JP3350661B2 - ３次元シミュレータ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、所定の移動体が移
動する仮想３次元空間を形成する３次元シミュレータ装
置及び画像合成方法に関する。

【０００２】

【背景技術】例えば、コース上を移動体にて移動する３
次元ドライビングゲーム、ドライビングシミュレーショ
ンが可能な３次元シミュレータ装置として図１５に示さ
れるような構成の装置を考えることができる。この３次
元シミュレータ装置は、図１５に示すように操作部５２
８、仮想３次元空間演算部５００、画像合成部５３０、
ＣＲＴ５４０を含んで構成される。ここで、仮想３次元
空間演算部５００は、仮想３次元空間設定のための演算
を行うものであり、中央処理部５０２、仮想３次元空間
設定部５０４、位置情報演算部５０６、オブジェクト情
報記憶部５０８、コース順位記憶部５１０、高さ情報記
憶部５１２、ヒット情報記憶部５１４を含んで構成され
る。また、画像合成部５３０は、仮想３次元空間演算部
５００からの仮想３次元空間設定情報に従い、実際にプ
レーヤから見える疑似３次元画像の形成を行うものであ
る。

【０００３】図１６には、この３次元シミュレータ装置
により形成される３次元ゲームのコースの一例が示され
る。この３次元ゲームでは、プレーヤは、移動体である
レーシングカーにより図１６に示すコース５５０上を自
身の操作でドライビングする。コース５５０の周辺に
は、観客席５５２、山５５４、５５６、並木５５８等が
配置されている。そして、プレーヤの運転するレーシン
グカーは、所定幅に形成されたコース５５０上を移動
し、スタート地点であるＡ点から出発して、Ｂ点、Ｃ
点、Ｄ点を通過してＡ’点へと戻る。そして、コース５
５０を例えば５周するとゴールインとなる。この場合、
コース５５０上には、プレーヤの運転するレーシングカ
ー（以下、プレーヤレーシングカーと呼ぶ）の他に、他
のプレーヤの運転するレーシングカー（以下、相手レー
シングカーと呼ぶ）、あるいは、本装置により自動操縦
されるレーシングカー（以下、コンピュータカーと呼
ぶ）が走行している。そして、プレーヤは、これらの相
手レーシングカーおよびコンピューターカーと順位を競
い合い、ゴール時に、プレーヤの順位がゲーム画面に表
示されることになる。

【０００４】さて、以上のような３次元ゲームでは、プ
レーヤレーシングカーがコース５５０上、またはコース
５５０をはずれて、どの位置を走行しているかを特定す
る必要がある。

【０００５】また、このような３次元ゲームでは、ゲー
ムのリアリティを高めるために、コース５５０は３次元
的に形成した方がよい。このためにコース５５０は場所
により上下にアップダウンして形成され、またカーブに
は所定のバンクが形成される。さらに、立体交差５６０
も設けられる。

【０００６】さらに、コース５５０は、所定幅に形成さ
れているため、コース５５０の左右端に設けられた壁等
の障害物とのヒット処理を行う必要もある。

【０００７】このようなコース５５０に対する位置の特
定、順位の特定、コース５５０の３次元化、壁等とのヒ
ット処理等を行うために、図１５の３次元シミュレータ
装置では、コース順位記憶部５１０、高さ情報記憶部５
１２、ヒット情報記憶部５１４を設けている。また、仮
想３次元空間設定部５０４内に順位情報演算部５１６、
高さ情報演算部５１８、ヒット演算部５２０を設けてい
る。

【０００８】例えば、コース５５０上での順位の特定は
以下のように行われる。すなわち、コース５５０は例え
ばコースブロックＡ0〜Ａ100（図示せず）に分割され
る。具体的には、例えば図１６のＡ点がコースブロック
Ａ0、Ｂ点がコースブロックＡ25、Ｃ点がコースブロッ
クＡ50、Ｄ点がコースブロックＡ75、Ａ’点がコースブ
ロックＡ100というように割り当てられる。

【０００９】これらの各ブロックのアドレス情報および
その位置情報は、コース順位情報としてコース順位記憶
部５１０に記憶される。そして、位置情報演算部５０６
で演算されたプレーヤレーシングカーの２次元位置情報
（絶対座標系でのＸ、Ｚ座標）に基づいて、プレーヤレ
ーシングカーがコース５５０上のどのコースブロックに
属するかが演算される。この演算は順位情報演算部５１
６において行われる。同様に相手レーシングカー、コン
ピュータカーの属するコースブロックも順位情報演算部
５１６において演算される。そして、それぞれのレーシ
ングカーが属するブロックのアドレス情報を比較するこ
とにより、ゴール時、あるいは走行時のプレーヤの順位
を特定することが可能となる。

【００１０】また、コース５５０の３次元化は以下のよ
うにして行われる。すなわち、コース５５０を３次元的
に形成するためには、コース５５０上の各点における高
さ情報が必要となる。このため、図１５の３次元シミュ
レータ装置では、図１７に示すように、コース５５０お
よびその周辺を高さブロックＢ0〜Ｂｍに分割してい
る。

【００１１】これらの各高さブロックＢ0〜Ｂｍのアド
レス情報、位置情報およびそのブロック位置における高
さ情報ｈ0〜ｈｍは、高さ情報記憶部５１２に記憶され
る。これにより、高さブロックＢｍの位置におけるコー
ス５５０の高さは、ｈｍに設定されることになる。高さ
情報演算部５１８では、位置情報演算部５０６にて演算
されたプレーヤレーシングカー５７０の２次元位置情報
（絶対座標系でのＸ、Ｚ座標）に基づいて、プレーヤレ
ーシングカー５７０がコース５５０上のどの高さブロッ
クＢ0〜Ｂｍに属するかが演算される。これにより、プ
レーヤレーシングカー５７０のコース５５０上での高さ
情報ｈｍ、すなわち絶対座標系でのＹ座標を求めること
ができ、コース５５０の３次元化が可能となる。

【００１２】また、壁等とのヒット処理は、ヒット演算
部５２０において以下のようにして行われる。例えば、
プレーヤレーシングカー５７０の２次元位置が図１８
（Ａ）のＫ、Ｌ間にある場合は、プレーヤレーシングカ
ー５７０と直線Ｅ、Ｆとの間でヒットチェックが行われ
る。そして、直線Ｅ、Ｆによりヒットされたと判断され
た場合は、壁と垂直の方向へヒットする処理、あるい
は、プレーヤレーシングカー５７０の速度を落とす等の
処理が行われる。同様に、プレーヤレーシングカー５７
０がＬ、Ｍ間にある場合は、プレーヤレーシングカー５
７０と円弧Ｇ、Ｈとの間でヒットチェックが行われ、そ
の後、前述した所定の処理が行われる。

【００１３】プレーヤレーシングカー５７０を壁と垂直
方向にヒットする処理を行う場合は、壁の方向情報が必
要となる。このため、図１５の３次元シミュレータ装置
ではコース５５０をヒットブロックＣ0〜Ｃｎに分割し
ている。例えば、図１９に示すように、コース５５０の
右側部は、ヒットブロックＣ1〜Ｃ123に分割されてい
る。これらの、各ヒットブロックのアドレス情報、その
ブロックの２次元位置情報、その位置での壁の方向情報
（以下、ヒット情報と呼ぶ）は、ヒット情報記憶部５１
４に記憶されている。例えば、今、プレーヤレーシング
カー５７０が、図１８（Ａ）、図１９のＰ点でヒットさ
れたとする。すると、プレーヤレーシングカー５７０の
２次元位置情報とヒットブロックの２次元位置情報に基
づいて、プレーヤレーシングカー５７０は、ヒットブロ
ックＣ37に属すると判断される。ヒットブロックＣ３７
は図１８（Ｂ）に示すように、さらに細かいブロックで
分割されている。そして、これらの各ブロックには、例
えば図１８（Ｂ）のような形状のコースに対して、図１
８（Ｃ）のような形態の傾きデータが格納されている。
ここで例えば傾きデータ“２”は、図１８（Ｄ）に示す
方向をもった傾きデータを意味する。そして、例えばＰ
点の位置が、図１８（Ｃ）の“２”に該当する場合は、
図１８（Ｄ）に示す“２”の方向の壁があるとして、プ
レーヤレーシングカー５７０に対するヒット処理を行う
ことになる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、図１５
の３次元シミュレータ装置では、コース５５０上での順
位の特定、コース５５０の３次元化、壁等とのヒット処
理等を行うために、コース上をそれぞれ別の大きさ、配
置のブロックＡ0〜Ａｌ、Ｂ0〜Ｂｍ、Ｃ0〜Ｃｎにて分
割する必要がある。そして、それぞれのブロックＡ0〜
Ａｌ、Ｂ0〜Ｂｍ、Ｃ0〜Ｃｎに対応してコース順位記憶
部５１０、高さ情報記憶部５１２、ヒット情報記憶部５
１４等の記憶部を設けている。さらに、ブロック情報か
ら、順位情報、高さ情報、ヒット情報を求めるために、
順位情報演算部５１６、高さ情報演算部５１８、ヒット
演算部５２０等の演算部を設ける必要もある。

