該用戶界面包括顯示設備、一個或多個處理器、以及存儲指令的有形計算機可讀介質。該指令當在一個或多個處理器上執行時，使得計算設備(i)接收指定數字2D地圖的元素的2D地圖數據，其中該2D地圖數據在與將球面投影到平面上相關聯的坐標系中被參數化，(ii)接收3D坐標系中虛擬相機相對于3D場景的視角的指示，(iii)使用3D地圖數據，根據虛擬相機的視角生成地圖紋理以應用于3D場景，以及(iv)將地圖紋理應用到3D場景。