JP2003009039A - Image display device, image display method, information storage medium, and image display program - Google Patents

Image display device, image display method, information storage medium, and image display program

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JP2003009039A
JP2003009039A JP2001194873A JP2001194873A JP2003009039A JP 2003009039 A JP2003009039 A JP 2003009039A JP 2001194873 A JP2001194873 A JP 2001194873A JP 2001194873 A JP2001194873 A JP 2001194873A JP 2003009039 A JP2003009039 A JP 2003009039A
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JP
Japan
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image
plane
frame buffer
image information
buffer
Prior art date
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Application number
JP2001194873A
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Japanese (ja)
Inventor
Toru Kikuchi
徹 菊池
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Namco Ltd
Original Assignee
Namco Ltd
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Publication date
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  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image display device, an image display method, an information storage medium, and an image display program, which project a distortionless picture on a curved surface screen. SOLUTION: An image processing part 40 is provided with a perspective projection conversion processing part 42, a texture mapping processing part 43, a plane processing part 41 having a plane buffer 44, a coordinate transformation processing part 46, and a curved surface processing part 45 having an image information read part 47. The plane processing part 41 projects the image of a three-dimensional object in a game space on five virtual planes S1 to S5 surrounding a spherical screen 4. Projected image information is stored in the plane buffer 44. The curved surface processing part 45 calculates a coordinate on the plane buffer 44 corresponding to one point on a circular frame buffer 50, and image information stored in the coordinate is read out and is stored in a corresponding position of the circular frame buffer 50. Image information is stored in respective coordinates of the circular frame buffer 50 in this manner.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、広角レンズを通し
て曲面スクリーンに画像を投影する画像表示装置、画像
表示方法、情報記憶媒体および画像表示プログラムに関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image display device, an image display method, an information storage medium and an image display program for projecting an image on a curved screen through a wide-angle lens.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、非平面スクリーン上に画像を
投影する画像表示装置が知られている。例えば、特開平
9−81785号公報や特開平3−82493号公報に
は、非平面スクリーンに画像を投影するとともに、投影
した画像の歪みを補正する各種の画像表示装置が開示さ
れている。平面スクリーンに投影するために作成した画
像を、そのまま非平面スクリーンに投影すると歪んだ画
像が表示される。このため、上述した画像表示装置で
は、表示の際に歪むことを考慮して、歪んだ結果正常な
表示内容となるようにあらかじめ反対方向に歪んだ画像
を生成することにより、非平面スクリーン上の表示の歪
みを補正している。
2. Description of the Related Art Conventionally, an image display device for projecting an image on a non-flat screen has been known. For example, JP-A-9-81785 and JP-A-3-82493 disclose various image display devices that project an image on a non-planar screen and correct distortion of the projected image. When an image created for projection on a flat screen is directly projected on a non-flat screen, a distorted image is displayed. Therefore, in the above-described image display device, in consideration of distortion at the time of display, by generating an image that is distorted in the opposite direction in advance so that the distorted result is normal display content, a non-planar screen is displayed. The display distortion is corrected.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の画像表示装置では、非平面スクリーンに投影するこ
とにより凸形状に歪む場合には、あらかじめ凹形状に歪
んだ画像を生成しておいて、結果的に非平面スクリーン
上の歪みを補正している。ところが、三次元空間内に配
置された三次元オブジェクトを非平面スクリーンに表示
するような場合は、十分に歪みを補正することができな
いという問題があった。例えば、画像の投影位置と視点
位置が異なる場合には、三次元オブジェクトの遠近の程
度によって、生成画像に与える歪みの程度が異なるた
め、生成画像を単純に歪ませただけでは、投影後の画像
の歪みを取り除くことはできない。特に、二次元画像の
歪み補正と三次元画像の歪み補正とでは本質的に相違す
ると考えられるが、上述した公報に開示された画像表示
装置では、単に二次元画像の歪み補正の手法について開
示しているだけであり、これらの手法を用いただけでは
三次元オブジェクトをスクリーン上に投影することによ
って得られる画像の歪みを充分に除去することができな
い。
By the way, in the above-mentioned conventional image display device, when the image is distorted into a convex shape by being projected on a non-planar screen, an image distorted into a concave shape is generated in advance, As a result, the distortion on the non-planar screen is corrected. However, when displaying a three-dimensional object arranged in a three-dimensional space on a non-planar screen, there is a problem that the distortion cannot be sufficiently corrected. For example, when the projection position and the viewpoint position of the image are different, the degree of distortion given to the generated image varies depending on the degree of perspective of the three-dimensional object. You can't get rid of the distortion. In particular, although it is considered that the two-dimensional image distortion correction and the three-dimensional image distortion correction are essentially different, the image display device disclosed in the above publication simply discloses a two-dimensional image distortion correction method. However, it is not possible to sufficiently remove the distortion of the image obtained by projecting the three-dimensional object on the screen only by using these methods.

【0004】本発明は、このような点に鑑みて創作され
たものであり、その目的は、曲面スクリーンに歪みの少
ない画像を投影することができる画像表示装置、画像表
示方法、情報記憶媒体および画像表示プログラムを提供
することにある。
The present invention was created in view of the above points, and an object thereof is an image display device, an image display method, an information storage medium, and an image storage medium capable of projecting an image with little distortion on a curved screen. To provide an image display program.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明の画像表示装置は、仮想的な三次元空間
に配置された三次元オブジェクトの画像を広角レンズを
通して曲面スクリーンに投影するために、フレームバッ
ファ、投影装置、平面処理手段、曲面処理手段を備えて
いる。フレームバッファは、曲面スクリーン上に投影す
べき位置と画像情報の格納位置とが対応している。投影
装置は、フレームバッファに格納された画像情報に対応
する画像を広角レンズに向けて照射する。平面処理手段
は、三次元オブジェクトを仮想的な複数の平面に透視投
影変換し、それぞれの平面に対応する画像情報を平面バ
ッファに格納する。曲面処理手段は、平面バッファに格
納されている画像情報を読み出してフレームバッファに
格納する。三次元オブジェクトを仮想的な複数の平面に
透視投影変換して画像情報を平面バッファに格納した後
に、この画像情報をフレームバッファに転送しており、
仮想的な平面と曲面スクリーンとの間の固定化された位
置関係を考慮して、歪みがなくなるようにフレームバッ
ファに画像情報を格納して歪み補正を行うことが可能に
なり、曲面スクリーンに歪みの少ない画像を投影するこ
とができる。
In order to solve the above-mentioned problems, the image display device of the present invention projects an image of a three-dimensional object arranged in a virtual three-dimensional space on a curved screen through a wide-angle lens. For this purpose, it is provided with a frame buffer, a projection device, a plane processing means, and a curved surface processing means. In the frame buffer, the position to be projected on the curved screen and the storage position of the image information correspond to each other. The projection device projects an image corresponding to the image information stored in the frame buffer toward the wide-angle lens. The plane processing means performs perspective projection conversion of the three-dimensional object into a plurality of virtual planes, and stores image information corresponding to each plane in the plane buffer. The curved surface processing means reads out the image information stored in the plane buffer and stores it in the frame buffer. After perspective-projection conversion of a three-dimensional object onto a plurality of virtual planes and storing the image information in the plane buffer, the image information is transferred to the frame buffer,
In consideration of the fixed positional relationship between the virtual plane and the curved screen, it becomes possible to store the image information in the frame buffer and perform the distortion correction so that the distortion is eliminated, and the curved screen is distorted. It is possible to project an image with less image.

【0006】また、上述した広角レンズは魚眼レンズで
あることが望ましい。魚眼レンズを用いることにより、
ほぼ180°の投影角度を実現することができるため、
このようにして投影される画像を曲面スクリーンに表示
することにより、歪みの少ない臨場感のある画像を投影
することができる。
The wide-angle lens described above is preferably a fisheye lens. By using a fisheye lens,
Since a projection angle of almost 180 ° can be realized,
By displaying the image projected in this way on the curved screen, it is possible to project a realistic image with little distortion.

【0007】また、上述した曲面処理手段は、フレーム
バッファの第1の格納座標に対応する平面バッファの第
2の格納座標を計算する座標変換手段と、第2の格納座
標を指定して平面バッファから読み出した画像情報を、
第1の格納座標を指定してフレームバッファに書き込む
画像情報読出し手段とを備えることが望ましい。フレー
ムバッファの第1の格納座標に対応する平面バッファの
第2の格納座標が計算され、この第2の格納座標に格納
されている画像情報が平面バッファから読み出されてフ
レームバッファに書き込まれるため、投影装置によって
投影される全ての画素に対応する画像情報を効率よく平
面バッファから読み出してフレームバッファに格納する
ことができる。
Further, the above-described curved surface processing means includes coordinate conversion means for calculating the second storage coordinates of the plane buffer corresponding to the first storage coordinates of the frame buffer, and the plane buffer by designating the second storage coordinates. Image information read from
It is desirable to include image information reading means for designating the first storage coordinates and writing in the frame buffer. The second storage coordinates of the plane buffer corresponding to the first storage coordinates of the frame buffer are calculated, and the image information stored in the second storage coordinates is read from the plane buffer and written in the frame buffer. The image information corresponding to all the pixels projected by the projection device can be efficiently read from the plane buffer and stored in the frame buffer.

【0008】また、上述した座標変換手段は、フレーム
バッファの第1の格納座標に対応する曲面スクリーン上
の位置を所定の視点位置から見た場合の仮想的な複数の
平面上の対応位置を、第2の格納座標として計算するこ
とが望ましい。フレームバッファに格納された画像情報
に基づいて実際の画像が投影される仮想的な平面上の位
置が計算され、この位置に対応して平面バッファに格納
されている画像情報が読み出されてフレームバッファの
該当位置に格納されるため、歪みの少ない正確な画像を
投影することができる。
Further, the coordinate conversion means described above calculates corresponding positions on a plurality of virtual planes when a position on the curved screen corresponding to the first storage coordinates of the frame buffer is viewed from a predetermined viewpoint position. It is desirable to calculate it as the second storage coordinates. The position on the virtual plane where the actual image is projected is calculated based on the image information stored in the frame buffer, and the image information stored in the plane buffer corresponding to this position is read out and the frame is read. Since it is stored in the corresponding position of the buffer, it is possible to project an accurate image with little distortion.

【0009】また、所定の視点位置と広角レンズに対応
する投影位置を異ならせることが望ましい。実際に、投
影位置から曲面スクリーン上の画像を見ることはできな
い。したがって、視点位置と投影位置が異なることを前
提にして歪み補正を行うことにより、実情に即した条件
で歪みの少ない画像を投影することができる。
Further, it is desirable to make the predetermined viewpoint position and the projection position corresponding to the wide-angle lens different. In fact, it is not possible to see the image on the curved screen from the projected position. Therefore, by performing the distortion correction on the premise that the viewpoint position and the projection position are different, it is possible to project an image with less distortion under conditions that match actual conditions.

