特許 6076935 ３次元地図表示システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6076935

(24)【登録日】2017年1月20日

(45)【発行日】2017年2月8日

(54)【発明の名称】３次元地図表示システム

(51)【国際特許分類】

   G06T 17/05 20110101AFI20170130BHJP

   G09B 29/00 20060101ALI20170130BHJP

【ＦＩ】

   G06T17/05

   G09B29/00 A

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-64918(P2014-64918)

(22)【出願日】2014年3月27日

(65)【公開番号】特開2015-187794(P2015-187794A)

(43)【公開日】2015年10月29日

【審査請求日】2016年2月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】502002186

【氏名又は名称】株式会社ジオ技術研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100165663

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 光宏

(72)【発明者】

【氏名】岸川 喜代成

(72)【発明者】

【氏名】冨高 翼

(72)【発明者】

【氏名】阿田 昌也

(72)【発明者】

【氏名】木村 達治

【審査官】 千葉 久博

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２１５７３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３２６１５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２８３６３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２８３７８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１２３１９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２１８２９６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 柳原知也，”３Ｄ Ｓｔｕｄｉｏ ＶＩＺ新バージョン登場 Ａｕｔｏｄｅｓｋ ＶＩＺ ４を体験する”，ＣＡＤ＆ＣＧ ＭＡＧＡＺＩＮＥ，日本，株式会社エクスナレッジ，２００２年 ７月 １日，第４巻, 第８号，p.147-154

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｔ １７／０５，１９／００−１９／２０

Ｇ０９Ｂ ２９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地物を３次元的に表した３次元地図を表示する３次元地図表示システムであって、
前記地物の３次元モデルを記憶する地図データベースと、
仮想３次元空間に配置された前記３次元モデルを所定の投影条件で投影した投影図であるカラー画像を生成するカラー画像生成部と、
前記仮想３次元空間に配置された前記３次元モデルのうち特定のポリゴンを光らせた上で、前記投影条件で投影した投影図である明かり画像を生成する明かり画像生成部と、
前記カラー画像に、前記明かり画像を所定の透過率で重畳して夜景画像を生成する夜景画像生成部とを備える３次元地図表示システム。

【請求項2】

請求項１記載の３次元地図表示システムであって、
前記明かり画像生成部は、道路を前記特定のポリゴンとし、該特定のポリゴンを高さ方向に所定量移動させて前記明かり画像
を生成する３次元地図表示システム。

【請求項3】

請求項１または２記載の３次元地図表示システムであって、
前記夜景画像生成部は、
前記明かり画像の明度を、前記地物の種別に応じて調整した調整明かり画像を生成し、
該調整明かり画像を前記夜景画像に対し更に所定の透過率で重畳することで新たな夜景画像を生成する３次元地図表示システム。

【請求項4】

請求項１または２記載の３次元地図表示システムであって、
前記夜景画像生成部は、
前記明かり画像の明度を、前記地物の種別に応じて調整した調整明かり画像を生成し、
前記明かり画像に代えて該調整明かり画像を用いて前記夜景画像を生成する３次元地図表示システム。

【請求項5】

請求項３または４記載の３次元地図表示システムであって、
前記仮想３次元空間に配置された前記３次元モデルを前記地物の種別に応じた単色で塗りつぶし、前記投影条件で投影した投影図であるマスク画像を生成するマスク画像生成部を有し、
前記夜景画像生成部は、前記マスク画像の色に基づいて、前記地物に対応する箇所を特定して、前記調整明かり画像を生成する３次元地図表示システム。

【請求項6】

地物を３次元的に表した３次元地図を表示する３次元地図表示方法であって、
前記地物の３次元モデルを記憶する地図データベースにアクセスするステップと、
仮想３次元空間に配置された前記３次元モデルを所定の投影条件で投影した投影図であるカラー画像を生成するステップと、
前記仮想３次元空間に配置された前記３次元モデルのうち特定のポリゴンを光らせた上で、前記投影条件で投影した投影図である明かり画像を生成するステップと、
前記カラー画像に、前記明かり画像を所定の透過率で重畳して夜景画像を生成するステップとを備える３次元地図表示方法。

