JP2005537535A - オブジェクトの３次元電子モデルを生成するシステム - Google Patents

Abstract

オブジェクトの３次元電子モデルを開発する画像生成システム（１００）は、スキャナ（１０４）と計算システム（１０２）とを含む。スキャナは、異なる地理的位置内のオブジェクトに隣接して選択的に位置決めされ得る。スキャナは、スキャナ位置情報およびオブジェクトを表す画像データを計算システムに提供し得る。計算システムは、画像データおよびスキャナ位置情報からオブジェクトの３次元電子モデルを生成し得る。３次元電子モデルは記憶され、他の応用、例えば電子ナビゲーションマップに利用され得る。

Description

（優先権の主張）
本願は米国仮出願第６０／３９５，１６５号（２００２年７月１０日出願）の利益を請求するものである。上記出願の開示は本願明細書で参照により援用される。

１．著作権の保護に関する告知
本開示の一部には著作権の保護の対象となる事項が含まれている。本著作権所有者は、特許商標庁の特許ファイルや記録の形で生じるような、本開示の何人が行うファクシミリでの複製に対しても反対するものではない。但し、それ以外についてはすべての著作権を保有するものである。

２．技術分野
本発明は一般にオブジェクトの電子表示物に関し、特に、電子形式で表される３次元オブジェクトのモデルを生成するためのシステムに関する。

（発明の背景）
３．関連する技術
ナビゲーションマップは電子形式で表示することが可能である。ナビゲーションマップのなかには２次元で電子的に表示されるものもある。そのため、ナビゲーションマップのユーザは、ディスプレイ上のある場所へ向けて自分を方向づける際に困難を感じる場合がある。３次元でオブジェクトを表示しているナビゲーションマップは、ユーザが周囲の状況の中にいて観察するようにオブジェクトの表示を行うことにより、上記欠点の解決を図ることが可能となる。

オブジェクトの３次元の電子表示物はデジタルカメラを用いて作成したものであってもよい。アーティストたちは別の技法を使ってオブジェクトの３次元表示を手で作成する。さらに別の技法ではレーザが用いられる。レーザ技術を利用して、オブジェクトからレーザ光を反射して距離の測定が行われる。これらの距離を用いてオブジェクトの形状のマップ化が行われ、電子表示物の形成が可能となる。現行のレーザ技術では、距離は、オブジェクト上にインストールする必要がある金属性ターゲットなどの基準点から測定される。したがって、これらのターゲットはオブジェクトのマルチ走査の中に含まれるものであってもよい。マルチ走査時に、ターゲットを用いて手動による合成を行って３次元表示に変えるようにしてもよい。公知のレーザ技術はオブジェクトの幾何学的形状を生成するにすぎない。

電子ナビゲーションマップでは、複雑なオフィスやショッピングモールなどのような、大きなマルチ構造のオブジェクトの精密な電子表示物によって、自分がいる周囲の位置を認識することが可能となる。ユーザが、観察した周囲の状況と表示オブジェクトとを精密に比較するために、視覚的詳細情報と、大きなオブジェクトのその他の特徴とを必要とする場合もある。不都合なことに、デジタルカメラを用いた電子表示物は、十分な視覚的詳細および特徴を提供できないマルチプル電子画像を手動で合成することを要求する。アーティストによって手動で作成された電子表示物は、不正確であり、時間を消費し、コストがかかり、また不必要にかなりのデータを電子ナビゲーションマップに追加し得る。さらに、レーザを用いた電子表示物は、オブジェクトを走査中にインストールおよび／または維持することの困難な、オブジェクト上の参照点を要求する。そのため、大きなオブジェクトを表す電子モデルを正確かつ効率的に作成することに関連する技術的な問題が存在する。さらに、マルチプル走査の各々をオブジェクトを表す電子モデルに変換する技術に関連する技術的な問題が存在する。

したがって、ナビゲーションマップや、従来技術の欠点を解決するその他のシステムで使用する３次元オブジェクトの電子表示物を生成するためのシステムに対する要望が存在する。

（要約）
本発明は、電子モデルにおける３次元オブジェクトの電子表示物を生成できる画像生成システムを提供する。オブジェクトの３次元電子モデルは、ナビゲーションマップといった用途に利用され得る。このようなオブジェクトは、例えば、事務所の建物、病院、住宅、橋、像、植生、および／また、他の自然もしくは人工のランドマークを含み得る。

画像生成システムは、スキャナ、計算システムを含む。スキャナは、別々の走査を実行するオブジェクトの周りの異なる地理的位置に位置し得る。走査の各々の間に収集されたデータは、計算システムに提供され得る。走査データを用いて、計算システムは、３次元電子モデルを生成し得る。３次元電子モデルは、オブジェクトを視覚的に表す縮尺され、色付けされ、テクスチャライズされたモデルであり得る。

スキャナは、ポイントスキャナ、カラースキャナ、および位置システムを含み得る。ポイントスキャナは、オブジェクトの幾何学的形状を表す幾何学的な点を決定するために用いられ得る。カラースキャナは、ポイントスキャナと同期して動作することにより、オブジェクトのカラーを表す色点を決定し得る。位置システムは、ナビゲーション座標（例えば、緯度および経度）、スキャナの高さ、傾斜および方向の形で位置情報を決定し得る。

各々のスキャナからの幾何学的な点は、色点、位置情報は、３次元電子画像を形成するように関連付けられ得る。３次元電子画像の各々内で、幾何学的な点は、表面もしくはラインを形成するために結合され得る。加えて、３次元電子画像は、３次元電子モデルを形成するために位置情報を用いる計算システムによって合成され得る。互いの３次元電子画像の変換および回転の操作は、合成処理中に実行され得る。従って、任意の形状および／または任意のサイズのオブジェクトは、走査され得て、個々のスキャンは、合成されることにより、オブジェクトの幾何学的形状である３次元電子モデルを形成する。

計算システムは、また３次元電子モデルの表面をテクスチャライズする。テクスチャライズ化は、オブジェクトの１つ以上の表面で視覚的感知されるフィーチャの電子表示物を３次元電子モデルに加えることを伴う。テクスチャライズする処理プロセスは、ソーステクスチャとしてオブジェクトの電子写真といったイメージファイルを識別することを伴う。ソーステクスチャは、一意の識別子を割り当てられて、ライブラリに保存され得る。加えて、ソーステクスチャは、１つ以上の３次元電子モデルに関連付けられ得る。さらに、ソーステクスチャは、複合テクスチャを形成するために用いられ得る。

ソーステクチャは、少なくともソーステクスチャの一部を形成するために変換され得る。ソーステクスチャの変換は、ソーステクスチャの一意の識別子を含む変換処理手順を創作することを伴う。変換処理手順は、３次元電子モデルの１つ以上の表面に関連付けられ得る。３次元オブジェクトが表示されるとき、変換処理手順は、ソーステクスチャから複合テクスチャを生成するために実行され得る。従って、ソーステクスチャおよび変換処理手順だけが、３次元電子モデルの表面に関連付けされる必要がある。

本発明のその他のシステム、方法、特徴および利点は、以下の図と詳細な説明をチェックするとき、当業者には明らかであり、明らかになる。この説明に含まれるすべての上記のような追加のシステム、方法、特徴および利点は本発明の範囲内に含まれ、さらに、以下の請求項によってこれらを保護しようとするものである。

本発明は以下の図面と説明とを参照することにより良く理解することができる。図内の構成要素は必ずしも縮尺に合っているとはかぎらない。代わりに、本発明の原理の説明時に強調が行われている。さらに、図では、同じ参照番号は異なる図を通してずっと対応する部分を示すものとする。

（好ましい実施形態についての詳細な説明）
本発明は、オブジェクトを表すテクスチャライズされた３次元電子モデルの開発が可能な画像生成システムを提供するものである。電子モデルは、生成されるとすぐに、ナビゲーションマップを含む多くのアプリケーションで使用することができる。“電子表示物”、“電子形式”、“電子モデル”および“電子画像”という用語は、データファイルなどの、キャプチャされ、操作され、記憶され、視覚的に表示されるデジタルデータの任意の６つの形式を含むものと広く解釈することが望ましい。

図１は画像生成システム１００の一例を示すブロック図である。画像生成システム１００はスキャナ１０４と通信する計算システム１０２を備える。計算システム１０２は、命令の実行、計算、データの記憶、データの検索、および、スキャナ１０４との通信の実行が可能な任意の装置であってもよい。

計算システム１０２は、ハンドヘルドコンピュータ、ラップトップコンピュータ、デスクトップ型コンピュータ、サーバコンピュータ、メインフレームなどの形で利用可能な特徴と、機能と、能力とを備えるものであってもよい。例えば、計算システム１０２は、少なくとも１つのプロセッサ、少なくとも一つのユーザインタフェース少なくとも１つのデータ記憶装置、少なくとも１つの通信用インタフェース、などを備えたものであってもよい。例示の計算システム１０２はサイト計算システム１０６と実験室計算システム１０８とを備えるものである。サイト計算システム１０６と実験室計算システム１０８との間での通信は、１または２以上のネットワークを介して無線通信路、有線通信路および／または光通信路を用いることもできる。上記とは別に、電子メモリデバイスなどのメモリ記憶装置を介してサイト計算システム１０６と実験室計算システム１０８との間でデータ転送を行うことも可能である。計算システム１０２とスキャナ１０４との間で同様の通信技術を利用することもできる。

２つの別個のシステムとして、サイト計算システムと実験室計算システム１０６と１０８を例示したが、単一の計算システムまたは３つまたはそれ以上の計算システムを用いることも可能である。さらに、サイト計算システム１０６および実験室計算システム１０８において、マルチスタンドアロン型の協働処理を行う計算システムを提示することも可能である。

スキャナ１０４は、測位システム１１２、ポイントスキャナ１１４およびカラースキャナ１１６であってもよい。測位システム１１２はスキャナ１０４の物理的位置決めを行う任意のシステムであってもよい。スキャナ位置情報はスキャナ１０４の地理上の位置、勾配および向きを含むようにしてもよい。例示の測位システム１１２は衛星による測位システム１２０および勾配方向センサ１２２を備える。

衛星による測位システム１２０は三角測量技術による処理によって、スキャナ１０４の地理上の位置を決定する任意の測位システムであってもよい。例えば、測位システム１１２は、全地球測位システム（ＧＰＳ）、ディファレンシャル全地球測位システム（ＤＧＰＳ）あるいは全地球軌道ナビゲーション衛星システム（ＧＬＯＮＡＳＳ）であってもよい。地理上の位置はナビゲーション座標（緯度と経度など）で決定することも可能である。さらに、衛星による測位システム１２０によってスキャナ１０４の平均海面からの高度を決定することも可能である。

勾配方向センサ１２２は上記平均海面とスキャナ１０４の面方向の検出が可能な任意のセンサであってもよい。例えば、勾配方向センサ１２２は、磁針の北に基づいて北、南などのスキャナ１０４の面方向を示す電気信号を出力する少なくとも１つの電子センサを備えることも可能である。さらに、勾配方向センサ１２２は、例えば、重力に基づいてスキャナ１０４のピッチとロールを示す電気信号を出力するセンサを備えることも可能である。

ポイントスキャナ１１４は、オブジェクトの幾何学的３次元電子画像のポイントクラウド表示を展開するためにオブジェクトの測定が可能な任意の装置であってもよい。例えば、ポイントスキャナ１１４は、オブジェクト上の異なる点に選択的に向けられるレーザ光を備えるものであってもよい。反射されたレーザ光に基づいて、スキャナ１０４と点との間の距離を決定することも可能である。この距離を用いてオブジェクトの表面上の点を表す幾何学的な点データを生成することも可能である。レーザスキャナの一例として、オーストリアのＲｉｅｇｌレーザ計測システムＧｍｂＨ社により製造されたＬＭＳ−Ｚシリーズの地上用３Ｄスキャナがある。

ポイントスキャナ１１４に含まれるプロセッサはポイントクラウドを形成する幾何学的な点を決定し、記録することも可能である。例えば、オブジェクト上の各々の点とスキャナ１０４との間の距離を用いてポイントクラウドを決定することも可能である。測定された距離に基づく点記録用ソフトウェアの例として、ＲｉＳＣＡＮソフトウェアがあり、このソフトウェアはオーストリアのＲｉｅｇｌレーザ計測システムＧｍｂＨ社から入手することができる。

カラースキャナ１１６はオブジェクトの色を表すパラメータを検知することが可能な任意の装置であってもよい。カラースキャナ１１６はオブジェクトに対して光ビームを選択的に指向することも可能である。オブジェクトからのビーム光の反射に基づいて、カラーパラメータを決定してもよい。検出されたパラメータは、ピクセルと呼ばれることもある色点であってもよい。ポイントスキャナ１１４内のプロセッサは色点を決定し、記録することも可能である。

ポイントスキャナ１１４を用いて収集された幾何学的な点の形での画像データはオブジェクトの幾何学的形状を表わすことができる。カラースキャナ１１６を用いて収集された色点（すなわちピクセル）の形の画像データはオブジェクトのカラーを表わすことが可能となる。本願明細書で使用されているように、“画像データ”という用語は幾何学的な点と色点との組み合わせを意味するものである。

ポイントスキャナ１１４とカラースキャナ１１６とは同期作動して画像データを収集する２つの独立した走査装置であってもよい。幾何学的な点は走査範囲内の色点と関連づけることも可能である。例えば、ポイントスキャナ１１４は、カラースキャナ１１６が出射したレーザ光から５センチメートル離れた光ビームを出射することができる。カラースキャナ１１６はオブジェクトの所定領域の範囲内のカラー“ライン”を走査するラインセンサであってもよい。個々のカラーラインは、カラースキャナ１１６によりオブジェクト上へ投影される所定の幅の縦に延伸された光ビームの幅と長さとによって画定される。例えば、カラーセンサは、所定の幅と高さの垂直方向または水平方向の矩形領域である所定領域の範囲内を走査することができる。この矩形領域は、矩形領域全体が完全に走査されてしまうまで、連続的に走査されるさらに狭い縦に延伸するカラー領域（カラーラインなど）に分割することも可能である。カラーラインの測定値は、色点を含む色点データの検出の結果得られる。

色点を検出する時間は幾何学的な点の検出時間よりも長くすることができる。したがって、走査中に、カラースキャナ１１６はラインセンサとして働いて、ある時間の間、オブジェクト上の所定領域内の色点（ピクセル）ラインを検出することができる。同じ時間中に、ポイントスキャナ１１４は同じ領域内の個々の幾何学的な点を検出することができる。次いで、計算システム１０２は所定領域で検出した色点ラインを同じ所定領域で検出した幾何学的な点と関連づけて、画像データを形成することができる。

