JP2003299877A - 交差判定方法及びこれを用いたゲーム装置 - Google Patents
交差判定方法及びこれを用いたゲーム装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】シューティイングゲームの標的に対し、発射さ
れた弾等の衝突即ち交差を的確に判定し得る交差判定方
法及びこれを用いたゲーム装置を提供する。 【構成】シューティングゲームを行うコンピュータを用
いたゲーム装置において、三次元座標を有する複数のポ
リゴン平面で構成される標的と、前記シューティングゲ
ームにおいて発射された弾等の軌跡を構成する線分との
交差を判定する方法であって、前記標的を構成する複数
のポリゴン平面のそれぞれを含む平面と前記線分とが平
行であるか否かを判定し、前記判定により平行でない場
合は、前記平面と前記線分との交点を求め、前記ポリゴ
ン平面と前記交点を二次元面に投影し、前記複数のポリ
ゴン平面のいずれかのポリゴン平面を投影して得られる
多角形面内に、前記投影される交点が存在するか否かを
判定し、前記多角形面内に前記投影される交点が存在す
ると判定される場合は、前記弾等の軌跡が前記標的と交
差していると認定する。
れた弾等の衝突即ち交差を的確に判定し得る交差判定方
法及びこれを用いたゲーム装置を提供する。 【構成】シューティングゲームを行うコンピュータを用
いたゲーム装置において、三次元座標を有する複数のポ
リゴン平面で構成される標的と、前記シューティングゲ
ームにおいて発射された弾等の軌跡を構成する線分との
交差を判定する方法であって、前記標的を構成する複数
のポリゴン平面のそれぞれを含む平面と前記線分とが平
行であるか否かを判定し、前記判定により平行でない場
合は、前記平面と前記線分との交点を求め、前記ポリゴ
ン平面と前記交点を二次元面に投影し、前記複数のポリ
ゴン平面のいずれかのポリゴン平面を投影して得られる
多角形面内に、前記投影される交点が存在するか否かを
判定し、前記多角形面内に前記投影される交点が存在す
ると判定される場合は、前記弾等の軌跡が前記標的と交
差していると認定する。
Description
【０００１】
【発明の属する分野】本発明は、交差判定方法及びこの
方法を用いたゲーム装置に関し、特に三次元座標で表示
されるシューティイングゲームの標的に対し、発射され
た弾等の衝突即ち、交差を的確に判定し得る交差判定方
法及びこれを用いたゲーム装置に関する。
方法を用いたゲーム装置に関し、特に三次元座標で表示
されるシューティイングゲームの標的に対し、発射され
た弾等の衝突即ち、交差を的確に判定し得る交差判定方
法及びこれを用いたゲーム装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】演算処理装置を利用するゲーム装置が普
及し、更に演算処理装置の高速化並びに半導体記憶素子
の容量の拡大に伴って、ゲーム内容も複雑になってい
る。
及し、更に演算処理装置の高速化並びに半導体記憶素子
の容量の拡大に伴って、ゲーム内容も複雑になってい
る。
【０００３】一方、より現実感を与えながらゲームを楽
しむことのできる遊戯装置としてバーチャル・リアリテ
ィ（仮想現実感）を利用するゲーム装置も普及段階にあ
る。
しむことのできる遊戯装置としてバーチャル・リアリテ
ィ（仮想現実感）を利用するゲーム装置も普及段階にあ
る。
【０００４】このようなゲーム装置にあっては、図６に
示す如く、表示されるスプライト等を含む情景を三次元
座標空間における座標Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）で特定する。そ
して、この三次元空間内の任意の位置（Ｏ）に視点（仮
想視点）を設定し、ＴＶモニタ等に映し出す映像をその
視点から見渡した情景とする。
示す如く、表示されるスプライト等を含む情景を三次元
座標空間における座標Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）で特定する。そ
して、この三次元空間内の任意の位置（Ｏ）に視点（仮
想視点）を設定し、ＴＶモニタ等に映し出す映像をその
視点から見渡した情景とする。
【０００５】更に、この情景を所定のＴＶモニタ等の二
次元平面を投影面（６０）として、これを透視し投影さ
れる二次元座標Ｐ’（Ｘ，Ｙ）に変換して表示する。
次元平面を投影面（６０）として、これを透視し投影さ
れる二次元座標Ｐ’（Ｘ，Ｙ）に変換して表示する。
【０００６】かかるバーチャル・リアリティ（仮想現実
感）を利用するゲーム装置において、プレーヤがタイミ
ングよく弾を発射し、表示される標的に衝突させること
により得られる得点を競うシューテングゲームが広く普
及している。
感）を利用するゲーム装置において、プレーヤがタイミ
ングよく弾を発射し、表示される標的に衝突させること
により得られる得点を競うシューテングゲームが広く普
及している。
【０００７】図７、図８は、従来例におけるシューテン
グゲームにおける交差判定方法の説明図である。即ち、
図７において７０、７１は、三次元仮想空間にある標的
がＴＶモニタ等の二次元平面（ＸＹ座標）に投影され表
示された標的像の一例（Ｔ１、Ｔ２）である。
グゲームにおける交差判定方法の説明図である。即ち、
図７において７０、７１は、三次元仮想空間にある標的
がＴＶモニタ等の二次元平面（ＸＹ座標）に投影され表
示された標的像の一例（Ｔ１、Ｔ２）である。
【０００８】Ｓは、発射点（Ｏ）から発射された弾の軌
跡である。この場合、従来のゲーム装置においては、弾
の軌跡Ｓが標的像７０、７１を横切り、弾と標的像７
０、７１が衝突、即ち交差したと判断して得点が与えら
れるように処理される。
跡である。この場合、従来のゲーム装置においては、弾
の軌跡Ｓが標的像７０、７１を横切り、弾と標的像７
