JP2898578B2 - シミュレーション装置及び画像合成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシミュレーション装
置とその画像合成方法であり、特に仮想３次元シミュレ
ーション空間内をリアリティの高い視界画像として提供
するシミュレーション装置とその画像合成方法、そして
そのようなシミュレーション装置を用いて形成されたゲ
ーム装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ディスプレイ上にレシングカ
ーの運転席からの情景を模した画像を表示し、プレーヤ
の操作に応じて、その画像をまるでレーシングカーが走
行しているかのように変化させ、プレーヤにレーシング
カーを運転しているような感覚を与えるようにしてゲー
ムを行なうドライブゲーム装置が知られている。

【０００３】このようなゲーム装置では、ディスプレイ
に表示されるゲーム画面を現実のプレーヤの視界画像に
より近いものとすることでリアリティを高め、ゲームの
面白味を格段に向上することが出来る。

【０００４】最近ではコンピュータグラフフィックスの
発達により、演算装置に３次元画像の計算をさせること
で計算上の３次元空間（仮想３次元空間）を構築し、そ
の空間内の任意の位置（視点）から見た視界画像を合成
してディスプレイ上に表示させ、しかも視点が空間内を
移動する場合でも、リアルタイムでその変化する視界画
像をディスプレイ上に表示させるという技術が確立され
ている。この場合、構築する仮想３次元空間が現実世界
に近いリアルなものであればあるほど、計算上の限界を
超えない限り、ディスプレイ上に表示される視界画像
は、現実世界の撮影画像に近いリアリティに富んだもの
となる。これをドライブゲームに応用すれば、仮想３次
元ゲーム空間内にレーシングカー或いはそれを運転する
仮想プレーヤ（視点）を計算上設定し、プレーヤの操作
に応じてそのレーシングカー及び仮想プレーヤが仮想３
次元空間内を移動するようにして、レーシングカー或い
は仮想プレーヤからの視界をディスプレイ上に画像表示
するようにすれば、プレーヤは仮想３次元空間内をレー
シングカーに乗ってドライブしているような感覚を得る
ことが出来、よりリアリティに富んだドライブゲームを
行うことが出来る。

【０００５】ところが、これらのドライブゲームにおい
て、コースに変化をもたせるためにコース上にトンネル
を設けた場合、次のような問題が生じる。

【０００６】すなわち、現実世界ではプレーヤがトンネ
ルに入った直後は、視界の光量減少に対応してプレーヤ
の瞳孔が拡大する暗順応に一定時間がかかる。従って、
その間はプレーヤはトンネルの暗さに対応できず、視界
が暗くなるような感じを受ける。また、プレーヤがトン
ネルからでた直後は、視界の光量増加に対応してプレー
ヤの瞳孔が収縮する明順応に一定時間がかかる。従っ
て、その間はプレーヤは外界の明るさに対応できず、眩
しくて視界が白っぽくなるような感じを受ける。

【０００７】この様な人間の生理的現象である明暗順応
の不適合は、人間の視界内で著しい光量差または光量変
化があるときに生じる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のゲーム
装置又はシミュレーション装置には、明暗順応の不適合
による視界画像をゲーム画面に再現したものはなかっ
た。すなわち従来は、トンネルに入った直後でもゲーム
画面上には、暗順応完了時の画面が表示されていた。ま
た、トンネルから出た直後も、明順応完了時の画面が表
示されていた。

【０００９】従って、せっかくのリアリティに富んだゲ
ーム画面も、このような場合には人間の現実の視界と異
なり、違和感を与えていた。

【００１０】すなわち、人間が明暗順応の遅れ等、明暗
順応の不適合をおこすようなゲーム状況がある場合、人
間の生理現象である明暗順応の遅れ等、明暗順応の不適
合により生じる視界画像をゲーム画面に再現すると、よ
りリアリティに富んだゲーム装置となり、プレーヤはバ
ーチャルリアリティの世界を違和感なく楽しむことが出
来るが、従来はこのような点に着目したゲーム装置又は
シミュレーション装置はなかった。

【００１１】本発明は、このような課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、視界内の光量差によって引き
起こされる人間の明暗順応の不適合をシミュレーション
画面に再現することによって、リアリティに富んだシミ
ュレーション装置及び画像合成方法、又はそのようなシ
ミュレーション装置を用いて形成されたゲーム装置を提
供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１の発明のシミュレーション装置は、人間の
視界をシミュレートする画像を合成し、ディスプレイ上
に表示するシミュレーション装置であって、視界内の光
量差によって引き起こされる人間の明暗順応の不適合を
演出する明暗順応演出手段と、表示画像の輝度を変更設
定する輝度設定手段とを含み、前記明暗順応演出手段
は、前記シミュレートされる視界が、光量変化による明
暗順応の不適合を起こすシミュレーション状況であるか
否かを判断する輝度変更判断手段と、前記輝度変更判断
手段が明暗順応の不適合を起こすシミュレーション状況
であると判断した場合、前記輝度設定手段に輝度の変更
を指示する輝度変更指示手段とを含むことを特徴とす
る。

【００１３】また、請求項６の発明の画像合成方法は、
表示画像の輝度を変更設定する輝度設定手段を用い、人
間の視界をシミュレートする画像を合成し、ディスプレ
イ上に表示する画像合成方法であって、視界内の光量差
によって引き起こされる人間の明暗順応の不適合を演出
する明暗順応演出ステップを含み、前記明暗順応演出ス
テップは、前記シミュレートされる視界が、光量変化に
よる明暗順応の不適合を起こすシミュレーション状況で
あるか否かを判断する輝度変更判断ステップと、前記輝
度変更判断ステップにおいて明暗順応の不適合を起こす
シミュレーション状況であると判断した場合、前記輝度
設定手段に輝度の変更を指示する輝度変更指示ステップ
を含むことを特徴とする。

【００１４】本発明のシミュレーション装置は、ディス
プレイ上の輝度を設定するための輝度設定手段を有して
いる。従って、ディスプレイ上に表示される画像で視界
内の著しい光量変化をシミュレートしようとするとき、
表示画像の輝度の変更を行うことによって、人間の明暗
順応の不適合を表示画面に効果的に演出することが出来
る。

【００１５】具体的には、暗順応の不適合を演出する場
合には、表示画像の輝度を下げることによって、光量を
抑え暗い画面を表示し、明順応の不適合を演出する場合
には、表示画像の輝度を上げることによって、光量を増
やし白っぽい画面を表示する。この様にして、明暗順応
の不適合によって生じる暗い視界画像や、眩しくて白っ
ぽい視界画像をシミュレーション画面上に再現すること
が出来る。

【００１６】なお、輝度変更判断手段の明暗順応の不適
合が生じるシミュレーション状況の判断方法としては、
ディスプレイ上に表示される視界内の仮想的な光量を検
出して、その変化に基づき判断してもよい。また、シミ
ュレーション内容に基づき、光量変化の予測されるシミ
ュレーション状況を、予め判断条件として設定しておい
て、その判断条件に基づき判断するようにしてもよい。
例えばドライブのシミュレーションであれば、トンネル
の出入口において明暗順応の不適合が生じる状況が予測
されるので、トンネルの出入りをおこなったかどうかを
判断条件として設定しておき、シミュレーション状況が
その判断条件を満たしたときに明暗順応の不適合が生じ
ると判断するのである。

【００１７】従って、本発明によれば、人間の視界で生
じる光量変化が、人間の明暗順応の不適合を引き起こす
様子と同様の視界画像をシミュレーション画面に再現す
ることが出来るので、リアリティに富んだシミュレーシ
ョン装置とその画像合成方法を提供することができる。

【００１８】なお、前記輝度変更指示手段が輝度設定手
段にたいして、輝度の変更を指示する方法としては、下
記のように輝度の変更の割合を指示する輝度変更係数ｉ
を設定して指示するようにしてもよい。

【００１９】すなわち、輝度変更指示手段は、輝度設定
手段が、表示画面を構成するブルー、グリーン及びレッ
ドの各光毎の又は各光共通の輝度変更係数ｉ、輝度変更
を行わない場合の各光毎の輝度をｒ、輝度変更後の各光
毎の輝度をｒ^'、比例定数をｋとすると ｒ^' ＝ ｉ × ｒ × ｋ を満たすように輝度を変更するための指示を行う。