上記とは別に、カラースキャナ１１６は所定領域を走査して、所定数の色点を収集することができる。同時に、ポイントスキャナ１１４は同じ領域で所定数の幾何学的な点を検出することができる。カラースキャナ１１６による所定領域の走査のほうが長い時間をかけることができるため、より少数の色点がキャプチャされて、より多数の幾何学的な点との関連づけを行うことができる。後程論じるように、色点間の空隙を塗りつぶすこともできる。ポイントスキャナ１１４とカラースキャナ１１６の処理を同期させることにより、計算システム１０２はオブジェクトの走査画像をキャプチャすることができる。

動作中、ビルなどの走査対象オブジェクトに隣接する第１の地理上の位置にスキャナ１０４を配置することができる。“走査する”または“走査される”という用語は、スキャナ１０４の地理上の再配置を行うことなく所定時間中にスキャナ１０４が収集するオブジェクトおよび／またはスキャナ１０４と関連する任意のデータを含むものと広く解釈することが望ましい。“複数の走査”という用語は、データを収集するスキャナ１０４の異なる空間的位置を意味する。

走査中、スキャナ１０４のナビゲーション座標、勾配、および向きを測位システム１１２によって決定し、計算システム１０２へ出力することができる。ナビゲーション座標の決定は、走査中複数の異なる基準位置をとることも可能である。この基準位置を用いて平均基準位置を算出することができる。次いで、基準位置のナビゲーション座標を用いてスキャナ１０４の地理上の位置を記述することができる。

さらに、ポイントスキャナ１１４はオブジェクトを走査し、ポイントクラウドの形で幾何学的な点データを生成することができる。同時に、カラースキャナ１１６はオブジェクトを走査し、色点データを生成することができる。幾何学的な点データと色点データとは画像データとして計算システム１０２により同期してキャプチャすることができる。したがって、計算システム１０２によって少なくとも１つの幾何学的な点を少なくとも１つの色点と関連づけることができる。

計算システム１０２は、衛星による測位システム１２０と勾配方向センサ１２２とにより出力されたデータを、ポイントスキャナ１１４とカラースキャナ１１６とによって出力された画像データと関連づけることができる。この走査の結果、幾何学的３次元カラー電子画像を展開することができる。スキャナ１０４の向き、勾配、地理上の位置をこの３次元電子画像と関連づけることができる。本願明細書で使用されているように、“３次元電子画像”という用語は、画像データ（幾何学的な点および／または色点）と、単一の走査中に収集された位置情報とに基づくオブジェクトの表示を意味するものである。第１の地理上の位置での走査の終了に続いて、第２の地理上の位置へスキャナ１０４を地理的に再配置し、走査処理を繰り返すことができる。

図２は、オブジェクト２０４の周辺のスキャナ１０４（図１）の複数の地理上の位置２０２を示す１例である。図示の例ではオブジェクト２０４はビルである。地理上の位置２０２（したがって異なる走査）の数は、走査中のオブジェクトの幾何学的形状に基づいて決定することができる。十分な走査を行うことにより、毎回の走査中にスキャナ１０４が収集した幾何学的な点データと色点データとのオーバーラップ部分が得られる。

図２で、三角形２０６上の点を表す３つの地理上の位置が走査対象位置として特定される。三角形２０６の範囲内にオブジェクト２０４の境界を完全に取り囲むように三角形２０６のサイズが定められる。オブジェクト２０４の形状および／または異なる表面に基づいて、３回の走査を行うことができる。しかし、オブジェクトの表面全体を精密にキャプチャするために追加の走査を必要とする場合もある。ポイントスキャナ１１４がレーザスキャナである場合、スキャナ１０４の視野方向内に存在しないオブジェクト２０４の表面領域は単なる３回の走査では表わすことができない場合がある。したがって、オブジェクトの種々の特徴の視野方向にスキャナ１０４の空間的位置決めを行ってもよく、さらに、追加走査の視野方向にスキャナ１０４の空間的位置決めを行ってもよい。

オブジェクトを表す３次元電子モデルの生成に必要な走査回数（３次元電子画像の数など）は、オブジェクトの対称性に基づいて最小限にとどめるようにしてもよい。オブジェクトの表面の走査を行う代わりに、左右対称部分を含むオブジェクトを電子的に再現するようにしてもよい。すなわち、オブジェクトの走査済みの部分が、オブジェクトの未走査部分に関して左右対称であれば、未走査部分の走査を回避することが可能となる。走査を行う代わりに、上記走査済みの部分を鏡映して、未走査部分を表わすようにすることができる。

図３は、スキャナ１０４を用いて走査できるオブジェクトの種々の例を示す。第１のオブジェクト３０２は回転により左右対称オブジェクトである。回転により左右対称となる領域を持つオブジェクトの例には、テレビ塔、給水塔などを含めることができる。オブジェクトが回転により左右対称となる場合、２または３回以上の走査に基づいて３次元モデル化を行うことができる。第２のオブジェクト３０４は、４回またはそれ以上の回数の走査を用いて３次元電子モデル化を行うことができるような４つの左右対称領域を有するオブジェクトである。第３のオブジェクト３０６は軸線３０８に沿って左右対称である。したがって、軸線３０８の一方またはそれ以上の側部だけに沿って走査を行うことができる。

オブジェクトのすべての走査がキャプチャされると、図１の計算システム１０２は個別の走査を合成してオブジェクトを表わす３次元電子モデルを形成することができる。本願明細書で使用されているように、“３次元電子モデル”という用語は２または３以上の３次元電子画像の合成を意味する。個別走査の組み合わせ（３次元電子画像）は、各々の走査の最中のスキャナ１０４の地理上の位置に基づくようにしてもよい。それに応じて、スキャナ１０４の地理上の位置、並びに、相互に関連するピッチ、ロール、向きおよび高度を用いて、各々の３次元電子画像の適切な変換量と回転量とを決定することができる。

電子形式での３次元幾何学モデルの生成に続いて、計算システム１０２を用いてモデルの表面をテクスチャライズすることができる。テキスチャリゼーションには、オブジェクトの視覚的外観に基づいて１または２以上のソーステクスチャを特定するステップが含まれる。ソーステクスチャを用いて変換処理手順を形成して、１または２以上のソーステクスチャを変換して、複合テクスチャにすることができる。これらの複合テクスチャはオブジェクトの１または２以上の異なる表面を表わすことができる。変換処理手順は３次元電子モデルの範囲内の１または２以上の表面と関連づけることができる。モデルが表示された時点でソーステクスチャから複合テクスチャを形成してもよい。

オブジェクトを表すコンピュータ生成画像が望まれる任意のアプリケーションで、完全な、色付けされ、テクスチャライズされた３次元電子モデルを利用することができる。例えば、オブジェクトがビルやランドマークである場合、ナビゲーションマップの範囲内のオブジェクト表示用ナビゲーションソフトウェアやその他のアプリケーションへ対応するモデルをエクスポートすることができる。別の例では、地域の区画用および観光事業用として都市がこれらのオブジェクトを利用することも可能である。さらに、無線サービスプロバイダは信号経路、混信、オブジェクトの高度などを３次元電子モデルから特定することができる。

画像生成システム１００は効率のよいかつ費用対効果の良い方法を提供して、オブジェクトの３次元電子モデルを形成する。個々の３次元電子画像を手で作成することなく、画像生成システム１００によって、モデル化済みオブジェクトを精密に縮尺し、色付けし、テクスチャライズすることができる。さらに、画像生成システム１００を用いて個々の３次元電子画像を合成して、３次元電子モデルを形成することも可能である。モデルが電子形式であるため、精密で、リアルな３次元電子モデルが所望される他の任意のアプリケーションへもデータのエクスポート／インポートを行うことが可能となる。

図４は図１に示す画像生成システム１００の処理を例示するプロセスフローチャートを示す。ブロック４０２で走査対象オブジェクトを特定する。ブロック４０４でオブジェクトに隣接する第１の位置にスキャナ１０４の位置決めを行う。ブロック４０６で、ポイントスキャナ１１４とカラースキャナ１１６とが同期作動して、オブジェクトを走査する。ポイントスキャナ１１４により出力される幾何学的な点データと、カラースキャナ１１６により出力される色点データとは、ブロック４０８で画像データとして収集され、記憶される。

ブロック４１０で、衛星による測位システム１２０によって測定が行われ、スキャナ１０４の地理上の位置が記録される。ブロック４１２で、勾配方向センサ１２２による測定が行われ、スキャナ１０４のピッチ、ロールおよび向きが記録される。ブロック４１４で位置情報が記憶される。ブロック４１６で、オブジェクトの走査済み表面を表わす３次元電子画像であるポイントクラウドが走査から展開される。ブロック４１８で、幾何学的な点データが色点データと関連づけられて、３次元電子画像の色づけが行われる。ブロック４２０でポイントクラウドは位置決め情報と関連づけられる。

ブロック４２２で、追加走査を行うべきかどうかが判定される。追加走査を行うべきである場合、ブロック４２４で別の地理上の位置へスキャナを移動させることができ、処理はブロック４０６へ戻って、データをキャプチャし、別の３次元電子画像が展開される。追加走査が必要でない場合、上記位置情報を用いて各々の３次元電子画像から得られる画像データが組み合わされ、ブロック４２６でオブジェクトの３次元電子モデルが開発される。ブロック４２８で、オブジェクト上に存在する実際のテクスチャに基づいて、１または２以上のソーステクスチャが選択される。ソーステクスチャを用いて、複合テクスチャと、対応する変換処理手順とがブロック４３０で展開される。ブロック４３２で、ソーステクスチャと変換処理手順（複合テクスチャなど）とは３次元電子モデルの１または２以上の表面と関連づけられる。この３次元電子モデルは、ブロック４３４でデータファイルとして利用可能である。

図６は、サイト計算システム１０６と実験室計算システム１０８とを備えた計算システム１０２の一例を示すさらに詳細なブロック図である。サイト計算システム１０６の例には、通信モジュール６０２、メモリモジュール６０４、プロセッサモジュール６０６およびユーザーインタフェースモジュール６０８が含まれる。さらに、サイト計算システム１０６は予備の位置合わせモジュール６１０を備えるものであってもよい。別の例では、大小様々な数のモジュールを用いてサイト計算システム１０６の機能を例示することができる。

通信モジュール６０２は、スキャナ１０４（図１）との通信および実験室計算システム１０８との通信を行うことが可能な装置であってもよい。さらに、通信モジュール６０２は、スキャナ１０４（図１）と関連する入出力（Ｉ／Ｏ）機能を提供するデータ収集機能を備えたものであってもよい。このＩ／Ｏ機能は、入出力チャネル、通信ポート、信号変換、フィルタリング、バッファリング、通信、光通信および／または他の任意のＩ／Ｏ関連機能を備えることができる。信号入出力の例には、アナログ信号、デジタル信号、並びに、ＲＳ４２２、ＴＣＰ／ＩＰ、ブルートゥース、８０２．１１、ＳＭＳ、独自プロトコル、およびその他の任意の通信プロトコルなどの通信プロトコルが含まれる。

メモリモジュール６０４は、データを記憶し、検索することができるメモリデバイスあるいは媒体であってもよい。例えば、メモリモジュール６０４は、フラッシュメモリ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭおよび／またはハードドライブ、光ディスクなどのような磁気メモリなどの電子メモリを備えるものであってもよい。メモリモジュール６０４に記憶され、メモリモジュール６０４からアクセスされたデータは走査画像および他のスキャナ関連データを含むようにしてもよい。さらに、画像生成システム１００（図１）の範囲内のモジュールの機能および処理と関連するコンピュータコード／ソフトウェアなどの処理命令は記憶とアクセスとを行うことができる。したがって、メモリモジュール６０４に記憶された命令とデータとは、サイト計算システム１０６内の別のモジュールの機能上および処理上の協働作業を行うことができる。単一のモジュールとして示されてはいるが、メモリモジュール６０４はマルチメモリモジュールを備えたものであってもよい。これらのマルチメモリモジュールは画像生成システム１００の別のモジュールをサポートすることも可能である。

プロセッサ６０６は、通信モジュール６０２、メモリモジュール６０４、ユーザーインタフェースモジュール６０８および予備の位置合わせモジュール６１０とインタフェースすることが可能な任意の制御ユニットまたはコンピュータベースの装置であってもよい。通信モジュール６０２とのインタフェースを行うステップは、入力信号および／またはデータを受け取り、送出信号および／またはデータの生成を目的とするステップを含むようにしてもよい。メモリモジュール６０４とのインタフェースを行うステップは、メモリモジュール６０４に記憶された命令を実行して、画像生成システム１００（図１）の処理と関連して、メモリモジュール６０４の範囲内で、データを生成し、記憶し、操作しおよび／または抽出するステップを含むようにしてもよい。プロセッサ６０６は、サイト計算システム１０６の処理を調整し、通信モジュール６０２、メモリモジュール６０４、ユーザーインタフェースモジュール６０８および予備の位置合わせモジュール６１０の間でデータの交換を行うものであってもよい。

ユーザーインタフェースモジュール６０８は、機能サポート用ボタン、表示画面、タッチスクリーン、インジケータ、トランスデューサおよび／または画像生成システム１００（図１）にユーザ用インタフェースを提供する任意のメカニズムを備えることも可能である。さらに、ユーザーインタフェースモジュール６０８は、３次元電子画像の目に見える描画、幾何学的な点、色点、３次元電子モデル、位置情報、および、画像生成システムが収集した他の任意のデータを提供することができる。ユーザーインタフェースモジュール６０８の処理は、プロセッサ６０６による実行命令と、ユーザから得た入力とに基づくようにしてもよい。

予備の位置合わせモジュール６１０は、ユーザーインタフェースモジュール６０８を用いて協働処理を行って、プロセッサ６０６が実行する命令に基づいて走査を表示し、走査処理を行ってもよい。走査処理の実行は、異なる走査の各々と関連づけられた３次元電子画像の移動と回転とをユーザが手動で行うステップを含むようにしてもよい。ポイントクラウドの移動と回転とを行って、ポイントクラウドを一体としてフィットさせ、３次元電子画像から得られる予備用３次元電子モデルの形成してもよい。

個々の走査処理を結合して、３次元電子モデルを形成するプロセスは“位置合わせ”と呼ばれる。この場合、位置合わせはオンサイトで手動で行ってもよく、したがって、“予備の位置合わせ”または“一時的位置合わせ”と呼ばれる場合もある。ユーザによる走査処理の操作が、オブジェクトの走査を行うサイトで行われるため、ユーザは、異なる３次元電子画像を合成する際、視覚によって予備用３次元電子モデルを実際のオブジェクトと比較することができる。