０、７１が衝突、即ち交差したと判断して得点が与えら
れるように処理される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ここで標的像７０、７
１は、図８に示される仮想三次元空間に置かれた標的８
０、８１を図６において説明した如くに二次元平面に投
影して得られるものである。
１は、図８に示される仮想三次元空間に置かれた標的８
０、８１を図６において説明した如くに二次元平面に投
影して得られるものである。
【００１０】図８において、標的８１は、標的８０の前
部に位置している。したがって、発射された弾の軌跡Ｓ
は、三次元空間では、実際は図８のように標的８０と標
的８１の間を通過し、交差していない。
部に位置している。したがって、発射された弾の軌跡Ｓ
は、三次元空間では、実際は図８のように標的８０と標
的８１の間を通過し、交差していない。
【００１１】このように従来方法及び装置では、三次元
空間では衝突、即ち交差していない状態を、二次元平面
に投影した標的像７０、７１と弾の軌跡Ｓとが図７に示
すような関係にある場合は、交差と判定してゲームを進
めることになる。したがって、バーチャル・リアリティ
（仮想現実感）を利用した装置において、より正確に衝
突、即ち標的と弾の軌跡の交差を判定することが必要で
ある。
空間では衝突、即ち交差していない状態を、二次元平面
に投影した標的像７０、７１と弾の軌跡Ｓとが図７に示
すような関係にある場合は、交差と判定してゲームを進
めることになる。したがって、バーチャル・リアリティ
（仮想現実感）を利用した装置において、より正確に衝
突、即ち標的と弾の軌跡の交差を判定することが必要で
ある。
【００１２】本発明は、かかる観点から三次元空間にお
ける衝突を判断して、正確に交差と判定し得る方法およ
びこれを用いたゲーム装置を提供することを目的とす
る。
ける衝突を判断して、正確に交差と判定し得る方法およ
びこれを用いたゲーム装置を提供することを目的とす
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の課題を達成する本
発明の第１の態様は、シューティングゲームを行うコン
ピュータを用いたゲーム装置において、三次元座標を有
する複数のポリゴン平面で構成される標的と、前記シュ
ーティングゲームにおいて発射された弾等の軌跡を構成
する線分との交差を判定する方法であって、前記標的を
構成する複数のポリゴン平面のそれぞれを含む平面と前
記線分とが平行であるか否かを判定し、前記判定により
平行でない場合は、前記平面と前記線分との交点を求
め、前記ポリゴン平面と前記交点を二次元面に投影し、
前記複数のポリゴン平面のいずれかのポリゴン平面を投
影して得られる多角形面内に、前記投影される交点が存
在するか否かを判定し、前記多角形面内に前記投影され
る交点が存在すると判定される場合は、前記弾等の軌跡
が前記標的と交差していると認定することを特徴とす
る。
発明の第１の態様は、シューティングゲームを行うコン
ピュータを用いたゲーム装置において、三次元座標を有
する複数のポリゴン平面で構成される標的と、前記シュ
ーティングゲームにおいて発射された弾等の軌跡を構成
する線分との交差を判定する方法であって、前記標的を
構成する複数のポリゴン平面のそれぞれを含む平面と前
記線分とが平行であるか否かを判定し、前記判定により
平行でない場合は、前記平面と前記線分との交点を求
め、前記ポリゴン平面と前記交点を二次元面に投影し、
前記複数のポリゴン平面のいずれかのポリゴン平面を投
影して得られる多角形面内に、前記投影される交点が存
在するか否かを判定し、前記多角形面内に前記投影され
る交点が存在すると判定される場合は、前記弾等の軌跡
が前記標的と交差していると認定することを特徴とす
る。
【００１４】上記の課題を達成する本発明の第２の態様
は、シューティングゲームを行うコンピュータを用いた
ゲーム装置において、シューティングゲームを行うコン
ピュータを用いたゲーム装置において、三次元座標を有
する複数のポリゴン平面で構成される標的と、前記シュ
ーティングゲームにおいて発射された弾等の軌跡を構成
する線分との交差を判定する方法であって、前記標的を
構成する複数のポリゴン平面のそれぞれを含む平面と前
記線分とが平行であるか否かを判定し、前記判定により
平行でない場合は、前記平面と前記線分との交点を求
め、前記標的を構成する複数のポリゴン平面のそれぞれ
に対し、三次元座標軸Ｘ，Ｙ，ＺによるＸＹ平面、ＹＺ
平面、及びＺＸ平面に投影されるときに傾きが最小の多
角形面を特定し、前記交点を、前記特定される傾きが最
小のＸＹ平面、ＹＺ平面、またはＺＸ平面に投影し、前
記投影された交点から前記多角形面の各頂点に向かうベ
クトルのそれぞれ隣接するベクトルの外積を求め、全て
の外積が正であるとき、前記投影された交点は前記多角
形面内にあると判定し、前記弾等の軌跡が前記標的と交
差していると認定することを特徴とする。
は、シューティングゲームを行うコンピュータを用いた
ゲーム装置において、シューティングゲームを行うコン
ピュータを用いたゲーム装置において、三次元座標を有
する複数のポリゴン平面で構成される標的と、前記シュ
ーティングゲームにおいて発射された弾等の軌跡を構成
する線分との交差を判定する方法であって、前記標的を
構成する複数のポリゴン平面のそれぞれを含む平面と前
記線分とが平行であるか否かを判定し、前記判定により
平行でない場合は、前記平面と前記線分との交点を求
め、前記標的を構成する複数のポリゴン平面のそれぞれ
に対し、三次元座標軸Ｘ，Ｙ，ＺによるＸＹ平面、ＹＺ
平面、及びＺＸ平面に投影されるときに傾きが最小の多
角形面を特定し、前記交点を、前記特定される傾きが最
小のＸＹ平面、ＹＺ平面、またはＺＸ平面に投影し、前
記投影された交点から前記多角形面の各頂点に向かうベ