【００２０】このようにすることにより、画像合成後の
各光の具体的な輝度の値にかかわらず、明暗順応を演出
するための輝度の変更を指示することが出来る。

【００２１】また、輝度設定手段として、例えばディス
プレイのガンマ補正手段等を用いてもよい。

【００２２】また、請求項２の発明のシミュレーション
装置は、３次元シミュレーション空間における仮想プレ
ーヤの視界画像をプレーヤに対してディスプレイ上に表
示するシミュレーション装置であって、前記３次元シミ
ュレーション空間を形成演算する３次元空間演算手段
と、前記３次元空間演算手段によって形成演算された３
次元シミュレーション空間において、仮想プレーヤの視
点位置から見える視界画像を画像合成する画像合成手段
と、表示画像の輝度を変更設定する輝度設定手段とを含
み、前記３次元空間演算手段は、仮想プレーヤの視界内
の光量差によって引き起こされる人間の明暗順応の不適
合を演出する明暗順応演出手段を含み、前記画像合成手
段は、色補完により表示画像の表示物の色を所定色に近
づけるデプスキューイング処理をおこなうデプスキュー
イング処理手段を含み、前記明暗順応演出手段は、３次
元シミュレーション空間内の仮想プレーヤが、光量変化
による明暗順応の不適合を起こすシミュレーション状況
であるか否かを判断する輝度変更判断手段と、前記輝度
変更判断手段が明暗順応の不適合を起こすシミュレーシ
ョン状況であると判断した場合、前記輝度設定手段に輝
度の変更を指示する輝度変更指示手段と、３次元シミュ
レーション空間内の仮想プレーヤの視界の一部又は全部
が、他の部分との光量差による明暗順応の不適合によっ
て所定色に変化して見えるシミュレーション状況である
か否かを判断する色変更判断手段と、前記色変更判断手
段が前記所定色に変化して見えるシミュレーション状況
であると判断した場合、前記デプスキューイング処理手
段に前記仮想プレーヤの視界の一部又は全部を構成する
表示物の色を所定色に近づける演算をおこなうことを指
示する色変更指示手段とを含むことを特徴とする。

【００２３】また、請求項７の画像合成方法は、表示画
像の輝度を変更設定する輝度設定手段を用い、３次元シ
ミュレーション空間における仮想プレーヤの視界画像を
プレーヤに対してディスプレイ上に表示する画像合成方
法であって、前記３次元シミュレーション空間を形成演
算する３次元空間演算ステップと、前記３次元空間演算
ステップにおいて形成演算された３次元シミュレーショ
ン空間において、仮想プレーヤの視点位置から見える視
界画像を画像合成する画像合成ステップとを含み、前記
３次元空間演算ステップは、仮想プレーヤの視界内の光
量差によって引き起こされる人間の明暗順応の不適合を
演出する明暗順応演出ステップを含み、前記画像合成ス
テップは、色補完により表示画像の表示物の色を所定色
に近づけるデプスキューイング処理をおこなうデプスキ
ューイング処理ステップを含み、前記明暗順応演出ステ
ップは、３次元シミュレーション空間内の仮想プレーヤ
が、光量変化による明暗順応の不適合を起こすシミュレ
ーション状況であるか否かを判断する輝度変更判断ステ
ップと、前記輝度変更判断ステップにおいて、明暗順応
の不適合を起こすシミュレーション状況であると判断し
た場合、前記輝度設定手段に輝度の変更を指示する輝度
変更指示ステップと、３次元シミュレーション空間内の
仮想プレーヤの視界の一部又は全部が、他の部分との光
量差による明暗順応の不適合によって所定色に変化して
見えるシミュレーション状況であるか否かを判断する色
変更判断ステップと、前記色変更判断ステップにおい
て、前記所定色に変化して見えるシミュレーション状況
であると判断した場合、前記デプスキューイング処理ス
テップにおいて前記仮想プレーヤの視界の一部又は全部
を構成する表示物の色を所定色に近づける演算をおこな
うことを指示する色変更指示ステップとを含むことを特
徴とする。

【００２４】請求項２の発明のシミュレーション装置
は、請求項１の構成用件に加えて、さらに明暗順応演出
を行うために、デプスキューイング処理を用いて、表示
画像の表示物の色を所定色に近づけるための手段を構成
用件に含んで構成されている。従って、輝度変更に加え
て、ディスプレイ上の表示物の色を所定色に近づけるデ
プスキューイング処理を行うことによって、より自然な
画像で効果的な明暗順応演出を行うことが出来る。

【００２５】例えば、暗順応の不適合を演出する場合、
輝度変更に加えて、対象となる表示物について、目がな
れるまでを演出するのに、その対象物が黒っぽい色から
徐々に通常色に移行するようなデプスキューイング処理
を行うとよい。

【００２６】また、明順応の不適合を演出する場合、輝
度変更に加えて、対象となる表示物について、目がなれ
るまでを演出するのに、その対象物が白っぽい色から徐
々に通常色に移行するようなデプスキューイング処理を
行うとよい。

【００２７】従って、シミュレーション空間における視
界全体で光量変化が起きる場合はもちろんであるが、シ
ミュレーション空間内の一部の光量が著しく他と異なる
場合にも、明暗順応が出来ない視界画像を演出するのに
有効である。

【００２８】例えば、ドライブのシミュレーションであ
れば、視界の全部が所定色に変化して見える場合とは、
トンネルから出た場合や、トンネルに入った場合等であ
る。この様な場合トンネルに出入りした直後は明暗順応
の不適合をおこし、視界が暗くなったり、白っぽくなっ
たりする。

【００２９】また、視界の一部が所定色に変化して見え
る場合とは、トンネル内から出口を見る場合や、その逆
に外界からトンネル内を見る場合等である。このような
場合、トンネルの出口から見える景色は、トンネル内の
景色と比べて光量が多すぎて、明順応ができなくて、白
っぽくみえ、トンネルの入口から見える景色は、外界の
景色と比べて光量が少なすぎて、暗順応ができなくて、
暗くみえる。従ってこのようなときは、その一部が所定
色に変化して見えるようデプスキューイング処理のみを
行うようにしてもよい。

【００３０】なお、色変更判断手段のこのようなシミュ
レーション状況の判断方法としては、シミュレーション
空間内の仮想プレーヤ（視点）の視界内の光量差を検出
して、その光量差に基づき判断してもよい。また、シミ
ュレーション内容に基づき、前述したようなシミュレー
ション状況を、予め判断条件として設定しておいて、そ
の判断条件に基づき判断するようにしてもよい。すなわ
ち、仮想プレーヤ（視点）がトンネルの出入口が見える
状況かどうか、或いは、トンネルの出入りを行ったか等
を判断条件として設定しておき、シミュレーション状況
がその判断条件を満たしたときに明暗順応の不適合が生
じると判断するのである。

【００３１】また、色変更指示手段は、前記デプスキュ
ーイング処理に必要な情報、例えばデプスキューイング
処理の対象となる表示物、前記表示物を近づける先とな
る色である奥カラー情報、近づける度合いを決定する奥
行き情報を含む情報を設定して、変更を指示するよう形
成してもよい。

【００３２】従って、本発明によれば、視界内の光量差
が、人間の明暗順応の不適合を引き起こす様子と同様の
視界画像をシミュレーション画面に再現することが出来
るので、リアリティに富んだシミュレーション装置とそ
の画像合成方法を提供することができる。

【００３３】また、視界の一部の表示物を白や黒などの
所定色に近づける調整をするデプスキューイング処理を
行うことによって、シミュレーション空間内の仮想プレ
ーヤ（視点）の視界の一部に対しても、明暗順応出来な
い場合の視界画像を演出することが出来る。

【００３４】また、請求項３の発明のシミュレーション
装置は、請求項１、２のいずれかにおいて、前記輝度変
更指示手段は、表示画面を構成するブルー、グリーン及
びレッドの各光毎に輝度を変更することを指示すること
を特徴とする。

【００３５】この様にすることにより、明暗順応を演出
するための表示画像の輝度変更を、単に真っ暗から真っ
白だけではなく多様な色で行えるので、シュミレーショ
ン状況に応じた色で輝度変更を行うことができる。

【００３６】また、請求項４の発明のシミュレーション
装置は、３次元シミュレーション空間における仮想プレ
ーヤの視界画像をプレーヤに対してディスプレイ上に表
示するシミュレーション装置であって、前記３次元シミ
ュレーション空間を形成演算する３次元空間演算手段
と、前記３次元空間演算手段によって形成演算された３
次元シミュレーション空間において、仮想プレーヤの視
点位置から見える視界画像を画像合成する画像合成手段
とを含み、前記３次元空間演算手段は、仮想プレーヤの
視界内の光量差によって引き起こされる人間の明暗順応
の不適合を演出する明暗順応演出手段を含み、前記画像
合成手段は、色補完により表示画像の表示物の色を所定
色に近づけるデプスキューイング処理をおこなうデプス
キューイング処理手段を含み、前記明暗順応演出手段
は、３次元シミュレーション空間内の仮想プレーヤの視
界の一部又は全部が、他の部分との光量差による明暗順
応の不適合によって所定色に変化して見えるシミュレー
ション状況であるか否かを判断する色変更判断手段と、
前記色変更判断手段が前記所定色に変化して見えるシミ
ュレーション状況であると判断した場合、前記デプスキ
ューイング処理手段に前記仮想プレーヤの視界の一部又
は全部を構成する表示物の色を所定色に近づける演算を
おこなうことを指示する色変更指示手段とを含むことを
特徴とする。

