JP3753338B2 - 3次元シミュレータ装置及び画像合成方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、オブジェクト空間内での視界画像の合成が可能な3次元シミュレータ装置及び画像合成方法に関する。
【0002】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】
従来より、仮想的な3次元空間であるオブジェクト空間内に表示物を表すオブジェクトを配置し、所与の視点位置からの視界画像を合成する3次元シミュレータ装置が公知であり、プレーヤがいわゆる仮想的な現実感を体感できるものとして人気が高い。
【0003】
この種の3次元シミュレータ装置では、いわゆる仮想現実感をプレーヤに体験させるために、よりリアルな表現が要求されている。このため3次元レーシングゲーム装置を例にとれば、オブジェクト空間内に3次元的に形成されたコースを配置し、コースのアップダウンにより視界画像を変化させるといった試みがなされている。即ち例えば上り坂においては視点位置を高くしてゆき、下り坂においては視点位置を低くしてゆく。このようにすることで、現実の道路を走行しているような感覚をプレーヤは得ることができ、ゲームのリアル感を増すことができる。
【0004】
しかしながら、このようなゲーム装置では、コースの各位置での高さは時間的に固定されていた。そして水上バイク、モータボート、サーフボード、水上スキー等のゲームにおいて、コースでの各位置での高さが常に固定されていると、波により水面が変化する等の感覚をプレーヤに体感させることができず、仮想現実感の表現が不十分となる。
【0005】
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、マップの高さの時間的変化を体感できる3次元シミュレータ装置及び画像合成方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向にて見える視界画像を合成する3次元シミュレータ装置であって、前記オブジェクト空間に配置されるマップ上の第1〜第nの位置での第1〜第nの高さ情報の各々を時間経過に伴い変化させる手段と、前記マップ上において移動する移動体の該移動に追従する視点位置及び視線方向の少なくとも一方を、前記第1〜第nの高さ情報の少なくとも1つに基づいて変化させる手段と、変化する前記視点位置、前記視線方向にて見える視界画像を合成する手段とを含むことを特徴とする。
【0007】
本発明によれば、マップ上の各位置での高さ情報が固定されず、時間経過に伴い変化する。そして移動体は、高さ情報が変化するこのマップ上を移動し、移動体の移動に追従する視点位置、視線方向が、この変化する高さ情報に基づいて変化する。そして視点位置、視線方向が変化することで、観者(プレーヤ)は、マップの高さの時間的変化を体感でき、仮想現実感の向上を図れる。なお時間的に変化する高さ情報を得る手法としては、徐々に変化する高さ情報をメモリに記憶しこれを読み出す手法、所与の関数で高さ情報を変化させる手法等、種々のものを考えることができる。また視点位置、視線方向は、移動体の移動に完全に追従する必要はなく、ある程度の変動成分を持ちながら追従してもよい。
【0008】
また本発明は、前記マップの画像を時間経過に伴い変化させると共に、高さ情報を、マップの画像の変化よりも頻繁に変化させることを特徴とする。
【0009】
このようにすれば、処理の高速性、メモリ容量等をそれほど犠牲にすることなく、視点位置、視線方向の滑らかな変化が可能となる。
【0010】
また本発明は、オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向にて見える視界画像を合成する3次元シミュレータ装置であって、前記オブジェクト空間に配置されるマップ上の第1〜第nの位置での第1〜第nの高さ情報を含む第1の高さ情報ファイルと、該第1の高さ情報ファイルに含まれる第1〜第nの高さ情報に所与の時間変化成分を加えた第1〜第nの高さ情報を含む第2の高さ情報ファイルと・・・・・第(k−1)の高さ情報ファイルに含まれる第1〜第nの高さ情報に所与の時間変化成分を加えた第1〜第nの高さ情報を含む第kの高さ情報ファイルとを記憶する高さ情報ファイル記憶手段と、前記第1〜第kの高さ情報ファイルを前記高さ情報ファイル記憶手段から時間経過に伴い順次読み出す手段と、前記マップ上において移動する移動体の該移動に追従する視点位置及び視線方向の少なくとも一方を、読み出された高さ情報ファイルに含まれる少なくとも1つの高さ情報に基づいて変化させる手段と、変化する前記視点位置、前記視線方向にて見える視界画像を合成する手段とを含むことを特徴とする。
【0011】
本発明によれば、第1〜第kの高さ情報ファイルを高さ情報ファイル記憶手段に記憶し、これらの情報を時間経過に伴い読み出す処理を行うだけで、時間的に変化する高さ情報を得ることができる。この手法によれば、関数を用いる手法等に比べ、水面等の複雑な変化に伴う高さ変化もリアルにシミュレートでき、更に処理の高速化も図れるという利点がある。
【0012】
