CN1231460A - 图像成像装置、图像成像方法及存储图像成像程序的可读存储介质 - Google Patents

图像成像装置、图像成像方法及存储图像成像程序的可读存储介质 Download PDF

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Abstract

一种图像成像装置,利用视点作参考产生游戏角色图像和在游戏角色背后的假设的3维空间内产生背景图像并将这些图像显示在显示装置上。此图像成像装置包括用于存储背景图像坐标数据的背景多边形存储装置,用于存储形成2维空间游戏角色坐标数据的游戏角色多边形存储装置,用于指定背景图像的结构数据存储装置,用于指定游戏角色的结构数据存储装置,用于存储在3维空间假设光源的光源坐标数据存储装置,用于计算由于假设光源的存在使游戏角色投影到背景图像上的阴影形状的投影手段及用于设定此阴影形状的颜色以便显示阴影的颜色设定手段。

Description

图像成像装置、图像成像方法及存储图像成像程序的可读存储介质
本发明涉及一种图像成像装置，此装置采用存储有程序资料的光碟、磁碟、半导体等存储媒体的图像游戏装置，图像成像方法及存储有程序资料的存储媒体。
至目前为止已有大量游戏机系统问世。例如有由家庭用专用机与电视监视器构成的系统，有由业务专用机与个人电脑(PC)或工作站(Workstation)配合显示器，声音输出器等构成的系统。
这些系统无论哪一种都包括欲由游戏者操控的控制器，存储游戏程序资料的存储媒体，根据游戏程序资料控制产生声音及图像的中央处理单元(CPU)，用以产生图像的图像处理器，用以产生声音的声音处理器，用以显示游戏画面的CRT，用以输出声音的扬声器构成。上述存储媒体多采用CD-ROM、半导体存储器、内装有半导体存储器的磁带等。
在这些系统中，总体来说，作为显示在CRT上的3维图像其中包括复数个2维假设的三角形或四角形(称为多边形)，例如2维图像的结构数据被贴在此多边形上，并在CRT上显示。通常，被贴在多边形上的结构数据是事前另外设定并被存储在存储器中。
在由2维游戏角色和在游戏角色背后的背景图像构成的游戏系统中，很难判断游戏角色是在背景图像上还是在背景图像前面。
为了能够在背景图像前面清楚地表现游戏角色，有必要在背景图像上显示此游戏角色的阴影。
本发明的目的在于提供一种图像成像装置、该装置用于在背景图像上显示2维游戏角色形成的阴影，一种图像成像方法及含有这种图像成像程序的可读存储介质。
本发明的另一个目的在于提供一种图像成像装置用于显示游戏角色的阴影却不增加运算负载，一种图像成像方法及含有这种图像成像程序的可读存储介质。
考虑到本发明的特点，通过提供一种图像成像装置达到上述目的，此装置利用视点作参考产生游戏角色和在游戏角色背后的假设的3维空间内产生背景图像并将这些图像显示在显示装置上，此图像成像装置还包括用于存储背景图像坐标数据的背景多边形(Background Model Polygon)存储装置，用于存储形成2维空间游戏角色坐标数据的游戏角色多边形(Character Polygon)存储装置，用于指定背景图像的背景结构数据存储装置，用于指定游戏角色的游戏角色结构数据(Texture)存储装置，用于存储3维空间假设光源的光源坐标数据存储装置，用于计算由于假设光源的存在使游戏角色投影到背景图像上的投影形状的投影手段及用于设定此投影形状的颜色以便清楚地显示阴影的颜色设定手段。
考虑到本发明的另一方面，提供一种图像成像方法，利用视点作参考产生游戏角色图像和在上述游戏角色背后假设的3维空间内产生背景图像并将这些图像显示在显示装置上，此图像成像方法包括求出由于假设光源的存在使2维空间的游戏角色投影到3维空间背景图像上的投影形状的步骤和设定所得到的投影形状的颜色以便显示上述游戏角色的阴影的步骤。
