JP3734612B2

JP3734612B2 - Image display device for displaying background image based on moving viewpoint

Info

Publication number: JP3734612B2
Application number: JP33765297A
Authority: JP
Inventors: 直杉山; 光謙山田
Original assignee: Nintendo Co Ltd
Current assignee: Nintendo Co Ltd
Priority date: 1997-11-20
Filing date: 1997-11-20
Publication date: 2006-01-11
Anticipated expiration: 2017-11-20
Also published as: JPH11154245A

Description

【従来の技術・発明が解決しようとする課題】
従来の画像表示装置は、背景画像が画面に表示される範囲、すなわち視角が、視点の速度の変化によらず一定であった。例えば、従来の三次元表示可能なレーシングゲーム又は飛行ゲームは、移動速度が増大しても視角が一定であるため、移動速度すなわち背景画面の流れ速度を変化させて表示するだけであったため、スピード感が感じられなかった。
また、視角が一定であると、道路または飛行経路等が曲がっているときそれに合わせて対応することが難しくなる。
【０００２】
それゆえに、この発明の主たる目的は、移動する視点から見た背景画像の変化を高速にしても、操作者がその速度に対応して操作が可能であり、しかもスピード感に満ちた移動物体と背景画像を三次元表示するビデオゲーム装置を提供することである。
【作用】
この発明は、視点の移動速度が増大することに関連して視角を拡大するように変化させて広い視角で背景画像を見えるようにすることにより、操作者の操作を容易にするとともに、視点に近い部分の背景も表示してその部分の画像変化速度を大きくしてスピード感を増大させるようにしたものである。
【０００３】
【実施例】
以下の実施例では３Ｄビデオゲーム機を用いて説明するが、この発明はパーソナルコンピュータやグラフィックワークステーション等の他の画像処理装置にも適用できる。また、３Ｄの画像表示装置だけではなく、単に２Ｄの背景画像スクロールをする画像表示装置にも適用できることを予め指摘しておく。
【０００４】
図１は、この発明の一実施例の３Ｄビデオゲームシステムのブロック図である。この３Ｄビデオゲームシステムは、ビデオゲーム機本体１０と、外部記憶装置のＲＯＭカートリッジ２０と、ビデオゲーム機本体１０に接続される表示装置のＣＲＴディスプレイ３０と、操作手段のコントローラ４０とを含んで構成される。
【０００５】
ビデオゲーム機本体１０には、中央処理ユニット（以下「ＣＰＵ」という）１１及びコプロセッサ（リアリティ・コプロセッサ：以下「ＲＣＰ」という）１２が内蔵される。ＲＣＰ１２には、バスの制御を行うためのバス制御回路１２１と、ポリゴンの座標変換や陰影処理等を行うための画像処理回路（リアリティ・シグナル・プロセッサ；以下「ＲＳＰ」という）１２２と、ポリゴンデータから表示すべき画像データを演算して生成するための画像処理回路（リアリティ・ディスプレイ・プロセッサ；以下「ＲＤＰ」という）１２３とが含まれる。ＲＣＰ１２には、ＲＯＭカートリッジ２０を着脱自在に装着するためのカートリッジ用コネクタ１３と、ディスクドライブ２６を着脱自在に装着するためのディスクドライブ用コネクタ１４と、ＲＡＭ１５が電気的に接続される。ＲＡＭ１５は、ＲＤＰ１２３が生成した画像データを、画像信号発生回路１７が画像信号に変換するまで一時記憶する。また、ＲＡＭ１５は、ＣＰＵ１１が利用可能なように、コントローラ４０Ａ〜４０Ｄからの操作信号を一時記憶する。また、ＲＡＭ１５は、ＣＰＵ１１がプログラムを実行できるように、ディスクドライブ２６または外部ＲＯＭから転送されるプログラムデータ等を一時記憶する。また、ＲＡＭ１５は、後述の視点の速度ｖ１，ｖ２と視角α，β，γとＺバッファに関連する値Ｌ，ｌを記憶する
【０００６】
また、ＲＣＰ１２には、ＣＰＵ１１によって処理された音声信号を出力するための音声信号発生回路１６及び画像信号を出力するための画像信号発生回路１７が電気的に接続される。さらに、ＲＣＰ１２には、１乃至複数のコントローラ４０Ａ〜４０Ｄの操作データ及び／又は拡張用ＲＡＭカートリッジ５０のデータをシリアル転送するためのコントローラ制御回路１８が電気的に接続される。
【０００７】
ＲＣＰ１２に含まれるバス制御回路１２１は、ＣＰＵ１１から出力される種々のコマンド信号をバスを介してパラレル信号として受け、パラレル−シリアル変換した後シリアル信号としてコントローラ制御回路１８に与える。また、バス制御回路１２１は、コントローラ制御回路１８からのシリアル信号をパラレル信号に変換し、バスを介してＣＰＵ１１へ出力する。ここで、コントローラ制御回路１８からのシリアル信号はコントローラ４０Ａ〜４０Ｄの操作状態を示すデータ（以下「操作データ」という）である。そして、このデータは、上述のようにＲＡＭ１５へと転送されて一時記憶される。