さらに、予備の位置合わせモジュール６１０は走査の自動化操作を行って予備の３次元電子モデルを形成することができる。自動化操作は、ポイントクラウドと、走査の各々から得られる位置情報とを利用して、予備用３次元電子モデルの形成を図るステップを含むようにしてもよい。自動化操作に続いて、前述したように、ユーザは種々のポイントクラウドをさらに手動で操作することも可能である。操作が終了したとき、実験室計算システム１０８へ予備用３次元電子モデルを提供することができる。

上記とは別に、操作を行わずに実験室計算システム１０８に対して走査を行ってもよい。サイト計算システム１０６に関する走査処理操作を行わない場合、予備の位置合わせモジュール６１０を省いてもよい。それに応じて、収集されたままの走査画像を送信したり、或いは、さらなる処理を行うために実験室計算システム１０８へ上記走査結果を出力したりすることも可能である。

図６に示す実験室計算システム１０８の例は、通信モジュール６２２、メモリモジュール６２４、プロセッサモジュール６２６およびユーザーインタフェースモジュール６２８を備えるものである。さらに、実験室計算システム１０８は、走査合成用モジュール６３０と、幾何学モデル化モジュール６３２と、テクスチャライジングモジュール６３４とを備えるものであってもよい。別の例では、大小様々な数のモジュールを用いて実験室計算システム１０８の機能を例示することができる。

通信モジュール６２２、メモリモジュール６２４、プロセッサモジュール６２６およびユーザーインタフェースモジュール６２８は、サイト計算システム１０６に含まれる前述した通信モジュール６０２、メモリモジュール６０４、プロセッサモジュール６０６およびユーザーインタフェースモジュール６０８と類似したものであってもよい。プロセッサモジュール６２６は、メモリモジュール６２４を備える別のモジュールに記憶された命令を実行することにより、実験室計算システム１０８の処理全体を制御することも可能である。さらに、プロセッサモジュール６２６は、通信モジュール６２２、メモリモジュール６２４、ユーザーインタフェースモジュール６２８、走査合成用モジュール６３０、幾何学モデルモジュール６３２とテクスチャライジングモジュール６３４の協働処理を可能にするものであってもよい。

実験室計算システム１０８は“正確な位置合わせ”と呼ばれる位置合わせプロセスを行うことも可能である。個々の３次元電子画像のポイントクラウド内の幾何学的な点が走査合成用モジュール６３０により結合されるとき、正確な位置合わせが行われる。さらに、結合済みポイントクラウドを一体として正確にフィットさせて、幾何学モデルモジュール６３２を用いて最終３次元電子モデルを形成することができる。

予備の位置合わせが行われたとき、実験室計算システム１０８によって３つの技法のうちのいずれかを用いて、正確な位置合わせを実施することができる。第１の技法では、個々の電子３次元画像を表す個々のポイントクラウドを合成して、個々のポイントクラウドのすべての画像データを含むモデルポイントクラウドを形成することができる。ポイントクラウドと位置合わせを行う操作は、異なる走査の範囲内の一致する幾何学的な点を特定するステップを含むようにしてもよい。種々のポイントクラウドが位置合わせされ、合成されて、モデルポイントクラウドが形成されるとすぐに、モデルポイントクラウドの範囲内の表面を決定することが可能となる。

プロセッサ６２６により実行される命令は、モデルポイントクラウドの範囲内の幾何学的な点を結合して、表面を表わすことができる。走査合成用モジュール６３０によって幾何学的な点から表面を決定してもよい。表面の決定は、ポイントクラウドの範囲内の囲繞する幾何学的な点と関連して幾何学的な点を分析するステップを含むようにしてもよい。

少なくとも２つの幾何学的な点を含む表面をまず特定することができる。この特定された表面と別の幾何学的な点との間の所定の距離を用いて、この幾何学的な点が特定された表面の一部であるかどうかを判定することができる。例えば、表面と幾何学的な点との間で法線ベクトルを特定してもよい。幾何学的な点が、５センチメートルなど所定の距離の範囲内にあれば、表面と再計算された表面とに幾何学的な点を割り当てることができる。相互の所定の距離の範囲内の幾何学的な点のすべては、表面の一部として含まれるものと考えてもよい。幾何学的な点がマルチ表面の所定の距離の範囲内にあれば、この幾何学的な点はオブジェクトのコーナーまたはエッジであってもよく、したがって、マルチ表面の各々にこの幾何学的な点を割り当ててもよい。モデルポイントクラウドの範囲内に表面が決定されるとすぐに、結合済みポイントクラウドを一体として正確にフィットさせて、幾何学モデルのモジュール６３２を用いて最終３次元電子モデルを形成することができる。さらに、テクスチャを表面と関連づけることができる。

第２の技法では、表面は個々のポイントクラウドの形で個々に決定される。前述したように、ポイントクラウドの形の幾何学的な点に基づいて、表面を決定してもよい。表面が特定されるとすぐに、この表面とテクスチャとを関連づけることができる。次いで、ポイントクラウドの合成が可能となる。この技法でのポイントクラウドの合成は、個々のポイントクラウド内の個々の幾何学的な点の代わりに、表面および／またはテクスチャに基づくようにしてもよい。ポイントクラウドが合成されるすぐに、結合済みポイントクラウドを一体として正確にフィットさせて、幾何学モデルモジュール６３２を用いて最終３次元電子モデルを形成することができる。

第３の技法では、表面は、個々のポイントクラウドの中で幾何学的な点から個々に決定される。表面が決定されるとすぐに、個々の表面のアウトラインが決定される。個々の表面のアウトラインは、３次元電子画像の各々を描くフレームワークを形成する。次いで、個々の走査のフレームワークを合成して、フレームワークモデルを形成するようにしてもよい。フレームワークの合成は、種々のポイントクラウドからの表面のアウトラインのアラインメントに基づくようにしてもよい。ポイントクラウドが結合されるとすぐに、結合済みポイントクラウドを一体として正確にフィットさせて、幾何学モデルモジュール６３２を用いて最終３次元電子モデルを形成することができる。さらに、テクスチャを表面と関連づけることができる。

予備の位置合わせが行われていないとき、正確な位置合わせは、個々のポイントクラウド内の色点と幾何学的な点とを結合して、ラインを形成するステップを含むようにしてもよい。走査合成用モジュール６３０内の命令によって色点と幾何学的な点とを結合することができる。幾何学的な点と色点とを用いて表された３次元電子画像から、１または２以上のラインを用いて表された同じ３次元電子画像へのポイントクラウドの変換を行うことができる。このようにして、選択された数の幾何学的な点が単一の１本のラインに変換される。

ラインの各々は、アウトラインデータで表されるラインであってもよい。アウトラインデータによって、データ操作機能において著しく大きな効率を得ることが可能となる。というのは、単一ラインによって、ポイントクラウド内の比較的多数の幾何学的な点と色点とを置き換えることが可能となるからである。例えば、ポイントクラウドが、ビルであるオブジェクトを表わす場合、走査合成用モジュール６３０は、３次元電子画像からビルの断面のラインを生成する命令を実行することができる。したがって、個々の走査用としてアウトラインデータファイルを生成することができる。

図７は、家屋であるオブジェクトの走査から展開された３次元電子画像７０２の一例である。アウトラインデータファイルを生成するために、走査のポイントクラウドから展開された３次元電子画像７０２はサブイメージ７０４に分割することができる。例えば、３次元電子画像７０２は、個々に１メートル厚のサブイメージ７０４に分割することができる。

サブイメージ７０４への分割には、ポイントクラウドをセグメントに“スライスする”ステップが含まれる。これらの“スライス”は垂直方向のもの、水平方向のもの、傾斜したものなどであってもよい。サブイメージ７０４の各々の範囲内で、単一の１本のラインであるライン７０６を展開することができる。ライン７０６は、サブイメージ（ポイントクラウドのセグメントなど）を表す。図７の例では、ライン７０６の第１の部分７０８はこの家屋の第１の壁を形成するポイントクラウドの部分を表わすことができる。ライン７０６の第２の部分７１０は屋根の第１の片側部分を表わすことができる。さらに、ビルなどのオブジェクトを水平方向に仕切って、部分的フロア平面７１２であるサブイメージに変えることができる。同様に、部分的フロア平面７１２は１つのラインに展開することも可能である。サブイメージの形成が可能なアプリケーションの一例として、サイラ・テクノロジ社（カリフォルニア州サンラモン）から入手可能なサイクルワンソフトウェアがある。

ラインにより表される個々のサブイメージをアウトラインデータファイルに記憶し、幾何学モデルモジュール６３２（図６）へこのサブイメージを入力してもよい。例えば、アウトラインデータファイルの各々は、ｄｘｆや．ｄｗｇファイルであってもよい。個々のサブイメージを描くポイントクラウドの個々の部分の複雑さとサイズとがラインにまで縮小しているため、３次元電子画像に関連する必要なデータ記憶容量と、データ転送容量と、処理パワーとの減少が可能となる。さらに、各々の走査からのラインの操作によって３次元電子モデルの形成が単純化される。

図６の幾何学モデルモジュール６３２は、３次元電子画像の正確な合成により、走査の正確な位置合わせを終了させ、３次元電子モデルの開発命令を含むようにしてもよい。さらに、幾何学モデルモジュール６３２は、幾何学的関連データを走査データに追加して、３次元電子モデルの開発を行うことも可能である。幾何学モデルモジュール６３２の一例には、Ｇｒａｐｈｉｓｏｆｔ（登録商標）ＵＳ社（マサチューセッツ州、ニュートン）から入手可能なＡｒｃｈｉＣＡＤ（登録商標）ソフトウェアが含まれる。

個々の３次元電子画像内の走査合成用モジュール６３０により特定される表面は、幾何学モデルモジュール６３２により組み立てられて、３次元電子モデルに変えられたものであってもよい。上記とは別に、３次元電子画像の各々が、ラインの形の幾何学的サブイメージにまで縮小されたものである場合、幾何学モデル化用モジュール６３２によりこれらのラインを同様に組み立てて、３次元電子モデルの形成を図ることも可能である。サイト計算システム１０６から予備用３次元電子モデルを入力する場合、幾何学モデルモジュール６３２を用いて正確な位置合わせ中に３次元電子画像をさらに操作して、最終３次元電子モデルの形成を図ることができる。幾何学モデルモジュール６３２により行われる正確な位置合わせの部分は、種々のポイントクラウドのさらに詳細な処理を行って、種々の３次元電子画像を一括してさらに精密にフィットさせて、幾何学画像に変換するステップを含むようにしてもよい。

さらに精密に３次元電子画像を一体としてフィットさせる詳細な処理を行って、３次元電子モデルを形成するステップは、自動化により行ってもよいし、手動により行ってもよいし、あるいは手動と自動との何らかの組み合わせにより行ってもよい。この詳細な処理中の３次元電子画像の操作と合成は、３次元電子画像の位置および／または回転を変更して、３次元電子画像を一体として正確にフィットさせるようにする命令を含むようにしてもよい。測位システム１１２により決定された位置情報に基づいて相互に関連して３次元電子画像の操作を行ってもよい。３次元電子画像がラインに分割された場合、幾何学モデルモジュール６３２を用いてサブイメージを表すラインを合成して、操作することも可能である。

３次元電子画像の操作と合成は、一体に近接している第１の３次元電子画像のポイントクラウドの範囲内の幾何学的な点（表面を形成する点など）を特定し、第１の３次元電子画像内の幾何学的な点と、第２の３次元電子画像内の幾何学的な点との間の距離を測定するステップを含むようにしてもよい。ガウスベースの計算法などの反復処理を用いて、第２の３次元電子画像内の幾何学的な点と類似している第１の３次元電子画像内の幾何学的な点を特定することができる。

異なる３次元電子画像内の同様の幾何学的な点の間での誤差に基づいて、誤差が最少化されるまで操作と再計算の反復を行うことができる。この誤差は、異なる３次元電子画像の隣接する幾何学的な点間のすべての２乗距離の加重を含む２乗誤差最小化法に基づいて決定してもよい。ポイントクラウドがサブイメージに分割された場合、ライン間の距離を用いてラインの操作と合成とを同様に行うことができる。

また、幾何学モデルモジュール６３２によって正確な位置合わせ中にカラーを操作して、３次元電子モデルを生成することも可能である。色点は幾何学的な点と同期して収集してもよい。したがって、３次元電子画像内の幾何学的な点と色点とを関連づけることが可能となる。例えば、１つの色点は９個の幾何学的な点と関連づけることが可能であり、したがって、幾何学的な点の間で色点の補間が可能となる。

上記とは別に、カラーが幾何学的な点と同期して収集されない場合、ストレッチングとスキューイングとを利用して、幾何学的な点と関連づけることができる。例えば、電子的に表されたオブジェクトのカラー用として写真を用いる場合、写真のカラーのストレッチングとスキューイングとを行って、幾何学的表面を幾何学的な点またはラインとフィットさせることができる。

動作中、個々の３次元電子画像を合成した方法についての変換および回転情報を利用して、幾何学的な点に対してカラー・ピクセルを対応づけることができる。異なる走査時の同じ領域から得られるカラーの違いは。対応画像の画像比較、対応ピクセルのピクセル比較、あるいは、異なる走査間でのこのような違いを分析するその他の任意の画像処理技術などの画像処理技術を利用する幾何学モデルモジュール６３２により分析される。さらに、ナビゲーション座標を利用して、異なる個々の走査処理中の太陽光線の角度（例えば陰影など）の差を決定することも可能である。さらに、色点間の表面色の空隙を塗りつぶすことができる。この空隙の塗りつぶしは例えば、ラスタ化処理によって、囲繞する色を補間することにより完成することができる。

３次元電子画像の表面を分画して複数の三角形に変えることにより、幾何学モデルモジュール６３２によってラスタ化処理を行うことができる。表面の範囲内の幾何学的な点を選択的に接続することにより、これらの三角形をオーバーラップしないようにし、上記三角形を形成して、点三角形の形成を図るようにしてもよい。幾何学的な点間のラインは個々の点三角形の３辺を描くことができる。さらに、境界三角形を形成することができる。

表面の周縁の周りにある幾何学的な点と境界との間でこれらの境界三角形を形成することができる。この境界を形成して、表面の外縁部の周りの表面を囲繞することができる。幾何学的な点を用いて上記境界三角形を形成して、個々の境界三角形の３辺のうちの２辺が、幾何学的な点から境界へ延伸するように図ることができる。境界三角形の各々の第３の辺は境界により形成することができる。