为了达到上述目的，还提供一种存储图像成像程序的可读存储介质，利用视点作参考产生游戏角色图像和在上述游戏角色背后假设的3维空间内产生背景图像并将这些图像显示在显示装置上，此图像成像程序包括求出由于假设光源的存在使2维空间的游戏角色投影到3维空间背景图像上的投影形状的步骤和设定所得投影形状的颜色以便显示上述游戏角色的阴影的步骤。
根据本发明，在背景图像上能够显示游戏角色的阴影，利用清楚地显示阴影来强调游戏角色在背景图像前面。
根据本发明，能够在3维背景图像上显示游戏角色的阴影，使游戏角色的阴影更加逼真地被显示。
根据本发明，能够在背景图像上显示由于假设光源的存在使游戏角色投影的阴影，在这里游戏角色的阴影被更加逼真地显示，可在2维空间求出由投影多边形和游戏角色多边形互相重叠部分形成的共通多边形的坐标数据，可防止增加运算负载。
附图说明
图1是本游戏系统的一种实施方式的构成示意图。
图2是游戏画面示意图。
图3是游戏画面示意图。
图4是图1游戏系统的中央处理单元及有关部分的功能方框图。
图5是坐标变换的原理示意图。
图6是多边形重叠判断原理示意图。
图7是投影多边形和游戏角色多边形互相重叠示意图。
图8是游戏角色多边形和投影多边形互相重叠示意图。
图9是以显示阴影为例的处理过程流程方框图。
图10是以显示阴影为例的处理过程流程方框图。
图11是以显示阴影为例的处理过程流程方框图。
当结合本发明的一个优选的实施方式的附图，以下的介绍将会使本发明的上述和其他的目的、特征更加显著。
图1是本发明的游戏系统的1种实施方式构成方框图。
此游戏系统由游戏机主单元、用于输出游戏图像的电视监视器2、用于输出游戏声音的放大电路3与扬声器4、存储有图像、声音、程序资料的存储媒体5构成。此存储媒体5存储有该操作系统的游戏数据和程序资料并装在一个塑料盒内，即所谓的只读存储ROM盒、光盘、软盘等。
游戏机主单元由CPU6和与CPU6连接的地址通道、数据通道、控制通道的母线7构成。母线7与RAM存储器8、接口电路9、10、信号处理器11、图像处理器12、及接口电路13、14连接。控制器16通过操作信号接口电路15与接口电路10连接，D/A转换器17与接口电路13连接，D/A转换器18与接口电路14连接。
RAM存储器8、接口电路9及存储媒体5构成存储单元19。CPU6、信号处理器11与图像处理器12构成用于控制游戏过程的控制单元20。控制器16、操作信号接口电路15与接口电路10构成操作输入单元21。电视监视器2、接口电路13与D/A转换器17构成图像显示单元22。放大电路3、扬声器4、接口电路14与D/A转换器18构成声音输出单元23。
信号处理器11主要用于3维空间的计算处理，从现实的3维空间转换成假设的3维空间的转换计算处理，光源计算处理，声音信号的产生及加工处理。
图像处理器12主要根据信号处理器11的计算结果，在RAM存储器8的表示区域写入欲描述的画像数据，例如向多边形定义的RAM区域内写入结构数据。结构数据的写入在以后说明。
控制器16具有启动按钮16a、A按钮16b、B按钮16c、十字键16d、控制棒16e、左触发按钮16f、右触发按钮16g、C1按钮16h、C2按钮16i、C3按钮16j、C4按钮16k、连接器16m及深度触发按钮16n。
在连接器16m中可以设置诸如可以用来暂时保存游戏过程的存储卡片。
上述游戏系统根据用途不同其表示形态也不同。即，上述游戏系统作为家庭用时，其构成是监视器2、放大电路3、扬声器4与游戏机主体分离并另成一体。上述游戏系统作为业务使用时，图1所示构成要素全部成为一体装在壳体内。