また本発明は、表示するマップを特定する第1のマップ特定情報と、第1のマップ特定情報により特定されるマップの表示から所与の時間経過後に表示するマップを特定する第2のマップ特定情報と・・・・・第(j−1)のマップ特定情報により特定されるマップの表示から所与の時間経過後に表示するマップを特定する第jのマップ特定情報とを記憶するマップ特定情報記憶手段と、前記第1〜第jのマップ特定情報を前記マップ特定情報記憶手段から時間経過に伴い順次読み出す手段と、第s(1≦s≦k−1)の高さ情報ファイルに含まれる第1〜第nの高さ情報と第(s+1)の高さ情報ファイルに含まれる第1〜第nの高さ情報とに基づいて補間処理を行う手段とを含み、読み出されたマップ特定情報により特定されるマップの画像を表示すると共に、補間処理により得られた高さ情報に基づいて、前記視点位置及び前記視線方向の少なくとも一方を変化させることを特徴とする。
【0013】
このようにすれば、高さ情報ファイル記憶手段に必要とされるメモリ容量を最小限に抑えながらも、視点位置、視線方向を滑らかに変化させることが可能となる。なお高さ情報ファイル記憶手段からの高さ情報ファイルの読み出しと、マップ特定情報記憶手段からのマップ特定情報の読み出しは同期して行うことが望ましく、その場合、高さ情報ファイルの数を、マップ特定情報の数と同一又はそれよりも多くすることが望ましい。
【0014】
また本発明は、移動体がいる位置でのマップの高さ情報の増減を判断し、移動体がいる位置での高さ情報が減少している場合には、所与のジャンプ条件を満たすか否かにより移動体にジャンプ動作を行わせると共に、移動体がいる位置でのマップの高さ情報が増加している場合には、ジャンプ条件を満たすか否かによらず移動体にジャンプ動作を行わせないことを特徴とする。
【0015】
本発明によれば、移動体がいる位置での高さ情報が減少している場合、即ち移動体が下り坂を移動している場合には、移動体の高さ情報の変化、マップの高さ情報の変化等に基づいてジャンプ条件を満たすか否かが判断され、満たす場合には移動体がジャンプし、満たさない場合には移動体はジャンプせず例えばマップの高さに沿うように移動する。一方、移動体がいる位置での高さ情報が増加している場合、即ち移動体が上り坂を移動している場合には、ジャンプ条件を満たすか否かによらず移動体はジャンプせず、例えばマップの高さに沿うように移動する。このようにすれば、上り坂における高さ情報の増加により移動体が必要以上に弾み、観者に不自然な感覚を与えるという事態が有効に防止される。なお本発明の処理は、例えばマップ上の大きなうねり(波)の生じるエリア等で行うことが好ましい。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【0017】
まず図1(A)、(B)、(C)を用いて、本実施例の原理について説明する。
【0018】
図1(A)は、絶対座標系(X、Y、Z)でのマップ20の配置例を示すものである。このマップ20は複数のマップオブジェクトにより形成され、マップオブジェクトは1又は複数のポリゴン又は曲面により形成される。ここでX、Zは平面位置を表す座標であり、Yは高さを表す座標である。
【0019】
図1(B)に示すように本実施例では、マップ上の第1、第2、第3の位置22、24、26等での高さ情報を、時間経過に伴い変化させている。そしてマップ上において移動する移動体30の該移動に追従する視点位置32及び視線方向34の少なくとも一方を、上記高さ情報に基づいて変化させる。そして、変化する視点位置、視線方向にて見える視界画像を合成し、ディスプレイ等の表示部に表示する。また図1(C)に示すように、マップの画像も時間経過に伴い変化させている。
【0020】
以上のように本実施例によれば、プレーヤは、マップの高さの変化を、視点位置、視線方向の変化並びに表示されるマップ画像の変化により体感でき、ゲームのリアル感を大幅に向上できる。そして本実施例によれば、波(うねり)が発生する水面上での移動体の走行、表面が波のような運動をする物体上、膨張、伸縮を繰り返す物体上での移動体の走行等を、よりリアルにシミュレートでき、ゲームの面白味を倍増できる。
【0021】
なおマップ画像、高さ情報を頻繁に(短い時間間隔で)変化させると、演算処理負担の増加、マップ画像、高さ情報を格納するメモリ容量の増加等の問題が生じる。一方、高さ情報を頻繁に変化させないと、視点位置32等の変化が滑らかにならず、プレーヤに不自然な感覚を与える。そこで本実施例では、高さ情報をマップ画像の変化よりも頻繁に変化させている。これは例えば、第1、第2の高さ情報22、24との間を補間し、補間により得られる高さ情報に基づいて視点位置、視線方向を変化させること等で実現できる。このようにすることで、演算処理負担の増加、メモリ容量の増加を抑えながら、視点位置等を滑らかに変化させることが可能となる。
【0022】
図2に、本実施例に係る3次元シミュレータ装置の機能ブロック図の一例を示す。ここで操作部12は、プレーヤからの操作情報を入力するためのものであり、操作部12にて得られた操作情報は処理部100に入力される。処理部100は、この操作情報と、所与のプログラム等に基づいて、表示物を表すオブジェクトが複数配置されて成るオブジェクト空間を設定する処理等を行うものであり、ハードウェア的には例えばCPU及びメモリにより構成される。画像合成部200は、この設定されたオブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向にて見える視界画像を合成する処理を行うものであり、ハードウェア的には例えば画像合成専用のIC或いはCPU及びメモリにより構成される。画像合成部200により得られた視界画像は表示部10において表示される。
【0023】