【0010】また、投影位置が曲面スクリーンの中心位
置からずらして設定されている場合に、上述した曲面処
理手段は、投影位置と曲面スクリーン上に投影すべき位
置との距離を考慮して、フレームバッファに格納する画
像情報について明るさ補正を行うことが望ましい。投影
位置が中心位置からずれていると、明るさが均一な画像
を投影した場合であっても、投影された画像の明るさに
偏りが生じる。したがって、距離を考慮して明るさ補正
を行うことにより、明るさの偏りをなくしてほぼ均一な
明るさの画像を得ることができる。
Further, when the projection position is set to be displaced from the center position of the curved screen, the above-mentioned curved surface processing means considers the distance between the projection position and the position to be projected on the curved screen, and It is desirable to perform brightness correction on the image information stored in the buffer. When the projection position is deviated from the center position, the brightness of the projected image is biased even when an image with uniform brightness is projected. Therefore, by performing the brightness correction in consideration of the distance, it is possible to eliminate the unevenness of the brightness and obtain an image having a substantially uniform brightness.

【0011】また、所定の間隔毎に三次元オブジェクト
の仮想的な三次元空間内の位置情報を計算するオブジェ
クト計算手段をさらに備えるとともに、フレームバッフ
ァに対する画像情報の格納処理を所定の間隔で繰り返す
ことが望ましい。三次元オブジェクトが動いたり、三次
元オブジェクトが仮想的な三次元空間内を移動する場合
に、所定の間隔で三次元オブジェクトの座標が計算さ
れ、その都度歪みのない画像が生成されるため、三次元
オブジェクトを用いたゲームやプレゼンテーション等に
おいて歪みのない動画像を曲面スクリーンに投影するこ
とができる。
Further, the apparatus further comprises an object calculation means for calculating the position information of the three-dimensional object in the virtual three-dimensional space at predetermined intervals, and the process of storing the image information in the frame buffer is repeated at predetermined intervals. Is desirable. When a three-dimensional object moves or moves in a virtual three-dimensional space, the coordinates of the three-dimensional object are calculated at predetermined intervals and an image without distortion is generated each time. It is possible to project a distortion-free moving image on a curved screen in a game or presentation using the original object.

【0012】また、本発明の画像表示方法は、三次元オ
ブジェクトを仮想的な複数の平面に透視投影変換し、そ
れぞれの平面に対応する画像情報を平面バッファに格納
する第1のステップと、平面バッファに格納されている
画像情報を読み出して、曲面スクリーン上の投影すべき
位置に対応する画像情報を格納するフレームバッファの
対応領域に書き込む第2のステップと、フレームバッフ
ァに格納された画像情報を読み出して、広角レンズを通
して曲面スクリーン上に投影する第3のステップとを有
している。
Further, the image display method of the present invention comprises a first step of performing perspective projection conversion of a three-dimensional object into a plurality of virtual planes, and storing image information corresponding to each plane in a plane buffer. The second step of reading the image information stored in the buffer and writing it in the corresponding area of the frame buffer storing the image information corresponding to the position to be projected on the curved screen, and the image information stored in the frame buffer And a third step of reading and projecting through a wide-angle lens onto a curved screen.

【0013】また、本発明の情報記憶媒体は、これら第
1のステップ〜第3のステップを実行するプログラムを
含んでいる。また、本発明の画像表示プログラムは、仮
想的な三次元空間に配置された三次元オブジェクトの画
像を広角レンズを通して曲面スクリーンに投影するため
にコンピュータに、これら第1のステップ〜第3のステ
ップを実行させるためのものである。
The information storage medium of the present invention includes a program for executing the first step to the third step. Further, the image display program of the present invention causes the computer to execute the first step to the third step in order to project the image of the three-dimensional object arranged in the virtual three-dimensional space on the curved screen through the wide-angle lens. It is meant to be executed.

【0014】本発明の画像表示方法を実施することによ
り、あるいは本発明の情報記憶媒体に格納されたプログ
ラムや、本発明の画像表示プログラムを実行することに
より、曲面スクリーンに歪みの少ない画像を投影するこ
とができる。また、上述した第2のステップにおいて、
所定の視点位置を考慮してフレームバッファと平面バッ
ファの対応位置を計算することが望ましい。フレームバ
ッファに格納された画像情報に基づいて実際の画像が投
影される仮想的な平面上の位置が、視点位置を考慮して
計算されるため、歪みの少ない画像を投影することがで
きる。
By implementing the image display method of the present invention, or by executing the program stored in the information storage medium of the present invention or the image display program of the present invention, an image with little distortion is projected on the curved screen. can do. Also, in the second step described above,
It is desirable to calculate the corresponding positions of the frame buffer and the plane buffer in consideration of the predetermined viewpoint position. Since the position on the virtual plane on which the actual image is projected is calculated based on the image information stored in the frame buffer in consideration of the viewpoint position, an image with less distortion can be projected.

【0015】また、上述した第2のステップにおいて、
所定の視点位置と広角レンズの位置に対応する投影位置
とを考慮して、フレームバッファと平面バッファの対応
位置を計算することが望ましい。フレームバッファに格
納された画像情報に基づいて実際の画像が投影される仮
想的な平面上の位置が、視点位置と投影位置の両方を考
慮して計算されるため、さらに歪みの少ない画像を投影
することができる。
In the above-mentioned second step,
It is desirable to calculate the corresponding position of the frame buffer and the plane buffer in consideration of the predetermined viewpoint position and the projection position corresponding to the position of the wide-angle lens. The position on the virtual plane where the actual image is projected based on the image information stored in the frame buffer is calculated by considering both the viewpoint position and the projection position, so an image with less distortion is projected. can do.

【0016】また、投影位置が曲面スクリーンの中心位
置からずらして設定されている場合に、投影位置と曲面
スクリーン上に投影すべき位置との距離を考慮して、フ
レームバッファに格納する画像情報の明るさ補正を行う
第4のステップを第3のステップの前に挿入することが
望ましい。距離を考慮して明るさ補正を行うことによ
り、明るさの偏りをなくしてほぼ均一な明るさの画像を
得ることができる。
Further, when the projection position is set to be displaced from the center position of the curved screen, the distance between the projection position and the position to be projected on the curved screen is taken into consideration and the image information stored in the frame buffer is stored. It is desirable to insert the fourth step of performing brightness correction before the third step. By performing the brightness correction in consideration of the distance, it is possible to eliminate an uneven brightness and obtain an image having a substantially uniform brightness.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した一実施形
態のゲームシステムについて、図面を参照しながら説明
する。図1は、本実施形態のゲームシステムの構成を示
す図である。同図に示すゲームシステムは、ゲーム装置
1、プロジェクタ2、レンズ3、球面スクリーン4を含
んで構成されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A game system according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the game system of the present embodiment. The game system shown in the figure includes a game device 1, a projector 2, a lens 3, and a spherical screen 4.

【0018】ゲーム装置1は、プレーヤによる操作に対
応して各種のゲーム演算を行うとともに、ゲーム進行に
応じたゲーム画像を表示するための画像情報を生成す
る。プロジェクタ2は、ゲーム装置1によって生成され
た画像情報に基づいて、球面スクリーン4にゲーム画像
を照射する。レンズ3は、プロジェクタ2から照射され
たゲーム画像を球面スクリーン4に投影する。本実施形
態では、このレンズ3として広角レンズ、さらに具体的
には投影角がほぼ180°の魚眼レンズが用いられてい
る。球面スクリーン4は、曲面スクリーンの一種であ
り、半球状の投影面を有しており、プロジェクタ2から
照射されてレンズ3を通したゲーム画像が内側に投影さ
れる。
The game apparatus 1 performs various game calculations in response to the player's operation and generates image information for displaying a game image according to the progress of the game. The projector 2 irradiates the spherical screen 4 with a game image based on the image information generated by the game device 1. The lens 3 projects the game image emitted from the projector 2 onto the spherical screen 4. In this embodiment, a wide-angle lens, more specifically, a fisheye lens having a projection angle of about 180 ° is used as the lens 3. The spherical screen 4 is a kind of curved screen, has a hemispherical projection surface, and a game image emitted from the projector 2 and passing through the lens 3 is projected inside.

【0019】次に、ゲーム装置1の詳細構成について説
明する。図1に示すゲーム装置1は、入力装置10、ゲ
ーム演算部20、情報記憶媒体30、画像処理部40、
円形フレームバッファ50を含んで構成されている。入
力装置10は、プレーヤがゲーム装置1に対して各種の
指示を入力するためのものであり、ゲーム装置1におい
て行われるゲームの種類に応じた各種操作キー、操作レ
バー等を含んで構成されている。例えば、ドライブゲー
ムを行うために設けられた入力装置10には、ハンド
ル、アクセル、ブレーキ、変速レバー等が備わってい
る。
Next, the detailed structure of the game apparatus 1 will be described. The game device 1 shown in FIG. 1 includes an input device 10, a game calculation unit 20, an information storage medium 30, an image processing unit 40,
It is configured to include a circular frame buffer 50. The input device 10 is for a player to input various instructions to the game device 1, and is configured to include various operation keys, operation levers, and the like according to the type of game played in the game device 1. There is. For example, the input device 10 provided for playing a drive game is provided with a handle, an accelerator, a brake, a gear shift lever, and the like.

【0020】ゲーム演算部20は、ゲームの進行に必要
な所定のゲーム演算を行うものである。このゲーム演算
部20は、入力判定部22、イベント処理部24、ゲー
ム空間演算部26を含んで構成されている。このゲーム
演算部20は、CPUやROM、RAM等の半導体メモ
リを用いて所定のゲームプログラムを実行することによ
り実現される。
The game calculation section 20 performs a predetermined game calculation necessary for the progress of the game. The game calculation section 20 includes an input determination section 22, an event processing section 24, and a game space calculation section 26. The game calculation unit 20 is realized by executing a predetermined game program using a semiconductor memory such as a CPU, a ROM, and a RAM.

【0021】入力判定部22は、入力装置10に備わっ
たハンドル、アクセル、ブレーキ等の操作状態を判定
し、操作状態に応じた信号をイベント処理部24に出力
する。イベント処理部24は、各種イベントの発生や、
ゲームの進行状況に対応した分岐判断等、ゲーム進行に
必要な処理を行う。ゲーム空間演算部26は、仮想的な
三次元空間であるゲーム空間内に存在する各種の三次元
オブジェクトの位置情報の計算を行う。本実施形態にお
ける三次元オブジェクトのそれぞれは複数のポリゴンに
よって構成されており、ゲーム空間演算部26は、三次
元オブジェクトを構成する各ポリゴンの頂点座標を計算
する。
The input determination unit 22 determines the operating state of the steering wheel, accelerator, brake, etc. provided in the input device 10, and outputs a signal corresponding to the operating state to the event processing unit 24. The event processing unit 24 generates various events,
Performs processing necessary for game progress, such as branching decisions corresponding to the progress of the game. The game space calculation unit 26 calculates position information of various three-dimensional objects existing in the game space, which is a virtual three-dimensional space. Each of the three-dimensional objects in the present embodiment is composed of a plurality of polygons, and the game space calculation unit 26 calculates the vertex coordinates of each polygon forming the three-dimensional object.