【００３７】また、請求項８の画像合成方法は、３次元
シミュレーション空間における仮想プレーヤの視界画像
をプレーヤに対してディスプレイ上に表示する画像合成
方法であって、前記３次元シミュレーション空間を形成
演算する３次元空間演算ステップと、前記３次元空間演
算ステップにおいて形成演算された３次元シミュレーシ
ョン空間において、仮想プレーヤの視点位置から見える
視界画像を画像合成する画像合成ステップとを含み、前
記３次元空間演算ステップは、仮想プレーヤの視界内の
光量差によって引き起こされる人間の明暗順応の不適合
を演出する明暗順応演出ステップを含み、前記画像合成
ステップは、色補完により表示画像の表示物の色を所定
色に近づけるデプスキューイング処理をおこなうデプス
キューイング処理ステップを含み、前記明暗順応演出ス
テップは、３次元シミュレーション空間内の仮想プレー
ヤの視界の一部又は全部が、他の部分との光量差による
明暗順応の不適合によって所定色に変化して見えるシミ
ュレーション状況であるか否かを判断する色変更判断ス
テップと、前記色変更判断ステップにおいて、前記所定
色に変化して見えるシミュレーション状況であると判断
した場合、前記デプスキューイング処理ステップにおい
て前記仮想プレーヤの視界の一部又は全部を構成する表
示物の色を所定色に近づける演算をおこなうことを指示
する色変更指示ステップとを含むことを特徴とする。

【００３８】本発明のシミュレーション装置は、色補完
により表示画像の表示物の色を所定色に近づけるデプス
キューイング処理を行うデプスキューイング処理手段を
有している。従って、表示画像の表示物の色を所定色に
近づけることによって、明暗順応の不適合を表示画面に
効果的に演出することが出来る。

【００３９】具体的には、暗順応の不適合を演出する場
合、対象となる表示物について、目がなれるまでを演出
するのに、その対象物が黒っぽい色から徐々に通常色に
移行するようなデプスキューイング処理を行うとよい。

【００４０】また、明順応の不適合を演出する場合、対
象となる表示物について、目がなれるまでを演出するの
に、その対象物が白っぽい色から徐々に通常色に移行す
るようなデプスキューイング処理を行うとよい。

【００４１】この様にすると、シミュレーション空間に
おける視界全体で光量変化が起きる場合はもちろんであ
るが、シミュレーション空間内の一部の光量が著しく他
と異なる場合にも、明暗順応が出来ない視界画像を演出
するのに有効である。

【００４２】例えば、ドライブのシミュレーションであ
れば、視界の全部が所定色に変化して見える場合とは、
トンネルから出た場合や、トンネルに入った場合等であ
る。この様な場合トンネルに出入りした直後は明暗順応
の不適合をおこし、視界が暗くなったり、白っぽくなっ
たりする。

【００４３】また、視界の一部が所定色に変化して見え
る場合とは、トンネル内から出口を見る場合や、その逆
に外界からトンネル内を見る場合等である。このような
場合、トンネルの出口から見える景色は、トンネル内の
景色と比べて光量が多すぎて、明順応ができなくて、白
っぽくみえ、トンネルの入口から見える景色は、外界の
景色と比べて光量が少なすぎて、暗順応ができなくて、
暗くみえる。従ってこのようなときは、その一部が所定
色に変化して見えるようデプスキューイング処理を行う
とよい。

【００４４】なお、このようなシミュレーション状況の
判断方法としては、シミュレーション空間内の仮想プレ
ーヤ（視点）の視界内の光量差を検出して、その光量差
に基づき判断してもよい。また、シミュレーション内容
に基づき、前述したようなシミュレーション状況を、予
め判断条件として設定しておいて、その判断条件に基づ
き判断するようにしてもよい。すなわち、仮想プレーヤ
（視点）がトンネルの出入口が見える状況かどうか、或
いは、トンネルの出入りを行ったか等を判断条件として
設定しておき、シミュレーション状況がその判断条件を
満たしたときに明暗順応の不適合が生じると判断するの
である。

【００４５】また、色変更指示手段は、前記デプスキュ
ーイング処理に必要な情報、例えばデプスキューイング
処理の対象となる表示物、前記表示物を近づける先とな
る色である奥カラー情報、近づける度合いを決定する奥
行き情報を含む情報を設定して、変更を指示するよう形
成してもよい。

【００４６】このように、本発明によれば、シミュレー
ション空間内で生じる光量差が明暗順応の不適合を引き
起こすことによって生じる視界画像をシミュレーション
画面に反映することが出来るので、リアリティに富んだ
シミュレーション装置とその画像合成方法を提供するこ
とができる。

【００４７】請求項５の発明のゲーム装置は、請求項１
〜４のいずれかにおいて、前記シミュレーション装置を
用いて形成されたことを特徴とする。

【００４８】この様にすることによって、ゲーム空間内
で生じる光量変化や光量差が明暗順応の不適合を引き起
こすことによって生じる視界画像をゲーム画面に再現す
ることが出来るので、リアリティに富んだゲーム装置を
提供することができる。

【００４９】以上説明したように、本発明によれば、仮
想３次元シミュレーション空間内の光量差によって引き
起こされる人間の明暗順応の不適合をシミュレーション
画面に再現することによって、リアリティに富んだシミ
ュレーション装置及び画像合成方法、又はそのようなシ
ミュレーション装置を用いて形成されたゲーム装置を提
供することができる。

【００５０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の好適な実施例を、
３次元ゲーム空間内に設定されたレーシングコースでレ
ースを行うゲーム装置を例にとり説明する。

【００５１】図２には実施例のサーキットレース型のゲ
ームシステムが示されている。実施例のゲームシステム
は、複数の独立したゲーム装置１−１，１−２，…が、
データ伝送ラインを介して互いに接続されている。

【００５２】各ゲーム装置は、図４に示す３次元ゲーム
空間５００内において、プレーヤの操縦するプレーヤレ
ーシングカーが、他のプレーヤの操縦するレーシングカ
ーや、コンピュータの操縦するコンピュータカーと順位
を競い合うように形成されている。

【００５３】ここで、独立したゲーム装置１−１，１−
２，…というのは、各ゲーム装置１−１，１−２，…が
それぞれ独立にシングルプレーヤゲームを行うことがで
きるように形成されることを意味する。もちろん、デー
タ伝送ラインを介し、他のプレーヤとの間で、同一のゲ
ーム空間内においてマルチプレーヤゲームを行うことも
できる。

【００５４】各ゲーム装置は、実際のレーシングカーの
運転席と同様に形成されている。そして、プレーヤは、
シート１８に着座し、ディスプレイ３０に映し出された
疑似３次元画像（ゲーム画面）を見ながら、操作部１０
に設けられたハンドル１４、アクセル１５、シフトレバ
ー１６、ブレーキ等を操作して架空のレーシングカーを
運転してゲームを行う。

【００５５】図１には、前記ゲーム装置のブロック図が
示されている。なお、他のゲーム装置との間でデータの
送受信を行う構成についての説明は、省略する。

【００５６】実施例の業務用ビデオゲーム装置は、操作
部１０と、ゲーム演算部１００と、画像合成部２００
と、表示画像の輝度を変更又は設定する輝度設定部２９
０、前記ディスプレイ３０とを含む。輝度設定部２９０
は、後述するように、明暗順応の不適合や明暗順応出来
ない場合のプレーヤの視界画像を合成する手段としても
用いられる。

【００５７】操作部１０は、図２に示すハンドル１４、
シフトレバー１６及びその他のペダル類等の、プレーヤ
の操作する部材である。

【００５８】ゲーム演算部１００は、操作部１０からの
入力信号と、あらかじめ定められたゲームプログラムと
に基づき、各種のゲーム演算を行い、画像合成に必要な
データを画像合成部２００へ出力するものであり、３次
元空間演算部１１０、マップ情報記憶部１３０、移動体
情報記憶部１４０を含んで構成される。

【００５９】３次元ゲーム空間を構成するオブジェクト
にはレーシングカーなどの移動するものと、レーシング
コース、トンネル、壁、ビルなどの位置が固定のものが
ある。

【００６０】移動体情報記憶部１４０には、レーシング
カー等の移動体の位置情報・方向情報及び表示すべきレ
ーシングカー等の映像を表すオブジェクトのオブジェク
トナンバーが記憶されている（以下、この記憶された位
置・方向情報及びオブジェクトナンバーを移動体情報と
呼ぶ）。

【００６１】また、マップ情報記憶部１３０には、レー
シングコース、トンネル、壁、ビル等からなるマップ情
報が方形状に分割され、この分割されたマップの位置情
報及びこの位置に表示すべきレーシングコース・トンネ
ル等の映像を表すオブジェクトのオブジェクトナンバー
が記憶されている（以下、この記憶された位置情報及び
オブジェクトナンバーを分割マップ情報と呼ぶ）。