而且，当上述游戏系统以个人电脑、工作站为核心构成时，监视器2对应于电脑、工作站的显示器，图像处理器12对应于存储于存储媒体5中程序资料的一部分或装在计算机扩充槽上的扩充硬件，接口电路9、10、13、14、D/A转换器17、18、操作信号接口电路15对应于装在计算机扩充槽上的扩充硬件。而且，RAM8对应于计算机的主存储器或未图示的扩充存储空间。
在本实施方式中，以家庭用的构成为例说明上述游戏系统。
以下简单地说明此游戏系统的动作过程。
将电源开关(图省略)接通，游戏系统加电。这时，CPU6根据存储于存储媒体5中的操作系统，从存储媒体5中读取图像、声音、程序等数据。被CPU6读取的图像、声音、程序等数据的一部分或全部赋给RAM8。
然后，CPU6根据存储于RAM8的程序及游戏者通过控制器16的输入操作进行游戏处理控制。即，CPU6根据游戏者通过控制器16的指示产生描绘和声音的输出命令。
信号处理器11根据产生的命令执行游戏角色在3维空间的位置(2维空间也类似)计算、光源计算、声音数据的产生及处理。
图像处理器12根据计算结果，向RAM8的表示区域写入欲描绘的画像数据。此被写入RAM8的画像数据经过接口电路13赋给D/A转换器17。D/A转换器17将赋给数字信号转换成连续的图像信号。此图像信号被赋给TV监视器2并作为图像显示在TV监视器2的屏幕上。
从信号处理器11输出的声音信号经过接口电路14赋给D/A转换器18。赋给的数字信号被转换成连续的声音信号并经放大电路3通过扬声器4输出。
下面，参照图1说明图像处理器12写入结构数据的过程。
如上所述，信号处理器11根据来自CPU6的命令进行计算处理。图像处理器12根据计算结果，向RAM8的表示区域写入欲描绘的图像数据。
RAM8由表示区域和非表示区域构成(缓冲器)。在非表示区域存储有诸如多边形定义的多边形数据，结构指定数据，颜色设定数据等。
这里，多边形数据是在游戏空间内设定的构成物体形状和游戏角色的假设2维多边形数据。在第本实施方式中，是用三角形或四角形作为多边形数据的。结构数据是贴在多边形数据上形成图像的2维图形数据，颜色盘数据是指定结构数据颜色的数据。
多边形的顶点坐标的多边形数据和指定相对应多边形的结构数据作为一体保存。
由CPU6发出的描绘命令包括用多边形数据描绘3维图像的命令和通常描绘2维图像的命令。
每一个利用多边形描绘立体图像的描绘命令由在RAM8非表示区域内的多边形顶点地址数据，表示贴在多边形上的结构数据在RAM8中存储位置的结构地址数据，指定结构数据颜色的颜色盘数据在RAM8中存储位置的颜色盘地址数据及表示结构数据亮度的亮度数据构成。
在这些数据中，RAM8非表示区域内的多边形顶点地址数据，通过信号处理器11将来自CPU6的3维多边形数据，根据画面本身的移动量及回转量通过坐标变换及透视投影变换，替换成2维多边形顶点坐标数据。
2维多边形顶点坐标数据表示在RAM8表示区域内的地址。图像处理器12，在由3或4个多边形顶点地址数据表示的RAM8的三角形或四角形表示区域上，写入预先给定的结构地址数据所对应的结构数据。如此，贴有结构数据的多边形物体被显示在TV监视器2的显示屏上。
下面，参照图2、3说明本图像游戏的动作过程。图2、图3是在TV监视器2显示屏上的游戏画面图。
在本图像游戏中，游戏角色31如图2所示行动。游戏角色31是从公共汽车车体32中跳出来的一个玩偶，为2维空间由一个多边形构成。
背景图像较游戏角色31远离视点，例如公共汽车32(图2)、木材壁33和34及地面35(图3)，为3维空间由复数个多边形构成。
在图2、3表示由假设的光源引起的游戏角色31在背景图像上的投影(阴影)36。
在图2中，游戏角色31的阴影36被投影在公共汽车32的表面并缺一部分。在图3中，游戏角色31的阴影36由被投影在木材壁33上的阴影36a、被投影在与木材壁33垂直的木材壁34上的阴影36b、被投影在地面35上的阴影36c构成。