【０００８】
音声信号発生回路１６には、ビデオゲーム機１０の後面に設けられるコネクタ１９５が接続される。画像信号発生回路１７には、ビデオゲーム機１０の後面に設けられるコネクタ１９６が接続される。コネクタ１９５には、テレビのスピーカ等の音声発生装置３２の接続部が着脱自在に接続される。コネクタ１９６には、テレビジョン受像機又はＣＲＴ等のディスプレイ３１の接続部が着脱自在に接続される。
【０００９】
以上、図１で説明した３Ｄビデオゲームシステムは、仮想カメラを視点としてポリゴンデータで構成された仮想３次元空間を眺めたときに見える画像（以下「背景画像」という）をディスプレイ３１に表示するものである。ここで、仮想３次元空間内における仮想カメラの位置（以下「視点Ｏ」という）を移動することにより、背景画像がディスプレイ３１上に流れるように表示される。一般に、２次元空間に基づく背景画像が流れることを「スクロール」と呼ぶ。
【００１０】
図２を用いて、従来技術の問題点理を具体的に説明する。いま、視点Ｏが左方向に移動しているものとする。このとき、視界も左方向を向いていれば、操作者には背景画像が画面奥から手前の方に流れるように見える。また、視点Ｏが図面上方に移動しており、かつ視界が左方向を向いているとき（以下「順方向視界」という）は、操作者には背景画像が画面右から左へ流れるように見える。
【００１１】
今、画像表示装置がレーシング画像を表示していると仮定し、このとき操作者がハンドルを切ると、上述した視点Ｏが図面上方に移動しかつ視界が左方向を向いている状態（以下「直角方向視界」という）が発生する。視界の大きさがγで直角方向視界の場合、Ａ点から図面右上方向にある物体は操作者に見えない。たとえば、Ａ’点にある物体は、Ａ点まで近づかないと操作者には見えない。これは、レーシング画像において、ハンドルを切った方向にある障害物が見えない状態であることを意味する。もし、速度が操作者の反射速度以上に速ければ、障害物を回避できずに衝突するであろう。
【００１２】
また、例えば、仮想３次元空間のポリゴンデータに基づいて画像を生成する従来の画像表示装置は、視界内に入った全てのポリゴンデータに基づいて画像を生成することはない。なぜなら、このような従来の画像表示装置は、通常はＺバッファと呼ばれるバッファを持ち視界の中のある一定距離以上遠いポリゴンについては画像生成のための演算から除外しているからである。すなわち、視界の深度に一定の規制を設けているのである。
このため、速度が速くなると、視界内に現れた物体が急速に視点Ｏに接近することになる。図２において、Ｚバッファの規制値すなわち視界深度がＣ点の距離であったとする。このとき、Ｃ点より遠方にある物体は操作者に見えない。そして速度が速いと、上述の通り、Ｃ点に達して視界内に現れた物体は急速に視点Ｏに接近し、これが操作者の反射速度以上の速さであると回避することができない。以上説明したとおり、操作者の反射速度が、視点の速度のソフトウェア的な規制の原因となる。
【００１３】
次に、図２を用いて、本願の原理を説明する。いま、操作者の反射速度をｔ（ｓ）、視点Ｏの速度をｖ１（ｍ／ｓ）とする。すると、操作者が対応するために必要な視点Ｏからの距離Ｌ（ｍ）が（１）式によって導かれる。
Ｌ＝ｔ×ｖ１・・・・・（１）
いま、視点Ｏの速度が速くなってｖ２になったとき、操作者が対応するために必要な距離がＬ＋ｌ（ｍ）であるとする。
Ｌ＋ｌ＝ｔ＋ｖ２・・・・・（２）
そして、物体が視点Ｏに最接近したときの距離をｚ（ｍ）とすると、速度ｖ１（ｍ／ｓ）のときに必要とされる視角γは（３）式によって導かれる。好ましくは、γの値は６０度から９０度に選ばれる。
ｔａｎ（γ／２）＝ｚ／Ｌ・・・・・（３）
同様に、速度がｖ２（ｍ／ｓ）のときの視角をγ＋２βとすると、（４）式によって導かれる。
ｔａｎ（γ／２＋β）＝ｚ／（Ｌ＋ｌ）・・・・・（４）
以上の（１）式から（４）式を用いて、視点Ｏの速度をｖ１（ｍ）からｖ２（ｍ）へと加速したとき視角をγからγ＋２βへと広げることにより、操作者が充分に対応可能な時間的余裕を持って物体を表示するようにできる。これにより、流れ速度ｖ２（ｍ／ｓ）のソフトウェア的な規制を設ける必要がなくなる。
ただし（４）式から求められた視角γ＋２βが一定角度（例えば、１２０度から１８０度）より大きくなった場合は一定角度に固定する。なぜならば、視角γ＋２βを一定角度より大きくすると魚眼レンズで背景を見たときのように画像が歪むからである。
【００１４】
また、ｚ＝０（ｍ）のときは、視野の角度ではなく、視角深度すなわちＺバッファの値を変えればよい。すなわち、（１）式と（２）式を用いて、速度ｖ１（ｍ）のときはＺバッファの値をＬ（ｍ）とし、、速度ｖ２（ｍ）のときはＺバッファの値をＬ＋ｌ（ｍ）とすれば、操作者が充分に対応可能な時間的余裕を持って物体を表示できる。