【請求項7】

地物を３次元的に表した３次元地図を表示するためのコンピュータプログラムであって、
前記地物の３次元モデルを記憶する地図データベースにアクセスする機能と、
仮想３次元空間に配置された前記３次元モデルを所定の投影条件で投影した投影図であるカラー画像を生成する機能と、
前記仮想３次元空間に配置された前記３次元モデルのうち特定のポリゴンを光らせた上で、前記投影条件で投影した投影図である明かり画像を生成する機能と、
前記カラー画像に、前記明かり画像を所定の透過率で重畳して夜景画像を生成する機能とをコンピュータによって実現するためのコンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、夜景を表した３次元地図を表示する３次元地図表示システムに関する。

【背景技術】

【0002】

ナビゲーション装置やコンピュータの画面等に用いられる電子地図では、建物などの地物を３次元的に表現した３次元地図が用いられることがある。３次元地図にはリアリティの向上が求められ、その一つとして、夜景を表した３次元地図を表示することも求められることがある。特許文献１は、透視投影図で３次元地図を表示する際のライティングの条件として、人工的な照明によって地物を照らすよう設定することによって夜景を表現する方法を開示している。この他、３次元モデルの建物の窓をそれぞれ光らせることで夜景を表現する技術も知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００−１２３１９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、従来技術における夜景の表現には、まだリアリティ向上の余地が残されている。特に、都市部では、建物の明かりだけでなく、道路を通行する車両や街灯による明かりなど多様な光源が存在しているが、従来の夜景では、これらを十分に表現することはできていなかった。本発明は、かかる課題に鑑み、３次元地図において夜景のリアリティを向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、地物を３次元的に表した３次元地図を表示する３次元地図表示システムであって、
前記地物の３次元モデルを記憶する地図データベースと、
仮想３次元空間に配置された前記３次元モデルを所定の投影条件で投影した投影図であるカラー画像を生成するカラー画像生成部と、
前記仮想３次元空間に配置された前記３次元モデルのうち特定のポリゴンを光らせた上で、前記投影条件で投影した投影図である明かり画像を生成する明かり画像生成部と、
前記カラー画像に、前記明かり画像を所定の透過率で重畳して夜景画像を生成する夜景画像生成部とを備える３次元地図表示システムとして構成することができる。

【0006】

本発明では、特定のポリゴンを光らせた状態で明かり画像を生成する。光らせるとは、特定のポリゴンを単に白色にするのではなくその表面の属性を発光状態にするという意味である。特定のポリゴンが発光して見える設定であればよく、この特定のポリゴンが他のポリゴンを照らす光源としての役割を果たすものであるか否かは問わない。ただし、後述する夜景画像を効果的に実現するためには、他のポリゴンを照らす光源としての機能を果たす方がより好ましい。
特定のポリゴンとしては、例えば、道路、建物の壁や屋上などとすることができる。こうすることにより、明かり画像は、夜景を実現する種々の光源を実現することができ、これらの光源によって照らされた状態の地物を比較的忠実に描くことができる。そして、このように生成された明かり画像をカラー画像に重畳することによって、明かり画像を光源とする夜景画像を実現することができる。夜景としてのリアリティを向上させるため、カラー画像の明度を全体に低下させてもよい。また、カラー画像を生成する際のライティングは、明かり画像に応じて任意に設定可能である。明かり画像を重畳する際の透過率も適宜設定可能である。
従来技術は、一回の投影処理でライティングを工夫するなどして夜景を描くものであるのに対し、本発明では、このように明かり画像と、カラー画像とを個別に生成し、両者を重畳することにより、夜景画像のリアリティを向上させることが可能となる。

【0007】

本発明の３次元地図表示システムにおいて、特定のポリゴンは、上述の通り、種々の設定が可能であるが、
前記明かり画像生成部は、道路を前記特定のポリゴンとし、該特定のポリゴンを高さ方向に所定量移動させて前記明かり画像
を生成するものとしてもよい。

