DE19846868A1 - Method for modelling 3D terrain for computer simulations uses vertical surfaces divided from each other by boundaries able to be superimposed and to mask disappearing simulated moving objects. - Google Patents

Method for modelling 3D terrain for computer simulations uses vertical surfaces divided from each other by boundaries able to be superimposed and to mask disappearing simulated moving objects.

Info

Publication number
DE19846868A1
DE19846868A1 DE1998146868 DE19846868A DE19846868A1 DE 19846868 A1 DE19846868 A1 DE 19846868A1 DE 1998146868 DE1998146868 DE 1998146868 DE 19846868 A DE19846868 A DE 19846868A DE 19846868 A1 DE19846868 A1 DE 19846868A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
marked
objects
vertical surfaces
vertical
baseline
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE1998146868
Other languages
German (de)
Inventor
Klaus Ruediger Mueller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MUELLER SYSTEMTECHNIK VERTRIEB
Original Assignee
MUELLER SYSTEMTECHNIK VERTRIEB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MUELLER SYSTEMTECHNIK VERTRIEB filed Critical MUELLER SYSTEMTECHNIK VERTRIEB
Priority to DE1998146868 priority Critical patent/DE19846868A1/en
Publication of DE19846868A1 publication Critical patent/DE19846868A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G06T17/05Geographic models
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T15/003D [Three Dimensional] image rendering
    • G06T15/10Geometric effects
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T15/003D [Three Dimensional] image rendering
    • G06T15/10Geometric effects
    • G06T15/20Perspective computation
    • G06T15/205Image-based rendering

Abstract

Vertical surfaces not fully bordered by the contour line of the objects represented have edging border set up vertically from top to bottom. Vertical surfaces only bordered top and bottom by the contour line of the objects represented have two edging borders set up vertically from top to bottom. A photograph of the objects represented is laid on the vertical surfaces as a texture. Many drafts of traverse are produced to represent on a photograph (Pn) object contour lines.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur 3D-Terrainmodellierung für Computersimulationen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The present invention relates to a method for 3D terrain modeling for Computer simulations according to the preamble of claim 1.

Computergestützte Modelle von dreidimensionalen Objekten werden herkömmlich erzeugt, indem z. B. mittels einem aufgefächertem Laserstrahl eine Vielzahl von vertikalen Reihen von Punkten auf einem darzustellenden Objekt vermessen wird. Das Objekt rotiert dabei auf einem Drehteller, oder der Laser rotiert um das Objekt, so daß eine Abtastung von allen Seiten vorgenommen wird. Dabei werden eine Vielzahl von Meßpunkten X,Y,Z aufgenommen, die die Lage der abgetasteten Oberfläche des dreidimensionalen Objekts im Raum angeben. Eine Vielzahl von Meßpunkten wird daraufhin derart miteinander verbunden, daß ein Polygonliniennetz des Objekts entsteht, das aus einer Vielzahl von Dreiecken besteht. Dabei wird die Oberfläche der Objekte durch eine Vielzahl kleiner Dreiecksfacetten angenähert.Computer-based models of three-dimensional objects are becoming conventional generated by e.g. B. by means of a fanned out laser beam vertical rows of points on an object to be displayed is measured. The object rotates on a turntable, or the laser rotates around the object, so that a scan is made from all sides. Doing so A large number of measuring points X, Y, Z are recorded, which determine the position of the scanned Specify the surface of the three-dimensional object in space. A variety of Measuring points are then connected to one another in such a way that a The object's polygon network is created from a multitude of triangles consists. The surface of the objects is made smaller by a large number Triangular facets approximated.

Mit steigenden Anforderungen an die Qualität der Modelle und der virtuellen Räume explodiert jedoch die Zahl der dazu benötigten Dreiecke, wobei schnell Datenmengen erreicht werden, die die Leistung bezahlbarer Rechner sprengen. Außerdem wird die Darstellung des Modells auf dem Bildschirm durch die große Datenmenge extrem verzögert und auch die Übertragungszeiten in Netzen werden stark verlangsamt. Es wurde daher versucht die Anzahl der Dreiecke mittels Polygonreduktion (Netzdezimierung) zu reduzieren. Herkömmliche Verfahren zur Polygonreduktion fügen kleine Dreiecke aus dem ursprünglichen Modell zu größeren zusammen, wobei allerdings der Nachteil in Kauf genommen wird, daß dabei geometrische Abweichungen gegenüber dem ursprünglichen Modell entstehen. Es ist bekannt, daß das Einsparen von Dreiecken bei derartigen gröberen Modellen dadurch kompensiert werden kann, daß Texturen den Geometrien überlagert werden. Solche Texturen können generischer Art oder Phototexturen sein.With increasing demands on the quality of the models and the virtual one Spaces explodes, however, the number of triangles needed to do so, quickly Amounts of data are reached that exceed the performance of affordable computers. In addition, the large representation of the model on the screen Amount of data extremely delayed and also the transmission times in networks greatly slowed down. The number of triangles was therefore tried using Reduce polygon reduction (mesh decimation). Conventional methods for Polygon reduction add small triangles from the original model larger together, although the disadvantage is accepted that  thereby geometric deviations from the original model arise. It is known that saving triangles in such coarser models can be compensated for by the fact that the textures Geometries are superimposed. Such textures can be generic or Be photo textures.

Die vorstehend beschriebene Datenerfassung mittels Laserscanverfahren erfaßt ein dreidimensionales Objekt von allen Seiten, so daß die computersimulierte Abbildung des Objekts rotiert werden kann und das Objekt auf dem Bildschirm von allen Seiten dreidimensional betrachtet werden kann.The data acquisition described above is acquired by means of a laser scanning method a three-dimensional object from all sides, so that the computer simulated Illustration of the object can be rotated and the object on the screen of can be viewed in three dimensions on all sides.

Bei der herkömmlichen 3-D Simulation einer Landschaft für die Erzeugung eines virtuellen Raums wird die zu simulierende Landschaft in einem Raster vermessen, und mittels der Meßpunkte ein 3D Koordinatennetz der Landschaft erzeugt, das herkömmlich ebenfalls in ein Dreiecksmaschenmodell der Landschaft überführt wird und als solches grafisch dargestellt wird. Dabei werden außerdem Luftbilder der darzustellenden Landschaft senkrecht von oben aufgenommen und die Bilder als Textur auf das Dreiecksmaschenmodell gelegt.In the conventional 3-D simulation of a landscape for the creation of a virtual space, the landscape to be simulated is measured in a grid, and generates a 3D coordinate network of the landscape using the measuring points conventionally also converted into a triangular mesh model of the landscape and is represented graphically as such. It also takes aerial photos of the landscape to be displayed taken vertically from above and the pictures placed as a texture on the triangular mesh model.

Ein auf diese Art und Weise bereitgestelltes 3D-Modell einer Landschaft ist dadurch gekennzeichnet, daß es von oben gesehen photorealistisch wirkt und das Höhenprofil in der Auflösung des bei der numerischen Erfassung gewählten Rasters korrekt wiedergibt. Für einen Beobachter von einem Beobachtungsstandpunkt, der auf dem 3D-Modell der Landschaft angeordnet ist, sind die nachstehenden beiden Nachteile dieses Verfahrens evident:
Für eine seitliche Betrachtung müssen die Objekte in sehr hoher Auflösung dargestellt werden, um realistisch zu wirken.
A 3D model of a landscape provided in this way is characterized in that it looks photorealistic from above and correctly reproduces the height profile in the resolution of the grid chosen for the numerical recording. For an observer from an observation point of view, which is arranged on the 3D model of the landscape, the following two disadvantages of this method are evident:
For a side view, the objects must be displayed in very high resolution in order to appear realistic.

