图像产生装置和计算机程序制造方法及图纸

一种图象产生装置（１）具有图形存储器（１６）和绘图设备（１３）。图形存储器（１６）包括多个帧缓冲器（１６ａ）和（１６ｂ），还包括一个Ｚ缓冲器（１６ｃ）为这些帧缓冲器共同地放置。绘图设备（１３）顺序地产生多个图象层，并将以分时的方式采用该一个Ｚ缓冲器将它们英语到不可见的表面的移去，并顺序地将这些多个图象层存储到多个帧缓冲器（１６ａ）和（１６ｂ）中，并将存储在多个帧缓冲器中且已经应用了的不可见表面的移去的多个图象层进行重叠，从而产生一个多层３Ｄ图象。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及以三维坐标信息为基础产生三维(3D)图象的图象产生装置和方法，还涉及结合了该图象产生装置的例如导航系统的电子设备，以及一种计算机程序。更特别地，本专利技术涉及一种图象产生装置和方法，能够显示通过叠加多个包含3D图象的图象层而产生的多层3D图象，并适于在车载导航系统等等中使用，本专利技术还涉及包含这种装置的电子设备以及一种计算机程序。
技术介绍
近来，关于控制汽车运动的电子控制器的R&D(研究和发展)，以及帮助汽车驾驶的导航系统的普及，都是值得关注的。该导航系统具有基本的配置，包括各种数据库，用于在显示单元上显示地图信息、当前位置信息、各种引导信息等等。而且，该导航系统典型地还基于输入的条件查找驾车路线。它还被设计为显示查找出的驾车路线和基于GPS(全球定位系统)测量或在地图上自主测量出的当前位置，并实现去往目的地的引导(导航)。在导航系统的显示单元上，显示出当前驾车点前方的视野，还有驾车路线、驾车道的说明、在十字路口要走的方向、距十字路口的距离、距目的地的距离以及到达时间估算等等，其中该导航系统装配在车辆上用于目的地的引导(导航)。然后，当前驾车点前方的视野可以基于驾驶员的视线，通过平面上的三维可视效果被显示出来，也就是，显示一个透视的图象(这里被称为“3D图象”)。为了显示这种3D图象，可以采用具有通过Z缓冲方法实现不可见表面的移去功能的一个绘图引擎。在Z缓冲方法中，为每个绘图位置存储位于多个部分帧图象的同一绘图位置处的最前图象部分，并且最终获得用于每个绘图位置的只由最前图象部分组成的一个帧3D图象，其中这些多个部分帧图象构成了一个帧3D图象(例如，道路的图象、一个建筑物的图象、另一建筑物的图象、天空的图象等等构成了一个用于描绘景象的帧图象)。而且，根据以Z缓冲方法实现的不可见表面的移去功能，就可以为例如立体地重叠的景象，和多个文本、标记、图案、设计、图画、背景等等产生一个3D图象。另一方面，存在着这样一种传统的技术，即为在一个显示屏幕上重叠的不同种类的多个图象层显示一个图象(在下文中将其称为“多层图象”)。例如，在车载导航系统中，应用了这样一种技术，即为在一个基础地图信息上重叠的除了地图之外的各种图象信息显示一个多层图象，其中该各种图象信息包括相关的文本信息、各种图标或标记、不同比例尺的地图信息等等。更特别地，在这种技术中，为了与多层图象的层数一致而准备多个帧缓冲器，并且存储在这些多个帧缓冲器中的多个图象被重叠以便显示多个图象。因此，要探求一种上述Z缓冲方法和上述用于显示多层图象的技术的组合，从而显示错综复杂的、由多个包括3D图象的图象层重叠而成的多层图象，其中该Z缓冲方法用不可见表面的移去技术产生3D图象(这种错杂复杂的多层图象在下文中将被称为“多层3D图象”)。关于各种电子设备，包括用于车辆的导航系统，所需的存储器容量的减少通常要求从降低成本或节约硬件资源的角度执行相同的处理。然而，为了显示例如多层3D图象的多层图象，需要为多层图象的每个层提供一对帧缓冲器和一个Z缓冲器，其中该多层3D图象在如前所述的为每个层以Z缓冲方法执行不可见表面的移去之后，通过重叠多个层而获得。也就是，需要数量与多层图象的层总数相应的帧缓冲器，以及数量与多层图象的层总数相应的Z缓冲器，因此所需的存储器容量总体上变得极为不利地庞大。例如，在采用Z缓冲方法的3D图象图形库微软公司(MicrosoftCorp.)的Direct 3D中，由于只有一个帧缓冲器结合到Z缓冲器中，所以就需要总数符合层的总数的Z缓冲器，以便为多个层的图象产生一个3D图象。另一方面，在另一3D图象图形库OpenGL，即硅图形有限公司(Silicon Graphics Inc.)的一个API(应用程序接口)中，由于它是从单层的概念出发进行设计的，所以不能产生多层3D图象。