ここで処理部100は高さ情報変化部110、視点変化部120を含んでいる。そして高さ情報変化部110は、マップ上の第1〜第nの位置での第1〜第nの高さ情報の各々を時間経過に伴い変化させる処理を行う。また視点変化部120は、移動体の移動に追従する視点位置及び視線方向の少なくとも一方を、第1〜第nの高さ情報の少なくとも1つに基づいて変化させる処理を行う。そして画像合成部200は、この変化する視点位置、視線方向にて見える視界画像を合成することになる。
【0024】
次に、本実施例の詳細な例について説明する。図3に、本実施例を業務用のゲーム装置に適用した場合の外観図を示す。このゲーム装置は、水上バイクの操縦を擬似的に体感するためのものであり、プレーヤ40は、実際の水上バイクを模して作られた筺体42に搭乗し、表示部10に映し出されるゲーム画面(視界画像)を見ながらゲーム操作を行う。筺体42には、ハンドルポール44が、図中のDに示す方向で回動自在となるように取り付けられている。またハンドルポール44には、ハンドル46が取り付けられており、このハンドル46に設けられたレバー47(アクセル)を握ることで、オブジェクト空間内の移動体の加速制御が行われる。移動体の方向制御(舵取り)は、プレーヤ40の体重移動により行われる。即ち筺体42は、図示しない左右スイング機構により図中のEに示す方向に左右スイング(或いはローリング)可能となっており、プレーヤ40が左足に体重をかけると右側にスイングし、右足に体重をかけると左側にスイングするようになっている。そして右側にスイングするとオブジェクト空間内の移動体は左側に舵取りされ、左側にスイングすると右側に舵取りされることになる。
【0025】
また筺体42は、図示しない上下動作機構により、図中のFに示す方向で上下(ピッチング)動作可能となっている。この上下動作は、例えば移動体がうねりエリア(図6の60参照)等に入りマップの高さ情報が変化する場合に行われる。これによりプレーヤの感じる体感度を高めることができる。なお筺体42の上下動作をマップの高さ情報に基づいて行い、高さ情報の変化と筺体42の上下動作とを連動させてもよいし、連動させず例えば単に上下に振動させるというように高さ情報の変化とは無関係に筺体42を上下動作させてもよい。
【0026】
図4に、オブジェクト空間内に配置されるマップの平面図の一例を示す。プレーヤは移動体を操作し、スタートポイント50からスタートし、群島エリア52、トンネルエリア54、湖エリア56、ジャングルエリア58、うねりエリア60、渦エリア62、トンネルエリア64等を通過して、ゴールポイント66に戻る。そして、いかに早くゴールにたどり着くかというタイムトライアルを行ったり、他のプレーヤとの競争を行うことでゲームを楽しむ。
【0027】
図5に、本実施例の詳細な機能ブロック図の一例を示す。この例では、処理部100は、高さ情報変化部110、視点変化部120、移動体情報演算部130、オブジェクト空間設定部140、空間情報記憶部142、マップ特定情報記憶部144、読み出し部146を含む。そして図5の例では、高さ情報変化部110は、高さ情報ファイル記憶部112、読み出し部114により構成されている。
【0028】
ここで移動体情報演算部130は、操作部12からの操作情報、高さ情報変化部110からの高さ情報及び所与のゲームプログラム等に基づいて、水上バイク等の移動体の位置情報、方向情報等をリアルタイムに演算するものである。
【0029】
また空間情報記憶部142には、図6に示すように、表示するオブジェクトを特定するためのオブジェクトナンバーOBi、このオブジェクトの配置を特定するための位置情報(Xm、Ym、Zm)、方向情報(θm、φm、ρm)が格納される。但し、位置情報、方向情報の少なくとも一方のみを特定すればよい場合には、その一方のみを格納すればよい。そして空間情報記憶部142に記憶されている空間情報は、オブジェクト空間設定部140により読み出される。この場合、空間情報記憶部142には、当該フレーム(1フレーム=1/60秒)の1つ前のフレームにおける空間情報が記憶されている。そして、オブジェクト空間設定部140は、読み出された空間情報、移動体情報演算部130からの移動体情報、読み出し部146により読み出されたマップ特定情報等に基づいて、当該フレームにおける空間情報を求める。なお静止物体については空間情報は変化しないのでこのような処理は必要ない。
【0030】
図7に、高さ情報ファイル記憶部112に記憶される第1〜第32の高さ情報ファイル70ー1〜70ー32を模式的に示す。これらの高さ情報ファイルには、マップの各位置(X、Z座標で特定される)での高さ情報(Y座標で特定される)がマトリクス状に格納されている。ここで第2の高さ情報ファイル70-2は、第1の高さ情報ファイル70ー1に含まれるマップの各位置での高さ情報に所与の時間変化成分を加えた高さ情報により構成される。第3、第2の高さ情報ファイルの間、第4、第3の高さ情報ファイルの間・・・・第32、第31の高さ情報ファイルの間の関係も同様である。読み出し部114は、高さ情報ファイル記憶部112から、第1の高さ情報ファイル70ー1、第2の高さ情報ファイル70ー2・・・・・第32の高さ情報ファイル70ー32、第1の高さ情報ファイル70ー1、第2の高さ情報ファイル70ー2・・・・・というように、高さ情報ファイルを時間経過に伴い順次サイクリックに読み出す。このようにすることで、マップの各位置において時間的に変化する高さ情報を得ることができる。ここで読み出し部114は、4フレーム毎に高さ情報ファイルの読み出しを行う。従って高さ情報ファイルは、約2秒を1周期としてサイクリックに読み出されることになる。
【0031】