【0008】

こうすることによって、道路上の光源、例えば、道路を走行する車両の光や、道路の街灯などに起因する光源を表した明かり画像を描くことができる。また、本願の発明者は、試行錯誤の結果、この際に、道路を高さ方向に所定量移動させる、即ち道路を浮かせた状態にして光らせることによって、リアリティが向上することを見いだした。リアリティが向上する理由は明らかではないが、現実の世界において道路上の車両や街灯などによって実現される光の平均の高さは、道路表面よりもある程度高いところにあり、道路を浮かせた状態にすることによって、かかる光源の高さを反映した明かりを再現できるからと推測される。道路を浮かせる高さは、任意に設定可能であり、例えば、車両の平均高さや街灯の平均高さに基づいて設定してもよいし、試行錯誤的に最もリアリティの高い値を決めるようにしてもよい。また、道路を浮かせる高さは、道路面の明かりの強さに応じて変化させてもよい。
上記態様においては、全ての道路を光らせる対象としてもよいし、一部の道路のみを対象としてもよい。また、道路ごとに明かりの強さを変化させてもよい。道路ごとに明かりのオン・オフや強さを変化させる場合、その対象となる道路は、例えば、道路を個別に指定する方法、道路の名称・種別・車線数などの属性によって指定する方法、市街地か郊外かなど地域によって指定する方法など種々の方法で指定することができる。
上記態様においては、さらに、道路全体を一様に光らせても良いし、所定のパターンやグラデーションなどにより、領域に応じて明かりの強さを変化させてもよい。

【0009】

本発明においては、
前記夜景画像生成部は、第１の態様として、
前記明かり画像の明度を、前記地物の種別に応じて調整した調整明かり画像を生成し、
該調整明かり画像を前記夜景画像に対し更に所定の透過率で重畳することで新たな夜景画像を生成するものとしてもよい。

【0010】

上述の調整明かり画像とは、明かり画像の明度を地物の種別ごとに調整した画像である。調整する地物は、光源となった特定のポリゴンとは無関係に設定することができる。即ち、調整明かり画像は、光源で照らされる地物の明度を調整することにより、明かりに照らされた状態のリアリティを向上させた画像である。地物の種別は、道路、建物という大きな分類だけでなく、道路の種別、建物の種別という中分類や、道路の車線幅、建物の高さなど種々の属性に基づく分類など、種々の方法で指定可能である。
第１の態様では、先に生成した夜景画像に対して、さらに調整明かり画像を重畳するため、光源から照らされた側の様子も反映したよりリアリティの高い夜景画像を生成することができる。

【0011】

また、本発明においては、
前記夜景画像生成部は、第２の態様として、
前記明かり画像の明度を、前記地物の種別に応じて調整した調整明かり画像を生成し、
前記明かり画像に代えて該調整明かり画像を用いて前記夜景画像を生成するものとしてもよい。
第２の態様で用いられる調整明かり画像は、先に第１の態様で説明したのと同じものである。
第２の態様では、明かり画像に代えて該調整明かり画像を用いるため、カラー画像と調整明かり画像から夜景画像を生成する。かかる方法によっても、第１の態様と同様、リアリティの高い夜景画像を生成することができる。

【0012】

前記第１および第２の態様のいずれにおいても、
前記仮想３次元空間に配置された前記３次元モデルを前記地物の種別に応じた単色で塗りつぶし、前記投影条件で投影した投影図であるマスク画像を生成するマスク画像生成部を有し、
前記夜景画像生成部は、前記マスク画像の色に基づいて、前記地物に対応する箇所を特定して、前記調整明かり画像を生成するものとしてもよい。
こうすることにより、以下に示す通り、調整明かり画像を軽い処理負荷で生成することが可能となる。
調整明かり画像を生成するためには、投影図中のそれぞれの画素がどの地物に対応するかを特定する必要が生じる。投影図を投影する際の投影条件に従って、各画素を逆変換すれば、どの地物に対応する画素かを特定することは可能ではある。しかし、３次元地図では、投影の際にいわゆる隠面処理がなされるため、視点位置から見た地物の前後関係も判断した上で、各画素がいずれの地物に対応するかを判断するための計算負荷は非常に大きい。
上述の方法によれば、地物を種別ごとに塗り分けた上で投影してマスク画像を生成する。従って、マスク画像内の各画素に付された色は、投影条件に従った隠面処理も反映した上で、地物との対応関係を表すことになる。従って、マスク画像を利用することによって、容易に明かり画像の各画素と地物との対応関係を特定することができ、調整明かり画像を軽い処理負荷で生成することが可能となる。
もっとも、調整明かり画像の生成は、必ずしも上述のマスク画像を用いる方法に限られるものではなく、その他の種々の方法を適用可能である。

