JP2888723B2 - ３次元ゲーム装置及び画像合成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、仮想３次元空間を所定
の移動体で移動する３次元ゲーム装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３０（ａ），（ｂ）には、従来のシュ
ーティングゲーム装置、ドライビングゲーム装置におけ
るゲーム画像の一例が示されている。

【０００３】例えば、シューティングゲーム装置を例に
とれば、図３０（ａ）に示すように、プレーヤは、マイ
シップ５３０、敵機５３２等を上側から見た合成画像を
見ながらマイシップ５３０を操作することでゲームを行
っていた。このような方式のゲーム装置では、マイシッ
プ５３０、敵機５３２等は２次元で構成されたゲームフ
ィールド５３６内しか動くことができなかった。従っ
て、臨場感が溢れ、現実味のあるゲーム空間を形成する
ことができなかった。

【０００４】また、ドライビングゲーム装置を例にとれ
ば、図３０（ｂ）に示すように、プレーヤは、ゲームフ
ィールド５３８において、画面の奥方向のＡ点からＢ点
に向かって２次元的に流れて来る道路に対してスポーツ
カー５３４を操作することでゲームを行っていた。この
ような方式のゲーム装置では、プレーヤの操作するスポ
ーツカーは、ゲーム装置によってあらかじめ決められた
方向、即ち、図３０（ｂ）のＢ点からＡ点への方向にし
か移動できない。この結果、プレーヤの操作性の自由が
制限され、いまいちゲームの面白味を高めることができ
なかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、このよう
な従来のゲーム装置の問題を解決すべく、仮想３次元空
間内をプレーヤの操作する移動体によって自由に動き回
ることができる３次元ゲーム装置の開発を行っている。
ここで、仮想３次元空間とは、ゲームプログラムにより
形成される仮想的な３次元空間をいう。

【０００６】さて、このような３次元ゲーム装置を開発
するにあたって、次のような技術的課題が生じた。

【０００７】まず、この仮想３次元空間内を移動体が移
動するにあたって、仮想３次元空間に形成された地面の
地形をどのようにしてゲームに反映させるかという技術
的課題が生じた。例えば、プレーヤが操作する移動体が
陸上移動体であった場合、仮想３次元空間内に設けられ
た丘などの凸凹地形を、プレーヤに体感させる必要があ
る。この場合、前述した従来のドライビングゲーム装置
では、図３０（ｂ）の矢印Ｃの方向に道及びスポーツカ
ー５３４を上下させることで、これを体感させていた。
即ち、従来のドライビングゲーム装置には仮想３次元空
間という概念がないため、この矢印Ｃの方向にしか上下
させることができず、また、スポーツカー５３４の移動
する方向は同図のＢ点からＡ点の方向に限られていたた
め、矢印Ｃの方向の上下だけである程度の凸凹の地形を
体感させることができた。しかし、本３次元ゲーム装置
のように、仮想３次元空間内を自由に移動体によりに動
き回れるゲーム装置では、このような道及びスポーツカ
ー５３４の矢印Ｃの方向での上下だけでは、プレーヤに
凸凹の地形を体感させるのには不十分なものとなる。そ
こで、このような凸凹の地形を、如何にしてプレーヤに
体感させるかが大きな技術的課題となる。

【０００８】また、この仮想３次元空間内において、移
動体により対戦ゲームを行うというゲーム構成とした場
合、仮想３次元空間内の地形をどのようにしてこの対戦
ゲームの対戦という要素に反映させるかという技術的課
題も生じた。即ち、凸凹の地形があった場合、この凸凹
の地形を利用して例えば敵の戦車やヘリコプターからの
攻撃に対する防御を行ったり、逆に、この凸凹の地形を
うまく利用して、敵の戦車やヘリコプターへの攻撃を行
えるゲーム構成とすれば、ゲームの面白味を格段に向上
させることができる。

【０００９】本発明は、このような技術的課題に鑑みな
されたものであり、その目的とすることは、仮想３次元
空間内に形成される地形をゲームに反映させることがで
きる３次元ゲーム装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、プレ
ーヤが、疑似３次元画像を見ながら操作部を操作し、移
動体が仮想３次元空間内を移動するゲームをプレイでき
る３次元ケーム装置であって、 前記移動体を含む３次元
オブジェクトの位置及び方向情報がオブジェクト情報と
して記憶されるオブジェクト情報記憶部と、前記仮想３
次元空間内において前記移動体が移動する地形の地形情
報が記憶される地形情報記憶部と、３次元オブジェクト
の３次元画像情報が記憶される３次元画像情報記憶部
と、前記オブジェクト情報記憶部からのオブジェクト情
報と前記３次元画像情報記憶部からの３次元画像情報よ
り、前記仮想３次元空間での視界画像を演算し疑似３次
元画像を合成する画像合成手段とを含み、前記オブジェ
クト情報記憶部からの前記移動体のオブジェクト情報
を、前記地形情報記憶部からの地形情報を用いて変更す
ることを特徴とする。

【００１１】請求項２の発明は、前記移動体に設けられ
た少なくとも２以上の地形情報検出点の位置情報に基づ
き前記地形情報記憶部から地形情報を読み出し、読み出
された地形情報に基づき移動体の位置及び方向情報を演
算し、前記オブジェクト情報を変更することを特徴とす
る。

【００１２】請求項３の発明は、前記移動体は、前記操
作部へプレーヤが入力した発射信号により弾を発射する
よう形成され、前記地形情報記憶部から読み出された地
形情報に基づき変更された移動体のオブジェクト情報
と、前記操作部からの弾の発射信号とに基づき、移動体
から発射される弾の移動位置を演算することを特徴とす
る。

【００１３】請求項４の発明は、演算された弾の移動位
置と前記オブジェクト情報記憶部に記憶された標的のオ
ブジェクト情報とに基づいて、弾の当り判定を行うこと
を特徴とする。

【００１４】請求項５の発明は、演算された弾の移動位
置を、弾が標的を追尾するように前記標的のオブジェク
ト情報に基づいてリアルタイムに変更する演算を行うこ
とを特徴とする。

【００１５】請求項６の発明は、プレーヤの視野を覆う
ように装着される画像表示手段と、プレーヤの実３次元
空間における３次元情報を検出するプレーヤ用空間セン
サと、 前記プレーヤ用空間センサからの検出信号に基づ
いて、仮想３次元空間におけるプレーヤの位置及び方向
情報を抽出する座標抽出部とを含むことを特徴とする。

【００１６】請求項７の発明は、プレーヤに装着され、
プレーヤから見える実空間映像を撮像する撮像手段と、
前記仮想３次元空間におけるプレーヤの視界画像と前記
撮像手段で撮像される実空間映像とを合成する表示画像
合成部とを含むことを特徴とする。

【００１７】請求項８の発明は、プレーヤが実際に搭乗
する実空間上に設置された搭乗体を更に含み、前記搭乗
体は、前記地形情報に対応してプレーヤの姿勢制御を行
う姿勢制御部を含むことを特徴とする。請求項９の発明
は、前記地形情報が高さ情報であり、該高さ情報を細か
く変化させてガタガタ道を表現することを特徴とする。
請求項１０の発明は、前記地形情報が、複数のゲームフ
ィールドからなる第１の階層と、各々のグームフィール
ドを分割した複数のブロックからなる第２の階層とを少
なくとも含む階層構造のデータ構造となっていることを
特徴とする。請求項１１の発明は、有限個のブロックを
組み合わせることで、複数の異なったゲームフィールド
を表現することを特徴とする。請求項１２の発明は、移
動体のオブジェクト情報を地形情報に基づき変更する演
算を行わない地帯を、ゲームフィールド上に設けること
を特徴とする。請求項１３の発明は、前記地帯が、ケー
ムフィールドの中で最も大きな面積を占有する地帯であ
ることを特徴とする。請求項１４の発明は、他の３次元
ゲーム装置と移動体のオブジェクト情報を共通化させる
ことを特徴とする。請求項１５の発明は、他の３次元ゲ
ーム装置と弾のオブジェクト情報を共通化させることを
特徴とする。請求項１６の発明は、プレーヤが、疑似３
次元画像を見ながら操作部を操作し、移動体が仮想３次
元空間内を移動するゲームをプレイできる３次元ケーム
装置であって、前記移動体を含む３次元オブジェクトの
位置及び方向情報がオブジェクト情報として記憶される
オブジェクト情報記憶部と、前記仮想３次元空間内にお
いて前記移動体が移動する地形の地形情報が記憶される
地形情報記憶部と、 ３次元オブジェクトの３次元画像情
報が記憶される３次元画像情報記憶部と、前記オブジェ
クト情報記憶部からのオブジェクト情報と前記３次元画
像情報記憶部からの３次元画像情報より、前記仮想３次
元空間での視界画像を演算し疑似３次元画像を合成する
画像合成手段とを含み、前記地形情報記憶部が、前記地
形情報として、地形の表面の状態を表す情報を記憶し、
この地形の表面の状態を表す情報に基づいて、移動体を
減速あるいは加速させることを特徴とする。

【００１８】

【作用】本発明に係る３次元ゲーム装置によれば、移動
体のオブジェクト情報は、地形情報を利用して変更され
る。これにより、地形情報が反映された疑似３次元画像
を形成できる。この場合、少なくとも２以上の地形情報
検出点を移動体に設けることにより、より地形情報が反
映された疑似３次元画像を形成できる。

【００１９】また、本発明に係る３次元ゲーム装置によ
れば、変更された移動体のオブジェクト情報を利用して
弾の移動位置の演算、当り判定を行うことにより、地形
情報が反映された弾の移動位置の演算、当り判定が可能
となる。

【００２０】また、本発明に係る３次元ゲーム装置によ
れば、弾に追尾機能をもたせることで、照準範囲内から
外れた標的に対しても弾を命中させることができる。

【００２１】また、本発明に係る３次元ゲーム装置によ
れば、空間センサによりプレーヤの位置及び方向情報を
検出することにより、簡易に仮想現実を実現できる。

【００２２】この場合、更に実空間を撮像する撮像手段
を備え、実空間映像と仮想空間画像を合成することによ
り、より現実に近づいた仮想現実を表現できる。

【００２３】また、本発明に係る３次元ゲーム装置によ
れば、搭乗体を設け、この搭乗体の姿勢制御を地形情報
に基づいて行うことにより、より地形情報が反映された
搭乗感覚を仮想的に体験できる。また、本発明に係る３
次元ゲーム装置によれば、プレーヤは、ガタガタ道での
移動を仮想体験できる。 また、本発明に係る３次元ゲー
ム装置によれば、地形情報のデータ圧縮を図りながら、
より微細で、より多数のゲームフィールドを表現でき
る。また、本発明に係る３次元ゲーム装置によれば、例
えば移動体が所与の地帯にいる場合には、地形情報に基
づく移動体のオブジェクト情報の変更処理が行われな
い。これによりデータの処理量を節約できる。特に、こ
のような地帯を、ゲームフィールドの中で最も大きな面
積を占める地帯に設定することで、データの処理量を最
も効果的に節約できる。また、本発明に係る３次元ゲー
ム装置によれば、他の３次元ゲーム装置と例えば通信等
により移動体や弾のオブジェクト情報が共通化される。
これによりマルチプレーヤ型のゲームを実現できる。ま
た、本発明に係る３次元ゲーム装置によれば、地形の表
面の状態を表す情報に基づいて移動体が減速又は加速さ
れる。これにより、プレーヤは、例えば沼、湿地帯、砂
漠、氷などでの移動を仮想体験できる。

【００２４】

【実施例】

１．ゲームの概要 まず、本３次元ゲーム装置で実現される３次元ゲームの
一例について簡単に説明する。

【００２５】本３次元ゲーム装置によれば、あらかじめ
設定されたゲームプログラムにより仮想３次元空間を形
成し、形成された仮想３次元空間内をプレーヤの操作す
る移動体によって自由に動き回ることができるゲーム空
間を提供できる。

【００２６】本３次元ゲーム装置により実現される３次
元ゲームは、多種多様な人種が集まった近未来都市にお
いて繰りひろげられる未来戦車ゲームである。この未来
戦車ゲームでは、莫大な賞金をめざして集まったファイ
ター達が、壁により四角に囲まれ逃げることの許されな
いゲームフィールド内で、デスマッチゲーム形式でチャ
ンピオンを決定する。各ファイターは、それぞれの所有
する未来戦車により、チャンピオンを競い合うわけであ
る。そして、プレーヤは、これらのファイターの１人と
してゲームに参加する。