【００６２】３次元空間演算部１１０内に設けられた記
憶部（図示せず）には、所定のゲームプログラムが記憶
されている。３次元空間演算部１１０は、このゲームプ
ログラム、操作部１０からの操作信号及び移動体情報記
憶部１４０から読み出したプレーヤレーシングカー情報
にしたがってプレーヤレーシングカーの位置座標を演算
する。さらに３次元空間演算部１１０は、ゲームプログ
ラム及び移動体情報記憶部１４０から読み出した移動体
情報に基づいて、他の移動体の位置座標も演算する。そ
してプレーヤレーシングカーの位置座標、他の移動体
（レーシングカー等）の位置座標、マップ情報記憶部１
３０から読み出した分割マップ情報に基づいて、３次元
ゲーム空間を設定する。

【００６３】このようにして、本実施例では図４に示す
よう設定された所定の３次元ゲーム空間５００内をプレ
ーヤの操縦によりレーシングカーが移動し、プレーヤが
他のレーシングカーと競争する様子を演算し、演算結果
を画像合成部２００に出力する。

【００６４】本実施例のゲーム装置では１／６０秒ごと
にディスプレイに画像が供給されるので、３次元空間演
算部１１０は１／６０秒ごとに前述した演算を行い、そ
の情報を画像合成部２００に出力している。

【００６５】なお、３次元空間演算部１１０は、輝度変
更判断部１２２、輝度変更指示部１２４、色変更判断部
１２６、色変更指示部１２８を含んでおり明暗順応演出
手段としても機能するように構成されているが、これら
の機能については後述する。

【００６６】画像合成部２００は、ゲーム演算部１００
の演算結果に従い、３次元ゲーム空間内に設定された視
点（具体的には、プレーヤが操縦するレーシングカーの
運転席にいると想定される仮想プレーヤの視点、或いは
操縦し易くするために、そのレーシングカーの後方を、
そのレーシングカーと共に３次元ゲーム空間内を移動す
るように想定される仮想プレーヤの視点等）から見える
視界画像である疑似３次元画像の形成を行い、ディスプ
レイ３０上に表示するものであり、３次元演算部２２０
と、画像描画部２４０と、オブジェクト画像情報記憶部
２６０とを含んで構成される。

【００６７】前記オブジェクト画像情報記憶部２６０に
は、前記のオブジェクトナンバーにより指定されたレー
シングカーなどの移動体の画像情報と、レーシングコー
ス、トンネル、壁等の画像情報とが記憶されている。

【００６８】この場合、これらの画像情報は複数のポリ
ゴンの集合として表現されている。例えば図３に示すよ
うに、レーシングカー等の移動体オブジェクト５１０は
ポリゴン５１２ー１，５１２−２，５１２ー３…の集合
により表現されている。そして、このポリゴン５１２ー
１〜５１２ー３…の各頂点座標等からなる画像情報が、
オブジェクト画像情報記憶部２６０に記憶されている。
同様に、マップオブジェクトである壁等のマップ情報
も、ポリゴンの集合として表現され、このポリゴンの頂
点座標等からなる画像情報もオブジェクト画像情報記憶
部２６０に記憶されている。

【００６９】３次元演算部２２０は、入力されたデータ
（移動体情報や分割マップ情報等）に基づき、オブジェ
クト画像情報記憶部２６０から対応する画像情報を読み
出し、複数のポリゴンの集合としてゲーム空間へ設定す
る。このときワールド座標系で入力された各オブジェク
トの位置情報より、各オブジェクトを構成するポリゴン
の集合の視点座標系における頂点座標を求める処理を行
う。すなわち３次元空間演算部１１０の出力座標はワー
ルド座標系なので視点座標系へ座標変換を行う。そして
視野外にあるデータを除去するクリッピング処理、スク
リーン座標系への透視投影変換及びソーティング処理等
の処理をおこなって、画像描画部２４０へ処理後のデー
タを出力する。

【００７０】画像描画部２４０では、これらの入力され
たデータから仮想プレーヤの視界の画像情報の形成を行
う。つまり、３次元演算部２２０から入力されたデータ
は、ポリゴンの頂点情報等から構成される画像情報とし
て表現されているため、画像描画部２４０では、このポ
リゴンの頂点情報等からポリゴン内部全てのドットにお
ける画像情報の形成が行われる。そして、処理後のデー
タは、ディスプレイ３０に出力され、ディスプレイ３０
上には、図５に示すような仮想３次元ゲーム画像が表示
されることになる。

【００７１】また画像描画部２４０は、色補完によりデ
ィスプレイ上の表示物の色を所定色に近づける演算を行
うデプスキューイング処理部２８０を含んで構成されて
いる。デプスキューイング処理部２８０は後述するよう
に、明暗順応の不適合や明暗順応出来ない場合のプレー
ヤの視界画像を合成する手段としても用いられる。

【００７２】なお、画像描画部２４０における画像合成
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、はり付けるとい
うテクスチャマッピングと呼ばれる手法を用いてもよ
い。

【００７３】このようにして、図４に示すよう設定され
たレーシングコースを、プレーヤの操縦によりレーシン
グカーが移動するゲーム画面を形成し、これをディスプ
レイ３０上に表示するように形成されている。

【００７４】図３には、このような画像合成手法の原理
図が示されている。

【００７５】実施例のゲーム装置には、３次元ゲーム空
間５００及びこの３次元ゲーム空間５００内に登場する
３次元オブジェクト５１０に関する情報があらかじめ記
憶されている。前記３次元オブジェクト５１０に関する
画像情報は、複数のポリゴン５１２−１，５１２−２，
５１２−３，……からなる形状モデルとして表現され、
あらかじめメモリー内に記憶されている。

【００７６】ドライブゲームを例にとると、３次元オブ
ジェクト５１０は３次元ゲーム空間５００内に登場する
レーシングカーであり、３次元ゲーム空間５００内に
は、この他に、例えば、図４に示すようにレーシングコ
ース３２０、ビル３３０、トンネル３３２、崖３３６、
ガードレール３３８などの背景を表す各種の３次元オブ
ジェクトが配置されている。

【００７７】前記レーシングコース３２０は、複数のコ
ーナ部３２２を有し、場所によりアップダウン、あるい
はバンクが設けられている。

【００７８】これらの３次元オブジェクトは、仮想プレ
ーヤの視点６１０を中心とする視点座標系の透視投影面
５２０上に透視投影変換され、疑似３次元画像５２２と
してディスプレイ３０上に表示される。例えば、プレー
ヤ６００が操作部１０を前にして、視点６１０からディ
スプレイ３０を見ると、自分が仮想プレーヤとなり、レ
ーシングカーの運転席に座り、３次元空間５００内に位
置しているような映像を見ることができる。 プレーヤ
６００が、操作部１０のハンドル等を操作して、自分が
仮想的に乗っているレーシングカーの回転、並進等の操
作を行うと、３次元空間５００に対する視点６１０の位
置が変化し、３次元空間５００が回転、並進されること
になる。このためゲーム演算部１００は、この操作信号
およびゲームプログラムに基づいて３次元ゲーム空間５
００を構成する、レーシングカーである３次元オブジェ
クト５１０やその他の３次元オブジェクトの回転、並進
等の演算をリアルタイムで行う。そして、前記したよう
にこれら３次元オブジェクトは透視投影面５２０上に透
視投影変換され、リアルタイムで変化する疑似３次元画
像５２２としてディスプレイ３０上に表示される。

【００７９】したがって、プレーヤ６００は、操作部１
０を操作し、レーシングカーを操縦することにより、３
次元ゲーム空間５００内に設定されたレーシングコース
内をレーシングカーを運転しながらレースに参加してい
る状態をシミュレートできることになる。

【００８０】コンピュータグラフィックスの手法を用い
た場合、前記３次元オブジェクト５１０は、独立したボ
ディ座標系を用いてその形状モデルを作成している。す
なわち、３次元オブジェクト５１０を構成する各ポリゴ
ンを、このボディ座標系上に配置し、その形状モデルを
特定している。

【００８１】さらに、３次元ゲーム空間５００は、ワー
ルド座標系（ＸW ，ＹW ，ＺW ）を用いて構成され、ボ
ディ座標系を用いて表された３次元オブジェクト５１０
は、その運動モデルに従ってワールド座標系の中に配置
される。

【００８２】そして、視点６１０の位置を原点として、
視線の方向をＺ軸の正方向にとった視点座標系にデータ
を変換し、投影面５２０であるスクリーン座標系へ、そ
れぞれの座標を透視投影変換する。このようにして、視
点６１０から見える３次元ゲーム空間５００の視野内の
画像をディスプレイ３０上に表示することができる。特
に、実施例のゲーム演算部１００は、ワールド座標系で
構成される３次元ゲーム空間５００内において、視点６
１０の位置を任意に変更できるように形成されている。
実施例では、ゲーム中はその視点位置６１０をプレーヤ
レーシングカー５３０の後方から前方に向けて設定する
ことにより、図５に示すようにプレーヤレーシングカー
５３０の後方から前方に向けて見た３次元ゲーム空間５
００の画像をディスプレイ３０上に表示させることがで
きる。