クトルのそれぞれ隣接するベクトルの外積を求め、全て
の外積が正であるとき、前記投影された交点は前記多角
形面内にあると判定し、前記弾等の軌跡が前記標的と交
差していると認定することを特徴とする。
【００１５】上記の課題を達成する本発明の第３の態様
は、前記第１または第２の態様において、前記ポリゴン
平面を含む平面と前記線分とが平行であるか否かを判定
は、前記ポリゴン平面の法泉方向のベクトルと前記線分
の直線方向のベクトルとの内積をとり、前記内積が０と
なるとき、前記ポリゴン平面を含む平面と前記線分とが
平行であるとすることを特徴とする。
は、前記第１または第２の態様において、前記ポリゴン
平面を含む平面と前記線分とが平行であるか否かを判定
は、前記ポリゴン平面の法泉方向のベクトルと前記線分
の直線方向のベクトルとの内積をとり、前記内積が０と
なるとき、前記ポリゴン平面を含む平面と前記線分とが
平行であるとすることを特徴とする。
【００１６】上記の課題を達成する本発明の第４の態様
は、三次元座標を有する複数のポリゴン平面で構成され
る標的と、発射された弾等の軌跡を構成する線分との交
差を判定してシューティングゲームにおける衝突判定を
実行するゲーム装置であって、標的を構成する三次元座
標を有する複数のポリゴン平面の頂点データ、前記複数
のポリゴン平面のそれぞれに対し、三次元座標軸Ｘ，
Ｙ，ＺによるＸＹ平面、ＹＺ平面、及びＺＸ平面に投影
されるときに傾きが最小の多角形面を特定するデータを
記憶する記憶回路と、前記記憶回路から前記標的を構成
する複数のポリゴン平面の頂点データを読み出し、前記
標的を構成する複数のポリゴン平面のそれぞれを含む平
面と前記線分とが平行であるか否かを判定し、前記判定
により平行でない場合は、前記平面と前記線分との交点
を求める演算を行なう演算処理装置を有し、前記演算処
理装置は、更に前記交点を、前記特定される傾きが最小
のＸＹ平面、ＹＺ平面、またはＺＸ平面に投影し、前記
投影された交点から前記多角形面の各頂点に向かうベク
トルのそれぞれ隣接するベクトルの外積を求め、更に、
全ての外積が正であるとき、前記投影された交点は前記
多角形面内にあると判定する演算し、前記弾等の軌跡が
前記標的と交差していると認定する処理を行うことを特
徴とする。
は、三次元座標を有する複数のポリゴン平面で構成され
る標的と、発射された弾等の軌跡を構成する線分との交
差を判定してシューティングゲームにおける衝突判定を
実行するゲーム装置であって、標的を構成する三次元座
標を有する複数のポリゴン平面の頂点データ、前記複数
のポリゴン平面のそれぞれに対し、三次元座標軸Ｘ，
Ｙ，ＺによるＸＹ平面、ＹＺ平面、及びＺＸ平面に投影
されるときに傾きが最小の多角形面を特定するデータを
記憶する記憶回路と、前記記憶回路から前記標的を構成
する複数のポリゴン平面の頂点データを読み出し、前記
標的を構成する複数のポリゴン平面のそれぞれを含む平
面と前記線分とが平行であるか否かを判定し、前記判定
により平行でない場合は、前記平面と前記線分との交点
を求める演算を行なう演算処理装置を有し、前記演算処
理装置は、更に前記交点を、前記特定される傾きが最小
のＸＹ平面、ＹＺ平面、またはＺＸ平面に投影し、前記
投影された交点から前記多角形面の各頂点に向かうベク
トルのそれぞれ隣接するベクトルの外積を求め、更に、
全ての外積が正であるとき、前記投影された交点は前記
多角形面内にあると判定する演算し、前記弾等の軌跡が
前記標的と交差していると認定する処理を行うことを特
徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の方法を適用する
ゲーム装置の構成例を示すブロック図である。図におい
て、記憶装置１０１は、ゲームプログラムを記憶する固
定記憶メモリ（ＲＯＭ）及びプログラムの細かい設定や
その他の情報を記憶する書込／読出可能のメモリ（ＲＡ
Ｍ）を有する。
ゲーム装置の構成例を示すブロック図である。図におい
て、記憶装置１０１は、ゲームプログラムを記憶する固
定記憶メモリ（ＲＯＭ）及びプログラムの細かい設定や
その他の情報を記憶する書込／読出可能のメモリ（ＲＡ
Ｍ）を有する。
【００１８】主中央演算処理装置１０は、記憶回路１０
１のＲＡＭに記憶される内容を参照しつつＲＯＭに記憶
されるゲームプログラムを実行する。
１のＲＡＭに記憶される内容を参照しつつＲＯＭに記憶
されるゲームプログラムを実行する。
【００１９】補助演算処理装置（コ・プロセッサ）１１
は、主中央演算処理装置１０に対して特に計算の補助を
行う機能を有し、座標変換等の演算を高速に行う。特
に、本発明の適用において、後に説明するシューティン
グゲームにおける弾の軌跡Ｓと標的との関係を高速に計
算する。
は、主中央演算処理装置１０に対して特に計算の補助を
行う機能を有し、座標変換等の演算を高速に行う。特
に、本発明の適用において、後に説明するシューティン
グゲームにおける弾の軌跡Ｓと標的との関係を高速に計
算する。
【００２０】記憶回路１１１は、補助演算処理装置１１
の演算処理のために使用されるデータを記憶するＲＯＭ
及びＲＡＭを有する。本発明の実施のためのデータもこ
の記憶回路１１１に記憶されるがその内容については、
後に詳細に説明する。
の演算処理のために使用されるデータを記憶するＲＯＭ
及びＲＡＭを有する。本発明の実施のためのデータもこ
の記憶回路１１１に記憶されるがその内容については、
後に詳細に説明する。
【００２１】信号送受制御インタフェース１５は、ゲー
ム装置本体の外部に備えられる、図示省略されているプ
レーヤによって操作されるハンドル、スイッチ等からの
信号を受け、主中央演算処理装置１０等に入力する、あ
るいはゲーム装置本体からランプ表示等のための信号を
外部に出力するためのインタフェース機能を有する。
ム装置本体の外部に備えられる、図示省略されているプ
