CN1282052A - 画像作成装置、画像作成方法和存储画像作成程序的可读存储媒体以及视频游戏机 - Google Patents

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Abstract

一种画像作成装置,能够利用简单的计算即可以一定的浓度对位于假设3维空间内的模拟场地上的每个登场角色作成至少沿一个方向延伸的追随的阴影画像。此画像作成装置的游戏进展控制单元61将各选手角色和裁判角色的腰部位置作为其在模拟场地上所处的位置进行管理;阴影画像作成控制单元62作成追随于各选手角色和裁判角色的阴影画像;浓度设定单元63利用登场角色的腰部坐标X,根据登场角色在上述模拟场地上所处的位置设定上述阴影画像的浓度。

Description

画像作成装置、画像作成方法和存储画像作成程序的可读存储媒 体以及视频游戏机
本发明涉及一种利用存储在光碟、磁碟、半导体记忆媒体等记忆媒体内的程序数据的画像作成装置、画像作成方法和存储图像作成程序的可读存储媒体以及视频游戏机。
到目前为止，已有大量的视频游戏系统问世。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)配合显示器和声音输出器等构成的系统。这些系统中无论哪一种都包括由游戏者操控的控制器，存储游戏程序数据的存储媒体，根据游戏程序数据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。所述存储媒体多采用CD-ROM，半导体存储器，内装有半导体存储器的磁带等。
如果从游戏种类来看，已经有各种各样的游戏系统问世。其中，在监视器画面上显示众多的选手角色并使这些选手角色进行比赛的游戏，例如足球游戏已为公知。足球游戏是通过操作控制器，给自己球队的选手角色发出带球、传球以及射门等动作的指示从而得分进行比赛，可以使足球游戏比赛的游戏性和比赛性更加丰富。
在这样的足球游戏中，通过作成追随着选手角色的阴影图像并将其表示在游戏场上，在夜间可以真实地进行游戏场面的表现。
可是，在诸如足球游戏这样的游戏中，要求选手角色，裁判角色等许多角色必须同时在画面上登场，而且还必须进行此较高速的动作。因此，在作成登场角色图像的同时，需要对设定在指定位置的光源进行光源计算，从而对各角色作成真实的追随的阴影图像，而这种运算处理存在着运算负荷非常大的困难。
本发明鉴于以上的诸问题，目的在于提供一种只用简单的计算就能够对各角色以指定的浓度作成真实的追随阴影图像的画像作成装置、画像作成方法和存储图像作成程序的可读存储媒体以及视频游戏机。
为达到上述目的、本发明采用的技术解决方案是提供一种画像作成装置，包括对位于假设3维空间内的模拟场地上的登场角色作成至少朝着一个方向延伸的追随的阴影画像的阴影画像作成控制单元；根据登场角色在模拟场地上所处的具体位置设定阴影画像的浓度的浓度设定单元；以及将所作成的阴影画像以被设定的浓度表示在画像显示单元上的显示控制单元。
根据此构成，由于能够在位于假设3维空间内的模拟场地上，对于登场角色作成至少朝着一个方向延伸的追随的阴影画像、还根据登场角色在模拟场地上所处的具体位置设定阴影画像的浓度、并且以被设定的浓度将所作成的阴影画像表示在画像显示单元上，因此不需要进行复杂的光源计算、只需进行简单的计算即可作成登场角色的阴影画像、因此能够很容易地得到就好象在夜间有照明灯光照明一样的逼真的画像。
而且、本发明的登场角色还可以具有脚部，其中上述浓度设定单元还可以是以除登场角色脚部以外的其他指定部位作为登场角色在模拟场地上所处的具体位置。根据此构成，使得从登场角色的脚部到指定部位的阴影画像的作成变得更加容易地进行。
而且、本发明的阴影画像作成控制单元还可以通过将登场角色的脚部垂直地向下延伸并使其与模拟场地互相交叉，并将上述交叉之点作为阴影画像的基部。根据此构成，使得阴影画像的作成与登场角色的脚部距模拟场地的高度无关、使得阴影画像作成的计算变得更加容易。
而且、本发明的阴影画像作成控制单元还可以通过将上述登场角色的指定部位垂直地向下延伸并使其与模拟场地互相交叉，并以自此交叉点起沿预先指定的方向以指定的尺寸错开的位置作为上述阴影画像的端部。根据此构成，更加容易地求得阴影画像的端部位置、使得阴影画像作成的计算变得更加容易。
而且、本发明的阴影画像作成控制单元，基于上述登场角色的除脚部以外的其他指定部位距模拟场地的高度决定上述指定的尺寸、使得阴影画像的尺寸根据登场角色的指定部位距模拟场地的高度而变化、因此能够作成更加逼真的阴影画像。
而且在本发明当中还可以使，模拟场地具有互相对面配置的第一边和第二边，并在距此第一边和第二边相等距离处设置有半场线从而构成四角形模拟场地；阴影画像作成控制单元对登场角色作成朝第一边方向延伸的至少一个第1阴影画像和朝第二边方向延伸的至少一个第2阴影画像；浓度设定单元基于登场角色所处位置距上述半场线的距离，设定上述第1阴影画像和第2阴影画像的浓度。
根据此构成，由于能够对位于具有互相对面配置的第一边和第二边并在距此第一边和第二边相等距离处设置有半场线的四角形模拟场地上的登场角色、作成朝第一边方向延伸的至少一个第1阴影画像和朝第二边方向延伸的至少一个第2阴影画像、并且这些阴影画像的浓度是基于登场角色距半场线的距离而设定、因此就恰似在模拟场地的第一边和第二边的外围设置有照明灯一样、可以作成更加逼真的阴影画像。