【００１５】しかし、図１５では、このように各ブロッ
クに対応した記憶部を設ける構成としたので、各記憶部
に対するアクセスをそのつど行わなければならなり。こ
のため、ハードウェアも大規模化し、ハードウェアの処
理速度の高速化の妨げにもなる。

【００１６】また、このようにコース５５０上を複数の
異なった大きさ、配置のブロックに分割する作業は非常
に労力を費やし、設計時間短縮化の大きな妨げとなる。
特に、１つのコースを作成した後に、コースの一部を変
更あるいは追加して別のコースを作成する場合には、こ
れらのブロックＡ0〜Ａｌ、Ｂ0〜Ｂｍ、Ｃ0〜Ｃｎを別
に作成し直さなければならない。このため、コース設計
中にコース変更を行うことが容易ではなく、また、ゲー
ムの面白味を高めるためにコースの種類のバラエティー
を多くすることも容易ではない。

【００１７】さらに、簡易にコースの変更を行い、ま
た、簡易にコースのバラエティーを増やすためには、コ
ース情報を自動的に作り出すＣＡＤ等のツールが望まれ
る。しかし、図１５の３次元シミュレータ装置では、コ
ースに応じて異なる大きさ・配置の複数種類のブロック
情報を必要とするため、コース情報、すなわちブロック
情報を自動的に生成することは非常に困難となる。

【００１８】本発明は以上のような技術的課題を達成す
るためになされたものであり、その目的とするところ
は、簡易なコース情報に基づいて簡易にコースを設定で
きる３次元シミュレータ装置及び画像合成方法を提供す
ることにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、本発明は、コース上を移動体が移動する仮想３次
元空間における任意の視点での画像を合成するための３
次元シミュレータ装置であって、前記コースに沿って設
定されるコース情報を記憶するコース情報記憶手段と、
前記移動体の移動に応じて前記コース情報記憶手段から
前記コース情報を読み出し、読み出されたコース情報に
基づいて、仮想３次元空間における任意の視点位置から
見える画像を合成する画像合成手段とを含み、前記コー
ス情報記憶手段には、前記コース情報として前記コース
上での前記移動体の走行環境情報が記憶され、この走行
環境情報に基づいて移動体の移動情報の設定を行うこと
を特徴とする。

【００２０】また本発明は、前記走行環境情報が、路面
の凹凸情報、スリップ情報、速度減速情報、天候情報又
は地形情報を含むことを特徴とする。

【００２１】また本発明は、コース上を移動体が移動す
る仮想３次元空間における任意の視点での画像を合成す
るための３次元シミュレータ装置であって、前記コース
に沿って設定されるコース情報を記憶するコース情報記
憶手段と、前記移動体の移動に応じて前記コース情報記
憶手段から前記コース情報を読み出し、読み出されたコ
ース情報に基づいて、仮想３次元空間における任意の視
点位置から見える画像を合成する画像合成手段とを含
み、前記コースに沿って１又は複数の路側帯エリアが設
けられ、前記コース情報記憶手段には、前記コース情報
として前記路側帯エリアの設定情報及び路側帯エリア内
での前記移動体の走行環境情報が記憶され、この路側帯
エリア設定情報及び路側帯エリア内での走行環境情報に
基づいて、前記路側帯エリア内での移動体の移動情報の
設定を行うことを特徴とする。

【００２２】また本発明は、前記路側帯エリアでは、通
常路面の走行環境情報とは異なる走行環境情報が設定さ
れていることを特徴とする。

【００２３】また本発明は、前記走行環境情報が、路面
の凹凸情報、スリップ情報、速度減速情報、天候情報又
は地形情報を含むことを特徴とする。

【００２４】また本発明は、コース上を移動体が移動す
る仮想３次元空間における任意の視点での画像を合成す
るための３次元シミュレータ装置であって、前記コース
に沿って設定されるコース情報を記憶するコース情報記
憶手段と、前記移動体の移動に応じて前記コース情報記
憶手段から前記コース情報を読み出し、読み出されたコ
ース情報に基づいて、仮想３次元空間における任意の視
点位置から見える画像を合成する画像合成手段とを含
み、前記コース情報記憶手段には、前記コース情報とし
て前記コース上での前記移動体のバンク角設定情報が記
憶され、このバンク角設定情報に基づいて移動体のバン
ク角の設定を行うことを特徴とする。

【００２５】また本発明は、コース上を移動体が移動す
る仮想３次元空間における任意の視点での画像を合成す
るための３次元シミュレータ装置であって、前記コース
に沿って設定されるコース情報を記憶するコース情報記
憶手段と、前記移動体の移動に応じて前記コース情報記
憶手段から前記コース情報を読み出し、読み出されたコ
ース情報に基づいて、仮想３次元空間における任意の視
点位置から見える画像を合成する画像合成手段とを含
み、前記コース情報記憶手段には、前記コース情報とし
て、自動操縦される移動体の走行目標設定情報が記憶さ
れ、この走行目標設定情報に基づいて前記自動操縦され
る移動体の移動情報の設定を行うことを特徴とする。

【００２６】また本発明は、所定幅のコース上を所定の
移動体が移動する仮想３次元空間を形成する３次元シミ
ュレータ装置であって、前記コースに沿って所定間隔で
所定アドレスに従って基準点が設定され、この基準点の
少なくともアドレス情報、２次元位置情報、走行エリア
設定情報がコース情報として記憶されるコース情報記憶
手段と、前記移動体の移動に応じて１つまたは複数の前
記いずれかの基準点を選択し、選択された基準点の前記
コース情報を前記コース情報記憶手段から読み出し、読
み出されたコース情報に基づいて前記移動体の移動情報
を設定する移動情報設定手段とを含み、前記移動情報設
定手段により設定された移動情報に基づいて前記移動体
とともに移動する視点からの疑似３次元画像を表示する
ことを特徴とする。

【００２７】また、この場合、前記コース情報記憶手段
には、前記コース情報の一部として前記基準点の高さ情
報がさらに記憶され、この高さ情報に基づいて前記移動
体の移動情報の設定を行うことが望ましい。

【００２８】また、この場合、前記コース上には前記基
準点を結ぶ基準点ラインおよび１または複数の副基準点
ラインが設定され、この基準点ライン上の基準点および
副基準点ライン上の副基準点のコース情報に基づいて前
記移動体の移動情報の設定を行ってもよい。

【００２９】また、この場合、前記コース情報記憶手段
には、前記走行エリア設定情報として前記基準点から前
記コースの左端、右端への距離情報および当該基準点か
ら次の基準点への方向情報が記憶され、この走行エリア
設定情報に基づいてコースの左端、右端における前記移
動体のヒット処理を行うことが望ましい。

【００３０】また、この場合、前記コース情報記憶手段
には、前記コース情報の一部として前記コース上での前
記移動体の走行環境情報がさらに記憶され、この走行環
境情報に基づいて移動体の移動情報の設定を行ってもよ
い。

【００３１】また、この場合、前記コースに沿って１つ
または複数の路側帯エリアが設けられ、前記コース情報
記憶手段には、前記コース情報の一部として前記路側帯
エリアの設定情報および路側帯エリア内での前記移動体
の走行環境情報がさらに記憶され、この路側帯エリア設
定情報および路側帯エリア内での走行環境情報に基づい
て、前記路側帯エリア内での移動体の移動情報の設定を
行ってもよい。

【００３２】また、この場合、前記コース情報記憶手段
には、前記コース情報の一部として前記コース上での前
記移動体のバンク角設定情報がさらに記憶され、このバ
ンク角設定情報に基づいて移動体のバンク角の設定を行
ってもよい。

【００３３】また、この場合、前記コース情報記憶手段
には、前記バンク角設定情報として前記基準点位置での
コースのバンク角情報が記憶され、選択された基準点で
の前記バンク角情報を前記コース上の前記移動体の位置
でのバンク角として設定することが望ましい。

【００３４】また、この場合、前記コース情報記憶手段
には、前記バンク角設定情報として前記基準点に対応す
るコース左右端位置での高さ情報が記憶され、選択され
た基準点に対応するコース左右端位置での前記高さ情報
に基づいて前記コース上の前記移動体の位置でのバンク
角の設定を行ってもよい。

【００３５】また、この場合、前記コース情報記憶手段
には、前記コース情報の一部として３次元シミュレータ
装置により自動操縦される移動体の走行目標設定情報が
さらに記憶され、この走行目標設定情報に基づいて前記
自動操縦される移動体の移動情報の設定を行ってもよ
い。

【００３６】また、この場合、前記コース情報記憶手段
には、前記走行目標設定情報として前記自動操縦される
移動体の走行目標を特定する走行目標位置設定情報が記
憶され、この走行目標位置設定情報と前記基準点の２次
元位置情報に基づいて前記走行目標の位置情報を求め、
求められた走行目標の位置情報に基づいて自動操縦され
る移動体の移動情報の設定を行うことが望ましい。