レーヤによって操作されるハンドル、スイッチ等からの
信号を受け、主中央演算処理装置１０等に入力する、あ
るいはゲーム装置本体からランプ表示等のための信号を
外部に出力するためのインタフェース機能を有する。
【００２２】音声出力制御インタフェース回路１６は、
主中央演算処理装置１０の指示に基づき所定の音楽や効
果音を生成し、この生成された音源を増幅し、図示しな
いスピーカに出力する。
主中央演算処理装置１０の指示に基づき所定の音楽や効
果音を生成し、この生成された音源を増幅し、図示しな
いスピーカに出力する。
【００２３】ポリゴン・パラメータメモリ１２には、主
中央演算処理装置１０からゲームプログラムの進行中に
送られるプレーヤの位置（例えば、プレーヤが乗船して
いる如くにイメージされる宇宙船の先頭部）、標的であ
る敵対物、他の表示物等の位置情報（ポリゴン・デー
タ）が格納される。
中央演算処理装置１０からゲームプログラムの進行中に
送られるプレーヤの位置（例えば、プレーヤが乗船して
いる如くにイメージされる宇宙船の先頭部）、標的であ
る敵対物、他の表示物等の位置情報（ポリゴン・デー
タ）が格納される。
【００２４】ここでポリゴン・データとは、複数の多角
形により立体を構築し、物体を複数の多角形板集合体で
あるとみなし、その多角形単位で表される三次元座標上
の位置情報データである。
形により立体を構築し、物体を複数の多角形板集合体で
あるとみなし、その多角形単位で表される三次元座標上
の位置情報データである。
【００２５】プロセッサ１３は、スクリーン座標変換専
用処理装置である。ポリゴン・パラメータメモリ１２か
らの三次元座標のポリゴン・データをＴＶモニタ等の二
次元平面ディスプレー１７に表示するための座標変換を
行う。
用処理装置である。ポリゴン・パラメータメモリ１２か
らの三次元座標のポリゴン・データをＴＶモニタ等の二
次元平面ディスプレー１７に表示するための座標変換を
行う。
【００２６】この座標変換専用処理装置１３に対し、Ｒ
ＯＭ及びＲＡＭを有する記憶回路１３１が備えられる。
そして上記座標変換は、記憶回路１３１のＲＯＭに記憶
されているプログラムにより実行される。記憶回路１３
１のＲＡＭは、座標変換途中のデータを記憶する。
ＯＭ及びＲＡＭを有する記憶回路１３１が備えられる。
そして上記座標変換は、記憶回路１３１のＲＯＭに記憶
されているプログラムにより実行される。記憶回路１３
１のＲＡＭは、座標変換途中のデータを記憶する。
【００２７】このように座標変換された二次元表示座標
であるポリゴン・データは、ポリゴン・ペイント装置１
４に導かれる。ポリゴン・ペイント装置１４は、フレー
ムメモリ１４１にポリゴン・データの書込を行う。全て
のポリゴン・データの書込が終了すると、それが読みだ
されてディスプレー装置１７に導かれ、表示される。
であるポリゴン・データは、ポリゴン・ペイント装置１
４に導かれる。ポリゴン・ペイント装置１４は、フレー
ムメモリ１４１にポリゴン・データの書込を行う。全て
のポリゴン・データの書込が終了すると、それが読みだ
されてディスプレー装置１７に導かれ、表示される。
【００２８】図２は、本発明の方法を実施するために記
憶回路１１１に記憶されるＲＯＭデータの構成例であ
る。ここに記憶されるのは、三次元空間座標により表示
される標的を構成するポリゴン群に関するデータであ
る。
憶回路１１１に記憶されるＲＯＭデータの構成例であ
る。ここに記憶されるのは、三次元空間座標により表示
される標的を構成するポリゴン群に関するデータであ
る。
【００２９】即ち、ポインタ番号で特定されるＲＯＭの
対応記憶位置に、頂点データ、平面方程式の各係数及び
傾きデータが記憶される。図２において、例としてＩの
範囲のポインタ番号で特定される記憶位置には、図８に
示す標的８０を構成するポリゴン群に関するデータが記
憶される。
対応記憶位置に、頂点データ、平面方程式の各係数及び
傾きデータが記憶される。図２において、例としてＩの
範囲のポインタ番号で特定される記憶位置には、図８に
示す標的８０を構成するポリゴン群に関するデータが記
憶される。
【００３０】更にポインタ番号１０の位置には、標的８
０を構成する頂点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄで構成されるポリゴン
平面のデータが記憶される。
０を構成する頂点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄで構成されるポリゴン
平面のデータが記憶される。
【００３１】具体的には、頂点データの欄には、各頂点
の座標即ち、Ａ（ｘA,ｙA,ｚA ）、Ｂ（ｘB,ｙB,ｚB
）、Ｃ（ｘC,ｙC,ｚC ）、Ｄ（ｘD,ｙD,ｚD ）が記憶
される。
の座標即ち、Ａ（ｘA,ｙA,ｚA ）、Ｂ（ｘB,ｙB,ｚB
）、Ｃ（ｘC,ｙC,ｚC ）、Ｄ（ｘD,ｙD,ｚD ）が記憶
される。
【００３２】平面方程式の各係数の欄には、ポリゴン平
面ＡＢＣＤを表す平面方程式を ａ1 ｘ＋ｂ1 ｙ＋ｃ1
＋ｄ＝０ とすると、それらの各係数 ａ1 、ｂ1 、ｃ
1 、ｄ1 が記憶される。
面ＡＢＣＤを表す平面方程式を ａ1 ｘ＋ｂ1 ｙ＋ｃ1
＋ｄ＝０ とすると、それらの各係数 ａ1 、ｂ1 、ｃ
1 、ｄ1 が記憶される。
【００３３】更に、ポリゴン平面ＡＢＣＤの傾きデータ
として、ポリゴン平面ＡＢＣＤをＸＺ平面、ＸＹ平面、
ＹＺ平面に投影したときの傾き角の小さい順に１、２、
３の番号で表している。これは、後に説明するように、
より一番角度の浅い（傾き角の小さい）二次元面に投影
することによって精度を上げるためのデータを与えるた
めである。
として、ポリゴン平面ＡＢＣＤをＸＺ平面、ＸＹ平面、
ＹＺ平面に投影したときの傾き角の小さい順に１、２、
３の番号で表している。これは、後に説明するように、