移動体情報演算部130は、読み出された高さ情報ファイルの中から、現在の移動体の位置に対応する高さ情報を選択する。この場合、例えば移動体の位置に最も近い位置での高さ情報を選択するようにしてもよいし、移動体の周囲の複数の位置での高さ情報を選択し複数の高さ情報の平均値等を求めるようにしてもよい。移動体情報演算部130は、得られた高さ情報等に基づいて、次のフレームでの移動体の位置情報、方向情報等を演算する。そして視点変化部120は、移動体の位置情報、方向情報等に基づいて、視点位置、視線方向を変化させる処理を行う。この時、本実施例では、視点位置、視線方向を移動体の移動に追従させているが、必ずしも正確に追従させる必要はなく、ある程度の変動成分を持たせてもよい。
【0032】
マップ特定情報記憶部144には、例えば第1〜第32のマップ特定情報が記憶されている。ここで第2マップ特定情報は、第1のマップ特定情報により特定されるマップの表示から所与の時間(例えば4フレーム)経過後に表示するマップを特定する情報により構成される。第3、第2のマップ特定情報の間、第4、第3のマップ特定情報の間・・・・第32、第31のマップ特定情報の間の関係も同様である。読み出し部146は、マップ特定情報記憶部144から、第1のマップ特定情報、第2のマップ特定情報・・・・・第32のマップ特定情報、第1のマップ特定情報、第2のマップ特定情報・・・・・というように、マップ特定情報を時間経過に伴い順次サイクリックに読み出す。マップ特定情報には、表示するマップオブジェクトを特定するためのオブジェクトナンバー、マップオブジェクトの表示位置を特定するための位置情報等が含まれている。オブジェクト空間設定部140は、読み出し部146により読み出されたこれらのマップ特定情報に基づいて、図6に示す空間情報を更新する。そして画像合成部200は、更新後の空間情報を用いて画像合成を行う。以上のようにすることで、マップ画像を、時間経過に伴い順次変化させることが可能となる。
【0033】
次に、図8のフローチャートを用いて本実施例の動作を説明する。まず移動体の位置情報に基づいて、移動体がうねりエリア60(図4参照)に位置するか否かを判断する(ステップS1)。但し本実施例ではうねりエリア60でのみマップの高さ情報を変化させているが、全てのエリアでマップの高さ情報を変化させるようにしてもよい。
【0034】
うねりエリアに位置する場合には、マップ特定情報記憶部144からのマップ特定情報のサイクリックな読み出しを開始する(ステップS2)。これと同時に高さ情報ファイル記憶部112からも、上記マップ特定情報に対応する高さ情報ファイルをサイクリックに読み出す(ステップS3)。
【0035】
次に移動体の位置情報に基づいて、高さ情報ファイルの中から移動体のいる位置に対応する高さ情報を選択する(ステップS4)。そして得られた高さ情報に基づいて、移動体の位置情報、視点位置、視線方向等を演算する(ステップS5)。
【0036】
オブジェクト空間設定部140は、読み出し部146から読み出されたマップ特定情報等に基づいて空間情報を1フィールド毎に更新する。なおプレーヤが操作する自機の移動体の画像を画面上に表示する3人称表示の場合には、空間情報の中に自機の移動体に関する情報を格納するエリアが設けられ、移動体情報演算部130からの演算結果に基づいて、この情報が更新される。画像合成部200は、オブジェクト空間設定部140から入力される空間情報に基づいて、視点変化部120から入力される視点位置、視線方向での視界画像を合成することになる。
【0037】
次に補間処理について説明する。高さ情報ファイル記憶部112、マップ特定情報記憶部144に使用されるメモリ容量はなるべく小さい方が望ましく、一方、視点位置の変化を滑らかにするため高さ情報をなるべく頻繁に変化させることが望ましい。そこで本実施例では、高さ情報ファイルの数を、マップ特定情報の数と同じ又は多くし、読み出し部114による高さ情報ファイルの読み出しと、読み出し部146によるマップ特定情報の読み出しを同期させると共に、補間処理部132において、読み出された高さ情報の補間処理を行っている。
【0038】
図9(A)には、この補間処理の様子が模式的に示されている。例えば図9(A)において、第sの高さ情報ファイルから選択された高さ情報をHs、第(s+1)の高さ情報ファイルから選択された高さ情報をHs+1とする。補間処理部132は、これらのHs、Hs+1に基づいて、例えば次式にしたがって補間値Hを求めている。
【0039】
H=Hs+(Hs+1−Hs)・Ia
ここでIaは時間に関する補間率であり、例えばHs、Hs+1から3つの補間値を得る場合には、Iaを、1/4、2/4、3/4というように変化させる。このようにすることで、高さ情報を頻繁に変化させることができ、視点位置、視線方向の滑らかな変化が可能となる。
【0040】
また本実施例では、時間に関する補間のみならず位置に関する補間も行っている。例えば図9(B)において、位置Xpでの高さ情報をHp、位置Xp+1での高さ情報をHp+1とする。補間処理部132は、これらのHp、Hp+1に基づいて、例えば次式にしたがって補間値Hを求めている。
【0041】
H=Hp+(Hp+1−Hp)・Ib
ここでIbは位置に関する補間率であり、例えばHp、Hp+1から2つの補間値を得る場合には、Ibを、1/3、2/3というように変化させる。このようにすることで、高さ情報が位置に関して滑らかに変化し、視点位置、視線方向の滑らかな変化が可能となる。
【0042】