【００３７】本発明によれば、コースに沿ってコース情
報が設定される。そして、移動体の移動に応じてコース
情報が読み出され、読み出されたコース情報に基づい
て、移動体の移動情報が設定される等して、仮想３次元
空間での任意の視点での画像が生成される。したがっ
て、コースを種々のブロックに分割してコースの設定を
行う場合に比べ、非常に簡易にコースの設定を行うこと
ができる。また、このコース情報は、互いに独立に設定
されているため、コースの変更が容易であり、また、Ｃ
ＡＤ等による自動発生に好適なものとなる。

【００３８】また、本発明によれば、コース情報として
走行環境情報を設定することができる。これにより、路
面の凹凸情報、スリップ情報、速度減速情報、天候情
報、地形情報等をコースの設定に反映させることができ
る。

【００３９】また、本発明によれば、コースに沿って路
側帯エリアを設け、この路側帯エリアでの走行環境情報
を設定することができる。これにより、路側帯エリアに
進入した移動体の移動情報を簡易に変更することが可能
となる。

【００４０】また、本発明によれば、コース情報として
バンク角設定情報を設定することができる。これによ
り、コースにバンク角を簡易に設定することが可能とな
る。

【００４１】また、本発明によれば、コース情報として
自動操縦される移動体の走行目標設定情報を設定するこ
とができる。これにより、自動操縦される移動体の自然
な移動を再現することが可能となる。

【００４２】

【発明の実施の形態】１．ゲームの概要 まず、本３次元シミュレータ装置で実現される３次元ゲ
ームの一例について簡単に説明する。

【００４３】本３次元シミュレータ装置により実現され
る３次元ゲームは、移動体、例えばプレーヤレーシング
カーにてコース上を走行し、相手レーシングカー、コン
ピュータカーと順位を競い合うレーシングカーゲームで
ある。図２には、本３次元シミュレータ装置の外観図の
一例が示される。同図に示すようにこの３次元シミュレ
ータ装置は、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、ＣＲＴ（ディスプレイ）１０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１２に設け
られたハンドル１４、アクセル１５、シフトレバー１６
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。

【００４４】図３には、本３次元ゲームにおけるコース
２０の一例が示される。このように、本３次元ゲームで
は、コース２０は、仮想３次元空間内において３次元的
に形成されている。すなわち、このコース２０は、場所
によりアップダウン、あるいはバンクが設けられてお
り、立体交差８６も設けられている。また、コース２０
の周辺には、ビル６０、トンネル６２、山６４、崖６
６、壁６８等の３次元オブジェクトが配置されている。
プレーヤはこれらの３次元オブジェクト等が映し出され
たＣＲＴ１０を見ながらレーシングカーを操作する。そ
して、スタートポイント７０からスタートして、コース
２０を１周する。そして、制限時間内にチェックポイン
ト７２を通過すると、時間が延長され、さらにもう１周
コースを周回することが可能となる。そして、所定回数
コースを周回するとゴールとなり、プレーヤの順位が決
定される。

【００４５】図４〜図６には、本３次元ゲームにおいて
ＣＲＴ１０上に映し出されるゲーム画面、アトラクト画
面およびゲームプレイ再現画面（疑似３次元画像）の一
例が示される。

【００４６】図４（Ａ）には、ゲームスタート時におい
てプレーヤの視点位置から見えるゲーム画面が示され
る。同図に示すように、ゲーム画面上には、プレーヤレ
ーシングカー５０がコース２０上のどの位置にいるかを
表す表示７４、残り制限時間を表す表示７６、タコメー
タ７８、速度計７９等が映し出されている。プレーヤ
は、これらの表示を見ながら、ゲーム画面上に映し出さ
れる相手レーシングカー５２、コンピューターカー５４
と競争を行うことになる。

【００４７】図４（Ｂ）には、プレーヤレーシングカー
５０が下り坂８０を下っている場合のアトラクト画面が
示されており、図４（Ｃ）には、プレーヤレーシングカ
ー５０が下り坂８０を下り終わった場合のアトラクト画
面が示されている。このように本３次元シミュレータ装
置では、コース２０上に簡易にアップダウンを設定する
ことが可能であり、これによりゲームのリアリティを非
常に高めることができる。なお、図４（Ｂ）、（Ｃ）で
は、説明をわかり易くするためにプレーヤレーシングカ
ー５０を前方上方から見た場合のアトラクト画面が示さ
れている。このように本３次元シミュレータ装置では、
任意の視点位置から見える疑似３次元画像を形成するこ
とが可能であるが、実際のゲーム中には、レーシングカ
ーの座席位置からの視点での疑似３次元画像が形成され
るようになっている。

【００４８】図５（Ａ）には、プレーヤレーシングカー
が路側帯エリア８４に乗り上げた場合のゲーム画面が示
されている。路側帯エリア８４は、通常路面８２とは走
行環境情報が異なるように形成されている。すなわち、
プレーヤレーシングカーが路側帯エリア８４に進入する
と、プレーヤレーシングカーの移動情報、例えばエンジ
ン回転数、速度等が走行環境情報に基づいて変更され
る。例えば、図５（Ａ）では、タコメータ７８、速度計
７９に示すように回転数が２０００回転まで落ち、スピ
ードも６５ｋｍまで落ちている。さらに、路側帯エリア
８４の路面状態に応じて、ゲーム画面も上下に細かく変
動し、プレーヤに対して路側帯エリア８４に進入したこ
とが知らされる。

【００４９】なお、図５（Ａ）に示すように、表示７４
には、コース２０上での現在のプレーヤレーシングカー
５０の位置が矢印で示されている。これにより、プレー
ヤは、チェックポイントあるいはゴールポイントまでの
距離の概略を知ることが可能となる。また、表示７７に
は、現在のプレーヤの順位が示されており、これにより
プレーヤは、現在のプレーヤの順位が１３台中の１３位
であることを知ることができる。

【００５０】また、図５（Ａ）に示すように、この路側
帯エリア８４には所定のバンクも設けられている。これ
により、プレーヤレーシングカーの方向情報が変更さ
れ、図５（Ａ）に示すようにプレーヤから見えるゲーム
画面も、傾いて見えるように変更されている。この点
は、地平線８３の傾きをみれば明らかである。このよう
に本３次元シミュレータ装置では、コース２０にアップ
ダウンのみならず、バンクも簡易に設定できるため、ゲ
ームのリアリティを非常に高めることができる。

【００５１】図５（Ｂ）には、プレーヤレーシングカー
がコース２０上に設けられた立体交差８６の下側を通過
する手前でのゲーム画面が示される。本３次元ゲームで
は、初めにこの立体交差８６の下側を通過し、その後
に、立体交差８６の上側を通過するようにコース２０が
形成されている。このように、本３次元シミュレータ装
置では、コース上に簡易に立体交差８６を設けることが
でき、コースのバラエティーを簡易に増すことが可能と
なる。

【００５２】図５（Ｃ）には、コース２０を１周してチ
ェックポイント７２を通過する手前でのゲーム画面が示
される。表示７６に示されるようにチェックポイント７
２通過時に制限時間が約１９秒残っていることになるた
め、プレーヤはもう１周コースを周回することが可能と
なる。また、表示７７には、チェックポイント７２通過
時でのプレーヤの順位も表示されている。

【００５３】図６（Ａ）には、プレーヤの運転するプレ
ーヤレーシングカー５０がコントロールを失って、コー
ス上に設けられた壁８８に向かって衝突してゆく場合の
ゲームプレイ再現画面が示される。そして、図６（Ｂ）
には、壁８８に衝突（ヒット）した後に、プレーヤレー
シングカー５０が壁により跳ね返されてゆく場合のゲー
ムプレイ再現画面が示されている。このように、本３次
元シミュレータ装置では、壁８８等にレーシングカーが
衝突した場合には、実際に壁に衝突したのと同様となる
ように、レーシングカーの移動情報、例えば走行方向、
走行速度等を変化させている。これにより、ゲームのリ
アリティを非常に高めることが可能となる。なお、図６
（Ａ）、（Ｂ）では、説明を簡単にするために、プレー
ヤレーシングカー５０の前方上方から見た場合のゲーム
プレイ再現画面が示されている。

【００５４】図６（Ｃ）には、コース２０を所定回数
（例えば４回）周回して、ゴールインとなった場合のゲ
ーム画面が示される。この場合、表示９０には、ラップ
数、プレーヤの順位、ラップタイム等が表示され、これ
によりゲームが終了することになる。

【００５５】なお、以上の説明は、１人あるいは２人の
プレーヤによるゲームの場合についいて述べたが、本発
明はこれに限らず、３人以上のマルチプレーヤ型のゲー
ムにも当然適用できる。

【００５６】２．装置全体の説明 図１には、本発明に係る３次元シミュレータ装置の実施
例のブロック図が示される。

【００５７】図１に示すように、本３次元シミュレータ
装置は、プレーヤが操作信号を入力する操作部１２、所
定のゲームプログラムにより仮想３次元空間設定のため
の演算を行う仮想３次元空間演算部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、およびこの疑似３次元画像を画像出力するＣＲ
Ｔ１０を含んで構成される。