【0013】

本発明においては、上述した種々の特徴を必ずしも全て備えている必要はなく、適宜、その一部を省略したり、組み合わせたりして構成してもよい。
本発明は、その他、コンピュータによって３次元地図を表示する３次元地図表示方法として構成してもよいし、かかる表示をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムとして構成してもよい。また、かかるコンピュータプログラムを記録したＣＤ−Ｒ、ＤＶＤその他のコンピュータが読み取り可能な記録媒体として構成してもよい。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】３次元地図表示システムの構成を示す説明図である。

【図2】夜景表示処理のフローチャートである。

【図3】素材画像生成処理のフローチャート（１）である。

【図4】素材画像生成処理のフローチャート（２）である。

【図5】素材画像生成処理のフローチャート（３）である。

【図6】調整カラー画像の生成例を示す説明図である。

【図7】調整明かり画像の生成例を示す説明図である。

【図8】夜景画像の生成例を示す説明図である。

【図9】実施例における夜景画像例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【実施例1】

【0015】

Ａ．システム構成：
図１は、３次元地図表示システムの構成を示す説明図である。本実施例の３次元地図表示システムは、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを備えるパーソナルコンピュータのディスプレイ上に３次元地図を表示するシステムである。３次元地図表示システムは、単に地図を表示するシステムとして構成する他、３次元地図を表示しながらユーザに指定された出発地から目的地までの経路を案内する経路案内システムなど、種々の態様で構成することができる。
３次元地図を表示する装置としては、パーソナルコンピュータの他、スマートフォン、タブレットなどの携帯端末、カーナビゲーション装置など、種々の装置を利用できる。また、本実施例では、スタンドアロンで稼働するシステムを例示するが、３次元地図表示システムは、種々のサーバおよび端末をネットワーク等で接続して構成してもよい。
３次元地図表示システムは、パーソナルコンピュータに、図示する各機能を実現するソフトウェアをインストールすることによって構成される。図示する機能ブロックは、ハードウェア的に構成してもよい。

【0016】

各機能ブロックの機能について説明する。
コマンド入力部１０１は、ユーザからのコマンドを入力する。コマンドとしては、例えば、地図を表示するための投影方向、表示範囲の指定や、夜景モードの指定などが挙げられる。
地図データベース１２０は、３次元地図を表示するためのデータとして、３次元モデル１２１および文字データ１２２を記憶している。３次元モデル１２１とは、道路や建物など種々の地物の３次元形状を表すポリゴンデータである。３次元モデル１２１には、各地物の種別、道路の車線数や建物の高さなど種々の属性データが対応づけられている。文字データ１２２は、地図中に表示される文字列を表すデータである。
表示制御部１１０は、地図データベース１２０のデータを用いて３次元地図を表示する。本実施例では、夜景の３次元地図を表示可能であり、図示する各機能ブロックは、それぞれ夜景の表示に活用される。
明かり画像生成部１１１は、３次元モデルのうち、道路を浮かせるとともに光らせることによって、道路付近を光源とした状態の投影画像、即ち明かり画像を生成する。
マスク画像生成部１１２は、３次元モデルに含まれる地物を種別に応じて塗り分けてから投影することによって、投影図の各画素がいかなる地物に対応するかを判断するためのマスク画像を生成する。
カラー画像生成部１１３は、３次元モデルに含まれる地物を配置して、投影することで通常の投影画像を生成する。本実施例では、これをカラー画像と呼ぶ。
夜景画像生成部１１４は、以上で生成された明かり画像、マスク画像、カラー画像を重畳することによって、リアリティの高い夜景画像を生成する。夜景画像を生成する手順については、後述する。