Das auf das 3D-Modell gelegte Luftbild erscheint bis hin zur Unkenntlichkeit verzerrt, und bei senkrechten Teilflächen wie z. B. Häuserfassaden ist eine Zuordnung von Photo zur Geometrie unmöglich.The aerial photo placed on the 3D model appears beyond recognition distorted, and with vertical sub-areas such. B. Facades of houses is one Assignment of photo to geometry impossible.

Um Gebäude fotorealistisch darzustellen werden z. T. Fassadenfotos auf die Geometrien von 3D-Modellen der Gebäude gelegt. Ein derartiges Modell, das ein hybrides Modell einer Landschaft plus darauf befindlicher Gebäude ist, entsteht durch die Erzeugung eines Landschaftsmodells wie oben beschrieben und das gesonderte Modellieren der Gebäude. Hierzu werden durch Vermessung die Gebäudekoordinaten aufgenommen und mittels geeigneter Grafikprogramme das 3D-Modell des Gebäudes erzeugt und in das 3D-Modell der Landschaft eingefügt.To display buildings photo-realistic z. T. facade photos on the Geometries laid out from 3D models of the buildings. Such a model, the one  is a hybrid model of a landscape plus the building on it by creating a landscape model as described above and that separate modeling of the buildings. For this purpose, the Building coordinates recorded and the using suitable graphics programs 3D model of the building created and inserted into the 3D model of the landscape.

Diese Verfahren zur Erzeugung von dreidimensionalen Abbildungen unter der Verwendung von Computern sind daher zeitaufwendig, umständlich und teuer. Dabei entstehen außerdem auf diese Art und Weise meist nur unzulängliche Nachbildungen der abgebildeten Landschaft, da nur ihre Geometrie erfaßt wird nicht aber ihre fotografische Darstellung. Je senkrechter die Luftbildaufnahme erfolgt, die als Textur über das Dreiecksmaschenmodell gelegt wird um so eher ist daher eine Nachbearbeitung des virtuellen Abbilds nötig.This method of generating three-dimensional images under the Using computers is therefore time consuming, cumbersome and expensive. In this way, in most cases, only inadequate ones arise Replicas of the depicted landscape, since only their geometry but not their photographic representation is recorded. The more vertical the Aerial photograph is taken, which is placed as a texture over the triangular mesh model it is therefore all the more necessary to postprocess the virtual image.

Angesichts der vorstehenden Nachteile des Standes der Technik ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung für den ortsfesten Beobachter ein Verfahren zur 3D-Computersimulation bereitzustellen, bei dem die zu verarbeitenden Daten gegenüber dem Stand der Technik reduziert sind, und das es erlaubt, schnell und kostengünstig dreidimensionale Darstellungen von Objekten, insbesondere von Landschaften, Gegenständen, und Gebäuden herzustellen, die den gestellten Qualitätsansprüchen für eine 3D-Computersimulation voll entspricht.In view of the above disadvantages of the prior art is therefore Object of the present invention a method for the fixed observer to provide for 3D computer simulation, in which the data to be processed are reduced compared to the prior art, and that allows it to be fast and inexpensive three-dimensional representations of objects, especially of Landscapes, objects, and buildings to create the posed Quality requirements for a 3D computer simulation fully meets.

Die vorstehende Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.The above object of the present invention is achieved with the features of characterizing part of claim 1 solved.

Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen und/oder nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, und in schematischen Zeichnungen dargestellt ist. Hierzu zeigt:Advantageous embodiments and developments of the present invention are in the subclaims and / or the following description are explained in more detail, and is shown in schematic drawings. This shows:

Fig. 1a die Geometrie einer Panoramafotografie bestehend aus N = 12 Bildem Pn von oben; FIG. 1a, the geometry of a panoramic photography consisting of N = 12 Bildem Pn from above;

Fig. 1b die Geometrie einer Panoramafotografie bestehend aus N = 8 Bildern Pn von oben; FIG. 1b shows the geometry of a panoramic photography consisting of N = 8 images Pn from above;

Fig. 2 eine Fotografie Pn mit Konturlinien und Polygonzügen POL; Figure 2 is a photograph Pn with contour lines and polygons POL.

Fig. 3 eine schematische Zusammenschau der Geometrie einer Panoramafotografie mit ihrer Lage in einer Landschaft; Figure 3 is a schematic overall view of the geometry of a panoramic photography with their position in a landscape.

Fig. 4a und b die Fotografie Pn von Fig. 2 mit ihrem zugehörigen Ausschnitt des Panoramabilds in der Landschaft von Fig. 3 und FIG. 4a and b the photograph Pn of Fig. 2 with its associated segment of the panorama image of the landscape in Fig. 3 and

Fig. 5 die Fotografie Pn von Fig. 2 in einer Explosionsdarstellung. Fig. 5 shows the photograph Pn of Fig. 2 in an exploded view.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben.The present invention is described below using exemplary embodiments described.

Die vorliegende Erfindung geht von der Überlegung aus, daß es für eine computersimulierte Darstellung von virtuellen Räumen wie insbesondere Panoramadarstellungen beispielsweise zu wissenschaftlichen, architektonischen oder militärischen Simulationszwecken oftmals nicht nötig ist, die simulierten Objekte zum Zweck ihrer dreidimensionalen Abbildung von allen ihren Seiten zu erfassen.The present invention is based on the consideration that it is for a Computer-simulated representation of virtual spaces such as in particular Panorama displays, for example, on scientific, architectural or military simulation purposes is often not necessary, the simulated Objects for the purpose of three-dimensional imaging from all sides to capture.

Bei der Simulation einer Landschaft oder eines Panoramas für beispielsweise militärische Trainings- und Schieß-Simulationszwecke oder auch die 3D- Darstellung eines Flughafens zur Ausbildung des Personals im Tower braucht daher die simulierte Landschaft dreidimensional nur gegenüber einer definierten ortsfesten Beobachtungsposition dargestellt werden. Bei einer derartigen Darstellung eines Panoramas wird daher eine dreidimensionale Darstellung eines virtuellen Raumes nur für einen Beobachter an der definierten Beobachtungsposition erzeugt, wobei der Beobachter sich zwar drehen kann, aber die Beobachtungsposition nicht verlassen kann.When simulating a landscape or panorama for example military training and shooting simulation purposes or also the 3D Representation of an airport for training the staff in the tower hence the simulated landscape in three dimensions only compared to a defined one stationary observation position can be displayed. With such a Representation of a panorama therefore becomes a three-dimensional representation of a virtual space only for one observer at the defined  Observation position generated, the observer can rotate, but cannot leave the observation position.

Dies führt gegenüber der vorstehend beschriebenen vollständigen dreidimensionalen Erfassung eines Objekts zu einer ersten vorteilhaften Reduzierung der zu verarbeitenden Datenmenge.This leads to the complete described above three-dimensional detection of an object to a first advantageous Reduction in the amount of data to be processed.

Grundlegender Gedanke der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur 3D- Terrainmodellierung für computersimulierte Darstellung mittels voneinander abgegrenzter senkrechter Flächen, die auch übereinanderliegend angeordnet sein können, und die derart angeordnet sind, daß sie simulierte bewegliche Objekte ganz oder teilweise verdecken können, so daß die beweglichen Objekte hinter den senkrechten Flächen verschwinden können und aus der Abdeckung der senkrechten Flächen heraus hervortreten können. Dabei werden die senkrechten Flächen erfindungsgemäß an wenigstens einer ihrer seitlichen Begrenzungen durch die Konturlinie von dargestellten Objekten begrenzt.The basic idea of the present invention is a method for 3D Terrain modeling for computer-simulated representation using one another delimited vertical surfaces, which can also be arranged one above the other can, and which are arranged such that they simulate moving objects can completely or partially cover, so that the moving objects behind the vertical surfaces can disappear and from the cover of the vertical surfaces can emerge. The vertical Surfaces according to the invention on at least one of their lateral boundaries limited by the contour line of objects displayed.