【００２７】図２には、本３次元ゲーム装置の外観図が
示される。同図に示すようにプレーヤ３０２は、操作部
である左右のアナログレバー１２、１４を操作してＣＲ
Ｔ１０に映し出された移動体、即ち未来戦車２０を操縦
することになる。即ち、プレーヤ３０２は、この未来戦
車２０を操縦することにより、仮想３次元空間内に設定
されるゲームフィールド６０内を前後左右に自由に動き
回ることができるわけである。また、このアナログレバ
ー１２、１４には、無制限に発射することができるマシ
ンガンと、数に制限はあるが強力な武器であるミサイル
のトリガー１６、１８が設けられている。また、図２に
示すように、ＣＲＴ１０には、照準４０が映し出されて
おり、プレーヤ３０２は、この照準４０を用いて敵に対
する攻撃を行う。更に、ＣＲＴ１０には、標的である敵
の位置を検出する敵位置検出レーダー５０が映し出さ
れ、これによりプレーヤ３０２は、自機位置５１に対す
る敵位置５２を知ることが可能となる。

【００２８】図３には、ゲームフィールド６０の全体図
が示されている。同図に示すように、ゲームフィールド
６０内には、３次元で構成されゲームプログラムにより
設定される各種の地形が形成されている。即ち、まず、
ゲームフィールド６０の四方は、各ファイターが逃げ出
すことができないよう壁６２により囲まれている。そし
て、この壁６２の内周には第１の台地６４が設けられて
いる。零地帯６６は、この第１の台地６４に囲まれてお
り、その間には斜面６８、７０、７２、７４が設けられ
ている。更に、零地帯６６には第２、第３の台地７６、
７８が設けられ、また、障害物８０、８２も設けられて
いる。このように、本３次元ゲームにおけるゲームフィ
ールド６０は、図３０（ａ）、（ｂ）に示した従来の２
次元で構成されたゲームフィールド５３６、５３８と異
なり、３次元の地形で構成されている。従って、従来に
ないリアリティ溢れるゲーム空間を形成できる。また、
逆に、このような３次元ゲーム装置では、この３次元で
表された地形を、如何にしてプレーヤに体感させるかが
大きな技術的課題となる。

【００２９】プレーヤ３０２の操縦する未来戦車２０及
び敵ファイターが操縦する敵未来戦車２２は、この零地
帯６６の上で向かい合っている。図３では、未来戦車２
０と敵未来戦車２２との間には、第２、第３の台地７
６、７８が介在しているため、プレーヤ３０２は、ＣＲ
Ｔ１０により敵未来戦車２２を目視することはできな
い。従って、プレーヤ３０２は、まず、前記した敵位置
検出レーダー５０により敵位置５２を見つけ出す。そし
て、アナログレバー１２、１４により未来戦車２０を操
縦し、第２の台地７６を乗り越え、敵に接近し、これを
攻撃することになる。

【００３０】図４には、このようにして自機の未来戦車
２０が敵未来戦車２２に接近した場合にＣＲＴ１０に映
し出される疑似３次元画像が示されている。ここで、シ
ールド表示部５４には、自機及び敵未来戦車２２のシー
ルド量が表示されている。現在、自機のシールド量（防
御力）は、敵未来戦車２２のシールド量を大きく上回っ
ている。従って、プレーヤ３０２にとっては攻撃のチャ
ンスであり、逆に、敵未来戦車２２の方は、この危機的
状況を回避して、シールド量を回復するアイテムを探し
出さなければならない。

【００３１】この場合、自機の未来戦車２０は零地帯６
６の上に位置しており、敵未来戦車２２は第１の台地６
４に位置しているため、両者の間には高低差が生じる。
従って、このような地理的条件の中も、プレーヤ３０２
が、うまく敵を攻撃できるようにゲーム設定する必要が
ある。また、逆に、敵未来戦車２２が、この地理的条件
をうまく利用して、この危機的状況を回避できるようゲ
ームを設定すれば、ゲームの面白味を一段と高めること
ができる。即ち、このような地理的条件を如何にしてゲ
ーム設定に反映するかが、本発明における大きな技術的
課題となる。

【００３２】なお、以上の説明は、図２に示したよう
に、ゲームを行うプレーヤが１人の場合についての説明
である。このようにプレーヤが１人でゲームを行う場合
は、敵未来戦車２２を操縦するファイターは、コンピュ
ータが担当することになる。これに対して、図５では、
２人のプレーヤで対戦する場合の、本３次元ゲーム装置
の外観図が示される。この場合は、プレーヤ３０２はＣ
ＲＴ１０を見ながら未来戦車２０を操縦し、プレーヤ３
０３はＣＲＴ１１を見ながら敵未来戦車２２を操縦する
ことになる。そして、ＣＲＴ１０には、未来戦車２０の
方向から見える疑似３次元画像が映し出され、ＣＲＴ１
１には、敵未来戦車２２の方向から見える疑似３次元画
像が映し出されることになる。そして、このように１つ
の仮想３次元空間内で、異なった視点からの疑似３次元
画像を見ながら、異なった地理的条件の下で、２人のプ
レーヤがゲームを行うことになる。なお、図５には、２
人プレーヤの場合しか示されていないが、本発明は、こ
れに限らず、３人以上の複数のプレーヤによりゲームを
行う場合にも当然に適用できる。 ２．装置全体の説明 図１には、本発明に係る３次元ゲーム装置の実施例のブ
ロック図が示される。

【００３３】図１に示すように、本３次元ゲーム装置
は、プレーヤが操作信号を入力する操作部１４０、所定
のゲームプログラムによりゲーム空間を設定するゲーム
空間演算部１００、プレーヤの視点位置における疑似３
次元画像を形成する画像合成部２００、及びこの疑似３
次元画像を画像出力するＣＲＴ１０を含んで構成され
る。

【００３４】操作部１４０には、例えば本３次元ゲーム
装置をドライビングゲームに適用した場合には、スポー
ツカーを運転するためのハンドル、ギア等が接続され、
これにより操作信号が入力される。また、前述した未来
戦車戦等のシューティングゲームに適用した場合には、
未来戦車を操縦するためのアナログレバー１２、１４、
及びマシンガン、ミサイル等を発射するためのトリガー
１６、１８等が接続される。

【００３５】ゲーム空間演算部１００は、中央処理部１
０２、オブジェクト情報記憶部１０４、地形情報記憶部
１０６、オブジェクト情報変更部１０８を含んで構成さ
れる。ここで、中央処理部１０２では、３次元ゲーム装
置全体の制御が行われる。また、中央処理部１０２内に
設けられた記憶部には、所定のゲームプログラムが記憶
されている。また、オブジェクト情報記憶部１０４に
は、仮想３次元空間を構成する３次元オブジェクトの位
置及び方向情報であるオブジェクト情報並びにその他の
属性情報が記憶されている。また、地形情報記憶部１０
６には、前述した３次元の地形で形成されたゲームフィ
ールド６０の地形情報が、例えば高さデータとして記憶
されている。また、オブジェクト情報変更部１０８で
は、このオブジェクト情報記憶部１０４に記憶されたオ
ブジェクト情報が、前記地形情報記憶部１０６に記憶さ
れた地形情報を基に随時変更される演算が行われる。な
お、このゲーム空間演算部１００の構成の詳細について
は、後述する。

【００３６】画像合成部２００では、仮想３次元空間に
おけるプレーヤ３０２の任意の視点位置から見える疑似
３次元画像、即ち、図２においてＣＲＴ１０に映し出さ
れる疑似３次元画像が画像合成される。このため、画像
合成部２００は、３次元画像情報記憶部２０４及び画像
演算部２０２を含んで構成される。

【００３７】３次元画像情報記憶部２０４には、３次元
オブジェクトの３次元画像が記憶されている。ここで、
３次元オブジェクトとは、図４に示す未来戦車２０、敵
未来戦車２２などの移動体、図３に示す壁６２、第１、
第２、第３の台地６４、７６、７８、障害物８０、８２
などの地形等、仮想３次元空間に設定されたゲーム空間
を形成する全ての物体をいう。この３次元オブジェクト
は、図４に示すように、ポリゴン９０〜９５等の集合と
して表現され、このポリゴンの各頂点座標等の情報が３
次元画像情報として３次元画像情報記憶部２０４に記憶
されている。

【００３８】画像演算部２０２は、画像供給部２１２及
び画像形成部２４０を含んで構成される。

【００３９】画像供給部２１２は、画像合成部２００の
全体の制御を行う処理部２１４、並びに、ポリゴンの頂
点座標等の画像情報に対する３次元演算処理を行う座標
変換部２１６、クリッピング処理部２１８、透視変換部
２２０、ソーティング処理部２２２を含んで構成され
る。

【００４０】画像形成部２４０では、画像供給部２１２
において３次元演算処理されたポリゴンの頂点座標等の
画像情報から、ポリゴン内の全てのドットにおける画像
情報が演算され、これが疑似３次元画像として画像出力
される。

【００４１】次に、本３次元ゲーム装置全体の動作につ
いて説明する。

【００４２】まず、ゲームスタートと同時に、中央処理
部１０２は、ゲームプログラムにしたがって、仮想３次
元空間に配置される全ての３次元オブジェクトの位置及
び方向情報であるオブジェクト情報を、オブジェクト情
報記憶部１０４に記憶させる。但し、オブジェクト情報
記憶部１０４の一部を不揮発性メモリとして、あらかじ
めオブジェクト情報の初期値を記憶させておけばこのよ
うな動作は必要ない。

【００４３】このオブジェクト情報記憶部１０４に記憶
されるオブジェクト情報は、例えば、図６に示すフォー
マットで記憶される。同図において、インデックス（０
〜ｎ）は、各３次元オブジェクトを表す通し番号であ
り、例えば、インデックス０は未来戦車２０を、インデ
ックス１は敵未来戦車２２を、インデックス２は壁６２
を、インデックス３は障害物８０を構成する３次元オブ
ジェクトを表す通し番号である。これにより、例えば、
未来戦車２０の仮想３次元空間における位置情報及び方
向（傾き）情報は、（Ｘ0 、Ｙ0 、Ｚ0 ）及び（θ0 、
φ0 、ρ0 ）に設定される。この結果、未来戦車２０の
配置される位置及び方向が決定されることになる。同様
にして、敵未来戦車２２、障害物８０等の３次元オブジ
ェクトの位置及び方向情報も設定され、これにより仮想
３次元空間上のゲーム空間を形成する全ての３次元オブ
ジェクトの位置情報、あるいは位置情報及び方向情報が
決定されることになる。

【００４４】なお、未来戦車２０のように大きな３次元
オブジェクトの場合、これを例えば、操縦席、左側駆動
部、右側駆動部、砲身等のパーツに分割して、これらの
パーツの１つ１つを３次元オブジェクトと考え、これに
前記インデックスを割り当てるようにしてもよい。この
ようにすれば、これらのパーツ、例えば左側駆動部、右
側駆動部、砲身等を独自に動かすことができ、よりリア
リティ溢れる動きをする未来戦車２０を描くことができ
る。

【００４５】地形情報記憶部１０６には、図３に示すゲ
ームフィールド６０の地形情報が、例えば高さ情報とし
て記憶されている。オブジェクト情報変更部１０８は、
この地形情報を読みだし、これにより、オブジェクト情
報記憶部１０４に記憶されている、３次元オブジェクト
の位置及び方向情報を変更することができる。即ち、例
えば前記した未来戦車２０の位置及び方向情報（Ｘ0 、
Ｙ0 、Ｚ0 、θ0 、φ0 、ρ0 ）の値を変更して、未来
戦車２０の傾き等を変更する。これにより、地形情報を
反映したゲーム空間を形成できる。なお、このゲーム空
間演算部１００の動作の詳細については、後述する。

【００４６】次に、画像合成部２００の動作について説
明する。

【００４７】まず、処理部２１４により、オブジェクト
情報記憶部１０４から前記したインデックスをアドレス
として３次元オブジェクトの位置及び方向情報が読み出
される。同様にして、処理部２１４により、３次元画像
情報記憶部２０４から前記インデックスをアドレスとし
て３次元オブジェクトの３次元画像情報が読み出され
る。例えば、インデックスが０である場合は、未来戦車
２０の位置及び方向情報（Ｘ0 、Ｙ0 、Ｚ0 、θ0 、φ
0 、ρ0 ）がオブジェクト情報記憶部１０４から読み出
され、未来戦車２０をポリゴンの集合で表した３次元画
像情報が３次元画像情報記憶部２０４から読み出され
る。