【００８３】本実施例の業務用ゲーム装置は、ゲームが
開始されると、プレーヤの運転するレーシングカー５３
０が、図４に示すスタートポイント３４０からスタート
する。そして、ゲームコース３２０を１周し、制限時間
内にチェックポイント３４２を通過すると、さらにもう
１周ゲームコースを周回する。そして、所定回数ゲーム
コースを周回するとゴールすることになり、プレーヤの
順位が決定される。

【００８４】このようなゲーム装置では、ディスプレイ
に表示されるゲーム画面を現実の人間の視界により近い
ものとすることでリアリティを高め、ゲームの面白味を
格段に向上させることが出来る。

【００８５】ところが、コースに変化をもたせるために
コース上にトンネルを設けた場合、次のような問題が生
る。

【００８６】図６（Ａ）は人間がトンネル外からトンネ
ル内に入ったときの外界の光量の変化（図中７００で示
す）とそれに伴う人間の瞳孔の拡大（図中７１０で示
す）の関係を表したものであり、図６（Ｂ）はその時の
人間の網膜に感じる光量（図中７２０で示す）を表した
ものである。図６（Ａ）に示すように、人間がトンネル
外からトンネル内に入ると外界の光量が大幅に減少する
にもかかわらず、それに対応して人間の瞳孔が拡大する
のにａ（約３秒）のタイムラグがある。従ってトンネル
に入った直後、人間の網膜に感じる光量７２０は、図６
（Ｂ）に示すように極端に減少するので、人間は視界が
暗くなったような感じを受ける。そして一定時間ａが経
過すると、外界の光量に応じた大きさに瞳孔が拡大する
ので、いわゆる暗闇に目が慣れた状態となる。

【００８７】図７（Ａ）は人間がトンネル内からトンネ
ル外に出たときの外界の光量の変化（図中７００で示
す）とそれに伴う人間の瞳孔の拡大（図中７１０で示
す）の関係を表したものであり、図７（Ｂ）はその時の
人間の網膜に感じる光量を表したものである。図７
（Ａ）に示すように、人間がトンネル内からトンネル外
に出ると外界の光量が大幅に増加するにもかかわらず、
それに対応して人間の瞳孔が収縮するのにｂ（約３秒）
のタイムラグがある。従ってトンネルから出た直後、人
間の網膜に感じる光量７２０は、図７（Ｂ）に示すよう
に極端に増加するので、人間は視界が白っぽくなったよ
うな感じを受ける。そして一定時間ｂが経過すると、外
界の光量に応じた大きさに瞳孔が収縮するので、いわゆ
る明るさに目が慣れた状態となる。

【００８８】この様に現実に人間がトンネルに出入りす
るときは外界の光量変化に明暗順応するのに前述したよ
うに一定時間ａ，ｂの間不適合が生じるため、トンネル
に入るときは視界が暗くなり、また出るときは、眩しい
ような感じを受ける。

【００８９】しかし従来ゲーム画面上では、トンネルに
入った直後でも、暗順応完了時の画面が表示されてい
た。また、トンネルからでた直後も、明順応完了時の画
面が表示されていた。

【００９０】従って、せっかくのリアリティに富んだゲ
ーム画面も、このような場合には人間の現実の視界画像
と異なり、違和感を与えていた。

【００９１】そこで、本実施例では、人間の生理現象で
ある明暗順応の不適合を表示画面に演出するという従来
にない構成を採用している。

【００９２】すなわち、本実施例のゲーム装置は、仮想
３次元空間の仮想プレーヤの視界の光量変化が著しく仮
想プレーヤが明暗順応の不適合を起こす場合や、仮想３
次元空間の仮想プレーヤの視界の一部の表示物の光量差
が大きいために、仮想プレーヤが明暗順応出来ない場合
に、その明暗順応出来ていない仮想プレーヤの視界画像
を表示画面に再現するように形成されている。

【００９３】図１に示すように、本実施例のゲーム装置
は、デプスキューイング処理部２８０と輝度設定部２９
０を有しているので、この様な視界画像を合成するのに
輝度変更とデプスキューイング処理の手法を用いてい
る。具体的には、輝度変更は表示画面全体の輝度を変更
するときに用いる。例えば、トンネルに入るときは暗く
なり、また出るときは、眩しく感じる仮想プレーヤの視
界画像を、表示画面全体の輝度を変更することによって
演出するのである。

【００９４】本実施例では、輝度設定部２９０を用い
て、このような視界画像を合成するために、３次元空間
演算部１１０に輝度変更判断部１２２と輝度変更指示部
１２４を設けている。

【００９５】輝度変更判断部１２２は、仮想３次元空間
内の仮想プレーヤの視界で起こる光量の変化によって仮
想プレーヤに明暗順応の不適合が生じ、その結果として
表示画面に明暗順応の不適合を演出すべきゲーム状況で
あるか否かを判断する。

【００９６】なお、このようなゲーム状況の判断方法と
しては、３次元ゲーム空間内の仮想プレーヤの視界の光
量を検出して、その変化に基づき判断してもよい。ま
た、ゲーム内容に基づき、光量変化の予測されるゲーム
状況を、予め判断条件として設定しておいて、その判断
条件に基づき判断するようにしてもよい。例えば、トン
ネルの出入口において明暗順応の不適合が生じる状況が
予測されるので、仮想プレーヤがトンネルの出入りを行
ったどうかを判断条件として設定しておき、ゲーム状況
がその判断条件を満たしたときに仮想プレーヤに明暗順
応の不適合が生じたと判断するのである。

【００９７】輝度変更判断部１２２が輝度変更を行うゲ
ーム状況であると判断したとき、輝度変更指示部１２４
は、輝度設定部２９０に画面上の輝度を変更するための
指示を行う。

【００９８】輝度の変更は表示画面を構成するブルー
（以下Ｂと表す）、グリーン（以下Ｇと表す）及びレッ
ド（以下Ｒと表す）の各光毎に行うこともできるし、各
光を同一の割合で増減することもできる。

【００９９】輝度設定部２９０は、表示画面の各画素毎
のカラー信号が決定されてから画面に出力される前の補
正の段階で、輝度変更指示部１２４の指示に基づいて表
示画面の輝度の変更演算を行うものである。カラー信号
は表示画面の各画素毎の色を表すものであり、Ｒ、Ｇ、
Ｂの各色の輝度の情報で構成されている。

【０１００】例えばカラー信号のＲの輝度情報をｒとし
て、輝度変更係数をｉ、画面に出力されるＲの輝度情報
をｒ^'、比例定数をｋとすると、 ｒ^' ＝ ｋ × ｒ × ｉ で表される輝度の変更設定が行われる。Ｇ，Ｂについて
も同様である。従って、この様な場合、輝度変更指示部
１２４は輝度変更係数をｉを含んだ輝度変更情報を作成
し、輝度設定部２９０に画面上の輝度を変更するための
指示を行う。

【０１０１】なお、輝度変更指示部１２４が輝度設定部
２９０に画面上の輝度の変更を指示する方法は上述の例
に限らず、輝度変更係数ｉをカラー信号のＲの輝度情報
ｒに加減して変更設定するような構成としてもよいし、
他の構成でもよい。

【０１０２】また、本実施例のゲーム装置では１／６０
秒ごとにディスプレイに画像が供給されるので、輝度の
変更を行うときは、輝度変更指示部１２４は、１／６０
秒ごとに、輝度変更を指定するための指示を行い、輝度
設定部２９０は、前記指示に基づき、１／６０秒ごとに
輝度の変更設定を行っている。

【０１０３】図８（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ原点をトンネ
ルの入口点、出口点として横軸に時間、縦軸に輝度の増
減率（表示画面の輝度変更を行わない場合を１として、
どのくらいのい割合で輝度が増減されているか）を表し
た図である。前記輝度変更係数ｉは、この輝度の増減率
に基づき設定される。

【０１０４】トンネルの入口では、仮想プレーヤの網膜
に映る光量は、図６（Ｂ）のようになり、暗闇に目が慣
れるまで約３秒程かかっている。従って、その間１／６
０秒ごとに、図８（Ａ）に示すように表示画面の輝度変
更を行うことによって、仮想プレーヤの目が徐々に慣れ
ていく状態をゲーム画面の表示画像に再現している。す
なわち、トンネルの入り口付近では、輝度変更指示部１
２４は、１／６０秒毎に図８（Ａ）の輝度の増減率７３
０に基づき輝度の変更を指示するための輝度変更係数を
設定している。

【０１０５】トンネルの出口では、仮想プレーヤの網膜
に映る光量は、図７（Ｂ）のようになり、明るさに目が
慣れるまで約３秒程かかっている。従って、その間１／
６０秒ごとに、図８（Ｂ）に示すように表示画面の輝度
変更を行うことによって、仮想プレーヤの目が徐々に慣
れていく状態をゲーム画面の表示画像に再現している。
すなわち、トンネルの出口付近では、輝度変更指示部１
２４は、１／６０秒毎に図８（Ｂ）の輝度の増減率７３
０に基づき輝度の変更を指示するための輝度変更係数を
設定している。