さて図10において、移動体30が上り坂を登っており、移動体30が、単位時間に、ある高さだけ上昇すると、その時の速度を初速として投げ上げ運動が開始してしまう。このような投げ上げ運動が生じると、水面のうねりにより移動体が必要以上に弾んでしまい、プレーヤに不自然な感覚を与えてしまう。特にゲームの迫力感を出すために現実の水上バイクの走行速度よりも高速で移動体を走行させたり、演算処理を簡易化するために水による吸着の影響を計算上無視した場合等に、上り坂による移動体の弾みは非常に不自然なものとなる。そこで本実施例では、移動体30がいる位置でのマップの高さ情報の増減を判断し、マップの高さ情報が増加している場合には移動体30をジャンプさせず、例えばマップの高さ情報の変化に追従するように移動体30の高さ情報を変化させている。即ち上り坂においては、移動体30をジャンプさせずマップである水面にほぼ沿うように移動体30を移動させる。一方、下り坂においては、移動体30の高さ情報の変化とマップの高さ情報の変化との関係に基づいて、ジャンプ条件を満たすか否かを判断し、満たす場合にはジャンプ動作を行わせる。即ち例えば、自由落下の法則等に基づいて求められた移動体の高さ情報の変化の方が、マップの高さ情報の変化よりも小さい場合には、ジャンプ条件を満たしたとし、図10のCに示すように移動体30をジャンプ状態にする。この場合には、マップの高さ情報を考慮せずに移動体30の位置情報等が演算されることになる。一方、自由落下の法則等に基づいて求められた移動体の高さ情報の変化の方が、マップの高さ情報の変化よりも大きい場合には、図10のDに示すように、移動体30をジャンプさせず例えばマップである水面にほぼ沿うように移動体30を移動させる。このようにすることで、移動体が必要以上に弾み、プレーヤに不自然な感覚を与えることが防止される。
【0043】
以上の処理の流れが図11のフローチャートに示される。まず図5に示す登り下り判定部134が、上り坂か下り坂かを判定する(ステップT1)。これは例えば移動体が単位時間前にいた位置での高さ情報と、現在いる位置での高さ情報との差の符号を判定することで実現できる。そして上り坂の場合には移動体をジャンプさせず例えばマップの高さ情報の変化に追従するように移動体の高さ情報を変化させる(ステップT2)。これにより視点位置、視線方向もマップの高さ情報の変化に追従するように変化することになる。一方、下り坂の場合には、移動体の高さ情報、マップの高さ情報等に基づいて、ジャンプ条件を満たすか否かを判断し(ステップT3)、ジャンプ条件を満たす場合にはジャンプ動作をさせ(ステップT4)、満たさない場合にはマップの高さ情報に追従するように移動体の高さ情報を変化させる。
【0044】
次に、本実施例のハードウェア構成の一例について図12を用いて説明する。同図に示す3次元シミュレータ装置では、CPU1000、ROM1002、RAM1004、情報記憶媒体1006、音合成IC1008、画像合成IC1010、I/Oポート1012、1014が、システムバス1016により相互にデータ送受信可能に接続されている。そして前記画像合成IC1010にはディスプレイ1018が接続され、音合成IC1008にはスピーカ1020が接続され、I/Oポート1012にはコントロール装置1022が接続され、I/Oポート1014には通信装置1024が接続されている。
【0045】
情報記憶媒体1006は、ゲームプログラム、表示物を表現するための画像情報等が主に格納されるものであり、CD−ROM、ゲームカセット、ICカード、MO、FD、メモリ等が用いられる。例えば家庭用ゲーム装置ではゲームプログラム等を格納する情報記憶媒体としてCD−ROM、ゲームカセットが、業務用ゲーム装置ではROM等のメモリが用いられる。
【0046】
コントロール装置1022はゲームコントローラに相当するものであり、プレーヤがゲーム進行に応じて行う判断の結果を装置本体に入力するための装置である。
【0047】
情報記憶媒体1006に格納されるゲームプログラム、ROM1002に格納されるシステムプログラム(装置本体の初期化情報等)、コントロール装置1022によって入力される信号等に従って、CPU1000は装置全体の制御や各種データ処理を行う。RAM1004はこのCPU1000の作業領域等として用いられる記憶手段であり、情報記憶媒体1006やROM1002の所与の内容、あるいはCPU1000の演算結果等が格納される。また空間情報(図6)、高さ情報ファイル(図7)、マップ特定情報等の論理的な構成を持つデータ構造は、このRAM又は情報記憶媒体上に構築されることになる。
【0048】
更に、この種のゲーム装置には音合成IC1008と画像合成IC1010とが設けられていてゲーム音やゲーム画面の好適な出力が行えるようになっている。音合成IC1008は情報記憶媒体1006やROM1002に記憶される情報に基づいて効果音やバックグラウンド音楽等のゲーム音を合成する集積回路であり、合成されたゲーム音はスピーカ1020によって出力される。また、画像合成IC1010は、RAM1004、ROM1002、情報記憶媒体1006等から送られる画像情報に基づいてディスプレイ1018に出力するための画素情報を合成する集積回路である。なおディスプレイ1018として、いわゆるヘッドマウントディスプレイ(HMD)と呼ばれるものを使用することもできる。
【0049】
また、通信装置1024はゲーム装置内部で利用される各種の情報を外部とやりとりするものであり、他のゲーム装置と接続されてゲームプログラムに応じた所与の情報を送受したり、通信回線を介してゲームプログラム等の情報を送受することなどに利用される。
【0050】