【0017】

Ｂ．夜景表示処理：
図２は、夜景表示処理のフローチャートである。表示制御部１１０（図１参照）が実行する処理であり、ハードウェア的には、３次元地図表示システムのＣＰＵが実行する処理である。
処理を開始すると、３次元地図表示システムは、投影方向、表示範囲を設定する（ステップＳ１０）。そして、素材画像生成処理（ステップＳ１２）、カラー画像調整処理（ステップＳ１４）、明かり画像調整処理（ステップＳ１６）をそれぞれ実行する。素材画像生成処理（ステップＳ１２）とは、夜景画像の表示に用いる３種類の画像、即ち明かり画像、マスク画像およびカラー画像をそれぞれ生成する処理である。カラー画像調整処理（ステップＳ１４）とは、カラー画像と、明かり画像を重畳して、カラー画像の明度等を夜景用に調整した調整カラー画像を生成する処理である。明かり画像調整処理（ステップＳ１６）は、明かり画像とマスク画像とを用いて、夜景のリアリティをより向上させるように明かり画像の明度を調整する処理である。
そして、３次元地図表示システムは、以上で生成された調整カラー画像と調整明かり画像を合成することによって（ステップＳ１８）、夜景画像を生成する。
以下、各処理について詳しく説明する。

【0018】

Ｃ．素材画像生成処理：
図３〜５は、素材画像生成処理のフローチャートである。夜景表示処理（図２）のステップＳ１２に相当する処理である。
この処理では、３次元地図表示システムは、地図データベース１２０から地図データ、即ち３次元モデルを読み込み（ステップＳ３０）、投影方向を設定して（ステップＳ３２）、３次元モデルを仮想３次元空間に配置する（ステップＳ３４）。
そして、指定された投影方向からの平行投影によってカラー画像を生成する（ステップＳ３６）。図中にカラー画像の例を示した。鉛直方向から斜め方向に傾けた投影方向から平行投影することによって、図示するように、それぞれの地物を３次元的に描くことができる。図中には、高速道路、高層建物、道路などが描かれている。
本実施例では、このようにカラー画像の生成に平行投影を利用したが、透視投影を利用してもよい。

【0019】

図４に移り、３次元地図表示システムは、次に、仮想空間に配置された各地物を種別ごとに単色で塗り分ける（ステップＳ４０）。本実施例では、図示する通り、高速道路をレッド（Ｒ）、道路をグリーン（Ｇ）、高層建物をブルー（Ｂ）とし、その他の地物を透明（Ａ）（アルファ値を意味する）とした。このようにＲ、Ｇ、Ｂの３原色とアルファ値（Ａ）を用いることにより、Ｒ，Ｇ，Ｂのフィルタを用いるだけで、マスク画像の各画素がいずれの地物に対応するかを容易に判断することができる利点がある。
もっとも、塗りつぶしは、必ずしも３原色および透明の４種類に分ける必要はなく、ＲＧＢが混在した多様な色を用いてもよい。この場合には、各画素の階調値を特定して、どの地物に対応するかを判断すればよい。
地物の種別は、３次元モデル１２１の属性データに基づいて行うことができる。実施例では、道路、高速道路、高層建物という種別を例示したが、道路を更に車線数で分類してもよいし、国道、県道などの種別で分類してもよい。
実施例では、マスク画像を１枚の単体画像としたが、複数枚に分けて用意してもよい。また、実施例では、高速道路、道路、高層建物、その他という種別に分けてマスク画像を用意したが、例えば、この他に、道路、建物、その他の３種類に分けたマスク画像など、マスク画像を作成する際の種別の設定を複数種類用意し、種別の設定が異なるマスク画像を複数種類備えるようにしてもよい。こうすることで、都市部の夜景、郊外の夜景、または日没後間もない時間帯、深夜など、夜景の種類に応じてマスク画像を使い分け多様な表現を実現することも可能となる。

【0020】

３次元地図表示システムは、地物の塗り分けが完了すると、平行投影によってマスク画像を生成する（ステップＳ４２）。ここでの平行投影の投影方向は、カラー画像の生成時（ステップＳ３６参照）と同じである。
図中にマスク画像の例を示した。図中のハッチングは、それぞれステップＳ４０で塗り分けられた色を表している。ステップＳ３６のカラー画像と比較すると高速道路、道路、高層建物が、それぞれ図中に示した位置および形状となって描かれることが分かる。このように生成されたマスク画像の各画素の色を見れば、それぞれの画素がどの地物に対応するかを容易に判断することができる。マスク画像とは、このように投影図内の各画素と地物との対応関係を特定するために用いられる画像である。