【００４８】処理部２１４は、このようにインデックス
を順次読み出し、これらの情報を図７に示すようなデー
タフォーマットに変換する。

【００４９】図７（ａ）には、このデータフォーマット
の全体図が示されている。同図に示すように、処理され
るデータは、フレームデータを先頭に、このフレーム内
に表示される全ての３次元オブジェクトのオブジェクト
データが連なるようにして構成されている。そして、こ
のオブジェクトデータの後には、この３次元オブジェク
トを構成するポリゴンのポリゴンデータが更に連なるよ
うに構成されている。

【００５０】ここで、フレームデータとは、フレームご
とに変化するパラメータにより形成されるデータをい
い、１フレーム内の全ての３次元オブジェクトに共通な
データであるプレーヤの視点位置・視点方向・視野角情
報、モニタの角度・大きさ情報、光源の情報等のデータ
より構成される。これらのデータは１フレームごとに設
定され、例えば表示画面上にウィンドウ等を形成した場
合は、ウィンドウごとに異なるフレームデータが設定さ
れる。これにより表示画面上に例えばバックミラーや、
未来戦車２０を上から見た画面等を形成することができ
る。

【００５１】また、オブジェクトデータとは、３次元オ
ブジェクトごとに変化するパラメータにより形成される
データをいい、３次元オブジェクト単位での位置情報、
方向情報等のデータより構成される。これは、前述のオ
ブジェクト情報とほぼ同じ内容のデータである。

【００５２】また、ポリゴンデータとは、ポリゴンの画
像情報等により形成されるデータをいい、図７（ｂ）に
示すようにヘッダ、頂点座標Ｘ0 、Ｙ0 、Ｚ0 〜Ｘ3 、
Ｙ3、Ｚ3 、等、その他の付属データにより構成され
る。

【００５３】座標演算部２１６は、以上のフォーマット
のデータを読み出し、この各頂点座標等に対し各種の演
算処理を行っている。以下、この演算処理を図８を用い
て説明する。

【００５４】例えば未来戦車ゲームを例にとれば、図８
に示すように、未来戦車、敵未来戦車、ビル、障害物等
を表す３次元オブジェクト３００、３３２、３３４が、
ワールド座標系（ＸW 、ＹW 、ＺW ）で表現される仮想
３次元空間上に配置される。その後、これらの３次元オ
ブジェクトを表す画像情報は、プレーヤ３０２の視点を
基準とした視点座標系（Ｘｖ、Ｙｖ、Ｚｖ）へと座標変
換される。

【００５５】次に、クリッピング処理部２１８にて、い
わゆるクリッピング処理と呼ばれる画像処理が行われ
る。ここで、クリッピング処理とはプレーヤ３０２の視
野外（又は３次元空間上で開かれたウィンドウの視野
外）にある画像情報、即ち前方・後方・右側・下方・左
側・上方のクリッピング面３４０、３４２、３４４、３
４６、３４８、３５０により囲まれ領域（以下表示領域
２とする）の外にある画像情報を除去する画像処理をい
う。つまり、本装置によりその後の処理に必要とされる
画像情報は、プレーヤ３０２の視野内にある画像情報の
みである。従って、クリッピング処理によりこれ以外の
情報をあらかじめ除去すれば、その後の処理の負担を大
幅に減らすことができることとなる。

【００５６】次に、透視変換部２２０にて、表示領域２
内にある物体に対してのみ、スクリーン座標系（ＸS 、
ＹS ）への透視変換が行われ、次段のソーティング処理
部２２２へとデータが出力される。

【００５７】ソーティング処理部２２２では、次段の画
像形成部２４０における処理の順序が決定され、その順
序にしたがってポリゴンの画像データが出力される。

【００５８】画像形成部２４０では、画像供給部２１２
において３次元演算処理されたポリゴンの頂点座標等の
データから、ポリゴン内の全てのドットの画像情報が演
算される。この場合の演算手法としては、ポリゴンの頂
点座標からポリゴンの輪郭線を求め、この輪郭線と走査
線との交点である輪郭点ペアを求め、この輪郭点ペアに
より形成されるラインを所定の色データ等に対応させる
という手法を用いてもよい。また、各ポリゴン内の全て
のドットの画像情報を、テクスチャ情報としてあらかじ
めＲＯＭ等に記憶させておき、ポリゴンの各頂点に与え
られたテクスチャ座標をアドレスとして、これを読み出
し、貼り付けるという手法を用いてもよい。

【００５９】最後に、これらの画像形成部３４０で形成
された疑似３次元画像は、ＣＲＴ１０から画像出力され
る。 ３．ゲーム空間演算部での各種の演算手法の説明 次に、ゲーム空間演算部１００で行われる各種の演算手
法について説明する。 （１）移動体のオブジェクト情報への地形情報の反映 図１に示したブロック図は、移動体のオブジェクト情
報、即ち、移動体の位置及び方向情報に地形情報を反映
させる実施例のブロック図である。

【００６０】前述したように、オブジェクト情報変更部
１０８は、地形情報記憶部１０６から地形情報を読み出
し、これにより、オブジェクト情報記憶部１０４に記憶
されている３次元オブジェクト情報の変更を行ってい
る。

【００６１】ここで、地形情報記憶部１０６には、３次
元地形の地形情報が、例えば高さ情報として記憶されて
いる。この地形情報記憶部１０６の地形情報記憶エリア
は、図９に示すような階層構造となっている。即ち、図
９（ａ）に示すゲームフィールドエリアが最上位とな
り、その下位が同図（ｂ）に示す地区内ブロックエリ
ア、更にその下位が同図（ｃ）に示す地形ブロックエリ
アとなっている。このように、地形情報記憶エリアを階
層構造としたのは、データ量を圧縮して、より繊細な地
形変化が反映されたゲーム空間を多数用意するためであ
る。

【００６２】ゲームフィールドエリアでは、この３次元
ゲームにおいて用意される複数のゲームフィールドのう
ち、どの面を選択するかが決定される。これにより、例
えば図９（ａ）に示すように、図３に示したゲームフィ
ールド６０が選択される。

【００６３】このゲームフィールド６０は、図１０
（ａ）に示すように、例えば４×４＝１６個の地区内ブ
ロック（１７〜３２）に分割されている。このように１
つのゲームフィールドを複数の地区内ブロックに分割す
ることで、即ち、例えば３２種類の地区内ブロックを組
み合わせることで、極めて多数の種類のゲームフィール
ドを簡易に形成できる。例えば、図１０（ａ）に示す地
区内ブロック（ｐｂ１７〜３２）の順序を少し変更する
だけで、図３に示すゲームフィールド６０と全く異なっ
た地形のゲームフィールドを簡易に形成できるわけであ
る。

【００６４】図１０（ｂ）に示すように、この地区内ブ
ロックは、更に例えば４×４＝１６個の地形ブロックに
分割されている。例えば地区内ブロックｐｂ１７は、地
形ブロックｐｉｌｅ０００、１１５、１１８、１１９、
１２２からなる１６個の地形ブロックに分割されてお
り、これにより更なるデータの圧縮が可能となる。

【００６５】地形ブロックは、最終的に地形の高さ情報
が格納されたブロックである。図１１には、この地形ブ
ロックにより形成されたゲームフィールド６０が模式的
に示されている。この図１１は、前記した図３に対応す
るものである。また、図１２には、これらの各地形ブロ
ック内における高さ情報の分布が示されている。なお、
図１２には、地形ブロックｐｉｌｅ１１５〜１２３の高
さ情報の分布が示されている。

【００６６】図１１に示すように、壁６２には未来戦車
が侵入しえないので、地形ブロックは配置されていな
い。また、図３の第１の台地６４は全て地形ブロックｐ
ｉｌｅ１１５の組合せにより表されている。この地形ブ
ロックｐｉｌｅ１１５は、図１２に示すように、高さ情
報が全て１６０に設定されている。即ち、平坦で高い位
置にある地形であることが表現されている。

【００６７】また、図３の斜面６８は、図１１に示すよ
うに、地形ブロックｐｉｌｅ１１８、１２１、１２２の
組合せにより表されている。そして、地形ブロックｐｉ
ｌｅ１１８は、図１２に示すように、左側が最も高く
（１５０）、右側に行くほど低くなるよう（０００）、
高さ情報が設定されている。これにより斜面６８を表現
できることとなる。同様に地形ブロックｐｉｌｅ１２１
は、隅に谷が形成されるように高さ情報が設定されてい
る。

【００６８】零地帯６６については、地形ブロックは配
置されない。零地帯６６は高さが零の平坦な場所である
ため、未来戦車のオブジェクト情報を変更する必要がな
いからである。この、零地帯６６は、未来戦車がゲーム
中に最も位置する時間が長い場所に設定することが望ま
しい。このように設定すれば、未来戦車がこの場所に位
置する場合には、オブジェクト情報変更部１０８による
オブジェクト情報の変更演算を行う必要がなくなり、デ
ータの処理量を節約できるからである。

【００６９】障害物８０、８２は、未来戦車の発射する
ミサイルにより破壊可能なように設定されている。そし
て、破壊された場合には、この障害物８０、８２のあっ
た位置には、その位置に応じた地形ブロックが設定され
る。

【００７０】さて、オブジェクト情報変更部１０８で
は、以下のようにして、オブジェクト情報の変更が行わ
れる。

【００７１】まず、オブジェクト情報記憶部１０４よ
り、未来戦車２０のインデックス、例えばインデックス
０が参照され、オブジェクト情報（Ｘ0 、Ｙ0 、Ｚ0 、
θ0 、φ0 、ρ0 ）が読み出される。

【００７２】ここで、未来戦車２０には、図１３に示す
ように、あらかじめ、その底面の４点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに
仮想的な地形情報検出センサ３６０、３６２、３６４、
３６６が設けられている。そして、まず、オブジェクト
情報変更部１０８は、読み出した未来戦車２０のオブジ
ェクト情報（Ｘ0 、Ｙ0 、Ｚ0 ）から、この４点の位置
情報Ａ（Ｘa0、Ｙa0、Ｚa0）、Ｂ（Ｘb0、Ｙb0、Ｚb
0）、Ｃ（Ｘc0、Ｙc0、Ｚc0）、Ｄ（Ｘd0、Ｙd0、Ｚd
0）を求める。

【００７３】次に、オブジェクト情報変更部１０８は、
これらの求められたＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ点の位置情報を読み
出しアドレスとして、地形情報記憶部１０６から、Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄ点の位置での地形情報、例えば高さ情報を読
み出す。

【００７４】なお、地形情報記憶部１０６を読み出す、
読み出しアドレスとしては、必ずしも３次元の位置情報
は必要なく、２次元の位置情報でも構わない。例えば、
Ａ点の地形情報を求める読み出しアドレスとしては、２
次元の位置情報（Ｘa0、Ｙa0）でも十分である。但し、
例えば、ゲームフィールド上に橋などが存在する場合、
未来戦車２０がこの橋の上に位置するか、橋の下に位置
するかでは、高さ情報が異なったものに設定される。従
って、このような場合には、現在、未来戦車２０は、橋
の上に位置するのか、橋の下に位置するのかを区別する
ための情報、即ちＺ座標が必要となる。

【００７５】オブジェクト情報変更部１０８では、読み
出された高さ情報ｄZa0 、ｄZb0 、ｄZc0 、ｄZd0 によ
り、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ点の位置情報が例えば以下のように
変更される。

【００７６】 Ａ（Ｘa0、Ｙa0、Ｚa0）→Ａ'(Ｘa0、Ｙa0、Ｚa0＋ｄZa
0) Ｂ（Ｘb0、Ｙb0、Ｚb0）→Ｂ'(Ｘb0、Ｙb0、Ｚb0＋ｄZb
0) Ｃ（Ｘc0、Ｙc0、Ｚc0）→Ｃ'(Ｘc0、Ｙc0、Ｚc0＋ｄZc
0) Ｄ（Ｘd0、Ｙd0、Ｚd0）→Ｄ'(Ｘd0、Ｙd0、Ｚd0＋ｄZd
0) そして、この変更された点Ａ′ Ｂ′ Ｃ′ Ｄ′ よ
り、図１３（ｂ）に示されるように、未来戦車２０のオ
ブジェクト情報のうち、（Ｚ0 、φ0 、ρ0 ）が次のよ
うに変更される。