【００１５】
また、図２において、ＣＡとＡＢ間の距離が等距離であるとき、視点Ｏから両者を見たときの角速度はＡＢ間の方が速い。従って、視点ＯからＣＡ間を見るよりＡＢ間を見る方が、見かけ上背景画像が高速に流れているように見える。従って、視点Ｏの速度を速くするに伴って視角を広げＡＢ間の見える範囲を順次大きくすると、操作者は視点Ｏの速度及び加速感をよりリアルに感じることができる。
【００１６】
次に、図３乃至図６を用いて、本発明をレーシングゲームに適用した場合について説明する。図３は、本発明を用いたレーシングゲームのフローチャートである。ゲームが開始されると、ステップＳ１においてゲームの初期設定が行われる。ここでいうゲームの初期設定とは、ＲＡＭ１５のワークエリアのクリアや、ゲームのオープニング画面の表示等、実際のゲーム開始までの作業のことを言う。ステップＳ２において、ＣＰＵ１１は、バス制御回路１２１がＲＡＭ１５に転送したコントローラ４０Ａ〜４０Ｄの操作データを読み込み、コントローラが操作されたか否かを判断する。ステップＳ３において、コントローラが操作されていないと判断されると、ステップＳ７へ飛ぶ。一方、コントローラが操作されたと判断された場合はステップＳ４へと進む。
【００１７】
Ｓ４において、ＣＰＵ１１は、コントローラ４０Ａ〜４０Ｄの各々に設けられた複数の操作スイッチのうち加速或いは減速を指示するスイッチ（図示なし：以下「アクセルスイッチ」という）が操作されたか否かを判断する。アクセルスイッチが操作されていないと判断されると、ステップＳ７へ飛ぶ。一方、アクセルスイッチが操作されたと判断された場合はステップＳ５へと進み、視点Ｏすなわちレーシングカーの新しい速度がＣＰＵ１１によって計算される。続くステップＳ６においてＣＰＵ１１は、算出された新しいレーシングカーの速度に基づいて（２）式と（４）式を用いて新しい視界の角度と視界深度を計算する。
【００１８】
ステップＳ７においてＲＳＰ１２２とＲＤＰ１２３は、ＣＰＵ１１が算出したレーシングカー速度と視界角度と視界深度のそれぞれの値、およびＲＡＭ１５に記憶されたポリゴンデータに基づいて、表示されるべき背景画像とレーシングカーの画像を協働して演算しＲＡＭ１５に書き込む。書き込まれた画像データは、ステップＳ９においてディスプレイ３１の走査タイミングに合わせて読出され、画像信号発生回路１７により画像信号に変換されてディスプレイ３１に与えられる。
【００１９】
ステップＳ１０においてＣＰＵ１１は、ゲームに関するその他の処理、例えばゴールしたか否かや障害物との衝突判定、または得点計算等を行う。ステップＳ１１でＣＰＵ１１は、上のＳ１０の処理結果に基づいてゲームが終了したか否かを判断する。ゲームが終了していないと判断された場合はＳ２へ戻り、ゲームが終了したと判断された場合はＳ１２へ進んで、全てのプログラム処理を終了する。
【００２０】
図４と図５は、視点とレーシングカーと道路との関係を横方向と上方向から表した図である。図４によれば、視野の角度が広がるに従い、より遠方まで視界に入ることが分かる。このとき、Ｚバッファの値も大きくして、せっかく視界に入った背景をＺバッファの値によって除外しないようにすると効果的である。
また、図５によれば、視野の角度が広がるに従い、よりレーシングカーの横方向が見えるようになることが分かる。これにより、背景画像の角速度の速い部分が視界に入り、移動速度をよりリアルに表示することができる。
【００２１】
また、図４と図５において、横方向から見た視角γ，γ＋２βと上方向から見た視角γ，γ＋２βを同じ値としているが、例えばディスプレイ３１に縦横比が３：４のものを使用した場合、横方向の視角にはγ，γ＋２βではなくγ×３／４，（γ＋２β）×３／４を用いることが望ましい。
【００２２】
図６と図７は、本発明を用いたレーシングゲームの一例の画像である。図６においてレーシングカーは５９３ｋｍ／ｈで走っている。図５のレーシング画面では、道が前方で右にカーブしていることが分かる。また道の端は、レーシングカーの右前方まで表示されている。これに対して、図７においてレーシングカーは１０５７ｋｍ／ｈで走っており、視界深度が大きいすなわちＺバッファの値が大きいため、道が遙か前方で右に曲がり、Ｕターンしたのち戻るところまで表示されている。また、視界の角度も大きいため、道の端がレーシングカーのほぼ真横まで表示されている。視界の角度が大きくなることに応じて、レーシングカーは相対的に小さく表示される。
【００２３】
この実施例では本発明をレーシングゲームに適用した場合について説明したが、その他にもフライトシミュレーションやシューティングゲーム等の視点の移動を伴う画像表示装置すべてに適用できる。
【００２４】
【発明の効果】