【0021】

図５に移り、３次元地図表示システムは、３次元モデルの道路のポリゴンを高さＨだけ上方に移動させて浮かせる（ステップＳ５０）。高さＨは、ユーザが指定してもよいし、予め設定された所定値などとしてもよい。
３次元地図表示システムは、各地物のテクスチャを無くし、道路面を光らせる（ステップＳ５２）。そして、この状態で、３次元地図表示システムは、平行投影することで明かり画像を生成する（ステップＳ５４）。ここでの平行投影も、カラー画像およびマスク画像の平行投影と同じ条件である。
図中に明かり画像の例を示した。道路および高速道路の路面が白く光っており、建物の窓Ｗは、道路面の光で照らされた状態となっている。路面からの光以外に光源は設定していないため、地物の屋上部分は暗くなっている。明かり画像は、夜の街中における光の様子、例えば、道路を走行する車両の光や、道路の街灯などを表した画像となっていることが分かる。
道路を浮かせる高さＨは、明かり画像のリアリティに影響する。現実の世界では、道路上の車両や街灯などによって実現される光の平均の高さは、道路表面よりもある程度高いところにあるため、道路を浮かせることで、現実の状態に近い明かりを再現できるからと推測される。道路を浮かせる高さＨは、任意に設定可能であり、例えば、車両の平均高さや街灯の平均高さに基づいて設定してもよいし、試行錯誤的に最もリアリティの高い値を決めるようにしてもよい。また、道路を浮かせる高さは、道路面の明かりの強さに応じて変化させてもよい。
また、ステップＳ５２、Ｓ５４においては、一般の道路と高速道路とで明るさや、その色を変えても良い。また、それぞれの路面を一様に光らせる他、所定のパターンやグラデーションなどにより、明かりに変化を持たせても良い。
３次元地図表示システムは、以上の各処理によって、素材画像、即ちカラー画像、マスク画像、明かり画像の生成を終了する。

【0022】

Ｄ．調整カラー画像の生成：
図６は、調整カラー画像の生成例を示す説明図である。調整カラー画像の生成は、夜景表示処理のカラー画像調整処理（ステップＳ１４）に相当する処理である。
調整カラー画像は、図示するように、カラー画像に明かり画像を重畳して合成することで生成される。図の下側に、生成された調整カラー画像を示した。調整カラー画像においては、明かり画像において白く光っている部分、例えば、道路、高速道路、建物の窓などの部分にカラー画像のテクスチャが再現されている。一方、建物の屋上などは、明かり画像のように暗く表現される。このように、調整カラー画像によれば、既にリアリティの高い夜景画像を実現することができる。
本実施例では、リアリティを向上させるため、カラー画像の明度を落とした上で明かり画像と合成するようにした。このように合成に際しては、リアリティを向上させるため、カラー画像の明度を含む色調や、明かり画像の明度などを調整してもよい。また、合成の際は、明かり画像を透過させた状態でカラー画像に重畳する。この透過率も任意に設定可能である。

【0023】

Ｅ．調整明かり画像の生成：
図７は、調整明かり画像の生成例を示す説明図である。調整明かり画像の生成は、夜景表示処理の明かり画像調整処理（ステップＳ１６）に相当する処理である。
調整明かり画像は、図示するように、マスク画像を参照しながら、明かり画像の明度を地物の種別ごとに調整することで生成する。例えば、明かり画像内の道路Ａ１、建物の窓Ｂ１、高速道路Ｃ１と、調整明かり画像内の道路Ａ２、窓Ｂ２、高速道路Ｃ２とを比較すれば分かる通り、調整カラー画像内では、各地物はそれぞれ異なる明るさとなっている。
本実施例では、道路の明るさを弱く、高速道路をさらに弱く調整した。つまり、明かり画像において光源となった路面は、それぞれ暗くなるように調整している。一方、建物は明るさを強く、高層建物はさらに強く調整した。つまり、明かり画像において路面からの明かりで照らされる側の地物については、明るくなるように調整している。こうすることで、照らされた明かりの効果を強調させることができる。建物よりも高層建物をより強く調整したのは、明かり画像の生成時に、高層建物は路面から離れているため、路面からの明かりが届きにくいため、暗く表現されているからである。
図中に示した調整明かり画像は、夜景のリアリティを向上させるため、全体の明度を落としている。