图4是CPU6的功能块方框图及图1所示构成要素的部分方框图。这里、没有图示母线7和各部分之间的构成要素。
在图4中，存储媒体5存储有在游戏空间(假设的3维空间)中执行本游戏的程序资料。此程序资料包括游戏角色31(图2)的2维空间一个多边形的坐标数据，公共汽车32(图2)的3维空间的坐标数据，木材壁33、34及地面35(图3)的3维空间的坐标数据及假设光源的坐标数据。
程序资料还包括游戏角色31如图2、图3所示各种各样行动姿势的结构数据和指定背景图像的结构数据。
程序资料还包括阴影，色彩等亮度结构数据。
CPU6包括投影处理手段61和色彩指定手段62。
投影处理手段61包括坐标变换手段71、重叠投影判断手段72、多边形运算手段73、结构数据运算手段74、坐标逆变换手段75及游戏角色的投影阴影表示处理。
只有当游戏角色的投影与背景图像重叠时才表示游戏角色的投影阴影，与背景图像不重叠时不表示阴影。这里，利用投影处理手段61找出重叠投影部分。
坐标变换手段71包括作为背景的各种物体(以下称为背景图像)和作为主人公的玩偶31(以下称为游戏角色)在内的每一个多边形的顶点坐标。
投影过程是通过在背景图像41和假设光源42之间的连接线，与含有游戏角色43的平面44相交叉平面上求出交叉坐标来进行。多边形45含有此相对坐标(以下称为投影多边形)。
重叠投影判断手段72(如图4所示)判断投影多边形45(如图5所示)是否与游戏角色43(如图5所示)有重叠部分。
如果重叠投影判断手段72判断投影多边形45与游戏角色43有重叠部分，多边形运算手段73计算由投影多边形45和游戏角色43形成的重叠部分的共通多边形的顶点坐标一览表。
顶点坐标一览表包括共通多边形的顶点坐标数据和顶点本身的数据。为了产生共通多边形不仅需要已知顶点的坐标数据还需要已知顶点的顺序。因此，通过计算顶点坐标一览表生成共通多边形。在本实施方式中，共通多边形的顶点的顺序按照顺时针方向设定。
结构数据运算手段74计算游戏角色43的顶点和共通多边形的顶点之间的不同，并根据此不同计算共通多边形的结构数据坐标。
在处理过程中，为了用结构数据指定游戏角色43，只有与共通多边形互相对应的那一部分被贴到逆转投影多边形(以下说明)上。因此，如图2所示，缺一部分的阴影36被显示在公共汽车32上。
坐标逆变换手段75是通过将得到的共通多边形投影到原来的背景多边形平面而获得逆转投影多边形。
此投影过程类似于坐标变换手段71的投影过程，通过在共通多边形和假设光源42之间的连接线，与含有背景图像41的平面相交叉平面上求出交叉坐标来进行。
色彩指定手段62指定将要贴到共通多边形上的阴影颜色的结构颜色数据(存储在存储媒体5中)。
图像处理器12将被指定的结构数据贴到通过将得到的共通多边形投影到原来的背景多边形平面而得到的逆转投影多边形上。同时，图像处理器12在RAM8的表示区域，写入代表阴影颜色的结构颜色数据。
为了得到结构颜色数据，可以一定的比例将代表阴影颜色的结构颜色数据与背景图像的颜色数据混合，将混合后的颜色数据写入RAM8的表示区域，使阴影的显示更加逼真。
参照图6、7、8，根据图9、10、11所示的程序流程图说明阴影的显示处理过程。
图6是判断多边形重叠的原理图。图7、8是表示游戏角色43与投影角色45重叠时的示意图。图9是表示一种阴影显示处理的程序流程图。
在图9中，步骤ST100将存储于存储媒体5中的背景图像多边形坐标数据读入并存入RAM8。步骤ST110判断当所定位置作为视点时背景图像是否被显示在TV监视器2上。如果没有背景图像被显示在TV监视器2上(判断结果为NO)，则返回步骤ST100，读入下一个背景图像多边形坐标数据。
如果有背景图像被显示在TV监视器2上(判断结果为YES)，将背景图像多边形顶点投影到含有游戏角色的平面，并计算在交叉平面的坐标(步骤ST120)。