以上のとおり、この発明によれば、視点Ｏの速度に応答して視野の角度と視角深度が変化するため、例えばレーシングゲーム等において、操作者が対応可能な時間的余裕を持って障害物等が画面内に表示される。従って、操作者が、視点Ｏの速度に関わらず常に障害物等に対処できるため、その速度がソフトウェア的に制限されることがない。
また、視野の角度が広がることに応答して、背景画像が見かけ上速く流れる部分、すなわち角速度の速い部分が画面内に表示されるため、背景画像の流れをよりリアルに表示することができる。
【００２５】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の３Ｄビデオゲームシステムのブロック図である。
【図２】従来技術の問題点とそれを解決するための本発明の原理を示す図である。
【図３】本発明をレーシングゲームに適用した場合のフローチャートである。
【図４】本発明をレーシングゲームに適用した場合の横方向から見た視角を表した図である。
【図５】本発明をレーシングゲームに適用した場合の上方向から見た視角を表した図である。
【図６】本発明をレーシングゲームに適用した場合の表示画面の一例である。
【図７】本発明をレーシングゲームに適用した場合の表示画面の一例である。
【符号の説明】
１０・・・ビデオゲーム機
１１・・・ＣＰＵ（中央処理装置）
１２・・・リアリティ・コプロセッサ（ＲＣＰ）
１５・・・ＲＡＭ（一時記憶メモリ）
１８・・・コントローラ制御回路
２０・・・ＲＯＭカートリッジ
２１・・・ゲームプログラムを記憶したＲＯＭ
３１・・・ディスプレイ
４０・・・コントローラ
１２２・・・リアリティ・シグナル・プロセッサ（ＲＳＰ）
１２３・・・リアリティ・ディスプレイ・プロセッサ（ＲＤＰ）[Prior art / problems to be solved by the invention]
In the conventional image display device, the range in which the background image is displayed on the screen, that is, the viewing angle, is constant regardless of changes in the viewpoint speed. For example, in a conventional racing game or flying game that can be displayed in three dimensions, the viewing angle is constant even when the moving speed increases, so the moving speed, that is, the flow speed of the background screen is only changed and displayed. I couldn't feel it.
In addition, if the viewing angle is constant, it is difficult to cope with a curved road or flight route.
[0002]
Therefore, the main object of the present invention is that even if the change of the background image viewed from the moving viewpoint is high speed, the operator can operate according to the speed and the moving object is full of sense of speed. It is an object of the present invention to provide a video game apparatus that displays a background image in three dimensions.
[Action]
The present invention makes it easy for the operator to operate and makes it possible to view the background image with a wide viewing angle by changing the viewing angle to be enlarged in association with an increase in the moving speed of the viewpoint. The background of the near part is also displayed, and the image change speed of that part is increased to increase the sense of speed.
[0003]