表面と関連づけられる色点を用いて、各々の三角形の範囲内の既存の色点のシェーディングを形成することができる。これらの既存の色点間の各々の三角形内に新たな色点を追加することによりシェーディングを形成することができる。追加される新たな色点の数は、表面に所望する詳細情報（分解能）の量に基づくようにしてもよい。

新たな色点の決定は、既存の色点間のカラー・スペクトルの範囲内で移動することによりカラー・ブレンディングに基づくようにしてもよい。カラー・ブレンディングは、既存の色点間の補間と、種々の既存の色点からの新たな色点の距離の差および／または既存の色点間のカラー・スペクトルの範囲内で移動する他の任意のカラー進化技術により実行することができる。ラスタ化の結果、各々の三角形により画定される表面領域のシェーディングは同じ状態のままにすることが可能であり、カラーに対してわずかな調整を行うことが可能であり、および／または、著しく異なるカラーを施すようにすることが可能である。個々の三角形は、任意の数のカラーまたは個々の三角形内の既存の色点および／または近接する三角形内の既存の色点に相応するカラー変動を含むようにしてもよい。

幾何学モデルモジュール６３２は３次元電子モデルを編成して、所定の構造に変えることも可能である。幾何学モデルモジュール６３２を用いてモデル化したオブジェクトの電子表示物の構造を層に分画することができる。３次元電子モデルからなるこれらの層は、単純な層である第１の層、構造層である第２の層、位置層である第３の層、ライブラリ層である第４の層、および、画像層である第５の層を含むことができる。上記単純な層は、走査済みのオブジェクトを表す３次元の幾何学的構造を含むようにしてもよい。この構造層は、直線、曲線、スプライン、点、テキスト情報、コメントおよび３次元電子モデルの構成プロセス中に利用したその他の任意の作成関連情報などのコンポーネントを含むようにしてもよい。

位置層には、走査データが収集されたときのスキャナ１０４の位置に関連する情報が含まれる。位置層情報はサイトの平面スケッチとマークした位置とを含むようにしてもよい。このマーク位置は、地理上の座標、並びに、走査中に位置システム１１２（図１）により得られる勾配と高度とを提供することができる。情報はサイトの平面スケッチの範囲内に表示することができる。

サイトの平面スケッチは、３次元電子モデルと同じ縮尺、位置および向きに合わせた表示可能な実例であってもよい。北のような所定の方向からの分散はサイトの平面スケッチで特定することができる。このサイトの平面スケッチは３次元電子モデルの表示を行うことも可能である。サイトの平面スケッチ内の３次元の電子モデルの向きは、オブジェクトの北方向がディスプレイの上縁部に隣接するようにすることができる。

ライブラリ層は命令とデータの形でライブラリ要素を含むようにしてもよい。ライブラリ要素を構成して、モデル化処理で利用し、モデル化されたオブジェクトの種々の態様を表わすようにすることができる。ライブラリ層は、ソーステクスチャを変換して複合テクスチャを形成する変換処理手順を含むことも可能である。画像層はオプションの層であってもよい。オブジェクトの写真を撮影した場合、画像層は、写真撮影時の撮影者の地理上の位置、並びに、撮影者の氏名などの一意の識別子のスケッチを含むようにしてもよい。

３次元電子モデルを用いてモデル化した個々のオブジェクトの幾何学的構造のモデルサイズは、均等なサイズに合わせて縮尺を行うことができる。オブジェクトは、複数のポリゴンを持つモデルによって所定の縮尺で幾何学的に表わすことができる。オブジェクトを表わす選択されたポリゴンの数は、所望の分解能、ハードウェア上の制限あるいはパフォーマンスや表示に影響を与えるその他の任意の考慮事項に基づいて選択することができる。例えば、１０個の異なる電子モデルをディスプレイに１秒で描画することを望み、グラフィックプロセッサに１秒で１０，０００個のポリゴンを描画する制限がある場合、３次元電子モデルでは１０００個のポリゴンまでオブジェクトの幾何学的形状を表わすことができる。ポリゴンの各々は、ｎ個の頂点を含むものであってもよい（但しｎ＞２）。

３次元電子モデルの構造は専ら１または２以上の平面から構成することができる。壁、天井、屋根などのような各々の平面は、ゼロの深さ（厚さ）を持つものであってもよい。色点が幾何学的な点と同期してキャプチャされなかった場合、３次元電子モデル内の平面の特徴的表面は所定のカラーで示すことができる。このカラーは、一般に、レンガ＝赤、草木＝緑などのような表示されたマテリアルに似たカラーであってもよい。さらに、ドア、窓、色付けされた建物外面の模様などの種々の平面の表面上の特徴の視覚表示はモデル化されていない。オブジェクトの表面上の特徴の表示は３次元電子モデルにテクスチャを追加することにより実現することができる。

３次元電子モデルを形成する３次元電子画像はオーバーラップしたものとして視覚的に表されるべきではない。したがって、平面の辺並びにモデルの範囲内で互いに接触する外側の辺は閉じられることが望ましい。すなわち、３次元電子モデルの視覚的表示は、視覚的に感知される実際のオブジェクトの中に存在しない孔、斜線あるいはその他の割れ目をいずれも含まないようにすることが望ましい。さらに、３次元電子モデルのボリュームコンポーネントは閉じられる。例えば、オブジェクトがビルである場合、典型的３次元電子モデルの一階は閉じたアウトラインを持つようにすることも可能である。

幾何学モデルモジュール６３２は高さ補正を含むようにしてもよい。３次元電子モデルの範囲内で高さ補正を適用して、傾斜と別の勾配とをシミュレートすることも可能である。ディスプレイ上のオブジェクトを表すグラフィック画像を平面上に投影してもよい。平面は地面、駐車場、通りなどのような残りの表面を表わすことも可能である。斜面を形成するために残りの表面が傾斜している場合、高さ補正を適用することも可能である。

図８は、丘陵の斜面などの斜面８０６上に配置されるオブジェクト８０４を表す３次元電子画像８０２の一例を示すものである。例示のオブジェクト８０４はビルである。走査対象のかなりの傾斜面上に位置するオブジェクトは、斜面を考慮にいれない３次元電子モデルを結果として生じる場合がある。すなわち、このオブジェクトは一部分が抜け落ちて表されているように見える場合がある。

幾何学モデルモジュール６３２は、表されたオブジェクト８０４の幾何学的形状の顕著な違いを伴うことなく、標高（ｅｌｅｖａｔｉｏｎ）を変化させることによりモデルの外側の辺を“均等化”しないようにすることができる。図示の例では、オブジェクト８０４のアウトラインには一階８０８が含まれる。一階８０８はアーキトレーブブロック８１０構造用の基礎部分を提供して、高度の変動を補正することができる。アーキトレーブブロック８１０は一階８０６から生成することも可能である。オブジェクト８０４をフィットさせるアーキトレーブブロック８１０の調整は調整点（Ｚｍｉｎ）に基づくようにしてもよい。

図９は、３次元電子画像９０２の別の例を示す図である。３次元電子画像９０２にはストリート面９０４とブリッジ９０６の表示が含まれる。ストリート面９０４とブリッジ９０６との間の推移は、フローティングとして表わすことができる。“フローティング”という用語はストリート面９０４とブリッジ９０６との間の角関係を意味する。図示の例では、互いにフランク（ｆｌａｎｋ）する角度は約６レベルまで異なるものであってもよい。

図６に例示のテクスチャライジングモジュール６３４は、３次元電子モデルの１または２以上の表面を対象とする１または２以上のテクスチャの生成命令を含むテクスチャライジングシステムである。３次元電子画像の表面用または他の任意の形式のオブジェクトの電子表示物用のテクスチャライジングシステムを用いてテクスチャを生成することも可能である。したがって、テクスチャライジングシステムを用いて形成されるテクスチャは、３次元電子画像および／または前述したように生成されるモデルの表面の表示に限定されるものではない。さらに、テクスチャライジングシステムは画像生成システムの前述した例での処理に限定されるものではない。代わりに、テクスチャライジングシステムは、スタンドアロン型システムであってもよいし、あるいは、電子画像の出力が可能な任意のシステムと協働して処理を行うものであってもよい。

テクスチャライジングモジュール６３４は新たなテクスチャの生成命令を含むようにしてもよい。この新たなテクスチャは既存のテクスチャの変更および／または合成により生成することも可能である。テクスチャライジングモジュール６３４は、複数のユーザがアクセス可能なテクスチャ・ライブラリをサポートする命令を含むようにしてもよい。テクスチャ・ライブラリ内のテクスチャを用いて、ビルなどのオブジェクトの３次元電子モデルをテクスチャライズすることができる。

図示の例では、テクスチャモジュール６３４は、テクスチャ高速生成用画像生成システム１００の当該部分であってもよい。このテクスチャモジュール６３４の機能として、既存のテクスチャ（ソーステクスチャ）に基づいて、新たなテクスチャや調整済みテクスチャ（複合テクスチャ）の生成が可能であるという点が挙げられる。例えば、ビルのユニークな部分をソーステクスチャとして含む写真や画像からとることも可能である。ソーステクスチャ、異なるソーステクスチャおよび／または１または２以上のソーステクスチャの変換によりビルの種々の部分のテクスチャを表して、複合テクスチャを形成することも可能である。

したがって、写真や画像からとられるおそらく数百の異なるテクスチャの生成が減ることにより、コンピュータメモリとテクスチャのキャプチャ時のおよび／または生成時のかなりの費用の発生を避けることが可能となる。これといった特徴のないおよび／または魅力のないものとなる可能性がある単純な汎用的テクスチャへ戻ることなくこの節減を実現することが可能となる。ソーステクスチャの合成のほとんど無限の可能性によって、過度のメモリを費やすことなく３次元電子モデルに適合される望ましい複合テクスチャの生成が可能となる。すなわち、複合テクスチャの画像の代わりに、複合テクスチャの生成処理手順を記憶することができる。上記とは別に、複合テクスチャ自体を記憶することができる。

図１０は、図６に例示のテクスチャライジングモジュール６３４の範囲内での命令を示すさらに詳細なブロック図の例である。テクスチャライジングモジュール６３４は、テクスチャエンジン１００２、ライブラリコンポーネント１００４およびグラフィックユーザインタフェース（ＧＵＩ）コンポーネント１００６を備える。別の例では、テクスチャライジングモジュール６３４の機能を表わすために大小様々な数のエンジンとコンポーネントを示すことができる。さらに、別の例では、テクスチャライジングモジュール６３４は、実験室計算システム１０８の外部で、および、実験室計算システム１０８から独立に動作することができる。

Ｃ＋＋、ビジュアルベーシック、ＵＮＩＸ（登録商標）、Ｊａｖａ（登録商標）、あるいは他の任意のソースコード言語でテクスチャライジングモジュール６３４内の命令を開発することも可能である。テクスチャライジングモジュール６３４の開発は、マイクロソフト（登録商標）社のビジュアルスタジオ、Ｂｏｒｌａｎｄ社から出されているＪビルダ、Ｂｏｒｌａｎｄ社から出されているＣ＋＋ビルダあるいは他の任意の開発用ツールを用いて行うことができる。別の例では、別の形式、フォーマットおよび／またはツールを用いてテクスチャライジングモジュール６３４内の命令を開発することができる。

テクスチャエンジン１００２は、テクスチャライジングモジュール６３４の操作機能全体を出力する命令を備えることができる。さらに、テクスチャエンジン１００２は、協働処理並びにライブラリコンポーネント１００４とグラフィックユーザインタフェース・コンポーネント１００６との制御を調整することも可能である。テクスチャエンジン１００２によって、テクスチャライジングモジュール６３４は、ウィンドウズ（登録商標）９ｘ、ＮＴ、２０００およびＸＰのようなプラットフォームおよびネットワークアクセスの有無を問わずその他の任意のプラットフォームを処理することが可能となる。これに応じて、１つの例では、テクスチャライジングモジュール６３４のユーザインタフェースは、“ウィンドウズ（登録商標）様の”ルックアンドフィールを備えることができる。建築家、設計者などのようなユーザによる処理用としてテクスチャライジングモジュール６３４の設計を行うことが可能であり、したがって、ソフトウェア開発者の専門的知識を必要とせずに処理を行うことが可能となる。さらに、テクスチャライジングモジュール６３４は、訓練されていないユーザが誤って開始した有害なイベントから保護を行うセーフガード機能を装備することも可能である。

ライブラリコンポーネント１００４はテクスチャ・ライブラリを表わし、テクスチャ・ライブラリ内のテクスチャライジングモジュール６３４の基本要素であるテクスチャを分類することができる。ライブラリコンポーネント１００４の例はソーステクスチャカテゴリ１００８と複合テクスチャカテゴリ１０１０とを備え、これら２つのカテゴリは分類できるテクスチャの種別を示すものである。別の例では、大小様々な数のカテゴリでテクスチャの種別を分類することができる。さらに、ライブラリコンポーネント１００４はテクスチャディレクトリ１０１２を含むようにしてもよい。

本願明細書で使用されているように、“単数のテクスチャ”または“複数のテクスチャ”という用語は、オブジェクトの１または２以上の表面上で視覚的に感知される実際の色および／または特徴のリアルな表示を意味するものである。したがって、電子の形でオブジェクトの表面に貼り付けられる“テクスチャ”は、実際のオブジェクトを見ているとき、視覚的に感知されるオブジェクトの表面上の特徴をほとんど複製するものである。例えば、ビルの表面のテクスチャは、窓、彫刻、鋳物、手摺り、穴、積み煉瓦、こけら板、などを含むようにしてもよい。このテクスチャは、塗りたての表面、日陰の表面および／または陽の当たる表面を表わすものであってもよいし、同様に、反射光、表面上へ投影された光画像を表わすものであってもよい。このようにして、テクスチャを用いて、構造的特徴、芸術的特徴、照明およびオブジェクトの１または２以上の表面上に存在するその他の任意の視覚的特徴の複製あるいはほとんどの再現をあたかも実際のオブジェクトが観察されるかのように行うことができる。

