JP2000207579A - 3dシミュレ―ション装置および方法 - Google Patents

3dシミュレ―ション装置および方法

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JP2000207579A
JP2000207579A JP11321332A JP32133299A JP2000207579A JP 2000207579 A JP2000207579 A JP 2000207579A JP 11321332 A JP11321332 A JP 11321332A JP 32133299 A JP32133299 A JP 32133299A JP 2000207579 A JP2000207579 A JP 2000207579A
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聡 大内
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健祐 中西
Katsuhiro Miura
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディスプレイに表示されるイメージをさらに
臨場感に富むものにする。 【解決手段】 CPU10はある位置での視点(カメ
ラ)と、車両との間の直線距離を計算し、視点(カメ
ラ)からの視野に入る車両については直線距離に応じて
表示の詳細度を可変設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、仮想3D(3次元
空間)上の走行路を移動する移動物体、たとえば、4輪
車や2輪車などの移動状態を表示画面上に2次元的に表
示する3Dシミュレーション装置および方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ゲーム装置では、複数の4輪車や
2輪車(以下、車両)が走行路を移動する移動状態を模
擬的に表示するとともに複数の車両の中の1台を遊戯者
の手動操作で移動させ、タイムを競ったり、他の車両と
競争するシミュレーションゲームを提供している。
【0003】車両の移動状態を模擬して、遊戯者が操作
する車両あるいは予め定めた固定の位置(単に視点と総
称する)から見える視野を表示するために、ゲーム装置
の中のコンピュータ(CPUを有する3Dシミュレーシ
ョン装置)は遊戯者の操作(進行方向、車両の速度に関
する操作)により入力される情報を受け付ける。また、
仮想3D空間上で他の複数の車両の移動を制御し、遊戯
者が操作する車両近くに存在する車両を図4に示すよう
に表示画面に表示させる。
【0004】表示に使用するイメージはコンピュータの
作画機能により作成される。3Dとして臨場感を持たせ
るために操作者が操作する車両(車両形態によってはド
ライバーを含む)よりも前方にいる車両は操作者が操作
する車両よりも小さくなるように作画して表示画面に表
示する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前方にいる車両の表示
のための大きさは視点(カメラ)から見た前方の奥行き
に依存する。より具体的には、仮想3D空間の走行路上
で、視点を符号1で示し、コンピュータが制御する他の
車両を図3の符号2〜4で示すと、視点1から視線に沿
った距離、いわゆる奥行きに比例して、他の車両の表示
上の大きさが決定される。通常は、距離R1、距離R2
を持つ複数のゾーンZ1,Z2を設け、車両がどのゾー
ンに存在するかをコンピュータが判定して、表示すべき
車両の大きさおよび詳細度を決定している。
【0006】このような奥行きだけを基準にして表示す
る車両の大きさおよび詳細度を決定すると、図3(A)
の車両3と車両4とは遊戯者が操作する車両との間の直
線距離がほぼ同じであるにも関わらず、車両3は近いゾ
ーンに存在するので、大きく、詳細に表示されてしま
う。
【0007】このため、遊戯者の注目するディスプレイ
中央の詳細度が低いので実際に表示された作画イメージ
が奇異に感じられてしまうという解決すべき課題があっ
た。
【0008】そこで、本発明の目的は、上述の点に鑑み
て、表示画面に表示される作画イメージがより臨場感を
持つ3Dシミュレーション装置および方法を提供するこ
とにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、請求項1の発明は、仮想3D空間上の走行路
を複数の移動体が移動し、前記複数の移動体の中の特定
の移動体について手動で移動状態を制御し、任意の位置
の視点から見た場合の視野をディスプレイ上に模擬的に
表示する3Dシミュレーション装置において、前記仮想
3D空間上での前記視点と移動体との間の直線的な距離
を計算する計算手段と、該計算手段により計算された距
離に応じて前記ディスプレイに表示すべき移動体の作画
の詳細度を決定する情報処理手段と、当該決定された詳
細度に応じて前記表示すべき移動体の作画を行う画像処
理手段とを具えたことを特徴とする。
【0010】請求項2の発明は、請求項1に記載の3D
シミュレーション装置において、前記情報処理手段は、
前記視点を起点にして、距離に応じた複数のゾーンを用
意し、該複数のゾーンのいずれかに表示対象の移動体が
位置するかを判定することにより当該移動体の作画の詳
細度を決定することを特徴とする。
【0011】請求項3の発明は、請求項2に記載の3D
シミュレーション装置において、同じゾーン内に予め定
めた台数以上の移動体が存在する場合には、前記情報処
理手段は、前記視点から近い予め定めた台数分の移動体
については作画に関して高い詳細度を与え、同じゾーン
内の他の移動体については低い詳細度を与えることを特
徴とする。
【0012】請求項4の発明は、仮想3D空間上の走行
路を複数の移動体が移動し、前記複数の移動体の中の特
定の移動体について手動で移動状態を制御し、前記視点
から見た場合の視野をディスプレイ上に模擬的に表示す
る3Dシミュレーション方法において、前記仮想3D空
間上での前記視点と移動体との間の直線的な距離を計算
する計算ステップと、該計算ステップにより計算された
距離に応じて前記ディスプレイに表示すべき移動体の作
画の詳細度を決定する情報処理ステップと、当該決定さ
れた詳細度に応じて前記表示すべき移動体の作画を行う
画像処理ステップとを具えたことを特徴とする。
【0013】請求項5の発明は、請求項4に記載の3D
シミュレーション方法において、前記情報処理ステップ
では、前記視点を起点にして、距離に応じた複数のゾー
ンを用意し、該複数のゾーンのいずれかに表示対象の移
動体が位置するかを判定することにより当該移動体の作
画の詳細度を決定することを特徴とする。
【0014】請求項6の発明は、請求項5に記載の3D
シミュレーション方法において、同じゾーン内に予め定
めた台数以上の移動体が存在する場合には、前記情報処
理ステップでは、前記視点から近い予め定めた台数分の
移動体については作画に関して高い詳細度を与え、同じ
ゾーン内の他の移動体については低い詳細度を与えるこ
とを特徴とする。
【0015】請求項7の発明は、仮想3D空間上を複数
の移動体が移動し、前記複数の移動体の中の特定の移動
体について手動で移動状態を制御し、任意の位置の視点
から見た場合の視野をディスプレイ上に模擬的に表示す
る3Dシミュレーション装置において、前記視点と、表
示画面上に表示する他の物体の間の距離を計算する第1
の計算手段と、前記視点に対する前記表示画面上に表示
する物体の相対移動速度を計算する第2の計算手段と、
前記第1の計算手段により計算された距離および前記第
2の計算手段により計算された相対速度に基づき前記表
示画面に表示する物体の表示についての作画の詳細度を
決定する情報処理手段と、当該決定された詳細度に応じ
て前記他の物体の作画を行う画像処理手段とを具えたこ
とを特徴とする。
【0016】請求項8の発明は、仮想3D空間上を複数
の移動体が移動し、前記複数の移動体の中の特定の移動
体について手動で移動状態を制御し、任意の位置の視点
から見た場合の視野をディスプレイ上に模擬的に表示す
る3Dシミュレーション方法において、前記視点と、表
示画面上に表示する物体の間の距離を計算する第1の計
算ステップと、前記視点に対する前記表示画面上に表示
する物体の相対移動速度を計算する第2の計算ステップ
と、前記第1の計算ステップにより計算された距離およ
び前記第2の計算ステップにより計算された相対速度に
基づき前記前記表示画面に表示する物体の表示について
の作画の詳細度を決定する情報処理ステップと当該決定
された詳細度に応じて前記他の物体の作画を行う画像処
理ステップとを具えたことを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を詳細に説明する。