步骤ST130计算投影多边形的最大、最小X值和Y值。
例如，当多边形包括顶点A0、A1、A2和A3时，如图6所示，Xmax表示X坐标的最大值，Xmin表示X坐标的最小值，Ymax表示Y坐标的最大值，Ymin表示Y坐标的最小值。
返回图9，步骤ST140判断此投影是否与游戏角色重叠。也就是说，利用比较投影多边形和游戏角色多边形的X、Y坐标的最大值、最小值，可以判断两者是否互相重叠。
例如，对于投影多边形其MXmax表示X坐标的最大值、MXmin表示X坐标的最小值、MYmax表示Y坐标的最大值、MYmin表示Y坐标的最小值，对于游戏角色多边形其CXmax表示X坐标的最大值、CXmin表示X坐标的最小值、CYmax表示Y坐标的最大值、CYmin表示Y坐标的最小值。在下面不等式中，CXmax＜MXmin、CXmin＞MXmax、CYmax＜MYmin、CYmin＞MYmax，只要满足其中一个不等式，则判断两者不互相重叠。
如果两者被判断不互相重叠(步骤ST140判断结果为NO)，则返回步骤ST100。
如果两者被判断互相重叠(步骤ST140判断结果为YES)，在步骤ST150生成游戏角色的多边形顶点一览表和投影多边形顶点一览表。
游戏角色多边形43顶点一览表如图7所示表示为C0(Cvtx0)-C1(Cvtx1)-C2(Cvtx2)-C3(Cvtx3)-C0(Cvtx0)-……，
投影多边形45顶点一览表如图7所示表示为M0(Mvtx0)-M1(Mvtx1)-M2(Mvtx2)-M3(Mvtx3)-M0(Mvtx0)-……。
在这些数学算术中，Cvtx0、Cvtx1、Cvtx2、Cvtx3分别表示顶点C0、C1、C2、C3的坐标数据，而Mvtx0、Mvtx1、Mvtx2、Mvtx3分别表示顶点M0、M1、M2、M3的坐标数据。
在步骤ST160(如图9所示)，抽出构成投影多边形45的一个边的线段(以下称为投影线段)。
在步骤ST170(如图10所示)，利用已公知的标志(flag)状态判断技术，判断抽出构成投影多边形45的一个边的线段是否与构成游戏角色多边形43的一个边的线段(以下称为游戏角色线段)相交。
如果两条线段被判断不相交(步骤ST170判断结果为NO)，则执行步骤ST180。如果两条线段被判断相交(步骤ST170判断结果为YES)，在步骤ST190计算两条线段相交点的坐标值。
在步骤ST200，判断投影多边形的一个边的线段起点是否在游戏角色多边形43的范围外。如果此起点不在游戏角色多边形43的范围外(步骤ST200判断结果为NO)，则执行步骤ST230。
如果此起点在游戏角色多边形43的范围外(步骤ST200判断结果为YES)，在步骤ST220将投影多边形一个边的线段的起点坐标数据(投影多边形顶点一览表)用交叉的顶点坐标数据置换，再将被置换的坐标数据与游戏角色多边形的顶点一览表相结合。返回步骤ST170，判断构成投影多边形的一个边的线段是否与构成游戏角色多边形的其他一个边的线段相交。
在步骤ST230，将游戏角色多边形一个边的线段的终点坐标数据(游戏角色多边形顶点一览表)用交叉的顶点坐标数据置换，再将被置换的坐标数据与投影多边形的顶点一览表相结合。返回步骤ST170，判断构成投影多边形的另一个边的线段是否与构成游戏角色多边形的其他一个边的线段相交。
在步骤ST180，判断抽出的投影线段是否被检出。如果投影线段被检出(步骤ST180判断结果为NO)，则在返回步骤ST170之前，执行步骤ST240抽出下一个投影线段。如果投影线段没有被检出(步骤ST180判断结果为YES)，则执行步骤ST250(如图11所示)。
参照图7说明了步骤ST160～步骤ST240。在图7中交叉面的顶点P0的坐标数据表示为Pvtx0，而交叉面的顶点P1的坐标数据表示为Pvtx1。