【0022】情報記憶媒体30は、コンピュータとして
の機能を有するゲーム装置1を動作させるためのプログ
ラムやデータを格納するためのものである。具体的に
は、情報記憶媒体30は、ゲーム演算部20によって実
行されるゲームプログラムやゲーム画像の表示に必要な
データ(テクスチャマッピング用のテクスチャデータ
等)や画像表示プログラムを格納する。この情報記憶媒
体30は、CD−ROM、DVD−ROM、ハードディ
スク装置、半導体メモリ等によって実現される。
The information storage medium 30 is for storing programs and data for operating the game apparatus 1 having a function as a computer. Specifically, the information storage medium 30 stores a game program executed by the game calculation unit 20, data necessary for displaying a game image (texture data for texture mapping, etc.), and an image display program. The information storage medium 30 is realized by a CD-ROM, a DVD-ROM, a hard disk device, a semiconductor memory or the like.

【0023】画像処理部40は、ゲーム演算部20内の
ゲーム空間演算部26によって計算された各ポリゴンの
頂点座標が入力されており、球面スクリーン4上に画像
を表示するために、円形フレームバッファ50に画像情
報を格納する処理を行う。この画像処理部40は、平面
処理部41と曲面処理部45を備えている。平面処理部
41は、球面スクリーン4に外接する複数枚の仮想的な
平面に、ゲーム空間内に配置された三次元オブジェクト
の画像を投影する。曲面処理部45は、平面処理部41
によって仮想的な平面に投影された二次元画像に基づい
て円形フレームバッファ50に格納する画像情報を作成
する。
The image processing unit 40 receives the vertex coordinates of each polygon calculated by the game space calculation unit 26 in the game calculation unit 20 and, in order to display an image on the spherical screen 4, a circular frame buffer. A process of storing image information in 50 is performed. The image processing unit 40 includes a plane processing unit 41 and a curved surface processing unit 45. The plane processing unit 41 projects the image of the three-dimensional object arranged in the game space onto a plurality of virtual planes circumscribing the spherical screen 4. The curved surface processing unit 45 is the flat surface processing unit 41.
The image information to be stored in the circular frame buffer 50 is created based on the two-dimensional image projected on the virtual plane.

【0024】この画像処理部40は、専用のグラフィッ
ク用LSIやDSP等を用いて実現されるが、ゲーム演
算部20を実現するCPUの性能が高い場合であって処
理能力に余裕がある場合には、このCPUに画像処理部
40の処理を行わせてもよい。
The image processing unit 40 is realized by using a dedicated graphic LSI, DSP, or the like, but when the performance of the CPU for realizing the game calculation unit 20 is high and the processing capacity is sufficient. May cause the CPU to perform the processing of the image processing unit 40.

【0025】図2は、平面処理部41による投影処理に
用いられる仮想的な平面を示す図である。同図に示すよ
うに、本実施形態では、半球状の球面スクリーン4に外
接する5つの平面S1、S2、S3、S4、S5を考え
るものとする。これら5つの平面S1〜S5は、球面ス
クリーン4を含む球に外接する直方体を半分に切断した
場合の各面に対応しており、隣接するもの同士が互いに
直角に交わっている。
FIG. 2 is a view showing a virtual plane used for the projection processing by the plane processing unit 41. As shown in the figure, in this embodiment, five planes S1, S2, S3, S4 and S5 circumscribing the hemispherical spherical screen 4 are considered. These five planes S1 to S5 correspond to respective surfaces when a rectangular parallelepiped circumscribing the sphere including the spherical screen 4 is cut in half, and adjacent ones intersect each other at right angles.

【0026】平面処理部41は、透視投影変換処理部4
2、テクスチャマッピング処理部43、平面バッファ4
4を含んで構成されている。透視投影変換処理部42
は、球面スクリーン4の球心位置を仮想的な視点位置に
設定して、ゲーム空間内に配置された各種の三次元オブ
ジェクトを上述した5つの平面S1〜S5のそれぞれに
投影する透視投影変換処理を行う。本実施形態では、三
次元オブジェクトのそれぞれが一あるいは複数のポリゴ
ンによって構成されており、この透視投影変換処理によ
って、ゲーム空間内に配置された各ポリゴンの頂点座標
を、平面S1〜S5のそれぞれに投影する座標変換処理
が行われる。
The plane processing unit 41 is a perspective projection conversion processing unit 4.
2, texture mapping processing unit 43, plane buffer 4
4 is included. Perspective projection conversion processing unit 42
Is a perspective projection conversion process for setting the spherical center position of the spherical screen 4 as a virtual viewpoint position and projecting various three-dimensional objects arranged in the game space onto each of the five planes S1 to S5 described above. I do. In this embodiment, each of the three-dimensional objects is composed of one or a plurality of polygons, and by this perspective projection conversion processing, the vertex coordinates of each polygon arranged in the game space are assigned to each of the planes S1 to S5. A coordinate conversion process of projecting is performed.

【0027】図3および図4は、透視投影変換の具体例
を示す図である。正方形の平面S1に対する透視投影変
換は、図3に示すように、ゲーム空間内に配置された三
次元オブジェクト200を平面S1上に投影することに
より行われる。また、それ以外の平面S2〜S5に対す
る透視投影変換は、図4に示すように、平面S1に対す
る処理と同様に正方形の平面に対する上半分のみ透視投
影変換したものを使用すればよい。
FIG. 3 and FIG. 4 are diagrams showing specific examples of perspective projection conversion. The perspective projection transformation on the square plane S1 is performed by projecting the three-dimensional object 200 arranged in the game space onto the plane S1, as shown in FIG. As for the perspective projection conversion for the other planes S2 to S5, as shown in FIG. 4, it is sufficient to use the perspective projection conversion for only the upper half of the square plane as in the processing for the plane S1.

【0028】テクスチャマッピング処理部43は、透視
投影変換によって平面S1〜S5上の頂点位置が算出さ
れた各ポリゴンに対して、その内部をテクスチャデータ
で貼り付ける処理(テクスチャマッピング処理)を行
う。このようにして、平面S1〜S5のそれぞれに三次
元オブジェクトを投影した処理が行われ、得られた二次
元の画像情報が平面バッファ44に格納される。
The texture mapping processing section 43 carries out a processing (texture mapping processing) of pasting the inside of each polygon with texture data to each polygon for which the vertex positions on the planes S1 to S5 are calculated by the perspective projection conversion. In this way, the process of projecting the three-dimensional object on each of the planes S1 to S5 is performed, and the obtained two-dimensional image information is stored in the plane buffer 44.

【0029】なお、上述した透視投影変換処理およびテ
クスチャマッピング処理は、従来から行われているもの
と内容が同じであるため、三次元画像処理用に開発、販
売等がなされている既存のハードウエアやソフトウエア
をそのまま利用することができる。
Since the perspective projection conversion processing and the texture mapping processing described above have the same contents as those conventionally performed, existing hardware that has been developed and sold for three-dimensional image processing is used. Or software can be used as is.

【0030】曲面処理部45は、図2に示した5つの平
面S1〜S5のそれぞれに対応して得られた画像情報に
基づいて円形フレームバッファ50に格納する画像情報
を作成するために、座標変換処理部46と画像情報読出
し部47を有している。円形フレームバッファ50は、
曲面処理部45によって得られた画像情報を格納する。
円形フレームバッファ50の各格納位置は、球面スクリ
ーン4上に投影すべきそれぞれの位置に対応しており、
円形フレームバッファ50の所定位置に画像情報を格納
することにより、この画像情報によって特定される色の
画像が球面スクリーン4上の対応位置に投影される。
The curved surface processing section 45 creates coordinates for the image information to be stored in the circular frame buffer 50 based on the image information obtained for each of the five planes S1 to S5 shown in FIG. It has a conversion processing unit 46 and an image information reading unit 47. The circular frame buffer 50
The image information obtained by the curved surface processing unit 45 is stored.
Each storage position of the circular frame buffer 50 corresponds to each position to be projected on the spherical screen 4,
By storing the image information in a predetermined position of the circular frame buffer 50, the image of the color specified by this image information is projected on the corresponding position on the spherical screen 4.

【0031】座標変換処理部46は、円形フレームバッ
ファ50の各格納位置に基づいて、対応する平面バッフ
ァ44の格納位置を算出する座標変換処理を行う。図5
は、座標変換処理部46によって行われる座標変換処理
の概要を示す図である。例えば、球面スクリーン4の球
心oに視点位置と投影位置があり、ゲーム空間上の点P
に対して透視投影変換を行った場合の対応位置が平面S
1上に存在するものとする。球心oとゲーム空間上の点
Pとを通る直線と平面S1とが交わる点をPqとする
と、この点Pqに対応する画像情報が平面バッファ44
の格納位置Hに格納される。また、この直線と球面スク
リーン4とが交わる点をPdとすると、この点Pdに投影
される画像は、円形フレームバッファ50の格納位置F
に格納する必要がある。座標変換処理部46は、円形フ
レームバッファ50の格納位置Fに基づいて、これに対
応する平面バッファ44の格納位置Hを計算する。
The coordinate conversion processing unit 46 performs a coordinate conversion process for calculating the storage position of the corresponding plane buffer 44 based on each storage position of the circular frame buffer 50. Figure 5
FIG. 6 is a diagram showing an outline of coordinate conversion processing performed by the coordinate conversion processing unit 46. For example, there is a viewpoint position and a projection position at the spherical center o of the spherical screen 4, and a point P in the game space
The corresponding position when perspective projection transformation is performed on the plane S
It is assumed to exist above 1. If the point where the straight line passing through the ball center o and the point P in the game space and the plane S1 intersect is P q , the image information corresponding to this point P q is the plane buffer 44.
Is stored in the storage position H of. Further, when the point where the the straight line and the spherical screen 4 intersects the P d, the image projected in this respect P d is, the storage position of the circular frame buffer 50 F
Need to be stored in. The coordinate conversion processing unit 46 calculates the storage position H of the plane buffer 44 corresponding to the storage position F of the circular frame buffer 50.

【0032】画像情報読出し部47は、平面バッファ4
4によって計算された平面バッファ44の格納位置Hと
円形フレームバッファ50の格納位置Fとの関係に基づ
いて、平面バッファ44に格納された画像情報を読み出
して円形フレームバッファ50に格納する。
The image information reading section 47 is provided in the plane buffer 4
Based on the relationship between the storage position H of the plane buffer 44 and the storage position F of the circular frame buffer 50 calculated by 4, the image information stored in the plane buffer 44 is read and stored in the circular frame buffer 50.