そして図1(A)〜(C)、図2、図5、図9(A)、(B)、図10で説明した種々の処理は、図8、図11のフロチャートに示した処理等を行うゲームプログラムを格納した情報記憶媒体1006と、該ゲームプログラムに従って動作するCPU1000、画像合成IC1010等によって実現される。なお画像合成IC1010、音合成IC1008等で行われる処理は、CPU1000あるいは汎用のDSP等によりソフトウェア的に行ってもよい。
【0051】
本実施例を業務用ゲーム装置に適用した場合には、図3に示すように、装置内にはIC基板1106が内蔵され、IC基板1106には、CPU、画像合成IC、音合成IC等が実装される。そしてマップ上の各位置での高さ情報を時間経過に伴い変化させるための情報、視点位置、視線方向を高さ情報に基づいて変化させるための情報、変化する視点位置、視線方向に見える視界画像を合成するための情報等は、IC基板1106上の情報記憶媒体であるメモリ1108に格納される。以下、これらの情報を格納情報と呼ぶ。これらの格納情報は、上記の種々の処理を行うためのプログラムコード、画像情報、音情報、表示物の形状情報、テーブルデータ、プレーヤ情報等の少なくとも1つを含むものである。
【0052】
図13(A)に、本実施例を家庭用のゲーム装置に適用した場合の例を示す。プレーヤはディスプレイ1200に映し出されたゲーム画面を見ながら、ゲームコントローラ1202、1204を操作してゲームを楽しむ。この場合、上記格納情報は、本体装置に着脱自在な情報記憶媒体であるCD−ROM1206、ICカード1208、1209等に格納されている。
【0053】
図13(B)に、ホスト装置1300と、このホスト装置1300と通信回線1302を介して接続される端末1304ー1〜1304-nとを含むゲーム装置に本実施例を適用した場合の例を示す。この場合、上記格納情報は、例えばホスト装置1300が制御可能な磁気ディスク装置、磁気テープ装置、メモリ等の情報記憶媒体1306に格納されている。端末1304ー1〜1304-nが、CPU、画像合成IC、音合成ICを有し、スタンドアロンでゲーム画像、ゲーム音を合成できるものである場合には、ホスト装置1300からは、ゲーム画像、ゲーム音を合成するためのゲームプログラム等が端末1304ー1〜1304-nに配送される。一方、スタンドアロンで合成できない場合には、ホスト装置1300がゲーム画像、ゲーム音を合成し、これを端末1304ー1〜1304-nに伝送し端末において出力することになる。
【0054】
なお本発明は、上記実施例で説明したものに限らず、種々の変形実施が可能である。
【0055】
例えば上記実施例では、高さ情報、マップ画像を時間経過に伴い変化させる手段として、高さ情報ファイル、マップ特定情報等を用いた。処理の高速化、リアル感の向上のためにはこのような手法を用いることが望ましいが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば所与の関数を用意し、この関数を用いて高さ情報、マップ画像を変化させてもよい。
【0056】
また本実施例では、高さ情報をマップ画像の変化よりも頻繁に変化させるために補間処理部を設けた。処理の簡易化、メモリ容量の節約を図るためにはこのような手法を用いることが望ましいが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば高さ情報ファイルの数をマップ特定情報の数よりも多くする等、種々の手法を採用することができる。
【0057】
また、本実施例では、水上バイクの走行ゲームを例にとり説明したが、本発明はこれに限らず、例えばモータボート、サーフボード、水上スキーの走行ゲーム、人体の上のマップを走行するゲーム等、種々のゲームに適用できる。
【0058】
また本発明は、業務用のゲーム装置、家庭用のゲーム装置、操縦訓練のためのシミュレータ装置、多数のプレーヤが参加する大型アトラクション装置等、種々のものに適用できる。
【0059】
また本実施例で説明した処理部、画像合成部等で行われる処理も、本実施例では単にその一例を示したものであり、本発明における処理はこれらに限定されるものではない。
【0060】
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(A)、(B)、(C)は、本実施例の原理を説明するための図である。
【図2】本実施例の機能ブロック図の一例である。
【図3】本実施例の外観図の一例である。
【図4】オブジェクト空間に配置されるマップについて説明するための図である。
【図5】本実施例の機能ブロック図の詳細な構成の一例である。
【図6】空間情報の一例について説明するための図である。
【図7】高さ情報ファイルの一例について説明するための図である。
【図8】本実施例の動作を説明するためのフローチャートである。
【図9】図9(A)、(B)は、補間処理について説明するための図である。
【図10】移動体の不必要な弾みを防ぐ処理について説明するための図である。
【図11】移動体の不必要な弾みを防ぐ処理について説明するためのフローチャートである。
【図12】本実施例を実現するハードウェアの構成の一例を示す図である。
【図13】図13(A)、(B)は、本実施例が適用される種々の形態の装置を示す図である。
【符号の説明】
10 表示部
12 操作部
100 処理部
110 高さ情報変化部
112 高さ情報ファイル記憶部
114 読み出し部
120 視点変化部
130 移動体情報演算部
132 補間処理部
134 上り下り判定部
140 オブジェクト空間設定部
142 空間情報記憶部