而且、上述浓度设定单元还可以在登场角色位于半场线和第一边之间指定范围内时，使上述第1阴影画像的浓度随着登场角色距半场线距离的增加而降低；在登场角色位于半场线和第二边之间指定范围内时，使上述第2阴影画像的浓度随着登场角色距半场线距离的增加而降低。
根据此构成、恰似阴影画像的浓度随着距设置在模拟场地的第一边和第二边的外围的照明灯的距离的增加被淡化一样、可以更加逼真地作成阴影画像。
而且、上述浓度设定单元还可以在登场角色位于距半场线指定的范围以内时，将上述第1阴影画像的浓度和第2阴影画像的浓度设定在一指定的水准上。根据此构成、由于在登场角色位于距半场线一指定的范围以内时，第1阴影画像的浓度和第2阴影画像的浓度被设定在一指定的水准上、因此使得阴影画像的计算变得更加容易、阴影画像的作成变得更加容易。
而且、上述浓度设定单元还可以在登场角色位于距第一边为一指定范围以内时，第1阴影画像的浓度被设定成零；在登场角色位于距第二边为一指定范围以内时，第2阴影画像的浓度被设定成零。根据此构成、由于在登场角色位于距第一边为一指定范围以内时第1阴影画像的浓度被设定成零；在登场角色位于距第二边为一指定范围以内时第2阴影画像的浓度被设定成零、因此使得阴影画像的计算和作成变得更加容易。
而且、本发明还包括一个禁止控制单元，用于在登场角色位于距第一边为一指定范围以内时禁止作成第1阴影画像；在登场角色位于距第二边为一指定范围以内时禁止作成第2阴影画像。根据此构成、由于在登场角色位于距第一边为一指定范围以内时禁止作成第1阴影画像、在登场角色位于距第二边为一指定范围以内时禁止作成第2阴影画像、因此使得阴影画像变得更加与现实相一致。
而且本发明还提供一种画像作成方法、主要包括对位于假设3维空间内的模拟场地上的登场角色作成至少朝一个方向延伸的追随的阴影画像的阴影画像作成控制步骤；根据登场角色在模拟场地上所处的具体位置设定阴影画像浓度的浓度设定步骤；将所作成的阴影画像以被设定的浓度表示在画像显示单元上的画像显示控制步骤。
根据本发明所提供的方法、由于能够在位于假设3维空间内的模拟场地上的登场角色作成至少朝着一个方向延伸的追随的阴影画像、还根据登场角色在模拟场地上所处的具体位置设定阴影画像的浓度、并且将所作成的阴影画像以被设定的浓度表示在画像显示单元上，因此不需要进行复杂的光源计算、只需进行简单的计算即可作成登场角色的阴影画像、因此能够很容易地得到就好象在夜间有照明灯光照明一样的逼真的画像。
而且、本发明还提供一种存储能够在电脑上实现画像作成的程序的可读存储媒体，所说的图像作成程序主要包括对位于假设3维空间内的模拟场地上的登场角色作成至少朝一个方向延伸的追随的阴影画像；根据登场角色在模拟场地上所处的位置设定上述阴影画像的浓度；将所作成的阴影画像以被设定的浓度表示在画像显示单元上诸功能。
通过利用计算机读取本发明所提供的可读存储媒体、由于能够在位于假设3维空间内的模拟场地上的登场角色作成至少朝着一个方向延伸的追随的阴影画像、还根据登场角色在模拟场地上所处的具体位置设定阴影画像的浓度、并且将所作成的阴影画像以被设定的浓度表示在画像显示单元上，因此不需要进行复杂的光源计算、只需进行简单的计算即可作成登场角色的阴影画像、因此能够很容易地得到就好象在夜间有照明灯光照明一样的逼真的画像。
而且、本发明还提供一视频游戏机，包括具有如权利要求第1项至第10项所记载的特征的画像作成装置；用于容纳游戏程序的程序储存单元；用于响应来自外部所施加的操作并输出操作信号的操作单元；基于操作信号按照上述游戏程序控制登场角色在模拟场地上的所处位置的游戏进展控制单元。
根据此构成、由于能够按照存储在程序储存单元内的程序、基于响应来自外部所施加的操作所输出的操作信号、控制登场角色在模拟场地上的所处位置、因此不需要进行复杂的光源计算、只需进行简单的计算即可在模拟场地上作成追随于移动的登场角色的阴影画像、因此能够很容易地得到能够表示就好象在夜间有照明灯光照明一样的逼真的画像的视频游戏机。
而且、本发明的上述程序储存单元还可以根据指定的球赛规则存储能够进行模拟球赛的程序；上述模拟场地可以是能够进行模拟球赛的场地；上述登场角色还可以包括所有的选手角色。
根据此构成、由于能够通过简单的计算容易地作成有关在模拟场地上进行足球球赛的所有登场角色的阴影画像、因此能够得到犹如在夜间进行模拟球赛的逼真的视频游戏画像。
附图的简要说明
图1是本发明所涉及的视频游戏机的一种实施方式的游戏系统构成方框图。
图2是在表示单元上所显示的第一视频游戏场面示意图。
图3是足球场地平面示意图。
图4是图1所示视频游戏机的中央处理单元及有关构成要素的功能方框图。
图5是在表示单元上所显示的第二视频游戏场面示意图。
图6是在表示单元上所显示的第三视频游戏场面示意图。
图7是在表示单元上所显示的第四视频游戏场面示意图。
图8是在表示单元上所显示的第五视频游戏场面示意图。
图9是有关阴影画像作成以及浓度设定所涉及的第一主循环流程方框图。
图10是有关阴影画像作成以及浓度设定所涉及的第二主循环流程方框图。
图11是有关阴影画像作成以及浓度设定所涉及的第三主循环流程方框图。
图12是有关脚部坐标设定的分循环流程方框图。
图13是有关多边形描画分循环流程方框图。