より一番角度の浅い（傾き角の小さい）二次元面に投影
することによって精度を上げるためのデータを与えるた
めである。
【００３４】したがって、図２において、１０番のポイ
ンタ位置に記憶されるポリゴン平面ＡＢＣＤは、ＸＺ平
面に対して、一番傾き角が小さいことを意味している。
ンタ位置に記憶されるポリゴン平面ＡＢＣＤは、ＸＺ平
面に対して、一番傾き角が小さいことを意味している。
【００３５】尚、図２では、傾きデータとして、ＸＺ平
面、ＸＹ平面、ＹＺ平面の各々に対して、傾きの角の小
さい順に番号を付しているが、本発明は、これらの平面
毎に記号又は番号を対応付けて置き、傾き角の一番小さ
い平面の記号又は番号のみを記憶するようにしても良
い。
面、ＸＹ平面、ＹＺ平面の各々に対して、傾きの角の小
さい順に番号を付しているが、本発明は、これらの平面
毎に記号又は番号を対応付けて置き、傾き角の一番小さ
い平面の記号又は番号のみを記憶するようにしても良
い。
【００３６】図３、図４は、本発明に従う交差判定方法
の実施例動作フローである。また、図５は、本発明の動
作説明図である。
の実施例動作フローである。また、図５は、本発明の動
作説明図である。
【００３７】ここで今、弾の軌跡Ｓと図８に示した３次
元空間にある標的８０との衝突を判定することを例とし
て考える。先ず主中央演算処理装置１０が記憶回路１０
１のＲＯＭに記憶されるプログラムに従って、判定の対
象となる弾の軌跡Ｓを構成する線分の２点間の座標
（ｘ，ｙ，ｚ）と（ｘ0,ｙ0,ｚ0 ）及び、標的８０を構
成する複数のポリゴン平面群(図８の例では、６つの面
を含む)の番号、図２に示す例では６つの面に対応する
ポインタ番号１０〜１５を補助演算処理装置１１に付属
する記憶回路１１１のＲＡＭに記憶する（ステップＳ
１）。
元空間にある標的８０との衝突を判定することを例とし
て考える。先ず主中央演算処理装置１０が記憶回路１０
１のＲＯＭに記憶されるプログラムに従って、判定の対
象となる弾の軌跡Ｓを構成する線分の２点間の座標
（ｘ，ｙ，ｚ）と（ｘ0,ｙ0,ｚ0 ）及び、標的８０を構
成する複数のポリゴン平面群(図８の例では、６つの面
を含む)の番号、図２に示す例では６つの面に対応する
ポインタ番号１０〜１５を補助演算処理装置１１に付属
する記憶回路１１１のＲＡＭに記憶する（ステップＳ
１）。
【００３８】次に補助演算処理装置１１は、記憶回路１
１１のＲＡＭに記憶された弾の軌跡Ｓを構成する線分の
２点間の座標データ（ｘ，ｙ，ｚ）と（ｘ0,ｙ0,ｚ0 ）
からこの２点間の直線方程式を次のように求める（ステ
ップＳ２）。
１１のＲＡＭに記憶された弾の軌跡Ｓを構成する線分の
２点間の座標データ（ｘ，ｙ，ｚ）と（ｘ0,ｙ0,ｚ0 ）
からこの２点間の直線方程式を次のように求める（ステ
ップＳ２）。
【００３９】
ｘ＝ｘ0 ＋ｆｔ，ｙ＝ｙ0 ＋ｇｔ，ｚ＝ｚ0 ＋ｈｔ
ついで記憶回路１１１のＲＡＭに記憶されたポリゴン平
面の番号群の番号から一つ、例えば、ポインタ番号１０
をセットする（ステップＳ３）。
面の番号群の番号から一つ、例えば、ポインタ番号１０
をセットする（ステップＳ３）。
【００４０】これにより、以下の衝突判定ループがスタ
ートする（ステップＳ４）。尚、この衝突判定ループを
実行するプログラムは、記憶回路１０１のＲＯＭあるい
は、記憶回路１１１のＲＯＭに記憶されている。
ートする（ステップＳ４）。尚、この衝突判定ループを
実行するプログラムは、記憶回路１０１のＲＯＭあるい
は、記憶回路１１１のＲＯＭに記憶されている。
【００４１】先ず、ポインタ番号１０に対応する記憶回
路１１１のＲＯＭの記憶位置から順番にＩの領域に記憶
される標的８０を構成するポリゴン平面群のデータが読
み出される（ステップＳ５）。
路１１１のＲＯＭの記憶位置から順番にＩの領域に記憶
される標的８０を構成するポリゴン平面群のデータが読
み出される（ステップＳ５）。
【００４２】ついで交差判定サブルーチン（図４）に移
行して処理が行われる。このサブルーチンにおいて、補
助演算処理装置１１により先ずポインタ番号１０に対応
する記憶位置に記憶されるポリゴン平面ＡＢＣＤを含む
平面Ｐと弾の軌跡Ｓを構成する線分との交差判定が行わ
れる〔図５（１）参照〕。
行して処理が行われる。このサブルーチンにおいて、補
助演算処理装置１１により先ずポインタ番号１０に対応
する記憶位置に記憶されるポリゴン平面ＡＢＣＤを含む
平面Ｐと弾の軌跡Ｓを構成する線分との交差判定が行わ
れる〔図５（１）参照〕。
【００４３】この交差判定のためのフローにおいて、先
ず平面Ｐと弾の軌跡Ｓとが平行の関係にあるか否かが判
断される（ステップＳ１１）。
ず平面Ｐと弾の軌跡Ｓとが平行の関係にあるか否かが判
断される（ステップＳ１１）。
【００４４】平行の関係に有れば、ポリゴン平面ＡＢＣ
Ｄを含む平面Ｐと弾の軌跡Ｓが交差することはあり得な
い〔図５（２）参照〕。また、平行の関係になければ、
交差する必要要件を満たす。但し、十分要件ではない。
なぜならば、軌跡Ｓがポリゴン平面ＡＢＣＤの領域外を
通過する場合があるからである。
Ｄを含む平面Ｐと弾の軌跡Ｓが交差することはあり得な
い〔図５（２）参照〕。また、平行の関係になければ、
交差する必要要件を満たす。但し、十分要件ではない。
なぜならば、軌跡Ｓがポリゴン平面ＡＢＣＤの領域外を
通過する場合があるからである。
【００４５】ここで、平行の関係に有るか否かは、補助
演算処理装置１１において、次の関係式（１）を求める
ことにより行われる。
演算処理装置１１において、次の関係式（１）を求める
ことにより行われる。
【００４６】平面の方程式を、ａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ＋ｄ＝
０ とし、直線の方程式を、ｘ＝ｘ0 ＋ｆｔ ｙ＝ｙ0 ＋ｇｔ ｚ＝ｚ0 ＋ｈｔ とすると、 ａ×ｆ＋ｂ×ｇ＋ｃ×ｈ＝０ ・・（１） のとき直線と平面Ｐは、平行となる。