144 マップ特定情報記憶部
146 読み出し部
200 画像合成部
Claims (6)
- オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向にて見える視界画像を合成する3次元シミュレータ装置であって、
前記オブジェクト空間に配置されるマップにおいてマトリクス状に設定された第1〜第nの位置(nは4以上の整数)での第1〜第nの高さ情報の各々を時間経過に伴い変化させる高さ情報変化手段と、
移動体の位置情報、方向情報を演算する移動体情報演算手段と、
前記マップ上において移動する移動体の該移動に追従する視点位置及び視線方向の少なくとも一方を、前記第1〜第nの高さ情報の少なくとも1つに基づいて変化させる演算処理を行う視点変化手段と、
変化する前記視点位置、前記視線方向にて見える視界画像を合成する画像合成手段とを含み、
前記移動体情報演算手段は、
移動体がいる位置でのマップの高さ情報の増減を判断し、移動体がいる位置での高さ情報が減少しており所与のジャンプ条件を満たす場合には、移動体にジャンプ動作を行わせ、移動体がいる位置での高さ情報が減少しており前記ジャンプ条件を満たさない場合には、マップの高さ情報の変化に追従するように移動体の高さ情報を変化させる演算処理を行い、
移動体がいる位置でのマップの高さ情報が増加している場合には、マップの高さ情報の変化に追従するように移動体の高さ情報を変化させる演算処理を行うことを特徴とする3次元シミュレータ装置。 - オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向にて見える視界画像を合成する3次元シミュレータ装置であって、
前記オブジェクト空間に配置されるマップにおいてマトリクス状に設定された第1〜第nの位置(nは4以上の整数)での第1〜第nの高さ情報を含む第1の高さ情報ファイルと、該第1の高さ情報ファイルに含まれる第1〜第nの高さ情報に所与の時間変化成分を加えた第1〜第nの高さ情報を含む第2の高さ情報ファイルと・・・・・第(k−1)の高さ情報ファイルに含まれる第1〜第nの高さ情報に所与の時間変化成分を加えた第1〜第nの高さ情報を含む第kの高さ情報ファイルとを記憶する高さ情報ファイル記憶手段と、
マップのオブジェクト番号とマップの表示位置を特定するための情報とを含むマップ特定情報を記憶する手段であって、表示するマップを特定する第1のマップ特定情報と、第1のマップ特定情報により特定されるマップの表示から所与の時間経過後に表示するマップを特定する第2のマップ特定情報と・・・・・第(j−1)のマップ特定情報により特定されるマップの表示から所与の時間経過後に表示するマップを特定する第jのマップ特定情報とを記憶するマップ特定情報記憶手段と、
前記第1〜第kの高さ情報ファイルを前記高さ情報ファイル記憶手段から時間経過に伴い順次読み出す第1の読み出し手段と、
前記第1〜第jのマップ特定情報を前記マップ特定情報記憶手段から時間経過に伴い順次読み出す第2の読み出し手段と、
前記第1の読み出し手段により第1、第2の高さ情報ファイルが読み出された場合には、第1の高さ情報ファイルに含まれる第1〜第nの高さ情報と第2の高さ情報ファイルに含まれる第1〜第nの高さ情報とに基づいて補間処理を行い、前記第1の読み出し手段により第2、第3の高さ情報ファイルが読み出された場合には、第2の高さ情報ファイルに含まれる第1〜第nの高さ情報と第3の高さ情報ファイルに含まれる第1〜第nの高さ情報とに基づいて補間処理を行い・・・・・、前記第1の読み出し手段により第k−1、第kの高さ情報ファイルが読み出された場合には、第k−1の高さ情報ファイルに含まれる第1〜第nの高さ情報と第kの高さ情報ファイルに含まれる第1〜第nの高さ情報とに基づいて補間演算処理を行う補間処理手段と、
前記マップ上において移動する移動体の該移動に追従する視点位置及び視線方向の少なくとも一方を、読み出された高さ情報ファイルに含まれる少なくとも1つの高さ情報に基づいて変化させる演算処理を行う視点変化手段と、
変化する前記視点位置、前記視線方向にて見える視界画像を合成する画像合成手段とを含み、
前記画像合成手段は、
前記第2の読み出し手段により読み出されたマップ特定情報により特定されるマップの画像が表示される視界画像を合成し、
前記視点変化手段は、
補間処理により得られた高さ情報に基づいて、前記視点位置及び前記視線方向の少なくとも一方を変化させる演算処理を行うことを特徴とする3次元シミュレータ装置。 - オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向にて見える視界画像を合成する3次元シミュレータ装置であって、
前記オブジェクト空間に配置されるマップにおいてマトリクス状に設定された第1〜第nの位置(nは4以上の整数)での第1〜第nの高さ情報の各々を時間経過に伴い変化させる高さ情報変化手段と、
前記マップ上において移動する移動体の該移動に追従する視点位置及び視線方向の少なくとも一方を、前記第1〜第nの高さ情報の少なくとも1つに基づいて変化させる演算処理を行う視点変化手段と、
変化する前記視点位置、前記視線方向にて見える視界画像を合成する画像合成手段とを含み、
前記画像合成手段は、
前記マップの画像であるマップ画像が時間経過に伴い変化する視界画像を合成し、
前記高さ情報変化手段は、
前記マップ画像の変化よりも短い時間間隔で、前記第1〜第nの高さ情報を変化させる演算処理を行うことを特徴とする3次元シミュレータ装置。 - オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向にて見える視界画像を合成する画像合成方法であって、