【0018】ゲーム装置で使用される3Dシミュレーシ
ョン装置はソフトウェアの内容が従来と異なるもののハ
ード構成は従来と同様とすることができる。このため、
ハード構成の説明は簡単にとどめる。図1は3Dシミュ
レーション装置のシステム構成を示す。
【0019】図1において、CPU10、ROM11、
RAM12、ディスプレイ13および入力装置14がバ
スに接続されている。CPU10はROM11に記憶さ
れたゲームプログラムにしたがって、入力装置14から
入力される情報、すなわち、遊戯者が操作する車両の移
動関連情報を受け付ける。また、上記ゲームプログラム
にしたがって、CPU10は仮想3D空間中の走行路上
で複数の車両を移動させ、遊戯者の操作する車両(以
下、遊戯者の車両と略記する)と他の車両の位置、移動
方向をRAM12に記憶するとともにこれらの情報に基
づいて、ディスプレイ14に表示すべきイメージを作画
する。
【0020】ROM11は上記ゲームプログラムを保存
記憶するとともに表示すべき車両の作画のための形状デ
ータをも保存する。RAM12は上述したように操作者
の車両およびCPU10が制御する複数の車両の走行路
上の位置、速度、移動方向に関するデータおよびその
他、ゲームを行うための各種のデータを記憶する。ま
た、表示するイメージもRAM12上で作成される。な
お、作画専用のRAMを別途、設けてもよい。
【0021】ディスプレイ13は上記作成された作画イ
メージを表示する。入力装置14は、ハンドル、アクセ
ルペダル、ブレーキペダル等を有し、ハンドルの操作に
より遊戯者の車両の移動方向を指示し、アクセルペダル
およびブレーキペダルにより遊戯者の車両の速度を制御
する。これらのデバイスにより入力される情報がCPU
10に対して入力される。
【0022】本発明に係わるイメージ作成処理(作画処
理)の内容を図2に示す。図2に示す処理手順は、実際
にはCPU10が実行可能なプログラム言語の形態でR
OM11に記憶される。本実施の形態では、プログラム
の記憶媒体として、ROMを使用しているが、ハードデ
ィスク記憶装置を使用してもよい。また、フロッピーデ
ィスクやCDROMから、3Dシミュレーション装置内
のRAMやハードディスク記憶装置に実装(インストー
ル)してもよい。
【0023】図2を参照して本発明実施形態の作画処理
を説明する。
【0024】なお、従来と同様、遊戯者の車両と、CP
U10が制御する複数の車両の移動位置等の上述の情報
はゲームの進行中、常時更新されているものとする。C
PU10は一定周期割り込みで図2の処理手順を実行す
る。CPU10はRAM12に記憶されている全車両の
位置情報を読み出すと、ある位置の視点(カメラ)を起
点とした相対座標系に全車両の位置情報を変換する(ス
テップS10)。
【0025】次に、カメラの視野に映し出される映像範
囲から外れる車両を検出する。この検出は、ステップS
10で取得した相対座標から周知技術により簡単に行う
ことができる。検出した車両については表示を行わない
ので、表示対象の車両のリストから除外する(ステップ
S20)。
【0026】CPU10は表示すべき車両について、そ
の相対座標系での位置に基づき基準点の遊戯者の車両と
の間の直線距離を計算する。
【0027】得られた距離を図3の(B)に示すような
閾値R1,R2,R3と比較することにより表示対象の
車両がZ1〜Z3のどのゾーンに存在するかを判別す
る。続いて、CPU10は判別されたゾーンに対応させ
て、表示すべき車両の大きさおよび作画の詳細度を決定
する。なお、車両の大きさは奥行き方向の距離に依存す
る(ステップS30)。
【0028】車両の位置するゾーンに応じて、どの程度
まで詳細に作画するかは予めROM11に用意されたテ
ーブルに基づき決定される。より詳しくは、詳細の程度
に応じた作画データが上記テーブルに記載されているの
で、車両が存在するゾーンが決定されると、そのゾーン
に対応した、描画するための3D用の作画データが得ら
れる。なお、大きさについてはカメラからの奥行き方向
の距離に応じて一義的に定まるので詳細な説明を要しな
いであろう。
【0029】この作画データを使用して、表示対象の車
両の相対座標位置に対応させた作画が行われる。これに
より、視点(カメラ)の前方に位置する車両は車両の背
部のイメージが作画され、斜め前方に位置する車両につ
いては斜めから見たイメージ(図4参照)が作画され
