動態(tài)的安全相關(guān)的三維內(nèi)容在顯示裝置上的顯示的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于將動態(tài)的安全相關(guān)的三維內(nèi)容顯示在顯示裝置、尤其是車輛的顯示裝置上的方法和系統(tǒng).
【背景技術(shù)】
[0002]在車輛內(nèi)有受微處理器控制的系統(tǒng)，生成三維圖像數(shù)據(jù)的應(yīng)用在這些系統(tǒng)上運行.為此，在現(xiàn)有技術(shù)中，每個應(yīng)用均構(gòu)建一種獨立的、說明一種三維場景的所謂的場景模式。為了將該三維場景描述在顯示單元上，采用所謂的渲染器.這些系統(tǒng)也可在微處理器上、尤其是計算機上被執(zhí)行.這些系統(tǒng)基本用于對三維場景的三維圖像數(shù)據(jù)進行處理，使得其適合用于在所述顯示單元上描述.
[0003]在渲染過程的進程中，可例如由三維場景計算出二維圖像。在對表示矢量圖的三維圖像數(shù)據(jù)進行換算時，目標(biāo)物體的矢量圖可在渲染過程的進程中例如被轉(zhuǎn)換成該目標(biāo)物體在二維的計算機圖形內(nèi)的像點狀像素描述圖.
[0004]三維渲染器可例如由各個單獨的三維場景生成獨立的二維圖形.借助控制組件、所謂的圖層管理器，可通過不同二維圖形的疊加生成用于顯示在顯示單元上的總圖.其中，各個二維圖像按照固定的順序、作為層相互疊加。在此，較高層上的內(nèi)容可以覆蓋較低層上的內(nèi)容.對于最上面的層而言，可確保其內(nèi)容的可見性。
[0005]通過這種基于層的架構(gòu)或者說教據(jù)加工處理，不同應(yīng)用的三維內(nèi)容可以顯示在同一個顯示屏上.由此還可確保，安全相關(guān)的應(yīng)用的內(nèi)容描述在該顯示屏上，也就是說，其不會被其他的安全無關(guān)的應(yīng)用的內(nèi)容覆蓋.
[0006]車輛中的顯示的一個重要方面是安全方面。當(dāng)前，在車輛顯示裝置上主要描述的是二維內(nèi)容.為了確保這些內(nèi)容正確地顯示，將其存儲在專門的硬件區(qū)域內(nèi)并且在所有其他內(nèi)容上方顯示出來.安全相關(guān)的顯示例如為油位過低的報警、胎壓錯誤的報警和/或剎車功能受限的報警.
[0007]三維內(nèi)容的描述決定了例如包括照明效果、鏡反射、陰影投射之類的內(nèi)容的交互.這些內(nèi)容可能不像二維內(nèi)容那樣靜態(tài)地存儲，而是必須實時地計算出來。為了有效計算出三維內(nèi)容在描述二維圖像的顯示裝置上的描述，需要圖形處理器(GPU).通常來說，圖形處理器并不適用于描述安全相關(guān)的內(nèi)容，因為其并不是為此而設(shè)計和認(rèn)證。
[0008]US8286196公開了程序可交替地由中央處理單元(CPU)或由圖形處理器(GPU)執(zhí)行.
[0009]在之前已由本申請人遞交的DE102013201377.9中，其內(nèi)容通過引用而完全納入本說明書中，公開一種方法和一種圖像處理系統(tǒng)，其至少部分地疊加三維圖像場景并且構(gòu)成三維總場景.此外對三維輸出圖像數(shù)據(jù)進行渲染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于，提供改進的用于三維內(nèi)容顯示在車輛顯示裝置上的方法和系統(tǒng)，所述顯示裝置以二維方式來描述三維內(nèi)容.
[0011]所述目的通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法和根據(jù)權(quán)利要求10所述的顯示系統(tǒng)實現(xiàn).
[0012]根據(jù)本發(fā)明的用于在車輛顯示裝置上描述三維圖形信息的方法包括步驟:為所述顯示裝置的至少一個第一區(qū)域，借助圖形處理器，由三維信息計算出第一二維圖形信息，其中，所述顯示裝置以二維方式來描述三維信息。根據(jù)本發(fā)明，為所述顯示裝置的至少一個第二區(qū)域，借助通用處理器，由三維信息計算出第二二維圖形信息，其中，所述第二區(qū)域是所述第一區(qū)域的一部分。檢驗所述第一和第二二維圖形信息的一致程度是否高于閾值.如果所述第一和第二二維圖形信息的一致程度高于閾值，那么在顯示裝置上輸出第一二維信
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[0013]第一二維圖形信息的生成和第二二維圖形信息的生成可借助渲染器來進行。所述通用處理器可以是中央處理單元(CPU).所述第一區(qū)域和第二區(qū)域可以是同樣大小的.通用處理器檢驗圖形處理器的工作方式.如果一致程度小于閾值，那么可輸出報警:內(nèi)容已經(jīng)被操縱或者出現(xiàn)程序的功能錯誤.