【0033】上述したプロジェクタ2が投影装置に、平
面処理部41が平面処理手段に、曲面処理部45が曲面
処理手段に、座標変換処理部46が座標変換手段に、画
像情報読出し部47が画像情報読出し手段に、ゲーム空
間演算部26がオブジェクト計算手段にそれぞれ対応し
ている。
The above-described projector 2 is a projection device, the plane processing unit 41 is plane processing means, the curved surface processing unit 45 is curved surface processing means, the coordinate conversion processing unit 46 is coordinate conversion means, and the image information reading unit 47 is an image. The game space computing section 26 corresponds to the information reading means and the object computing means.

【0034】本実施形態のゲームシステムはこのような
構成を有しており、次にその動作について説明する。図
6は、本実施形態のゲームシステムの動作手順の概要を
示す流れ図であり、ゲーム全体の流れが示されている。
なお、図6に示す一連の処理は、所定の表示間隔に対応
した周期(例えば、1/60秒)で繰り返して行われ
る。
The game system of this embodiment has such a configuration, and its operation will be described below. FIG. 6 is a flow chart showing the outline of the operation procedure of the game system of the present embodiment, and shows the flow of the entire game.
The series of processing shown in FIG. 6 is repeatedly performed at a cycle (for example, 1/60 seconds) corresponding to a predetermined display interval.

【0035】入力装置10が操作されてプレーヤによっ
てゲームの開始指示がなされると、ゲーム演算部20
は、情報記憶媒体30から読み出したゲームプログラム
に基づいて所定のゲーム演算を開始する。具体的には、
ゲーム演算部20内の入力判定部22は、入力装置10
から出力される信号に基づいて、プレーヤによって行わ
れた操作の内容に応じた信号を出力する所定の入力判定
処理を行う(ステップ100)。
When the player gives an instruction to start a game by operating the input device 10, the game calculation section 20
Starts a predetermined game calculation based on the game program read from the information storage medium 30. In particular,
The input determination unit 22 in the game calculation unit 20 is the input device 10
Based on the signal output from the player, a predetermined input determination process of outputting a signal according to the content of the operation performed by the player is performed (step 100).

【0036】次に、イベント処理部24は、入力判定部
22から出力される信号に対応して、ゲーム進行に必要
な各種のイベントを発生する処理(イベント発生処理)
を行う(ステップ101)。また、ゲーム空間演算部2
6は、イベント処理部24によって行われるイベント発
生処理に対応して、ゲーム空間内に存在する各種の三次
元オブジェクトの座標計算を行う(ステップ102)。
この座標計算によって、三次元オブジェクトを構成する
複数のポリゴンの各頂点座標が計算される。
Next, the event processing section 24 generates various events necessary for the progress of the game in response to the signal output from the input determination section 22 (event generation processing).
Is performed (step 101). In addition, the game space calculation unit 2
6 performs coordinate calculation of various three-dimensional objects existing in the game space, corresponding to the event generation processing performed by the event processing unit 24 (step 102).
By this coordinate calculation, the vertex coordinates of a plurality of polygons forming the three-dimensional object are calculated.

【0037】このようにしてゲーム空間演算部26によ
って各三次元オブジェクトの座標計算が行われて三次元
オブジェクトの位置情報が取得されると、画像処理部4
0内の平面処理部41は、所定の視点位置を基準にした
透視投影変換を行って、仮想的な5つの平面S1〜S5
のそれぞれに対応する画像情報を平面バッファ44に格
納する(ステップ103)。具体的には、透視投影変換
処理部42によってゲーム空間内の三次元オブジェクト
を構成する各ポリゴンの頂点座標が計算され、テクスチ
ャマッピング処理部43によってポリゴン内部の画像情
報が求められ、この画像情報が平面バッファ44に格納
される。
In this way, when the coordinate calculation of each three-dimensional object is performed by the game space computing section 26 and the position information of the three-dimensional object is acquired, the image processing section 4
The plane processing unit 41 in 0 performs perspective projection conversion with reference to a predetermined viewpoint position to generate five virtual planes S1 to S5.
The image information corresponding to each of these is stored in the plane buffer 44 (step 103). Specifically, the perspective projection conversion processing unit 42 calculates the vertex coordinates of each polygon forming the three-dimensional object in the game space, the texture mapping processing unit 43 obtains the image information inside the polygon, and this image information is obtained. It is stored in the plane buffer 44.

【0038】次に、曲面処理部45は、円形フレームバ
ッファ50の各格納位置に対応する平面バッファ44上
の格納位置を算出する座標変換処理を行って(ステップ
104)、この算出結果に基づいて、平面バッファ44
に格納されている画像情報を読み出して、円形フレーム
バッファ50上の対応格納位置に格納する(ステップ1
05)。
Next, the curved surface processing unit 45 performs coordinate conversion processing for calculating the storage position on the plane buffer 44 corresponding to each storage position of the circular frame buffer 50 (step 104), and based on this calculation result. , Plane buffer 44
The image information stored in is stored in the corresponding storage position on the circular frame buffer 50 (step 1
05).

【0039】円形フレームバッファ50に対して書き込
まれた画像情報が所定の走査順に読み出されてプロジェ
クタ2に送出される。プロジェクタ2は、この画像情報
に基づいて画像を形成し、レンズ3を通して球面スクリ
ーン4に投影する(ステップ106)。
The image information written in the circular frame buffer 50 is read out in a predetermined scanning order and sent to the projector 2. The projector 2 forms an image based on this image information and projects it on the spherical screen 4 through the lens 3 (step 106).

【0040】このようにして所定の繰り返し周期で新し
い内容のゲーム画像が生成されて球面スクリーン4上に
投影される。なお、上述した動作説明では、表示間隔に
対応した周期で図6に示した一連の処理を行って描画処
理を行うようにしたが、必ずしも表示間隔と描画処理の
繰り返し間隔は一致させなくてもよい。また、それ以外
にも、描画処理が表示タイミングに間に合えば毎回の表
示タイミングに同期して描画処理を行い、間に合わなけ
れば同じ内容の画面表示を行うようにした場合には、表
示タイミングと描画タイミングが一致しないこともあ
る。
In this way, a game image having new contents is generated at a predetermined repetition period and projected on the spherical screen 4. In the above description of the operation, the drawing process is performed by performing the series of processes illustrated in FIG. 6 at a cycle corresponding to the display interval, but the display interval and the repeating interval of the drawing process do not necessarily have to match. Good. In addition, if the drawing process is in time for the display timing, the drawing process is performed in synchronization with the display timing each time, and if the drawing process is not in time, the same content is displayed on the screen. May not match.

【0041】次に、上述したステップ104における座
標変換処理の詳細について説明する。(1)視点位置、投影位置をともに球面スクリーン4の
球心位置に設定する場合 図5に示したように、球面スクリーン4の球心oに視点
位置と投影位置がともにある場合について説明する。
Next, details of the coordinate conversion process in step 104 described above will be described. (1) Both the viewpoint position and the projection position of the spherical screen 4
Case of Setting to the Ball Center Position The case where the ball center o of the spherical screen 4 has both the viewpoint position and the projection position as shown in FIG. 5 will be described.

【0042】まず、円形フレームバッファ50上の点F
(X,Y)に対応する球面スクリーン4上の投影点Pd
(xd,yd,zd)を求める。本実施形態で使用するレ
ンズ3は、円形フレームバッファ50の中心点Oから点
F(X,Y)までの距離Lが、図5に示す原点oと球面
スクリーン4上の点Pdを結ぶ直線とz軸とのなす各θ
に比例する性質を有している。x軸となす角φは、円形
フレームバッファ50での中心点Oと点Fとを結ぶ直線
とX軸とのなす角Φと同一である。この性質に基づい
て、点Pdの各座標xd、yd、zd を求める。なお、以
下に示す式においては、X=0,Y=0の場合に分母が
0となる特異点となるが、このようなX座標とY座標の
組合せについては、球面スクリーン4上の投影点Pd
別に求める必要がある。例えば、図5に示した例では、
球面スクリーン4の球心oを通るz軸と交わる球面スク
リーン4上の点をPdとして求めればよい。
First, the point F on the circular frame buffer 50
Projection point P d on the spherical screen 4 corresponding to (X, Y)
Find (x d , y d , z d ). In the lens 3 used in this embodiment, the distance L from the center point O of the circular frame buffer 50 to the point F (X, Y) is a straight line connecting the origin o shown in FIG. 5 and the point P d on the spherical screen 4. And the z-axis
It has a property proportional to. The angle φ formed with the x axis is the same as the angle Φ formed by the straight line connecting the center point O and the point F in the circular frame buffer 50 and the X axis. Based on this property, the coordinates x d , y d , and z d of the point P d are obtained. In the formula shown below, the singular point is 0 when the denominator is 0 when X = 0 and Y = 0. For such a combination of the X coordinate and the Y coordinate, the projected point on the spherical screen 4 is It is necessary to obtain P d separately. For example, in the example shown in FIG.
The point on the spherical screen 4 that intersects the z axis passing through the spherical center o of the spherical screen 4 may be obtained as P d .

【0043】まず、投影点Pdを極座標表示すると、以
下のようになる。
First, the projection point P d is displayed in polar coordinates as follows.

【0044】[0044]

【数1】 [Equation 1]

【0045】次に、円形フレームバッファの定義から
θ、cosφ、sinφを求めると、以下のようにな
る。
Next, when θ, cosφ, and sinφ are obtained from the definition of the circular frame buffer, the following is obtained.

【0046】[0046]

【数2】 [Equation 2]

【0047】したがって、点Pdの各座標xd、yd、zd
は以下のようになる。
[0047] Thus, each coordinate x d of the point P d, y d, z d
Is as follows.

【0048】[0048]

【数3】 [Equation 3]

【0049】次に、図5に示す原点oと点Pdを通る直
線と、平面S1〜S5との交点を求める。原点oと点P
dを通る直線は、
Next, a straight line passing through the origin o and the point P d shown in FIG. 5, obtains the intersection of the plane S1-S5. Origin o and point P
The straight line passing through d is

【0050】[0050]

【数4】 [Equation 4]

【0051】の方程式で表すことができる。この(10)
式で表された直線と、各平面S1〜S5のそれぞれとの
交点を求めるには、この直線と以下に示す各平面S1〜
S5の方程式とを連立させて解を求めればよい。 平面S1:z=r(但し、−r≦x≦r、−r≦y≦
r) 平面S2:y=r(但し、−r≦x≦r、0≦z≦r) 平面S3:x=r(但し、−r≦y≦r、0≦z≦r) 平面S4:x=−r(但し、−r≦y≦r、0≦z≦
r) 平面S5:y=−r(但し、−r≦x≦r、0≦z≦
r) 例えば、計算を簡略化するためにr=1として、点Pd
を通る直線と平面S1との交点Pq(xq,yq,zq)を
求めると以下のようになる。
It can be expressed by the equation: This (10)
In order to obtain the intersections of the straight line represented by the equation and the respective planes S1 to S5, this straight line and the respective planes S1 to S1 shown below are obtained.
It suffices to solve the equations by simultaneous equations of S5. Plane S1: z = r (where -r≤x≤r, -r≤y≤
r) plane S2: y = r (provided that -r≤x≤r, 0≤z≤r) plane S3: x = r (provided that -r≤y≤r, 0≤z≤r) plane S4: x = -R (where -r≤y≤r, 0≤z≤
r) plane S5: y = −r (where −r ≦ x ≦ r, 0 ≦ z ≦
r) For example, if r = 1 to simplify the calculation, the point P d
The intersection point P q (x q , y q , z q ) of the straight line passing through and the plane S1 is obtained as follows.