【００７７】（Ｘ0 、Ｙ0 、Ｚ0 、θ0 、φ0 、ρ0 ）
→（Ｘ0 、Ｙ0 、Ｚ０′、θ0 、φ０′、ρ０′） 以上のようにして、オブジェクト情報記憶部１０４の中
の未来戦車２０のオブジェクト情報が変更されたことに
なる。

【００７８】次に、必要があれば、もう一つの移動体で
ある敵未来戦車２２のオブジェクト情報も変更される。

【００７９】図１４には、以上のように地形情報に基づ
いてオブジェクト情報を変更した場合の、疑似３次元画
像の一例が示される。同図に示されるように、自機の未
来戦車２０は斜面７５に位置している。従って、本３次
元ゲーム装置は、この地形情報を反映して、画面が全体
に斜めに傾いているように見えるような疑似３次元画像
を合成している。この様子は、壁６２の画像を見れば明
かである。また、同様に、敵未来戦車２２は第２の台地
７６上に位置するため、自機より上方向に見えており、
地形情報が３次元ゲームに反映されているのが理解され
る。

【００８０】なお、本実施例では、３次元ゲームに地形
情報を反映させて、例えば斜めに傾いて見えるような疑
似３次元画像を合成する場合について説明した。しか
し、本発明はこれに限られるものではなく、本発明の構
成によれば、以下のように色々パターンで地形情報を３
次元ゲームに反映させることができる。

【００８１】例えば、地形情報として、スムーズに移動
できる地形情報と、逆に、砂利道のようにガタガタな地
形情報を用意する。具体的には、地形ブロックの高さ情
報の設定をより細かく設定して、ガタガタ道の地形情報
を細かく高さ情報が変化した地形ブロックにより表現す
る。そして、逆に、スムーズな道の地形情報を、全ての
高さ情報が同じである地形ブロックにより表現する。こ
れにより、例えば未来戦車２０がガタガタ道を移動して
いる場合は疑似３次元画像が細かく揺れ、スムーズな道
を移動している場合は疑似３次元画像が全く揺れないた
め、プレーヤは、ガタガタ道の移動、または、スムーズ
な道の移動を仮想体験できることになる。

【００８２】また、３次元ゲームに反映させる地形情報
も前記したような高さ情報に限られるものではない。例
えば、地形情報として、沼、湿地帯、砂漠といった地形
情報を用意して、この沼、湿地帯、砂漠に未来戦車２０
が入り込むと、それぞれの地形に応じて速度を変化させ
るようにしてもよい。この設定は、具体的には以下のよ
うにして行う。

【００８３】前述したように、未来戦車２０は、操作部
１４０に接続されたアナログレバー１２、１４からの操
作信号により操縦される。例えばプレーヤ３０２がアナ
ログレバー１２、１４を前に倒して、未来戦車２０が前
方向に進んだとする。すると、その操作量に応じて、オ
ブジェクト情報記憶部１０４に記憶されるオブジェクト
情報は１フレームの間、即ち（１／６０）秒（以下、Ｔ
秒とする）後に次のように変更される。

【００８４】 （Ｘ0 、Ｙ0 ）→（Ｘ0 ＋ＶX0×Ｔ、Ｙ0 ＋ＶY0×Ｔ） なお、説明を簡単にするため、Ｚ座標及び方向情報θ、
φ、ρについては考えないこととする。

【００８５】このようにして、変更されたオブジェクト
情報に対して、以下のようにオブジェクト情報変更部１
０８が地形情報に応じて負の値を加算する。

【００８６】（Ｘ0 ＋ＶX0×Ｔ、Ｙ0 ＋ＶY0×Ｔ） →（Ｘ0 ＋ＶX0×Ｔ−ｄX0、Ｙ0 ＋ＶY0×Ｔ−ｄY0） この加算される負の値−ｄX0、−ｄY0は、地形情報記憶
部１０６に記憶されており、未来戦車２０の位置情報を
アドレスとして読み出される。そして、この加算される
負の値−ｄX0、−ｄY0は、その位置の地形がスムーズな
道か、沼か、湿地帯か、砂漠かで異なった値に設定され
ている。逆に、氷の道なるものを設定して、その道には
いると、正の値を加算して加速させるようにしてもよ
い。このように３次元ゲームに反映させる地形情報とし
て、例えば速度情報を用いることで、非常にゲームの面
白味を非常に高めることができる。

【００８７】また、地形情報として速度情報を用いて、
これと前述した仮想的な地形情報検出センサ３６２〜３
６６を組み合わせれば、よりゲームの面白味を高めるこ
とができる。例えば、ゲームフィールド６０内にこの速
度情報が異なって設定された地形ブロックを用意する。
このようにすれば、移動体に設けられた４個の地形情報
検出センサ３６２〜３６６のそれぞれの位置で、それぞ
れ速度情報が異なったものと設定されるため、例えば、
移動体をスピン等させることが可能となる。これによ
り、プレーヤは、スピンした移動体から見える疑似３次
元画像を楽しむことが可能となる。この結果、プレーヤ
が移動体をスピンさせながら、そして、スピンした移動
体の視点での疑似３次元画像を見ながら車を操縦して競
争する、例えば氷上ドライビングゲーム等のゲームを提
供できることになる。

【００８８】なお、本実施例では、仮想的な地形情報検
出センサを移動体の４カ所の位置に設けた場合について
説明したが、本発明はこれに限らず、仮想的な地形情報
検出センサは少なくとも移動体の２カ所の位置に設けれ
ばよい。例えば、１方向の傾き、即ちφ、もしくはρの
方向の傾きのみを地形情報により反映させるのであれば
地形情報検出センサを少なくとも２カ所に設ければ十分
である。また、２方向の傾き、即ちφ及びρの両方向の
傾きを地形情報により反映させるのであれば、地形情報
検出センサを少なくとも３カ所に設ければ十分である。
但し、移動体が大きいものである場合、その大きさに応
じて取り付ける地形情報検出センサの個数を多くするこ
とが望ましい。 （２）弾の移動位置、当り判定への地形情報の反映 さて、前述した実施例では、地形情報、例えば地形の凹
凸などを合成される疑似３次元画像に反映させることで
ゲームの面白味を高めることができた。これに対し、本
３次元ゲーム装置により表現される３次元ゲームが、例
えば未来戦車ゲームなどの戦闘ゲームである場合は、プ
レーヤが見る疑似３次元画像のみならず、移動体が発射
する弾の移動位置、あるいは当り判定にもこの地形情報
を反映させれば、ゲームの面白味をより高めることがで
きる。なお、ここにいう弾とは、本３次元ゲームで使用
するマシンガン、ミサイル等に限らず、例えばレーザ等
の光線銃、斧、矢等のあらゆる種類の武器が含まれる。

【００８９】即ち、地形情報を弾の移動位置又は当り判
定に反映させることにより、以下のようにゲームの面白
味を高めることができる。例えば自機の未来戦車２０が
敵未来戦車２２を狙う時は地形の凹凸を考慮しなければ
ならないので、より複雑な照準作業が必要となる。逆
に、敵未来戦車２２から攻撃を受けた時には、高低差を
つけて回避したり凸凹を障害物にするなど、地形の凹凸
を利用できる。また、凹凸の地形により移動体が傾け
ば、これによる視線の上下動や、凸凹の地形自体の影
で”死角”を複雑に入り組ませることができる。このよ
うに、地形の凸凹によって“攻撃”“回避”“死角”な
どがより複雑になり、戦闘ゲームとしては今までにない
面白さが生まれることになる。この様子が図１６に示さ
れる。

【００９０】例えば、自機の未来戦車２０が敵未来戦車
２２を攻撃をする場合は以下のようになる。即ち、図１
６のでは、自機は斜面を登っているため砲身が上を向
き、弾は敵に当たらない。また、では、自機は敵と同
じ高さの平地にいるため、敵を正面にとらえることがで
きる。また、では、下り坂のため砲身が下を向いてし
まい、弾は敵に当たらない。また、では、自機を上り
坂の終りぎわの微妙な場所に位置させれば、正面に敵を
とらえることができる。更に、では、自機は坂を登り
きっているため高さが合わなく、敵をとらえることがで
きない。

【００９１】逆に、自機の未来戦車２０が、敵未来戦車
２２からの攻撃を回避する場合は、以外の場所なら敵
の弾は当たらないため、以外の場所に回避すれば良い
ことになる。このように、地形情報を弾の移動位置、当
り判定に反映させることにより、従来の２次元ゲームに
はない、より面白味のあるゲームを提供できることにな
る。

【００９２】図１５には、以上のような地形情報を弾の
移動位置、当り判定に反映させる実施例のブロック図が
示される。

【００９３】図１５に示す実施例は、図１に示した実施
例に対して、更に弾処理部１２０、引金判定部１４２を
含んだ構成となっている。

【００９４】引金判定部１４２では、プレーヤが弾の引
金を引いたか否かが判定され、これにより弾の発射信号
が形成される。

【００９５】弾処理部１２０は、弾移動演算部１２２及
び当り判定部１２６を含んだ構成となっている。弾移動
演算部１２２では、オブジェクト情報変更部１０８によ
り変更された移動体のオブジェクト情報と、引金判定部
１４２からの弾の発射信号から弾の移動位置が演算され
る。

【００９６】当り判定部１２６では、オブジェクト情報
記憶部１０４から標的、例えば敵未来戦車２２のオブジ
ェクト情報が読み出され、このオブジェクト情報と、弾
移動演算部１２２で演算された弾の移動位置とから、弾
の当り判定が行われる。弾が当たった場合は、この当り
判定情報を、オブジェクト情報記憶部１０４に記憶され
る種々の３次元オブジェクトのオブジェクト情報へ反映
させる。

【００９７】次に、本実施例の動作について説明する。

【００９８】まず、オブジェクト情報変更部１０８によ
り、地形情報記憶部１０６に記憶さている地形データを
利用して、移動体、即ち未来戦車２０のオブジェクト情
報の変更演算が行われる。例えば未来戦車２０が、図１
７（ａ）、（ｂ）に示すように、斜面６８の上に位置し
ている場合、未来戦車２０の高さ情報及び傾き情報が変
更される。

【００９９】この状態で、プレーヤが操作部１４０に接
続されたトリガー１６、１８を操作すると、この引金操
作信号が操作部１４０を介して引金判定部１４２に入力
される。そして、引金判定部１４２において、マシンガ
ン又はミサイルの引金を引いたか否かが判定され、引い
たと判定されるとマシンガン又はミサイルの発射信号が
形成され、この発射信号が弾処理部１２０の弾移動演算
部１２２に出力される。

【０１００】弾移動演算部１２２は、この発射信号の入
力により、オブジェクト情報記憶部１０４から、発射信
号が入力された瞬間の変更された移動体のオブジェクト
情報（Ｘ0 、Ｙ0 、Ｚ0 、θ0 、φ0 、ρ0 ）を読みに
行く。

【０１０１】次に、弾移動演算部１２２は、発射位置が
（Ｘ0 、Ｙ0 、Ｚ0 ）で、発射方向が（θ0 、φ0 ）
で、発射時間が発射信号が入力された時間である弾の移
動位置を演算する。この場合の、弾の移動位置の演算に
より得られた弾の運動は、例えば、宇宙における未来戦
車ゲームを想定したならば、方向が全くの直線運動とな
る。これに対して、地球等における未来戦車ゲームであ
って、重力を考慮するならば放物線運動となる。そし
て、このように放物線運動としたならば、未来戦車２０
の砲身が敵未来戦車２２に完全に向いていなくても弾を
当てることが可能となる。即ち、図３に示すように、未
来戦車２０と敵未来戦車２２との間に第１、第２の台地
７６、７８が介在して、自機から敵が見えない位置から
でも、例えば長距離砲により敵を攻撃することが可能と
なる。これにより、３次元地形により敵から見えない死
角の位置から敵を攻撃でき、ゲームの面白味を一段と高
めることができる。