ソーステクスチャカテゴリ１００８には、少なくとも１つのソーステクスチャが含まれる。ソーステクスチャは、ソーステクスチャのカテゴリ１００８に記憶することができる電子形式の画像である。画像は、ビットマップ、ＪＰＥＧ、ＴＩＦ、ＤＷＧのような画像ファイルの形であってもよいし、あるいは、人、オブジェクト、あるいは他の任意の視覚的に感知される主題の光学的描写を示すその他の任意の電子形式であってもよい。画像の電子形式の範囲内に存在するピクセルは、画像のテクスチャを表わす赤、緑、青および透明なものであってもよい。例えば、ソーステクスチャは、デジタルカメラで撮影したデジタル写真から作成したものであってもよい。ソーステクスチャの１例として、ビルの建物外面のビットマップ画像がある。

複合テクスチャカテゴリ１０１０には複合テクスチャが含まれる。複合テクスチャは１または２以上のソーステクスチャから構成される。これらの複合テクスチャは、複合テクスチャカテゴリ１０１０の範囲内で変換処理手順を用いて表される。これらの変換処理手順は複合テクスチャカテゴリ１０１０に記憶することも可能である。変換処理手順は操作命令および／または合成命令を出力し、これらの命令は、ソーステクスチャカテゴリ１００８内の１または２以上のソーステクスチャに適用されて、１または２以上の複合テクスチャを形成する。したがって、これらの複合テクスチャには、複合テクスチャを構成する元となるソーステクスチャの参照符号が含まれる。

変換処理手順に基づく１または２以上のソーステクスチャの変換は、１または２以上のソーステクスチャに対して行われる１または２以上の画像処理を含むようにしてもよい。これらの画像処理は、例えば、クリッピング、色付け、回転、鏡映、反復、縮尺、位置決め、ソート、および／または１または２以上のソーステクスチャの他の任意のグラフ関連操作を含むようにしてもよい。

図１１は、ソーステクスチャ１１０２を用いて複合テクスチャ１１００を構成する例示の変換処理手順の範囲内での個々の画像処理の結果を示す図である。ソーステクスチャ１１０２は、ブロック１１０４で変換処理手順によって特定される。ブロック１１０６で変換処理手順によってクリッピングが適用される。というのは、ソーステクスチャ１１０２の一部分のみを必要とするからである。ブロック１１０８で、１または２以上のカラーでソーステクスチャを多重層化することにより、変換処理手順による色付けが施される。ブロック１１１０で変換処理手順によってソーステクスチャ１１０２は回転される。図示の例では、ソーステクスチャ１１０２はほとんど９０度のステップで回転され、その結果回転されたソーステクスチャ１１０２と新たな外接矩形との間の空間は透明な色で塗りつぶされる。別の例では、回転ステップは上記回転ステップよりも大きくてもよいし、小さくてもよい。

ブロック１１１２で、ソーステクスチャ１１０２はＸ軸とＹ軸上で鏡映される。ソーステクスチャ１１０２は、ブロック１１１４でＸ軸線とＹ軸線とに沿って複数回反復される。これらの反復されたソーステクスチャ１１０２は切れ目なく連続したものであってもよい。上記とは別に、反復された各ソーステクスチャ１１０２の間で透明な色で塗りつぶされる空隙を画定することができる。ブロック１１１６で、反復されるソーステクスチャ１１０２の縮尺がＸ軸とＹ軸に沿って行われる。フィルタリングなしでこの縮尺を行うことができる。上記とは別に、双一次フィルタリングあるいは他の任意の縮尺やフィルタリング技術を用いて縮尺を行ってもよい。

変換済みソーステクスチャ１１０２はアラインメントとソーティングとにより位置決めされ、ブロック１１１８で複合テクスチャ１１００の少なくとも一部を形成することができる。これに応じて、マルチ変換済みソーステクスチャ１１０２の位置合わせを行って、複合テクスチャ１１００を作成することができる。マルチ変換済みソーステクスチャ１１０２は、互いに切れ目のない連続したアラインメントを行うことができる。上記とは別に、２または３以上の変換済みソーステクスチャ１１０２のアラインメントを行ってオーバーラップさせることができる。オーバーラップするソーステクスチャ１１０２が存在する場合、変換処理手順の一部としてオーバーラップの順序を指定することができる。このオーバーラップの順序によって、複合テクスチャ１１００を形成するために変換済みソーステクスチャ１１０２が置かれている特別の順序が提供される。

複合テクスチャ１１００は、最初、黒で塗りつぶすことができ、および／または、完全に透明なテクスチャにすることができる。所定の論理式に従って複合テクスチャ１１００の範囲内でソーステクスチャ１１０２の変換と位置決めとを行うことができる。例えば、ソーステクスチャ１１０２の変換用論理式は以下のようなものとすることができる：Ｒ０＝Ｒ０＊（１−Ａ１）＋Ｒ１＊Ａ１ Ｇ０＝Ｇ０＊（１−Ａ１）＋Ｇ１＊Ａ１ 式 Ｉ Ｂ０＝Ｂ０＊（１−Ａ１）＋Ｂ１＊Ａ１ Ａ０＝Ａ０＊（１−Ａ１）＋Ａ１
但し、Ｒ０、Ｇ０、Ｂ０、Ａ０は、複合テクスチャ１１００の色（Ｒ＝赤、Ｇ＝緑、Ｂ＝青）および透明度（Ａ）であり、Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１、Ａ１はソーステクスチャ１１０２の色と透明度である。本例では、ソーステクスチャ１１０２の色と透明度は約０．０〜１．０の範囲内にある。

図１０で、テクスチャディレクトリ１０１２はテクスチャライジングモジュール６３４用のツリー構造を与えることができる。テクスチャディレクトリ１０１２のツリー構造は識別子を分類することができる。テクスチャライジングモジュール６３４の範囲内のディレクトリは、テクスチャディレクトリ１０１２の範囲内の一意のディレクトリ識別子を用いて呼び出すことができる。一意のディレクトリ識別子は特定のディレクトリに対応する一意の数字および／または文字の組み合わせとすることができる。さらに、各々のディレクトリの範囲内で、少なくとも１つのソーステクスチャ用としておよび／または少なくとも１つの複合テクスチャ用として一意のテクスチャ識別子を指定することができる。一意のテクスチャ識別子は、テクスチャを一意に特定する数字および／または文字の任意の組み合わせとすることができる。ディレクトリを作成するとき、ソーステクスチャを記憶するとき、あるいは、変換処理手順を用いて複合テクスチャを形成するとき、一意のディレクトリ識別子とテクスチャ識別子とを割り当てることも可能である。

図１２はテクスチャディレクトリ１０１２の一例である。例示のテクスチャディレクトリ１０１２には、少なくとも１つの一意のディレクトリ１２０２と、少なくとも１つの一意のテクスチャ１２０４とが含まれる。ディレクトリ１２０２には、識別子フィールド１２０６、名称フィールド１２０８、クリエータフィールド１２１０、日付／時刻フィールド１２１２および記述フィールド１２１４の形で属性が含まれる。別の例では、任意の種別を示す大小様々な数のフィールドをディレクトリ１２０２の中に含むものであってもよく、それによってテクスチャディレクトリ１０１２の記述と管理とが可能となる。

識別子フィールド１２０６は、一意の構成で数字および／または文字で表わされる一意のディレクトリ識別子を含むようにしてもよい。ディレクトリを作成するとき、一意のディレクトリ識別子を生成することができる。ディレクトリ識別子はディレクトリ１２０２を一意に識別し、変わることはない。名称フィールド１２０８は“屋根頂部”などのディレクトリ１２０２を記述するタームであってもよい。クリエータフィールド１２１０はディレクトリを作成したユーザの氏名を含むようにしてもよい。日付／時刻フィールド１２１２は、ディレクトリ１２０２が作成された日付と時刻を含むフィールドであってもよい。記述フィールド１２１４は、ディレクトリ１２０２の内容について簡単に説明することができる。

テクスチャ１２０４は、テクスチャの特定と管理とを可能にする属性を含むようにしてもよい。図示の例では、テクスチャ１２０４には、識別子フィールド１２０６、名称フィールド１２０８、クリエータフィールド１２１０、日付／時刻フィールド１２１２および記述フィールド１２１４が含まれる。これらのフィールドは、ディレクトリ１２０２の場合と同様であるが、ディレクトリに関連するものではなく、テクスチャに関連するフィールドである。テクスチャ１２０４は、画像フィールド１２１６とテクスチャフィールド１２１８とを含むようにしてもよい。別の例では、大小様々な数の種別フィールドを含むようにしてもよい。

画像フィールド１２１６の範囲内で、ビットマップファイル（＊．ｂｍｐ）などの画像ファイルの名称を特定することも可能である。この特定された画像ファイルはオブジェクト用ソーステクスチャであってもよい。画像ファイルは識別子フィールド１２０６で一意のテクスチャ識別子と関連づけられた一意のテクスチャ１２０４であってもよい。上記とは別に、画像フィールド１２１６はブランクであってもよいし、テクスチャフィールド１２１８は、変換の１または２以上のソーステクスチャを呼び出して、１または２以上の複合テクスチャを形成する複合テクスチャカテゴリの中に変換処理手順の一意の識別子を含むようにしてもよい。

テクスチャディレクトリ１０１２（図１０）の一例は、一意のディレクトリ識別子００００００００（無符号の長いゼロ）を持つライブラリコンポーネント１００４のルートディレクトリを含むようにしてもよい。テクスチャディレクトリ１０１２の下に他のディレクトリ１２０２とテクスチャ１２０４を形成することができる。小さなライブラリの１例を表１に示す。

（表１）
図１０で、グラフィックユーザインタフェース（ＧＵＩ）コンポーネント１００６は、テクスチャ選択コンポーネント１０１４、ソーステクスチャ処理コンポーネント１０１６および複合テクスチャ構成コンポーネント１０１８を含むようにしてもよい。ＧＵＩコンポーネント１００６は、ウィンドウズ（登録商標）ＡＰＩ、マイクロソフト（登録商標）ファウンデーション１クラス、リナックスから得られるＫＤＥ、ＷｉｎｄＲｉｖｅｒ（登録商標）から得られるＺｉｎｃ^ＴＭ、あるいは他の任意のＧＵＩ関連ソフトウェアなどのソフトウェアを用いて実現可能である。別の例では、ＧＵＩコンポーネント１００６の機能を示す追加のより少数のコンポーネントを含むようにしてもよい。

テクスチャ選択コンポーネント１０１４はテクスチャの選択命令を含むようにしてもよい。例えば、選択はライブラリコンポーネント１００４からのテクスチャの抽出またはライブラリコンポーネント１００４内へのテクスチャの挿入を含むようにしてもよい。テクスチャの選択は選択画面を用いて行うことができる。この選択画面は、ディレクトリ１０１２のツリー構造からのテクスチャの選択に基づいてテクスチャを選択する機能を与えることができる。さらに、選択画面は、前述したテクスチャ属性の１または２以上のサーチに基づいてブールサーチなどのテクスチャを選択する機能を与えることができる。テクスチャ属性検索エンジンはテクスチャ選択コンポーネント１０１４の一部であってもよい。

図１３は選択表示１３００の１例を示すものである。選択表示１３００は、サーチモード１３０２である第１のモードとライブラリモード１３０４である第２のモードとを備える。サーチモード１３０２を選択すると、ユーザは検索タームエントリ１３０６に１または２以上の検索タームを入力し、サーチフィールドセレクタ１３０８であるプルダウンメニューから１または２以上のサーチフィールドを選択することができる。サーチ結果は結果ウインドウ１３１０に表示することができる。図示の例では、検索ターム“黒い教会”を用いて“テキスト”タイプのサーチを行うことによって、サーチ中に特定された関連するテキストと共に“窓１”と“屋根２”という名称で結果ウインドウ１３１０に２つのテクスチャが示された。結果ウインドウ１３１０から得られるテクスチャのうちの１つを選択する際に、サムビュー１３１２にテクスチャの小さな縮尺画像を表示することができる。このサムビュー１３１２から、例えば、選択されたテクスチャをドラッグし、ドロップし、あるいはダブルクリックして、複合テクスチャに追加することができる。

ライブラリ選択１３０４が行われると、ツリー構造のウインドウ１３１４のテクスチャディレクトリ１０１２（図１０）内のテクスチャツリー構造を表示することができる。ユーザはスクロールを行い、さらに、ツリー構造ウインドウ１３１４内のツリー構造部分のオープンとクローズとを行うことができる。ツリー構造ウインドウ１３１４からテクスチャのうちの１つを選択することにより、サムビュー１３１２でテクスチャの小さな縮尺画像を表示することができる。

また図１０では、ソーステクスチャ処理コンポーネント１０１６は、ソーステクスチャの変換の表示と構成とをサポートする命令を出力して、複合テクスチャを構成することができる。さらに詳細に言えば、ソーステクスチャ処理コンポーネント１０１６はソーステクスチャのクリッピング、色付け、回転および鏡映を行うことができる。ソーステクスチャの操作表示を用いて、変換処理手順のこの部分の準備を形成することができる。

図１４はソーステクスチャの操作表示１４００の一例である。ソーステクスチャの操作表示１４００は作業領域１４０２とソーステクスチャ選択スペース１４０４とを備える。作業領域１４０２はソーステクスチャ選択スペース１４０４から選択されたソーステクスチャを表示することができる。ソーステクスチャ選択スペース１４０４は、個々に異なるソーステクスチャの１または２以上の画像をサムビュー１４０６に表示することができる。ソーステクスチャ選択スペース１４０４に表示されるソーステクスチャは、テクスチャ選択コンポーネント１０１４（図１０）を用いて選択されたソーステクスチャであってもよい。

作業領域１４０２に示されている現在選択されているソーステクスチャを操作してソーステクスチャの変換を行うことができる。操作は、選択したソーステクスチャと関連するクリッピング矩形１４０８を設定するステップを含むようにしてもよい。作業領域１４０２の範囲内でのソーステクスチャ全体またはソーステクスチャの選択部分の拡大（ズームなど）とスクロールとを行って、ユーザがクリッピング矩形１４０８を正確に設定できるようにすることが可能となる。クリッピング用矩形１４０８を用いて、作業領域１４０２の範囲内でのソーステクスチャのクリッピング操作、回転操作および鏡映操作を行うことができる。ソーステクスチャ選択スペース１４０４内のサムビュー１４０６に表示されたテクスチャは、相対ポインティングデバイスまたは絶対ポインティングデバイスを用いて選択結果のドラッグ＆ドロップ処理またはダブルクリックを行うことにより作業領域１４０２へ移動させることも可能である。