０ とし、直線の方程式を、ｘ＝ｘ0 ＋ｆｔ ｙ＝ｙ0 ＋ｇｔ ｚ＝ｚ0 ＋ｈｔ とすると、 ａ×ｆ＋ｂ×ｇ＋ｃ×ｈ＝０ ・・（１） のとき直線と平面Ｐは、平行となる。
【００４７】即ち直線の方向ベクトルは、（ｆ，ｇ，
ｈ）であり、平面の法線ベクトルは、（ａ，ｂ，ｃ）で
あるので、この２つのベクトルが垂直になるときに直線
Ｓと平面Ｐは、平行になる。したがって、２つのベクト
ルの内積は、式（２）で表される。
ｈ）であり、平面の法線ベクトルは、（ａ，ｂ，ｃ）で
あるので、この２つのベクトルが垂直になるときに直線
Ｓと平面Ｐは、平行になる。したがって、２つのベクト
ルの内積は、式（２）で表される。
【００４８】
【数１】
【００４９】よってこの内積が０となる時、２つのベク
トルは垂直、即ち軌跡Ｓの線分と平面Ｐは、平行とな
る。ここで、補助演算処理装置１１が上記の関係から線
分と平面Ｐが平行であると判定する場合は、図５（２）
に示すように線分は、平面Ｐと交差することはない。
トルは垂直、即ち軌跡Ｓの線分と平面Ｐは、平行とな
る。ここで、補助演算処理装置１１が上記の関係から線
分と平面Ｐが平行であると判定する場合は、図５（２）
に示すように線分は、平面Ｐと交差することはない。
【００５０】反対に補助演算処理装置１１が上記の関係
から線分と平面Ｐが平行でないと判定する場合は、図５
（３）に示すように線分は、平面Ｐとに交点ＳC が存在
する。しかし、線分と平面Ｐとの交点ＳC が存在すると
判定するだけでは、先に説明したように発射された弾が
ポリゴン平面ＡＢＣＤと交差していることを確定できな
い。
から線分と平面Ｐが平行でないと判定する場合は、図５
（３）に示すように線分は、平面Ｐとに交点ＳC が存在
する。しかし、線分と平面Ｐとの交点ＳC が存在すると
判定するだけでは、先に説明したように発射された弾が
ポリゴン平面ＡＢＣＤと交差していることを確定できな
い。
【００５１】そこで、次に交点ＳC が２点間の座標デー
タ（ｘ，ｙ，ｚ）と（ｘ0,ｙ0,ｚ0）で示される線分上
に有るか否かを判断する（ステップＳ１２）。線分上に
有れば、その線分上の交点座標を求める（ステップＳ１
３）。
タ（ｘ，ｙ，ｚ）と（ｘ0,ｙ0,ｚ0）で示される線分上
に有るか否かを判断する（ステップＳ１２）。線分上に
有れば、その線分上の交点座標を求める（ステップＳ１
３）。
【００５２】ここで、交点が線分にあるか否かは、次の
ように判定される。
ように判定される。
【００５３】即ち、線分と平面Ｐの交点の直線方程式パ
ラメータｔの値は、式３のように表される。
ラメータｔの値は、式３のように表される。
【００５４】
【数２】
【００５５】２点を通る直線の方程式において、２点間
の線分は、０≦ｔ≦１ の範囲で表せる。よって、この
ｔの値により平面Ｐと線分が交差するかどうかが分か
る。
の線分は、０≦ｔ≦１ の範囲で表せる。よって、この
ｔの値により平面Ｐと線分が交差するかどうかが分か
る。
【００５６】次に、補助演算処理装置１１は、記憶装置
１１のＲＯＭに記憶された傾きデータから、二次元面Ｘ
Ｚ，ＸＹ，ＹＺの内、ポリゴン平面ＡＢＣＤが二次元面
ＸＺと成す角が一番小さい（傾きデータが１である）の
で、ポリゴン平面ＡＢＣＤを二次元面ＸＺに投影して、
投影されたポリゴン平面ＡＢＣＤに対応する矩形平面領
域の二次元座標を求める（ステップＳ１４）。
１１のＲＯＭに記憶された傾きデータから、二次元面Ｘ
Ｚ，ＸＹ，ＹＺの内、ポリゴン平面ＡＢＣＤが二次元面
ＸＺと成す角が一番小さい（傾きデータが１である）の
で、ポリゴン平面ＡＢＣＤを二次元面ＸＺに投影して、
投影されたポリゴン平面ＡＢＣＤに対応する矩形平面領
域の二次元座標を求める（ステップＳ１４）。
【００５７】更に、補助演算処理装置１１は、レジスタ
のループ値を、ｉ＝０にセットする（ステップＳ１
５）。次いで、線分と、ポリゴン平面ＡＢＣＤが投影さ
れた矩形平面との交点ＳCXZ （三次元座標での交点ＳC
を二次元面ＸＺに投影したもの）から前記矩形平面の領
域を構成する第ｉ頂点（例えば、ＡXZ：ポリゴン平面Ａ
ＢＣＤの頂点Ａが二次元面ＸＺに投影された点）と第ｉ
＋１頂点（同様にＢXZ：ポリゴン平面ＡＢＣＤの頂点Ｂ
が二次元面ＸＺに投影された点）にベクトルを延ばす
（ステップＳ１６）〔図５（４）参照〕。
のループ値を、ｉ＝０にセットする（ステップＳ１
５）。次いで、線分と、ポリゴン平面ＡＢＣＤが投影さ
れた矩形平面との交点ＳCXZ （三次元座標での交点ＳC
を二次元面ＸＺに投影したもの）から前記矩形平面の領
域を構成する第ｉ頂点（例えば、ＡXZ：ポリゴン平面Ａ
ＢＣＤの頂点Ａが二次元面ＸＺに投影された点）と第ｉ
＋１頂点（同様にＢXZ：ポリゴン平面ＡＢＣＤの頂点Ｂ
が二次元面ＸＺに投影された点）にベクトルを延ばす
（ステップＳ１６）〔図５（４）参照〕。
【００５８】次いで、これら二つのベクトルの外積を式
４のように求め、その外積が正か否かを判断する（ステ
ップＳ１７）。
４のように求め、その外積が正か否かを判断する（ステ
ップＳ１７）。
【００５９】
【数３】
【００６０】この式４の式で Sinθは、０〜１８０度ま
での時に正となる。したがって、外積が正となれば、図
５（４）に示す、ポリゴン平面ＡＢＣＤを二次元面ＸＺ
に投影して得られる矩形平面の（ＡXZ−ＢXZ）辺の右側
に交点ＳCXZがあると判断される。
での時に正となる。したがって、外積が正となれば、図
５（４）に示す、ポリゴン平面ＡＢＣＤを二次元面ＸＺ
に投影して得られる矩形平面の（ＡXZ−ＢXZ）辺の右側
に交点ＳCXZがあると判断される。
【００６１】このようにして、図５(４)に示す二次元面
ＸＺに投影された矩形平面を構成する各点（ＡXZ，
ＢXZ，ＣXZ，ＤXZ）について外積を求め（ステップＳ１
８、１９）、全ての外積が正であれば、交点ＳCXZが、