当投影线段M0M1在步骤ST160被抽出时，由于此投影线段M0M1与游戏角色线段C1C2互相交叉，在步骤ST190中计算交叉面顶点P0的坐标数据Pvtx0。由于此投影线段M0M1的终点M1在共通交叉面范围外，从步骤ST200接着执行步骤ST230。
在步骤ST230，如下所示游戏角色多边形43顶点一览表为C0(Cvtx0)-C1(Cvtx1)-C2(Cvtx2)-C3(Cvtx3)-C0(Cvtx0)-……，已经被交叉的游戏角色线段C1C2的起点C1的坐标数据被交叉面顶点P0的坐标数据Pvtx0置换。因此，游戏角色多边形43顶点一览表变为C0(Cvtx0)-C1(Pvtx0)-C2(Cvtx2)-C3(Cvtx3)-C0(Cvtx0)-……。
另外，如下所示投影多边形45顶点一览表为M0(Mvtx0)-M1(Mvtx1)-M2(Mvtx2)-M3(Mvtx3)-M0(Mvtx0)-……，将投影多边形45在交叉面顶点M0点的坐标数据与游戏角色多边形43在交叉面顶点P0点的Pvtx0以后的坐标数据相结合。
因此，暂时地得到的所希望的顶点一览表为M0(Mvtx0)-C1(Pvtx0)-C2(Cvtx2)-C3(Cvtx3)-C0(Cvtx0)-C1(Pvtx0)-……，
在步骤ST240，投影线段M1M2和M2M3被读取。因为两条线段都不与游戏角色线段相交(步骤ST170判断结果为NO)，这时，并没有改变所希望的顶点一览表。
当投影线段M3M0在步骤ST240被读取时，因为投影线段M3M0与游戏角色线段C2C3相交，在步骤ST190中计算交叉面顶点P1的坐标数据Pvtx1。由于此投影线段M3M0的起点M3在交叉面范围外，从步骤ST200接着执行步骤ST220。
在步骤ST220，投影多边形45的顶点一览表的相交叉的投影线段M3M0的起点M3的坐标数据用交叉的顶点P1的坐标数据置换。
在暂时得到的所希望的顶点一览表中，含有交叉顶点P1的坐标数据Pvtx1。也就是说，起点M3与游戏角色线段C2C3互相结合。
因此，最后得到的所希望的顶点一览表为M0(Mvtx0)-C1(Pvtx0)-C2(Cvtx2)-M3(Pvtx1)-M0(Mvtx0)-C1(Pvtx0)-……。
如此，由于游戏角色多边形43与投影多边形45互相交叉形成的共通多边形(如图7斜线部分所示)的顶点一览表具有共通多边形的顶点坐标，且其坐标数据是按照顶点的顺序。
参照图8在步骤ST160～步骤ST240中说明游戏角色多边形43与投影多边形45互相重叠的另一种情况。在图8中交叉面的顶点Q0的坐标数据表示为Qvtx0，而交叉面的顶点Q1的坐标数据表示为Qvtx1。
当投影线段M0M1在步骤ST160被抽出时，由于此投影线段M0M1不与游戏角色线段43相交，此步骤的结果为否(步骤ST170判断结果为NO)，抽出下一个投影线段M1 M2。由于此投影线段M1M2与游戏角色线段C0C1互相交叉，在步骤ST190中计算交叉面顶点Q0的坐标数据Qvtx0。由于此投影线段M1M2的起点M1在共通交叉面范围外，因此从步骤ST200接着执行步骤ST220。
在步骤ST220，如下所示投影多边形45顶点一览表为M0(Mvtx0)-M1(Mvtx1)-M2(Mvtx2)-M3(Mvtx3)-M0(Mvtx0)-……，已经被交叉的投影线段M1M2的初期点M1的坐标数据被交叉面顶点Q0的坐标数据置换。因此，投影多边形45顶点一览表变为M0(Mvtx0)-M1(Qvtx0)-M2(Mvtx2)-M3(Mvtx3)-M0(Mvtx0)-……。
另外，如下所示游戏角色多边形43顶点一览表为C0(Cvtx0)-C1(Cvtx1)-C2(Cvtx2)-C3(Cvtx3)-C0(Cvtx0)-……，将投影多边形45在交叉面顶点Q0点的坐标数据Qvtx0与游戏角色线段C0C1的起点C0相结合。