【０１０６】なお、このような演出は、デプスキューイ
ング処理でも実現することが出来るが、本実施例では、
輝度設定部２９０で行っている。輝度設定部２９０は、
ポリゴン単位ではなく画面全体の輝度変更を行うため、
処理にかかる負担が小さいからである。従って、トンネ
ルに入った直後や、トンネルから出た直後は、プレーヤ
の視界全体が暗くなったり、明るくなったりするので、
処理にかかる負担が小さい輝度設定部２９０で画面全体
の輝度変更を行うのである。

【０１０７】しかし、輝度設定部２９０は画面全体に対
して輝度変更を行うので、仮想プレーヤの視界の一部に
光量差があるために明暗順応出来ない場合に、その表示
部分のみ輝度変更を行うことは出来ない。従ってそのよ
うな場合は、デプスキューイング処理を用いている。

【０１０８】例えば、トンネル内から出口を見るとき
は、トンネルの出口から見える景色は、トンネル内の景
色と比べて光量が多すぎて、人間は明順応ができなく
て、白っぽくみえる。この様なとき、デプスキューイン
グ処理を行うことによって、仮想３次元空間の仮想プレ
ーヤの視界の一部に対しても、仮想プレーヤが明順応出
来ない場合の視界画像を演出することが出来る。

【０１０９】そして、トンネルから出て外界の明るさに
目が慣れるまでの明順応の不適合を演出する場合にも、
仮想プレーヤの視界の全部に対して、白っぽい色から徐
々に通常色に移行するようなデプスキューイング処理を
行う。この様な処理を行うと、プレーヤが見るトンネル
外の景色は、トンネル内からトンネル外にかけて、白っ
ぽい色から違和感なく通常色に戻る。こうしてプレーヤ
は、まるで自分が明順応の不適合を起こしているような
感覚を味わうことが出来る。

【０１１０】その逆に外界からトンネル内を見るとき
は、トンネルの入口から見える景色は、外界の景色と比
べて光量が少なすぎて、人間は暗順応ができなくて、暗
くみえる。この様なとき、デプスキューイング処理を行
うことによって、仮想３次元空間の仮想プレーヤの視界
の一部に対しても、仮想プレーヤが暗順応出来ない場合
の視界画像を演出することが出来る。

【０１１１】そして、トンネルに入ってトンネル内の暗
さに目が慣れるまでの暗順応の不適合を演出する場合、
この場合は仮想プレーヤの視界の全部に対して、黒っぽ
い色から徐々に通常色に移行するようなデプスキューイ
ング処理を行う。この様な処理を行うと、プレーヤが見
るトンネル内の景色は、トンネル外からトンネル内にか
けて、黒っぽい色から違和感なく通常色に戻る。こうし
てプレーヤは、まるで自分が暗順応の不適合を起こして
いるような感覚を味わうことが出来る。

【０１１２】この様なデプスキューイング処理を、輝度
変更に加えて行うと、より自然な画像で効果的な明暗順
応演出を行うことが出来る。なお、デプスキューイング
処理については本出願人の特願平５−１７３６９８の手
法を用いており、具体的な構成については省略する。

【０１１３】本実施例のデプスキューイング処理は、表
示物の色変更をポリゴン単位に行えるように構成されて
いる。このため、表示画面の一部であるか全部であるか
とにかかわらず色変更を行うことが出来る。従って、前
述したトンネルの出入りの場合のように、最初、視界画
像の一部が明暗順応演出の対象となる場合は、デプスキ
ューイング処理を用いて、仮想プレーヤの視界画像を合
成を行う。

【０１１４】デプスキューイング処理を用いてこのよう
な視界画像を合成するために、本実施例では、３次元空
間演算部１１０に、さらに色変更判断部１２６と色変更
指示部１２８を設けている。

【０１１５】色変更判断部１２６は、仮想３次元空間内
の仮想プレーヤの視界の一部で起こる光量の変化によっ
て、仮想プレーヤに明暗順応出来ない場合が生じ、その
結果として表示画面の一部を所定色に近づけるためのデ
プスキューイング処理を行うゲーム状況であるか否かを
判断する。

【０１１６】なお、このようなゲーム状況の判断方法と
しては、３次元ゲーム空間内の仮想プレーヤの視界の光
量を検出して、その変化に基づき判断してもよい。ま
た、ゲーム内容に基づき、光量変化の予測されるゲーム
状況を、予め判断条件として設定しておいて、その判断
条件に基づき判断するようにしてもよい。例えば、トン
ネルの中から出口が見えるときや、外からトンネルの入
口が見えるときは、トンネルの出入口の色が白っぽくみ
えたり、黒っぽくみえたりする状況が予測されるので、
そのようなゲーム状況であるかどうかを判断条件として
設定しておくのである。

【０１１７】色変更判断部１２６が、明暗順応の不適合
や明暗順応出来ない場合を検出したとき、デプスキュー
イング処理部２８０に、画面上の表示物の色を所定色に
近づける演算を行うよう指示を行うのが、色変更指示部
１２８である。

【０１１８】本実施例のゲーム装置では１／６０秒ごと
にディスプレイに画像が供給されるので、画面上の表示
物の色を所定色に近づける場合、色変更指示部１２８
は、１／６０秒ごとに、デプスキューイング処理部２８
０に画面上の表示物の色を所定色に近づけるための演算
を行うことを指示している。

【０１１９】デプスキューイング処理部２８０は画面上
の各画素毎の色が決定されてから画面上の表示物の一部
又は全部を所定色に近づける処理をおこなうものであ
り、次のようにして行われる。

【０１２０】図９においてＣＺは奥行き情報である。ま
たＡは前カラー信号と呼ばれる元の色であり、Ｃは奥カ
ラー信号と呼ばれるデプスキューイング処理の色補間に
より近づける先となる色である。Ａ及びＣは、Ｒ、Ｇ，
Ｂの各色の輝度情報で構成されている。Ｂは、奥行きＣ
Ｚの位置における色としてデプスキューイング処理によ
り得られるものである。これによりＣＺが大きいほど、
即ち奥側に近づくほど色Ｂは色Ｃに近づく。以上の色補
間演算をＲＧＢの各成分の輝度に対して施すことでデプ
スキューイング処理を実現できる。

【０１２１】デプスキューイング処理部２８０はこの様
なデプスキューイング処理を各ポリゴン毎に行うことが
出来るので、画面上の表示物の一部についても又全部に
ついても行うことが出来る。

【０１２２】またデプスキューイング処理部２８０がデ
プスキューイング処理を行う場合はデプスキューイング
処理の対象となる表示物及び、その奥カラー信号及び奥
行き情報が必要であるので、色変更設定部１２８は、前
記情報を含んだ色変更情報を設定して変更の指示を行
う。

【０１２３】図１０（Ａ）は、原点をトンネルの入口点
として、トンネル入口付近における入口内の表示物の色
をデプスキューイング処理によって通常色に近づけてい
くときの奥行き情報７４０を表した図である。

【０１２４】トンネルに入る前は、トンネルの入り口か
ら見えるトンネル内の景色は暗く見える。トンネル内の
景色は、回りの景色に比べて光量が少なすぎて、仮想プ
レーヤは暗順応出来ないからである。そして、仮想プレ
ーヤがトンネルに入ってしばらくすると、トンネル内の
景色に目がなれてくる。この様な状況の仮想プレーヤの
視界画像を演出するために、トンネル内を構成する表示
物に対して、黒にとけ込むようにデプスキューイング処
理を行う。このとき色変更指示部１２８は色変更情報
に、処理の対象となる表示物としてトンネル内を構成す
る表示物を、奥カラー信号として黒を、そして奥行き情
報７４０を、目が慣れるまでの約３秒間、図１０（Ａ）
７４０に示すように、１／６０秒ごとに設定する。

【０１２５】この様に奥行き情報７４０を変化させるこ
とで、トンネル外にいるとき、トンネルの入り口から見
えるトンネル内の景色と、トンネル内に入って見えるト
ンネル内の景色が、黒っぽい景色から、通常の景色へと
スムーズに変化して、違和感のない暗順応演出を行うこ
とが出来、プレーヤは暗順応の不適合を起こした状態か
ら徐々に目が慣れてくるような感覚を味わうことが出来
る。

【０１２６】図１０（Ｂ）は、原点をトンネルの出口点
として、トンネル出口付近におけるトンネル外の表示物
の色をデプスキューイング処理によって通常色に近づけ
ていくときの奥行き情報７４０を表した図である。