図５(４)に示すポリゴン平面ＡＢＣＤを二次元面ＸＺに
投影して得られる矩形平面の領域の内側にあることが理
解出来る。
ＸＺに投影された矩形平面を構成する各点（ＡXZ，
ＢXZ，ＣXZ，ＤXZ）について外積を求め（ステップＳ１
８、１９）、全ての外積が正であれば、交点ＳCXZが、
図５(４)に示すポリゴン平面ＡＢＣＤを二次元面ＸＺに
投影して得られる矩形平面の領域の内側にあることが理
解出来る。
【００６２】したがって、この場合は、軌跡Ｓの線分が
ポリゴン平面ＡＢＣＤと交差していると判定する（ステ
ップＳ２０）。
ポリゴン平面ＡＢＣＤと交差していると判定する（ステ
ップＳ２０）。
【００６３】一方、いずれかの外積が負となる場合は、
交点ＳCXZ は、図５(４)に示すポリゴン平面ＡＢＣＤを
二次元面ＸＺに投影して得られる矩形平面の内側にはな
い、即ち軌跡Ｓの線分はポリゴン平面ＡＢＣＤと交差し
ていないと判定する（ステップＳ２１）。
交点ＳCXZ は、図５(４)に示すポリゴン平面ＡＢＣＤを
二次元面ＸＺに投影して得られる矩形平面の内側にはな
い、即ち軌跡Ｓの線分はポリゴン平面ＡＢＣＤと交差し
ていないと判定する（ステップＳ２１）。
【００６４】以上の交差判定サブルーチン（図４）が終
了すると、再び衝突判定ルーチン（図３）に戻り、交差
判定サブルーチンの結果が、交差しているか、いないか
が判断される（ステップＳ７）。
了すると、再び衝突判定ルーチン（図３）に戻り、交差
判定サブルーチンの結果が、交差しているか、いないか
が判断される（ステップＳ７）。
【００６５】交差していると判断される場合は、動作ル
ーチンは終了し（ステップＳ８）、シューティングの結
果は、当たりであると判定して終わる（ステップＳ
９）。
ーチンは終了し（ステップＳ８）、シューティングの結
果は、当たりであると判定して終わる（ステップＳ
９）。
【００６６】一方、交差していないと判断される場合
は、ポリゴン平面ＡＢＣＤに関しては外れであると判定
して終わる（ステップＳ１０）。
は、ポリゴン平面ＡＢＣＤに関しては外れであると判定
して終わる（ステップＳ１０）。
【００６７】ついで他のポリゴン平面（図２のポインタ
番号１１乃至１５で示される）についても上記と同様の
判定を繰り返して行う。これにより、全ての面に対し、
交差していないと判断される場合は、発射された弾は、
標的８０には、当たっていない、外れと判定する。
番号１１乃至１５で示される）についても上記と同様の
判定を繰り返して行う。これにより、全ての面に対し、
交差していないと判断される場合は、発射された弾は、
標的８０には、当たっていない、外れと判定する。
【００６８】標的８０を構成するいずれかのポリゴン平
面と交差していると判断される場合は、結果として発射
された弾は、ポリゴン標的８０に当たっていると判定す
る。
面と交差していると判断される場合は、結果として発射
された弾は、ポリゴン標的８０に当たっていると判定す
る。
【００６９】尚、以上の動作は、更にゲームプレー中、
発射された弾の全てに対し、且つ表示される複数の標的
に対し、衝突したか否かを順次継続して実行される。ま
た、上記実施例の説明では、矩形平面として４点で囲ま
れる例を示したが、本発明は、これに限定されるもので
はなく、矩形平面が凸型平面である限り、３点以上で囲
まれる場合も当然に含まれる。
発射された弾の全てに対し、且つ表示される複数の標的
に対し、衝突したか否かを順次継続して実行される。ま
た、上記実施例の説明では、矩形平面として４点で囲ま
れる例を示したが、本発明は、これに限定されるもので
はなく、矩形平面が凸型平面である限り、３点以上で囲
まれる場合も当然に含まれる。
【００７０】
【発明の効果】以上実施例について説明した様に、本発
明では、三次元データを基に標的と発射された弾との衝
突が判断されるので、映像として見たとおりのより正確
な衝突判定の結果を得ることができる。したがって、よ
り興味あるゲーム装置が提供されることが可能となる。
明では、三次元データを基に標的と発射された弾との衝
突が判断されるので、映像として見たとおりのより正確
な衝突判定の結果を得ることができる。したがって、よ
り興味あるゲーム装置が提供されることが可能となる。
【図１】本発明を適用するゲーム装置の構成例を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】記憶装置１１のＲＯＭデータの構成例を示す図
である。
である。
【図３】本発明の実施例動作を説明するフロー（その
１）である。
１）である。
【図４】本発明の実施例動作を説明するフロー（その
２）である。
２）である。
【図５】本発明の動作を説明する図である。
【図６】三次元座標空間と二次元投影面の説明図であ
る。
る。
【図７】従来例を説明する図（その１）である。
【図８】従来例を説明する図（その２）である。
１０ 主中央演算処理装置
１１ 補助演算処理装置
１２ ポリゴン・パラメータメモリ
１３ スクリーン座標変換専用処理装置
１４ ポリゴン・ペイント処理装置
１５ 信号送受信制御インタフェース
１６ 音声出力制御インタフェース
１７ ディスプレー装置
１０１、１１１、１３１、１４１ 記憶回路
Claims (4)
- 【請求項１】シューティングゲームを行うコンピュータ
を用いたゲーム装置において、三次元座標を有する複数
のポリゴン平面で構成される標的と、前記シューティン
グゲームにおいて発射された弾等の軌跡を構成する線分
との交差を判定する方法であって、 前記標的を構成する複数のポリゴン平面のそれぞれを含
む平面と前記線分とが平行であるか否かを判定し、 前記判定により平行でない場合は、前記平面と前記線分
との交点を求め、 前記ポリゴン平面と前記交点を二次元面に投影し、 前記複数のポリゴン平面のいずれかのポリゴン平面を投
影して得られる多角形面内に、前記投影される交点が存