图14是在表示单元上所显示的第六视频游戏场面示意图。
图15是在表示单元上所显示的第七视频游戏场面示意图。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的叙述，以下的介绍将会使本发明的上述目的、特征变得更加显著。
图1是本发明所涉及的视频游戏机的一种实施方式的游戏系统1的构成方框图。
此游戏系统1由游戏机主体、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、用于存储图像、声音、程序数据等游戏数据的存储媒体5构成。所说的存储媒体5，例如可以是存储游戏数据或操作系统程序数据等的ROM盒并被装在一个塑料盒内，即所谓的只读存储ROM盒、光盘、软盘等。
游戏机主体是将由地址通道、数据通道、控制通道构成的母线7与CPU6相连接，此母线7分别与RAM存储器8、接口电路9、10、信号处理器11、图像处理器12以及接口电路13、14互相连接，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连接而构成。
在这里，上述RAM存储器8、接口电路9以及存储媒体5构成存储单元19。CPU6、信号处理器11以及图像处理器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。
而且，存储媒体5例如采用ROM盒时，也可以将RAM存储器8与存储媒体5的ROM盒装在一个塑料盒内。
信号处理器11主要进行3维空间的计算，从现实的3维空间转换成假设的3维空间的转换计算，光源计算，以及声音数据的产生及加工处理。
图像处理器(显示控制单元)12，主要是基于信号处理器11的计算结果，在RAM存储器8的表示区域写入欲描画的图像数据，例如向多边形定义的RAM8的区域内写入纹理数据。有关纹理数据的写入处理将在以后详细地说明。
控制器16是一个由游戏者操作的操作单元，设置有启动按钮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以及深度方向移动的触发按钮16n。
而且，控制器16还设置有连接器16m，在此连接器16m中设置有可以自由拆装的用来暂时保存游戏过程的由不挥发存储器构成的存储卡片(图示省略)。
棒状的控制棒16e有与操纵杆大致相同的结构。即，此控制棒16e具有直立的棒并以指定位置为支点前后左右360度可任意倾斜的结构，并且根据控制棒的倾斜方向及倾斜角度，使以直立位置为原点沿左右方向的X坐标值和沿前后方向的Y坐标值经接口电路15、10输出至CPU6。
上述游戏系统1根据其用途的不同其表现形式也不同。即，当游戏系统1作为家庭用时，其结构是监视器2、放大电路3、扬声器4与游戏机主体分离并另成一体。当游戏系统1作为业务使用时，图1所示的构成要素全部变成一体并装在壳体内。
而且，当游戏系统1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中程序数据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者扩充存储器的各区域。在本实施方式中，以家庭用的结构为例说明游戏系统1的构成。
以下概要地说明此游戏系统1的动作过程。将电源开关(图省略)接通，游戏系统1则被加电。这时，CPU6基于存储于存储媒体5中的操作系统，从存储媒体5中读取图像、声音以及程序等数据。其中被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控制处理。即，CPU6基于游戏者通过控制器16的指示内容产生为完成画面描写和声音输出所必需的命令。
信号处理器11根据所产生的命令执行游戏角色在3维空间(2维空间也同样)的位置计算、光源计算、声音数据的产生及加工处理。
接着、图像处理器12根据上述计算结果，向RAM8的表示区域写入欲描绘的图像数据。此被写入RAM8的图像数据经接口电路13赋给D／A转换器17。D／A转换器17将赋给的数字信号转换成模拟的图像信号，然后作为图像显示在TV监视器2的屏幕上。
另外，从信号处理器11输出的声音信号经接口电路14赋给D／A转换器18，并被转换成模拟的声音信号后并经放大电路3通过扬声器4输出。
下面参照图1、说明图像处理器12写入纹理数据的过程。
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则根据此计算结果，向RAM8的表示区域写入欲描绘的图像数据。
RAM8具有表示区域和非表示区域(帧缓冲区)，其中在非表示区域中存储有记忆在存储媒体5内的诸如多边形数据、纹理指定数据以及颜色设定数据等。
在这里，多边形是指在游戏空间内设定的构成物体形状和游戏角色的多边形的2维假想图形，在本实施方式中采用三角形或四角形。纹理是指贴在多边形上构成图像的2维画像，颜色数据是指定纹理颜色的数据。
构成多边形的顶点坐标的多边形数据和指定对应于指定多边形的纹理的纹理指定数据、被作为一体进行保存。
作为由CPU6发出的描绘命令，包括用多边形描绘立体图像的命令和描绘通常的2维图像的命令。