【Example】
The following embodiments will be described using a 3D video game machine, but the present invention can also be applied to other image processing apparatuses such as a personal computer and a graphic workstation. It should be pointed out in advance that the present invention can be applied not only to a 3D image display device but also to an image display device that simply scrolls a 2D background image.
[0004]
FIG. 1 is a block diagram of a 3D video game system according to an embodiment of the present invention. This 3D video game system includes a video game machine main body 10, a ROM cartridge 20 of an external storage device, a CRT display 30 of a display device connected to the video game machine main body 10, and a controller 40 of operation means. Is done.
[0005]
The video game machine main body 10 includes a central processing unit (hereinafter referred to as “CPU”) 11 and a coprocessor (reality coprocessor: hereinafter referred to as “RCP”) 12. The RCP 12 includes a bus control circuit 121 for controlling the bus, an image processing circuit (reality signal processor; hereinafter referred to as “RSP”) 122 for performing polygon coordinate conversion, shading processing, and the like, and polygon data. And an image processing circuit (reality display processor; hereinafter referred to as “RDP”) 123 for calculating and generating image data to be displayed. The RCP 12 is electrically connected to the cartridge connector 13 for detachably mounting the ROM cartridge 20, the disk drive connector 14 for detachably mounting the disk drive 26, and the RAM 15. The RAM 15 temporarily stores the image data generated by the RDP 123 until the image signal generation circuit 17 converts it into an image signal. The RAM 15 temporarily stores operation signals from the controllers 40A to 40D so that the CPU 11 can use them. The RAM 15 temporarily stores program data and the like transferred from the disk drive 26 or the external ROM so that the CPU 11 can execute the program. The RAM 15 also stores viewpoint speeds v1, v2, viewing angles α, β, γ and values L, l related to the Z buffer, which will be described later.