Die senkrechten Flächen, deren Begrenzungen nicht vollständig durch die Konturlinie der dargestellten Objekte begrenzt werden, haben vorteilhaft wenigstens eine senkrecht von oben nach unten angeordnete seitliche Begrenzung. Die senkrechten Flächen, deren Begrenzungen nur oben und/oder unten durch die Konturlinie der dargestellten Objekte begrenzt werden, haben vorteilhaft zwei senkrecht von oben nach unten angeordnete seitliche Begrenzungen. Um eine 100% fotorealistische Darstellung zu erreichen, wird außerdem eine Fotografie der dargestellten Objekte als Textur auf die senkrechten Flächen gelegt.The vertical surfaces, the boundaries of which are not completely defined by the Contour line of the objects shown are advantageous at least one side arranged vertically from top to bottom Limitation. The vertical surfaces, their boundaries only at the top and / or bounded below by the contour line of the objects shown advantageously two lateral ones arranged vertically from top to bottom Limitations. In order to achieve a 100% photo-realistic display, also a photograph of the objects shown as a texture on the vertical Areas laid.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein aufwendiges engmaschiges Dreiecksnetz vermieden und aufwendige Netzreduktionsverfahren werden daher überflüssig.The process according to the invention becomes a complex, tight-knit process Triangular network avoided and complex network reduction procedures are therefore superfluous.

Erstes AusführungsbeispielFirst embodiment

Mittels dem in Fig. 1 bis 5 schematisch dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine 3-D Computersimulation eines Raumes erzeugt, der beispielsweise das Panorama einer Landschaft sein kann, wobei die Position des Beobachters BP definiert ist, und der Beobachter um 360° rotieren kann.Using the first exemplary embodiment of the present invention shown schematically in FIGS. 1 to 5, a 3-D computer simulation of a space is generated, which can be, for example, the panorama of a landscape, the position of the observer BP being defined and the observer rotating through 360 ° can.

In einem ersten Schritt wird erfindungsgemäß eine Vielzahl N von unterschiedlichen Fotografien Pn des Panoramas von einer definierten Beobachtungsposition BP aufgenommen, wobei sich die Fotografien dadurch unterscheiden, daß sie verschiedene Himmelsrichtungen N,S,O,W des Panoramas zeigen. Geeigneterweise unterscheiden sich dabei die Richtungen, in die zwei benachbarte Fotografien Pn,Pn+1 aufgenommen werden um 360°/N.In a first step, a plurality N of different photographs Pn of the panorama from a defined one Observation position BP recorded, the photographs thereby distinguish that they have different cardinal directions N, S, E, W of the panorama demonstrate. The directions in which the two suitably differ Adjacent photographs Pn, Pn + 1 are taken at 360 ° / N.

Dabei hängt die Anzahl N der Fotografien von dem darzustellenden Raum, der beabsichtigten Auflösung und dem verwendeten Objektiv der Kamera ab. Die minimale Anzahl N für die Darstellung eines beispielsweise dreieckigen Zimmers innerhalb eines Gebäudes ist 3. Es ist klar, daß die Anzahl N nach oben nicht begrenzt ist. Aus wirtschaftlichen Gründen sind jedoch für die Darstellung eines Panoramas 6-36 Aufnahmen geeignet, und z. B. mit einer Kamera einer Brennweite von 50 mm sind vorteilhaft 12 Aufnahmen geeignet, deren Aufnahmerichtung jeweils um 30° von der benachbarten Aufnahmerichtung abweicht.The number N of photographs depends on the space to be displayed, the intended resolution and the lens used by the camera. The Minimum number N for the representation of a triangular room, for example inside a building is 3. It is clear that the number N does not go up is limited. For economic reasons, however, a Panoramas 6-36 pictures suitable, and z. B. with a camera of a focal length of 50 mm 12 exposures are advantageously suitable, their exposure direction deviates by 30 ° from the neighboring recording direction.

In einem zweiten erfindungsgemäßen Schritt wird eine topografische Karte der entsprechenden Landschaft herangezogen oder ein Luftbild L aufgenommen, das die Beobachtungsposition und das Panorama der obigen N Aufnahmen senkrecht von oben zeigt, und das Höhenlinien des darzustellenden Panoramas angibt. Es ist klar, daß auch eine Kombination von Luftbild und Landkarte verwendet werden kann. Die Fotografien Pn und das Luftbild L können mit einer digitalen Kamera aufgenommen werden oder mit einer herkömmlichen Kamera aufgenommen werden, wobei durch Scannen der Fotografien eine Digitalisierung der Aufnahmen erfolgt, so daß diese in digitaler Form vorliegen und in eine Rechenanlage zur Weiterverarbeitung eingespeist werden können. Es ist klar, daß etwaige überlappende Bereiche an den Randseiten zweier benachbarter Fotografien abgeschnitten werden. In a second step according to the invention, a topographic map of the appropriate landscape or an aerial photo L taken that the observation position and the panorama of the above N images vertically shows from above, and indicates the contour lines of the panorama to be displayed. It is clear that a combination of aerial photo and map are also used can. The photographs Pn and the aerial photo L can be taken with a digital camera be recorded or recorded with a conventional camera be digitized by scanning the photographs takes place so that they are in digital form and in a computer system for Further processing can be fed. It is clear that any overlapping areas on the edges of two neighboring photographs be cut off.  

In einem dritten erfindungsgemäßen Schritt werden die digital vorliegenden Fotografien Pn und das Luftbild vorteilhaft in einen Editor geladen. Eine Bedienperson bestimmt zunächst unter zu Hilfenahme des Editors mittels dem Luftbild auf den Fotografien Pn die Zuordnung der Fotografie Pn zu ihrem zugehörigen Abschnitt auf dem Luftbild und die Beobachtungsposition BP auf dem Luftbild. Daran anschließend bestimmt die Bedienperson vorteilhaft mittels dem Luftbild auf den Fotografien Pn jeweils den tiefsten Punkt, der erfindungsgemäß eine waagerechte Grundlinie des tiefsten Niveaus Gmin definiert. Bei Panoramafotografien ist der Nahbereich N vom Beobachtungsstandpunkt bis zu weiter entfernt liegenden Objekten meist gleichförmig ausgebildet. Aus diesem Grund kann erfindungsgemäß von der Bedienperson mittels dem Editor eine zweite waagerechte Grundlinie G auf den Fotografien Pn definiert werden, die die Grenze zwischen dem gleichförmigen Nahbereich N und strukturierten weiter entfernt liegenden Objekten trennt, die sich von dem gleichförmigen Nahbereich N durch ihre Konturen auf den Fotografien und/oder durch ihre räumliche Lage (Koordinaten) abheben.In a third step according to the invention, the digitally available Photographs Pn and the aerial photo advantageously loaded into an editor. A Operator first determines using the editor using the Aerial view on the photographs Pn the assignment of the photography Pn to yours associated section on the aerial photo and the observation position BP on the Aerial view. Then the operator advantageously determines by means of the Aerial view on the photographs Pn each have the lowest point according to the invention defines a horizontal baseline of the lowest level Gmin. At Panorama photography is the near range N from the observation point of view up to objects located further away are usually uniform. For this According to the invention, the operator can use the editor for a reason second horizontal baseline G can be defined on the photographs Pn that the Border between the uniform near range N and structured further separates distant objects that differ from the uniform near area N by their contours on the photographs and / or by their spatial position Lift off (coordinates).