利用多边形描绘立体图像的描绘命令包括在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纹理数据在RAM8中存储位置的结构地址数据，指定纹理数据颜色的颜色数据在RAM8中的存储位置的颜色地址数据以及表示该纹理亮度的亮度数据。
在这些数据中，RAM8非表示区域内的多边形顶点地址数据，是通过信号处理器11将来自CPU6的3维空间的多边形顶点坐标数据，根据画面本身(视点)的移动量及回转量，通过坐标变换及透视投影变换，转换成2维空间的多边形顶点坐标数据。
此2维多边形顶点坐标数据表示在RAM8表示区域上的地址数据。图像处理器12，向由3或4个多边形顶点地址数据所表示的RAM8的表示区域范围内，写入与预先给定的纹理地址数据相对应的纹理数据。这样，在TV监视器2的显示屏上就可以显示出贴有纹理数据的多边形所表现的物体(登场人物角色或背景模型等)。在本实施方式中，可以显示出例如选手角色、裁判角色、模拟足球场、模拟球门网以及模拟看台等。
下面，参照图2说明本游戏系统所进行的足球游戏的概要。图2是在监视器上所显示的第一视频游戏场面示意图，在画面的左上方显示有竞赛卡及比分，在右上方显示有球赛所经过的时间，在画面的左下方显示有游戏者正在操作的选手的姓名(例如FW11)，右下方显示有位于游戏者正在操作的选手附近的敌队的选手的姓名(例如DF22)。
而且，在画面中还分别显示有足球场(模拟场地)31，由游戏者正在操作的选手角色32，位于选手角色32附近的敌队的选手角色33，在选手角色32附近的自己队的选手角色34及裁判角色35(参照图5)。在这里、规定由游戏者正在操作的选手角色32基本上是控制球的选手。
而且，在画面的下方中央部分还显示有概要地表示足球场全体情况的图示36。在此图示36中，将自己队的选手角色和敌队的选手角色的位置以及由游戏者正在操作的选手角色分别有区别地进行表示，这样游戏者可以掌握在足球场31上各选手角色的配置。
在这里，首先简单地说明一下如何操作指示选手角色32的动作。选手角色32基于控制器16的操作指示进行动作，游戏者可根据自己的嗜好设定操作模式。例如，在进攻时，可利用棒状的控制棒16e指明运球的方向。其他的动作可通过与控制棒16e互相配合使用，例如用A按钮16b进行传球，用B按钮16c进行击球，用C1按钮16h进行长传球，用C2按钮16i进行奔跑，用C3按钮16j进行抛球，用C4按钮16k进行迂回传球。而且，在防守时，对于敌队的选手角色也可以利用与上述同样的按钮来指示进行所需要的运动模式。
另外如图2所示，在各登场角色32、33以及34的脚下分别显示有阴影画像，关于这一方面将在以后详细地说明。
下面，利用图3所示的足球场地的平面图，对本实施例中模拟场地31在假设的3维空间坐标系中的配置等进行说明。
模拟场地31和实际的足球场一样，被球门线41(第一边)、42(第二边)，出界线43、44围住，且在距球门线41、42相等距离处设置有半场线(中心线)45，在足球场中央处设置有中心圈46。
在本实施例中，假设模拟场地31的中心圈46的圆点是假设3维空间(X、Y、Z)的原点(O、O、O)，模拟场地31配置在X-Y平面上，出界线43，44与X轴平行，球门线41、42与Y轴平行。
而且，如图3所示，模拟场地31被分割成F1、F2、F3三个区域。即，设定沿模拟场地31X轴方向自原点起±X1的范围内，即自半场线45起距离为D1的范围为F1，从±X1起至±X2的范围，即自范围F1的外侧起距离D2的范围为F2，从±X2起至±X3为止的范围，即自范围F2的外侧起至球门线41、42的距离D3的范围为F3。
而且，作为作成阴影画像方向的向量(Vector)，设置有向量V=(1、1)，(1、-1)，(-1、-1)，(-1、1)四个向量。有关利用这四个向量进行阴影画像方向的设定将在以后叙述。
图4是CPU6的功能块方框图以及图1所示的构成要素的一部分的方框图。在这里，没有图示母线7和各功能块之间的连接要素。
在图4，存储媒体5存储有包括各种足球比赛形式的游戏程序，可以按照足球规则(球赛规则)进行足球游戏(模拟球赛)。在RAM8的非表示区域内，存储有表示各选手角色、裁判角色位置的坐标数据。
CPU6，如图4所示，在功能上具备有游戏执行控制单元61、阴影画像作成控制单元62、浓度设定单元63及禁止控制单元64。而且，还有管理比赛时间、联赛的时间表以及日历的功能。
游戏执行控制单元61具有以下各种功能。
(1)在进行比赛之前，在监视器2上显示各种登记画面。首先，将比赛模式的设定画面用像符(icon)的形式来表示。在比赛模式下，例如「国内联赛」、「世界杯淘汰赛」以及其他的比赛等，游戏者可以用十字键16d对准所希望的像符(icon)，当按下A按钮16b时就能转换成所指定的模式。在这里，如果指定「世界杯淘汰赛」，则接着表示「比赛设定」的画面，此时可容许设定竞赛对手等。
(2)按照实际的足球规则，游戏者可根据来自控制器16的操作指示控制正在操作的选手角色，也可以控制其他的选手角色或裁判角色的动作。在这种功能中，对各选手角色以及裁判角色的位置管理是利用腰部的位置(指定部位)进行管理。然后，将各选手角色以及裁判角色的腰部的位置坐标，右脚以及左脚的指定位置(在本实施例中例如脚的先端)的坐标以指定的抽样间隔进行抽样并更新RAM8的非表示区域的数据。