【０１０２】なお、この未来戦車ゲームでは、攻撃の軸
線は移動体の正面方向とほぼ一致しているように設定さ
れているため、移動体のオブジェクト情報を、弾の発射
位置及び発射方向の初期値にほぼそのまま利用できる。
しかし、ゲームによっては移動体と攻撃方向、即ち砲身
の方向を個別に操作できるように設定する場合がある。
そして、この場合は、弾移動演算部１２２は、移動体の
オブジェクト情報と、砲身の操作信号により、弾の発射
位置及び発射方向の初期値を決定することになる。

【０１０３】当り判定部１２６では、弾移動演算部１２
２で演算された弾の移動した位置に、敵未来戦車２２、
あるいは障害物８０、あるいは第２、第３の台地７６等
の地形情報がないか否かを、オブジェクト情報記憶部１
０４のそれぞれのオブジェクト情報を参照して確かめ、
状況に応じた当り判定信号を出力する。

【０１０４】例えば、弾の移動位置に敵未来戦車２２が
あった場合は、この当り判定信号により、敵未来戦車２
２の位置にヒットしたことを表す３次元オブジェクト、
例えば火柱の３次元オブジェクトを形成する。具体的に
は、オブジェクト情報記憶部１０４の中に、オブジェク
ト情報（Ｘ、Ｙ、Ｚ）が敵未来戦車２２の位置と同じで
ある火柱のオブジェクト情報を新たに形成する。また、
同時に、この当たった弾により、敵未来戦車２２に与え
たダメージを演算する。そして、このダメージの演算に
より敵未来戦車２２が破壊されたと判断された場合は、
オブジェクト情報記憶部１０４に記憶される敵未来戦車
２２のオブジェクト情報を消去する等の処理を行う。ま
た、破壊はしなかったが、弾のダメージにより敵未来戦
車２２が変形したと判断された場合は、敵未来戦車２２
を表すオブジェクト情報のインデックスを変形した敵未
来戦車を表すオブジェクト情報のインデックスに変更す
る。これにより、画像合成部２００により、変形した敵
未来戦車を映し出すことができる。

【０１０５】また、例えば弾の移動位置に障害物８０が
あった場合は、オブジェクト情報記憶部１０４内の障害
物８０のオブジェクト情報を消去する。これにより弾に
より障害物８０を破壊することが可能となる。なお、こ
の場合、障害物８０のあった位置には、その位置にある
べき地形情報を、地形情報記憶部１０６内に形成する。

【０１０６】また、例えば弾の移動位置に第２の台地等
の地形があった場合は、その弾は無効となり、オブジェ
クト情報記憶部１０４内の弾のオブジェクト情報を消去
する。

【０１０７】以上のようにしてオブジェクト情報を変更
した後、画像合成部２００において、変更後のオブジェ
クト情報に応じた疑似３次元画像が画像合成される。図
１７（ａ）、（ｂ）には、このようにして画像合成され
た疑似３次元画像の一例が示される。同図（ａ）では、
上向きに傾いた未来戦車２０から、上向きにマシンガン
９６が発射されている疑似３次元画像が示されている。
また、同図（ｂ）には、上向きにミサイル９８が発射さ
れている疑似３次元画像が示されている。これにより、
弾の移動位置、当り判定に地形情報、即ち斜面６８の傾
き情報が反映されていることが理解される。 （３）弾の追尾システム さて、上記に示した実施例により、弾の移動位置、当り
判定に地形情報を反映することが可能となった。しか
し、このように３次元の地形情報を弾の移動位置等に反
映させるゲームとした場合、弾の照準作業が従来よりも
難しくなる。例えば、図１６で説明したように、自機の
未来戦車２０が敵未来戦車２２に弾を当てることができ
るのは、図１６においてあるいはの場合だけであ
る。従って、敵未来戦車２２に簡単に逃げられてしまう
可能性がある。この場合、前記したように弾の運動を、
重力を考慮して放物線運動としたならば、当たる範囲が
少し増えるが、それでも例えば敵未来戦車２２が遠くの
距離に位置する場合は、当てるのは難しい。このよう
に、なかなか攻撃側の弾が当たらないようなゲーム構成
とすると、ゲームが進まず、いまいちスピード感の溢れ
る３次元ゲームを提供できないこととなってしまう。そ
こで、本実施例では、新たに弾の追尾システムを設け、
この問題を解決している。

【０１０８】図１８には、このように弾に追尾システム
を設けた場合の実施例のブロック図が示される。図１８
に示す実施例は、図１５に示した実施例に対して、新た
に追尾移動演算部１２４を含んだ構成となっている。追
尾移動演算部１２４による弾の追尾移動位置の演算は以
下のように行われる。

【０１０９】まず、弾移動演算部１２２から、弾、例え
ばミサイルの弾の移動位置が追尾移動演算部１２４に入
力される。このミサイルの弾の移動位置は、前述した実
施例で示したように、地形情報を反映した弾の移動位置
として演算されている。

【０１１０】追尾移動演算部１２４では、このミサイル
の弾の移動位置を、オブジェクト情報記憶部１０４に記
憶される敵未来戦車２２のオブジェクト情報に基づい
て、変更する演算を行う。図１９、図２０には、追尾移
動演算部１２４により変更されたミサイルの追尾移動位
置の例が示され、図１９は、追尾によりミサイルが命中
した場合、図２０は追尾したがミサイルが命中しなかっ
た場合について示される。以下、図１９、２０に基づい
て追尾移動位置の演算について説明する。なお、説明を
簡単にするため、ここでは２次元の場合について説明す
るが、実際にはこの演算は３次元で行われている。

【０１１１】今、ミサイル９８の初期位置をＭ0 （Ｘ0
、Ｙ0 ）として、敵未来戦車２２の位置をＥn （ＸE
n、ＹEn）とする。また、演算は１フレーム毎（１／６
０秒）に行われることとし、１フレームの時間をＴとす
る。

【０１１２】まず、弾移動演算部１２２よりミサイルの
初期位置Ｍ0 （Ｘ0 、Ｙ0 ）及びミサイルの速度Ｖ（Ｖ
X 、ＶY ）が入力される。これにより、もし追尾移動演
算部１２４での変更演算が行われなかったなら、次のミ
サイルの移動位置Ｍ1 （Ｘ1、Ｘ1 ）は、 Ｍ1 （Ｘ1 、Ｘ1 ）＝Ｍ0 （Ｘ0 、Ｙ0 ）＋Ｖ（ＶX 、ＶY ）×Ｔ ＝（Ｘ0 ＋ＶX ×Ｔ、Ｙ0 ＋ＶY ×Ｔ） ＝（Ｘ0 ＋ＶX ×Ｔ、Ｙ0 ＋ＶY ×Ｔ） と演算される。従って、このような演算方式であると、
図１９の場合も図２０の場合も、ミサイルは敵未来戦車
２２に命中しないことになる。

【０１１３】これに対し、追尾移動演算部１２４では、
まず、オブジェクト情報記憶部１０４より敵未来戦車２
２の初期位置Ｅ0 （ＸE0、ＹE0）が読み出され、これに
より、次のミサイルの移動位置Ｍ1 （Ｘ1 、Ｙ1 ）は、 Ｄ0 （ＤX0、ＤY0）＝Ｅ0 （ＸE0、ＹE0）−Ｍ0 （Ｘ0 、Ｙ0 ） Ｍ1 （Ｘ1 、Ｙ1 ）＝Ｍ（Ｘ0、Ｙ0 ）＋Ｖ（ＶX、ＶY ）×Ｔ＋Ｋ×Ｄ0 （ＤX0、 ＤY0） と演算される。従って、Ｘ1 、Ｙ1 は、 Ｘ1 ＝Ｘ0 ＋ＶX ×Ｔ＋Ｋ×（ＸE0−Ｘ0 ） Ｙ1 ＝Ｙ0 ＋ＶY ×Ｔ＋Ｋ×（ＹE0−Ｙ0 ） と演算される。ここで、Ｋは追尾定数であり、このＫが
大きいほどミサイルの追尾力を高めることができる。

【０１１４】同様にして、次の、ミサイルの移動位置Ｍ
2 （Ｘ2 、Ｙ2 ）、Ｍ3 （Ｘ3 、Ｙ3 ）、------、Ｍn
（Ｘn 、Ｙｎ）は以下のように演算される。

【０１１５】 Ｘ2 ＝Ｘ1 ＋ＶX ×Ｔ＋Ｋ×（ＸE1−Ｘ1 ） Ｙ2 ＝Ｙ1 ＋ＶY ×Ｔ＋Ｋ×（ＹE1−Ｙ1 ） Ｘ3 ＝Ｘ2 ＋ＶX ×Ｔ＋Ｋ×（ＸE2−Ｘ2 ） Ｙ3 ＝Ｙ2 ＋ＶY ×Ｔ＋Ｋ×（ＹE2−Ｙ2 ） Ｘn ＝Ｘn-1 ＋ＶX ×Ｔ＋Ｋ×（ＸE(n-1)−Ｘ(n-1) ） Ｙn ＝Ｙn-1 ＋ＶY ×Ｔ＋Ｋ×（ＹE(n-1)−Ｙ(n-1) ） さて、このように弾の移動位置を追尾移動演算部１２４
により変更演算した結果、最終的にミサイル９８の進行
方向上に、敵未来戦車２２が位置すると、図１９のよう
にミサイル９８は敵未来戦車２２に命中する。逆に、進
行方向上に敵未来戦車２２が位置しないと、ミサイル９
８は敵未来戦車２２に命中しないことになる。また、上
式からわかるように、敵未来戦車２２が、ミサイルの追
尾力より速く逃げれば、敵未来戦車２２は、ミサイル攻
撃から逃れることができる。従って、この追尾定数Ｋの
値を、敵未来戦車２２の速度等を考慮して適当に選択す
ることにより、命中する範囲を調整することができ、こ
れによりゲームの難易度を調整することが可能となる。

【０１１６】なお、ミサイル追尾の変更演算は上式のも
のに限らず、種々の方式のものを用いることができる。
例えば、図１９、図２０に示す、ミサイルの進行方向と
敵未来戦車２２の方向との間の角度θを用いて、 Ｘn ＝Ｘn-1 ＋ＶX ×Ｔ＋Ｋ×θXn-1 Ｙn ＝Ｙn-1 ＋ＶY ×Ｔ＋Ｋ×θYn-1 と演算することもできる。

【０１１７】以上のように追尾システムによる弾の移動
位置の変更演算をした後、前述したのと同様に当り判定
部１２６において、当り判定の演算が行われ、画像形成
部２００において、この当り判定に応じた疑似３次元画
像が画像合成される。

【０１１８】図２１（ａ）〜（ｄ）には、ミサイル９８
が敵未来戦車２２を追尾して、命中するまでの疑似３次
元画像の例が示される。同図（ａ）は、未来戦車２０が
ミサイル９８を発射したときの状態である。同図に示さ
れるように、自機の未来戦車２０は斜面７５の位置にい
る。従って、未来戦車２０の砲身は敵未来戦車２２の方
向に向いていない。このため、もしミサイル９８に追尾
システムがなければ、自機の未来戦車２０は、敵にミサ
イル９８を当てることができないことになる。同図
（ｂ）、（ｃ）には、発射後、ミサイル９８が敵未来戦
車２２を追尾してゆく様子が示される。この時点で、敵
未来戦車２２が逃げ、その逃げる速度が速ければ、ミサ
イル９８は追尾することができず、ミサイル９８は命中
しない。同図（ｄ）には、ミサイル９８が追尾により敵
未来戦車２２に命中した場合の疑似３次元画像が示され
る。同図に示すように、この場合は、当り判定部１２６
が、敵未来戦車２２の位置に当りのマーク、即ち火柱９
９を出すよう命令している。

【０１１９】以上のように、本実施例によれば、３次元
で形成された地形において、その地形情報を弾の移動位
置、当り判定に反映させた場合でも、追尾システムを用
いることで敵に対する攻撃を容易に行えるようゲーム設
定できる。そして、この場合、敵の速度等の関係で、追
尾定数Ｋを適当に調整することで、種々の難易度のゲー
ム設定をすることができ、非常に柔軟性に富んだ３次元
ゲーム装置を実現できることになる。 （４）マルチプレーヤ型ゲーム 図２２には、本発明に係る３次元ゲーム装置を、人対人
のマルチプレーヤ型のゲーム構成とする場合の、ブロッ
ク図の一例が示される。