【００５８】操作部１２には、例えば本３次元シミュレ
ータ装置をレーシングカーゲームに適用した場合には、
レーシングカーを運転するためのハンドル１４、アクセ
ル１５等が接続され、これにより操作信号が入力され
る。

【００５９】仮想３次元空間演算部１００は、中央処理
部１０２、仮想３次元空間設定部１０４、位置情報演算
部１０６、オブジェクト情報記憶部１０８、コース情報
記憶部１１０を含んで構成される。

【００６０】ここで、中央処理部１０２では、３次元シ
ミュレータ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。仮想３次元空間演算部１００
は、このゲームプログラムおよび操作部１２からの操作
信号に従って仮想３次元空間設定の演算を行うことにな
る。

【００６１】位置情報演算部１０６では、操作部１２か
らの操作信号および中央処理部１０２からの指示等に従
って、レーシングカーの２次元位置情報（絶対座標系で
のＸ座標、Ｚ座標）が演算される。

【００６２】オブジェクト情報記憶部１０８には、仮想
３次元空間を構成する３次元オブジェクトの３次元位置
情報・方向情報およびこの位置に表示すべき３次元オブ
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３次元位置情報・方向情報およびオ
ブジェクトナンバーをオブジェクト情報と呼ぶ）。ここ
で、３次元オブジェクトには、レーシングカー等の移動
体オブジェクトおよびコース、ビル、山等のマップを構
成するためのマップオブジェクト等があり、これらのオ
ブジェクトは多角形のポリゴンの集合で表現されてい
る。

【００６３】オブジェクト情報記憶部１０８に記憶され
ているオブジェクト情報は、仮想３次元空間設定部１０
４により読み出される。この場合、オブジェクト情報記
憶部１０８には、当該フレームの１つ前のフレームにお
けるオブジェクト情報が記憶されている。そして、仮想
３次元空間設定部１０４では、読み出されたオブジェク
ト情報と、位置情報演算部１０６で演算された２次元位
置情報とに基づいて、当該フレームにおけるオブジェク
ト情報（３次元位置情報、方向情報）が求められる。こ
の際、移動情報設定部１０４は、コース情報記憶部１１
０からコース情報が読み出されている。そして、オブジ
ェクト情報を求めるにあたっては、この読み出されたコ
ース情報も用いられることになる。

【００６４】このようにして、仮想３次元空間設定部１
０４では、当該フレームにおける仮想３次元空間を構成
する全ての３次元オブジェクトのオブジェクト情報が設
定されることになる。なお、この仮想３次元空間演算部
１００における演算処理の詳細は後述する。

【００６５】画像合成部２００では、仮想３次元空間に
おけるプレーヤの任意の視点位置から見える疑似３次元
画像が画像合成される。このため画像合成部２００は、
画像供給部２１０、画像形成部２４０を含んで構成され
る。

【００６６】画像供給部２１０では、仮想３次元空間設
定部１０４により設定された仮想３次元空間の設定情報
に従って、各種の座標変換処理、クリッピング処理、透
視変換処理、ソーティング処理等の３次元演算処理が行
われる。

【００６７】すなわち、まず、図７に示すように、レー
シングカー、コース、ビル、山等を表す３次元オブジェ
クト３００、３３３、３３４の画像情報が、絶対座標
（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。この場合、仮想３次元空
間のどの位置に、どの方向で配置するかは、仮想３次元
空間設定部１０４から入力されたオブジェクト情報に基
づいて決定される。また、その位置に配置すべき３次元
オブジェクトの画像情報は、オブジェクト画像情報記憶
部２１２に記憶されている。そして、この画像情報はオ
ブジェクト情報に含まれるオブジェクトナンバーにより
読み出されることになる。

【００６８】次に、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。その
後、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、プレーヤ３０２の視野外（クリッピング面３４
０、３４２、３４４、３４６、３４８、３５０により囲
まれた表示領域２の外）にある画像情報が除去される。
次に、表示領域２内にある物体に対して、スクリーン座
標系（ＸS、ＹS）への透視変換が行われる。最後に、次
段の画像形成部２４０における処理の順序を決定するソ
ーティング処理が行われる。

【００６９】画像形成部２４０では、画像供給部２１０
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。

【００７０】３．仮想３次元空間演算部における演算処
理の詳細な説明 次に、仮想３次元空間演算部１００により行われる演算
処理を詳細に説明する。

【００７１】図８に示すように、コース２０上には、コ
ース２０のセンターライン付近を所定間隔で基準点Ｇ0
〜Ｇｎが設定されている。そして、各基準点Ｇｎのアド
レス情報ｎ、２次元位置情報（Ｘｎ、Ｚｎ）、高さ情報
ｈｎ、走行エリア設定情報（αｎ、ＬＤｎ、ＲＤｎ）
が、コース情報としてコース情報記憶部１１０に記憶さ
れる。

【００７２】さて、基準点Ｇｎの“ｎ”は、基準点のア
ドレス情報（Ｈ1 Ｈ2 Ｈ3 Ｈ4）を表すものであり、こ
れにより例えば（００００）番地から（ＦＦＦＦ）番地
までのアドレスを指定することができる。そして、この
アドレス情報の最上位のビットＨ1により、コース２０
の何周目か、すなわち、周回情報が指定される。また、
アドレス情報の下位３ビットＨ2 Ｈ3 Ｈ4により、当該
基準点がコース２０上の何番目の基準点であるかが指定
される。これにより、例えばｎ＝（Ａ００Ｅ）であれ
ば、その基準点Ｇｎは、１０周目の１４番目のアドレス
にある基準点であると指定される。

【００７３】図１５の３次元シミュレータ装置では、コ
ースをコースブロックＡ0〜Ａｌに分割してコース順位
の設定を行う。これに対して、本実施例では、基準点Ｇ
ｎのアドレス情報ｎ（Ｈ1 Ｈ2 Ｈ3 Ｈ4）だけで、この
コース順位の設定を行うことができることになる。した
がって、コースをコースブロックに分割するという非常
に労力を費やす作業が必要なくなり、非常に簡易にコー
ス順位の設定を行うことが可能となる。さらに、本実施
例には、周回情報の指定も、このアドレス情報ｎ（Ｈ1
Ｈ2 Ｈ3 Ｈ4）により行うことができるという利点があ
る。

【００７４】２次元位置情報（Ｘｎ、Ｚｎ）は、絶対座
標系での基準点のＸ座標、Ｚ座標を表すものである。そ
して、移動情報設定部１１２では、この２次元位置情報
（Ｘｎ、Ｚｎ）と、位置情報演算部１０６で演算された
プレーヤレーシングカー５０の２次元位置情報Ｐ（Ｘm,
k、Ｚm,k）との距離が演算され、プレーヤレーシングカ
ー５０の属する基準点Ｇｎが決定される。すなわち、例
えば図８では、Ｐ（Ｘm,k、Ｚm,k）と、Ｇn-2（Ｘn-2、
Ｚn-2）、Ｇn-1（Ｘn-1、Ｚn-1）、Ｇｎ（Ｘｎ、Ｚ
ｎ）、Ｇn+1（Ｘn+1、Ｚn+1）、Ｇn+2（Ｘn+2、Ｚn+2）
等との距離が演算される。そして、Ｇｎ（Ｘｎ、Ｚｎ）
との距離が最も小さいと判断されると、プレーヤレーシ
ングカー５０の属する基準点はＧｎであると判断され
る。これにより、例えばプレーヤレーシングカー５０の
コース順位は、ｎ（Ｈ1 Ｈ2 Ｈ3 Ｈ4）であると特定さ
れる。相手レーシングカー５２、コンピューターカー５
４のコース順位も同様にして特定される。このようにし
て、本実施例では、図５（Ａ）の表示７７に示すよう
に、プレーヤレーシングカー５０の順位を特定すること
が可能となる。また、表示７４に示すように、コース２
０上でのプレーヤレーシングカー５０の位置を、ゲーム
画面上に表示することも可能となる。また、プレーヤレ
ーシングカー５０の属する基準点の変更は、１フレーム
毎に現在属している基準点から前後２点までの計５点の
基準点について、プレーヤレーシングカー５０との距離
が演算比較されることによって監視される。

【００７５】高さ情報ｈｎは、各基準点Ｇｎの位置の高
さを表す情報である。例えば図８では、Ｇn-3からＧn+3
に行くにしたがって、しだいに高くなるよう高さ情報ｈ
ｎが設定されている（ｈn-3＜ｈn-2＜ｈn-1＜ｈｎ＜ｈn
+1＜ｈn+2＜ｈn+3）。これにより基準点Ｇｎの絶対座標
系での座標Ｙｎが設定される。そして、プレーヤレーシ
ングカー５０がこの基準点Ｇｎに属する場合は、プレー
ヤレーシングカー５０のＹ座標はｈｎであると判断され
る。