在本实施例中，游戏者可利用一个控制器16选定一与由CPU6所控制的选手角色进行比赛的敌手队，进行一人游戏(游戏者对CPU)，也可以用二个控制器16分别选定比赛队，由两个游戏者进行两人游戏(游戏者1对游戏者2)。
在一人游戏的情况下，利用控制器16可对在自己队的选手角色当中控制球的选手角色指派各种各样的动作，当处于敌队控制球的情况下，可对距控制球的选手角色最近的自己队的选手角色指派各种各样的动作。而且，对于其他的选手角色，游戏执行控制单元61尽可能地按照足球比赛的规则基于游戏程序对各选手角色进行运算、位置管理及控制，从而使视频游戏整体的动作不产生失调的感觉并且可圆滑地进行游戏。
在两人游戏的情况下，可由两个控制器16分别对控制球的选手角色和距控制球的选手角色最近的对方队的选手角色进行控制，对于其他的选手角色与一人游戏时同样，由游戏执行控制单元61按照足球比赛的规则进行控制。
画像作成控制单元62，具有作成显示在监视器2的画面上的登场选手角色及裁判角色(以后为说明方便起见，全部称为「登场角色」)的阴影画像的功能。下面具体地说明阴影画像的作成次序。
假设要作成的阴影画像的先端部的坐标(Xs、Ys)为
Q(Xs、Ys)=(Xm、Ym)+V×Zm    ……(1)其中，Xm、Ym、Zm为登场角色腰部的坐标，V为图3所示的向量V。而且，由于阴影画像是形成在模拟场地31上，因此阴影画像的Zs坐标为0，可以省略。
从上式(1)可以看出，阴影画像的先端部的位置是将腰部的位置垂直地向下延伸到与模拟场地31相交叉、自此交叉点起沿向量V的方向以指定的尺寸错开的位置。其中指定的尺寸是指与算式(1)的右边第二项所示的登场角色腰部的高度相对应的尺寸。
在向量V=(1、1)，(1、-1)方向的阴影画像(第1阴影画像)，是表示由设置在球门线42外侧的两个假设照明光源所引起的阴影。在向量V=(-1、-1)，(-1、1)方向的阴影画像(第2阴影画像)，是表示由设置在球门线41外侧的两个假设照明光源所引起的阴影。每个向量V的方向是呈邻接互相垂直的方向。
而且，阴影画像的基部(如以下所要叙述的那样)，是通过将左脚或右脚的指定位置(例如先端部)垂直地向下延伸使其与模拟场地31相交叉的点。
浓度设定单元63具有设定上述阴影画像浓度的功能。可利用以下所示算式(2)、算式(3)设定阴影画像的浓度。HA=1．0-(|Xm|-X1)／D2……(2)
在这里，HA表示阴影画像的透明度，Xm表示上述登场角色腰部的X坐标，X1表示上述图3所示的领域F1、F2的境界线的正的X坐标值，D2表示上述图3所示领域F2沿X轴方向的宽度。
上述算式(2)是当登场角色位于模拟场地31的F2领域(参照图3)时，即X1≤|Xm|≤X2时所采用的算式。从上述算式可以看出在F2的区域内，随着距半场线45的距离的增加，阴影画像的透明度呈逐渐减少的趋势(阴影画像变淡)。
而且、当登场角色位于模拟场地31的F1区域时，由于HA=1．0，因此PC=BC×(1．0-PA×HA)+PA×HA……(3)
在这里，PC表示画素的颜色，BC表示背景画像的颜色，PA表示多边形的透明度。在上述算式(3)中的右边第一项，是表示背景画像的颜色被阴影画像透明度所减少的那部分(通过将阴影画像叠加在背景画像上而形成)，算式(3)表示只将PA×HA的阴影颜色施加在画素上构成画素的颜色。
而且、禁止控制单元64有以下(1)和(2)两个功能。
(1)当登场角色腰部的坐标位于图3所示右侧(球门线41侧)F3区域时，禁止作成向量V=(1、1)，(1、-1)方向的阴影画像，即朝着球门线41(第一边)方向延伸的阴影画像(第1阴影画像)。
(2)当登场角色腰部的坐标位于图3所示左侧(球门线42侧)F3区域时，禁止作成向量V=(-1、-1)，(-1、1)方向的阴影画像，即朝着球门线42(第二边)方向延伸的阴影画像
(第2阴影画像)。
下面参照表示游戏场面的图2、图5～图8以及表示模拟场地31的图3，按照图9～图13所示的程序流程图，说明利用画像作成控制单元62和浓度设定单元63进行阴影画像和浓度设定的处理过程。其中图9～图11是进行阴影画像和浓度设定的主程序流程图，图12是设定脚坐标的子程序流程图，图13是多边形描画处理的子程序流程图。
图9～图11的循环是针对每个登场角色分别进行的循环程序。在图9中，首先判断登场角色腰部的X坐标是否位于图3所示区域F1内(步骤ST10)，如果判断结果为位于区域F1内(步骤ST10的判断结果为YES)则进展到步骤ST15，如果判断结果为不位于区域F1内(步骤ST10的判断结果为NO)则进展到图10的步骤ST60。下面以登场角色腰部的X坐标位于图3所示区域F1内为例利用图5来说明。
下面再返回图9，假设HA=1．0(步骤ST15)，向量V=(1，1)(步骤ST20)，接着执行脚坐标设定子程序(步骤ST25)。
在图12的脚坐标设定子程序中，首先将左脚坐标的X、Y成分XL、YL设定为顶点P1(步骤ST410)，然后执行多边形描画处理子程序(步骤ST415)。
在图13的多边形描画处理子程序中，首先将顶点P1的透明度设定为0．7(步骤ST510)，接着将顶点P1和由算式(1)所决定的顶点Q用直线连结，求出通过点Q并与上述连结线互相垂直的单位向量E(步骤ST515)。在这里，由于在步骤ST20中将向量设定成为V=(1、1)，因此由算式(1)求出的顶点Q为Q(Xs，Ys)=(Xm+Zm，Ym+Zm)。