【0052】[0052]

【数5】 [Equation 5]

【0053】これらの式から、x=xd/zd、y=yd
/zdとなる。これらx、yがともに−1から1までの
範囲に含まれている場合には、点Pdを通る直線と平面
S1とが交差するということであり、その座標xq
q、zqは、
From these equations, x = x d / z d , y = y d
/ Z d . These x, if y is both included in the range from -1 to 1 is that the straight line and the plane S1, passing through the point P d intersect, the coordinates x q,
y q and z q are

【0054】[0054]

【数6】 [Equation 6]

【0055】となる。ここで、xd、yd、zdの値は、
(7)〜(9)式で示したように、円形フレームバッフ
ァ50上の点F(X,Y)を決めると一意に決まるた
め、円形フレームバッファ50上の点Fの座標(格納位
置)に基づいて平面S1上の対応点を計算することがで
きる。なお、他の平面S2〜S5についても同様に交点
を求めることができる。但し、点Pdを通る直線と実際
に交差する平面は一つであるため、最終的に条件を満た
す交点が一つだけ求められる。
It becomes Here, the values of x d , y d , and z d are
As shown in the equations (7) to (9), since the point F (X, Y) on the circular frame buffer 50 is uniquely determined, the coordinates (storage position) of the point F on the circular frame buffer 50 are set. Based on that, the corresponding points on the plane S1 can be calculated. It should be noted that the intersections can be similarly obtained for the other planes S2 to S5. However, since only one plane actually intersects the straight line passing through the point P d , only one intersection satisfying the condition is finally obtained.

【0056】このようにして、曲面処理部45内の座標
変換処理部46は、円形フレームバッファ50上の一点
Fに対応する平面バッファ44上の一点Pqの座標を計
算する。画像情報読出し部47は、計算された点Pq
座標(xq,yq,zq)を取得し、平面バッファ44の
この座標に格納されている画像情報を読み出して、円形
フレームバッファ50の座標(X,Y)に格納する。
In this way, the coordinate conversion processing unit 46 in the curved surface processing unit 45 calculates the coordinates of one point P q on the plane buffer 44 corresponding to one point F on the circular frame buffer 50. The image information reading unit 47 obtains the calculated coordinates (x q , y q , z q ) of the point P q , reads the image information stored in this coordinate of the plane buffer 44, and reads the circular frame buffer 50. It is stored in the coordinates (X, Y).

【0057】図7は、円形フレームバッファ50内の任
意の点と5つの仮想的な平面S1〜S5との対応関係を
示す図である。図7に示すように、円形フレームバッフ
ァ50の原点Oを含む所定領域(S1)が図2に示した
平面S1に対応しており、この領域内の任意の点の座標
に基づいて平面S1上の一点の座標が求められる。他の
領域についても同様であり、図7に(S2)〜(S5)
で示された各領域が図2に示した平面S2〜S5のそれ
ぞれに対応しており、それぞれの領域内の任意の点の座
標に基づいて平面S2〜S5のいずれかに含まれる一点
の座標が求められる。
FIG. 7 is a diagram showing the correspondence between arbitrary points in the circular frame buffer 50 and the five virtual planes S1 to S5. As shown in FIG. 7, the predetermined area (S1) including the origin O of the circular frame buffer 50 corresponds to the plane S1 shown in FIG. 2, and on the plane S1 based on the coordinates of any point in this area. The coordinates of one point are obtained. The same applies to other areas, and (S2) to (S5) in FIG.
2 correspond to the planes S2 to S5 shown in FIG. 2, respectively, and the coordinates of one point included in any of the planes S2 to S5 based on the coordinates of any point in each area. Is required.

【0058】(2)投影位置のみを球面スクリーン4の
球心からずらした場合 ところで、上述した説明では、視点位置と投影位置を球
面スクリーン4の球心に一致させた場合を考えたが、実
際には、このような位置関係を実現することは難しい。
実用的な幾何学的配置を考えた場合に、球面スクリーン
4を用いることによる臨場感の高いゲーム画像をプレー
ヤに見せようとすると、プレーヤの視点位置を球面スク
リーン4の球心近傍に設定することが望ましい。したが
って、この場合には投影位置を球面スクリーン4の球心
からずらして設定する必要がある。ただし、投影位置P
rを球面スクリーン4の球心からずらした場合の点Pr
中心とした各軸は、元のx軸、y軸、z軸を平行移動し
たものであり、軸回りの回転はないものとする。
(2) Only the projection position of the spherical screen 4
By the way, in the above description, the case where the viewpoint position and the projection position coincide with the spherical center of the spherical screen 4 is considered, but it is actually difficult to realize such a positional relationship.
Considering a practical geometrical arrangement, when a player wants to show a highly realistic game image by using the spherical screen 4, the viewpoint position of the player should be set near the spherical center of the spherical screen 4. Is desirable. Therefore, in this case, it is necessary to set the projection position so as to deviate from the spherical center of the spherical screen 4. However, the projection position P
each axis around the P r point when shifted r from the sphere center of the spherical screen 4, the original x-axis, y-axis is obtained by translating the z-axis, it is assumed that there is no axial rotation around .

【0059】図8は、投影位置を球面スクリーン4の球
心からずらした場合の座標変換処理の概要を示す図であ
る。図8において、投影位置をPr(xr,yr,zr)と
する。また、球面スクリーン4の実際の投影面をS、投
影点Prを中心とする仮想的な投影面をS′とする。
FIG. 8 is a diagram showing an outline of the coordinate conversion processing when the projection position is shifted from the spherical center of the spherical screen 4. In FIG. 8, the projection position is P r (x r , y r , z r ). The actual projection surface of the spherical screen 4 is S, and the virtual projection surface centered on the projection point P r is S ′.

【0060】円形フレームバッファ50上の点をF
(X,Y)、投影点をPr(xr,yr,zr)とした場合
に、視点Peから見た仮想的な投影面S′上の点P
d0(xd0,y d0,zd0)は、以下のように表すことがで
きる。
F on the point on the circular frame buffer 50
(X, Y), projection point is Pr(Xr, Yr, Zr)
And the viewpoint PePoint P on the virtual projection plane S ′ seen from
d0(Xd0, Y d0, Zd0) Can be expressed as
Wear.

【0061】[0061]

【数7】 [Equation 7]

【0062】プロジェクタ2の投影ベクトル(投影点P
rを始点、点Pd0を終点とするベクトル)に平行で、投
影点Prを通る直線の方程式は以下のようになる。
Projection vector of projector 2 (projection point P
The equation of a straight line that is parallel to the vector having r as the start point and the point P d0 as the end point and that passes through the projection point P r is as follows.

【0063】[0063]

【数8】 [Equation 8]

【0064】この直線と、球の方程式r2=x2+y2
2で表される球面スクリーン4との交点を求める。(1
5)式を変形すると以下のようになる。
This straight line and the sphere equation r 2 = x 2 + y 2 +
Find the intersection with the spherical screen 4 represented by z 2 . (1
When the formula (5) is transformed, it becomes as follows.

【0065】[0065]

【数9】 [Equation 9]

【0066】よって、Therefore,

【0067】[0067]

【数10】 [Equation 10]

【0068】この式を解くことにより得られたxを(1
6)式に代入して得られる2点をS1(x1,y1
1)、S2(x2,y2,z2)とする。これらの点と投
影点Pr(xr,yr,zr)とを結ぶ2つのベクトルのう
ち、上述した投影ベクトルと同じ向きのベクトルを抽出
し、この抽出したベクトルに対応する点S1あるいはS2
を改めて点Pd′(xd′,yd′,zd′)とおく。原点
oと点Pd′とを通る直線は、
X obtained by solving this equation is (1
The two points obtained by substituting in equation (6) are S 1 (x 1 , y 1 ,
z 1 ) and S 2 (x 2 , y 2 , z 2 ). Of the two vectors connecting these points and the projection point P r (x r , y r , z r ), the vector having the same direction as the above-mentioned projection vector is extracted, and the point S 1 corresponding to this extracted vector is extracted. Or S 2
Is again defined as a point P d ′ (x d ′, y d ′, z d ′). A straight line passing through the origin o and the point P d ′ is

【0069】[0069]

【数11】 [Equation 11]

【0070】で表すことができ、この直線と平面S1〜
S5との交点Pq′(xq′,yq′,zq′)を求めるこ
とができる。なお、上述した直線と平面S1〜S5との
交点が複数個存在する場合があるが、この場合には、原
点oを始点、これらの各交点を終点とする複数のベクト
ルのうち、原点oを始点、点Pd′(またはPd0)を終
点とするベクトルと同じ向きのベクトルを抽出し、この
抽出したベクトルに対応する交点を上述した点Pq′と
すればよい。
This straight line and the plane S1 to
The intersection point Pq 'with S5 ( xq ', yq ', zq ') can be obtained. Note that there may be a plurality of intersections between the above-described straight line and the planes S1 to S5. In this case, the origin o is the origin of the plurality of vectors having the origin o as the start point and each of these intersections as the end point. A vector having the same direction as the vector having the start point and the point P d ′ (or P d0 ) as the end point may be extracted, and the intersection point corresponding to the extracted vector may be set as the point P q ′.

【0071】投影位置が球面スクリーン4の球心からず
れた場合には、このようにして、曲面処理部45内の座
標変換処理部46は、円形フレームバッファ50上の一
点Fに対応する平面バッファ44上の一点Pq′の座標
を計算することができる。画像情報読出し部47は、計
算された点Pq′の座標(xq′,yq′,zq′)を取得
し、平面バッファ44のこの座標に格納されている画像
情報を読み出して、円形フレームバッファ50の座標
(X,Y)に格納する。
When the projection position deviates from the spherical center of the spherical screen 4, the coordinate conversion processing unit 46 in the curved surface processing unit 45 thus makes the plane buffer 44 corresponding to one point F on the circular frame buffer 50. The coordinates of one point P q ′ on the top can be calculated. The image information reading unit 47 acquires the calculated coordinates (x q ′, y q ′, z q ′) of the point P q ′, reads the image information stored in the coordinates of the plane buffer 44, It is stored in the coordinates (X, Y) of the circular frame buffer 50.