在するか否かを判定し、 前記多角形面内に前記投影される交点が存在すると判定
される場合は、前記弾等の軌跡が前記標的と交差してい
ると認定することを特徴とする交差判定方法。 - 【請求項２】シューティングゲームを行うコンピュータ
を用いたゲーム装置において、三次元座標を有する複数
のポリゴン平面で構成される標的と、前記シューティン
グゲームにおいて発射された弾等の軌跡を構成する線分
との交差を判定する方法であって、 前記標的を構成する複数のポリゴン平面のそれぞれを含
む平面と前記線分とが平行であるか否かを判定し、 前記判定により平行でない場合は、前記平面と前記線分
との交点を求め、 前記標的を構成する複数のポリゴン平面のそれぞれに対
し、三次元座標軸Ｘ，Ｙ，ＺによるＸＹ平面、ＹＺ平
面、及びＺＸ平面に投影されるときに傾きが最小の多角
形面を特定し、 前記交点を、前記特定される傾きが最小のＸＹ平面、Ｙ
Ｚ平面、またはＺＸ平面に投影し、前記投影された交点
から前記多角形面の各頂点に向かうベクトルのそれぞれ
隣接するベクトルの外積を求め、 全ての外積が正であるとき、前記投影された交点は前記
多角形面内にあると判定し、前記弾等の軌跡が前記標的
と交差していると認定することを特徴とする交差判定方
法。 - 【請求項３】請求項１または２において、 前記ポリゴン平面を含む平面と前記線分とが平行である
か否かを判定は、前記ポリゴン平面の法線方向のベクト
ルと前記線分の直線方向のベクトルとの内積をとり、前
記内積が０となるとき、前記ポリゴン平面を含む平面と
前記線分とが平行であるとすることを特徴とする交差判
定方法。 - 【請求項４】三次元座標を有する複数のポリゴン平面で
構成される標的と、発射された弾等の軌跡を構成する線
分との交差を判定してシューティングゲームにおける衝
突判定を実行するゲーム装置において、 標的を構成する三次元座標を有する複数のポリゴン平面
の頂点データ、前記複数のポリゴン平面のそれぞれに対
し、三次元座標軸Ｘ，Ｙ，ＺによるＸＹ平面、ＹＺ平
面、及びＺＸ平面に投影されるときに傾きが最小の多角
形面を特定するデータを記憶する記憶回路と、 前記記憶回路から前記標的を構成する複数のポリゴン平
面の頂点データを読み出し、前記標的を構成する複数の
ポリゴン平面のそれぞれを含む平面と前記線分とが平行
であるか否かを判定し、前記判定により平行でない場合
は、前記平面と前記線分との交点を求める演算を行なう
演算処理装置を有し、 前記演算処理装置は、更に前記交点を、前記特定される
傾きが最小のＸＹ平面、ＹＺ平面、またはＺＸ平面に投
影し、前記投影された交点から前記多角形面の各頂点に
向かうベクトルのそれぞれ隣接するベクトルの外積を求
め、更に、 全ての外積が正であるとき、前記投影された交点は前記
多角形面内にあると判定する演算し、前記弾等の軌跡が
前記標的と交差していると認定する処理を行うことを特
徴とするゲーム装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003128274A JP3603898B2 (ja) | 2003-05-06 | 2003-05-06 | 交差判定方法及びこれを用いたゲーム装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003128274A JP3603898B2 (ja) | 2003-05-06 | 2003-05-06 | 交差判定方法及びこれを用いたゲーム装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5303469A Division JPH07124335A (ja) | 1993-11-08 | 1993-11-08 | 交差判定方法及びこれを用いたゲーム装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003299877A true JP2003299877A (ja) | 2003-10-21 |
| JP3603898B2 JP3603898B2 (ja) | 2004-12-22 |
Family
ID=29398306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003128274A Expired - Fee Related JP3603898B2 (ja) | 2003-05-06 | 2003-05-06 | 交差判定方法及びこれを用いたゲーム装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3603898B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011036503A (ja) * | 2009-08-13 | 2011-02-24 | Konami Digital Entertainment Co Ltd | ゲーム装置、画像生成方法、および、プログラム |
-
2003
- 2003-05-06 JP JP2003128274A patent/JP3603898B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011036503A (ja) * | 2009-08-13 | 2011-02-24 | Konami Digital Entertainment Co Ltd | ゲーム装置、画像生成方法、および、プログラム |
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| JP3603898B2 (ja) | 2004-12-22 |
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