【0024】

マスク画像の使用方法について改めて説明する。先に説明した通り、マスク画像は、地物との対応関係に応じて各画素の色が異なる画像となっている。本実施例では、ＲＧＢおよび透明を用いているため、マスク画像は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の領域と、透明で何も表示されない領域から構成されることになる。
調整明かり画像を生成する際には、まず、マスク画像に対してレッド（Ｒ）のみを抽出するフィルタ処理を施す。こうすることによって、レッドに対応する高速道路部分の画素だけが表された画像を生成することができる。この画像と明かり画像との各画素の論理積をとった上で、各画素の明度を調整すれば、高速道路部分の明度のみを容易に調整することが可能となる。同様にして、フィルタ処理によってグリーン（Ｇ）のみを抽出した画像、ブルー（Ｂ）のみを抽出した画像を用いれば、それぞれ容易に道路および高層建物の明度を調整することができる。
透明部分については、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）のいずれかを除去するフィルタを用いればよい。こうすれば、透明部分の画素のみを抽出した画像を得ることができる。

【0025】

本実施例において、明度の調整方法は、上述した態様に限らず種々の方法を設定することが可能である。
また、各地物に対応する画素の特定方法も、上述した態様には限らない。例えば、明かり画像から処理対象の画素を一つずつ選択し、マスク画像において、これに対応する画素を参照することで、地物との関係を特定してもよい。
さらに、調整明かり画像の生成には、必ずしもマスク画像を用いる必要もない。明かり画像の各画素に対して、平行投影の逆変換を行うことにより、どの地物に対応する画素かを算出してもよい。

【0026】

Ｆ．夜景画像の生成：
図８は、夜景画像の生成例を示す説明図である。夜景画像生成処理（図２）のステップＳ１８に相当する処理である。
本実施例では、調整カラー画像と調整明かり画像とを合成することによって図の下側に示す夜景画像を生成した。合成する際に、全体の色相を赤に少し移行させた。このように夜景としてのリアリティを向上させるように明度、彩度、色相を調整してもよい。もっとも、こうした調整を行わなくても、本実施例の方法によれば、十分にリアリティの高い夜景画像を得ることができる。

【0027】

Ｇ．効果および変形例：
図９は、実施例における夜景画像例を示す説明図である。改めて手順を説明すると、まず３次元モデルの投影によって、カラー画像、マスク画像、明かり画像の３通りを生成する。そして、カラー画像と明かり画像を重畳して調整カラー画像を生成する。また、マスク画像を参照しながら明かり画像の明度を調整して、調整明かり画像を生成する。こうして得られた調整カラー画像と調整明かり画像とを重畳して、夜景画像を得るのである。図９には、こうして得られた画像例を示した。図示する通り、路面からの光によって照らされる建物が夜景らしく再現されていることが分かる。
以上で説明した実施例の３次元地図表示システムによれば、図９に示すように、リアリティの高い夜景画像を生成することが可能となる。

【0028】

以上、本発明の実施例について説明した。本発明では、実施例で説明した種々の特徴点は、必ずしも全てを備えている必要はなく、適宜、一部を省略したり組み合わせたりして適用してもよい。また、本発明は、上述した実施例の他、種々の変形例をとることができる。
（１）実施例においてソフトウェアで処理している部分はハードウェアに置き換えることもでき、その逆も可能である。
（２）実施例の方法に代えて、カラー画像と調整明かり画像とを重畳して夜景画像を生成してもよい。
（３）実施例では平行投影を用いたが、透視投影によって夜景画像を生成してもよい。この場合、各素材画像は、視点、視線方向などの投影条件を同一にして生成する必要がある。
（４）実施例では道路を光らせる例を示したが、建物の壁を光らせることで窓からの明かりを表現するなど、明かり画像を生成する際の光源となるポリゴンは種々の選択が可能である。

【産業上の利用可能性】

【0029】

本発明は、夜景を表した３次元地図を表示するために利用することができる。

【符号の説明】

【0030】

１００…３次元地図表示システム
１０１…コマンド入力部
１１０…表示制御部
１１１…明かり画像生成部
１１２…マスク画像生成部
１１３…カラー画像生成部
１１４…夜景画像生成部
１２０…地図データベース
１２１…３次元モデル
１２２…文字データ

【図1】

【図2】

【図4】

【図3】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】