[0014]檢驗第一和第二二維圖形信息的一致程度是否高于閾值的步驟可由比較裝置進行，所述比較裝置既不包含圖形處理器，也不包含通用處理器.由此可進一步降低操縱的風(fēng)險。但是所述比較裝置也可以通過在所述通用處理器上運行的軟件實現(xiàn).
[0015]“通用處理器”的概念可設(shè)定為，存在至少一個通用處理器?！皥D形處理器”的概念也可設(shè)定為，存在至少一個圖形處理器.所述至少一個圖形處理器和所述至少一個通用處理器無須位于相同的計算裝置、例如控制器或類似裝置內(nèi)。它們可分布在車輛上并且位于不同的通過網(wǎng)絡(luò)連接的計算裝置內(nèi)。因此，所述方法包括步驟:借助多個圖形處理器計算出第一二維圖形信息.所述方法也包括步驟:借助多個通用處理器計算出第二二維圖形信
?>匕、.
[0016]顯示的內(nèi)容的安全性是通過冗余實現(xiàn)的。兩種完全不同的硬件架構(gòu)和軟件架構(gòu)的結(jié)果給出同樣錯誤的幾率是足夠低的。所述圖形處理器在計算著色單元內(nèi)的數(shù)據(jù)時具有較高的并行化，而通用處理器與圖形處理器相比則具有非常低的并行化。兩種處理器類型的軟件明顯不同，因為圖形處理器的計算由制造商提供的驅(qū)動程序控制，而通用處理器上的計算則是通過單獨研發(fā)的軟件運行。
[0017]所述至少一個通用處理器可以在防衛(wèi)的模式和/或安全模式下計算所述第二二維圖形信息，在該安全模式下防止數(shù)據(jù)被篡改.
[0018]所述方法可求得三維信息的安全相關(guān)的區(qū)域并且確定所述第二區(qū)域，使得其包括安全相關(guān)的區(qū)域.接著，可檢驗所述第一和第二二維圖形信息的一致程度是否高于閾值.由此提高效率，因為僅對安全相關(guān)區(qū)域進行檢驗.
[0019]所述第一和第二二維信息可包括照明效果、鏡反射和/或陰影投射，這些信息基于所述的三維數(shù)據(jù)計算。由此，三維描述對于觀看者而言如圖自然的場景。
[0020]所述三維信息可實時地計算。不期望的是，將三維圖像固定地存放在硬件存儲器內(nèi)，因為由此可能不能創(chuàng)建任何單獨的場景.所述三維信息可由多個在同一計算裝置(例如同一計算機、控制器或類似裝置)上運行的程序生成.但所述三維信息也可由多個在不同計算裝置(例如計算機、控制裝置或類似裝置)上運行的程序生成。這些計算裝置可通過網(wǎng)絡(luò)和/或總線連接起來.
[0021]所述三維信息可具有第一三維部分信息，該第一三維部分信息配設(shè)有第一優(yōu)先級并且在第二三維部分信息之前或者說上方描述，該第二三維部分信息配設(shè)有低于第一優(yōu)先級的第二優(yōu)先級.多個分布的程序可在顯示裝置上描述信息.例如第一程序可以在顯示裝置上描述出尾部攝像頭的圖像.第二程序可以依據(jù)轉(zhuǎn)向角描述預(yù)測的行車軌跡。第三程序可以評價距離傳感器的信息并且指出可能的碰撞風(fēng)險。這些信息可相互重疊地描述在顯示裝置上.
[0022]如果在描述倒車攝像頭的圖像、預(yù)測的行車軌跡和距離信息的過程中求得，油位過低，那么在倒車攝像頭的圖像上方漸顯發(fā)動機要立即停止運轉(zhuǎn)并且要檢測油位的信息.在本實施例中，油位信息具有最高優(yōu)先級，距離信息具有第二高的優(yōu)先級，預(yù)測的行車軌跡具有第三高的優(yōu)先級，而倒車攝像頭的圖像具有最低優(yōu)先級.