【００７６】このようにして、本実施例では、図４
（Ｂ）、（Ｃ）で説明したようなアップダウンの設定等
が可能となる。また、図５（Ｂ）で説明したような立体
交差を設ける場合には、この高さ情報ｈｎと共に、前記
のアドレス情報ｎ（Ｈ1 Ｈ2 Ｈ3Ｈ4）を用いる。すなわ
ち、立体交差の下側に位置する基準点Ｇｋのアドレスが
例えばｋ（Ｈ1 ０２０）で、立体交差の上側に位置する
基準点Ｇｌのアドレスがｌ（Ｈ1 ０Ａ０）であったとす
る。これらの基準点Ｇｋ、Ｇｌの２次元位置（Ｘｋ、Ｚ
ｋ）、（Ｘｌ、Ｚｌ）は、図５（Ｂ）に示すようにほぼ
同じ位置にある。この場合には、下側の基準点Ｇｋの高
さ情報ｈｋは、上側の基準点Ｇｌの高さ情報ｈｌよりも
小さくなるように設定される。これにより同じ２次元位
置情報を持ちながら、高さ情報の異なる基準点を設定で
き、図５（Ｂ）に示すような立体交差をコース２０上に
設けることが可能となる。

【００７７】以上のように、図１７では高さ情報を求め
るのにコースを高さブロックＢ0〜Ｂｍに分割する作業
が必要であったのに対し、本実施例ではこのような作業
が必要なく、非常に簡易に高さ情報の設定が可能とな
る。

【００７８】走行エリア設定情報（αｎ、ＬＤｎ、ＲＤ
ｎ）は、レーシングカーの走行できる走行エリアを設定
する情報である。ここで、αｎは、当該基準点Ｇｎの次
の基準点例えば基準点Ｇn+1への方向を表す情報であ
る。また、ＬＤｎ、ＲＤｎは、当該基準点Ｇｎからコー
ス２０の左端Ｌ、右端Ｒまでの距離を表す情報である。

【００７９】本実施例では、例えば図８に示すように、
基準点ＧｎからＬＤｎ、ＲＤｎの距離に、方向がαｎで
ある仮想的な壁２２、２４が存在するとしてヒットチェ
ックを行っている。具体的には、プレーヤレーシングカ
ー５０の位置座標Ｐ（Ｘm,k、Ｚm,k）の周りには、レー
シングカーの大きさを表す仮想的な例えば四角形の枠が
あると想定される。そして、この四角形の枠と前記の仮
想的な壁２２、２４との間でヒットチェックが行われ
る。そして、仮想的な壁２２、２４に四角形の枠がヒッ
トしたと判断されると、前述の図６（Ａ）、（Ｂ）で説
明したように、例えばレーシングカーにαｎの角度で配
置された壁の垂直方向からの衝撃を加えたり、レーシン
グカーのスピードを減速させたりする等の処理を行う。
これにより、ヒット処理を、非常に簡易な手法により行
うことが可能となる。

【００８０】次に、仮想３次元空間演算部１００におけ
るオブジェクト情報の変更処理の動作について簡単に説
明する。

【００８１】オブジェクト情報記憶部１０８には、図９
に示すように、フレームｋにおける仮想３次元空間を構
成するあらゆる３次元オブジェクトのオブジェクトナン
バーＯＢm,k、３次元位置情報（Ｘm,k、Ｙm,k、Ｚm,
k）、方向情報（θm,k、φm,k、ρm,k）が記憶されてい
る。例えば、図１０に示すように、ポリゴンの集合で表
現されたレーシングカー４８の位置および方向は、これ
らの３次元位置情報（Ｘm,k、Ｙm,k、Ｚm,k）、方向情
報（θm,k、φm,k、ρm,k）により特定されることにな
る。また、オブジェクトナンバーＯＢm,kは、オブジェ
クト画像情報記憶部２１２から、これらの３次元オブジ
ェクトの実際の画像情報を読み出す場合に使用されるこ
とになる。

【００８２】今、着目するフレームｋの１つ前のフレー
ムk-1でのレーシングカー４８の３次元位置情報、方向
情報が（Ｘm,k-1、Ｙm,k-1、Ｚm,k-1）、（θm,k-1、φ
m,k-1、ρm,k-1）であったとする。すると位置情報演算
部１０６は、このオブジェクト情報のうち、２次元位置
情報（Ｘm,k-1、Ｚm,k-1）を読み出す。次に、位置情報
演算部１０６は、ハンドル１４、アクセル１５等から操
作部１２を介して入力された操作信号により、Ｘ、Ｚ方
向の変化量ｄＸ、ｄＺを演算する。この際に、レーシン
グカー４８の方向情報を考慮して変化量ｄＸ、ｄＺを演
算してもよい。すなわち、レーシングカー４８が上り道
を登っているような場合は、方向情報φm,k-1をオブジ
ェクト情報記憶部１０８から読み出し、φm,k-1が大き
いほど、ｄＸ、ｄＺの変化量が小さくなるように演算処
理を行ってもよい。このようにして変化量ｄＸ、ｄＺが
求められると、当該フレームｋにおける２次元位置情報
（Ｘm,k、Ｚm,k）は、 Ｘm,k＝Ｘm,k-1＋ｄＸ Ｚm,k＝Ｚm,k-1＋ｄＺ と求められる。

【００８３】次に、移動情報設定部１１２において、求
められたレーシングカー４８の２次元位置情報（Ｘm,
k、Ｚm,k）と基準点の２次元位置情報に基づいて、複数
ある基準点のいずれかが選択される。この場合、例えば
２次元位置Ｐ（Ｘm,k、Ｚm,k）に最も近い距離にある基
準点Ｇｎ（Ｘｎ、Ｚｎ）等が選択される。基準点が選択
されると、この基準点のコース情報がコース情報記憶部
１１０から読み出される。

【００８４】読み出されたコース情報のうちアドレス情
報ｎに基づいて、レーシングカー４８のコース順位が設
定される。これによりレーシングカーのコース２０上で
の位置、周回数が特定されることになる。

【００８５】また、読み出されたコース情報のうち高さ
情報ｈｎに基づいて、レーシングカー４８のＹm,k座標
が例えばＹm,k＝ｈｎとして求められる。また、例えば
この基準点Ｇｎの次のアドレス位置にある基準点Ｇn+1
も選択され、そのコース情報も読み出される。そして、
読み出された基準点Ｇｎ、Ｇn+1のコース情報の１つで
ある高さ情報ｈｎ、ｈn+1に基づいて、コース２０の登
り坂・下り坂の角度が演算される。そして、演算された
登り坂・下り坂の角度に基づいて、レーシングカー４８
の例えば角度情報φm,kが求められることになる。

【００８６】なお、バンク角ρm,kについては、後述す
るように、コース情報の一部として設定されたバンク角
設定情報に基づいて求められることになる。また、回転
角θm,kは、操作部１２からのハンドルの操舵情報、路
面の摩擦情報等に基づいて、仮想３次元空間設定部１０
４において設定されることになる。

【００８７】また、レーシングカー４８が、壁にヒット
されている場合には、そのヒット状態に応じて、前述の
ｄＸ、ｄＺの値を変更したり、あるいは、回転角θm,k
を変更して逆スピンさせる等の処理も行われる。

【００８８】このようにして、レーシングカー４８のフ
レームｋでのオブジェクト情報（Ｘm,k、Ｙm,k、Ｚm,
k、θm,k、φm,k、ρm,k）が求められる。求められたオ
ブジェクト情報はオブジェクト情報記憶部１０８に書き
戻され、オブジェクト情報記憶部１０８の内容が更新さ
れる。また、このオブジェクト情報は、他の移動体やマ
ップ上に静止するオブジェクトのオブジェクト情報とと
もに画像合成部２００に出力される。そして、プレーヤ
レーシングカー５０のオブジェクト情報は、例えば図７
におけるプレーヤ３０２の視点情報（視点位置、視線角
度等）の設定等に用いられる。また、相手レーシングカ
ー５２、コンピューターカー５４のオブジェクト情報や
マップ上に静止するオブジェクトのオブジェクト情報
は、画像合成部２００において行われる疑似３次元画像
の合成に用いられることになる。

【００８９】さて、以上の説明では、コース２０上に、
基準点Ｇｎを結んだ基準点ライン３０を１本のみ設定す
る場合について説明した。しかし、本実施例はこれに限
らず、例えば図１１（Ａ）に示すようにコース２０上に
基準点ライン３０ｃの他に、複数本の副基準点ライン３
０ａ、３０ｂ、３０ｄ、３０ｅを設定してもよい。な
お、副基準ラインの本数は１本でもかまわない。

【００９０】図１１（Ｂ）には、図１１（Ａ）の断面Ｑ
でのコース２０の形状の一例が示される。図１１（Ｂ）
に示すように、各基準点ラインおよび副基準点ライン３
０ａ〜３０ｅ上の基準点および副基準点Ｇｎ〜Ｋｎでの
高さ情報ｈn,g〜ｈn,kは異なるように設定されている。
これにより、コース２０の幅方向に段差を設けることが
可能となり、コースのバラエティーを非常に増すことが
できる。

【００９１】また、後述するようにコースにバンクを設
ける場合にも、副基準点ラインを設けることは効果的で
ある。すなわち、図１１（Ｃ）に示すように、副基準点
Ｇｎ、Ｊｎでのバンク角をβn,g、βn,Jと設定し、基準
点Ｉｎでのバンク角を“０”と設定する。これにより、
図１１（Ｃ）に示すように、例えばコースの左端側、右
端側にバンクが設けられたコースを形成することが可能
となる。