The RCP 12 is electrically connected to an audio signal generation circuit 16 for outputting an audio signal processed by the CPU 11 and an image signal generation circuit 17 for outputting an image signal. Further, the RCP 12 is electrically connected to a controller control circuit 18 for serially transferring operation data of one or more controllers 40A to 40D and / or data of the expansion RAM cartridge 50.
[0007]
The bus control circuit 121 included in the RCP 12 receives various command signals output from the CPU 11 as parallel signals via the bus, performs parallel-serial conversion, and provides them to the controller control circuit 18 as serial signals. The bus control circuit 121 converts the serial signal from the controller control circuit 18 into a parallel signal and outputs the parallel signal to the CPU 11 via the bus. Here, the serial signal from the controller control circuit 18 is data indicating the operation state of the controllers 40A to 40D (hereinafter referred to as “operation data”). This data is transferred to the RAM 15 and temporarily stored as described above.
[0008]
A connector 195 provided on the rear surface of the video game machine 10 is connected to the audio signal generation circuit 16. A connector 196 provided on the rear surface of the video game machine 10 is connected to the image signal generation circuit 17. A connector 195 is detachably connected to a connection portion of a sound generator 32 such as a television speaker. A connector 196 is detachably connected to a connection portion of a display 31 such as a television receiver or a CRT.
[0009]
As described above, the 3D video game system described with reference to FIG. 1 displays on the display 31 an image (hereinafter referred to as “background image”) that can be seen when viewing a virtual three-dimensional space composed of polygon data from the virtual camera as a viewpoint. It is. Here, the background image is displayed so as to flow on the display 31 by moving the position of the virtual camera (hereinafter referred to as “viewpoint O”) in the virtual three-dimensional space. In general, the flow of a background image based on a two-dimensional space is called “scrolling”.
[0010]
The problem of the prior art will be specifically described with reference to FIG. Assume that the viewpoint O is moving leftward. At this time, if the field of view is also directed to the left, the background image appears to the operator to flow from the back of the screen toward the front. In addition, when the viewpoint O moves upward in the drawing and the field of view is directed to the left (hereinafter referred to as “forward field of view”), the background image appears to flow from the right to the left of the screen for the operator. .
[0011]
Now, assuming that the image display device displays a racing image, and the operator turns the handle at this time, the above-described viewpoint O moves upward in the drawing and the field of view is directed to the left (hereinafter, “ Right angle view ") occurs. When the size of the field of view is γ and the field of view is in a right angle direction, an object located in the upper right direction of the drawing from point A is not visible to the operator. For example, the object at the point A ′ cannot be seen by the operator unless it reaches the point A. This means that in the racing image, an obstacle in the direction in which the steering wheel is cut cannot be seen. If the speed is faster than the operator's reflection speed, it will collide without avoiding obstacles.
[0012]
Further, for example, a conventional image display device that generates an image based on polygon data in a virtual three-dimensional space does not generate an image based on all polygon data that has entered the field of view. This is because such a conventional image display apparatus normally has a buffer called a Z buffer and excludes polygons farther than a certain distance in the field of view from the calculation for image generation. That is, there is a certain restriction on the depth of field.
For this reason, when the speed increases, an object appearing in the field of view rapidly approaches the viewpoint O. In FIG. 2, it is assumed that the restriction value of the Z buffer, that is, the depth of field is the distance of the point C. At this time, the object far from the point C is not visible to the operator. When the speed is high, as described above, the object that has reached point C and appears in the field of view rapidly approaches the viewpoint O, and cannot be avoided if this is faster than the reflection speed of the operator. As described above, the reflection speed of the operator causes software restriction of the viewpoint speed.
[0013]
Next, the principle of the present application will be described with reference to FIG. Now, it is assumed that the reflection speed of the operator is t (s) and the speed of the viewpoint O is v1 (m / s). Then, the distance L (m) from the viewpoint O necessary for the operator to respond is derived by the equation (1).