[0023]三維信息可包括效果說明.效果說明抽象地說明要描述的三維圖形。效果說明包括與平臺無關(guān)的、關(guān)于圖形處理器要怎樣顯示各個圖形元素的方式方法的說明。效果說明在內(nèi)容上基本與所謂的著色器代碼一樣，但是并不依賴特定的圖形程序接口(例如OpenGL或者DirectX).另外，所述說明還包括除了著色器代碼以外的圖形處理器配置，例如混合模式、深入評測等等.
[0024]這種效果說明的數(shù)據(jù)格式是樹形結(jié)構(gòu).這種結(jié)構(gòu)類似一種抽象的語法樹，例如編譯程序也使用這種結(jié)構(gòu)。所述效果說明基本上也對應(yīng)于在語法分析器對源代碼進行處理之后的結(jié)果。
[0025]二維信息的生成還可包括時間片渲染。經(jīng)常會出現(xiàn)這樣的問題，在一個場景內(nèi)存在不同動態(tài)的內(nèi)容，例如需要極高反應(yīng)度的測速儀指針和時間敏感度較低的導(dǎo)航場景.這就可能要么用非常高的幀數(shù)來渲染導(dǎo)航和測速儀指針，要么用較低的幀數(shù)來渲染二者.用測速儀指針?biāo)璧膸瑪?shù)來渲染導(dǎo)航通常對硬件的要求過高.反之，用導(dǎo)航的低幀數(shù)來渲染測速儀指針，會導(dǎo)致測速儀指針的動畫不流暢。在這些情況下，使用所謂的時間片渲染.在此，測速儀指針以高幀頻渲染(例如60fps)，并且在每幀中同時渲染導(dǎo)航的一部分，但不顯示出來.取而代之，為導(dǎo)航使用之前的圖像。如果假設(shè)導(dǎo)航需要20fps的幀頻，那么在每幀中僅一同計算1/3的導(dǎo)航場景。于是在用于測速儀指針的三幀之后，就可以使用導(dǎo)航的完整的一幀。在這種情況下，測速儀指針可被渲染到新的導(dǎo)航圖像上并且重新得到完整的圖像。使用這種技術(shù)，負(fù)荷能夠得到更好的分配。
[0026]本發(fā)明還涉及一種計算機程序產(chǎn)品，當(dāng)該計算機程序產(chǎn)品被加載到具有處理器和存儲器的計算機中時，執(zhí)行上述方法的步驟。所述計算機可以是控制器.
[0027]本發(fā)明還涉及一種顯示系統(tǒng)，該顯示系統(tǒng)構(gòu)成為，將三維圖形信息描述在車輛的顯示裝置上.該顯示系統(tǒng)包括二維地描述三維信息的顯示裝置、至少一個圖形處理器、至少一個通用處理器、協(xié)調(diào)裝置和比較裝置。所述協(xié)調(diào)裝置指示圖形處理器，為所述顯示裝置的至少一個第一區(qū)域由所述三維信息計算出第一二維圖形信息.所述協(xié)調(diào)裝置指示通用處理器，為所述顯示裝置的至少一個第二區(qū)域由三維信息計算出第二二維圖形信息。所述協(xié)調(diào)裝置指示比較裝置，檢驗所述第一和第二二維圖形信息的一致程度是否高于閾值.
[0028]所述至少一個圖形處理器、所述至少一個通用處理器、控制裝置和比較裝置可位于一個計算裝置內(nèi)或分布在多個計算裝置上。所述控制裝置和/或比較裝置可通過所述通用處理器執(zhí)行或者通過專用的硬件或裝置執(zhí)行.在確定所述第一和第二二維圖形信息的一致程度高于閾值之后，可以在顯示裝置上輸出第一二維圖形信息.
[0029]所述顯示系統(tǒng)也可進一步構(gòu)成，如上面在所述方法方面已描述的那樣.
【附圖說明】
[0030]現(xiàn)參照附圖1更詳細(xì)地闡述本發(fā)明，該附圖示出本發(fā)明的一種示范性的并非限制性的實施方式，附圖如下:
[0031]圖1示出具有根據(jù)本發(fā)明的顯示系統(tǒng)的車輛系統(tǒng).
【具體實施方式】
[0032]在圖1中示出具有顯示系統(tǒng)2的車輛系統(tǒng)1。車輛系統(tǒng)1包括連接在倒車攝像頭控制裝置22上的倒車攝像頭20。車輛系統(tǒng)1另外還包括連接在轉(zhuǎn)向角檢測裝置26上的轉(zhuǎn)向盤24。車輛系統(tǒng)1還包括至少一個例如可以設(shè)置在車輛保險杠內(nèi)的距離傳感器28，以及連接