接着，将单位向量E的始点P2和终点P3的透明度设定为0．4(步骤ST520)，按照算式(3)来描画由顶点P1、P2、P3构成的多边形(步骤ST525)。
以上，完成了图12的多边形描画处理子程序(步骤ST415)，即描画了图5中例如选手角色32的左脚沿向量V=(1、1)方向的阴影画像71L。
接着进入图12的步骤ST420，将右脚坐标的X、Y成分XR、YR设定为顶点P1，然后执行多边形描画处理子程序(步骤ST425)。根据此处理，描画了图5中例如选手角色32的右脚沿向量V=(1、1)方向的阴影画像71R。
到此，图9的步骤ST25的脚坐标设定子程序结束，接着设定向量V=(1、-1)(步骤ST30)，执行脚坐标设定子程序(步骤ST35)。根据此子程序的处理，可描画图5中例如选手角色32的左脚及右脚沿向量V=(1、-1)方向的阴影画像72L、72R。
接着，再设定向量V=(-1、1)(步骤ST40)，执行脚坐标设定子程序(步骤ST45)。根据此子程序的处理，可描画图5中例如选手角色32的左脚及右脚沿向量V=(-1、1)方向的阴影画像73L、73R。
更进一步，设定向量V=(-1、-1)(步骤ST50)，执行脚坐标设定子程序(步骤ST55)。根据此子程序的处理，可描画图5中例如选手角色32的左脚及右脚沿向量V=(-1、-1)方向的阴影画像74L、74R。
如此，当登场角色腰部的X坐标位于图3所示区域F1内时，由于固定HA=1．0(步骤ST15)，因此全部的阴影画像都是以相同的浓度被作成。
在图9的步骤ST10中，如果判断登场角色腰部的X坐标不位于区域F1内(步骤ST10的判断结果为NO)，则进展到图10的步骤ST60。在图10的步骤ST60中，首先判断登场角色腰部的X坐标是否位于图3所示区域F2内(步骤ST60)，如果判断结果为位于区域F2内(步骤ST60的判断结果为YES)则进展到步骤ST65，如果判断结果为不位于区域F2内(步骤ST60的判断结果为NO)，则进展到图11的步骤ST170。
在步骤ST65中，判断登场角色腰部的X坐标是否为正，如果判断结果为正(步骤ST65的判断结果为YES)，则进展到步骤ST70，如果判断结果不为正(步骤ST65的判断结果为NO)，则进展到步骤ST120。
以下自步骤ST70以后，将以登场角色腰部的X坐标位于图3所示的右侧区域F2为例、来说明图2所示的游戏状态。
在图10的步骤ST70，根据算式(2)计算出阴影画像的透明度HA，接着设定向量V=(1、1)(步骤ST75)，执行脚坐标设定子程序(步骤ST80)。根据此子程序的处理，可描画图2中例如选手角色32的左脚及右脚沿向量V=(1、1)方向的阴影画像81L、81R。
接着，在图10的步骤ST85设定向量V=(1、-1)，执行脚坐标设定子程序(步骤ST90)。根据此子程序的处理，可描画图2中例如选手角色32的左脚及右脚沿向量V=(1、-1)方向的阴影画像82L、82R。
接着，在图10的步骤ST95，设定HA=1．0，向量V=(-1、1)，执行脚坐标设定子程序(步骤ST105)。根据此子程序的处理，可描画图2中例如选手角色32的左脚及右脚沿向量V=(-1、1)方向的阴影画像83L、83R。
更进一步，在图10的步骤ST110设定向量V=(-1、-1)，执行脚坐标设定子程序(步骤ST115)。根据此子程序的处理，可描画图2中例如选手角色32的左脚及右脚沿向量V=(-1、-1)方向的阴影画像84L，84R。
如此，当登场角色腰部的X坐标位于图3所示右侧区域F2内时，向球门线41方向延伸的阴影画像81L、81R、82L、82R被作成由算式(2)所决定的低浓度(图2用疏隔的交叉图案表示)，向球门线42方向延伸的阴影画像83L、83R、84L、84R被作成与区域F1相同的浓度(图2用稠密的交叉图案表示)。
另一方面，步骤ST120以后，以登场角色腰部的X坐标位于图3所示左侧区域F2为例利用图6来说明。
在图10的步骤ST120，根据算式(2)计算出阴影画像的透明度HA，接着设定向量V=(-1、1)(步骤ST125)，执行脚坐标设定子程序(步骤ST130)。根据此子程序的处理，可描画图6中例如选手角色32的左脚及右脚沿向量V=(-1、1)方向的阴影画像93L、93R。
接着，在图10的步骤ST135设定向量V=(-1、-1)，执行脚坐标设定子程序(步骤ST140)。根据此子程序的处理，可描画图6中例如选手角色32的左脚及右脚沿向量V=(-1、-1)方向的阴影画像94L、94R。
接着，在图10的步骤ST145设定HA=1．0，设定向量V=(1、1)(步骤ST150)，执行脚坐标设定子程序(步骤ST155)。根据此子程序的处理，可描画图6中例如选手角色32的左脚及右脚沿向量V=(1、1)方向的阴影画像91L、91R。
更进一步，在图10的步骤ST160设定向量V=(1、-1)，执行脚坐标设定子程序(步骤ST165)。根据此子程序的处理，可描画图6中例如选手角色32的左脚及右脚沿向量V=(1、-1)方向的阴影画像92L、92R。
如此，当登场角色腰部的X坐标位于图3所示左侧区域F2内时，向球门线42方向延伸的阴影画像93L、93R、94L、94R被作成由算式(2)所决定的低浓度(图6用疏隔的交叉图案表示)，向球门线41方向延伸的阴影画像91L、91R、92L、92R被作成与区域F1相同的浓度(图6用稠密的交叉图案表示)。