る。なお、この車両の作画に関連して、走行路のイメー
ジおよび背景のイメージについても作画されるが、この
作画のための画像処理は従来と同様の処理を行えばよい
ので、詳細な説明を省略する。
【0030】表示すべき車両についてRAM12上に作
画を行うと、CPU10は作画したイメージをディスプ
レイ13に転送する(ステップS60)。
【0031】以上の処理を非常に短い周期で繰り返し行
うと、遊戯者が制御する車両近くの車両は大きく、詳細
に表示されるので、ディスプレイ13の表示画面上には
あたかも遊戯者が実際に車両を運転しているような臨場
感を遊戯者に与え、また、遊戯者の注目するディスプレ
イ中央の詳細度が上がるので、従来のように奇異な感じ
を与えることはない。
【0032】(他の実施形態)上述の実施形態では、特
定の移動物体と他の移動物体のとの間の距離応じて、他
の移動物体の作画の詳細度を決定した。この実施形態に
さらに特定の移動物体の他の移動物体に対する相対速度
の影響度を加味した作画の詳細度決定方法を説明する。
【0033】特定の移動物体と他の移動物体の距離が同
じでも表示画面上の他の物体の相対移動速度が大きいほ
ど他の物体の詳細までは表示画面を注視しているプレー
ヤーにとって、知覚されない。そこで、本実施形態で実
行される作画処理手順を図6に示す。
【0034】なお、本実施形態では、特定の移動物体と
他の物体との間の距離と、相対速度と他の物体の作画の
詳細度が定まる2次元テーブルが用意されており、上記
2つのパラメータの各値に対応するテーブルの記載欄に
詳細度に対応する作画データが記載され、このテーブル
がROM11内に格納されているものとする。
【0035】CPU10はカメラ視点を有する特定の移
動物体に対する他の物体,すなわち,移動物体や背景を
構成する物体と、特定の物体(視点)との間の画面上の
相対座標(距離)を計算すると共に、相対速度を計算す
る(ステップS110)。相対速度は、前回の他の物体
の相対座標と今回の相対座標の差分と、前回の計算時刻
と今回の計算時刻との差分から距離/時間の単純な計算
式により求まる。
【0036】また、移動物体が絶対移動速度(仮想的に
地上を走行する移動速度)のパラメータを有するゲーム
の場合には。その絶対移動速度から相対速度を求め、表
示画面上の相対移動速度に換算する。この場合には、特
定の移動物体の移動速度と他の物体の移動速度の差分値
が(絶対)相対速度となる。
【0037】上述の実施形態と同様に、視野から外れて
いる物体については、表示対象から除外し、表示対象と
すべき物体についての作画データをテーブルから取り出
す。より具体的には、相対速度および相対座標に対応す
るテーブルの読み出しアドレスを計算し、この読み出し
ドレスのデータをROM11のテーブルから取り出す。
【0038】この後、作画データに基づいて、物体の作
画が行われる。以上の処理を、表示対象の物体の全てに
ついて繰り返して、表示用のイメージデータを作成し、
表示を行う(ステップS120〜S140)。
【0039】このような処理を行うことにより、図5に
示すようなゲーム画面では、カメラ視点を有する特定の
移動物体、この場合、車両21に近く、車両21に近寄
る車両で、車両21に距離的に近い車両22はより詳細
に描かれ表示される。また、同じ距離でも車両21に対
する表示画面上の相対移動速度が高い地上の背景の物体
23は少しく粗く描かれて表示される。
【0040】このように、視点を有する移動物体に対す
る表示画面上の相対移動速度をも考慮することにより、
より、臨場感に富んだゲーム画面をプレーヤーに提供す
ることができる。
【0041】上述の実施形態の他に次の形態を実施でき
る。
【0042】1)上述の実施形態では図4に示すよう
に、オートバイ(2輪車)に関するゲームを例に示した
が3Dシミュレーション装置の対象となる移動体として
は他に4輪車、動物等走行路を走行する各種の移動体に
対して本発明を適用することができる。
【0043】2)図1に示すハード構成は1実施例であ
り、本発明の概念の範囲内で修正することが可能であ
る。たとえば、CPU10はRAM12上に作成された
作画イメージを読み出して、ディスプレイ13に転送し
ているが、作画イメージを読み出すための専用のコント
ローラを設けることもできる。
【0044】3)上述の実施形態ではカメラと車両との
間の直線距離で作画イメージの詳細度を決定するパラメ