【０１２７】トンネルを出る前は、トンネルの出口から
見えるトンネル外の景色は明るく白っぽく見える。トン
ネル外の景色は、回りの景色に比べて光量が多すぎて、
仮想プレーヤは明順応出来ないからである。そして、仮
想プレーヤがトンネルを出てしばらくすると、トンネル
外の景色に目がなれてくる。この様な状況の仮想プレー
ヤの視界画像を演出するために、トンネル外を構成する
表示物に対して、白にとけ込むようにデプスキューイン
グ処理を行う。このとき色変更指示部１２８は色変更情
報に、処理の対象となる表示物としてトンネル外を構成
する表示物を、奥カラー信号として白を、そして奥行き
情報を、目が慣れるまでの約３秒間、図１０（Ｂ）７４
０に示すように、１／６０秒ごとに設定する。

【０１２８】この様に奥行き情報７４０を変化させるこ
とで、トンネル内にいるとき、トンネルの出口から見え
るトンネル外の景色と、トンネル外に出て見えるトンネ
ル外の景色が、白っぽい景色から、通常の景色へとスム
ーズに変化して、違和感のない明順応演出を行うことが
出来、プレーヤは明順応の不適合を起こした状態から徐
々に目が慣れてくるような感覚を味わうことが出来る。

【０１２９】なお、デプスキューイング処理部２８０は
必ずしも画像描画部２４０に含める必要はなく、３次元
演算部２２０においてポリゴンの頂点座標等に色に関す
る情報、例えばＲＧＢの各輝度情報等をもっている場合
は、３次元演算部２２０に含ませることもできる。

【０１３０】図１１は、本実施例において、仮想プレー
ヤがトンネル内からトンネル外に出る過程で行われる明
暗順応の演出を示したフローチャート図であり、図１２
は、その時のプレーヤカー５３０とトンネル３３２の位
置関係を示した図である。また、図１３〜図１６はその
時のゲーム画面の説明図である。

【０１３１】プレーヤカー５３０がトンネル３３２内に
入って、出口３２６が見えてくると（図１１のステップ
１０、図１２の５３０ー１）、トンネル外の景色５５０
は、トンネル内に比べて光量が多すぎて、仮想プレーヤ
は明順応出来ないので、白っぽく見える。従って、この
とき色変更判断部１２６は、デプスキューイング処理を
行うことを判断し、色変更指示部１２８は、デプスキュ
ーイング処理部２８０が、トンネル外の景色５５０を構
成する表示物（ポリゴン）に対して奥カラーを白にして
デプスキューイング処理を行うよう色変更情報を設定す
る。そして、デプスキューイング処理部２８０が前記色
変更情報に基づきデプスキューイング処理を行う（ステ
ップ２０）と、図１３に示すようなゲーム画面が表示さ
れる。このゲーム画面では、トンネル外の景色５５０は
デプスキューイング処理によって白っぽく表示されてい
る。

【０１３２】図１４は仮想プレーヤがトンネルの出口３
２６近くまで近づいたときの（図１２の５３０ー２）ゲ
ーム画面を表したもので、トンネル外の景色５５０が表
示画面に占める割合が大きくなっており、このときも図
１３同様に、トンネル外の景色はデプスキューイング処
理によって白っぽく表示されている。しかし、この白っ
ぽさの程度は、図１０（Ａ）に示すように、トンネルの
出口３２６に近づくにつれ少なくなっているので、図１
３に比べて、通常色に近いものとなっている。

【０１３３】プレーヤカー５３０がトンネル外に出ると
（図１１のステップ３０、図１２の５３０ー３）、トン
ネル内外の光量変化が著しくて、仮想プレーヤの明順応
に不適合が生じるので、トンネル外の景色５３０は、眩
しくて白っぽく見える。

【０１３４】従って、このとき輝度変更判断部１２２
は、輝度変更を行うことを判断し、輝度変更指示部１２
４は、輝度設定部２９０に、画面の輝度を上げるよう輝
度変更情報を設定して指示する。そして、輝度設定部２
９０が前記輝度変更情報に基づき輝度の演算を行う（ス
テップ４０）と、図１５に示すようなゲーム画面が表示
される。このゲーム画面では、トンネル外の景色５５０
は輝度が高い、白っぽくて眩しい画面で表示されてい
る。例えば、前方に見える山５６０は通常よりも輝度が
高く白っぽく表示されている。

【０１３５】そしてその後、図８（Ｂ）に示すように、
徐々の通常の輝度に戻るよう輝度設定が行われ、また図
１０（Ｂ）に示すように、徐々に通常の色合いの画面に
戻るように、デプスキューイング処理が行われる（ステ
ップ５０）。そして、トンネルを出て、約３秒後には、
明るさに目が慣れた状態で見るべき、図１４に示すよう
な通常画面が表示される。このときトンネル外の景色５
５０は通常の輝度の通常の色合いの表示画面になってい
る。例えば、前方に見える山５６０は通常の表示に戻っ
ている。

【０１３６】なお、本発明は、上記の実施例で説明した
ものに限らず、種々の変形実施が可能である。

【０１３７】例えば、輝度設定もデプスキューイング処
理も上記の手法に限らず種々の手法を採用できる。

【０１３８】また、本発明は、レーシングカーゲームの
みならず、格闘技ゲーム、戦車戦ゲーム、戦闘機ゲー
ム、ロボット対戦ゲーム等の種々のゲーム装置に適用で
きる。なお、デプスキューイング処理を用いず、明暗順
応の演出を輝度の変更のみで行う場合は３次元演算を行
わないゲーム装置にも適用出来る。

【０１３９】また、本発明は、業務用のゲーム装置のみ
ならず、例えば、家庭用のゲーム装置にも適用できる。
図１７には家庭用のゲーム装置に本発明を適用した場合
のブロック図の一例が示される。このゲーム装置は、本
体装置１０００、操作部１０１２、記憶媒体（ＣＤ−Ｒ
ＯＭ、ゲームカセット、メモリカード等）１３０６を含
み、生成された画像及び音声をテレビモニタ１０１０等
に出力してゲームを楽しむものである。本体装置１００
０は、３次元空間演算部の機能を有するＣＰＵ１１０
０、３次元演算部１２１０、画像形成部１２２８を含む
画像合成部１２２０、音声合成部１３００、作業用のＲ
ＡＭ１３０２、データをバックアップするためのバック
アップメモリ（メモリカード等）１３０４を含む。

【０１４０】また本発明は、いわゆるマルチメディア端
末、あるいは多数のプレーヤが参加する大型アトラクシ
ョン型のゲーム装置にも適用できる。

【０１４１】また、３次元空間演算部、３次元演算部、
画像形成部等において行われる演算処理は、専用の画像
処理デバイスを用いて処理してもよいし、汎用のマイク
ロコンピュータ、ＤＳＰ等を利用してソフトウェア的に
処理してもよい。

【０１４２】また、３次元空間演算部、３次元演算部、
画像描画部等の構成及び演算処理手法も本実施例で説明
したものに限定されるものではない。

【０１４３】また、本発明には、画像合成されたゲーム
画像をヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）と呼ばれ
るディスプレイに表示する構成のものも含まれる。

【０１４４】更に、本発明は、ゲーム装置に限らず、仮
想３次元空間をリアリティの高い視界画像として提供す
る各種シミュレーション装置に適用できる。例えば自動
車練習場の運転練習用シミュレーション装置等にも適用
出来る。

【０１４５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のゲーム装置の機能ブロック図である。

【図２】本発明のゲーム装置の外観斜視説明図である。

【図３】実施例の疑似３次元ゲーム画像の合成原理の説
明図である。

【図４】実施例のゲームコースの概略図である。

【図５】実施例のゲーム画面の説明図である。

【図６】（Ａ），（Ｂ）は、トンネルの入口付近での暗
順応を不適合を説明するためのグラフである。

【図７】（Ａ），（Ｂ）は、トンネルの出口付近での明
順応を不適合を説明するためのグラフである。

【図８】（Ａ），（Ｂ）は、実施例のゲーム装置の輝度
変更を説明するためのグラフである。

【図９】実施例のゲーム装置のデスプキューイング処理
の原理説明図である。

【図１０】（Ａ），（Ｂ）は、実施例のゲーム装置のデ
スプキューイング処理による色変更を説明するためのグ
ラフである。

【図１１】実施例で行われるトンネルの出口付近におけ
る明順応の演出を時系列に示したフローチャート図であ
る。

【図１２】実施例出行われるトンネルの出口付近におけ
るプレーヤの位置関係を示した図である。

【図１３】実施例のゲーム画面の説明図である。

【図１４】実施例のゲーム画面の説明図である。

【図１５】実施例のゲーム画面の説明図である。

【図１６】実施例のゲーム画面の説明図である。

【図１７】他の実施例の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１−１，１−２ ゲーム装置 １０ 操作部 ３０ ディスプレイ １００ ゲーム演算部 １１０ ３次元空間演算部 １２２ 輝度変更判断部 １２４ 輝度変更指示部 １２６ 色変更判断部 １２８ 色変更指示部 １３０ マップ情報記憶部 １４０ 移動体情報記憶部 ２００ 画像合成部 ２２０ ３次元演算部 ２４０ 画像描画部 ２６０ オブジェクト画像情報記憶部 ２８０ デプスキューイング処理部 ２９０ 輝度設定部 ３２０ 道路 ３３２ トンネル ５３０ プレーヤレーシングカー ５５０ トンネル外の景色