在图10的步骤ST60中，如果登场角色腰部的X坐标不位于图3所示区域F2内(步骤ST60的判断结果为NO)，则可判断登场角色腰部的X坐标位于图3所示区域F3内。于是，进展到图11的步骤ST170，判断登场角色腰部的X坐标是否为正，如果判断结果为正(步骤ST170的判断结果为YES)，则进展到步骤ST175，如果判断结果不为正(步骤ST170的判断结果为NO)，则进展到步骤ST200。
以下自步骤ST175以后，将以登场角色腰部的X坐标位于图3所示右侧区域F3为例利用图7来说明。
在图11的步骤ST175，假设HA=1．0，向量V=(-1、1)(步骤ST180)，执行脚坐标设定子程序(步骤ST185)。根据此子程序的处理，可描画图7中选手角色32的左脚及右脚沿向量V=(-1、1)方向的阴影画像103L、103R。
接着，在图11的步骤ST190设定向量V=(-1、-1)，执行脚坐标设定子程序(步骤ST195)。根据此子程序的处理，可描画图7中选手角色32的左脚及右脚沿向量V=(-1、-1)方向的阴影画像104L、104R。
如上所示，当登场角色腰部的X坐标位于图3所示右侧区域F3时，不描画选手角色朝球门线41方向延伸的阴影画像，而只是用与区域F1相同的浓度描画选手角色朝球门线42方向延伸的阴影画像103L、103R、104L、104R。
另一方面，自步骤ST200以后，将以登场角色腰部的X坐标位于图3所示左侧区域F3为例利用图8来说明。
在图11的步骤ST200，假设HA=1．0，向量V=(1、1)(步骤ST205)，执行脚坐标设定子程序(步骤ST210)。根据此子程序的处理，可描画图8中例如选手角色32的左脚及右脚沿向量V=(1、1)方向的阴影画像111L、111R。
接着，在图11的步骤ST215中，假设向量V=(1、-1)，执行脚坐标设定子程序(步骤ST220)。根据此子程序的处理，可描画图8中例如选手角色32的左脚及右脚沿向量V=(1、-1)方向的阴影画像112L、112R。
如此，当登场角色腰部的X坐标位于图3所示左侧区域F3时，不描画选手角色朝球门线42方向延伸的阴影画像，而只是用与区域F1相同的浓度描画选手角色朝球门线41方向延伸的阴影画像111L、111R、112L、112R。
图14、图15是在监视器上所表示的足球游戏的另一场面示意图。图14中的登场角色32的左脚32L、图15中的登场角色32的左右脚32L、32R全都处于没有与模拟场地31相接触的状态，各阴影画像的基端37L(图14)、38L、38R(图15)如图12的步骤ST410、步骤ST420所示，是将每只脚的坐标垂直地向下延伸与模拟场地31的交叉的点。
而且，如图15所示的登场角色32那样，由于跳跃使腰部的Z坐标距模拟场地31的距离升高，通过算式(1)可知会使由将腰部的坐标垂直地向下沿伸与模拟场地31的交叉点起到阴影画像的尖端为止的尺寸变长，如图15所示描画出尺寸较长的阴影画像39。
如此，通过本发明的实施例，由于阴影画像的浓度是基于在模拟场地31上的登场角色的腰部X坐标来决定的，因此不必进行复杂的光源计算，只需简单的计算也能够在2维监视器上逼真地作成画像。特别是在如足球游戏这样有许多选手角色在画面上登场并且进行高速动作的模拟球赛的视频游戏当中，更能够发挥其显著的技术效果。
本发明不仅仅局限于如上所述的实施方式，还可以采用以下的各种变形方式来实现。
(1)在上述实施例中，尽管如图3所示将模拟场地沿X轴方向分割成F1、F2、F3三个区域，根据算式(2)，阴影画像的浓度是基于登场角色的腰部的X坐标值来决定的，然而也可以不局限于此。例如，也可以将模拟场地沿Y轴方向进行分割，基于Y坐标的不同使得沿向量V=(1、1)方向的阴影画像的浓度与沿向量V=(1、-1)方向的阴影画像的浓度有所不同，或者使得沿向量V=(-1、-1)方向的阴影画像的浓度与沿向量V=(-1、1)方向的阴影画像的浓度有所不同。
(2)在上述实施例中，当登场角色腰部的X坐标位于图3所示右侧区域F2内时，朝球门线42方向延伸的阴影画像83L、83R、84L、84R(图2)是以与区域F1相同的浓度被作成。当登场角色腰部的X坐标位于图3所示左侧区域F2内时，朝球门线41方向延伸的阴影画像91L、91R、92L、92R(图6)是以与区域F1相同的浓度被作成。但是，也可以不局限于此，也可以基于X坐标的变化来改变阴影画像的浓度。即，当登场角色腰部的X坐标位于图3所示右侧区域F2内时，可以使朝球门线42方向延伸的阴影画像的浓度随着距半场线45的距离的增加而上升，当登场角色腰部的X坐标位于图3所示左侧区域F2内时，可以使朝球门线41方向延伸的阴影画像的浓度随着距半场线45的距离的增加而上升。
(3)在上述实施例中，阴影画像的尺寸是基于登场角色腰部的Z坐标而决定，但是也可以不局限于此，也可以基于登场角色腰部的X坐标而决定。在此种变形实施例中，由于阴影画像的尺寸是随着登场角色在模拟场地31上的位置而变化，因此更能够逼真地作成画像。
(4)在本实施例中，选手角色或裁判角色的位置是利用腰部的位置坐标来进行管理，阴影画像的尺寸是基于登场角色腰部的Z坐标而决定，但是也可以不局限于此，也可以用脑袋或其他部位的坐标来代替腰部的坐标。