ータとしたがさらに同じゾーン内に位置する車両台数が
予め定めた台数以上の場合には、視点に近い順に予め定
めた台数までは詳細に、予め定めた台数を超える車両に
ついては詳細度を落として作画することができる。
【0045】この場合には、同じゾーンに位置する車両
台数をCPU10により計数し、計数の台数を予め定め
た台数と比較する。計数の台数が予め定めた台数よりも
大きい場合には、各車両の距離の大小を比較し、予め定
めた台数分、距離の近い車両を検出する。残りの車両が
詳細度を落とす車両となる。
【0046】4)上述の実施形態では視点(カメラ)と
他の車両との距離は相対座標により求めたが、この場合
にも仮想3D空間上の直線距離を計算していることにな
る。また、距離計算に、仮想3D空間上の絶対座標を使
用してもよいこともちろんである。以上述べた、実施形
態の他に種々の変形が可能であるが、その変形が特許請
求の範囲に記載した発明の技術思想に沿ったものである
場合には、その変形は、特許請求の範囲の技術範囲とな
る。
【0047】
【発明の効果】以上、説明したように、請求項1,4の
発明によれば、視点(カメラ)と表示すべき移動体の直
線距離に応じて表示すべき移動体の作画の詳細度を決定
するようにしたので、従来のように、遊戯者の注目する
ディスプレイ中央の詳細度が低いという不具合を解消
し、もって、作画の表示をより臨場感に富むものとする
ことができる。
【0048】請求項2,5の発明によれば、距離はゾー
ン分割されるので、詳細度に応じた作画データを増加さ
せず、作画の詳細さと、作画データの量とのバランスを
好適とすることができる。
【0049】請求項3,6の発明によれば、同じゾーン
内に位置する移動体の台数が多数の場合には、視点(カ
メラ)に近い所定数の移動体の作画の詳細度が高いの
で、ディスプレイに表示された作画イメージはより高い
臨場感を表すことができる。加えて、高詳細なイメージ
作成は装置において高負荷となり低詳細なイメージ作成
は装置において低負荷となるので、低詳細なイメージが
増える分全体の作画処理の負荷をおさえることができ
る。
【0050】請求項7,8の発明によれば、視点(カメ
ラ)と表示すべき移動体や静止物体など表示画面に表示
する物体の距離および相対速度(表示画面上の相対速度
あるいは絶対相対速度)に応じて表示すべき物体の作画
の詳細度を決定するようにしたので、従来のように、遊
戯者の注目するディスプレイ中央の詳細度が低いという
不具合を解消し、もって、作画の表示をより臨場感に富
むものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施形態のシステム構成を示すブロック
図である。
【図2】本発明実施形態の作画処理(画像処理)手順を
示すフローチャートである。
【図3】(A)は従来の作画処理を説明するための説明
図であり、(B)は本発明実施形態の作画処理を説明す
るための説明図である。
【図4】作画されたイメージの表示内容を模式的に示す
説明図である。
【図5】他の実施形態におけるゲーム表示画面の一例を
示す説明図である。
【図6】他の実施形態における作画処理手順を示すフロ
ーチャートである。
【符号の説明】
10 CPU 11 ROM 12 RAM 13 ディスプレイ 14 入力装置

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 仮想3D空間上の走行路を複数の移動体
    が移動し、前記複数の移動体の中の特定の移動体につい
    て手動で移動状態を制御し、任意の位置の視点から見た
    場合の視野をディスプレイ上に模擬的に表示する3Dシ
    ミュレーション装置において、 前記仮想3D空間上での前記視点と移動体との間の直線
    的な距離を計算する計算手段と、 該計算手段により計算された距離に応じて前記ディスプ
    レイに表示すべき移動体の作画の詳細度を決定する情報
    処理手段と、 当該決定された詳細度に応じて前記表示すべき移動体の
    作画を行う画像処理手段とを具えたことを特徴とする3
    Dシミュレーション装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の3Dシミュレーション
    装置において、前記情報処理手段は、前記視点を起点に
    して、距離に応じた複数のゾーンを用意し、該複数のゾ