【０１２０】同図に示すように、この場合は、同じ構成
の操作部１４０、ゲーム空間演算部１００、オブジェク
ト情報記憶部１０４、画像合成部２００、ＣＲＴを２台
以上の複数台用意する。そして、同図に示すように、オ
ブジェクト情報記憶部１０４に記憶されるオブジェクト
情報を共通化させることで、本３次元ゲーム装置を、前
記の図５に示したマルチプレーヤ型のゲーム構成とする
ことができる。この場合、共通化するデータとしては、
最低限、移動体のオブジェクトデータを共通化すればよ
い。また、ミサイル、マシンガン等の弾で攻撃するゲー
ム構成とする場合は、この弾に関するオブジェクト情報
についても共通化する。そして、共通化の方法は、通信
等で行っても良いし、オブジェクト情報記憶部１０４、
１０４が設置される基板等を共通化させて接続してもよ
い。

【０１２１】なお、このようにマルチプレーヤ型とする
場合、仮想３次元を構成する３次元オブジェクトを全て
共通化させる必要はなく、例えば、プレーヤ３０２とプ
レーヤ３０３が見ることができる仮想３次元空間の構成
を微妙に異ならせることで、よりバラエティーに富んだ
ゲーム空間を構成することもできる。

【０１２２】また、本３次元ゲーム装置をマルチプレー
ヤゲームとする構成は、図２２に示すものには限られな
い。例えば、１フレームである（１／６０）秒の間に、
図７（ａ）に示すフレームデータ及びそれに連なるオブ
ジェクトデータ、ポリゴンデータ構成されるデータ群が
複数存在できるよう設定する。このようにすれば、複数
存在するデータ群のそれぞれのフレームデータにより、
それぞれ異なった視点位置、視点方向の設定ができるこ
とになる。このように設定すれば、ハードウエアのスピ
ード上、許される範囲で、１つのゲーム空間演算部１０
０、画像合成部２００により、視点位置、視点方向が異
なる複数の疑似３次元画像を形成できることになる。そ
して、この異なる視点位置、視点方向から見た疑似３次
元画像を、それぞれのプレーヤのＣＲＴに表示すること
で、図２２に示すように複数台の画像合成部、ゲーム空
間演算部を設けなくても、マルチプレーヤ型３次元ゲー
ム装置を実現できることになる。 ４．頭部装着体を使用した実施例 （１）頭部装着体 本実施例に係る３次元ゲーム装置は、例えばプレーヤが
頭部装着体を装着しゲームを行う構成とすることもでき
る。

【０１２３】この頭部装着体は、液晶ディスプレー等の
表示装置を、プレーヤの視野を覆うようにプレーヤの目
の前に取り付けることで構成される。そして、この頭部
装着体には、空間センサと呼ばれる装置が取り付けら
れ、これによりプレーヤの３次元情報を検出させる。そ
して、この空間センサからの検出信号に応じた映像を生
成し、これを表示装置に表示してやることで、例えば普
段何気なく行っている見回すというような動作を、仮想
空間において、現実空間と同じような臨場感で体験する
ことができることとなる。

【０１２４】図２３（ａ）、（ｂ）には、この頭部装着
体６０９の形状の一例が示される。

【０１２５】図２３（ａ）は、プレーヤ用の空間センサ
６１２、画像表示装置６２０、スピーカ６２２を、ヘル
メット６１４に設けて構成される装着体６０９が示され
る。このタイプの装着体によれば、ヘルメット６１４を
プレーヤが装着することにより外部と完全に隔離した世
界を作ることができるため、より臨場感溢れる仮想現実
を楽しむことができる。これに対して図２３（ｂ）に示
す装着体６０９は、プレーヤ用の空間センサ６１２、画
像表示装置６２０、スピーカ６２２が、装着バンド６１
６に一体的に取り付けて構成されているため、より軽快
感溢れる装着感を実現することができる。なお、本実施
例に使用される装着体としては、図２３（ａ）、（ｂ）
に示す形状のものに限らず種々の形状のものを使用する
ことが可能である。

【０１２６】画像表示装置６２０は、プレーヤの視界を
覆うようにプレーヤの目の前に取り付けられ、画像合成
部２００から接続線６１８を通じて送られてくる画像情
報を画像表示するものである。この場合の画像表示方法
としては、頭部装着体６０９を小型化し装着感を向上さ
せるべく、例えばカラー液晶ディスプレー、小型ブラウ
ン管等の小型のディスプレーを用いることが望ましい。
また、映像に目の焦点を合わせるべく、更に、視野角を
広げて臨場感を向上させるべく光学系により補正するこ
とが望ましい。

【０１２７】ここで、小型ディスプレーの形状として
は、プレーヤの顔の形状に沿ってプレーヤの視界を覆う
ように形成し、パノラマ映像効果を得るような形状とし
てもよいし、２つの小型ディスプレーをそれぞれプレー
ヤの両眼の前に形成するような形状としてもよい。後者
の場合は、両眼に与えられた平面的な２次元画像に視差
のある画像を与えること等により、３次元的な立体感を
与えるような形成することが望ましい。このように構成
すれば、物体の大きさや、物体までの距離を把握するこ
とができるようになるため、より現実世界に近づいた仮
想世界を作り出すことが可能となるからである。

【０１２８】空間センサ６１２は、プレーヤの３次元情
報を検出するセンサであり、図２３に示すようにプレー
ヤに取り付けられ、接続線６１８を介して図２４に示す
ように画像合成部２００側に接続されている。この空間
センサ６１２は、所定の位置に設けられた空間センサ用
信号発生器からの信号によりプレーヤの３次元情報を検
出できるよう形成されている。この３次元情報の検出手
法としては、空間センサ６１２を直交した３つのコイル
で構成し、空間センサ用信号発生器から発生する磁場に
より、空間センサ６１２のコイルに誘起される電流を検
出し、その電流値から位置関係を検出する。これにより
プレーヤの３次元情報が検出されることとなる。

【０１２９】なお、空間センサ６１２及び空間センサ用
信号発生器による３次元情報の検出方法としては、上記
の動磁界を利用したものに限らず、例えば、静磁界を利
用したもの、超音波、赤外線を利用したものを用いても
よい。

【０１３０】図２４には、このような頭部装着体６０９
を本実施例に適用した場合の構成の一例が示される。

【０１３１】図２４に示すように、頭部装着体６０９を
使用する場合は、画像合成部２００内の処理部２１４内
に座標抽出部６８２を新たに設け、それ以外の構成はこ
れまで述べた実施例と同様の構成となる。ここで、座標
抽出部６８２は、前記した空間センサ６１２から入力さ
れた検出信号により、プレーヤの視点位置及び視点方向
を抽出する。そして、この視点位置及び視点方向の情報
を用いて、プレーヤの視点位置及び視点方向における仮
想視界画像を形成する。

【０１３２】この場合の、仮想視界画像の形成手法は、
前記の図８での演算手法と同様の手法に行う。即ち、処
理部２１４は、ゲーム空間演算部１００からオブジェク
ト情報を、３次元画像情報記憶部２０４からこれに対応
した３次元画像情報を読み出し、これらの情報から、図
７に示すフォーマットのデータを形成する。この際、前
記の座標抽出部６８２で抽出したプレーヤの視点位置及
び視点方向の情報を、図７（ａ）に示すフレームデータ
内に含ませる。

【０１３３】次に、座標演算部２１６は、このフォーマ
ットのデータを読み出し、この各頂点座標等に対し各種
の座標変換演算処理を行う。この場合、視点座標系への
変換は、フレームデータ内に含ませられた前記のプレー
ヤの視点位置及び視点方向の情報を用いて行う。

【０１３４】その後、クリッピング処理部２１８、透視
変換部２２０、ソーティング処理部２２２において各種
の処理が行われ、画像形成部２４０でポリゴン内で画像
情報が演算され、プレーヤの装着する頭部装着体６０９
に備え付けられた画像表示装置６２０に画像出力され
る。

【０１３５】このような構成により、プレーヤは仮想現
実世界でのゲームを楽しむことができる。即ち、表示画
像は、従来のようにＣＲＴ等の表示装置に映し出される
のではなく、プレーヤの視界を覆うように装着された画
像表示装置６２０に映し出される。そして、この画像表
示装置６２０には、前記の空間センサ６１２、座標抽出
部６８２を用いて、プレーヤの視点位置、視点方向にお
けるを仮想視界画像が映し出される。従って、プレーヤ
は、仮想３次元空間での任意の方向での視界画像を、頭
部装着体６０９が装着された自分の頭を向けることで見
ることができることとなる。

【０１３６】この結果、本実施例をドライビングゲーム
に適用した場合、例えば後ろを振り返ることで、追いか
けて来る相手のレーシングカーを確認するというような
ことができる。

【０１３７】また、本実施例をシューティングゲームに
適用した場合は、プレーヤの周りの３６０度全方向に設
定された仮想３次元空間において、空間内の四方から攻
撃して来る敵機に対して、シューティングゲームを楽し
むことができることになる。この結果、より現実世界に
近づいたゲーム空間を形成することができ、ゲームの面
白さ、臨場感、緊迫感を飛躍的に向上させることができ
る。 （２）実空間映像と仮想視界画像の合成 さて、前述した頭部装着体を用いた３次元ゲーム装置に
おいて、映像カメラにより撮像される実空間映像と画像
形成部から出力される仮想視界画像とを合成できれば、
更に現実味溢れる３次元ゲーム装置を実現できる。図２
５には、このような画像合成が可能な実施例のブロック
図が示される。また、図２６（ａ）には、この３次元ゲ
ーム装置の外観図が示される。

【０１３８】図２６（ａ）において、本物に極めて似せ
て作られた未来戦車６３０は、内側が全てブルーの色に
塗られたドーム１の中のフロア４の上に設置されてい
る。ここで、このフロア４もドーム１の内側と同様に全
てブルーの色に塗られている。そして、この未来戦車６
３０には、プレーヤ６５０が搭乗している。

【０１３９】未来戦車６３０は、例えば、操縦席６３
６、左側駆動部６３２、右側駆動部６３４、アナログレ
バー６４０、６４１、計器盤６４４等を含んで構成され
ている。そして、例えば左側駆動部６３２、右側駆動部
６３４はプレーヤ６５０のアナログレバー６４０、６４
１の操作により自在に操舵されるように形成されてい
る。そして、後述するように、プレーヤ６５０は映像カ
メラ６１０によりこれらの動きの変化を見ることができ
ることとなる。

【０１４０】計器盤６４４は、例えばスピードメータ、
燃料計、警告計（図示せず）を含んでおり、プレーヤ６
５０の運転状態により変化するように構成されている。
即ち、プレーヤ６５０のアナログレバー６４０、６４１
への操作に応じて、スピードメータが変化し、また、ゲ
ーム終番になり燃料が尽きてくると燃料計がこれを示す
ように構成される。更に、未来戦車６３０のエンジン等
にトラブルが生じると警告計が点滅し、プレーヤ６５０
は映像カメラ６１０によりこれを知ることができる。

【０１４１】また、未来戦車６３０の下部には、姿勢制
御部６２４が設けられ、ゲームフィールド６０の地形情
報、プレーヤ６５０の操作信号に応じて、未来戦車６３
０の姿勢変化、加速変化が制御される。これにより、姿
勢制御部６２４は、例えば図２６（ｂ）に示す斜面７５
を未来戦車６３０が通過した場合には、この斜面の角度
に応じた姿勢の制御を行うことになる。この結果、より
現実世界に近づいた仮想世界を体験できる。また、未来
戦車６３０が通過した地形ブロックが砂利道であった場
合は、これに応じて姿勢制御部６２４は、細かな振動を
発生させることができる。これらの姿勢制御は、ゲーム
空間演算部１００により行われ、制御するための情報
は、前述した地形情報記憶部１０６に格納された地形情
報を用いて生成する。これにより、前述した実施例のよ
うに地形情報を疑似３次元画像に反映するのみならず、
姿勢制御にもこの地形情報を反映させることができ、ゲ
ームの面白味を格段に向上させることができる。

【０１４２】プレーヤ６５０には、頭部装着体６０８が
プレーヤ６５０の視界を覆うように装着されている。こ
の頭部装着体６０８の構成は、図２３（ｃ）、（ｄ）に
示すように、図２３（ａ）、（ｂ）に示した頭部装着体
６０９に対して、映像カメラ６１０が新たに加わった構
成となっている。