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 人間の視界をシミュレートする画像を合
   成し、ディスプレイ上に表示するシミュレーション装置
   であって、 視界内の光量差によって引き起こされる人間の明暗順応
   の不適合を演出する明暗順応演出手段と、 表示画像の輝度を変更設定する輝度設定手段とを含み、 前記明暗順応演出手段は、 前記シミュレートされる視界が、光量変化による明暗順
   応の不適合を起こすシミュレーション状況であるか否か
   を判断する輝度変更判断手段と、 前記輝度変更判断手段が明暗順応の不適合を起こすシミ
   ュレーション状況であると判断した場合、前記輝度設定
   手段に輝度の変更を指示する輝度変更指示手段とを含む
   ことを特徴とするシミュレーション装置。
2. 【請求項２】 ３次元シミュレーション空間における仮
   想プレーヤの視界画像をプレーヤに対してディスプレイ
   上に表示するシミュレーション装置であって、 前記３次元シミュレーション空間を形成演算する３次元
   空間演算手段と、 前記３次元空間演算手段によって形成演算された３次元
   シミュレーション空間において、仮想プレーヤの視点位
   置から見える視界画像を画像合成する画像合成手段と、 表示画像の輝度を変更設定する輝度設定手段とを含み、 前記３次元空間演算手段は、仮想プレーヤの視界内の光
   量差によって引き起こされる人間の明暗順応の不適合を
   演出する明暗順応演出手段を含み、 前記画像合成手段は、 色補完により表示画像の表示物の色を所定色に近づける
   デプスキューイング処理をおこなうデプスキューイング
   処理手段を含み、 前記明暗順応演出手段は、 ３次元シミュレーション空間内の仮想プレーヤが、光量
   変化による明暗順応の不適合を起こすシミュレーション
   状況であるか否かを判断する輝度変更判断手段と、 前記輝度変更判断手段が明暗順応の不適合を起こすシミ
   ュレーション状況であると判断した場合、前記輝度設定
   手段に輝度の変更を指示する輝度変更指示手段と、 ３次元シミュレーション空間内の仮想プレーヤの視界の
   一部又は全部が、他の部分との光量差による明暗順応の
   不適合によって所定色に変化して見えるシミュレーショ
   ン状況であるか否かを判断する色変更判断手段と、 前記色変更判断手段が前記所定色に変化して見えるシミ
   ュレーション状況であると判断した場合、前記デプスキ
   ューイング処理手段に前記仮想プレーヤの視界の一部又
   は全部を構成する表示物の色を所定色に近づける演算を
   おこなうことを指示する色変更指示手段とを含むことを
   特徴とするシミュレーション装置。
3. 【請求項３】 請求項１、２のいずれかにおいて、 前記輝度変更指示手段は、 表示画面を構成するブルー、グリーン及びレッドの各光
   毎に輝度を変更することを指示することを特徴とするシ
   ミュレーション装置。
4. 【請求項４】 ３次元シミュレーション空間における仮
   想プレーヤの視界画像をプレーヤに対してディスプレイ
   上に表示するシミュレーション装置であって、 前記３次元シミュレーション空間を形成演算する３次元
   空間演算手段と、 前記３次元空間演算手段によって形成演算された３次元
   シミュレーション空間において、仮想プレーヤの視点位
   置から見える視界画像を画像合成する画像合成手段とを
   含み、 前記３次元空間演算手段は、仮想プレーヤの視界内の光
   量差によって引き起こされる人間の明暗順応の不適合を
   演出する明暗順応演出手段を含み、 前記画像合成手段は、 色補完により表示画像の表示物の色を所定色に近づける
   デプスキューイング処理をおこなうデプスキューイング
   処理手段を含み、 前記明暗順応演出手段は、 ３次元シミュレーション空間内の仮想プレーヤの視界の
   一部又は全部が、他の部分との光量差による明暗順応の
   不適合によって所定色に変化して見えるシミュレーショ
   ン状況であるか否かを判断する色変更判断手段と、 前記色変更判断手段が前記所定色に変化して見えるシミ
   ュレーション状況であると判断した場合、前記デプスキ
   ューイング処理手段に前記仮想プレーヤの視界の一部又
   は全部を構成する表示物の色を所定色に近づける演算を
   おこなうことを指示する色変更指示手段とを含むことを
   特徴とするシミュレーション装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかにおいて、 前記シミュレーション装置を用いて形成されたことを特
   徴とするゲーム装置。
6. 【請求項６】 表示画像の輝度を変更設定する輝度設定
   手段を用い、人間の視界をシミュレートする画像を合成
   し、ディスプレイ上に表示する画像合成方法であって、 視界内の光量差によって引き起こされる人間の明暗順応
   の不適合を演出する明暗順応演出ステップを含み、 前記明暗順応演出ステップは、 前記シミュレートされる視界が、光量変化による明暗順
   応の不適合を起こすシミュレーション状況であるか否か
   を判断する輝度変更判断ステップと、 前記輝度変更判断ステップにおいて明暗順応の不適合を
   起こすシミュレーション状況であると判断した場合、前
   記輝度設定手段に輝度の変更を指示する輝度変更指示ス
   テップを含むことを特徴とする画像合成方法。
7. 【請求項７】 表示画像の輝度を変更設定する輝度設定
   手段を用い、３次元シミュレーション空間における仮想
   プレーヤの視界画像をプレーヤに対してディスプレイ上
   に表示する画像合成方法であって、 前記３次元シミュレーション空間を形成演算する３次元
   空間演算ステップと、 前記３次元空間演算ステップにおいて形成演算された３
   次元シミュレーション空間において、仮想プレーヤの視
   点位置から見える視界画像を画像合成する画像合成ステ
   ップとを含み、 前記３次元空間演算ステップは、仮想プレーヤの視界内
   の光量差によって引き起こされる人間の明暗順応の不適
   合を演出する明暗順応演出ステップを含み、 前記画像合成ステップは、 色補完により表示画像の表示物の色を所定色に近づける
   デプスキューイング処理をおこなうデプスキューイング
   処理ステップを含み、 前記明暗順応演出ステップは、 ３次元シミュレーション空間内の仮想プレーヤが、光量
   変化による明暗順応の不適合を起こすシミュレーション
   状況であるか否かを判断する輝度変更判断ステップと、 前記輝度変更判断ステップにおいて、明暗順応の不適合
   を起こすシミュレーション状況であると判断した場合、
   前記輝度設定手段に輝度の変更を指示する輝度変更指示
   ステップと、 ３次元シミュレーション空間内の仮想プレーヤの視界の
   一部又は全部が、他の部分との光量差による明暗順応の
   不適合によって所定色に変化して見えるシミュレーショ
   ン状況であるか否かを判断する色変更判断ステップと、 前記色変更判断ステップにおいて、前記所定色に変化し
   て見えるシミュレーション状況であると判断した場合、
   前記デプスキューイング処理ステップにおいて前記仮想
   プレーヤの視界の一部又は全部を構成する表示物の色を
   所定色に近づける演算をおこなうことを指示する色変更
   指示ステップとを含むことを特徴とする画像合成方法。
8. 【請求項８】 ３次元シミュレーション空間における仮
   想プレーヤの視界画像をプレーヤに対してディスプレイ
   上に表示する画像合成方法であって、 前記３次元シミュレーション空間を形成演算する３次元
   空間演算ステップと、 前記３次元空間演算ステップにおいて形成演算された３
   次元シミュレーション空間において、仮想プレーヤの視
   点位置から見える視界画像を画像合成する画像合成ステ
   ップとを含み、 前記３次元空間演算ステップは、仮想プレーヤの視界内
   の光量差によって引き起こされる人間の明暗順応の不適
   合を演出する明暗順応演出ステップを含み、 前記画像合成ステップは、 色補完により表示画像の表示物の色を所定色に近づける
   デプスキューイング処理をおこなうデプスキューイング
   処理ステップを含み、 前記明暗順応演出ステップは、 ３次元シミュレーション空間内の仮想プレーヤの視界の
   一部又は全部が、他の部分との光量差による明暗順応の
   不適合によって所定色に変化して見えるシミュレーショ
   ン状況であるか否かを判断する色変更判断ステップと、 前記色変更判断ステップにおいて、前記所定色に変化し
   て見えるシミュレーション状況であると判断した場合、
   前記デプスキューイング処理ステップにおいて前記仮想
   プレーヤの視界の一部又は全部を構成する表示物の色を
   所定色に近づける演算をおこなうことを指示する色変更
   指示ステップとを含むことを特徴とする画像合成方法。