【0072】(3)視点位置、投影位置の両方を球面ス
クリーン4の球心からずらした場合 ところで、上述した(2)における説明では、投影位置
rが球面スクリーン4の球心位置からずれた位置に設
定される場合について説明していたが、実際には、プレ
ーヤの視点位置Peも、球面スクリーン4の球心位置か
らずらしたい場合がある。以下では、視点位置および投
影位置の両方を球面スクリーン4の球心位置からずらし
て設定した場合について説明する。
(3) Both the viewpoint position and the projection position are spherical surfaces.
When deviated from the sphere center of the clean 4, by the way, in the above description in (2), the case where the projection position P r is set at a position deviated from the sphere center position of the spherical screen 4 has been described. In some cases, the player's viewpoint position P e may also need to be shifted from the spherical center position of the spherical screen 4. Below, a case will be described in which both the viewpoint position and the projection position are set so as to be shifted from the spherical center position of the spherical screen 4.

【0073】いままでは、視点が球面スクリーン4の球
心位置にある場合を考えていたが、視点が移動した場合
には、球面スクリーン4と視点と平面S1〜S5との関
係に変化が生じる。視点が球面スクリーン4の球心位置
にある場合、平面S1〜S5は、この球心位置を基点と
して球面スクリーン4に外接するものとして考えたが、
視点が移動している場合には、視点を基点(中心)とし
た平面S1〜S5を考えるものとする。
Up to now, the case where the viewpoint is at the center of the spherical screen 4 has been considered, but when the viewpoint moves, the relationship between the spherical screen 4 and the viewpoint and the planes S1 to S5 changes. . When the viewpoint is at the spherical center position of the spherical screen 4, the planes S1 to S5 are considered to be circumscribing the spherical screen 4 with the spherical center position as a base point.
When the viewpoint is moving, the planes S1 to S5 with the viewpoint as the base point (center) are considered.

【0074】図9は、視点が球面スクリーン4の球心位
置からずれた場合の球面スクリーン4と平面S1〜S5
との位置関係を示す図である。点oを球心とする球面ス
クリーン4が点線で、球面スクリーン4に外接する平面
が一点鎖線で示されている。視点Pe(xe,ye,ze
が原点oから移動している場合(図9では、x軸に沿っ
て正方向、y軸に沿って負方向、z軸に沿って負方向に
視点Peが移動している)は、図9に示すような視点Pe
を中心とした平面S1〜S5を想定する。これらの平面
S1〜S5は、視点Peが球面スクリーン4の球心位置
にあった場合に設定された平面S1〜S5を、ちょうど
視点Peを移動した場合の各軸要素分だけ平行移動した
ものだと考えればよい。この処理自体は、視点が原点o
にある場合と同じである。したがって、上述した(2)
で示した視点位置の移動がない場合と同様にして、球面
スクリーン4上の点Pd′を求めることができる。
FIG. 9 shows the spherical screen 4 and the planes S1 to S5 when the viewpoint deviates from the spherical center position of the spherical screen 4.
It is a figure which shows the positional relationship with. The spherical screen 4 having the point o as the sphere center is shown by a dotted line, and the plane circumscribing the spherical screen 4 is shown by a dashed line. Viewpoint P e (x e , y e , z e )
Is moving from the origin o (in FIG. 9, the viewpoint P e is moving in the positive direction along the x axis, in the negative direction along the y axis, and in the negative direction along the z axis). Viewpoint P e as shown in FIG.
Suppose planes S1 to S5 centered on. These planes S1~S5 are perspective P e is a plane S1~S5 that is set when a the sphere center position of the spherical screen 4, and translated by the longitudinal element component in the case of just moving the viewpoint P e Think of it as something. In this process, the viewpoint is the origin o
Same as in. Therefore, the above (2)
The point P d ′ on the spherical screen 4 can be obtained in the same manner as in the case where the viewpoint position is not moved as shown in FIG.

【0075】視点Peと点Pd′を結ぶベクトルに平行
で、視点Peを通る直線の方程式は以下のようになる。
The equation of a straight line parallel to the vector connecting the viewpoint P e and the point P d ′ and passing through the viewpoint P e is as follows.

【0076】[0076]

【数12】 [Equation 12]

【0077】この直線と平面S1〜S5との交点が求め
る点Pq′(xq′,yq′,zq′)となる。平面S1〜
S5は、上述したように原点oから視点Peの移動分だ
け平行移動していると考えられるので、各面の方程式も
その分変わっていることに気を付ける必要がある。
[0077] The straight line P q that intersection sought between the plane S1~S5 '(x q', y q ', z q') becomes. Plane S1
Since it is considered that S5 is translated in parallel by the amount of movement of the viewpoint P e from the origin o as described above, it is necessary to note that the equation of each surface is also changed accordingly.

【0078】平面S1:z=r+ze(但し、−r+xe
≦x≦r+xe、−r+ye≦y≦r+ye) 平面S2:y=r+ye(但し、−r+xe≦x≦r+x
e、ze≦z≦r+ze) 平面S3:x=r+xe(但し、−r+ye≦y≦r+y
e、ze≦z≦r+ze) 平面S4:x=−r+xe(但し、−r+ye≦y≦r+
e、ze≦z≦r+ze) 平面S5:z=−r+ye(但し、−r+xe≦x≦r+
e、ze≦z≦r+ze) なお、上述した(2)の場合と同様に、上述した直線と
平面S1〜S5との交点が複数個存在する場合がある
が、この場合には、視点Peを始点、これらの各交点を
終点とする複数のベクトルのうち、視点Peを始点、点
d′を終点とするベクトルと同じ向きのベクトルを抽
出し、この抽出したベクトルに対応する交点を上述した
点Pq′とすればよい。
[0078] plane S1: z = r + z e ( however, -r + x e
≦ x ≦ r + x e , −r + y e ≦ y ≦ r + y e ) Plane S2: y = r + y e (where −r + x e ≦ x ≦ r + x
e, z e ≦ z ≦ r + z e) plane S3: x = r + x e ( where, -r + y e ≦ y ≦ r + y
e, z e ≦ z ≦ r + z e) plane S4: x = -r + x e ( where, -r + y e ≦ y ≦ r +
y e , z e ≦ z ≦ r + z e ) Plane S5: z = −r + y e (where −r + x e ≦ x ≦ r +
x e, z e ≦ z ≦ r + z e) As in the case of the aforementioned (2), there is a case where the intersection of the straight line and the plane S1~S5 described above there are a plurality, in this case, viewpoint P e a starting point, among the plurality of vectors to an end point of each of these intersections, starting from the viewpoint P e, to extract a vector of the same direction as vector and ending point P d ', corresponding to the extracted vector The point of intersection may be the above-mentioned point P q ′.

【0079】このように、本実施形態のゲームシステム
では、三次元オブジェクトの画像情報を、一旦球面スク
リーン4に外接する5つの平面S1〜S5上に投影して
平面バッファ44に格納した後、この平面バッファ44
に格納された画像情報を円形フレームバッファ50上に
転送している。このような平面S1〜S5への投影処理
や、円形フレームバッファ50への転送処理において
は、視点位置や投影位置が考慮されており、視点位置か
ら見た場合の三次元オブジェクトの形状が正確に再現さ
れているため、球面スクリーン4に投影される画像の歪
みを低減することができる。
As described above, in the game system of this embodiment, the image information of the three-dimensional object is once projected onto the five planes S1 to S5 circumscribing the spherical screen 4 and stored in the plane buffer 44. Plane buffer 44
The image information stored in is transferred to the circular frame buffer 50. In the projection processing on the planes S1 to S5 and the transfer processing to the circular frame buffer 50, the viewpoint position and the projection position are considered, and the shape of the three-dimensional object when viewed from the viewpoint position is accurately determined. Since it is reproduced, the distortion of the image projected on the spherical screen 4 can be reduced.

【0080】特に、三次元オブジェクトを平面S1〜S
5のそれぞれに投影する処理は、従来のゲームシステム
はコンピュータグラフィックス等の分野で多用されてい
る計算手法や専用のハードウエア等を利用することがで
きるため、この部分の処理の高速化が可能になるととも
に、この部分の開発の手間を低減することによるコスト
ダウンが可能になる。
Particularly, the three-dimensional object is set to the planes S1 to S.
For the process of projecting on each of the above 5, since the conventional game system can use the calculation method and the dedicated hardware that are widely used in the field of computer graphics, etc., the process of this part can be speeded up. At the same time, the cost can be reduced by reducing the labor of development of this part.

【0081】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変
形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、
図2に示したように、球面スクリーン4の投影面Sに外
接する5つの平面S1〜S5にゲーム空間内に配置され
た三次元オブジェクトの画像を投影する場合を考えた
が、これらの平面S1〜S5は、必ずしも投影面Sに外
接する必要はなく、内接する場合や、原点oからの距離
がその他の任意の値を有する5つの平面S1〜S5を用
いるようにしてもよい。また、上述した実施形態では、
隣接するもの同士が互いに垂直な5つの平面S1〜S5
を考えたが、垂直以外の角度で交わるようにしてもよ
い。この場合に、平面の数は5以外であってもよい。例
えば、三角錐形状の底面を除く各面に三次元オブジェク
トの画像を投影するものとすると、平面の数は3とな
る。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention. For example, in the embodiment described above,
As shown in FIG. 2, the case where the image of the three-dimensional object arranged in the game space is projected on the five planes S1 to S5 circumscribing the projection surface S of the spherical screen 4 has been considered. S5 to S5 do not necessarily need to be circumscribed on the projection surface S, and may be inscribed or five planes S1 to S5 whose distance from the origin o has any other value. Further, in the above-described embodiment,
Five planes S1 to S5 that are adjacent to each other and are perpendicular to each other
However, they may intersect at an angle other than vertical. In this case, the number of planes may be other than five. For example, if an image of a three-dimensional object is projected on each surface except the triangular pyramid-shaped bottom surface, the number of planes is three.

【0082】また、投影位置Prを球面スクリーン4の
球心位置からずらして設定する場合には、投影位置Pr
から球面スクリーン4上の位置Pd(あるいはPd′)ま
での距離を考慮して、円形フレームバッファ50に格納
する画像情報に対して明るさ補正を行うようにしてもよ
い。
When the projection position P r is set so as to be displaced from the spherical center position of the spherical screen 4, the projection position P r is set.
The brightness may be corrected for the image information stored in the circular frame buffer 50 in consideration of the distance from the position P d (or P d ′) on the spherical screen 4.