Der Editor gestattet außerdem der Bedienperson die Konturlinien K der Objekte auf den Bildern mittels einem Polygonzug POL zu markieren, der aus einer Aneinanderreihung von geraden Linien (Polygonlinien) besteht, deren Richtungswechsel durch Markierungspunkte MP gegeben ist, die von der Bedienperson bestimmt werden. Es ist klar, daß bei starken Richtungswechseln der Polygonlinien PM auch Ausgleichskurven durch die Markierungspunkte gelegt werden können. Die Genauigkeit der Übereinstimmung des Polygonzugs POL mit der Konturlinie K der Objekte hängt dabei von der Auflösung ab, die die Bedienperson wählt. Auf diese Art und Weise werden die Polygonzüge der Konturlinien K der auf einer Fotografie Pn vorhandenen Objekte festgelegt, was geeigneterweise von oben nach unten geschieht, soweit weiter oben auf den Fotografien Pn angeordnete Objekte von weiter unten angeordneten Objekten überlappt werden. The editor also allows the operator the contour lines K of the objects to mark the pictures with a polyline POL, which consists of a Stringing together straight lines (polygon lines), their Change of direction is given by marking points MP, which of the Operator can be determined. It is clear that with strong changes of direction of the polygon lines PM also compensation curves through the marking points can be. The accuracy of the match of the polyline POL with the contour line K of the objects depends on the resolution that the Operator chooses. In this way, the polygons of the Contour lines K of the objects present on a photograph Pn determine what suitably happens from top to bottom, as far as above on the Photographs Pn arranged objects from objects arranged below be overlapped.  

In einem erfindungsgemäßen vierten Schritt werden die von der Bedienperson eingegebenen Markierungspunkte MP, die die Richtungswechsel der Konturlinien markieren, mit dem mit Höhenlinien versehenen Luftbild L oder mit der Landkarte verglichen, die ebenfalls in den Editor geladen sein können.In a fourth step according to the invention, the operator entered marking points MP, which indicate the change of direction of the contour lines mark with the aerial image L provided with contour lines or with the map compared, which can also be loaded into the editor.

Anhand dieses Vergleichs wird den Markierungspunkten MP deren reale Koordinaten X,Y,Z zugeordnet, und so deren Lage im Raum erfaßt. Dies kann mit einem geeigneten Editor halbautomatisch mittels Kopie der betreffenden Polygonlinie PM auf das Luftbild durchgeführt werden. Dadurch wird erfindungsgemäß eine Menge aus Polygonzügen POL über die Fotografie gelegt, die den Konturlinien der Objekte auf der Fotografie entsprechen. Dabei bestehen die Polygonzüge aus einer Aneinanderreihung von der Einfachheit halber geradlinigen Polygonlinien PM mit verschiedenen Richtungen und die beiden Endpunkte einer Polygonlinie MP1 und MP2 liegen als reale Daten X1, Y1, Z1 bzw. X2, Y2, Z2 entsprechend ihrer Anordnung im Raum vor.Based on this comparison, the marking points MP become real Coordinates X, Y, Z assigned, and thus their position in space detected. This can be done with a suitable editor semi-automatically by copying the relevant Polygon line PM can be performed on the aerial photo. This will according to the invention, a set of polygonal poles POL overlaid on photography that correspond to the contour lines of the objects in the photograph. Thereby exist the polygons from a series for simplicity rectilinear polygon lines PM with different directions and the two End points of a polygon line MP1 and MP2 lie as real data X1, Y1, Z1 and X2, Y2, Z2 according to their arrangement in the room.

In einem erfindungsgemäßen fünften Schritt wird ausgehend von der Menge mit der Vielzahl von Polygonzügen POL bestehend jeweils aus einer Vielzahl aneinandergereihter Polygonlinien PM automatisch eine Vielzahl von senkrechten Flächen FS erzeugt, die nebeneinander angeordnet sein können oder sich überlappen können. Erfindungsgemäß werden die senkrechten Flächen an einer ihrer Seiten durch die zuvor definierten Polygonzüge POL begrenzt. Ausgehend von dem ersten Markierungspunkt MPE, der den Beginn eines Polygonzugs POL darstellt, und ebenso von dem letzten Markierungspunkt MPE eines Polygonzugs, der das Ende eines Polygonzugs POL darstellt, werden daraufhin erfindungsgemäß zwei parallele senkrechte Linien bis vorteilhaft zu der Linie des tiefsten Niveaus Gmin gezogen, und dadurch erfindungsgemäße senkrechte Flächen FS erzeugt, die von den verschiedenen vorbestimmten Polygonzügen POL, den beiden senkrechten Seitenlinien SL und der Linie des tiefsten Niveaus Gmin begrenzt werden.In a fifth step according to the invention, starting with the quantity the multiplicity of polygonal poles, each consisting of a multiplicity lined up polygon lines PM automatically a variety of vertical Faces FS generated, which can be arranged side by side or themselves can overlap. According to the vertical surfaces on one their sides delimited by the previously defined polygons POL. Outgoing from the first marking point MPE, which marks the beginning of a polyline POL and also from the last marking point MPE of a polyline, which represents the end of a polyline POL, are then According to the invention two parallel vertical lines up to advantageously the line of lowest levels Gmin, and thereby vertical according to the invention Faces FS generated by the various predetermined polygons POL, the two vertical side lines SL and the line of the lowest level Gmin can be limited.

Dabei wird durch die vorteilhafte untere Begrenzung der senkrechten Flächen FS mit der Linie des tiefsten Niveaus Gmin erreicht, daß auch bei einer Drehung des Beobachters auf der sonst ortsfesten Beobachtungsposition BP die dreidimensionale Simulation des mittels der senkrechten Flächen FS modellierten Terrains nicht beeinträchtigt wird.The advantageous lower limit of the vertical surfaces FS achieved with the line of the lowest level Gmin that even with a rotation of the  Observer on the otherwise fixed observation position BP three-dimensional simulation of the modeled using the vertical surfaces FS Terrains is not affected.

Es ist klar, daß jedoch nicht alle senkrechten Flächen FS bis zu der Linie des tiefsten Niveaus Gmin reichen müssen. Für eine Simulation eines 3D-Terrains für einen ortsfesten Beobachter ist wie vorstehend gesagt vorteilhaft, wenn von der Beobachtungsposition BP weiter entfernt liegende senkrechte Flächen FS von senkrechten Flächen FS mit geringerem Abstand zu der Beobachtungsposition BP derart überlappt werden, daß bei einer Drehung des Beobachters der dreidimensionale Eindruck der Simulation nicht beeinträchtigt wird. Soweit weiter entfernt liegende senkrechte Flächen FS von anderen näher liegenden senkrechten Flächen FS überlappt werden ist, es daher oft nicht nötig, daß die weiter entfernt liegenden senkrechten Flächen FS von der Linie des tiefsten Niveaus Gmin begrenzt werden. Für eine 3D-Simulation kann daher ausreichend sein, wenn derartige weiter entfernt liegende senkrechte Flächen FS von einer unteren Linie begrenzt werden, die von einer anderen näher liegenden senkrechten Fläche überlappt wird. Beispielsweise können senkrechte Flächen FS auch bis zu der Grundlinie G reichen, die nachfolgend zu Schritt sechs beschrieben wird.It is clear, however, that not all vertical surfaces FS up to the line of the lowest levels must reach Gmin. For a simulation of a 3D terrain for a fixed observer is advantageous, as stated above, if of the Observation position BP vertical surfaces FS from further away vertical surfaces FS closer to the observation position BP be overlapped such that when the observer rotates the three-dimensional impression of the simulation is not affected. So far away vertical surfaces FS from other closer ones vertical surfaces FS is overlapped, it is therefore often not necessary that the vertical surfaces FS further away from the line of the deepest Gmin levels can be limited. For a 3D simulation can therefore be sufficient be, if such more distant vertical surfaces FS of one lower line bounded by another closer vertical surface is overlapped. For example, vertical surfaces FS also extend to the baseline G, which follows to step six is described.