前記オブジェクト空間に配置されるマップにおいてマトリクス状に設定された第1〜第nの位置(nは4以上の整数)での第1〜第nの高さ情報の各々を時間経過に伴い変化させる高さ情報変化ステップと、
移動体の位置情報、方向情報を演算する移動体情報演算ステップと、
前記マップ上において移動する移動体の該移動に追従する視点位置及び視線方向の少なくとも一方を、前記第1〜第nの高さ情報の少なくとも1つに基づいて変化させる視点変化ステップと、
変化する前記視点位置、前記視線方向にて見える視界画像を合成する画像合成ステップとを含み、
前記移動体情報演算ステップでは、
移動体がいる位置でのマップの高さ情報の増減を判断し、移動体がいる位置での高さ情報が減少しており所与のジャンプ条件を満たす場合には、移動体にジャンプ動作を行わせ、移動体がいる位置での高さ情報が減少しており前記ジャンプ条件を満たさない場合には、マップの高さ情報の変化に追従するように移動体の高さ情報を変化させる演算処理を行い、
移動体がいる位置でのマップの高さ情報が増加している場合には、マップの高さ情報の変化に追従するように移動体の高さ情報を変化させる演算処理を行うことを特徴とする画像合成方法。 - オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向にて見える視界画像を合成する画像合成方法であって、
前記オブジェクト空間に配置されるマップにおいてマトリクス状に設定された第1〜第nの位置(nは4以上の整数)での第1〜第nの高さ情報を含む第1の高さ情報ファイルと、該第1の高さ情報ファイルに含まれる第1〜第nの高さ情報に所与の時間変化成分を加えた第1〜第nの高さ情報を含む第2の高さ情報ファイルと・・・・・第(k−1)の高さ情報ファイルに含まれる第1〜第nの高さ情報に所与の時間変化成分を加えた第1〜第nの高さ情報を含む第kの高さ情報ファイルとを、高さ情報ファイル記憶手段に記憶させるステップと、
マップのオブジェクト番号とマップの表示位置を特定するための情報とを含むマップ特定情報をマップ特定情報記憶手段に記憶させるステップであって、表示するマップを特定する第1のマップ特定情報と、第1のマップ特定情報により特定されるマップの表示から所与の時間経過後に表示するマップを特定する第2のマップ特定情報と・・・・・第(j−1)のマップ特定情報により特定されるマップの表示から所与の時間経過後に表示するマップを特定する第jのマップ特定情報とを、マップ特定情報記憶手段に記憶させるステップと、
前記第1〜第kの高さ情報ファイルを前記高さ情報ファイル記憶手段から時間経過に伴い順次読み出す第1の読み出しステップと、
前記第1〜第jのマップ特定情報を前記マップ特定情報記憶手段から時間経過に伴い順次読み出す第2の読み出しステップと、
前記第1の読み出しステップにより第1、第2の高さ情報ファイルが読み出された場合には、第1の高さ情報ファイルに含まれる第1〜第nの高さ情報と第2の高さ情報ファイルに含まれる第1〜第nの高さ情報とに基づいて補間処理を行い、前記第1の読み出しステップにより第2、第3の高さ情報ファイルが読み出された場合には、第2の高さ情報ファイルに含まれる第1〜第nの高さ情報と第3の高さ情報ファイルに含まれる第1〜第nの高さ情報とに基づいて補間処理を行い・・・・・、前記第1の読み出しステップにより第k−1、第kの高さ情報ファイルが読み出された場合には、第k−1の高さ情報ファイルに含まれる第1〜第nの高さ情報と第kの高さ情報ファイルに含まれる第1〜第nの高さ情報とに基づいて補間演算処理を行う補間処理ステップと、
前記マップ上において移動する移動体の該移動に追従する視点位置及び視線方向の少なくとも一方を、読み出された高さ情報ファイルに含まれる少なくとも1つの高さ情報に基づいて変化させる演算処理を行う視点変化ステップと、
変化する前記視点位置、前記視線方向にて見える視界画像を合成する画像合成ステップとを含み、
前記画像合成ステップでは、
前記第2の読み出しステップにより読み出されたマップ特定情報により特定されるマップの画像が表示される視界画像を合成し、
前記視点変化ステップでは、
補間処理により得られた高さ情報に基づいて、前記視点位置及び前記視線方向の少なくとも一方を変化させる演算処理を行うことを特徴とする画像合成方法。 - オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向にて見える視界画像を合成する画像合成方法であって、
前記オブジェクト空間に配置されるマップにおいてマトリクス状に設定された第1〜第nの位置(nは4以上の整数)での第1〜第nの高さ情報の各々を時間経過に伴い変化させる高さ情報変化ステップと、
前記マップ上において移動する移動体の該移動に追従する視点位置及び視線方向の少なくとも一方を、前記第1〜第nの高さ情報の少なくとも1つに基づいて変化させる演算処理を行う視点変化ステップと、
変化する前記視点位置、前記視線方向にて見える視界画像を合成する画像合成ステップとを含み、
前記画像合成ステップでは、
前記マップの画像であるマップ画像が時間経過に伴い変化する視界画像を合成し、
前記高さ情報変化ステップでは、
前記マップ画像の変化よりも短い時間間隔で、前記第1〜第nの高さ情報を変化させる演算処理を行うことを特徴とする画像合成方法。
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