技术实现思路
本专利技术是考虑到上述问题而作出的，旨在提供一种图象产生装置和方法，能够显示包括多层3D图象的多层图象，还能在总体上实现所需存储器容量的相对减少，并且本专利技术还提供一种结合有这种图象产生装置的电子设备以及一种计算机程序。为了解决上述问题，根据本专利技术的图象产生装置包括一个图形存储器及一个绘图设备，其中该图形存储器包括(I)多个帧缓冲器，用于分别存储多个包括3D图象的图象层，和(II)一个Z缓冲器，为多个帧缓冲器而共同设置；该绘图设备用于(I)顺序地产生多个图象层，同时对其应用一个以分时的方式采用所述一个Z缓冲器的不可见表面的移去，(II)顺序地将多个图象层存储到多个帧缓冲器中，以及(III)将存储在多个帧缓冲器中且已经应用了的不可见表面的移去的多个图象层进行重叠，从而产生一个多层3D图象。根据本专利技术的图象产生装置，绘图设备顺序地产生多个包括3D图象的图象层，同时将一个以分时的方式采用所述一个Z缓冲器的不可见表面的移去应用到这里，并顺序地将它们存储到多个帧缓冲器中。然后，多个帧缓冲器中的每个都处于这样一种状态，即存储那些以Z缓冲方法应用不可见表面的移去的3D图象等等。然后，绘图设备通过重叠多个包括3D图象的图象层，产生多层3D图象，其中该多个图象层存储在多个已应用了不可见表面的移去的帧缓冲器中。因此，以Z缓冲方法分别产生的多个图象层可被重叠并显示在同一显示屏幕上。特别是，图形存储器包括多个帧缓冲器，用于分别存储多个图象层，该图形存储器还包括一个Z缓冲器，为多个帧缓冲器而共同设置。因此，与为多个图象层中的每层分别设置多个Z缓冲器的情况相比，显著地减少了所需存储的容量。结果，根据本专利技术的图象产生装置，适合用于车辆导航系统等等，其中图形存储器容量的减少在实践上是非常重要的。在本专利技术的图象产生装置的一个方面中，每当由绘图设备完成多个图象层中的每个层的产生，就清空Z缓冲器。根据这个方面，由于Z缓冲器每当完成多个图象层中的每个层的产生就清空，所以可以无困难地对多个图象层以分时方式采用一个Z缓冲器执行不可见表面的移去。在本专利技术的图象产生装置的另一方面中，绘图设备关于多个图象层中的至少一个层来产生一个透视图象。根据这个方面，关于多层3D图象的至少一个层，模仿驾驶员从驾驶位置上看到的景象的一个景象作为透视的3D图象被显示出来，从而，驾驶员可以结合真实景象轻松地识别该图象。在本专利技术的图象产生装置的另一方面中，该装置还包括一个绘图应用程序处理器和一个图形库，其中该绘图应用程序处理器具有(I)一个用于产生绘图对象信息的绘图对象信息产生设备，该设备基于包含在三维图象中的对象的三维坐标信息，并关于多个图象层的至少一个层，为预定的单元在单一坐标系统下为每个对象产生一个图象，以及(II)一个用于产生坐标转换信息的坐标转换信息产生设备，用于为产生的3D图象至少定义可视点和可视范围；该图形库包括一个用于存储产生的绘图对象信息的绘图对象信息存储设备，和一个用于存储产生的坐标转换信息的坐标转换信息存储设备，其中为预定的单元将存储的绘图对象信息结合到存储的坐标转换信息中去，绘图设备顺序地产生多个图象层。根据这个方面，绘图应用程序处理器和图形库产生、存储并管理用于产生图象的数据，为至少一个层，最好是为多个图象层的每个层，以各自的信息产生设备将该数据分为坐标转换信息和绘图对象信息。基于这些被存储及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图象产生装置，其特征在于所述装置包括：图形存储器，包括（ｉ）多个帧缓冲器，用于分别存储包括３Ｄ图象的多个图象层，和（ｉｉ）一个Ｚ缓冲器，为多个帧缓冲器而共同设置；绘图设备，用于（Ⅰ）顺序地产生多个图象层，同时对其应用一个 以分时的方式采用所述一个Ｚ缓冲器的不可见表面的移去，（Ⅱ）顺序地将多个图象层存储到多个帧缓冲器中，以及（Ⅲ）将存储在多个帧缓冲器中且已经应用了的不可见表面的移去的多个图象层进行重叠，从而产生多层３Ｄ图象。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：松本令司，安达肇，
申请(专利权)人：日本先锋公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]