作業領域１４０２はツールバー１４１０を備えることも可能である。ツールバー１４１０はソーステクスチャの変換を行う選択ボタン（ＯＰ１〜ＯＰｎとして特定される）を備えることができる。ソーステクスチャの変換中行うことができる種々の操作処理用として選択ボタンを指定してもよい。例えば、ソーステクスチャのクリッピング、色付け、回転および鏡映の各操作をサポートするように選択ボタンを指定することができる。別の例では、特定のキーボードエントリや音声コマンドなどの種々の操作機能を作業領域１４０２の範囲内で呼び出す別の形の簡単なアクセスコマンドを採用してもよい。

ソーステクスチャに対して行われる個々の変換操作をソース変換処理手順の一部としてソーステクスチャ処理コンポーネント１０１６によりキャプチャし、記憶することも可能である。個々のソーステクスチャに対するソース変換処理手順を変換済みソーステクスチャと関連づけることも可能である。これに応じて、変換済みソーステクスチャを利用して複合テクスチャを形成する際、上記関連するソース変換処理手順を、複合テクスチャの形成に用いる変換処理手順の一部にしてもよい。

上記ソース変換処理手順は１組の実行可能な命令であってもよい。このソース変換処理手順の中にソーステクスチャの一意のＩＤを含めることも可能である。したがって、変換済みの画像ではなく、ソース変換処理手順を記憶し、この処理手順にアクセスして、変換された画像を生成できることになる。プロセッサ６２６は、ソース変換処理手順で命令を実行することにより画像を再現してもよい。

また図１０では、複合テクスチャ構成コンポーネント１０１８は、ユーザが１または２以上のソーステクスチャから複合テクスチャを形成できるようにする命令を出すことが可能である。ソーステクスチャのうちの１または２以上のソーステクスチャの変換を行うことにより複合テクスチャを形成することができる。複合テクスチャの形成表示を用いて複合テクスチャの形成を達成することができる。

図１５は複合テクスチャの形成表示１５００の１例である。複合テクスチャが複合テクスチャの形成表示１５００の例に描かれている。複合テクスチャ構成コンポーネント１０１８（図１０）を用いて、複合テクスチャ全体または選択部分のズームとスクロールとを行うことができる。さらに、１または２以上のソーステクスチャの選択と構成とを通じて複合テクスチャ構成コンポーネント１０１８内の命令を開始して、複合テクスチャの形成を図ることができる。ソーステクスチャの選択と構成はソーステクスチャの変換を含むようにしてもよい。変換済みソーステクスチャは複合テクスチャの形成表示１５００の際に実行される命令によってロック／ロック解除を行うことができる。所望の状態に変換済みソーステクスチャをロックして、偶然変更されるのを防ぐようにすることも可能である。

複合テクスチャ構成コンポーネント１０１８（図１０）の範囲内の命令によって、ソーステクスチャの反復、縮尺、位置決めおよびソーティング変換をサポートするようにしてもよい。複合テクスチャ構成コンポーネント１０１８は、複素変換処理手順の一部として変換処理の各々をキャプチャし、記憶するようにしてもよい。複素変換処理手順は、ソーステクスチャの一意のテクスチャ識別子と、ソーステクスチャの変換を実行する命令とを同様に含むことも可能である。上記とは別に、ソーステクスチャと関連づけられるソース変換処理手順（必要な場合には）を後ろに付加することにより、複素変換処理手順を複合テクスチャと関連づけることができる。別の代替例では、追加の変換処理手順として複素変換処理手順を複合テクスチャと関連づけることができる。

複合テクスチャ構成コンポーネント１０１８（図１０）を用いる変換の実行は、クリッピング用矩形１４０８（図１４）および／またはソーステクスチャ外接矩形１５０２を利用する複合テクスチャの編集ステップを含むようにしてもよい。ソーステクスチャ外接矩形１５０２を用いて変換の縮尺と位置決めの実行並びに対応する複素変換処理手順の作成を行うことができる。例示されているソーステクスチャ外接矩形１５０２の例と共に、コーナーの点１５０４と中心点１５０６が含まれる。水平線と垂直線とがコーナーの点１５０４と中心点１５０６との間で延伸して、ソース外接矩形１５０２のサイズを画定する。コーナーの点１５０４または中心点１５０６のクリックとドラッグとを行うことにより、コーナーの点１５０４と中心点１５０６とを用いてソース外接矩形１５０２のサイズ調整を行うことができる。ソース外接矩形１５０２は、互いに接触するように隣接して配置されているテクスチャの操作処理の自動化を行うことも可能である。

複合テクスチャ構成コンポーネント１０１８（図１０）により反復とソーティングの変換処理手順を行うことができる。ツールバー１４１０の選択ボタンまたは複合テクスチャの形成表示１５００と関連づけられる他の何らかの機能により反復変換処理手順の制御を行うことができる。反復されるソーステクスチャ間の空隙のサイズは複合テクスチャ構成コンポーネント１０１８を用いて変更することができる。さらに、どのソーステクスチャを第１に描くかを指示するソーティング変換処理手順は複合テクスチャ構成コンポーネント１０１８を用いて設定／変更を行うことができる。

デジタルカメラや他の画像キャプチャ装置で撮影された写真などの背景画像を下地にすることにより複合テクスチャをさらにサポートすることも可能である。背景画像を複合テクスチャと混在させずに背景に示すようにしてもよい。例えば、走査対象のビルを表わす複合テクスチャの背景に、隣接して位置するビルの前面側の画像を追えることができる。複合テクスチャを基準として上記背景画像の相対的縮尺と位置決めを同様に行うことができる。さらに、背景画像に対する複素変換処理手順を作成することも可能である。

複合テクスチャの終了時に、ソース変換処理手順と複素変換処理手順とを組み合わせて、１つの変換処理手順を形成することも可能である。この変換処理手順の中に、複合テクスチャの形成に用いるすべてのソーステクスチャ用の一意のテクスチャ識別子を含めてもよい。さらに、変換処理手順は、ソーステクスチャの選択的操作を行って複合テクスチャを形成する論理命令を含むようにしてもよい。したがって、画像ファイルの形で実際の複合テクスチャを記憶する代わりに、対応する変換処理手順を一意のテクスチャ識別子に割り当て、この対応する変換処理手順をテクスチャディレクトリ１０１２（図１０）の中で類別してもよい。

図１６は、選択表示１３００、ソーステクスチャの操作表示１４００および複合テクスチャの形成表示１５００を含むテクスチャメーカ表示１６００の一例である。したがって、ソーステクスチャを特定し、変換し、操作して、単一の表示を用いて複合テクスチャを形成するようにしてもよい。別の例では、テクスチャメーカ表示１６００を別様に構成したり、前述した表示の別の何らかの組み合わせを行ったりしてもよい。

前述したテクスチャ関連処理の他に、テクスチャライジングモジュール６３４（図６）内の命令から追加機能を利用できるようにしてもよい。この追加機能は表示メニューやその他のユーザインタフェースから利用できるようにすることも可能である。このような機能は新たな複合テクスチャを作成する能力を含むようにしてもよい。新たな複合テクスチャの作成は、サイズ、変換処理手順およびその他の任意のテクスチャ関連情報などのテクスチャに関連するプロパティの選択ステップを含むようにしてもよい。さらに、既存の複合テクスチャの関連するプロパティのいくつかまたはすべてを利用する既存の複合テクスチャのコピーから新たなソーステクスチャを作成することも可能である。画像の形で複合テクスチャを作成する変換処理手順の実行に続いて、ソーステクスチャとして画像を記憶することも可能である。

テクスチャライジングモジュール６３４の範囲内の機能はサイズの編集機能、変換処理手順および／またはテクスチャと関連づけられる他の任意の情報も含むようにしてもよい。他の情報が、例えば３次元電子モデルの前述した層内の情報を含むようにしてもよい。サイズおよびその他のプロパティはいつでも編集が可能である。追加機能はセーブ／ロード操作の実行機能、お気に入り選択機能、ツールチップおよびヘルプメニューを備えることも可能である。

テクスチャライジングモジュール６３４は、クライアント／サーバアーキテクチャの範囲内にテクスチャとライブラリ構造との同期をサポートする命令を含むようにしてもよい。テクスチャライジングモジュール６３４は、サーバコンピュータ上でおよび任意の台数のクライアントコンピュータ上でも処理を行うことが可能である。クライアントコンピュータのうちの１つのコンピュータを用いて、ユーザがサーバにアクセスすることも可能である。

マルチバージョンのテクスチャ構造またはライブラリ構造の作成を防止する任意の技法を用いて、ライブラリコンポーネント１００４でテクスチャとライブラリ構造の保守管理を行うことも可能である。２人のユーザによってテクスチャ構造またはライブラリ構造の同時修正を行うとき、マルチバージョンを作成するようにしてもよい。マルチバージョンを避ける技法の一例にはシングルユーザ処理が含まれる。シングルユーザ処理を用いて、一人のユーザが１または２以上のテクスチャおよび／またはライブラリ構造の一部を修正しているとき、シングルユーザが修正を終了するまで、ライブラリコンポーネント１００４内の命令によって別のユーザの１または２以上のテクスチャおよび／またはライブラリの一部へのアクセスを拒否するようにしてもよい。

上記とは別に、同期処理を実行してもよい。ライブラリコンポーネント１００４内の命令によって、テクスチャライジングモジュール６３４内での種々のユーザの作業同期を調整するようにしてもよい。複数のユーザがテクスチャを作成し、利用するとき、ユーザはサーバを介して互いに同期をとるようにしてもよい。

ライブラリモジュール１００４（図１０）内のユーザのクライアントコンピュータのローカルテクスチャ・ライブラリに個々のユーザの作業内容をローカルに記憶することも可能である。サーバは、すべてのユーザの作業内容をマスタテクスチャ・ライブラリ内に記憶する機能を持つライブラリモジュール１００４を備えることも可能である。ユーザ／クライアントはクライアントコンピュータを使用してサーバと接続することができ、双方のライブラリ（マスタライブラリとローカルライブラリ）の同期が可能となる。次いで、ユーザはサーバから切断を行うことが可能となる。これによって定常な接続は存在しなくなる。本願明細書で使用されているように、“接続”という用語は、（ユーザパスワード方式などの）ログイン手続きを用いて、インターネットおよび／またはＬＡＮなどのような公衆アクセス可能なネットワークを介して、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルを利用するネットワークなどの媒体を介してクライアントがサーバと通信を確立することを意味する。接続を形成するためのパラメータはお気に入りメニューの一部であってもよい。

同期処理中に、個々のディレクトリおよびテクスチャと関連づけられた一意の識別子と、日付／時刻とを利用することができる。一意の識別子を用いてテクスチャディレクトリのどの部分がローカルライブラリとマスタライブラリの中で同じであるかを検出することができる。さらに、日付／時刻を用いて、どのテクスチャおよび／またはディレクトリの方がより新しいものであるかを決定することができる。

例えば、マスタライブラリとローカルライブラリの双方は表２．１０に示す情報を提供することができる。

（表２）
次いで、第１のユーザはローカルライブラリに対する修正を行う。この修正には、一意の識別子“８Ｅ１ＢＣ５３１”を持つ新たなテクスチャの作成ステップが含まれ、“１２３８４２６Ｄ”として一意的に特定される既存のテクスチャの位置が変更され、さらに、表３に描かれているように“９Ｂ４７６ＣＥ８”と一意的に特定される別の既存のテクスチャの記述が変更される。

（表３）
一方、マスタライブラリは第２のユーザによりすでに更新されている。第２のユーザ２は、“１７５ＦＣ４ＥＡ”と一意的に特定される新たなテクスチャを持つテクスチャディレクトリを更新し、さらに、表４に例示のように“９Ｂ４７６ＣＥ８”として特定されるテクスチャも修正した。“９Ｂ４７６ＣＥ８”として特定されるテクスチャには記述に対する変更は含まれないが、代わりに、ディレクトリ位置とテクスチャの構成とが含まれる。

（表４）
第１のユーザがサーバとの接続を形成し、第１のユーザのローカルライブラリをマスタライブラリと同期させたとき、結果として生じるライブラリの変化が表５に示されている。詳細には、“８Ｅ１ＢＣ５３１”として特定される新規作成テクスチャが指定のディレクトリ位置に新しく追加される。さらに、“１２３８４２６Ｄ”として特定されるテクスチャは指定のディレクトリ位置へ移される。さらに、“９Ｂ４７６ＣＥ８”として特定されるテクスチャ（第１および第２のユーザの双方により変更されるテクスチャ）が第２のユーザが指定したディレクトリ位置に配置される。テクスチャ“９Ｂ４７６ＣＥ８”には、第１のユーザが行うテクスチャの構成の変更および第２のユーザが変更する新たな記述が含まれる。したがって、“９Ｂ４７６ＣＥ８”として特定されるテクスチャは双方の更新が混在したものとなる。

（表５）
“９Ｂ４７６ＣＥ８”として特定されるテクスチャに対する複数のユーザによる更新はテクスチャライジングモジュール６３４により自動的に行うことができる。上記とは別に、同期処理の際、テクスチャライジングモジュール６３４は、第１のユーザが修正したバージョンの方がさらに最新のものであると決定することができる。さらに、テクスチャライジングモジュール６３４は、第１のユーザが修正したバージョンで、ディレクトリ位置とテクスチャの構成とが異なるものであることを決定することができる。さらに、テクスチャライジングモジュール６３４は、第１のユーザが修正したバージョンにおいて、第１のユーザがディレクトリ位置と構成とを変更しなかったことを決定するようにしてもよい。所定の条件に基づいて、テクスチャライジングモジュール６３４は、“９Ｂ４７６ＣＥ８”として特定されるテクスチャと関連づけられる不整合属性（テクスチャ、名称とディレクトリ位置）の各々に対して不整合フラグをセットしてもよい。さらに、テクスチャライジングモジュール６３４は第１のユーザからの命令を要求する対話ボックスを生成することも可能である。

対話ボックスは不整合属性を示し、どの属性を“９Ｂ４７６ＣＥ８”として特定するテクスチャと関連づけた状態にしておくべきかを決定するように第１のユーザに要求することが可能となる。この時、第１のユーザは正しい属性を選択することができる。上記とは別に、第１のユーザは、同期処理を打ち切って、“９Ｂ４７６ＣＥ８”として特定されるテクスチャの二重化などの別の何らかのアクションを行って、別の一意のテクスチャ識別子を提供するようにしてもよい。ディレクトリに関しても同様のアクションを行うようにしてもよい。しかし、不整合ディレクトリの場合、テクスチャ名と、記述と、ディレクトリ位置のみを不整合の基礎とすることも可能である。