因此，暂时地得到的所希望的顶点一览表为C0(Cvtx0)-M1(Qvtx0)-M2(Mvtx2)-M3(Mvtx3)-M0(Mvtx0)-M1(Qvtx0)-……，
当在步骤ST240投影线段M2M3被抽出时，由于此投影线段M2M3与游戏角色线段C3C0相交，在步骤ST190中计算交叉面顶点Q1的坐标数据Qvtx1。由于此投影线段M2M3的终点M3在共通交叉面范围外，因此从步骤ST200接着执行步骤ST230。
在步骤ST230，游戏角色多边形43的顶点一览表中游戏角色线段C3C0的起点C3的坐标数据被交叉面顶点Q1的坐标数据Qvtx1置换。
在暂时得到的所希望的顶点一览表中，含有交叉顶点Q1的坐标数据。也就是说，顶点C3与交叉的投影线段M2M3的起点M2互相结合。
因此，最后得到的所希望的顶点一览表为C0(Cvtx0)-M1(Qvtx0)-M2(Mvtx2)-C3(Qvtx1)-C0(Cvtx0)-M1(Qvtx0)-……。
如此，由游戏角色多边形43与投影多边形45互相交叉形成的共通多边形(如图8斜线部分所示)的顶点一览表具有共通多边形的顶点坐标，且其坐标数据是按照顶点的顺序排列。
在步骤ST250，从所抽出的顶点一览表中读取顶点(也就是说图7的顶点M0)。在步骤ST260，找出所抽出的顶点M0与参考顶点(也就是说图7游戏角色多边形43的顶点C0)的不同，根据此不同找出所抽出的顶点M0的结构坐标数据。
此被抽出的顶点M0是游戏角色多边形43在包括步骤ST120中原来的背景多边形的平面的投影，在步骤ST270计算相交点的坐标数据。
在步骤ST280，判断是否是没有检出所抽出的顶点。如果不是没有检出所抽出的顶点(步骤ST280的答案是NO)，则步骤ST290在顶点一览表中抽出下一个顶点(也就是图7的顶点P0)，返回步骤ST260。
如果没有检出所抽出的顶点(步骤ST280的答案是YES)，则在步骤ST300将在顶点一览表中得到的数据及结构坐标数据从CPU6输出到图像处理器12。
然后，在步骤ST310判断是否有多边形。如果判断有多边形(步骤ST310的答案是NO)，则返回步骤ST100(如图9所示)。如果判断没有多边形(步骤ST310的答案是YES)，则结束此流程。
对于背景图像诸如公共汽车32(图2)、木材壁33和34及地面35(图3)，也执行如上所述的流程。
如上所述，根据此实施方式，通过在背景图像(诸如公共汽车32(图2、木材壁33和34及地面35(图3))上显示2维空间游戏角色31的阴影36，使游戏角色31在视觉上更接近地被清楚地显示。
通过在3维空间背景图像上显示游戏角色31的阴影36，能更加逼真地显示阴影36。
通过将背景多边形投影到含有游戏角色多边形的平面，然后计算投影多边形，并在2维空间内判断游戏角色多边形是否与投影多边形重叠，可以不用增加运算负载容易地计算出共通多边形。
本发明不只限于如上所述的实施方式，还可以以如下3种变形方式实现。(1)．作为构成背景多边形的坐标数据，不仅可以采用实际上用于CRT显示的坐标数据，还可以采用构成最低限图案的简单的组合坐标数据。(2)．假想光源可被设置在远离游戏角色处，例如在一个无限远的位置。这样的话，可以得到类似由太阳光形成的阴影的效果。(3)．投影手段61的功能块可以包括以下的功能。即坐标变换手段71求出背景图像和假设光源之间的连接线与投影多边形的相交3维变换多边形顶点。重叠投影判断手段72判断此3维变换多边形是否与投影多边形有重叠部分。多边形运算手段73计算由3维变换多边形和投影多边形形成的重叠多边形。
结构数据运算手段74将重叠多边形投影到一包括游戏角色的平面，与上述实施方式的坐标变换手段71的投影类似。结构数据运算手段74计算投影多边形坐标数据和游戏角色多边形坐标数据之间的不同，并根据此不同计算重叠多边形的结构数据坐标。