(5)在上述实施例中，还设置有禁止控制单元64。尽管当登场角色腰部的X坐标位于图3所示右侧区域F3内时，禁止作成沿向量V=(1、1)，(1、-1)方向的阴影画像，当登场角色腰部的X坐标位于图3所示左侧区域F3内时，禁止作成沿向量V=(-1、-1)，(-1、1)方向的阴影画像，但是也可以不局限于此。例如，代替上述的禁止控制单元64，在登场角色腰部的X坐标位于图3所示右侧区域F3内时，可使沿向量V=(1、1)，(1、-1)方向的阴影画像的浓度变成零，在登场角色腰部的X坐标位于图3所示左侧区域F3内时，可使沿向量V=(-1、-1)，(-1、1)方向的阴影画像的浓度变成零。
(6)在上述实施例中，作为模拟球赛的一个例子采用了足球游戏，但是也可以不局限于此。也可以适用于在夜间照明状况下所进行的各种球赛例如棒球、田径比赛、以及在室内照明状况下的所进行的比赛例如篮球比赛等。
尽管对本发明通过以上所述的实施例并参照附图已经作了完整的说明、但是必需指出那些对本发明所作的任何轻微的改变和变形形式都属于本技术领域的专业技术人员所能够轻易完成的范围。因此、除非那些改变和变形形式已经脱离了本发明所要求保护的范围、否则将落入本发明的保护范围以内。

Claims (14)

1．一种画像作成装置，其特征在于包括：
阴影画像作成控制单元，用于对位于假设3维空间内的模拟场地上的登场角色作成至少朝一个方向延伸的追随的阴影画像；
浓度设定单元，用于根据登场角色在上述模拟场地上所处的位置设定上述阴影画像的浓度；
画像显示单元；及
显示控制单元，用于将所作成的阴影画像以被设定的浓度表示在上述画像显示单元上。
2．根据权利要求1所述的画像作成装置，其特征是上述登场角色具有脚部，而上述登场角色在上述模拟场地上所处的位置是除登场角色脚部以外的其他指定部位。
3．根据权利要求2所述的画像作成装置，其特征是上述阴影画像作成控制单元是将上述登场角色的脚部垂直地向下延伸至与模拟场地的交叉之点，并将其作为上述阴影画像的基部。
4．根据权利要求2所述的画像作成装置，其特征是上述阴影画像作成控制单元是将上述登场角色的指定部位垂直地向下延伸至与模拟场地的交叉，并以自此交叉点起沿预先指定的方向以指定的尺寸错开的位置作为上述阴影画像的端部。
5．根据权利要求4所述的画像作成装置，其特征是上述阴影画像作成控制单元，基于上述登场角色的除脚部以外的其他指定部位距模拟场地的高度决定上述指定的尺寸。
6．根据权利要求第1项至第5项其中之一所述的画像作成装置，其特征是：
上述模拟场地，具有互相对面配置的第一边和第二边，并在距此第一边和第二边相等距离处设置有半场线从而构成四角形模拟场地；
上述阴影画像作成控制单元，对登场角色作成朝第一边方向延伸的至少一个第1阴影画像和朝第二边方向延伸的至少一个第2阴影画像；
上述浓度设定单元，基于登场角色所处位置距上述半场线的距离，设定上述第1阴影画像和第2阴影画像的浓度。
7．根据权利要求6所述的画像作成装置，其特征是上述浓度设定单元，在登场角色位于半场线和第一边之间指定范围内时，使上述第1阴影画像的浓度随着登场角色距半场线距离的增加而降低；在登场角色位于半场线和第二边之间指定范围内时，使上述第2阴影画像的浓度随着登场角色距半场线距离的增加而降低。
8．根据权利要求7所述的画像作成装置，其特征是上述浓度设定单元，当登场角色位于距半场线指定的范围以内时，将上述第1阴影画像的浓度和第2阴影画像的浓度设定在一指定的水准上。
9．根据权利要求第7项或第8项所述的画像作成装置，其特征是上述浓度设定单元，在登场角色位于距第一边为一指定范围以内时，将上述第1阴影画像的浓度设定成为零；在登场角色位于距第二边为一指定范围以内时，将上述第2阴影画像的浓度设定成为零。
10．根据权利要求第7项或第8项所述的画像作成装置，其特征是还包括：
禁止控制单元，用于在登场角色位于距第一边为一指定范围以内时禁止作成上述第1阴影画像；在登场角色位于距第二边为一指定范围以内时禁止作成上述第2阴影画像。
11．一种画像作成方法，其特征在于包括以下的步骤：
对位于假设3维空间内的模拟场地上的登场角色、作成至少朝一个方向延伸的追随的阴影画像；
根据登场角色在上述模拟场地上所处的位置、设定上述阴影画像的浓度；
将所作成的阴影画像以被设定的浓度表示在画像显示单元上。
12．一种存储能够在电脑上实现画像作成的程序的可读存储媒体，其特征在于所说的图像作成程序包括以下的步骤：
对位于假设3维空间内的模拟场地上的登场角色作成至少朝一个方向延伸的追随的阴影画像；
根据登场角色在模拟场地上所处的位置设定上述阴影画像的浓度；
将所作成的阴影画像以被设定的浓度表示在画像显示单元上。
13．一种视频游戏机，其特征在于包括：
画像作成装置，具有如权利要求第1项至第10项所记载的特征；
程序储存单元，用于容纳游戏程序；
操作单元，用于响应来自外部所施加的操作并输出操作信号；
游戏进展控制单元，基于操作信号按照上述游戏程序控制登场角色在模拟场地上所处的位置。
14．根据权利要求13所述的视频游戏机，其特征是：
上述程序储存单元所存储的是根据指定的球赛规则能够进行模拟球赛的程序；
上述模拟场地是进行模拟球赛的场地；
上述登场角色包括所有的选手角色。
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