個々のテクスチャに対する識別子の一意性を保証するために、サーバは、同期処理中、個々のユーザに１グループの未使用識別子を割り当ててもよい。このグループは所定数の一意の識別子を含むようにしてもよい。上記所定数の一意の識別子は、例えば、データを記憶するために割り当てられたメモリに基づくようにしてもよい。例えば、識別子のアドレス空間が３２ビットであれば、グループのサイズは１０２４ビットまたはそれ以上にしてもよい。

サーバ上で作動しているテクスチャライジングモジュール６３４内の命令はネットワーク通信機能とサーバ管理者機能とを含むようにしてもよい。通信機能には、ユーザがクライアントコンピュータを操作してネットワークを介して接続するのを待ちながら、サーバがある特定のＴＣＰ／ＩＰポート上で“リスニング”を行うステップが含まれる。サーバはバックグラウンドで作動していてもよく、システムトレイにアイコンを備えるようにしてもよい。アイコンのダブルクリックなどでコマンドを入力することにより、サーバ管理者は新たなライブラリを作成したり、テクスチャのロード／セーブ／バックアップ、インポートおよび／またはエクスポートを行ったり、ネットワーク通信に関連するパラメータを選択したり、ユーザ名とパスワードとを管理したりする機能を構成用対話ボックスに設けるようにしてもよい。サーバは識別子グループファイルで１グループの一意の識別子のエクスポートを行うようにしてもよい。クライアントコンピュータを使用するユーザが、ネットワークへのアクセスを行うことなく、識別子グループファイルをインポートして、クライアントコンピュータのローカルライブラリの範囲内に当該ユーザが作成したテクスチャ用の一意の識別子を提供するようにしてもよい。

図１７は、図１と図６に示す画像生成システム１００により３次元電子モデルを形成する３次元電子画像の処理を示す部分フローチャートである。オブジェクトの走査が終了し、走査情報（３次元電子画像、関連位置情報、など）がサイト計算システム１０６のメモリモジュール６０４に記憶されると、処理はブロック１７０２から始まる。ブロック１７０４で、サイト計算システム１０６は、予備の位置合わせモジュール６１０を備えているかどうかを判定する。サイトが予備の位置合わせモジュールを備えていれば、１７０６で、ユーザは手動操作または自動操作を選択して走査ブロックを合成するようにしてもよい。手動操作を選択した場合、ユーザは、ブロック１７０８で、オブジェクトを表示しながら個々に３次元電子画像の移動と、回転とを行うことができる。ブロック１７１０で、ユーザは、３次元電子画像から予備用３次元電子モデルを手動で形成して、表示されているオブジェクトのマッチングを行うことができる。操作が終了したとき、ブロック１７１２で予備用３次元電子モデルを実験室計算システム１０８へ出力することができる。

ブロック１７０６で、自動操作を選択した場合、ブロック１７１６で、予備の位置合わせモジュール６１０内の命令を実行して、位置情報を利用し、３次元電子画像の合成と操作とを行うことができる。ブロック１７１８で、予備用３次元電子モデルの形成が可能となる。ブロック１７２０で、ユーザは追加の手動操作を希望するかどうかを決定することができる。手動操作を希望するのであれば、ブロック１７０８へ戻る。手動操作を希望しなければ、処理はブロック１７１２へ進み、予備用３次元電子モデルが実験室計算システム１０８へ出力される。

図１８のブロック１７２６で、予備用３次元電子モデルを形成する３次元電子画像に対して手動操作および／または自動操作（正確な位置合わせ）をさらに行って、走査位置間のフィットの改善が行われる。正確な位置合わせが第１の技法を含む場合、ブロック１７２８で、３次元電子画像のポイントクラウドが合成されて、幾何学的な点の比較を行うことによりによりモデルポイントクラウドが形成される。モデルポイントクラウドは３次元電子モデルを表わす。ブロック１７３０で、３次元電子モデル（モデルポイントクラウド）の表面が決定される。ブロック１７３２でカラー操作を行うことができる。

正確な位置合わせが第２の技法を含む場合、各々の３次元電子画像（ポイントクラウド）の表面がブロック１７３４で決定される。ブロック１７３６で、テクスチャが各々の３次元電子画像の表面に貼り付けられる。ブロック１７３８で、３次元電子画像を結合して、表面および／またはテクスチャに基づいて３次元電子モデルが形成される。ブロック１７３２でカラー操作を行うことができる。

正確な位置合わせが第３の技法を含む場合、ブロック１７４０で各々の３次元電子画像の表面が決定される。ブロック１７４２で個々の表面のアウトラインが決定される。３次元電子画像が結合され、ブロック１７４４でアウトラインに基づいて３次元電子モデルのフレームワークが形成される。ブロック１７３２でカラー操作を行うことができる。

ブロック１７４８で、走査済みオブジェクトが傾斜した残りの表面上にセットされたかどうかが判定される。残りの表面が傾斜面であれば、ブロック１７５０で高さ補正が適用される。ブロック１７５２で最終３次元電子モデルが決定される。残りの表面が傾斜していなければ、ブロック１７４８で、処理はブロック１７５２へ進み、最終３次元電子モデルが決定される。

図１７のブロック１７０４を再び参照すると、予備の位置合わせモジュール６１０が使用されなかったり、利用できなかったりする場合、個々の走査から得られる情報は、ブロック１７６０で実験室計算システム１０８へ個々に提供される。ブロック１７６２で、ポイントクラウドを用いて表された各々の３次元電子画像は走査合成用モジュール６３０によりサブイメージに分割される。ブロック１７６４で、サブイメージを表すラインが各々のサブイメージ用として展開される。ブロック１７６６で、アウトラインデータファイルにこれらのラインを個々に記憶する。次いで、ブロック１７６８で、アウトラインデータファイルを組み合わせ、操作して３次元電子モデルを形成する。次いで、処理は図１８のブロック１７３０へ戻り、３次元電子モデルの形成を終了する。

図１９は、図６、８、１０に例示のテクスチャライジングモジュール６３４を用いて３次元電子モデルをテクスチャライズする処理プロセスを示す部分フローチャートである。処理はブロック１９０２から始まり、３次元電子モデルの作成のために走査されるオブジェクト上に存在する１または２以上のテクスチャを表す少なくとも１つの画像ファイルがキャプチャおよび／または生成される。ブロック１９０４で、１または２以上のディレクトリが作成され、テクスチャディレクトリ１０１２内の一意の識別子によって特定される。ブロック１９０６で追加の属性がディレクトリに付け加えられる。ブロック１９０８で、キャプチャ／生成された画像ファイルを用いてソーステクスチャが形成される。ブロック１９１０で、ソーステクスチャカテゴリ１００８内で一意の識別子を用いて個々のソーステクスチャが類別される。ブロック１９１２で、追加の属性がソーステクスチャに付け加えられる。

ブロック１９１４で、第１のモードまたは第２のモードを用いてソーステクスチャを特定し、選択する。第１のモード（サーチモード）が選択された場合、ブロック１９１６で検索タームを入力し、サーチフィールドを選択する。ブロック１９１８で、結果ウインドウ１３１０を用いてサーチ結果を表示する。ブロック１９２０で、３次元電子モデル上で使用できるような表示ソーステクスチャの範囲内で利用可能なソーステクスチャが存在するかどうかが判定される。利用可能なソーステクスチャがなければ、ブロック１９２２で、ソーステクスチャの別のサーチを行うべきかどうかが判定される。追加のサーチをすべきでなければ、処理はブロック１９０２へ戻り、追加の画像ファイルのキャプチャおよび／または生成が行われる。

追加のサーチを行うべきであれば、処理はブロック１９１４へ戻り、選択モードが選択される。ブロック１９２０で、利用可能な表示ソーステクスチャが存在すれば、ブロック１９２４でソーステクスチャがサーチ結果から選択され、サムビュー１３１２の形で表示される。ブロック１９１４で第２のモード（ライブラリモード）が選択された場合、ブロック１９２６でテクスチャディレクトリ１０１２の範囲内のツリー構造がツリー構造のウインドウ１３１４に表示される。ブロック１９２８で、ユーザはツリー構造をサーチすることも可能であり、処理はブロック１９２０へ戻り、１または２以上の利用可能なソーステクスチャがディスプレイから特定される。

図２０で、ソーステクスチャを変換すべきかどうかがブロック１９３０で判定される。ソーステクスチャを変換すべきであれば、ブロック１９３２で、ソーステクスチャの操作表示１４００を用いてソーステクスチャに対する変換処理を実行する。ブロック１９３４で、実行済みの変換処理をキャプチャし、ソース変換処理手順の一部とする。ブロック１９３６で、ソーステクスチャに対する追加の変換操作を行うべきかどうかが判定される。追加の変換を行うべきであれば処理はブロック１９３２へ戻る。ソーステクスチャの追加の変換を希望するのでなければ、ブロック１９３８で、複合テクスチャの形成表示１５００の範囲内で変換済みソーステクスチャの位置決めを行って、複合テクスチャの少なくとも一部を形成するようにしてもよい。ブロック１９４０で、ソース変換処理手順を複合テクスチャと関連づけることができる。ブロック１９４２で、一意の識別子を複合テクスチャに割り当てて、複合テクスチャカテゴリ１０１０内で複合テクスチャの類別を行うことができる。ブロック１９４４で、別の属性を複合テクスチャに追加してもよい。

図２１で、複合テクスチャの範囲内で変換済みソーステクスチャと関連する変換を所望するかどうかがブロック１９４６で判定される。所望するのであれば、ブロック１９４８で、複合テクスチャの範囲内の変換済みソーステクスチャがさらに変換される。ブロック１９５０で、複合テクスチャで実行した変換処理をキャプチャし、複素変換処理手順の一部とする。ブロック１９５２で複素変換処理手順を複合テクスチャと関連づける。

ブロック１９５４で、変換済みソーステクスチャと関連する追加の変換操作を複合テクスチャの範囲内で実行すべきかどうかが判定される。追加の変換を所望する場合、処理はブロック１９４８へ戻り、追加の変換操作の実行とキャプチャとが行われる。ソーステクスチャの追加の変換を所望しない場合、複合テクスチャの形成に追加ソーステクスチャが必要かどうかがブロック１９５６で判定される。追加ソーステクスチャが必要であれば、処理は図１９のブロック１９１４へ戻り、別のソーステクスチャの特定と選択とが行われる。追加ソーステクスチャが必要でなければ、ブロック１９５８で、複合テクスチャを３次元電子モデルの１または２以上の表面と関連づけることができる。

ブロック１９６０で、テクスチャライズを行うのに３次元電子モデルの追加表面が必要かどうかが判定される。テクスチャライズを行うのに追加の表面が必要であれば、ブロック１９６２で３次元電子モデルおよび関連するテキスチャリゼーションが記憶される。ブロック１９６４で、３次元電子モデルを表すファイルはエクスポート用として利用可能となる。ブロック１９６０で、テクスチャライズ対象の追加表面が存在する場合、処理は、図１９のブロック１９１４へ戻り、追加のソーステクスチャが選択される。

ブロック１９４６で、複合テクスチャの変換を所望しなければ、処理はブロック１９５６へ進み、追加ソーステクスチャが必要かどうかの判定が行われる。図２０のブロック１９３０で、選択したソーステクスチャを変換するために複合テクスチャを変換しないことを所望する場合、複合テクスチャ内でソーステクスチャの位置決めを行うべきかどうかがブロック１９６６で判定される。複合テクスチャ内でソーステクスチャの位置決めを行うべきであれば、処理はブロック１９３８へ進む。複合テクスチャ内でソーステクスチャの位置決めを行わないことが望ましければ、ブロック１９６８でソーステクスチャは３次元電子モデルの１または２以上の表面と関連づけられ、処理はブロック１９６０へ進み、追加の表面をテクスチャライズする必要があるかどうかが判定される。

以上説明した画像生成システム１００によって、テクスチャライズされ、色付けされた幾何学モデルの３次元の電子表示物の生成が可能となる。この３次元電子モデルは、１または２以上のビルなどの、ほとんど実際のオブジェクトの電子的複製とすることができる。画像生成システム１００によりオブジェクトの走査を行って、３次元電子画像の作成を行うことができる。オブジェクトの電子幾何学的表示とカラーの双方を複数の走査の各々の走査で収集することができる。走査を合成して、各々の走査中に収集した位置データを用いて３次元電子モデルを形成することも可能である。画像生成システム１００により３次元モデルの幾何学的表面をテクスチャライズすることによって、電子画像の表示が実際のオブジェクトの物理的表示と類似したものとなるようにすることも可能である。

本発明の種々の実施形態について説明したが、本発明の範囲に属するさらに多くの実施形態および実施構成が可能であることは当業者には明らかであろう。したがって、添付の請求項および上記請求項の均等物に照らして考慮する場合を除いて本発明は限定を受けるべきものではない。

図１は画像生成システムのブロック図である。 図２の画像生成システムに含まれるスキャナにより占められるオブジェクト周辺の走査位置の１例である。 図３は、図１の画像生成システムを用いて走査可能な種々のオブジェクトの１例である。 図４は図１の画像生成システムの処理を示すフローチャート例である。 図５は図４の例示フローチャートの第２の部分である。 図６は図１の画像生成システムに含まれる計算システムのブロック図である。 図７は図１の画像生成システムを用いて開発された電子３次元画像の一例である。 図８は、図１の画像生成システムを用いて開発された電子３次元画像の別の例である。 図９は図１の画像生成システムを用いて開発された３次元電子画像のさらに別の例である。 図１０は図６の計算システムの中に含まれるテクスチャライジングモジュールのブロック図である。 図１１は、図１０のテクスチャライジングモジュールを用いる図１０のグラフィック画像処理操作の一例である。 図１２は図１０のテクスチャライジングモジュール内のテクスチャディレクトリの例である。 図１３は図１０のテクスチャライジングモジュールを用いて生成されるテクスチャ選択表示例である。 図１４は図１０のテクスチャライジングモジュールを用いて生成されるソーステクスチャの操作表示の一例である。 図１５は図１０のテクスチャライジングモジュールを用いて生成される複合テクスチャの形成表示例である。 図１６は図１０のテクスチャライジングモジュールを用いて生成されるテクスチャメーカ表示の一例である。 図１７は、図１の画像生成システム内での図６の計算システムの処理を示す例示フローチャートである。 図１８は図１７の例示フローチャートの第２の部分である。 図１９は図６のテクスチャライジングモジュールの処理を示す例示フローチャートである。 図２０は図１９の例示フローチャートの第２の部分である。 図２１は図１９の例示フローチャートの第３の部分である。

Claims (59)