在这种变形实施方式中，阴影也可用上述实施方式的方法显示。此变形实施方式删掉了在上述实施方式中投影手段61的坐标逆变换手段75功能块。

Claims (7)

1． 一种图像成像装置，利用视点作参考产生游戏角色和在上述游戏角色背后假设的3维空间内产生背景图像并将这些图像显示在显示装置上，此图像成像装置其特征在于包括：
背景图像多边形存储装置，此装置用于存储背景图像的背景多边形坐标数据；
游戏角色多边形存储装置，此装置用于存储形成2维空间游戏角色的多边形坐标数据；
背景结构数据存储装置，此装置用于存储指定背景图像的结构数据；
游戏角色结构数据存储装置，此装置用于存储指定游戏角色的结构数据；
光源存储装置，此装置用于存储3维空间假设光源的坐标数据；
投影手段，此手段用于计算由于上述假设光源的存在使上述游戏角色投影到上述背景图像上的阴影形状；及
颜色设定手段，此手段用于设定上述阴影形状的颜色以便显示上述游戏角色的阴影。
2．根据权利要求1所述的图像成像装置，其中上述背景图像多边形存储装置存储复数个3维空间背景图像多边形作为上述背景图像。
3．根据权利要求1所述的图像成像装置，其中上述投影手段包括：
坐标变换手段，此手段用于计算投影多边形的坐标，此投影多边形是由背景多边形的顶点和假设光源之间的连接线与含有游戏角色的平面相交的各点构成；
多边形运算手段，此手段用于计算由上述投影多边形和上述游戏角色多边形形成的重叠部分的共通多边形的顶点坐标；
结构数据运算手段，此手段根据上述游戏角色的顶点坐标和上述共通多边形的顶点坐标之间的不同，计算上述共通多边形的结构数据坐标；
坐标逆变换手段，此手段用于计算逆转投影多边形的坐标，该逆转投影多边形由上述共通多边形和假设光源之间的连接线与含有背景多边形的平面相交叉的各点构成；及
颜色设定手段，此手段用于设定上述逆转投影多边形的颜色以便显示上述游戏角色的阴影。
4．根据权利要求2所述的图像成像装置，其中上述投影手段包括：
坐标变换手段，此手段用于计算投影多边形的坐标，此投影多边形是由每个背景多边形的顶点和假设光源之间的连接线与含有游戏角色的平面相交的各点构成；
多边形运算手段，此手段用于计算由上述投影多边形和上述游戏角色多边形形成的重叠部分的共通多边形的顶点坐标；
结构数据运算手段，此手段根据上述游戏角色的顶点坐标和上述共通多边形的顶点坐标之间的不同，计算上述共通多边形的结构数据坐标；
坐标逆变换手段，此手段用于计算逆转投影多边形的坐标，该逆转投影多边形由上述共通多边形和假设光源之间的连接线与含有背景多边形的平面相交叉的各点构成；及
颜色设定手段，此手段用于设定上述逆转投影多边形的颜色以便显示上述游戏角色的阴影。
5．根据权利要求1至4所述的图像成像装置，其中上述颜色设定手段通过增加存储于上述背景结构数据存储装置中的结构数据的颜色的浓度，作为颜色数据用于显示上述游戏角色的阴影。
6．一种图像成像方法，利用视点作参考产生游戏角色和在上述游戏角色背后假设的3维空间内产生背景图像并将这些图像显示在显示装置上，此图像成像方法包括如下步骤：
求出由于假设光源的存在使2维空间的游戏角色投影到3维空间背景图像上的阴影形状；
设定所得阴影的颜色以便显示上述游戏角色的阴影。
7．一个存储图像成像程序的可读存储介质，利用视点作参考产生游戏角色和在上述游戏角色背后假设的3维空间内产生背景图像并将这些图像显示在显示装置上，此图像成像程序包括如下步骤：
求出由于假设光源的存在使2维空间的游戏角色投影到3维空间背景图像上的阴影形状；
设定所得阴影的颜色以便显示上述游戏角色的阴影。
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