【０１４３】この映像カメラ６１０は、プレーヤ６５０
が現実世界を見るために使用するものであり、例えば図
２３（ｃ）、（ｄ）に示すように、プレーヤ６５０の視
点位置（目の位置）に近い位置に設定し、そのアングル
もプレーヤ６５０の視界方向と一致するように設定する
ことが望ましい。このように設定すれば実際にプレーヤ
６５０から見える現実世界の映像を、より違和感なく見
ることができるからである。なお、映像カメラ６１０の
撮像手段としては、例えば高解像度ＣＣＤ等を用いる。

【０１４４】ドームには空間センサ用信号発生器１３が
設けられており、これとプレーヤ６５０の頭部に設けら
れた空間センサ１２により、プレーヤの３次元情報を検
出することができる。

【０１４５】次に、本実施例による画像合成の手法につ
いて以下に説明する。

【０１４６】本実施例では、図２６（ｂ）に示すよう
に、映像カメラ６１０で撮影した実３次元空間における
実空間映像７００と、仮想３次元空間における仮想視界
画像７０２とを画像合成して、表示画像７０４を形成し
ている。そして、この表示画像７０４は、接続線６１８
を通じて画像表示装置６２０に出力され、実際にプレー
ヤ６５０が見る視界画像となる。

【０１４７】この画像合成を、本実施例ではブルーマッ
ト合成により行っている。つまり、未来戦車６３０及び
その付属物、自分自身であるプレーヤ６５０等、以外の
もの、即ちドーム１の内側及びフロア４を全てブルーの
色にしておく。このようにすると、実空間映像７００に
おいて、未来戦車６３０、アナログレバー６４０、６４
１、プレーヤの手６５４等以外は全てブルーの背景とな
る。そして、この実空間映像７００のうちブルーの色の
部分の画素を全て空きドットに設定し、これに仮想視界
画像７０２に重ね合わることにより表示画像７０４を得
ることができる。この場合、例えばドーム１には主にプ
レーヤ６５０から見える背景が、フロア４には、未来戦
車６３０が走っているゲームフィールド６０の路面状況
が映し出される。

【０１４８】この場合の３次元ゲーム装置の実施例のブ
ロック図が図２５に示される。

【０１４９】図２５に示す実施例は、図２４に示す実施
例に、新たに映像カメラ６１０が接続される表示画像合
成装置６８０、姿勢制御部６２４が加わった構成となっ
ている。従って、空間センサ６１２、空間センサ用信号
発生器６１３、座標抽出部６８２によりプレーヤ６５０
の３次元情報を抽出し、これによりプレーヤ６５０から
見える仮想視界画像７０２が画像形成部２４０から出力
される。

【０１５０】表示画像合成装置６８０では、この仮想視
界画像７０２と、映像カメラ６１０で撮像された実空間
映像７００との画像合成が行われる。この画像合成の手
法としては種々の手法が考えられるが、本実施例では例
えばブルーマット合成による手法によってこれを行って
いる。図２７には、この場合の表示画像合成装置６８０
の構成の詳細が示されている。

【０１５１】即ち、図２７において、映像カメラ６１０
から入力された実空間映像７００を表す画像信号は、表
示画像合成装置６８０内においてまずフィルター９００
に通されＲＧＢの３原色の成分に分けられる。そして、
これらの成分のそれぞれが例えば８ビットのデジタルデ
ータに、Ａ／Ｄ変換回路９０２にてＡ／Ｄ変換され、こ
れにより各画素毎に２４ビットのＲＧＢデジタルデータ
が求められる。そして、この実空間映像７００における
各画素の２４ビットのＲＧＢデジタルデータが、ドーム
１の裏側及びフロア４に塗られたブルーの色の２４ビッ
トのＲＧＢデジタルデータと一致するか否かが、空きド
ット判定回路９０４にて各画素毎に演算され、判断され
る。そして、この判断結果は、空きドットメモリ９０６
に書き込まれる。空きドットメモリ９０６は、表示画像
の全ての画素に対応した１ビットメモリの構成となって
おり、各画素毎に空きドットか否かの空きドット判定デ
ータが１ビットデータとして書き込まれる。

【０１５２】表示画像合成装置６８０には、表示画像の
各画素に対応したフィールドバッファ９１０が内蔵され
ている。そして、データ制御部９０８により、空きドッ
トメモリ９０６に書き込まれている空きドット判定デー
タが参照され、フィールドバッファ９１０の各画素位置
に実空間映像が書き込まれる。即ち、空きドット判定デ
ータにより、その画素が空きドットであると判断された
場合は、フィールドバッファ９１０のその画素位置に
は、実空間映像は書き込まれない。逆に、空きドット判
定データにより、その画素が空きドットではないと判断
された場合には、実空間映像の２４ビットのＲＧＢデジ
タルデータがそのまま書き込まれることとなる。

【０１５３】次に、データ制御部９０８により、空きド
ットメモリ９０６に書き込まれている空きドット判定デ
ータが参照され、フィールドバッファ９１０の各画素位
置に、画像形成部２４０により演算された仮想視界画像
情報が重ね書きされる。即ち、空きドット判定データに
より、その画素が空きドットであると判断された場合
は、仮想視界画像情報がそのまま書き込まれる。逆に、
空きドット判定データにより、その画素が空きドットで
はないと判断された場合には、なにも書き込まれず、こ
の画素位置には実空間映像が表示されることとなる。

【０１５４】以上の書き込みを行なった後、データ制御
部９０８によりフィールドバッファ９１０から各画素位
置の画像情報データが読み出される。そして、この画像
情報データは接続線６１８を通して画像表示装置６２０
に画像出力され、プレーヤ６５０は、実空間映像７００
に仮想視界画像７０２が組み込まれた表示画像７０４を
リアルタイムに見ることができることとなる。

【０１５５】なお、以上の画像情報の書き込みと、読み
出しは、例えばフィールドバッファ７１０を２画面分の
構成とすることにより、同時に行うように構成すること
がより望ましい。

【０１５６】さて、ゲーム空間演算部１００では、音声
合成部６７８を通じてスピーカ６２２より出力される音
声信号、及び、姿勢制御部６２４への姿勢制御信号が生
成され、これにより音声合成及び姿勢制御が行われる。

【０１５７】例えば姿勢制御は以下のようにして行われ
る。まず、未来戦車のオブジェクト情報が、地形情報記
憶部１０６の地形情報を利用して、オブジェクト情報変
更部１０８により変更される。そして、この変更された
オブジェクト情報、即ち地形情報が反映されたオブジェ
クト情報（Ｘ0 、Ｙ0 、Ｚ0 、θ0 、φ0 、ρ0 ）を用
いて姿勢制御信号が生成される。そして、この姿勢制御
信号は姿勢制御部６２４に出力され、これにより姿勢制
御が行われることになる。

【０１５８】以上の構成の本実施例により、プレーヤ６
５０は、極めて本物に近い未来戦車６３０の左側駆動部
６３２、右側駆動部６３４等の動きを、映像カメラ６１
０を通じて実際に自分の目で確認しながら、仮想３次元
空間内で未来戦車６３０を自由自在に操縦することがで
きる。これにより操作性も大幅に向上し、また、より現
実に近い仮想現実世界を表現できることとなる。

【０１５９】なお、表示画像合成装置６８０における画
像合成の手法としては、上記したものに限らず、例えば
ブルーではなくレッドを用いて画像合成したり、複数の
色を用いて画像合成したり、種々の手法を用いることが
できる。

【０１６０】また、本実施例は、図２６に示すような一
人乗りの３次元ゲーム装置のみならず、図２８（ａ）〜
（ｃ）に示すような複数のプレーヤが搭乗できるアトラ
クションタイプの３次元ゲーム装置にも適用できる。

【０１６１】このアトラクションでは、図２８（ａ）に
示すように、複数のプレーヤが、巨大未来戦車７３４の
キャビン７２０内に乗り込む。キャビン７２０内は、本
物に極めて似せて作られており、例えば操縦席、戦闘席
等が設けられている。この場合、特にプレーヤが直接に
触る操縦桿７３２、操作盤７３０は、戦闘砲７４４は、
極めて本物に似せて精巧に作られている。

【０１６２】キャビン７２０内に乗り込んだプレーヤ
は、それぞれの役割に従って、操縦士、副操縦士、射撃
手として操縦席、戦闘席等に配置される。そして、操縦
席に配置された操縦士７４６、副操縦士７４７は、操縦
席用窓７２２に前述したブルーマット方式により映し出
された疑似３次元画像を見ながら操縦桿７３２、操作盤
７３０等により巨大未来戦車７３４の操縦を行う。この
場合、本実施例では、前述したように各プレーヤに空間
センサ１２を取り付け、各プレーヤ毎に視界方向を演算
し、この演算により得られた視界画像を画像表示装置６
２０に表示している。この結果、巨大未来戦車７３４に
近づいてくる障害物７４０の見え方が、操縦士７４６、
副操縦士７４７、射撃手７４８とで異なって見えるよう
に設定できるため、より臨場感、現実感溢れるアトラク
ションを提供できることとなる。更に、操縦士７４６、
副操縦士７４７は、本物に極めて似せて作られた操縦桿
７３２、操作盤７３０を操作しながら巨大未来戦車を操
縦できるため、本物の巨大未来戦車を操縦しているかの
ような感覚でプレイできることとなる。

【０１６３】戦闘席に配置された射撃手７４８、７４９
は、戦闘砲７４４により、左側窓７２４、右側窓７２５
にブルーマット方式により映し出される敵７４２を攻撃
する。この場合のゲーム成績は、ゲーム空間演算部１０
０により演算されて、ゲーム中にリアルタイムに、もし
くはゲーム終了後に全員の乗組員のゲーム結果として表
示されることになる。

【０１６４】なお、図２８（ｂ）に示すように、プレー
ヤが乗り込む巨大未来戦車７３４は、油圧等を用いた姿
勢制御部６２４により、地形情報及びプレーヤの操作信
号に応じて姿勢、加速Ｇが制御され、より現実感が増す
ような構成となっている。

【０１６５】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が
可能である。

【０１６６】例えば、本発明に係る３次元ゲーム装置
は、種々のハード構成の装置に適用できる。即ち、例え
ば業務用のビデオゲーム装置、あるいは、前記したよう
なアトラクション用のゲーム装置、また、教習所用のド
ライビングシュミレーション等にも適用できる。また、
例えば図２９に示すような構成の家庭用ビデオゲーム装
置にも適用できる。

【０１６７】この家庭用ビデオゲーム装置は、ゲーム用
カートリッジ４０１及びゲーム機本体４００からなり、
コネクタ４９８により接続される。ゲーム用カートリッ
ジ４０１は、補助演算処理部４１０、第１の記憶部４８
０、第２の記憶部４９０を含んで構成される。第１の記
憶部４８０は、例えば不揮発性メモリで形成され、地形
情報記憶部１０６、オブジェクト情報記憶部１０４、３
次元画像情報記憶部２０４を含んで構成される。また、
補助処理演算部４１０は、画像供給部２１２、画像形成
部２４０、オブジェクト情報変更部１０８、制御部２１
４を含んで構成される。更に、第２の記憶部４９０は書
換え可能なメモリで構成されている。

【０１６８】この家庭用ビデオゲーム装置は、図１に示
した実施例とほぼ同様の動作をする。即ち、第１の記憶
部４８０に記憶されたオブジェクト情報、地形情報と、
操作部４０８からの操作信号を利用して、中央処理部１
０２及び補助演算処理部４１０によりゲーム空間の設
定、即ちオブジェクト情報の設定が行われる。次に、こ
のオブジェクト情報と第１の記憶部４８０に記憶された
３次元画像情報とを利用して、補助処理演算部４１０、
中央処理部１０２により疑似３次元画像が演算され、そ
の結果は、第２の記憶部４９０に記憶される。その後、
この記憶された画像情報は、映像処理部４０４、必要に
応じてビデオＲＡＭ４０６を介して映像出力される。

【０１６９】この構成の家庭用ビデオゲームによれば、
例えば画像合成の手法を変更する場合、高価なゲーム機
本体４００をほとんど変更する必要がなく、ゲーム用カ
ートリッジ４０１の特に補助演算処理部４１０の演算処
理を変更するだけで対応できることとなる。