1. オブジェクトの３次元電子モデルを開発する画像生成システムであって、
   オブジェクトを走査し、スキャナ位置情報および該オブジェクトを表す画像データを提供するように動作可能なスキャナと、
   該スキャナと通信する計算システムであって、該画像データおよび該スキャナ位置情報の関数として該オブジェクトの３次元電子モデルを生成するように動作可能な計算システムと
   を備える、画像生成システム。
2. 前記スキャナは、前記スキャナ位置情報を提供するように動作可能な衛星測位システムおよび勾配方向センサを含む、請求項１に記載の画像生成システム。
3. 前記勾配方向センサは、前記スキャナのピッチ、ロールおよび方向を提供するように動作可能である、請求項２に記載の画像生成システム。
4. 前記スキャナは、前記オブジェクトの幾何学的形状を表す幾何学的な点データを提供するように動作可能なレーザスキャナを含む、請求項１に記載の画像生成システム。
5. 前記スキャナは、ポイントスキャナおよびカラースキャナを含み、該ポイントスキャナおよび該カラースキャナは、前記オブジェクトの幾何学的形状および色を表わす画像データを同期して提供するように動作可能である、請求項１に記載の画像生成システム。
6. 前記スキャナは、前記オブジェクトの前記幾何学的形状を表す幾何学的な点データを収集するように動作可能なポイントスキャナ、前記オブジェクトの前記色を表す色点データを収集するように動作可能なカラースキャナ、および前記スキャナ位置情報を収集するように動作可能な位置システムを含む、請求項１に記載の画像生成システム。
7. 前記計算システムは、前記色点データ、前記幾何学的な点データ、および前記スキャナ位置情報を関連づけることにより、前記オブジェクトの１つの走査のみを表す３次元電子画像を形成するように動作可能である、請求項６に記載の画像生成システム。
8. 前記計算システムは、前記スキャナ位置情報の関数として複数の３次元電子画像を選択的に合成することにより、３次元電子モデルを生成するように動作可能である、請求項７に記載の画像生成システム。
9. オブジェクトの３次元電子モデルを開発する画像生成システムであって、
   複数のそれぞれの地理的位置からの該オブジェクトの複数のそれぞれの走査の関数として、オブジェクトを表す複数のポイントクラウドを生成するように動作可能なポイントスキャナと、
   該ポイントスキャナと同期して動作するカラースキャナであって、該複数のポイントクラウドの各々の該オブジェクトの色を表す色点データを生成するように動作可能なカラースキャナと、
   該複数の地理的位置の各々のために、該ポイントスキャナおよびカラースキャナの位置情報を提供するように動作可能な位置システムと、
   該複数のポイントクラウド、該色点データ、および該位置情報の関数として３次元電子モデルを開発するように動作可能な計算システムと
   を備える、画像生成システム。
10. 前記カラースキャナは、前記オブジェクトの所定領域内のカラーラインを測定するように動作可能なラインセンサであり、同時に前記ポイントスキャナは、該同一の所定領域内の複数の点からの距離を測定するように動作可能である、請求項９に記載の画像生成システム。
11. 前記複数のポイントクラウドの各々は前記ポイントスキャナによって生成された幾何学的な点データを含み、前記計算システムは前記色点データおよび該幾何学的な点データを画像データとしてキャプチャするように動作可能である、請求項９に記載の画像生成システム。
12. 前記幾何学的な点データは幾何学的な点を含み、前記色点データは色点を含み、該色点は、前記ポイントクラウド内の該幾何学的な点に関連づけられる、請求項１１に記載の画像生成システム。
13. 前記計算システムはサイト計算システムおよび実験室計算システムを含み、該サイト計算システムは予備の位置合わせを実行することにより予備の３次元電子モデルを形成するように動作可能であり、該実験室計算システムは該予備の３次元電子モデルの正確な位置合わせを実行することにより最終３次元電子モデルを形成するように動作可能である、請求項９に記載の画像生成システム。
14. 前記計算システムは走査合成用モジュールおよび幾何学モデル化モジュールを含み、該走査合成用モジュールは前記複数のポイントクラウドの各々を該幾何学モデル化モジュールにエクスポート可能な複数のラインに変換するように動作可能であり、該幾何学モデル化モジュールは該複数のラインから前記３次元電子モデルを形成するように動作可能である、請求項９に記載の画像生成システム。
15. 前記計算システムは、各々が前記走査の１つに関数として開発される複数の３次元電子画像を開発するように動作可能であり、該複数の３次元電子画像の各々は前記走査の１つの関数として開発され、該複数の３次元電子画像は前記３次元電子モデルを形成するために選択的に合成される、請求項９に記載の画像生成システム。
16. 前記計算システムは、前記３次元電子画像の各々の表面の複数の三角形への分画、および該複数の三角形の各々の内部の色点データ間のカラー・ブレンディングによって、該３次元電子画像の各々の表面内の色の空隙を塗りつぶすように動作可能である、請求項１５に記載の画像生成システム。
17. 前記３次元電子モデルは、単純層、構造層、位置層、およびライブラリ層を含む、請求項９に記載の画像生成システム。
18. オブジェクトの３次元電子モデルを開発する画像生成システムであって、
    オブジェクトを走査する手段であって、該オブジェクトを走査する手段の位置情報および該オブジェクトを表す画像データを決定するように動作可能な走査手段と、
    該走査手段と通信する計算システムであって、該画像データおよび該位置情報の関数として該オブジェクトの３次元電子モデルを生成するように動作可能な計算システムと
    を備える、画像生成システム。
19. 前記走査手段はナビゲーション座標を決定する手段と、該走査手段の勾配、方向および高度を決定する手段とを含む、請求項１８に記載の画像生成システム。
20. 前記計算システムは、前記ナビゲーション座標、前記勾配、前記方向、および前記高度の関数として、前記３次元電子モデルを幾何学的に組み立てる手段を含む、請求項１９に記載の画像生成システム。
21. 前記計算システムは、前記画像データに含まれる複数の幾何学的な点を結合することにより前記３次元電子画像を生成する手段を含む、請求項１８に記載の画像生成システム。
22. 前記計算システムは、前記３次元電子画像を操作する手段を含む、請求項２１に記載の画像生成システム。
23. 前記計算システムは、前記３次元電子画像を合成することにより前記３次元電子モデルを形成する手段を含む、請求項２１に記載の画像生成システム。
24. 前記計算システムは、前記３次元電子モデルの表面をテクスチャライズする手段を含む、請求項１８に記載の画像生成システム。
25. オブジェクトの３次元電子モデルを開発する画像生成システムであって、
    該画像生成システムは計算システムを備え、
    該計算システムは、
    複数のポイントクラウドを、オブジェクトを表す３次元電子モデルに組み立てる手段と、
    該３次元電子モデルの複数の表面を生成する手段と、
    該複数の表面をテクスチャライズする手段と、
    該３次元電子モデルをテクスチャライズされた表面を用いて視覚的に描写する手段とを有する、画像生成システム。
26. 前記計算システムはオブジェクトの複数の走査をキャプチャする手段をさらに有し、
    該複数の走査の各々は、前記複数のポイントクラウドの各々を形成する複数の幾何学的な点を含む、請求項２５に記載の画像生成システム。
27. 前記計算システムは、前記複数の幾何学的な点の各々に関連づけて色を前記複数のポイントクラウドの各々に適用する手段をさらに有する、請求項２５に記載の画像生成システム。
28. 前記オブジェクトを走査することにより、該オブジェクトを表す前記ポイントクラウドを開発する手段をさらに備える、請求項２５に記載の画像生成システム。
29. オブジェクトの３次元電子モデルを開発する画像生成システムであって、
    メモリデバイスと、
    各々がオブジェクトの走査中にキャプチャされる画像データおよび位置情報を含む複数の３次元電子画像を記憶するための、該メモリデバイス内の命令と、
    該複数の３次元電子画像の各々の画像データ内に含まれる複数の幾何学的な点を結合するための、該メモリデバイス内の命令と、
    該位置情報の関数として３次元電子モデルを形成するために、該３次元電子画像を合成するための、該メモリデバイス内の命令と
    を備える、画像生成システム。
30. 前記３次元電子モデルをテクスチャライズするための、該メモリデバイス内の命令をさらに備える、請求項２９に記載の画像生成システム。
31. 前記幾何学的な点を結合するための前記メモリデバイス内の命令は、前記複数の３次元電子画像の各々内に表面を形成するための、該メモリデバイス内の命令を含む、請求項２９に記載の画像生成システム。
32. 前記幾何学的な点を結合するための前記メモリデバイス内の命令は、前記複数の３次元電子画像の各々をサブ画像に分割するための、該メモリデバイス内の命令を含む、請求項２９に記載の画像生成システム。
33. 前記幾何学的な点を結合するための前記メモリデバイス内の命令は、各々が前記サブ画像の１つを表す複数のラインを開発するための、該メモリデバイス内の命令を含む、請求項３２に記載の画像生成システム。
34. 前記３次元電子画像を合成するための前記メモリデバイス内の命令は、前記複数のラインを互に位置決めするための、該メモリデバイス内の命令を含む、請求項３３に記載の画像生成システム。
35. 前記３次元電子画像を合成するための前記メモリデバイス内の命令は、前記複数の３次元電子画像を互いに操作するための、該メモリデバイス内の命令を含む、請求項２９に記載の画像生成システム。
36. オブジェクトを表す３次元電子モデルを開発する方法であって、
    複数の地理的位置の各々の位置内においてオブジェクトの走査を実行するステップと、
    各走査中に画像データおよび位置情報を収集するステップと、
    該走査中に収集された画像データおよび位置情報から、各走査を表す３次元電子画像を開発するステップと、
    該オブジェクトを表す３次元電子モデルを形成するために、該位置情報の関数として複数の３次元電子を合成するステップと
    を包含する、方法。
37. 前記走査を実行するステップは、前記オブジェクトの幾何学的形状を表す幾何学的な点を決定するステップを包含する、請求項３６に記載の方法。
38. 前記走査を実行するステップは、１つの領域内において幾何学的な点を決定する間に、同一領域内のカラーライン内の色点データを決定するステップを包含する、請求項３６に記載の方法。
39. 前記画像データおよび位置情報を収集するステップは、幾何学的な点データおよび色点データを同期して収集するステップを包含する、請求項３６に記載の方法。
40. 前記画像データおよび位置情報を収集するステップは、前記走査の実行に使用されるスキャナのナビゲーション座標、面方向、ピッチ、ロールおよび高さを決定するステップを包含する、請求項３６に記載の方法。
41. 前記複数の３次元電子画像を合成するステップは、前記画像データと前記位置情報とを関連づけるステップを包含する、請求項３６に記載の方法。
42. 前記複数の３次元電子画像を合成するステップは、該３次元電子画像の少なくとも一部を互いに操作するステップを包含する、請求項３６に記載の方法。
43. 前記オブジェクトのテクスチャの関数として、ソーステクスチャを選択するステップと、該ソーステクスチャから複合テクスチャを創作するために変換処理手順を開発するステップと、該変換処理手順を前記３次元電子モデルの表面と関連づけるステップとをさらに包含する、請求項３６に記載の方法。
44. 前記オブジェクトは対称的部分を含み、
    前記３次元電子画像を開発するステップは、該オブジェクトの走査済み部分からの前記画像データを該オブジェクトの該対称的部分に鏡映するステップを包含する、請求項３６に記載の方法。
45. オブジェクトを表す３次元電子モデルを開発する方法であって、
    各々がポイントクラウド内の複数の幾何学的な点によって表される複数の３次元電子画像をそれぞれ開発するために、スキャナを用いて複数の位置からオブジェクトを走査するステップと、
    該３次元電子画像の１つを複数のサブ画像内に位置決めするステップと、
    該複数の幾何学的な点をそれぞれの該サブ画像を示す複数のラインに変換するステップと、
    ３次元電子モデルを開発するために、該ラインを合成するステップと
    を包含する、方法。
46. 前記複数の幾何学的な点を変換するステップは、前記サブ画像を示す複数のラインをアウトラインデータファイルとして記憶するステップを包含する、請求項４５に記載の方法。
47. 前記オブジェクトを走査するステップは、複数の位置から走査することにより、複数のそれぞれのポイントクラウドを生成するステップを包含する、請求項４５に記載の方法。
48. 前記合成するステップは、前記複数のラインを互いに操作することによって、互いに正確にフィットさせるステップを包含する、請求項４５に記載の方法。
49. 前記合成するステップは、１つのラインと他のライン間の距離の誤差を最小化するステップを包含する、請求項４５に記載の方法。
50. 前記オブジェクトに残留する残りの面が傾斜している場合、高さを補償するステップをさらに包含する、請求項４５に記載の方法。
51. ラスタ化によって前記３次元電子モデル内の色の空隙を塗りつぶすステップをさらに包含する、請求項４５に記載の方法。
52. 前記３次元電子画像の各々の表面を複数の三角形へ分画し、該複数の三角形の各々の内部のカラー・ブレンディングすることによって、色の空隙を塗りつぶすステップをさらに包含する、請求項４５に記載の方法。
53. オブジェクトを表す３次元電子モデルを開発する方法であって、
    オブジェクトの複数の走査をキャプチャするステップであって、該走査の各々は、３次元電子画像を表す画像データと、各走査がキャプチャされた位置を示す位置情報とを含む、ステップと、
    該走査を合成することによって、該位置情報の関数として該オブジェクトの３次元電子モデルを形成するステップと、
    ソーステクスチャの関数として該３次元電子モデルをテクスチャライズするステップと
    を包含する、方法。
54. 前記テクスチャライズするステップは、テクスチャを前記３次元電子モデルの表面と関連づけるステップを包含する、請求項５３に記載の方法。
55. 前記テクスチャライズするステップは、ソーステクスチャを選択するステップと、複合テクスチャを形成するために該ソーステクスチャを変換するための変換処理手順を創作するステップと、該変換処理手順を前記３次元電子モデルの表面と関連づけるステップとを包含する、請求項５３に記載の方法。
56. 前記３次元電子モデルを複数の層を含む構造に編成するステップをさらに包含する、請求項５３に記載の方法。
57. 前記テクスチャライズするステップは、ソーステクスチャのライブラリを検索するステップと、ソーステクスチャを変換することによって前記３次元電子モデルの表面のための複合テクスチャを形成するステップと、該複合テクスチャを形成するために変換処理手順を該ライブラリに記憶するステップとを包含する、請求項５３に記載の方法。
58. 前記３次元電子モデルをデータファイルとして記憶するステップをさらに包含する、請求項５３に記載の方法。
59. 前記データファイルにアクセスすることにより前記３次元電子モデルを電子マップ内に表示するステップをさらに包含する、請求項５８に記載の方法。

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