Die jeweilige untere Begrenzung einer ersten senkrechten Fläche FS, die von einer zweiten erfindungsgemäßen senkrechten Fläche FS teilweise überlappt wird, kann außerdem vorteilhaft in Abhängigkeit
The respective lower boundary of a first vertical surface FS, which is partially overlapped by a second vertical surface FS according to the invention, can also advantageously be dependent

  • - der Entfernung und Ausbildung der ersten senkrechten Fläche FS- The removal and formation of the first vertical surface FS
  • - der Entfernung und Ausbildung der zweiten senkrechten Fläche FS- The removal and formation of the second vertical surface FS
  • - dem Überlappungsgrad der ersten senkrechten Fläche FS von der zweiten senkrechten Fläche FS- The degree of overlap of the first vertical surface FS from the second vertical surface FS
  • - der relativen räumlichen Anordnung der ersten und zweiten senkrechten Fläche FS bzgl. der Beobachtungsposition BP im Raum zum Erreichen einer Laufzeitoptimierung der Darstellung der 3D-Simulation mittels einer Rechenanlage, die eine Bildanzeigevorrichtung steuert, derart definiert werden, daß
    die erste senkrechte Fläche FS bei beliebiger Drehung und bei einer vorbestimmten Höhenänderung eines Beobachters auf der Beobachtungsposition BP aus Sicht des Beobachters immer von der zweiten senkrechten Fläche überlappt wird,
    und daß außerdem
    die für den Aufbau der ersten senkrechten Fläche FS benötigte Rechenleistung der verwendeten Rechenanlage minimiert wird.
    - The relative spatial arrangement of the first and second vertical surfaces FS with respect to the observation position BP in space to achieve a runtime optimization of the representation of the 3D simulation by means of a computer system that controls an image display device, are defined in such a way that
    the first vertical surface FS is always overlapped by the second vertical surface from the observer's point of view with any rotation and with a predetermined change in height of an observer at the observation position BP,
    and that besides
    the computing power of the computer system used for the construction of the first vertical surface FS is minimized.

Hierbei wird außerdem vorteilhaft der Nullpunkt des den virtuellen Raum aufspannenden Koordinatensystems derart definiert, daß der Nullpunkt die Augenhöhe des Beobachters auf der Beobachtungsposition BP markiert.The zero point of the virtual space is also advantageous here spanning coordinate system defined such that the zero point Eye level of the observer marked on the observation position BP.

Durch die wie vorstehend definierten erfindungsgemäßen senkrechten Flächen FS, wird erreicht, daß weiter vorn liegende Objekte weiter entfernt liegende Objekte überlappen, wobei die weiter vom liegenden Objekte auf den Objekten die sie überlappen ebenfalls vorhanden sind. In einer Computersimulation eines virtuellen Raumes, der aus derartigen senkrechten Flächen FS aufgebaut ist, können daher auf einfache Art und Weise simulierte bewegliche Objekte hinter einer senkrechten Fläche FS, auf die ihr entsprechendes Fotografisches Abbild als Textur gelegt ist, ganz oder teilweise verschwinden, indem den Objekten entsprechende Koordinaten zugeordnet werden, die im Hintergrund einer senkrechten Fläche liegen, so daß die Objekte von der senkrechten Fläche ganz oder teilweise verdeckt werden. Eine derartige erfindungsgemäße senkrechte Fläche FS, die von einem Polygonzug POL begrenzt wird, der aus mehr als einer Polygonlinie PM besteht, wird vorteilhaft aus einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten senkrechten Teilflächen TFS zusammengesetzt, die jeweils von einer Polygonlinie PM, einer unteren Begrenzung, die wie vorstehend beschrieben vorteilhaft die Linie des tiefsten Niveaus Gmin sein kann, und von senkrechten Verbindungen der beiden Enden MP1 und MP2 der Polygonlinien PM mit der unteren Begrenzung (hier Gmin) begrenzt werden. Die beiden Enden MP1 und MP2 sind die Markierungspunkte MP, die eine Polygonlinien PM definieren.Due to the vertical surfaces FS according to the invention as defined above, it is achieved that objects lying further ahead objects lying further away overlap, the further from the lying objects on the objects they overlap also exist. In a computer simulation of a virtual Space that is made up of such vertical surfaces FS can therefore easily simulated moving objects behind a vertical one Area FS, on which your corresponding photographic image is placed as a texture, disappear entirely or partially by matching the objects Coordinates are assigned in the background of a vertical surface lie so that the objects from the vertical surface in whole or in part be covered. Such a vertical surface FS according to the invention, which of a polyline POL is limited, which consists of more than one polygon line PM consists, is advantageously made up of a plurality of arranged side by side vertical partial areas TFS, each composed of a polygon line PM, a lower limit, which, as described above, advantageously the line of the lowest level can be Gmin, and of vertical connections of the both ends MP1 and MP2 of the polygon lines PM with the lower limit  (here Gmin) can be limited. The two ends MP1 and MP2 are the Marking points MP that define a polygon line PM.

Es ist klar, daß die Anzahl der senkrechten Teilflächen TFS, die eine vorstehende senkrechte Fläche FS bilden, der Anzahl der Polygonlinien PM entspricht, aus denen der Polygonzug POL besteht. Vorteilhaft wird daher eine senkrechte Fläche FS von mindestens einer Polygonlinie PM begrenzt, wobei zwei weitere Seiten der senkrechten Fläche FS parallel zueinander angeordnet sind und an den beiden Enden PM1 und PM2 der Polygonlinie PM beginnen.It is clear that the number of vertical Subareas TFS, which form a protruding vertical surface FS, the number of Corresponds to polygon lines PM, from which the polyline POL consists. Advantageous therefore becomes a vertical surface FS of at least one polygon line PM limited, with two further sides of the vertical surface FS parallel are arranged to each other and at the two ends PM1 and PM2 Start polygon line PM.

Eine senkrechte Fläche FS kann auch vorteilhaft von einer Vielzahl aneinandergereihter Polygonlinien PM bestehend aus einer ersten, weiteren und einer letzten Polygonlinie begrenzt werden, wobei zwei weitere Seiten der senkrechten Fläche ebenfalls parallel zueinander angeordnet sind und an dem ersten Ende PM1 der ersten Polygonlinie bzw. dem zweiten Ende PM2 der letzten Polygonlinie angeordnet sind. Eine derartige Definition kommt erfindungsgemäß insbesondere bei aneinandergereihten Polygonlinien PM in Betracht, deren Koordinaten X1, Y1, Z1 und X2, Y2, Z2 ihrer Enden PM1 und PM2 wenigstens einer der nachstehenden Bedingungen genügen:
Bedingung 1: X1 = X2
Bedingung 2: Y1 = Y2
Bedingung 3: Z1 = Z2.
A vertical surface FS can also advantageously be delimited by a multiplicity of polygon lines PM consisting of a first, further and a last polygon line, two further sides of the vertical surface likewise being arranged parallel to one another and at the first end PM1 of the first polygon line or the second end PM2 of the last polygon line are arranged. According to the invention, such a definition comes into consideration in particular in the case of polygon lines PM which are strung together and whose coordinates X1, Y1, Z1 and X2, Y2, Z2 of their ends PM1 and PM2 satisfy at least one of the following conditions:
Condition 1: X1 = X2
Condition 2: Y1 = Y2
Condition 3: Z1 = Z2.