【０１７０】

【発明の効果】本発明に係る３次元ゲーム装置によれ
ば、地形情報が反映された疑似３次元画像を形成でき、
これによりゲームの面白味を格段に高めることができ
る。この場合、少なくとも２以上の地形情報検出センサ
を移動体に設けることにより、更にゲームの面白味を高
めることができる。

【０１７１】また、本発明に係る３次元ゲーム装置によ
れば、地形情報が反映された弾移動位置の演算、当り判
定が可能となり、より変化に富んだ３次元ゲーム空間を
形成できる。

【０１７２】また、本発明に係る３次元ゲーム装置によ
れば、弾に追尾機能をもたせることで、このように変化
に富んだ３次元ゲーム空間において、ゲームの難易度を
簡易に調整できることになる。

【０１７３】また、本発明に係る３次元ゲーム装置によ
れば、プレーヤの位置及び方向情報を検出することによ
り、簡易に仮想現実を実現でき、また、実空間映像と仮
想空間画像を合成することにより、より現実に近づいた
仮想現実を表現できる。これにより３次元ゲームの面白
味を更に高めることができる。

【０１７４】また、本発明に係る３次元ゲーム装置によ
れば、地形情報が反映され搭乗体の姿勢制御を行うこと
ができ、これにより、より現実に近づいた搭乗感覚を表
現できることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例の一例を示すブロック図で
ある。

【図２】本３次元ゲーム装置の外観を示す概略図であ
る。

【図３】本３次元ゲーム装置のゲームフィールドを示す
概略図である。

【図４】本３次元ゲーム装置により画像合成された疑似
３次元画像の一例を示す概略図である。

【図５】本３次元ゲーム装置を二人プレーで行う場合の
外観を示す概略図である。

【図６】オブジェクト情報記憶部に記憶されるオブジェ
クト情報を説明するための概略説明図である。

【図７】本３次元ゲーム装置により取り扱われるデータ
フォーマットの一例を示す図である。

【図８】ポリゴン内部の画像情報を演算する手法につい
て説明するための概略説明図である。

【図９】地形情報記憶部の階層構造について説明するた
めの概略説明図である。

【図１０】地形情報記憶部の階層構造について説明する
ための概略説明図である。

【図１１】ゲームフィールドにおける地形ブロックの配
列について説明するための概略説明図である。

【図１２】地形情報記憶部の階層構造について説明する
ための概略説明図である。

【図１３】移動体に設けられる地形情報検出センサにつ
いて説明するための概略説明図である。

【図１４】地形情報が反映された疑似３次元画像を示す
概略図である。

【図１５】本発明に係る実施例の一例を示すブロック図
である

【図１６】弾移動位置への地形情報の反映について説明
するための概略説明図である。

【図１７】地形情報が反映された弾移動位置が表された
疑似３次元画像を示す概略図である。

【図１８】本発明に係る実施例の一例を示すブロック図
である。

【図１９】弾の追尾システムについて説明するための概
略説明図である。

【図２０】弾の追尾システムについて説明するための概
略説明図である。

【図２１】弾が追尾して命中するまでの疑似３次元画像
を示す概略図である。

【図２２】マルチプレーヤ型のゲーム構成にする場合の
構成を示すブロック図である。

【図２３】頭部装着体の形状を示す概略図である。

【図２４】本発明に係る実施例の一例を示すブロック図
である。

【図２５】本発明に係る実施例の一例を示すブロック図
である。

【図２６】実空間映像と仮想視界画像を合成できる３次
元ゲーム装置を説明するための概略説明図である。

【図２７】表示画像合成装置の構成を示すブロック図で
ある。

【図２８】本３次元ゲーム装置をアトラクション型のゲ
ームに適用した場合について説明するための概略説明図
である。

【図２９】家庭用ビデオゲーム装置に本発明を適用した
場合について示すブロック図である。

【図３０】従来のゲーム装置により表現されるゲーム画
面を示す概略図である。

【符号の説明】

１０ ＣＲＴ ２０ 未来戦車 ２２ 敵未来戦車 ６０ ゲームフィールド １００ ゲーム空間演算部 １０２ 中央処理部 １０４ オブジェクト情報記憶部 １０６ 地形情報記憶部 １０８ オブジェクト情報変更部 １２０ 弾処理部 １２２ 弾移動演算部 １２４ 追尾移動演算部 １２６ 当り判定部 １４０ 操作部 ２００ 画像合成部 ２０２ 画像演算部 ２０４ ３次元画像情報記憶部 ２１２ 画像供給部 ２１４ 処理部 ２１６ 座標変換部 ２１８ クリッピング処理部 ２２０ 透視変換部 ２２２ ソーティング処理部 ２４０ 画像形成部 ６０８、６０９ 頭部装着体 ６１２ 空間センサ ６１０ 映像カメラ ６２０ 画像表示装置 ６２４ 姿勢制御部 ６８０ 表示画像合成装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A63F 9/22 G06F 15/62

Claims (18)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プレーヤが、疑似３次元画像を見ながら
   操作部を操作し、移動体が仮想３次元空間内を移動する
   ゲームをプレイできる３次元ゲーム装置であって、前 記移動体を含む３次元オブジェクトの位置及び方向情
   報がオブジェクト情報として記憶されるオブジェクト情
   報記憶部と、 前記仮想３次元空間内において前記移動体が移動する地
   形の地形情報が記憶される地形情報記憶部と、 ３ 次元オブジェクトの３次元画像情報が記憶される３次
   元画像情報記憶部と、 前記オブジェクト情報記憶部からのオブジェクト情報と
   前記３次元画像情報記憶部からの３次元画像情報より、
   前記仮想３次元空間での視界画像を演算し疑似３次元画
   像を合成する画像合成手段とを含み、前記オブジェクト情報記憶部からの前記移動体のオブジ
   ェクト情報を、前記地形情報記憶部からの地形情報を用
   いて変更する ことを特徴とする３次元ゲーム装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記移動体に設けられた少なくとも２以上の地形情報検
   出点の位置情報に基づき前記地形情報記憶部から地形情
   報を読み出し、読み出された地形情報に基づき移動体の
   位置及び方向情報を演算し、前記オブジェクト情報を変
   更することを特徴とする３次元ゲーム装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２のいずれかにおいて、 前記移動体は、前記操作部へプレーヤが入力した発射信
   号により弾を発射するよう形成され、前記地形情報記憶部から読み出された地形情報に基づき
   変更された移動体のオブジェクト情報と、前記操作部か
   らの弾の発射信号とに基づき、移動体から発射される弾
   の移動位置を演算することを特徴とする３次元ゲーム装
   置。
4. 【請求項４】 請求項３において、演 算された弾の移動位置と前記オブジェクト情報記憶部
   に記憶された標的のオブジェクト情報とに基づいて、弾
   の当り判定を行うことを特徴とする３次元ゲーム装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、演 算された弾の移動位置を、弾が標的を追尾するように
   前記標的のオブジェクト情報に基づいてリアルタイムに
   変更する演算を行うことを特徴とする３次元ゲーム装
   置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかにおいて、 プレーヤの視野を覆うように装着される画像表示手段
   と、 プレーヤの実３次元空間における３次元情報を検出する
   プレーヤ用空間センサと、 前 記プレーヤ用空間センサからの検出信号に基づいて、
   仮想３次元空間におけるプレーヤの位置及び方向情報を
   抽出する座標抽出部とを含むことを特徴とする３次元ゲ
   ーム装置。
7. 【請求項７】 請求項６において、 プレーヤに装着され、プレーヤから見える実空間映像を
   撮像する撮像手段と、 前 記仮想３次元空間におけるプレーヤの視界画像と前記
   撮像手段で撮像される実空間映像とを合成する表示画像
   合成部とを含むことを特徴とする３次元ゲーム装置。
8. 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれかにおいて、 プレーヤが実際に搭乗する実空間上に設置された搭乗体
   を更に含み、 前記搭乗体は、 前記地形情報に対応してプレーヤの姿勢制御を行う姿勢
   制御部を含むことを特徴とする３次元ゲーム装置。
9. 【請求項９】 請求項１乃至８のいずれかにおいて、 前記地形情報が高さ情報であり、該高さ情報を細かく変
   化させてガタガタ道を表現することを特徴とする３次元
   ゲーム装置。
10. 【請求項１０】 請求項１乃至９のいずれかにおいて、 前記地形情報が、 複数のゲームフィールドからなる第１の階層と、 各々のゲームフィールドを分割した複数のブロックから
    なる第２の階層とを少なくとも含む階層構造のデータ構
    造となっていることを特徴とする３次元ゲーム装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０において、 有限個のブロックを組み合わせることで、複数の異なっ
    たゲームフィールドを表現することを特徴とする３次元
    ゲーム装置。
12. 【請求項１２】 請求項１乃至１１のいずれかにおい
    て、 移動体のオブジェクト情報を地形情報に基づき変更する
    演算を行わない地帯を、ゲームフィールド上に設けるこ
    とを特徴とする３次元ゲーム装置。
13. 【請求項１３】 請求項１２において、 前記地帯が、ゲームフィールドの中で最も大きな面積を
    占有する地帯であることを特徴とする３次元ゲーム装
    置。
14. 【請求項１４】 請求項１乃至１３のいずれかにおい
    て、 他の３次元ゲーム装置と移動体のオブジェクト情報を共
    通化させることを特徴とする３次元ゲーム装置。
15. 【請求項１５】 請求項３乃至５のいずれかにおいて、 他の３次元ゲーム装置と弾のオブジェクト情報を共通化
    させることを特徴とする３次元ゲーム装置。
16. 【請求項１６】 プレーヤが、疑似３次元画像を見なが
    ら操作部を操作し、移動体が仮想３次元空間内を移動す
    るゲームをプレイできる３次元ゲーム装置であって、 前記移動体を含む３次元オブジェクトの位置及び方向情
    報がオブジェクト情報として記憶されるオブジェクト情
    報記憶部と、 前記仮想３次元空間内において前記移動体が移動する地
    形の地形情報が記憶される地形情報記憶部と、 ３次元オブジェクトの３次元画像情報が記憶される３次
    元画像情報記憶部と、 前記オブジェクト情報記憶部からのオブジェクト情報と
    前記３次元画像情報記憶部からの３次元画像情報より、
    前記仮想３次元空間での視界画像を演算し疑似３次元画
    像を合成する画像合成手段とを含み、 前記地形情報記憶部が、前記地形情報として、地形の表
    面の状態を表す情報を記憶し、 この地形の表面の状態を表す情報に基づいて、移動体を
    減速あるいは加速させることを特徴とする３次元ゲーム
    装置。
17. 【請求項１７】 プレーヤが、疑似３次元画像を見なが
    ら操作部を操作し、移動体が仮想３次元空間内を移動す
    るゲームをプレイするための画像合成方法であって、 前記移動体を含む３次元オブジェクトの位置及び方向情
    報がオブジェクト情報として記憶されるオブジェクト情
    報記憶部からのオブジェクト情報と、３次元オブジェク
    トの３次元画像情報が記憶される３次元画像情報記憶部
    からの３次元画像情報より、前記仮想３次元空間での視
    界画像を演算し疑似３次元画像を合成すると共に、 前記オブジェクト情報記憶部からの前記移動体のオブジ
    ェクト情報を、前記仮想３次元空間内において前記移動
    体が移動する地形の地形情報が記憶される地形情報記憶
    部からの地形情報を用いて変更することを特徴とする画
    像合成方法。
18. 【請求項１８】 プレーヤが、疑似３次元画像を見なが
    ら操作部を操作し、移動体が仮想３次元空間内を移動す
    るゲームをプレイするための画像合成方法であって、 前記移動体を含む３次元オブジェクトの位置及び方向情
    報がオブジェクト情報として記憶されるオブジェクト情
    報記憶部からのオブジェクト情報と、３次元オブジェク
    トの３次元画像情報が記憶される３次元画像情報記憶部
    からの３次元画像情報より、前記仮想３次元空間での視
    界画像を演算し疑似３次元画像を合成すると共に、 前記仮想３次元空間内において前記移動体が移動する地
    形の地形情報が記憶される地形情報記憶部からの地形の
    表面の状態を表す情報に基づいて、移動体を減速あるい
    は加速させることを特徴とする画像合成方法。