[发明专利]用于三维虚拟环境的街道网络内的程序生成建筑物图形的系统和方法

说明书

三维虚拟环境中的与多个建筑物对应的图形的程序生成的系统和方法包括：标识被三维虚拟环境内的多个街道包围的三维虚拟环境中的区域；生成区域内的多个拼块的二维布置；基于存储在存储器中的伪随机索引值阵列针对多个拼块中的每个拼块标识与每个拼块对应的建筑物区段图形的子集中的一个建筑物区段图形；和基于多个拼块的二维布置和针对多个拼块中的每个拼块所标识的建筑物区段图形来生成包括区域中的多个建筑物的图形描绘的三维虚拟环境的图形描绘。

技术领域

本公开一般涉及计算机图形领域，并且更具体地，涉及用于表示三维计算机图形中的建筑物的图形的程序（procedural）生成的系统和方法。

背景技术

许多现代软件应用将虚拟环境的三维表示显示为用户界面的一部分。三维（3D）图形用于广泛范围的应用，包括视频游戏、模拟、虚拟和增强现实应用、地理空间信息应用、以及用于地图和导航的应用。在许多应用中，3D图形在描绘现实世界环境和位置时比二维（2D）图形更有用，因为人与现实世界之间的正常交互发生在三维中。

为了显示三维图形，计算系统需要用于三维虚拟环境中的结构和其他项目的几何信息、以及包括纹理和照明信息的各种其他数据片，以执行产生虚拟环境的图形描绘的处理。在一些情况下，在虚拟环境内显示大量相对较小的图形模型，诸如建筑物。存储用于大量建筑物的单独图形模型通常是不切实际的，因此一些现有技术系统将各种技术用于程序生成以使用可以以实际方式存储在存储器中的相对较小的一组几何数据来显示建筑物组。程序生成图形是指计算设备使用包括模型和纹理的相对较小的一组存储图形数据和一个或多个计算算法来生成以从存储的图形数据构建复杂的图形场景而不是存储用于整个虚拟环境的精确几何模型的图形，包括3D图形。例如，从存储在存储器中的一组几个单独建筑物模型来生成建筑物群集是程序生成图形的一种应用。

虽然程序生成图形减少了对虚拟环境的复杂预生成图形模型的要求，但是现有技术程序图形生成技术还要求大量的计算资源，这些资源在许多嵌入式和低功率计算设备（诸如车载导航系统和移动电子设备）中通常是不可用的。特别地，用于在城市或郊区三维环境中布置在街道街区（block）之间的大量建筑物的现有技术图形生成技术对于与较低功率设备一起使用可能是不实际的。例如，诸如Google Maps和Apple Maps的在线地图服务要求移动设备用户下载用于所有三维建筑物模型的预定模型。在具有大量建筑物的密集环境中，下载所有建筑物模型的要求要求移动电子设备消耗大量的网络带宽和电池电量。因此，以计算高效的方式程序生成用于大量建筑物的图形的改进技术将是有益的。

发明内容

在一个实施例中，已经开发了一种用于生成三维虚拟环境中的与多个建筑物对应的图形的方法。该方法包括利用处理器标识被三维虚拟环境内的多个街道包围的三维虚拟环境中的区域；利用处理器生成区域内的多个拼块（tile）的二维布置，每个拼块对应于存储在存储器中的多个建筑物区段图形中的建筑物区段图形的子集；利用处理器基于存储在存储器中的伪随机索引值阵列来标识用于多个拼块中的每个拼块的建筑物区段图形的子集中的一个建筑物区段图形，每个索引值对应于建筑物区段图形的子集中的一个建筑物区段图形；和利用处理器和显示设备基于多个拼块的二维布置和针对多个拼块中的每个拼块所标识的一个建筑物区段图形来生成包括区域中的多个建筑物的图形描绘的三维虚拟环境的图形描绘。