【００９２】また、本実施例におけるコース情報として
は、上述したものに限らず種々のものを用いることがで
きる。例えば、コース情報の一つとして、コース２０上
でのレーシングカーの走行環境情報を用いることができ
る。このような走行環境情報としては、路面の凹凸情
報、スリップ情報、速度減速情報、あるいは、雨、雪、
風等の天候情報、陸、水等の地形情報等が考えられる。
これにより例えば基準点Ｇ0〜Ｇ99はダートエリア、Ｇ1
00〜Ｇ199はスリップを起こし易いエリア、Ｇ200〜Ｇ29
9は速度が減速するエリア、Ｇ300〜Ｇ399は雨、雪が降
っているエリア、あるいは横風が吹いているエリア、Ｇ
400〜Ｇ499は水のエリアというような設定が可能とな
る。

【００９３】そして、レーシングカーの２次元位置がＧ
0〜Ｇ99の間にある場合は、路面の凹凸情報に応じた上
下の振動がレーシングカーに与えられる。具体的には、
この凹凸情報に応じてＹm,kを変化させ、プレーヤの見
るゲーム画面は上下に細かく揺れることになる。また、
Ｇ100〜Ｇ199では、スリップによりハンドルの操舵があ
まりきかなくなる。また、Ｇ200〜Ｇ299ではエンジン回
転数が落ちて速度が急激に減少する。また、Ｇ300〜Ｇ3
99では雨、雪によりスリップしたり、横風によりレーシ
ングカーが流される。またＧ400〜Ｇ499では、浅い川の
中を走行するというような走行環境情報の設定が可能と
なる。

【００９４】また、このような走行環境情報の設定を、
基準点ラインおよび１または複数の副基準点ラインにお
いて異なるように設定することで、コースのバラエティ
ーをさらに増すことができる。例えば図１１（Ａ）にお
いて、副基準点Ｋｎ〜Ｋn+5をスリップの起こし易いエ
リアに設定することで、路面の一部にエンジンオイルが
飛散したようなコースを形成することができる。また、
図１１（Ｂ）において、基準点Ｉｎの基準点ラインを水
のエリアに設定し、他の副基準点ラインを陸のエリアに
設定することもできる。これにより浅い川沿いにレーシ
ングカーを走らせる等のゲーム設定が可能となる。

【００９５】本実施例では、また、図１２（Ａ）に示す
ように、コース２０に沿って路側帯エリア８４ａ、８４
ｂを設定することも可能である。この場合、路側帯エリ
アの設定情報として、例えば方向情報αｎおよび距離情
報ＬＤ１ｎ、ＲＤ１ｎ、ＬＤ２ｎ、ＲＤ２ｎを用いるこ
とができる。これらの路側帯エリア設定情報は、コース
情報の一部としてコース情報記憶部１１０に記憶され
る。但し、方向情報αｎ、距離情報ＬＤ１ｎ、ＲＤ１ｎ
については、前述の走行エリア設定情報（αｎ、ＬＤ
ｎ、ＲＤｎ）と同じデータを用いることができる。

【００９６】さて、路側帯エリア８４ａ、８４ｂの設定
は、前述の走行エリアの設定と同様に、基準点Ｇｎから
距離ＬＤ１ｎ、ＬＤ２ｎ、ＲＤ１ｎ、ＲＤ２ｎの位置
に、角度αｎの路側帯エリアを仕切る仮想的な境界があ
るとして行われる。そして、これらの仮想的な境界によ
り仕切られる路側帯エリア内に、レーシングカーが進入
すると、移動情報設定部１１２により各種の演算処理が
行われる。そして、この演算処理はコース情報記憶部１
１０に記憶される路側帯エリア内でのレーシングカーの
走行環境情報に基づいて行われる。この場合の走行環境
情報としては、前述したものと同様に、路面の凹凸情
報、スリップ情報、速度減速情報、天候情報、地形情報
等を考えることができる。例えば前述の図５（Ａ）で
は、路側帯エリア８４にレーシングカーが進入すると、
路面の凹凸情報によりゲーム画面が上下に振動する。ま
た、タコメーター７８、速度計７９に示すように、速度
減速情報によりエンジンの回転数が落ちて速度が急激に
減少することになる。

【００９７】なお、路側帯エリアとしては、図１２
（Ｂ）に示すようにコース２０の片側にのみ設定しても
よい。また、図１２（Ｃ）の路側帯エリア８４ａ、８４
ｂあるいは８４ｃ、８４ｄに示すように、異なる走行環
境情報をもった路側帯エリアを帯状に設けてもよい。

【００９８】また、本実施例では、コース２０にバンク
を設けることもできる。この場合、例えば図１３（Ａ）
に示すように、バンク角設定情報として、基準点Ｇｎの
位置でのバンク角βｎを用いることができる。すなわ
ち、レーシングカーの属する基準点Ｇｎでのバンク角が
βｎであったとする。すると、この場合は、コース上の
レーシングカーの位置する場所のバンク角は、βｎと設
定される。これにより、レーシングカーのオブジェクト
情報であるρｎ、φｎ等が求められることになる。バン
ク角設定情報をこのように設定すると、非常に簡易にコ
ース２０にバンクを設けることが可能となる。

【００９９】また、図１３（Ｂ）に示すように、バンク
角設定情報として、基準点Ｇｎに対応する左右両端Ｌ
ｎ、Ｒｎでの高さ情報ｈｌｎ、ｈｒｎを用いることもで
きる。すなわち、これらの高さ情報ｈｌｎ、ｈｒｎに基
づいて、左右両端Ｌｎ、ＲｎのＹ座標が求まる。そし
て、これらの左右両端Ｌｎ、Ｒｎを結んだ直線の傾き
が、基準点Ｇｎに属するレーシングカーの位置する場所
でのバンク角となる。

【０１００】また、バンク角の設定は、図１３（Ｃ）に
示すように、基準点Ｇｎに対応する左右両端Ｌｎ、Ｒｎ
を、所定の関数曲線、例えば放物線により結ぶことによ
り設定してもよい。また、図１３（Ｄ）に示すように、
副基準点ラインを複数設けて、コース２０の一部をバン
クさせる構成としてもよい。

【０１０１】さて、本実施例のような３次元シミュレー
タ装置では、プレーヤレーシングカー５０、相手レーシ
ングカー５２の走行コースは、プレーヤまたは相手プレ
ーヤの行うハンドル操作等に基づいて決められることに
なる。これに対して、プレーヤレーシングカー５０およ
び相手レーシングカー５２以外のレーシングカー、すな
わち、コンピューターカー５４については、本３次元シ
ミュレータ装置が自動的にその走行コースを設定してや
らなければならない。

【０１０２】本実施例では、このような走行コースを設
定する情報として走行目標設定情報を、基準点Ｇｎにお
けるコース情報の一部としてコース情報記憶部１１０に
記憶している。このような走行目標設定情報としては、
例えば図１４に示すように基準点Ｇｎでの次の基準点へ
の方向情報αｎ、基準点Ｇｎから、コンピューターカー
５４の走行目標位置ＰＯｎ（Ｘｎ、Ｚｎ）までの距離情
報Ｄｎを用いることができる。但し、方向情報αｎは、
前述の図８に示す方向情報αｎと同じデータを用いるこ
とができる。

【０１０３】ここで走行目標位置ＰＯｎは、コンピュー
ターカー５４の走行目標となる位置をいい、本実施例で
は図１４に示すように、基準点のアドレスが例えば１０
進む毎に設定されている。そして、本実施例では、ハン
ドル等がゲームプログラム等によって自動的に操舵さ
れ、コンピューターカー５４がこの走行目標位置ＰＯｎ
に向かって走行することになる。

【０１０４】さて、図１５の３次元シミュレータ装置で
は、このような走行目標位置の設定を、絶対座標系での
走行目標位置の座標（Ｘ、Ｚ）そのものを特定すること
により行うこともできる。したがって、コースブロック
Ａ0〜Ａｌ、高さブロックＢ0〜Ｂｍ、ヒットブロックＣ
0〜Ｃｎの設定とは別に、このような走行目標位置の座
標（Ｘ、Ｚ）を新たに設定する必要がある。したがっ
て、これらの座標を記憶するための記憶部が必要とな
り、ハードウェアの大規模化の原因となる、また、装置
の高速化の妨げとなる。さらに、このように走行目標位
置を座標（Ｘ、Ｚ）そのもので設定する構成であると、
例えば、コース変更を行う場合には、また初めから全て
の座標（Ｘ、Ｚ）の設定をやり直す必要が生じる。した
がって、コース変さらに伴う設計労力が過大であり、設
計時間短縮化の大きな妨げとなる。

