[发明专利]使用条带化以优化三维瓦片视图中的地图渲染

说明书

技术领域

本公开内容涉及图像渲染系统、比如电子地图显示系统并且更具体地涉及将地图表面渲染为具有不同分辨率数据的深度条带的集合的图像渲染系统。

背景技术

随着计算机地图绘制(mapping)工具和地图绘制应用的广泛使用，消费者对于现成访问地图数据的需求继续高速增长。尽管消费者已经开始希望快速访问地图数据，但是为了允许这些地图绘制应用而需要的地图数据巨量带来在设备层面和在网络层面二者对数据管理的重负。这一重负可能限制通常需要相对大量网络数据的地图绘制应用的有效性。

地图绘制应用可见于包括汽车导航系统、手持GPS单元、移动电话和便携计算机的多种移动设备中。这些应用属于最常使用的应用并且被一些人视为个人安全所必需。虽然下层数字地图从用户的角度来看易于使用，但是创建数字地图是数据密集的过程。每个数字地图从与数以百万计的街道和路口对应的原始数据集开始。该原始地图数据是从多种来源得到的，每个来源提供不同数量和类型的信息。有效地在地图上绘制位置、对在源与目的地之间的行驶路线进行定位、标识兴趣点等需要大量数据。另外，许多地图绘制应用需要在不同的缩放级别、对不同比例的不同地图数据的显示，其中细节的量和该细节的性质在每个缩放级别改变。例如，在距目标最远缩放的最低缩放级别，地图数据可以包含大陆、海洋和主要板块的边界。在后续缩放级别，该地图数据可以标识国家、州、本土、受保护国或地区、其它主要地理地区。而在甚至进一步后续缩放级别，该地图数据可以包含主要公路、城市、城镇，直至地图数据根据地区最终包含次要公路、建筑物下至甚至人行道和走道。细节的量取决于用来在每个缩放级别构造地图数据的信息的来源。但是无论缩放级别如何，信息量都是庞大的并且一般过大而无法全部存储在移动设备上并且过大而无法通过无线通信网络连续下载。

在操作中，地图绘制应用通常通过无线通信网络并且响应于用户录入兴趣位置和/或基于移动设备的当前位置、比如用于设备的当前全球定位卫星(GPS)数据或者当前蜂窝网络位置数据向移动设备下载地图数据。一种用于下载地图数据的常规技术是让移动设备向在无线通信网络上的远程处理器传达这一位置数据，该远程处理器作为响应向移动设备下载所有地图数据或者被请求用于向用户显示的地图数据。

地图数据一般可以存储在称为地图数据瓦片的块中，其中地图数据瓦片数目随着缩放级别增加。远程处理器向移动设备提供用于特定位置或者地区的可用地图数据瓦片的子集用于存储并且经由地图显示应用在任何特定时间显示。通过提供大量地图数据瓦片，移动设备可以缓冲地图数据用于在消费者使用地图绘制应用跨越区域滚动从而寻找相邻或者其它地图绘制位置时向消费者显示。然而在任何特定时间提供的地图数据瓦片的较大数目在用户使用地图显示应用之时增加下载时间和缓冲器存储器使用。

可能用低效方式下载和高速缓存地图数据瓦片，该低效方式可能未利用为了在不同查看角度渲染地图表面的不同部分而必需的地图数据的阈值级别的差异。这可以在渲染三维地图时尤其如此，该三维地图具有在使地图表面的各个查看深度暴露的角度倾斜的查看窗口。作为结果，需要具有用于取回(例如下载)和/或渲染地图数据(具体为地图数据瓦片)的更智能机制以充分满足三维地图的视觉要求而不浪费带宽和处理服务。

发明内容

一种用于在显示设备上渲染地图的计算机实施的方法确定地图表面的查看窗口，查看窗口由包括相对于地图的表面而言的大小、定位、方向和放大率的参数集限定。该方法确定地图表面的查看边界集合，其中查看边界集合基于深度尺度范围将地图表面划分成多个查看条带。第一查看条带对应于地图表面在第一深度范围处的前景，并且第二查看条带对应于地图表面在第二深度范围处的背景。该方法然后确定用于渲染查看条带集合中的每个查看条带的地图数据密度。用来渲染两个或者更多个查看条带的地图数据密度互不相同。该方法然后基于查看窗口、查看条带和用于每个查看条带的不同的密度地图数据在显示设备上显示地图表面的三维图像。

在一个实施例中，从显示设备内取回地图数据，而在另一实施例中，从显示设备之外取回地图数据。在一个实施例中，将地图数据存储为用于多个缩放级别的地图数据瓦片，每个缩放级别是地图数据瓦片的覆盖相同或者相似大小区域的集合。较高密度地图数据是指每单位区域包含比较低缩放级别数据的较低密度地图数据更大数目的地图数据瓦片的较高缩放级别数据。在一个实施例中，请求地图数据，从而高缩放级别数据用来渲染第一查看条带并且低缩放级别数据用来渲染第二查看条带。在一个实施例中，改变查看窗口的方向调整查看条带的大小。