Eine derartige senkrechte Fläche (in den Zeichnungen nicht dargestellt) braucht nicht in senkrechte Teilflächen unterteilt sein.Such a vertical surface (not shown in the drawings) needs not be divided into vertical sections.

Außerdem kann eine erfindungsgemäße senkrechte Fläche FS aus einer Vielzahl aneinandergereihter Polygonlinien PM bestehen, die eine geschlossene Fläche bilden. Eine derartige Definition kommt erfindungsgemäß ebenfalls insbesondere bei aneinandergereihten Polygonlinien PM in Betracht, deren Koordinaten X1, Y1, Y1 und X2, Y2, Z2 ihrer Enden PM1 und PM2 wenigstens einer der vorstehenden Bedingungen 1-3 genügen, und eine derartige senkrechte Fläche braucht ebenfalls nicht in senkrechte Teilflächen unterteilt werden. In addition, a vertical surface FS according to the invention can consist of a large number lined up polygon lines PM consist of a closed surface form. According to the invention, such a definition also comes in particular in the case of aligned polygon lines PM, whose coordinates X1, Y1, Y1 and X2, Y2, Z2 of their ends PM1 and PM2 at least one of the above Conditions 1-3 are sufficient, and such a vertical surface also needs not be divided into vertical sections.  

Mittels dem vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Schritt 5 werden somit eine Vielzahl von senkrechten Flächen FS definiert, die nebeneinander angeordnet sein können, und die auch übereinanderlappend angeordnet sein können, und die wenigstens eine Polygonlinie PM mit Endpunkten PM1, PM2 mit bekannten Koordinaten X1, Y1, Y1 und X2, Y2, Z2 als eine seitliche Begrenzung haben. Die senkrechten Flächen FS sind damit erfindungsgemäß derart angeordnet, daß animierte Objekte von den senkrechten Flächen verdeckt werden können, so daß die beweglichen Objekte durch Zuweisung geeigneter Koordinaten in einer Computersimulation hinter den senkrechten Flächen FS verschwinden können oder aus dem Hintergrund einer senkrechten Fläche heraus hervortreten und sichtbar werden können.By means of step 5 according to the invention described above, a plurality of vertical surfaces FS are thus defined which can be arranged next to one another and which can also be arranged overlapping one another and which have at least one polygon line PM with end points PM1, PM2 with known coordinates X1, Y1, Y1 and have X2, Y2, Z2 as a side boundary. The vertical surfaces FS are thus arranged according to the invention in such a way that animated objects can be covered by the vertical surfaces, so that the movable objects can disappear behind the vertical surfaces FS by assignment of suitable coordinates in a computer simulation or emerge from the background of a vertical surface and can be visible.

In einem erfindungsgemäßen sechsten Schritt wird der gleichförmige Nahbereich N zwischen dem Beobachtungspunkt und der Grundlinie G, die den gleichförmigen Nahbereich von strukturierten weiter entfernt liegenden Objekten trennt, in von der Grundlinie G ausgehende nebeneinander angeordnete spitz auf den Beobachtungspunkt BP zulaufende trapez-förmige Flächen unterteilt, wodurch der dreidimensionale Eindruck beim Betrachten des fertiggestellten Panoramabilds begünstigt wird. Anstelle der vorstehenden trapezförmigen Flächen kann der gleichförmige Nahbereich N auch in von der Grundlinie G ausgehende nebeneinander angeordnete Dreiecke unterteilt werden, deren eines Eck an dem Beobachtungspunkt BP oder in der Nähe des Beobachtungspunkts BP angeordnet ist.In a sixth step according to the invention, the uniform near area N between the observation point and the baseline G, which is the uniform Separates the near area from structured objects located further away from the Baseline G starting pointed next to each other Observation point BP subdivided trapezoidal surfaces, whereby the three-dimensional impression when looking at the completed panorama picture is favored. Instead of the above trapezoidal surfaces, the uniform close range N also in the starting from the baseline G. juxtaposed triangles are divided, one corner of which Observation point BP or located near the observation point BP is.

In einem erfindungsgemäßen siebten Schritt wird dann das digital vorliegende Bild als Textur automatisch auf die in Schritt 5 und 6 definierten senkrechten Flächen FS und die trapezförmigen Flächen des Nahbereichs gelegt. Dadurch wird eine 100% photorealistische Darstellung erreicht.In a seventh step according to the invention, the digitally available image is then automatically placed as a texture on the vertical surfaces FS defined in steps 5 and 6 and the trapezoidal surfaces of the close range. This ensures a 100% photorealistic display.

In einem erfindungsgemäßen achten Schritt werden dann die wie vorstehend beschrieben aus den N Fotografien Pn hergestellten N 3D Simulationen entsprechend der Aufnahme der N Fotografien zusammengesetzt. Mit dieser Anordnung kann auf einfache und schnelle Art und mit einem kostengünstigen Hardwareeinsatz ein 3D computersimulierter virtueller Raum dargestellt werden.In an eighth step according to the invention, they are then as above described N 3D simulations produced from the N photographs Pn composed according to the inclusion of the N photographs. With this  Arrangement can be done easily and quickly and with a low cost A 3D computer-simulated virtual space.

Die vorliegende Erfindung wurde der Anschaulichkeit halber anhand des vorstehenden Ausführungsbeispiels beschrieben, bei dem die Herstellung von 3D Simulationen einer Panoramafotografie halbautomatisch erfolgt, indem digitale Aufnahmen des Panoramas oder in digitale Form umgewandelte herkömmliche Fotografien zusammen mit einem in digitaler Form vorliegenden Luftbild computergestützt von einer Bedienperson bearbeitet werden. Dabei stellt das Luftbild die realen Koordinaten der auf den Fotografien abgebildeten Objekte im realen Raum bereit, die dann vorteilhaft unter zu Hilfenahme eines Editors den entsprechenden Objekten zugeordnet werden. Durch die Zuweisung der realen Koordinaten zu den entsprechenden Objekten können diese computergestützt 3D simuliert angeordnet werden.For the sake of clarity, the present invention was based on the Described above embodiment, in which the production of 3D Simulations of a panoramic photograph are done semi-automatically by digital Recordings of the panorama or conventional ones converted into digital form Photographs together with an aerial photo in digital form be processed computer-assisted by an operator. This represents Aerial view of the real coordinates of the objects depicted in the photographs real space ready, which is then advantageous with the help of an editor be assigned to corresponding objects. By assigning the real Coordinates to the corresponding objects can be computer-aided 3D can be arranged simulated.

Es ist klar, daß das Luftbild und der Computereditor dabei nur die Zuordnung der Koordinaten zu den Objekten vereinfacht, und die Koordinaten der Objekte ebenso anders als fotografisch per Luftbild vermessen werden können und beispielsweise per Tastatur den Objekten zugeordnet werden können.It is clear that the aerial photo and the computer editor only assign the Coordinates to the objects simplified, and the coordinates of the objects as well other than being photographically measured from an aerial view, and for example can be assigned to the objects using the keyboard.