【０１０５】これに対して、本実施例では、基準点Ｇｎ
の２次元位置情報と、前述の距離情報Ｄｎおよび方向情
報αｎ（以下、走行目標位置設定情報Ｄｎ、αｎと呼
ぶ）とに基づいて、走行目標位置Ｐ０ｎ（Ｘｎ、Ｚｎ）
を求めている。そして、前述したように方向情報αｎに
ついてはヒット処理を行うための情報とも共通化でき
る。したがって、新たに必要なデータは距離情報Ｄｎの
みである。この結果、装置に必要な記憶部の容量を節約
できることになる。また、例えば設計変さらにより、あ
るいはコースのバラエティーを増やすためにコース変更
を行う場合にも、多くの場合これらの走行目標位置設定
情報Ｄｎ、αｎを変更する必要がない。すなわち、これ
らの走行目標位置設定情報Ｄｎ、αｎは、基準点Ｇｎか
らの「ずれ」を表す情報である。したがって、コースが
変更され基準点の位置情報等が変更されても、コンピュ
ーターカー５４の走行コース自体（基準点ラインからの
ずれ）を変更しない限り、これらのＤｎ、αｎを変更す
る必要は生じないからである。このように本実施例によ
ればコース変更も簡易に行うことが可能となる。

【０１０６】さて、本実施例において、走行目標位置は
具体的には以下のようにして求められる。例えば図１４
において、ＰＯ30（Ｘ30、Ｚ30）は以下のようにして求
められる。すなわち、まず、コース情報記憶部１１０か
ら、基準点Ｇｎの２次元位置情報および走行目標位置設
定情報Ｄｎ、αｎが読み出される。そして、読み出され
たこれらの情報に基づいて、図１４に示すように基準点
Ｇｎを原点として、長さがＤ30で、方向が（α30＋９０
度あるいはα30−９０度）のベクトルが設定される。こ
れにより、このベクトルの先端位置である走行目標位置
Ｐ０30（Ｘ30、Ｚ30）が求められることになる。同様に
して、走行目標位置Ｐ０40、Ｐ０50、ＰＯ60も求められ
る。なお、ここで距離情報Ｄｎは符号付きのデータであ
る。例えば、図１４においてＤ30、Ｄ50は、“＋”の符
号の付くデータであり、Ｄ40、Ｄ60は、“−”の符号の
付くデータである。これらの符号により、基準点ライン
３０の左側を走るか、右側を走るかが区別できることに
なる。

【０１０７】コンピューターカー５４のハンドル等は、
これらの走行目標位置Ｐ０ｎをめざして操作されること
になる。但し、実際には、走行の安定性を図るために、
例えばＰ０40の少し手前では、Ｐ０40ではなくＰ０50を
めざしてハンドル等が操作されることになる。このよう
な装置により自動的に操作されるハンドル等の操作信号
と、他のコース情報（アップダウン、路面状況等）、他
のレーシングカーとの位置関係等に基づいて、実際のコ
ンピューターカー５４の移動情報が設定され、走行コー
スが決定されることになる。

【０１０８】以上のように、本実施例では、コース上に
基準点を設け、この基準点に付属して種々のコース情報
を用意し、これによりコースを設定している。したがっ
て、別々にブロックＡ0〜Ａｌ、Ｂ0〜Ｂｍ、Ｃ0〜Ｃｎ
等を設ける手法に比べて、非常に簡易にコースを設定す
ることができる。また、ハードウェアの小規模化、高速
化を図ることも可能となる。

【０１０９】また、本実施例では、コース情報は、基準
点に付随して互いに独立に設定されており、１つ種類の
コース情報を変更しても、他の種類のコース情報へ与え
る影響が非常に少ない。したがって、１つのブロックを
変更すると他のブロックに大きな影響を与える図１５の
３次元シミュレータ装置に比べ、コースの変更が容易で
あり、設計時間を大幅に短縮することができる。例を挙
げれば、コースのアップダウンを全く変更せず、コース
の曲がりのみを変更したい場合には、高さ情報ｈｎを変
更せず、基準点の２次元位置座標（Ｘｎ、Ｚｎ）のみを
変更すればよい。また、コースのアップダウン、曲がり
を全く変更せずに、コースの幅のみを変更したい場合に
は、距離情報ＬＤｎ、ＲＤｎのみを変更すればよい。同
様に、コースのアップダウン、曲がり、幅等を変更し
て、コンピューターカーの走行コースを変更したくない
場合には、距離情報Ｄｎを変更しなければよいことにな
る。

【０１１０】さらに、本実施例におけるコース情報は、
基準点Ｇｎを基準にして形成されてゆくため、ＣＡＤ等
を用いた自動発生に好適なものとなる。すなわち、図１
５の３次元シミュレータ装置では、図１６〜図１９に示
したような大きさ・配置の異なる種々のブロックを形成
するために、コース情報として種々のブロック情報が必
要となる。しかし、このようなブロック情報を自動的に
生成するには非常に複雑な処理が必要であり、ＣＡＤ等
による自動発生に向かないものとなる。これに対して、
本実施例におけるコース情報は、基準点の２次元位置座
標（Ｘｎ、Ｚｎ）、高さ情報ｈｎ、走行目標設定情報
（ＬＤｎ、ＲＤｎ、αｎ）等により構成されている。そ
して、（Ｘｎ、Ｚｎ）はコースの形状（曲がり）によ
り、ｈｎは、コースのアップダウンにより、（ＬＤｎ、
ＲＤｎ、αｎ）は、コースのコース幅により特定するこ
とができる。したがって、ブロック分割する場合に比べ
て非常に簡易な処理で、コース情報を発生することが可
能となり、ＣＡＤ等を用いた自動発生に最適なものとな
る。

【０１１１】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。

【０１１２】例えば本実施例では、レーシングカーゲー
ムを例にとり説明したが、本発明はこれに限らず、コー
ス上を移動体が移動するあらゆる種類の３次元ゲームに
適用できる。例えば、本発明は、川でボート、カヌー等
により競争するゲーム、あるいは、競馬ゲーム、迷路ゲ
ーム等に適用することができる。

【０１１３】また、本発明は、業務用の３次元ゲームの
みならず、例えば、家庭用のゲーム装置、あるいは教習
所等で使用されるドライビングシミュレータ等にも適用
することができる。

【０１１４】

【発明の効果】本発明によれば、コースを種々のブロッ
クに分割してコースの設定を行う場合に比べ、非常に簡
易にコースの設定を行うことができ、ハードウェアの小
規模化、高速化を図ることが可能となる。また、このコ
ース情報は、互いに独立に設定されているため、１つの
種類のコース情報を変更しても、他の種類のコース情報
へ与える影響が非常に少ない。したがって、コースの変
更が容易であり、設計時間の大幅な短縮化が可能とな
る。また、本発明におけるコース情報は、簡易に生成す
ることができ、ＣＡＤ等を用いた自動発生に好適なもの
となる。

【０１１５】また、本発明によれば、路面の凹凸情報、
スリップ情報、速度減速情報、天候情報、地形情報等も
コースの設定に反映させることができる。これにより、
エリア毎に種々の走行環境が設定されたコースを形成す
ることができ、コースのバラエティーを大幅に高めるこ
とができる。

【０１１６】また、本発明によれば、コース上に路側帯
エリアを設け、この路側帯エリアに進入した移動体の走
行環境を簡易に変更することが可能となる。これによ
り、路側帯エリアの路面状況に対応して表示画面を上下
したり、路側帯エリアに進入した移動体の速度の減速等
をすることができ、シミュレータのリアリティを大幅に
高めることができる。

【０１１７】また、本発明によれば、バンク角設定情報
を用いて、コースにバンク角を簡易に設定することが可
能となる。これにより、よりリアルにコースの３次元化
を行うことができ、シミュレータのリアリティを高める
ことができる。

【０１１８】また、本発明によれば、走行目標設定情報
を用いて、自動操縦される移動体の走行コースを簡易に
設定することが可能となる。これにより、例えばコース
のアップダウン、曲がり、幅等を変更した場合にも、新
たに走行目標設定情報を作り直す必要がなく、設計時間
の短縮化を図ることが可能となる。

【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次元シミュレータ装置の外観の一例を示す
概略図である。

【図３】本３次元ゲームにおけるコースの一例を示す概
略図である。

【図４】本３次元シミュレータ装置により画像合成され
たゲーム画面およびアトラクト画面の一例を示す概略図
である。

【図５】本３次元シミュレータ装置により画像合成され
たゲーム画面の一例を示す概略図である。

【図６】本３次元シミュレータ装置により画像合成され
たゲーム画面およびゲームプレー再現画面の一例を示す
概略図である。

【図７】本３次元シミュレータ装置における３次元演算
処理について説明するための概略説明図である。

【図８】コース上に設定される基準点および基準点に付
随して設定されるコース情報について説明するための概
略説明図である。

【図９】オブジェクト情報記憶部に記憶されるオブジェ
クト情報について説明するための概略説明図である。

【図１０】移動体オブジェクトのオブジェクト情報につ
いて説明するための概略説明図である。

【図１１】コース上に複数の基準点ラインを設定した場
合について説明するための概略説明図である。

【図１２】コース上に路側帯エリアを設定した場合につ
いて説明するための概略説明図である。

【図１３】コース上にバンク角を設定した場合について
説明するための概略説明図である。

【図１４】自動操縦されるコンピューターカーの走行目
標設定情報について説明するための概略説明図である。

【図１５】３次元シミュレータ装置の一例を示すブロッ
ク図である。

【図１６】図１５の３次元シミュレータ装置のコースを
示す概略図である。

【図１７】図１５の３次元シミュレータ装置においてコ
ース上に設定される高さブロックについて説明するため
の概略説明図である。

【図１８】図１５の３次元シミュレータ装置におけるヒ
ット処理について説明するための概略説明図である。

【図１９】図１５の３次元シミュレータ装置においてコ
ース上に設定されるヒットブロックについて説明するた
めの概略説明図である。

【符号の説明】

１０ ＣＲＴ １２ 操作部 ２０ コース ３０ 基準点ライン ５０ プレーヤレーシングカー ８４ａ〜８４ｄ 路側帯 １００ 仮想３次元空間演算部 １０２ 中央処理部 １０４ 仮想３次元空間設定部 １０６ 位置情報演算部 １０８ オブジェクト情報記憶部 １１０ コース情報記憶部 １１２ 移動情報設定部 ２００ 画像合成部 ２１０ 画像供給部 ２１２ オブジェクト画像情報記憶部 ２４０ 画像形成部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−91054（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−243291（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−35166（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−180984（ＪＰ，Ａ) ”ハイ・エンターテイメント・ゲー ム：スーパーモナコＧＰ（セガ・エンタ ープライゼス）”，マイコンＢＡＳＩＣ Ｍａｇａｚｉｎｅ，電波新聞社，1989 年 ８月 １日，第８巻，第８号，ｐ. 284−285 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 17/40 A63F 13/00 G09B 9/05 ＣＳＤＢ（日本国特許庁)

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コース上を移動体が移動する仮想３次元
   空間における任意の視点での画像を合成するための３次
   元シミュレータ装置であって、 前記コースに沿って設定されるコース情報を記憶するコ
   ース情報記憶手段と、 前記移動体の移動に応じて前記コース情報記憶手段から
   前記コース情報を読み出し、読み出されたコース情報に
   基づいて、仮想３次元空間における任意の視点位置から
   見える画像を合成する画像合成手段とを含み、 前記コース情報記憶手段には、前記コース情報として前
   記コース上での前記移動体の走行環境情報が記憶され、
   この走行環境情報に基づいて移動体の移動情報の設定を
   行うことを特徴とする３次元シミュレータ装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記走行環境情報が、路面の凹凸情報、スリップ情報、
   速度減速情報、天候情報又は地形情報を含むことを特徴
   とする３次元シミュレータ装置。
3. 【請求項３】 コース上を移動体が移動する仮想３次元
   空間における任意の視点での画像を合成するための３次
   元シミュレータ装置であって、 前記コースに沿って設定されるコース情報を記憶するコ
   ース情報記憶手段と、 前記移動体の移動に応じて前記コース情報記憶手段から
   前記コース情報を読み出し、読み出されたコース情報に
   基づいて、仮想３次元空間における任意の視点位置から
   見える画像を合成する画像合成手段とを含み、 前記コースに沿って１又は複数の路側帯エリアが設けら
   れ、 前記コース情報記憶手段には、前記コース情報として前
   記路側帯エリアの設定情報及び路側帯エリア内での前記
   移動体の走行環境情報が記憶され、この路側帯エリア設
   定情報及び路側帯エリア内での走行環境情報に基づい
   て、前記路側帯エリア内での移動体の移動情報の設定を
   行うことを特徴とする３次元シミュレータ装置。
4. 【請求項４】 請求項３において、 前記路側帯エリアでは、通常路面の走行環境情報とは異
   なる走行環境情報が設定されていることを特徴とする３
   次元シミュレータ装置。
5. 【請求項５】 請求項３又は４において、 前記走行環境情報が、路面の凹凸情報、スリップ情報、
   速度減速情報、天候情報又は地形情報を含むことを特徴
   とする３次元シミュレータ装置。
6. 【請求項６】 コース上を移動体が移動する仮想３次元
   空間における任意の視点での画像を合成するための３次
   元シミュレータ装置であって、 前記コースに沿って設定されるコース情報を記憶するコ
   ース情報記憶手段と、 前記移動体の移動に応じて前記コース情報記憶手段から
   前記コース情報を読み出し、読み出されたコース情報に
   基づいて、仮想３次元空間における任意の視点位置から
   見える画像を合成する画像合成手段とを含み、 前記コース情報記憶手段には、前記コース情報として前
   記コース上での前記移動体のバンク角設定情報が記憶さ
   れ、このバンク角設定情報に基づいて移動体のバンク角
   の設定を行うことを特徴とする３次元シミュレータ装
   置。
7. 【請求項７】 コース上を移動体が移動する仮想３次元
   空間における任意の視点での画像を合成するための３次
   元シミュレータ装置であって、 前記コースに沿って設定されるコース情報を記憶するコ
   ース情報記憶手段と、 前記移動体の移動に応じて前記コース情報記憶手段から
   前記コース情報を読み出し、読み出されたコース情報に
   基づいて、仮想３次元空間における任意の視点位置から
   見える画像を合成する画像合成手段とを含み、 前記コース情報記憶手段には、前記コース情報として、
   自動操縦される移動体の走行目標設定情報が記憶され、
   この走行目標設定情報に基づいて前記自動操縦される移
   動体の移動情報の設定を行うことを特徴とする３次元シ
   ミュレータ装置。
8. 【請求項８】 コース上を移動体が移動する仮想３次元
   空間における任意の視点位置から見える画像を合成する
   ための画像合成方法であって、 前記コースに沿って設定されるコース情報をコース情報
   記憶手段に記憶しておき、 前記移動体の移動に応じて前記コース情報記憶手段から
   前記コース情報を読み出し、読み出されたコース情報に
   基づいて、仮想３次元空間における任意の視点位置から
   見える画像を合成すると共に、 前記コース情報記憶手段に、前記コース情報として前記
   コース上での前記移動体の走行環境情報を記憶してお
   き、この走行環境情報に基づいて移動体の移動情報の設
   定を行うことを特徴とする画像合成方法。
9. 【請求項９】 請求項８において、 前記走行環境情報が、路面の凹凸情報、スリップ情報、
   速度減速情報、天候情報又は地形情報を含むことを特徴
   とする画像合成方法。
10. 【請求項１０】 コース上を移動体が移動する仮想３次
    元空間における任意の視点での画像を合成するための画
    像合成方法であって、 前記コースに沿って設定されるコース情報をコース情報
    記憶手段に記憶しておき、 前記移動体の移動に応じて前記コース情報記憶手段から
    前記コース情報を読み出し、読み出されたコース情報に
    基づいて、仮想３次元空間における任意の視点位置から
    見える画像を合成すると共に、 前記コースに沿って１又は複数の路側帯エリアを設け、 前記コース情報記憶手段に、前記コース情報として前記
    路側帯エリアの設定情報及び路側帯エリア内での前記移
    動体の走行環境情報を記憶しておき、この路側帯エリア
    設定情報及び路側帯エリア内での走行環境情報に基づい
    て、前記路側帯エリア内での移動体の移動情報の設定を
    行うことを特徴とする画像合成方法。
11. 【請求項１１】 請求項１０において、 前記路側帯エリアでは、通常路面の走行環境情報とは異
    なる走行環境情報が設定されていることを特徴とする画
    像合成方法。
12. 【請求項１２】 請求項１０又は１１において、 前記走行環境情報が、路面の凹凸情報、スリップ情報、
    速度減速情報、天候情報又は地形情報を含むことを特徴
    とする画像合成方法。
13. 【請求項１３】 コース上を移動体が移動する仮想３次
    元空間における任意の視点での画像を合成するための画
    像合成方法であって、 前記コースに沿って設定されるコース情報をコース情報
    記憶手段に記憶しておき、 前記移動体の移動に応じて前記コース情報記憶手段から
    前記コース情報を読み出し、読み出されたコース情報に
    基づいて、仮想３次元空間における任意の視点位置から
    見える画像を合成すると共に、 前記コース情報記憶手段に、前記コース情報として前記
    コース上での前記移動体のバンク角設定情報を記憶して
    おき、このバンク角設定情報に基づいて移動体のバンク
    角の設定を行うことを特徴とする画像合成方法。
14. 【請求項１４】 コース上を移動体が移動する仮想３次
    元空間における任意の視点での画像を合成するための画
    像合成方法であって、 前記コースに沿って設定されるコース情報をコース情報
    記憶手段に記憶しておき、 前記移動体の移動に応じて前記コース情報記憶手段から
    前記コース情報を読み出し、読み出されたコース情報に
    基づいて、仮想３次元空間における任意の視点位置から
    見える画像を合成すると共に、 前記コース情報記憶手段に、前記コース情報として、自
    動操縦される移動体の走行目標設定情報を記憶してお
    き、この走行目標設定情報に基づいて前記自動操縦され
    る移動体の移動情報の設定を行うことを特徴とする画像
    合成方法。