L = t × v1 (1)
Now, when the speed of the viewpoint O is increased to v2, it is assumed that the distance necessary for the operator to respond is L + 1 (m).
L + 1 = t + v2 (2)
When the distance when the object is closest to the viewpoint O is z (m), the viewing angle γ required at the speed v1 (m / s) is derived by the equation (3). Preferably, the value of γ is selected from 60 degrees to 90 degrees.
tan (γ / 2) = z / L (3)
Similarly, when the viewing angle when the speed is v2 (m / s) is γ + 2β, the angle is derived by the equation (4).
tan (γ / 2 + β) = z / (L + 1) (4)
Using the above formulas (1) to (4), when the velocity of the viewpoint O is accelerated from v1 (m) to v2 (m), the viewing angle is widened from γ to γ + 2β, so that the operator can sufficiently An object can be displayed with a time allowance. This eliminates the need to provide software restrictions on the flow velocity v2 (m / s).
However, when the viewing angle γ + 2β obtained from the equation (4) becomes larger than a certain angle (for example, 120 degrees to 180 degrees), the angle is fixed to a certain angle. This is because if the viewing angle γ + 2β is larger than a certain angle, the image is distorted as when the background is viewed with a fisheye lens.
[0014]
When z = 0 (m), the viewing angle depth, that is, the value of the Z buffer may be changed instead of the viewing angle. That is, using the equations (1) and (2), when the speed is v1 (m), the value of the Z buffer is L (m), and when the velocity is v2 (m), the value of the Z buffer is L + l ( If m), the object can be displayed with sufficient time to allow the operator to respond sufficiently.
[0015]
In FIG. 2, when the distance between CA and AB is equal, the angular velocity when viewing both from the viewpoint O is faster between AB. Therefore, it seems that the background image appears to flow at a higher speed when looking between AB from the viewpoint O than when looking between CA. Therefore, the operator can feel the speed and acceleration of the viewpoint O more realistically by increasing the viewing angle as the speed of the viewpoint O is increased and sequentially increasing the visible range between AB.
[0016]
Next, the case where the present invention is applied to a racing game will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a flowchart of a racing game using the present invention. When the game is started, initial setting of the game is performed in step S1. The initial setting of the game here refers to the work up to the actual start of the game, such as clearing the work area of the RAM 15 and displaying the opening screen of the game. In step S2, the CPU 11 reads the operation data of the controllers 40A to 40D transferred by the bus control circuit 121 to the RAM 15, and determines whether or not the controller has been operated. If it is determined in step S3 that the controller is not operated, the process jumps to step S7. On the other hand, if it is determined that the controller has been operated, the process proceeds to step S4.
[0017]
In S <b> 4, the CPU 11 determines whether or not a switch (not shown: hereinafter referred to as “accelerator switch”) instructing acceleration or deceleration is operated among a plurality of operation switches provided in each of the controllers 40 </ b> A to 40 </ b> D. If it is determined that the accelerator switch is not operated, the process jumps to step S7. On the other hand, if it is determined that the accelerator switch has been operated, the process proceeds to step S5, and the CPU 11 calculates the viewpoint O, that is, the new speed of the racing car. In subsequent step S6, the CPU 11 calculates a new viewing angle and a viewing depth using the equations (2) and (4) based on the calculated speed of the new racing car.
[0018]
In step S7, the RSP 122 and the RDP 123 display the background image and the racing car image to be displayed based on the racing car speed, the viewing angle and the viewing depth calculated by the CPU 11 and the polygon data stored in the RAM 15. Calculate and write to RAM 15 in cooperation. The written image data is read in accordance with the scanning timing of the display 31 in step S9, converted into an image signal by the image signal generation circuit 17, and applied to the display 31.
[0019]
In step S10, the CPU 11 performs other processing relating to the game, for example, whether or not a goal has been reached, collision determination with an obstacle, or score calculation. In step S11, the CPU 11 determines whether or not the game has ended based on the processing result in S10 above. If it is determined that the game has not ended, the process returns to S2, and if it is determined that the game has ended, the process proceeds to S12 to end all program processes.