【0083】図10は、明るさ補正を行う変形例につい
て説明する図であり、球面スクリーン4の断面を簡略化
した様子が示されている。投影位置Prが球面スクリー
ン4の球心位置Qからずれている場合には、投影位置P
rから球面スクリーン4上の任意の位置までの距離は等
距離ではなくなる。例えば、図10に示すように、投影
位置Prから球面スクリーン4上のある点Pd1までの距
離D1 と別の点Pd2までの距離D2 とは大きく異なるこ
とになる。投影位置Prから照射された光(ゲーム画像
を構成する各画素に対応する光)の強度、すなわち明る
さは、距離の2乗に反比例するため、球面スクリーン4
上に表示されるゲーム画像の明るさには偏りが生じるこ
ととなる。
FIG. 10 is a view for explaining a modified example of performing brightness correction, and shows a state in which the cross section of the spherical screen 4 is simplified. When the projection position P r deviates from the spherical center position Q of the spherical screen 4, the projection position P r
The distance from r to any position on the spherical screen 4 is not equidistant. For example, as shown in FIG. 10, the distance D1 from the projection position P r to a certain point P d1 on the spherical screen 4 and the distance D2 to another point P d2 are significantly different. Since the intensity of the light emitted from the projection position P r (the light corresponding to each pixel forming the game image), that is, the brightness, is inversely proportional to the square of the distance, the spherical screen 4
The brightness of the game image displayed above will be biased.

【0084】したがって、例えば、投影位置Prから球
面スクリーン4上の位置までの距離の2乗に反比例する
所定の係数を設定し、これを円形フレームバッファ50
に格納される画像情報に対して乗算すれば、画像情報の
明るさの補正を行うことができる。これにより、ゲーム
画像の明るさの偏りを軽減し、より質の高いゲーム画像
を投影することができるようになる。
Therefore, for example, a predetermined coefficient inversely proportional to the square of the distance from the projection position P r to the position on the spherical screen 4 is set, and this is set to the circular frame buffer 50.
By multiplying the image information stored in, the brightness of the image information can be corrected. As a result, it is possible to reduce the bias in the brightness of the game image and project a higher quality game image.

【0085】また、より簡便な方法としては、例えば、
投影位置Prから球面スクリーン4上の位置までの距離
に反比例する所定の係数を設定し、これを円形フレーム
バッファ50に格納される画像情報に対して乗算するよ
うにしてもよい。この場合には、ゲーム画像の明るさの
偏りをある程度軽減することができるとともに、明るさ
補正に要する計算量を低減することができる。また、投
影角度も投影位置から球面スクリーン4上に投影された
位置までの距離と所定の相関を有するため、距離の代わ
りに投影角度を用いて明るさ補正を行うようにしてもよ
い。なお、上述したような明るさ補正処理は、曲面処理
部45内の画像情報読出し部47によって行う場合や、
明るさ補正を行う補正処理部を新たに追加して行わせる
場合等が考えられる。
As a simpler method, for example,
A predetermined coefficient that is inversely proportional to the distance from the projection position P r to the position on the spherical screen 4 may be set, and this may be multiplied with the image information stored in the circular frame buffer 50. In this case, the deviation of the brightness of the game image can be reduced to some extent, and the amount of calculation required for the brightness correction can be reduced. Further, since the projection angle also has a predetermined correlation with the distance from the projection position to the position projected on the spherical screen 4, the brightness may be corrected by using the projection angle instead of the distance. The brightness correction processing as described above is performed by the image information reading unit 47 in the curved surface processing unit 45,
There may be a case where a correction processing unit that performs brightness correction is newly added to perform the correction.

【0086】また、上述した実施形態では、曲面スクリ
ーンの一種である球面スクリーンに画像を投影する場合
を説明したが、ゲーム空間内に配置された三次元オブジ
ェクトを視点位置から見たときに、曲面スクリーン上に
投影された位置が計算によって得られる場合には、球面
以外の曲面スクリーンに画像を表示する場合に本発明を
適用することができる。例えば、楕円を回転させた回転
体を半分に切断した投影面を有する曲面スクリーンに画
像を投影するようにしてもよい。このような曲面スクリ
ーンを用いた場合であっても、円形フレームバッファ5
0上の一点Fに対応する曲面スクリーン上の座標を計算
し、この曲面スクリーン上の一点と視点位置とを結ぶ直
線が平面S1〜S5と交わる点の座標を計算することに
より、座標変換処理部46による座標変換処理を行うこ
とができる。
In the above embodiment, the case where the image is projected on the spherical screen, which is a kind of curved screen, is explained. However, when the three-dimensional object arranged in the game space is seen from the viewpoint position, the curved surface is curved. The present invention can be applied to a case where an image is displayed on a curved screen other than a spherical surface when the position projected on the screen is obtained by calculation. For example, the image may be projected on a curved screen having a projection surface obtained by cutting a rotating body obtained by rotating an ellipse in half. Even when such a curved screen is used, the circular frame buffer 5
The coordinate conversion processing unit calculates the coordinates on the curved screen corresponding to one point F on 0 and the coordinates of the point where the straight line connecting the one point on the curved screen and the viewpoint position intersects the planes S1 to S5. The coordinate conversion processing by 46 can be performed.

【0087】また、上述した実施形態では、本発明をゲ
ームシステムに適用した場合の例について説明してきた
が、三次元オブジェクトを用いた三次元画像を曲面スク
リーンに投影する各種の装置に本発明を適用することが
できる。例えば、三次元オブジェクトを用いてプレゼン
テーションを行う装置や、フライトシミュレータ等の各
種のシミュレータ装置などに本発明を適用することがで
きる。
Further, in the above-mentioned embodiment, the example in which the present invention is applied to the game system has been described. However, the present invention is applied to various apparatuses for projecting a three-dimensional image using a three-dimensional object on a curved screen. Can be applied. For example, the present invention can be applied to a device that gives a presentation using a three-dimensional object, various simulator devices such as a flight simulator, and the like.

【0088】[0088]

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、三次
元オブジェクトを仮想的な複数の平面に透視投影変換し
て画像情報を平面バッファに格納した後に、この画像情
報をフレームバッファに転送しており、仮想的な平面と
曲面スクリーンとの間の固定化された位置関係を考慮し
て、歪みがなくなるようにフレームバッファに画像情報
を格納して歪み補正を行うことが可能になり、曲面スク
リーンに歪みの少ない画像を投影することができる。
As described above, according to the present invention, a perspective projection transformation of a three-dimensional object is performed on a plurality of virtual planes to store image information in a plane buffer, and then the image information is transferred to a frame buffer. In consideration of the fixed positional relationship between the virtual plane and the curved screen, it becomes possible to store the image information in the frame buffer so as to eliminate the distortion and perform the distortion correction, An image with less distortion can be projected on a curved screen.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】一実施形態のゲームシステムの構成を示す図で
ある。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a game system according to an embodiment.

【図2】平面処理部による投影処理に用いられる仮想的
な平面を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a virtual plane used for projection processing by a plane processing unit.

【図3】透視投影変換の具体例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a specific example of perspective projection conversion.

【図4】透視投影変換の具体例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a specific example of perspective projection conversion.

【図5】座標変換処理部によって行われる座標変換処理
の概要を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an outline of coordinate conversion processing performed by a coordinate conversion processing unit.

【図6】ゲームシステムの動作手順の概要を示す流れ図
である。
FIG. 6 is a flowchart showing an outline of an operation procedure of the game system.

【図7】円形フレームバッファ内の任意の点と5つの仮
想的な平面との対応関係を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a correspondence relationship between an arbitrary point in a circular frame buffer and five virtual planes.

【図8】投影位置を球面スクリーン4の球心からずらし
た場合の座標変換処理の概要を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an outline of coordinate conversion processing when the projection position is displaced from the spherical center of the spherical screen 4.

【図9】視点位置を球面スクリーンの球心位置からずら
した場合の座標変換処理の概要を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an outline of coordinate conversion processing when the viewpoint position is shifted from the spherical center position of the spherical screen.

【図10】明るさ補正を行う変形例について説明する図
である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a modified example of performing brightness correction.

【符号の説明】 1 ゲーム装置 2 プロジェクタ 3 レンズ 4 球面スクリーン 10 入力装置 20 ゲーム演算部 22 入力判定部 24 イベント処理部 26 ゲーム空間演算部 30 情報記憶媒体 40 画像処理部 41 平面処理部 42 透視投影変換処理部 43 テクスチャマッピング処理部 44 平面バッファ 45 曲面処理部 46 座標変換処理部 47 画像情報読出し部 50 円形フレームバッファ[Explanation of symbols] 1 game device 2 projector 3 lenses 4 spherical screen 10 Input device 20 Game calculator 22 Input judgment section 24 Event processing section 26 Game Space Operation Unit 30 Information storage medium 40 Image processing unit 41 Flat processing unit 42 perspective projection conversion processing unit 43 Texture Mapping Processing Unit 44 plane buffer 45 Curved surface processing unit 46 Coordinate conversion processing unit 47 Image information reading section 50 circular frame buffer

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G06T 17/40 G06T 17/40 A Fターム(参考) 2C001 BA05 BC05 BC08 CB01 CC00 CC01 CC06 5B050 AA09 BA07 BA09 BA18 EA13 EA27 FA02 5B057 AA20 CA13 CB13 CC01 CD12 CD17 CH01 CH11 DA16 DB03 5C058 BA06 BA27 BB13 BB25 EA02 EA12 EA31 Front page continuation (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme code (reference) G06T 17/40 G06T 17/40 AF term (reference) 2C001 BA05 BC05 BC08 CB01 CC00 CC01 CC06 5B050 AA09 BA07 BA09 BA18 EA13 EA27 FA02 5B057 AA20 CA13 CB13 CC01 CD12 CD17 CH01 CH11 DA16 DB03 5C058 BA06 BA27 BB13 BB25 EA02 EA12 EA31