    ーンのいずれかに表示対象の移動体が位置するかを判定
    することにより当該移動体の作画の詳細度を決定するこ
    とを特徴とする3Dシミュレーション装置。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の3Dシミュレーション
    装置において、同じゾーン内に予め定めた台数以上の移
    動体が存在する場合には、前記情報処理手段は、前記視
    点から近い予め定めた台数分の移動体については作画に
    関して高い詳細度を与え、同じゾーン内の他の移動体に
    ついては低い詳細度を与えることを特徴とする3Dシミ
    ュレーション装置。
  4. 【請求項4】 仮想3D空間上の走行路を複数の移動体
    が移動し、前記複数の移動体の中の特定の移動体につい
    て手動で移動状態を制御し、前記視点から見た場合の視
    野をディスプレイ上に模擬的に表示する3Dシミュレー
    ション方法において、 前記仮想3D空間上での前記視点と移動体との間の直線
    的な距離を計算する計算ステップと、 該計算ステップにより計算された距離に応じて前記ディ
    スプレイに表示すべき移動体の作画の詳細度を決定する
    情報処理ステップと、 当該決定された詳細度に応じて前記表示すべき移動体の
    作画を行う画像処理ステップとを具えたことを特徴とす
    る3Dシミュレーション方法。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の3Dシミュレーション
    方法において、前記情報処理ステップでは、前記視点を
    起点にして、距離に応じた複数のゾーンを用意し、該複
    数のゾーンのいずれかに表示対象の移動体が位置するか
    を判定することにより当該移動体の作画の詳細度を決定
    することを特徴とする3Dシミュレーション方法。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載の3Dシミュレーション
    方法において、同じゾーン内に予め定めた台数以上の移
    動体が存在する場合には、前記情報処理ステップでは、
    前記視点から近い予め定めた台数分の移動体については
    作画に関して高い詳細度を与え、同じゾーン内の他の移
    動体については低い詳細度を与えることを特徴とする3
    Dシミュレーション方法。
  7. 【請求項7】 仮想3D空間上を複数の移動体が移動
    し、前記複数の移動体の中の特定の移動体について手動
    で移動状態を制御し、任意の位置の視点から見た場合の
    視野をディスプレイ上に模擬的に表示する3Dシミュレ
    ーション装置において、 前記視点と、表示画面上に表示する物体の間の距離を計
    算する第1の計算手段と、 前記視点に対する前記表示画面上に表示する物体の相対
    移動速度を計算する第2の計算手段と、 前記第1の計算手段により計算された距離および前記第
    2の計算手段により計算された相対速度に基づき前記表
    示画面に表示する物体の表示についての作画の詳細度を
    決定する情報処理手段と、 当該決定された詳細度に応じて前記他の物体の作画を行
    う画像処理手段とを具えたことを特徴とする3Dシミュ
    レーション装置。
  8. 【請求項8】 仮想3D空間上を複数の移動体が移動
    し、前記複数の移動体の中の特定の移動体について手動
    で移動状態を制御し、任意の位置の視点から見た場合の
    視野をディスプレイ上に模擬的に表示する3Dシミュレ
    ーション方法において、 前記視点と、表示画面上に表示する他の物体の間の距離
    を計算する第1の計算ステップと、 前記視点に対する前記表示画面上に表示する物体の相対
    移動速度を計算する第2の計算ステップと、 前記第1の計算ステップにより計算された距離および前
    記第2の計算ステップにより計算された相対速度に基づ
    き前記他の物体の表示についての作画の詳細度を決定す
    る情報処理ステップと当該決定された詳細度に応じて前
    記表示画面に表示する物体の作画を行う画像処理ステッ
    プとを具えたことを特徴とする3Dシミュレーション方
    法。
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