Die Vermessung des Panoramas mit seinen Objekten kann erfindungsgemäß auch fotogrammetrisch mittels Stereofotografien erfolgen, wobei vorteilhaft die N Fotografien Pn des Panoramas und die Fotografien für die fotogrammetrische Vermessung identisch sind. Daher kann bei der Verwendung von Stereofotografien auf eine Luftbildaufnahme oder Landkarte für die Bereitstellung der Koordinaten der Objekte auf den Fotografien Pn verzichtet werden. Die Aufnahme des abzubildenden Raumes mittels Stereokameras ermöglicht daher gegenüber dem vorstehend als beispielhaft beschriebenem Ausführungsbeispiel eine weitestgehende Automatisierung, bei der Definition der Polygonzüge, der Grundlinien G und Gmin und der senkrechten Flächen FS und bei der Zuordnung ihrer entsprechenden Koordinaten, so daß dabei auf eine Bedienperson verzichtet werden kann. Hierdurch werden vorteilhaft nicht nur Herstellungszeit und Kosten verringert, sondern es wird außerdem die Qualität der 3D Simulation aufgrund der nun als 3D Aufnahme vorliegenden Fotografien und aufgrund der erhöhten Genauigkeit der Entfernungszuordnung und der Bestimmung der Konturlinien erheblich gesteigert.According to the invention, the panorama with its objects can also be measured done photogrammetrically using stereo photographs, being advantageous the N photographs Pn des Panoramas and the photographs for the photogrammetric measurement are identical. Therefore, when using from stereo photography to an aerial photograph or map for the Provision of the coordinates of the objects on the photographs Pn waived become. The recording of the room to be imaged using stereo cameras therefore enables compared to that described above as an example Embodiment largely automated, when defining the Polygons, the base lines G and Gmin and the vertical surfaces FS and in the assignment of their corresponding coordinates, so that in doing so Operator can be dispensed with. This will not only be advantageous  Manufacturing time and costs are reduced but it will also reduce the quality of the 3D simulation based on the photographs and 3D images due to the increased accuracy of the distance mapping and the Determination of the contour lines increased considerably.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur 3D Terrainmodellierung für Computersimulationen von virtuellen Räumen kann die für eine fotorealistische Darstellung benötigte Datenmenge in hohem Maß reduziert werden. Dadurch wird eine Simulation erheblich beschleunigt und in ihrer Qualität verbessert, und der Hardware Einsatz reduziert, was zu Zeit und Kosteneinsparungen führt. Außerdem wird der Aufwand für die Herstellung der Simulation ebenfalls Zeit und Kosten sparend verringert.With the inventive method for 3D terrain modeling for Computer simulations of virtual spaces can be used for a photo-realistic Presentation required amount of data can be reduced to a great extent. This will a simulation is accelerated considerably and its quality improved, and the Hardware use reduced, which leads to time and cost savings. Moreover the effort for the production of the simulation is also time and cost reduced economically.

Es ist klar, daß sich das erfindungsgemäße Verfahren zwar für die 3D simulierte Darstellung von Panoramafotografien besonders eignet, daß das Verfahren jedoch ebenfalls für die 3D Modellierung von Ensembles von Gebäudefassaden gegebenenfalls zusammen mit horizontal liegenden Objekten geeignet ist, sofern der Beobachter auf seinem ortsfesten Standpunkt verharrt. Als Beispiel ist hierfür die 3D Modellierung eines Flughafens aus der Sicht des Towers zu nennen, zum Zweck der Simulation bei der Ausbildung von Fluglotsen.It is clear that the method according to the invention was simulated for 3D Representation of panoramic photographs is particularly suitable, however, that the method also for the 3D modeling of ensembles of building facades if appropriate together with horizontally lying objects, if the observer remains at his fixed point of view. As an example of this to name the 3D modeling of an airport from the perspective of the tower, Purpose of simulation in training air traffic controllers.

Claims (15)

1. Verfahren zur 3D-Terrainmodellierung für Computersimulationen von Objekten und Räumen,
unter Verwendung wenigstens einer Fotografie (Pn)
und einer Datenverarbeitungsanlage,
die eine Bilddarstellungsvorrichtung steuert
gekennzeichnet durch
eine Vielzahl von Polygonzügen (POL) wird hergestellt, die Konturlinien der Objekte auf den Fotografien (Pn) repräsentieren;
eine Vielzahl von voneinander abgegrenzten senkrechten Flächen (FS) wird erzeugt, die derart angeordnet sind, daß sie simulierte bewegliche Objekte verdecken können;
die senkrechten Flächen (FS) werden an wenigstens einer ihrer Begrenzungen durch die Konturlinie der dargestellten Objekten begrenzt; und
die senkrechten Flächen (FS) werden mittels der Bilddarstellungsvorrichtung dargestellt.
1. 3D terrain modeling method for computer simulations of objects and spaces,
using at least one photograph (Pn)
and a data processing system,
which controls an image display device
marked by
a multiplicity of polygons (POL) are produced, which represent contour lines of the objects on the photographs (Pn);
a plurality of delimited vertical surfaces (FS) are generated, which are arranged such that they can cover simulated moving objects;
the vertical surfaces (FS) are bounded on at least one of their boundaries by the contour line of the objects shown; and
the vertical surfaces (FS) are displayed using the image display device.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Polygonzüge werden mittels Aneinanderreihung einer Vielzahl von Polygonlinien (PM) in einer Linie bereitgestellt, und den Enden (PM1, PM2) einer Polygonlinie (PM) werden die räumlichen Koordinaten (X1, Y1, Z2; X2, Y2, Z2) der entsprechenden Punkte des Objekts zugeordnet.2. The method according to claim 1, marked by the polygons are created by stringing together a large number of Polygon lines (PM) provided in a line, and the ends (PM1, PM2) of a polygon line (PM) become the spatial Coordinates (X1, Y1, Z2; X2, Y2, Z2) of the corresponding points of the object assigned. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 gekennzeichnet durch die senkrechten Flächen (FS), deren Begrenzungen nicht vollständig durch die Konturlinie der dargestellten Objekte begrenzt werden, haben wenigstens eine senkrecht von oben nach unten angeordnete seitliche Begrenzung (SL).3. The method according to claim 1 or 2  marked by the vertical surfaces (FS), the boundaries of which are not completely defined by the Contour line of the depicted objects have at least one Lateral boundary (SL) arranged vertically from top to bottom. 4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die senkrechten Flächen (FS), deren Begrenzungen nur oben oder unten und oben durch die Konturlinie der dargestellten Objekte begrenzt werden, haben zwei senkrecht von oben nach unten angeordnete seitliche Begrenzungen (SL).4. The method according to claim 3, marked by the vertical surfaces (FS), their boundaries only above or below and above bounded by the contour line of the objects shown, have two Lateral boundaries (SL) arranged vertically from top to bottom. 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch die senkrechten Flächen (FS) werden von senkrechten Linien (SL) begrenzt, die am Anfang (MPE) und Ende (MPE) eines Polygonzugs (POL) angeordnet sind.5. The method according to claim 3 or 4, marked by the vertical surfaces (FS) are delimited by vertical lines (SL) which are arranged at the beginning (MPE) and end (MPE) of a polyline (POL). 6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 2-5 gekennzeichnet durch die senkrechten Flächen (FS) sind in senkrechte Teilflächen (TFS) unterteilt, die eine Polygonlinie (PM) als eine Begrenzung haben.6. The method according to any one of the preceding claims 2-5 marked by the vertical surfaces (FS) are divided into vertical partial surfaces (TFS), the have a polygon line (PM) as a boundary. 7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch die senkrechten Flächen (FS) und senkrechten Teilflächen (TFS) werden außerdem von einer waagerechten Linie (Gmin) des tiefsten Niveaus begrenzt.7. The method according to claim 5 or 6, marked by the vertical surfaces (FS) and vertical partial surfaces (TFS) also bounded by a horizontal line (Gmin) of the lowest level. 8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
es wird eine Grundlinie (G) definiert;
die Grundlinie (G) besteht ebenso wie die Begrenzungen der senkrechten Flächen (FS) aus einem Polygonzug (POL);
die Grundlinie (G) begrenzt einen gleichförmigen und strukturarmen Nahbereich zwischen Beobachtungsposition (BP) und Grundlinie (G).
8. The method according to any one of the preceding claims, characterized by
a baseline (G) is defined;
the baseline (G) and the boundaries of the vertical surfaces (FS) consist of a polyline (POL);
the baseline (G) limits a uniform and structurally poor near area between the observation position (BP) and the baseline (G).
9. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch der Nahbereich zwischen Beobachtungsposition (BP) und Grundlinie (G) wird in von der Grundlinie (G) ausgehende und auf die Beobachtungsposition (BP) spitz zulaufende trapezförmige Flächen unterteilt.9. The method according to claim 8, marked by the close range between observation position (BP) and baseline (G) is in starting from the baseline (G) and pointed to the observation position (BP) tapering trapezoidal surfaces divided. 10. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch der Nahbereich zwischen Beobachtungsposition (BP) und Grundlinie (G) wird in von der Grundlinie (G) ausgehende und auf die Beobachtungsposition (BP) spitz zulaufende dreieckige Flächen unterteilt.10. The method according to claim 8, marked by the close range between observation position (BP) and baseline (G) is in starting from the baseline (G) and pointed to the observation position (BP) tapering triangular surfaces. 11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch das Verfahren wird für die Erzeugung von virtuellen Räumen verwendet.11. The method according to any one of the preceding claims, marked by the method is used for the creation of virtual spaces. 12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch das Verfahren wird für die Erzeugung von 3D simulierten Computerdarstellungen von Ensembles von Fassaden verwendet.12. The method according to any one of the preceding claims, marked by The process is used for the generation of 3D simulated computer representations used by ensembles of facades. 13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Fotografie (Pn) der dargestellten Objekte wird als Textur auf die senkrechten Flächen (FS) gelegt.13. The method according to any one of the preceding claims, marked by a photograph (Pn) of the depicted objects is placed on the vertical as a texture Areas (FS) laid. 14. Verfahren nach Anspruch 2-13 gekennzeichnet durch die räumliche Zuordnung der Koordinaten (X,Y,Z) der Objekte auf den Fotografien (Pn) wird mittels einer topografischen Karte oder einem Luftbild (L) vorgenommen.14. The method according to claim 2-13 marked by  the spatial assignment of the coordinates (X, Y, Z) of the objects on the photographs (Pn) is made using a topographic map or an aerial photograph (L). 15. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 2-13, gekennzeichnet durch
die Fotografien sind Stereofotografien, die mit einer Stereokamera aufgenommen wurden,
die Stereofotografien werden als digitale Bilder (Pn) vorliegend in einen Computer gespeist,
die digitalen Bilder (Pn) werden fotogrammetrisch ausgewertet, wodurch den Objekten auf den Bildern (Pn) deren reale Koordinaten (X,Y,Z) im Raum automatisch zugeordnet werden.
15. The method according to any one of the preceding claims 2-13, characterized by
the photographs are stereo photographs taken with a stereo camera,
the stereo photographs are fed into a computer as digital images (Pn),
the digital images (Pn) are evaluated photogrammetrically, whereby the objects on the images (Pn) are automatically assigned their real coordinates (X, Y, Z) in space.
DE1998146868 1998-10-12 1998-10-12 Method for modelling 3D terrain for computer simulations uses vertical surfaces divided from each other by boundaries able to be superimposed and to mask disappearing simulated moving objects. Ceased DE19846868A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1998146868 DE19846868A1 (en) 1998-10-12 1998-10-12 Method for modelling 3D terrain for computer simulations uses vertical surfaces divided from each other by boundaries able to be superimposed and to mask disappearing simulated moving objects.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1998146868 DE19846868A1 (en) 1998-10-12 1998-10-12 Method for modelling 3D terrain for computer simulations uses vertical surfaces divided from each other by boundaries able to be superimposed and to mask disappearing simulated moving objects.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19846868A1 true DE19846868A1 (en) 2000-04-20