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 仮想的な三次元空間に配置された三次元
オブジェクトの画像を広角レンズを通して曲面スクリー
ンに投影する画像表示装置であって、 前記曲面スクリーン上に投影すべき位置と画像情報の格
納位置とが対応したフレームバッファと、 前記フレームバッファに格納された前記画像情報に対応
する画像を前記広角レンズに向けて照射する投影装置
と、 前記三次元オブジェクトを仮想的な複数の平面に透視投
影変換し、それぞれの平面に対応する画像情報を平面バ
ッファに格納する平面処理手段と、 前記平面バッファに格納されている前記画像情報を読み
出して前記フレームバッファに格納する曲面処理手段
と、 を備えることを特徴とする画像表示装置。
1. An image display device for projecting an image of a three-dimensional object arranged in a virtual three-dimensional space on a curved screen through a wide-angle lens, and storing a position to be projected on the curved screen and image information. A frame buffer having corresponding positions; a projection device for irradiating an image corresponding to the image information stored in the frame buffer toward the wide-angle lens; and a perspective projection of the three-dimensional object onto a plurality of virtual planes. Plane processing means for converting and storing image information corresponding to each plane in a plane buffer; and curved surface processing means for reading the image information stored in the plane buffer and storing it in the frame buffer. An image display device characterized by.
【請求項2】 請求項1において、 前記広角レンズは魚眼レンズであることを特徴とする画
像表示装置。
2. The image display device according to claim 1, wherein the wide-angle lens is a fisheye lens.
【請求項3】 請求項1または2において、 前記曲面処理手段は、 前記フレームバッファの第1の格納座標に対応する前記
平面バッファの第2の格納座標を計算する座標変換手段
と、 前記第2の格納座標を指定して前記平面バッファから読
み出した前記画像情報を、前記第1の格納座標を指定し
て前記フレームバッファに書き込む画像情報読出し手段
と、 を備えることを特徴とする画像表示装置。
3. The curved surface processing means according to claim 1, wherein the curved surface processing means calculates a second stored coordinate of the plane buffer corresponding to a first stored coordinate of the frame buffer, and the second coordinate conversion means. An image information reading unit for writing the image information read out from the plane buffer by designating the storage coordinates thereof into the frame buffer by designating the first storage coordinate.
【請求項4】 請求項3において、 前記座標変換手段は、前記フレームバッファの前記第1
の格納座標に対応する前記曲面スクリーン上の位置を所
定の視点位置から見た場合の前記仮想的な複数の平面上
の対応位置を、前記第2の格納座標として計算すること
を特徴とする画像表示装置。
4. The coordinate conversion means according to claim 3, wherein the coordinate conversion means is the first buffer of the frame buffer.
An image characterized by calculating, as the second stored coordinates, corresponding positions on the virtual plurality of planes when the position on the curved screen corresponding to the stored coordinates is viewed from a predetermined viewpoint position. Display device.
【請求項5】 請求項1〜3のいずれかにおいて、 所定の視点位置と前記広角レンズに対応する投影位置を
異ならせることを特徴とする画像表示装置。
5. The image display device according to claim 1, wherein a predetermined viewpoint position and a projection position corresponding to the wide-angle lens are different.
【請求項6】 請求項5において、 前記投影位置が前記曲面スクリーンの中心位置からずら
して設定されている場合に、 前記曲面処理手段は、前記投影位置と前記曲面スクリー
ン上に投影すべき位置との距離を考慮して、前記フレー
ムバッファに格納する前記画像情報について明るさ補正
を行うことを特徴とする画像表示装置。
6. The curved surface processing means according to claim 5, wherein when the projection position is set to be displaced from the center position of the curved screen, the curved surface processing unit determines the projection position and the position to be projected on the curved screen. The image display device is characterized in that brightness correction is performed on the image information stored in the frame buffer in consideration of the distance.
【請求項7】 請求項1〜6のいずれかにおいて、 所定の間隔毎に前記三次元オブジェクトの前記仮想的な
三次元空間内の位置情報を計算するオブジェクト計算手
段をさらに備え、 前記フレームバッファに対する前記画像情報の格納処理
を前記間隔で繰り返すことを特徴とする画像表示装置。
7. The object calculation unit according to claim 1, further comprising an object calculation unit that calculates position information of the three-dimensional object in the virtual three-dimensional space at predetermined intervals. An image display device, wherein the storage process of the image information is repeated at the intervals.
【請求項8】 三次元オブジェクトを仮想的な複数の平
面に透視投影変換し、それぞれの平面に対応する画像情
報を平面バッファに格納する第1のステップと、 前記平面バッファに格納されている画像情報を読み出し
て、曲面スクリーン上の投影すべき位置に対応する画像
情報を格納するフレームバッファの対応領域に書き込む
第2のステップと、 前記フレームバッファに格納された画像情報を読み出し
て、広角レンズを通して前記曲面スクリーン上に投影す
る第3のステップと、 を有することを特徴とする画像表示方法。
8. A first step of performing perspective projection conversion of a three-dimensional object onto a plurality of virtual planes and storing image information corresponding to each plane in a plane buffer, and an image stored in the plane buffer. The second step of reading the information and writing it in the corresponding area of the frame buffer that stores the image information corresponding to the position to be projected on the curved screen; and reading the image information stored in the frame buffer through the wide-angle lens. And a third step of projecting onto the curved screen.
【請求項9】 請求項8において、 前記第2のステップにおいて、所定の視点位置を考慮し
て前記フレームバッファと前記平面バッファの対応位置
を計算することを特徴とする画像表示方法。
9. The image display method according to claim 8, wherein in the second step, a corresponding position between the frame buffer and the plane buffer is calculated in consideration of a predetermined viewpoint position.
【請求項10】 請求項8において、 前記第2のステップにおいて、所定の視点位置と前記広
角レンズの位置に対応する投影位置とを考慮して、前記
フレームバッファと前記平面バッファの対応位置を計算
することを特徴とする画像表示方法。
10. The correspondence position between the frame buffer and the plane buffer according to claim 8, in the second step, in consideration of a predetermined viewpoint position and a projection position corresponding to the position of the wide-angle lens. An image display method characterized by:
【請求項11】 請求項10において、 前記投影位置が前記曲面スクリーンの中心位置からずら
して設定されている場合に、前記投影位置と前記曲面ス
クリーン上に投影すべき位置との距離を考慮して、前記
フレームバッファに格納する前記画像情報の明るさ補正
を行う第4のステップを、前記第3のステップの前に挿
入することを特徴とする画像表示方法。
11. The method according to claim 10, wherein when the projection position is set to be displaced from the center position of the curved screen, the distance between the projection position and the position to be projected on the curved screen is considered. An image display method characterized in that a fourth step of correcting the brightness of the image information stored in the frame buffer is inserted before the third step.
【請求項12】 三次元オブジェクトを仮想的な複数の
平面に透視投影変換し、それぞれの平面に対応する画像
情報を平面バッファに格納する第1のステップと、 前記平面バッファに格納されている画像情報を読み出し
て、曲面スクリーン上の投影すべき位置に対応する画像
情報を格納するフレームバッファの対応領域に書き込む
第2のステップと、 前記フレームバッファに格納された画像情報を読み出し
て、広角レンズを通して前記曲面スクリーン上に投影す
る第3のステップと、 を実行するプログラムを含むことを特徴とする情報記憶
媒体。
12. A first step of performing perspective projection conversion of a three-dimensional object onto a plurality of virtual planes and storing image information corresponding to each plane in a plane buffer, and an image stored in the plane buffer. The second step of reading the information and writing it in the corresponding area of the frame buffer that stores the image information corresponding to the position to be projected on the curved screen; and reading the image information stored in the frame buffer through the wide-angle lens. An information storage medium including a program for executing the third step of projecting onto the curved screen, and the third step.
【請求項13】 請求項12において、 前記第2のステップにおいて、所定の視点位置を考慮し
て前記フレームバッファと前記平面バッファの対応位置
を計算することを特徴とする情報記憶媒体。
13. The information storage medium according to claim 12, wherein in the second step, corresponding positions of the frame buffer and the plane buffer are calculated in consideration of a predetermined viewpoint position.
【請求項14】 請求項12において、 前記第2のステップにおいて、所定の視点位置と前記広
角レンズの位置に対応する投影位置とを考慮して、前記
フレームバッファと前記平面バッファの対応位置を計算
することを特徴とする情報記憶媒体。
14. The method according to claim 12, wherein in the second step, a corresponding position of the frame buffer and the plane buffer is calculated in consideration of a predetermined viewpoint position and a projection position corresponding to the position of the wide-angle lens. An information storage medium characterized by:
【請求項15】 請求項14において、 前記投影位置が前記曲面スクリーンの中心位置からずら
して設定されている場合に、前記投影位置と前記曲面ス
クリーン上に投影すべき位置との距離を考慮して、前記
フレームバッファに格納する前記画像情報の明るさ補正
を行う第4のステップを、前記第3のステップの前に挿
入して実行するプログラムを含むことを特徴とする情報
記憶媒体。
15. The distance between the projection position and a position to be projected on the curved screen according to claim 14, when the projection position is set to be displaced from the center position of the curved screen. An information storage medium including a program for executing the fourth step of correcting the brightness of the image information stored in the frame buffer before the third step.
【請求項16】 仮想的な三次元空間に配置された三次
元オブジェクトの画像を広角レンズを通して曲面スクリ
ーンに投影するためにコンピュータに、 前記三次元オブジェクトを前記仮想的な複数の平面に透
視投影変換し、それぞれの平面に対応する画像情報を平
面バッファに格納する第1のステップと、 前記平面バッファに格納されている画像情報を読み出し
て、前記曲面スクリーン上の投影すべき位置に対応する
画像情報を格納するフレームバッファの対応領域に書き
込む第2のステップと、 前記フレームバッファに格納された画像情報を読み出し
て、前記広角レンズを通して前記曲面スクリーン上に投
影する第3のステップと、 を実行させるための画像表示プログラム。
16. A computer for projecting an image of a three-dimensional object arranged in a virtual three-dimensional space onto a curved screen through a wide-angle lens, and perspective projection conversion of the three-dimensional object onto the plurality of virtual planes. Then, the first step of storing the image information corresponding to each plane in the plane buffer, and the image information corresponding to the position to be projected on the curved screen by reading the image information stored in the plane buffer A second step of writing in a corresponding area of a frame buffer for storing the image data, and a third step of reading out the image information stored in the frame buffer and projecting the image information onto the curved screen through the wide-angle lens. Image display program.
【請求項17】 請求項16において、 前記第2のステップにおいて、所定の視点位置を考慮し
て前記フレームバッファと前記平面バッファの対応位置
を計算させるための画像表示プログラム。
17. The image display program according to claim 16, wherein, in the second step, a corresponding position of the frame buffer and the plane buffer is calculated in consideration of a predetermined viewpoint position.
【請求項18】 請求項16において、 前記第2のステップにおいて、所定の視点位置と前記広
角レンズの位置に対応する投影位置とを考慮して、前記
フレームバッファと前記平面バッファの対応位置を計算
させるための画像表示プログラム。
18. The corresponding position of the frame buffer and the plane buffer according to claim 16, in the second step, in consideration of a predetermined viewpoint position and a projection position corresponding to the position of the wide-angle lens. Image display program for
【請求項19】 請求項18において、 前記投影位置が前記曲面スクリーンの中心位置からずら
して設定されている場合に、前記投影位置と前記曲面ス
クリーン上に投影すべき位置との距離を考慮して、前記
フレームバッファに格納する前記画像情報の明るさ補正
を行う第4のステップを、前記第3のステップの前に実
行させるための画像表示プログラム。
19. The method according to claim 18, wherein when the projection position is set to be displaced from the center position of the curved screen, the distance between the projection position and the position to be projected on the curved screen is considered. An image display program for executing the fourth step of correcting the brightness of the image information stored in the frame buffer before the third step.
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