[0020]
4 and 5 are views showing the relationship between the viewpoint, the racing car, and the road from the lateral direction and the upward direction. According to FIG. 4, it can be seen that as the angle of view increases, the field of view enters farther away. At this time, it is effective to increase the value of the Z buffer so that the background that has entered the field of view is not excluded by the value of the Z buffer.
Further, according to FIG. 5, it can be seen that the lateral direction of the racing car becomes more visible as the angle of view increases. As a result, a portion having a high angular velocity in the background image enters the field of view, and the moving speed can be displayed more realistically.
[0021]
4 and 5, the viewing angles γ and γ + 2β viewed from the horizontal direction and the viewing angles γ and γ + 2β viewed from the top are set to the same value. For example, a display 31 having an aspect ratio of 3: 4 is used. In this case, it is desirable to use γ × 3/4, (γ + 2β) × 3/4 instead of γ, γ + 2β for the lateral viewing angle.
[0022]
6 and 7 are images of an example of a racing game using the present invention. In FIG. 6, the racing car is running at 593 km / h. In the racing screen of FIG. 5, it can be seen that the road curves forward and to the right. The end of the road is displayed to the right front of the racing car. On the other hand, in FIG. 7, the racing car is running at 1057 km / h, and the depth of field is large, that is, the value of the Z buffer is large. Has been. Moreover, since the angle of view is large, the end of the road is displayed almost right next to the racing car. As the angle of view increases, the racing car is displayed relatively small.
[0023]
In this embodiment, the case where the present invention is applied to a racing game has been described. However, the present invention can be applied to all image display devices that involve movement of a viewpoint such as a flight simulation and a shooting game.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the angle of view and the viewing angle depth change in response to the speed of the viewpoint O, for example, in a racing game or the like, an obstacle or the like with a time margin that the operator can handle Is displayed on the screen. Accordingly, since the operator can always deal with an obstacle or the like regardless of the speed of the viewpoint O, the speed is not limited by software.
In addition, in response to the angle of view widening, a portion where the background image appears to flow fast, that is, a portion having a high angular velocity is displayed on the screen, so that the flow of the background image can be displayed more realistically.
[0025]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a 3D video game system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a problem of the prior art and the principle of the present invention for solving the problem.
FIG. 3 is a flowchart when the present invention is applied to a racing game.
FIG. 4 is a diagram showing a viewing angle viewed from the lateral direction when the present invention is applied to a racing game.
FIG. 5 is a diagram showing a viewing angle viewed from above when the present invention is applied to a racing game.
FIG. 6 is an example of a display screen when the present invention is applied to a racing game.
FIG. 7 is an example of a display screen when the present invention is applied to a racing game.
[Explanation of symbols]
10 ... Video game machine 11 ... CPU (Central Processing Unit)
12. Reality coprocessor (RCP)
15 ... RAM (temporary storage memory)
18 ... Controller control circuit 20 ... ROM cartridge 21 ... ROM storing game program
31 ... Display 40 ... Controller 122 ... Reality Signal Processor (RSP)
123 ... Reality Display Processor (RDP)

Claims

In an image display device that displays a background image seen from the viewpoint based on the moving viewpoint,
Background image data generating means for generating background image data for displaying a background image;
Operating means for speed adjustment for changing the moving speed of the viewpoint by the operation of the operator;
A speed calculating means for calculating a moving speed of the viewpoint based on the operation of the operating means;
A viewing angle calculating means for changing a viewing angle for viewing the background image from the viewpoint in response to the moving speed of the viewpoint obtained by the speed calculating means;
A depth of field calculation means for changing the depth of field for viewing the background image from the viewpoint in response to the movement speed of the viewpoint obtained by the speed calculation means;
Background image generation control means for changing the generation state of the background image data generated by the background image data generation means based on the viewing angle obtained by the viewing angle calculation means and the depth of view obtained by the depth of view calculation means;
And the background image data generating means includes a video signal generating means for generating a video signal based on the background image data generated under the control of the background image generation control means. An image display device to display.