Family

ID=7884132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1998146868 Ceased DE19846868A1 (en) 1998-10-12 1998-10-12 Method for modelling 3D terrain for computer simulations uses vertical surfaces divided from each other by boundaries able to be superimposed and to mask disappearing simulated moving objects.

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19846868A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015192901A1 (en) * 2014-06-19 2015-12-23 Husqvarna Ab Garden visualization and mapping via robotic vehicle

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3035213C2 (en) * 1980-09-18 1983-11-03 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Process for the acquisition and reproduction of terrain images for visual simulators
US4645459A (en) * 1982-07-30 1987-02-24 Honeywell Inc. Computer generated synthesized imagery
WO1993013446A1 (en) * 1989-02-27 1993-07-08 Bass Robert E Three dimensional optical viewing system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3035213C2 (en) * 1980-09-18 1983-11-03 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Process for the acquisition and reproduction of terrain images for visual simulators
US4645459A (en) * 1982-07-30 1987-02-24 Honeywell Inc. Computer generated synthesized imagery
WO1993013446A1 (en) * 1989-02-27 1993-07-08 Bass Robert E Three dimensional optical viewing system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BARTEL, S. u.a.: Datenfusion zur Erstellung rali- tätsnaher 3D-Geo-Informationssysteme für städte- bauliche Planungen, ZPF, Nr. 4, 1997, S.129-137 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015192901A1 (en) * 2014-06-19 2015-12-23 Husqvarna Ab Garden visualization and mapping via robotic vehicle
US10448565B2 (en) 2014-06-19 2019-10-22 Husqvarna Ab Garden visualization and mapping via robotic vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009046114B4 (en) Method and apparatus for generating a calibrated projection
DE102009041431B4 (en) Driving simulation apparatus, wide-angle camera video simulation apparatus and image deforming / composing apparatus
DE102008041523B4 (en) Method for three-dimensional measurement and device for three-dimensional measurement
DE102007045835B4 (en) Method and device for displaying a virtual object in a real environment
DE69907644T2 (en) REAL-TIME SYSTEM FOR THREE-DIMENSIONAL REALISTIC VIRTUAL IMAGE DISPLAY
DE602004008001T2 (en) Image display method and image display system
DE102018129600A1 (en) Method and system for the virtual fitting of glasses
DE102006055758B4 (en) Method for calibrating cameras and projectors
DE69924699T2 (en) Method for creating graphic objects represented as surface elements
DE102005050846A1 (en) Perspective editing tools for 2-D images
EP2206089A1 (en) Method and device for illustrating a virtual object in a real environment
DE10144932A1 (en) Visualization of a workpiece by computer simulation of a machining process with workpiece contours defined by the intersection of a cutting edge along a preset machining path
DE102012210521A1 (en) Uncut time and lens boundaries for improved sample test efficiency in image rendering
DE19815106B4 (en) Method for measuring camera and lens characteristics for camera tracking
DE69924230T2 (en) Method for modeling graphic elements represented by surface elements
EP2191656A1 (en) Method for orienting a parallax barrier screen on a display screen
WO2004109604A1 (en) Method for generating a three-dimensional terrain model
DE102017010683B4 (en) Method for automatic restoration of a measured state of a projection system
DE4100691B4 (en) Process for displaying a three-dimensional model
DE202010017889U1 (en) Arrangement for recording geometric and photometric object data in space
DE102019123458B4 (en) Method for measuring a three-dimensional object, in particular a body part
DE202010017899U1 (en) Arrangement for recording geometric and photometric object data in space
DE10112732C2 (en) Method for determining the position of measurement images of an object relative to the object
DE102012103373A1 (en) Method for completing digital elevation model, of urban scene with e.g. buildings, involves inserting wire model of building objects into three-dimensional bottom model, and complementing surfaces of wire model using measurement values
EP2344845B1 (en) Method and navigation apparatus for the three-dimensional perspective representation of terrain topography on a two-dimensional display device

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection