JP3398120B2 - キャラクタ間の距離算出方法、その装置及びシミュレータ - 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、モニタ画面内に作
成される擬似３次元空間上の移動キャラクタと、多角形
状を有するポリゴンを複数組み合わせて形成された固定
キャラクタとの距離を算出するキャラクタ間の距離算出
方法、その算出方法を実施する装置及びこれを用いたシ
ミュレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、モニタ画面上に複数のキャラクタ
を擬似３次元空間で表示するようにした種々のビデオゲ
ーム装置が普及している。かかるビデオゲーム装置にお
いて、例えば、空中を飛行する飛行体等の移動キャラク
タが山や地面等の固定キャラクタに接触ないし衝突した
か否かを判定する当り判定はゲームの興趣性を増大させ
る上で必要不可欠のものである。従来、かかる当り判定
は、移動キャラクタの画像データと、山や地面等の固定
キャラクタの画像データとを大まかに比較することによ
り行うようになっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、近年、上記
ビデオゲーム装置において、データの高速処理化、モニ
タ画面上における表示画像の高鮮明度化等が要求されて
おり、それに伴って移動キャラクタと固定キャラクタと
の接近状況までもが明確に表示されるようになると、従
来のような大まかな処理では、実際には移動キャラクタ
が固定キャラクタと接触ないし衝突していないにもかか
わらず当りと判定されたり、移動キャラクタが固定キャ
ラクタと接触ないし衝突しているにもかかわらず不当り
と判定されたりしてプレイヤーに違和感を与える虞が生
じるという問題がある。なお、このような問題は、ゲー
ム装置だけではなく、種々のシミュレータにも生じる。

【０００４】従って、本発明は、例えば移動キャラクタ
と固定キャラクタとの当り判定を正確に行うことを可能
とするものであって、モニタ画面内に作成される擬似３
次元空間上の移動キャラクタと固定キャラクタとの距離
を算出するキャラクタ間の距離算出方法、その算出方法
を実施する装置及びそれを用いたシミュレータを提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係るキャラクタ間の距離算出方法は、モ
ニタ画面内に作成される擬似３次元空間上の移動キャラ
クタと、縦横に配列された複数のブロックからなり、各
ブロック内に多角形状を有するポリゴンが複数配置され
て構成された固定キャラクタとの距離を算出する方法で
あって、前記移動キャラクタと平面座標において対向す
る位置のブロックを特定する第１のステップと、前記ブ
ロック内に配置されている複数のポリゴンのうち、前記
移動キャラクタの平面座標点を含むポリゴンを特定する
第２のステップと、前記移動キャラクタと前記特定され
たポリゴンとの距離を算出する第３のステップとを備
え、前記第１のステップにより特定されるブロックは、
前記移動キャラクタの平面座標値を前記ブロックの一辺
の長さで割った商により求めるものであることを特徴と
している。

【０００６】この請求項１に係るキャラクタ間の距離算
出方法では、移動キャラクタと平面座標において対向す
る位置のブロックが移動キャラクタの平面座標値をブロ
ックの一辺の長さで割った商により特定されると共に、
その後にそのブロック内に配置されている複数のポリゴ
ンのうち、移動キャラクタの平面座標点を含むポリゴン
が特定され、移動キャラクタと特定されたポリゴンとの
距離が算出される。

【０００７】また、請求項２に係るキャラクタ間の距離
算出方法は、請求項１に係る方法において、前記第２の
ステップにより特定されるポリゴンは、三角形からなる
ものであり、ｐ＝（ｓ×ａ）＋（ｔ×ｂ）の式におい
て、ｓ≧０，ｔ≧０及びｓ＋ｔ≦１の条件を満足するも
のであることを特徴としている。但し、ｐは、平面座標
におけるポリゴンの基準頂点から移動キャラクタの平面
座標点に向かうベクトル。ａ及びｂは、ポリゴンの基準
頂点から他の頂点を定義するベクトル。ｓ及びｔは、前
記ベクトルａ及びｂの係数。

【０００８】この請求項２に係るキャラクタ間の距離算
出方法では、ｐ＝（ｓ×ａ）＋（ｔ×ｂ）の式に基づ
き、固定キャラクタを形成する複数のポリゴンのうちの
移動キャラクタに対向する位置のポリゴンが特定され
る。

【０００９】また、請求項３に係るキャラクタ間の距離
算出方法は、請求項１又は２に係る方法において、前記
第３のステップにより算出される移動キャラクタとポリ
ゴンとの間の距離ｙは、ｙ＝ｎ_x（Ｐ_x−Ｏ_x）＋ｎ_y（Ｐ
_y−Ｏ_y）＋ｎ_z（Ｐ_z−Ｏ_z）の式から求めるものである
ことを特徴としている。但し、ｎ_x，ｎ_y，ｎ_zは、ポリ
ゴンの持つ法線ベクトルｎのｘ，ｙ，ｚ軸方向の成分。
Ｐ_x，Ｐ_y，Ｐ_zは、移動キャラクタの位置Ｐのｘ，ｙ，
ｚ軸の各座標値。Ｏ_x，Ｏ_y，Ｏ_zは、ポリゴンを含む平
面上の所定の点Ｏのｘ，ｙ，ｚ軸の各座標値。

【００１０】この請求項３に係るキャラクタ間の距離算
出方法では、ｙ＝ｎ_x（Ｐ_x−Ｏ_x）＋ｎ_y（Ｐ_y−Ｏ_y）＋
ｎ_z（Ｐ_z−Ｏ_z）の式に基づき、移動キャラクタと第２
のステップで特定されたポリゴンとの間の距離ｙが算出
される。

【００１１】また、請求項４に係るキャラクタ間の距離
算出装置は、モニタ画面内に作成される擬似３次元空間
上の移動キャラクタと、縦横に配列された複数のブロッ
クからなり、各ブロック内に多角形状を有するポリゴン
が複数配置されて構成された固定キャラクタとの距離を
算出する装置であって、前記移動キャラクタと平面座標
において対向する位置のブロックを特定する第１の手段
と、前記ブロック内に配置されている複数のポリゴンの
うち、前記移動キャラクタの平面座標点を含むポリゴン
を特定する第２の手段と、前記移動キャラクタと前記特
定されたポリゴンとの距離を算出する第３の手段とを備
え、前記第１の手段により特定されるブロックは、前記
移動キャラクタの平面座標値を前記ブロックの一辺の長
さで割った商により求めるものであることを特徴として
いる。

【００１２】この請求項４に係るキャラクタ間の距離算
出装置では、第１の手段により移動キャラクタと平面座
標において対向する位置のブロックが移動キャラクタの
平面座標値をブロックの一辺の長さで割った商により特
定されると共に、第２の手段によりそのブロック内に配
置されている複数のポリゴンのうち、移動キャラクタの
平面座標点を含むポリゴンが特定され、第３の手段によ
り移動キャラクタと特定されたポリゴンとの距離が算出
される。

【００１３】また、請求項５に係るキャラクタ間の距離
算出装置は、請求項４に係るものにおいて、前記第２の
手段により特定されるポリゴンは、三角形からなるもの
であり、ｐ＝（ｓ×ａ）＋（ｔ×ｂ）の式において、ｓ
≧０，ｔ≧０及びｓ＋ｔ≦１の条件を満足するものであ
ることを特徴としている。但し、ｐは、平面座標におけ
るポリゴンの基準頂点から移動キャラクタの平面座標点
に向かうベクトル。ａ及びｂは、ポリゴンの基準頂点か
ら他の頂点を定義するベクトル。ｓ及びｔは、前記ベク
トルａ及びｂの係数。

【００１４】この請求項５に係るキャラクタ間の距離算
出装置では、第２の手段により、ｐ＝（ｓ×ａ）＋（ｔ
×ｂ）の式に基づいて固定キャラクタを形成する複数の
ポリゴンのうちの移動キャラクタに対向する位置のポリ
ゴンが特定される。

【００１５】また、請求項６に係るキャラクタ間の距離
算出装置は、請求項４又は５に係るものにおいて、前記
第３の手段により算出される移動キャラクタとポリゴン
との間の距離ｙは、ｙ＝ｎ_x（Ｐ_x−Ｏ_x）＋ｎ_y（Ｐ_y−
Ｏ_y）＋ｎ_z（Ｐ_z−Ｏ_z）の式から求めるものであること
を特徴としている。但し、ｎ_x，ｎ_y，ｎ_zは、ポリゴン
の持つ法線ベクトルｎのｘ，ｙ，ｚ軸方向の成分。
Ｐ_x，Ｐ_y，Ｐ_zは、移動キャラクタの位置Ｐのｘ，ｙ，
ｚ軸の各座標値。Ｏ_x，Ｏ_y，Ｏ_zは、ポリゴンを含む平
面上の所定の点Ｏのｘ，ｙ，ｚ軸の各座標値。

【００１６】この請求項６に係るキャラクタ間の距離算
出装置では、第３の手段により、ｙ＝ｎ_x（Ｐ_x−Ｏ_x）
＋ｎ_y（Ｐ_y−Ｏ_y）＋ｎ_z（Ｐ_z−Ｏ_z）の式に基づいて移
動キャラクタと第２の手段により特定されたポリゴンと
の間の距離ｙが算出される。

【００１７】また、請求項７に係るシミュレータは、移
動キャラクタと固定キャラクタとが擬似３次元で表示さ
れるモニタと、プレイヤーにより操作可能な操作手段
と、前記操作手段による操作に応じた操作量を検出する
検出手段と、前記検出手段からの信号により前記移動キ
ャラクタのモニタ画面上での位置を算出する算出手段
と、請求項４乃至６のいずれかに記載のキャラクタ間の
距離算出装置とを備えたことを特徴としている。

【００１８】この請求項７に係るシミュレータでは、モ
ニタに移動キャラクタと固定キャラクタとが表示され、
プレイヤーが操作手段を操作することによって移動キャ
ラクタが移動される。そして、移動した移動キャラクタ
の位置が算出されると共に、その移動キャラクタと対向
する位置の固定キャラクタを形成するポリゴンとの距離
が算出される。

【００１９】また、請求項８に係るシミュレータは、請
求項７に係るものにおいて、前記移動キャラクタは飛行
体であり、前記操作手段は少なくとも高度成分に対する
可変操作が可能にされたものであることを特徴としてい
る。

【００２０】この請求項８に係るシミュレータでは、プ
レイヤーが操作手段を操作することによってモニタ画面
上を飛行体が飛行する。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態であ
るキャラクタ間の距離算出方法及び装置が適用された飛
行シミュレーションゲーム装置を説明するための図であ
る。本実施形態においては、ゲーム装置は、飛行体とし
てハンググライダＨを想定したものである。実際のハン
ググライダＨは、平面視で二等辺三角形に近似した形状
を有し、フレームに張られた布製の三角翼Ｈ１を有して
いる。そして、三角翼Ｈ１の中央下部には飛行者Ｍを吊
持する吊持部材Ｈ２が設けられ、前方下部には水平方向
に延びる操作桿Ｈ３が設けられている。吊持部材Ｈ２に
支持された飛行者Ｍは、操作桿Ｈ３を操作することによ
り左右方向に旋回飛行することができ、吊持部材Ｈ２で
の体重の移動によっても方向転換や昇降をコントロール
し得るようになっている。

【００２２】実際の飛行環境においては、大気中に上昇
気流ゾーンや下降気流ゾーン、さらには乱気流ゾーン等
が存在し、ハンググライダＨは上昇気流ゾーンで上昇す
ると共に、下降気流ゾーンで下降し、乱気流ゾーンにお
いては飛行状態が不安定になる。飛行者Ｍは、このよう
な飛行環境中をハンググライダＨの操作桿Ｈ３を操りな
がら飛行することによって下方に展開する平野Ｎや湖Ｌ
等を俯瞰し、ときには側方に迫る山ＭＴを避けたり、乱
気流ゾーン中で飛行テクニックをフルに発揮し、爽快な
飛行感を得ることになる。

【００２３】本発明に係るキャラクタ間の距離算出方法
及び装置が適用されたゲーム装置は、このようなハング
グライダＨによる飛行体験を、モニタ画面上で模擬的に
楽しむものであり、そのためにゲーム装置は、プレイヤ
ーを上記吊持部材Ｈ２で吊持された姿勢に模擬的に保持
し得るように構成されると共に、図１に示すような前方
視界や下方視界が立体画像で映し出されるようになって
おり、しかもこの立体画像は、実際を模した飛行操作に
応じて変化し、これによって実際の飛行体験に近似した
体験が得られるようになされている。

【００２４】なお、このゲーム装置においては、ハング
グライダＨは、図２に示すように、周囲の山や森林の存
在によって必然的に形成される曲折した飛行経路ＨＫに
沿ってスタート地点ＳＴからゴール地点ＧＲに向かって
飛行するようになっている。また、飛行経路ＨＫは、複
数のパーツ（図２中の線で区画されたゾーン）に区分さ
れており、ハンググライダＨがどのパーツを飛行してい
るかを検出ないしは監視することにより、そのパーツに
対応した視界が映し出されるようになっている。

【００２５】図３は、本発明の一実施形態であるキャラ
クタ間の距離算出方法及び装置が適用された飛行シミュ
レーションゲーム装置の概略構成を示す図である。な
お、本明細書においては、図３に示すＸ−Ｘ方向を幅方
向、Ｙ−Ｙ方向を前後方向といい、特に−Ｘ方向を左
方、＋Ｘ方向を右方、−Ｙ方向を前方、＋Ｙ方向を後方
という。

【００２６】ゲーム装置１は、枠体２と、この枠体２の
上部後方に設けられた操作桿３と、この操作桿３を前後
方向に移動可能に支持する操作桿移動機構部４と、枠体
２の下部後方に設けられたプレイヤーの脚部を載置する
載置部５と、飛行のシミュレーション風景を画像表示す
るモニタ６と、このモニタ６の画像表示をスクロールす
る制御部７とを備えた基本構成を有している。

【００２７】枠体２は、フロアＦ上に据え付けられる幅
方向一対の基礎フレーム２１と、これら基礎フレーム２
１に支持された側面視でＬ字形状の幅方向一対のＬ形フ
レーム２２とを備えている。この各Ｌ形フレーム２２
は、頂部同士が水平杆２３により結合されて立設状態が
安定化するようになっている。

【００２８】また、各Ｌ形フレーム２２の後方には、幅
方向一対の中間フレーム２４が設けられると共に、各Ｌ
形フレーム２２の前後方向中央部より後方寄りの位置に
は上下方向に延びる幅方向一対の立設フレーム２５が設
けられている。各立設フレーム２５は、頂部の高さ位置
が水平杆２３の高さ位置と同一になるように設定され、
各立設フレーム２５の頂部と水平杆２３の上面部とによ
って平面視で略正方形状の桝形フレーム２６が支持され
ている。操作桿３、操作桿移動機構部４、載置部５、モ
ニタ６及び制御部７は、枠体２の内外に取り付けられ、
これによってゲーム装置１が形成されている。

【００２９】操作桿３は、枠体２の操作桿支持板２６ａ
に操作桿移動機構部４を介して前後方向に移動操作可能
となるように取り付けられている。操作桿３は、正面視
（載置部５から前方を見た状態）で略Ｕ字形状を呈し、
操作桿移動機構部４の両側部から下方に向かって斜めに
延びる左右一対の縦桿３１と、これら縦桿３１の下端部
間に配設された把持部３２とからなっており、プレイヤ
ーはこの把持部３２を両手で把持して前後方向に動かす
ことでゲームをプレイするようになっている。

【００３０】上記操作桿移動機構部４は、操作桿支持板
２６ａに幅方向一対で設けられた軸受４１と、これら軸
受４１に自軸心回りに回動自在に軸支された水平軸４２
と、この水平軸４２の回動に対して抵抗力（付勢力）を
付与する付勢部材４３と、水平軸４２の左端部に設けら
れ、水平軸４２の回動量を検出する可変抵抗器やポテン
ショメータ等の回動量センサ４４とを備えている。操作
桿３の縦桿３１上端部は水平軸４２に一体に固定され、
把持部３２を前後方向に操作することによって水平軸４
２が自軸心回りに回動するようになっている。

【００３１】載置部５は、載置部フレーム５１と、この
載置部フレーム５１に取り付けられた足置き台５２及び
腰支持台５３と、載置部フレーム５１を幅方向に左右に
移動させる載置部左右移動機構部５４とを備えている。
足置き台５２は、その水平面に対する傾斜角度がプレイ
ヤーが乗った状態で身体が少し前傾するように設定さ
れ、腰支持台５３は、その水平面に対する傾斜角度がプ
レイヤーの前傾姿勢を脚部で支持し得る程度の急勾配と
なるように設定されている。

【００３２】載置部左右移動機構部５４は、枠体２内の
前方下部に箱型に組み付けられた内部フレーム２７に支
持されており、載置部フレーム５１を幅方向に左右に移
動させるための回動自在に支持された垂直軸５５と、こ
の垂直軸５５に取り付けられ、垂直軸５５の回動に対し
て抵抗力（付勢力）を付与する付勢部材５７とを備えて
いる。また、垂直軸５５の上端には、足置き台５２の揺
動量を検出するための可変抵抗器やポテンショメータ等
の回動量センサ５９が配設されている。また、足置き台
５２は、その下方に幅方向一対の図略のコイルスプリン
グが配設され、このコイルスプリングの付勢力によって
足置き台５２の水平位置が維持される一方、プレイヤー
が左右いずれかの足に多くの体重をかけることよって左
右が上下に揺動するようになっている。

【００３３】モニタ６は、枠体２の上部であって、上記
幅方向一対の立設フレーム２５間に設けられた前方モニ
タ６１と、前方モニタ６１より下部の中間フレーム２４
に設けられた俯瞰モニタ６２とを備えている。前方モニ
タ６１は、画面が後方に向いて略垂直に角度設定されて
いるとともに、俯瞰モニタ６２は、画面が前上がりに斜
めに配置され、これによって、プレイヤーが足置き台５
２に乗って腰部を腰支持台５３に預け、把持部３２を把
持した状態で前方に視線を向けると前方モニタ６１の画
面が目視でき、下に視線を移すと俯瞰モニタ６２の画面
が目視できるようになっている。

【００３４】制御部７は、枠体２の下部後方の空間に配
設されており、図４に示すように、ＣＰＵ７０、モニタ
６への表示を制御するための制御プログラムを記憶する
ＲＯＭ７１、及び処理データを一時的に保存するＲＡＭ
７２を有し、回動量センサ４４、５９からの検出信号に
応じて前方モニタ６１及び俯瞰モニタ６２に画像を表示
させるようになっている。また、制御部７は、前方モニ
タ６１及び俯瞰モニタ６２に表示される前方及び俯瞰の
シミュレーション画面のデータを記憶している磁気ディ
スク、光ディスク、ＲＯＭ等のメモリ７３，７４を備
え、これらのメモリ７３，７４は、例えば、飛び立つ位
置（山の頂上等）から、その山の周辺乃至近隣の風景で
あって、広い範囲に亘って模擬的に作成されたデータを
記憶している。

【００３５】上記シミュレーション画面の中には、固定
キャラクタである、例えば、図５及び図６に示すような
ポリゴン地形ＰＴを含んでいる。このポリゴン地形ＰＴ
は、飛行の始点である飛び立った山、他の山、地面等を
含んでおり、メモリ７３，７４は、これらの飛行の障害
物となる固定キャラクタをそれぞれ必要数のポリゴンに
分割し、各ポリゴンの各頂点座標と、これに張り付ける
テクスチャとを対応付けて記憶している。すなわち、図
５はポリゴン地形を上から眺めた図、図６はその地形を
斜めから眺めた図であり、ポリゴン地形ＰＴは縦横に配
列された複数のブロック（フォント）ＰＢ単位で構成さ
れており、各ブロックＰＢ内には三角形からなる複数の
ポリゴンＰＬが配置されている。各ブロックＰＢは、例
えば、一辺が４０９６（ｘ，ｚ座標）の正方形となって
いる。

【００３６】また、メモリ７３は、上記固定キャラクタ
の他に、移動キャラクタであるハンググライダを構成す
る必要数のポリゴンの各頂点座標と、これに張り付ける
テクスチャとを対応付けて記憶している。ＣＰＵ７０
は、プレイヤーによる操作等に応じたハンググライダの
画像データをメモリ７３から読み出し、ハンググライダ
の、例えば直ぐ後方の位置を視点とした映像を前方モニ
タ６１に映し出す。ハンググライダは、プレイヤーの操
作により、例えば、図５及び図６に示すポリゴン地形Ｐ
Ｔの谷間を縫って山腹や地面に接触したり衝突したりし
ないようにして飛行する。

【００３７】ＣＰＵ７０は、操作桿３の操作量を検出す
る回動量センサ４４、及び載置部５の足置き台５２の操
作量を検出する回動量センサ５９からの検出電圧に基づ
いて現在のプレイヤーの視点と視線方向とを算出する手
段を有する。すなわち、ＣＰＵ７０は、操作桿３が基準
位置にあるときの回動量センサ４４、及び載置部５が基
準位置にあるときの回動量センサ５９からの検出電圧を
それぞれ基準電圧とし、これら基準電圧との差電圧分を
操作量として算出する操作量算出部７０１、この操作量
算出部７０１により算出された２つのデータから直前に
算出されたプレイヤーの視点と視線位置に対する変化量
を求める変化量算出部７０２、及び変化量を直前のプレ
イヤーの視点と視線方向とにそれぞれ加減算する加減算
部７０３を有する。かかる演算を１／６０秒周期毎に実
行して各データを取り込むことで、プレイヤーの視点と
視線方向とを連続的に得るようにしている。なお、視点
は、プレイヤーの飛行高度に対応し、視線方向は、飛び
立った時の方向に対する現在の相対方向に対応してい
る。

【００３８】また、ＣＰＵ７０は、得られた視点データ
と視線方向データとから、各モニタ６画面に表示される
ポリゴンの表示位置、大きさ及び回転角度データを算出
するポリゴン演算部７０４、それぞれのメモリ７３，７
４から読み出された上記ポリゴンに上記データを当ては
めて演算した後、演算後のポリゴンにテクスチャを張り
付け、それぞれの表示メモリ７５，７７に陰面処理を施
しながらマッピング処理を行う画像処理部７０５を有す
る。また、ＣＰＵ７０は、ポリゴン演算部７０４で算出
されたポリゴンの表示位置等からハンググライダが上記
障害物に接触ないし衝突したか否かを判別するデータ判
別部７０６を有する。

【００３９】表示駆動手段７６は、表示メモリ７５に書
き込まれたハンググライダを含む前方のシミュレーショ
ン画像を、例えば１／６０秒の周期で読み出して前方モ
ニタ６１に出力し、表示駆動手段７８は、表示メモリ７
７に書き込まれた俯瞰のシミュレーション画像を、例え
ば１／６０秒の周期で読み出して俯瞰モニタ６２に出力
する。

【００４０】この結果、操作桿３や載置部５が基準位置
から操作されることで、周期的に得られるプレイヤーの
視点と視線方向に基づく前方のシミュレーション画像お
よび俯瞰のシミュレーション画像が上記操作に応じて左
右、上下方向にスクロールされる。このように表示され
る画面を疑似３次元画像とすることで、上昇、下降、旋
回等した場合に、あるいは障害物自体の向きの変化等に
よっても、この障害物を３次元的に不自然さなく表示す
ることができると共に、より臨場感を醸し出すことがで
き、少ないメモリ容量で、多数の画像を高速で表示させ
ることが可能となる。

【００４１】なお、操作桿３及び載置部５に対する操作
に応じたモニタ６画像のスクロール表示は次の通りとな
る。すなわち、操作桿３が前方に操作されると、プレイ
ヤーは上昇することになるので、前方モニタ６１に表示
されているハンググライダを除く前方シミュレーション
画像が下方にスクロールするとともに、俯瞰モニタ６２
に表示されている俯瞰シミュレーション画像はより小さ
くなる。逆に、操作桿３が後方に操作されると、プレイ
ヤーは下降することになるので、前方モニタ６１に表示
されている前方シミュレーション画像が上方にスクロー
ルするとともに、俯瞰モニタ６２に表示されている俯瞰
シミュレーション画像はより大きくなる。

【００４２】また、載置部５が右側に操作されると、プ
レイヤーは右方に旋回することになるので、前方モニタ
６１に表示されているハンググライダを除く前方シミュ
レーション画像が旋回と同期して左方にスクロールする
とともに、俯瞰モニタ６２に表示されている俯瞰シミュ
レーション画像は同一の大きさを保ったまま同様に左方
に回転及びスクロールする。逆に、載置部５が左側に操
作されると、プレイヤーは左方に旋回することになるの
で、前方モニタ６１に表示されているハンググライダを
除く前方シミュレーション画像が旋回と同期して右方に
スクロールするとともに、俯瞰モニタ６２に表示されて
いる俯瞰シミュレーション画像は同一の大きさを保った
まま同様に右方に回転及びスクロールする。また、操作
桿３および載置部５が同時に操作されているときは、夫
々のモニタ６に表示される画像はハンググライダを除き
斜め方向にスクロールすることとなる。

【００４３】次に、ハンググライダが上記障害物に接触
ないし衝突したかどうかの判別方法について、図７に示
すフローチャートと共に説明する。

【００４４】まず、ハンググライダにおける特定の点
（例えば、ハンググライダに乗っている人物像の腰）Ｐ
（（Ｐ_x，Ｐ_y，Ｐ_z）で示す。）がｘ−ｚ平面において
対応するポリゴン地形を形成しているブロックＰＢ（す
なわち、点Ｐの真下に位置するブロックＰＢ）を特定す
る（ステップＳ１）。これは、点Ｐのｘ−ｚ平面座標の
各値Ｐ_x，Ｐ_zをブロックＰＢの一辺の長さ４０９６で割
った商によって特定することができる。なお、点Ｐの位
置は、プレイヤーによる操作桿３等の操作に応じて制御
部７で常に検出されている。

【００４５】次いで、ステップＳ１で特定されたブロッ
クＰＢ内に配置されている複数のポリゴンＰＬの内、点
Ｐがｘ−ｚ平面において対応するポリゴンＰＬ（すなわ
ち、点Ｐの直下に位置するポリゴンＰＬ）を特定する
（ステップＳ２）。これは、次のようにして特定するこ
とができる。すなわち、図８に示すように、ポリゴンＰ
Ｌを△ＯＡＢなる三角形とする。この△ＯＡＢと点Ｐと
の関係は、基準頂点ＯからＰに向かうベクトルをｐと
し、基準頂点Ｏから他の頂点Ａに向かうベクトルをａ、
基準頂点Ｏから他の頂点Ｂに向かうベクトルをｂとする
と共に、ｓ，ｔをそれぞれ係数とすると、ｐ＝（ｓ×
ａ）＋（ｔ×ｂ）の式で表すことができる。この式にお
いて、ｓ≧０，ｔ≧０及びｓ＋ｔ≦１の３つの条件を満
足するとき、点Ｐは△ＯＡＢの周ないし内部に存在する
ことになる。従って、上記３つの条件を満足するポリゴ
ンを求めればよい。

【００４６】なお、上記ｓ，ｔは、ａのｘ軸方向の成分
をａ_x、ｚ軸方向の成分をａ_zとし、ｂのｘ軸方向の成分
をｂ_x、ｚ軸方向の成分をｂ_zとすると、それぞれ数１に
より与えられる。

【００４７】

【数１】

【００４８】ここで、ｓ，ｔが上記３つの条件を満たす
には、ＳＩＧＮ（）×ＳＩＧＮ（）≧０，ＳＩＧＮ
（）×ＳＩＧＮ（）≧０，ＡＢＳ（＋）≦ＡＢ
Ｓ（）を満たしているかどうかを判別すればよいの
で、計算を簡略化することができる。なお、ＳＩＧＮ
（）は上記数１におけるｓの分子側の正負の符号、Ｓ
ＩＧＮ（）は上記数１におけるｓの分母側の正負の符
号、ＳＩＧＮ（）は上記数１におけるｔの分子側の正
負の符号、ＳＩＧＮ（）は上記数１におけるｔの分母
側の正負の符号をそれぞれ示し、ＡＢＳ（＋）は上
記数１におけるｓの分子側とｔの分子側の各式を加算し
た絶対値、ＡＢＳ（）は上記数１におけるｓの分母側
の絶対値をそれぞれ示している。

【００４９】次いで、ステップＳ２で特定されたポリゴ
ンＰＬの持つ法線ベクトルｎと△ＯＡＢの基準頂点Ｏと
から、点Ｐと上記特定されたポリゴンＰＬの平面との距
離ｙを算出する（ステップＳ３）。すなわち、距離ｙ
は、法線ベクトルｎを（ｎ_x，ｎ_y，ｎ_z）とし、基準頂
点Ｏを（Ｏ_x，Ｏ_y，Ｏ_z）とすると、ｙ＝ｎ_x（Ｐ_x−
Ｏ_x）＋ｎ_y（Ｐ_y−Ｏ_y）＋ｎ_z（Ｐ_z−Ｏ_z）の式から求
めることができる。なお、法線ベクトルｎは、各ポリゴ
ンについてテーブルに記憶させておいてもよいし、△Ｏ
ＡＢの各頂点座標から求めるようにしてもよい。また、
上記式において、基準頂点Ｏの代わりに、ポリゴンＰＬ
を含む平面上の任意の点を点Ｏとして用いることもでき
る。上記ステップＳ１，Ｓ２及びＳ３の処理は上記ポリ
ゴン演算部７０４で実行される。

【００５０】次いで、ステップＳ３で求めた距離ｙが負
かどうかを判定する（ステップＳ４）。判定が肯定され
ると、点Ｐ、すなわち、ハンググライダが障害物に接触
ないし衝突したと判別されて当り信号が出力され（ステ
ップＳ５）、判定が否定されると、ハンググライダが障
害物に接触ないし衝突していないと判別されて不当り信
号が出力される（ステップＳ６）。当り信号が出力され
たときは、プレイヤーの操作桿３等の操作とは無関係に
ハンググライダを着地ないしバウンドさせる等の画像処
理が行われ、不当り信号が出力されたときは、プレイヤ
ーの操作桿３等の操作に応じた飛行処理が継続される。
上記ステップＳ４，Ｓ５及びＳ６の処理は上記データ判
別部７０６で実行される。

【００５１】なお、当り信号が出力されているにもかか
わらず、プレイヤーが継続して下方への操作を行ってい
る場合が考えられるが、このときは回動量センサ４４の
降下指示量分だけｙ軸方向の位置をかさ上げし、ポリゴ
ンより下方（地中等）に埋没するような不都合が生じな
いようにしている。

【００５２】また、ステップＳ３で距離ｙを算出する代
わりに、次のような方法によってもハンググライダが障
害物に接触ないし衝突したか否かを判定することができ
る。すなわち、ポリゴンＰＬの△ＯＡＢの平面は、ａｘ
＋ｂｙ＋ｃｚ＝ｄの式で表すことができるので、点Ｐの
座標値Ｐ_x，Ｐ_zを上記式のｘ，ｚに代入して△ＯＡＢ平
面上のｙの値を算出する。そして、点Ｐの座標値Ｐ
_yが、算出した△ＯＡＢ平面上のｙの値と一致している
場合にハンググライダは障害物に接触ないし衝突したと
判定する一方、Ｐ_y−ｙの値が正の場合はハンググライ
ダは障害物に接触ないし衝突していないと判定する。す
なわち、△ＯＡＢ平面上のｙの値を算出することは実質
的に上記距離ｙ（＝Ｐ_y−ｙ）の値を算出することと等
価であるといえるので、本発明においては、△ＯＡＢ平
面のｙの値の算出を距離ｙの値の算出と同一に扱う。

【００５３】また、ポリゴンＰＬの形状は三角形に限ら
ず、四角形等の他の多角形状であってもよい。また、ハ
ンググライダの特定の点Ｐは、ハンググライダに乗って
いる人物像の腰の位置に代えて、ハンググライダの翼の
両端に設定するようにしたり、人物像の腰とハンググラ
イダの翼の両端とに設定したりすることができる。この
ように、特定の点Ｐを複数箇所に設定すると、実際のハ
ンググライダの操縦により近い状態で接触等の判定を行
うことができる。

【００５４】また、本発明に係るキャラクタ間の距離算
出方法及びその装置は、移動キャラクタと固定キャラク
タとの当り判定以外の種々の目的にも適用が可能であ
り、さらには、ゲーム装置だけではなく、訓練装置等の
シミュレータにも適用することが可能である。従って、
本発明においてはゲーム装置も含めてシミュレータと呼
ぶ。

【００５５】

【発明の効果】以上のように、請求項１乃至３のキャラ
クタ間の距離算出方法によれば、移動キャラクタと平面
座標において対向する位置のブロックを特定する第１の
ステップと、ブロック内に配置されている複数のポリゴ
ンのうち、移動キャラクタの平面座標点を含むポリゴン
を特定する第２のステップと、移動キャラクタと特定さ
れたポリゴンとの距離を算出する第３のステップとを備
えているので、移動キャラクタと、固定キャラクタを形
成する複数のポリゴンの中の移動キャラクタと対応する
ポリゴンとの距離を算出することができるようになる結
果、移動キャラクタと固定キャラクタとの当り判定を正
確に行うことができる。

【００５６】また、第１のステップにより特定されるブ
ロックは、移動キャラクタの平面座標値をブロックの一
辺の長さで割った商により求めるものであるので、移動
キャラクタと対応する位置のポリゴンを特定するにあた
り、固定キャラクタを形成しているすべてのポリゴンに
ついて移動キャラクタと対応するものかどうかを調べる
必要がなくなる結果、移動キャラクタと対応する位置の
ポリゴンを短時間で特定することができる。

【００５７】また、請求項４乃至６のキャラクタ間の距
離算出装置によれば、移動キャラクタと平面座標におい
て対向する位置のブロックを特定する第１の手段と、ブ
ロック内に配置されている複数のポリゴンのうち、移動
キャラクタの平面座標点を含むポリゴンを特定する第２
の手段と、移動キャラクタと特定されたポリゴンとの距
離を算出する第３の手段とを備えているので、移動キャ
ラクタと、固定キャラクタを形成する複数のポリゴンの
うちの移動キャラクタと対応するポリゴンとの距離を算
出することができるようになる結果、移動キャラクタと
固定キャラクタとの当り判定を正確に行うことができ
る。

【００５８】また、第１の手段により特定されるブロッ
クは、移動キャラクタの平面座標値をブロックの一辺の
長さで割った商により求めるものであるので、移動キャ
ラクタと対応する位置のポリゴンを特定するにあたり、
固定キャラクタを形成しているすべてのポリゴンについ
て移動キャラクタと対応するものかどうかを調べる必要
がなくなる結果、移動キャラクタと対応する位置のポリ
ゴンを短時間で特定することができる。

【００５９】また、請求項７及び８の発明によれば、移
動キャラクタと固定キャラクタとが擬似３次元で表示さ
れるモニタと、プレイヤーにより操作可能な操作手段
と、操作手段による操作に応じた操作量を検出する検出
手段と、検出手段からの信号により移動キャラクタのモ
ニタ画面上での位置を算出する算出手段と、請求項４乃
至６のいずれかに記載のキャラクタ間の距離算出装置と
を備えているので、移動キャラクタと固体キャラクタと
の当り判定を正確に行うことができるようになる結果、
プレイヤーに違和感を与えることがなくなり、よりリア
リティの高いシミュレータを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態であるキャラクタ間の距離
算出方法及び装置が適用された飛行シミュレーションゲ
ーム装置がどのような模擬ゲームであるかを説明するた
めの図である。

【図２】図１で説明した飛行シミュレーションゲーム装
置におけるハンググライダの飛行経路の一例を示す図で
ある。

【図３】本発明の一実施形態であるキャラクタ間の距離
算出方法及び装置が適用された飛行シミュレーションゲ
ーム装置の内部構造を示す斜視図である。

【図４】図３に示す飛行シミュレーションゲーム装置の
制御系を示す図である。

【図５】ポリゴン地形の一例を示し、そのポリゴン地形
を上から眺めた図である。

【図６】図５に示すポリゴン地形を斜めから眺めた図で
ある。

【図７】移動キャラクタであるハンググライダが固定キ
ャラクタである障害物に接触ないし衝突したかどうかの
判別方法を説明するためのフローチャートである。

【図８】ハンググライダの特定点と三角形からなるポリ
ゴンとの位置関係を説明するための図である。

【符号の説明】

１ ゲーム装置 ３ 操作桿（操作手段） ５ 載置部（操作手段） ６ モニタ ７０１ 操作量演算部（検出手段） ７０２ 変化量演算部（検出手段） ７０３ 加減算部（算出手段） ７０４ ポリゴン演算部（第１の手段、第２の手段、第
３の手段） ＰＴ ポリゴン地形 ＰＢ ブロック ＰＬ ポリゴン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 15/00 - 17/50 A63F 13/00 G09B 9/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モニタ画面内に作成される擬似３次元空
   間上の移動キャラクタと、縦横に配列された複数のブロ
   ックからなり、各ブロック内に多角形状を有するポリゴ
   ンが複数配置されて構成された固定キャラクタとの距離
   を算出する方法であって、 前記移動キャラクタと平面座標において対向する位置の
   ブロックを特定する第１のステップと、前記ブロック内
   に配置されている複数のポリゴンのうち、前記移動キャ
   ラクタの平面座標点を含むポリゴンを特定する第２のス
   テップと、前記移動キャラクタと前記特定されたポリゴ
   ンとの距離を算出する第３のステップとを備え、 前記第１のステップにより特定されるブロックは、前記
   移動キャラクタの平面座標値を前記ブロックの一辺の長
   さで割った商により求めるものであることを特徴とする
   キャラクタ間の距離算出方法。
2. 【請求項２】 前記第２のステップにより特定されるポ
   リゴンは、三角形からなるものであり、ｐ＝（ｓ×ａ）
   ＋（ｔ×ｂ）の式において、ｓ≧０，ｔ≧０及びｓ＋ｔ
   ≦１の条件を満足するものであることを特徴とする請求
   項１記載のキャラクタ間の距離算出方法。但し、ｐは、
   平面座標におけるポリゴンの基準頂点から移動キャラク
   タの平面座標点に向かうベクトル。ａ及びｂは、ポリゴ
   ンの基準頂点から他の頂点を定義するベクトル。ｓ及び
   ｔは、前記ベクトルａ及びｂの係数。
3. 【請求項３】 前記第３のステップにより算出される移
   動キャラクタとポリゴンとの間の距離ｙは、ｙ＝ｎ
   _x（Ｐ_x−Ｏ_x）＋ｎ_y（Ｐ_y−Ｏ_y）＋ｎ_z（Ｐ_z−Ｏ _z）の
   式から求めるものであることを特徴とする請求項１又は
   ２記載のキャラクタ間の距離算出方法。但し、ｎ_x，
   ｎ_y，ｎ_zは、ポリゴンの持つ法線ベクトルｎのｘ，ｙ，
   ｚ軸方向の成分。Ｐ_x，Ｐ_y，Ｐ_zは、移動キャラクタの
   位置Ｐのｘ，ｙ，ｚ軸の各座標値。Ｏ_x，Ｏ_y，Ｏ_zは、
   ポリゴンを含む平面上の所定の点Ｏのｘ，ｙ，ｚ軸の各
   座標値。
4. 【請求項４】 モニタ画面内に作成される擬似３次元空
   間上の移動キャラクタと、縦横に配列された複数のブロ
   ックからなり、各ブロック内に多角形状を有するポリゴ
   ンが複数配置されて構成された固定キャラクタとの距離
   を算出する装置であって、 前記移動キャラクタと平面座標において対向する位置の
   ブロックを特定する第１の手段と、前記ブロック内に配
   置されている複数のポリゴンのうち、前記移動キャラク
   タの平面座標点を含むポリゴンを特定する第２の手段
   と、前記移動キャラクタと前記特定されたポリゴンとの
   距離を算出する第３の手段とを備え、 前記第１の手段により特定されるブロックは、前記移動
   キャラクタの平面座標値を前記ブロックの一辺の長さで
   割った商により求めるものであることを特徴とするキャ
   ラクタ間の距離算出装置。
5. 【請求項５】 前記第２の手段により特定されるポリゴ
   ンは、三角形からなるものであり、ｐ＝（ｓ×ａ）＋
   （ｔ×ｂ）の式において、ｓ≧０，ｔ≧０及びｓ＋ｔ≦
   １の条件を満足するものであることを特徴とする請求項
   ４記載のキャラクタ間の距離算出装置。但し、ｐは、平
   面座標におけるポリゴンの基準頂点から移動キャラクタ
   の平面座標点に向かうベクトル。ａ及びｂは、ポリゴン
   の基準頂点から他の頂点を定義するベクトル。ｓ及びｔ
   は、前記ベクトルａ及びｂの係数。
6. 【請求項６】 前記第３の手段により算出される移動キ
   ャラクタとポリゴンとの間の距離ｙは、ｙ＝ｎ_x（Ｐ_x−
   Ｏ_x）＋ｎ_y（Ｐ_y−Ｏ_y）＋ｎ_z（Ｐ_z−Ｏ_z）の式から求
   めるものであることを特徴とする請求項４又は５記載の
   キャラクタ間の距離算出装置。但し、ｎ_x，ｎ_y，ｎ
   _zは、ポリゴンの持つ法線ベクトルｎのｘ，ｙ，ｚ軸方
   向の成分。Ｐ_x，Ｐ_y，Ｐ_zは、移動キャラクタの位置Ｐ
   のｘ，ｙ，ｚ軸の各座標値。Ｏ_x，Ｏ_y，Ｏ_zは、ポリゴ
   ンを含む平面上の所定の点Ｏのｘ，ｙ，ｚ軸の各座標
   値。
7. 【請求項７】 移動キャラクタと固定キャラクタとが擬
   似３次元で表示されるモニタと、プレイヤーにより操作
   可能な操作手段と、前記操作手段による操作に応じた操
   作量を検出する検出手段と、前記検出手段からの信号に
   より前記移動キャラクタのモニタ画面上での位置を算出
   する算出手段と、請求項４乃至６のいずれかに記載のキ
   ャラクタ間の距離算出装置とを備えてなるシミュレー
   タ。
8. 【請求項８】 前記移動キャラクタは飛行体であり、前
   記操作手段は少なくとも高度成分に対する可変操作が可
   能にされたものであることを特徴とする請求項７記載の
   シミュレータ。