JP3753339B2 - ３次元シミュレータ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オブジェクト空間内での視界画像の合成が可能な３次元シミュレータ装置に関する。
【０００２】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】
従来より、水上バイク（ウォータービークル）と呼ばれる走行体を走行させて楽しむマリンスポーツが知られている。このマリンスポーツは、推進エンジン、ハンドルポールが設けられた水上バイクに搭乗し、アクセル操作、体重移動等を駆使して水上走行を楽しむものであり、そのスピード感、壮快感、スリル感の高さからマリンスポーツの花形的存在となっている。
【０００３】
しかしながら、水上バイクの走行は免許制度により制限されているため、マリンスポーツの花形としての人気が高まっていながらも、現実世界における体験が難しいという問題があった。従って、水上バイクの走行をリアルに疑似体験できるゲーム装置の提供が望まれている。
【０００４】
またこのような疑似体験型ゲーム装置の開発にあたっては、実際に装置を操作するプレーヤと、ゲーム画面上で移動体に搭乗する仮想プレーヤとの間に、如何にして一体感を持たせるかという課題がある。このような一体感を持たせることで、疑似体験のリアル度、プレーヤの感情移入度を高めることができ、ゲームの面白味を倍増できるからである。
【０００５】
本発明は、以上のような技術的課題を解決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、水上バイクの走行をリアルに疑似体験できる３次元シミュレータ装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、水上バイクによる水上走行をシミュレートするための３次元シミュレータ装置であって、操作者により操作され、所与の支点を中心として少なくとも１つの所与の面内で揺動可能なハンドルポールを有するハンドルポール機構と、前記ハンドルポールの揺動情報を検出する手段と、オブジェクト空間内にて移動する移動体及び該移動体の仮想的な操作者に設定されたヒットチェックエリアを、前記揺動情報に基づいて変化させる手段と、変化する前記ヒットチェックエリアを用いて、所与の被ヒット体との間でヒットチェック処理を行う手段と、オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向にて見える視界画像を合成する手段とを含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、ハンドルポールの揺動情報に基づいてヒットチェックエリアが変化し、このヒットチェックエリアを用いてヒットチェック処理が行われる。例えば、操作者がハンドルポールを上方向に動かした場合にはオブジェクト空間内の移動体の仮想的な操作者が立ち上がったと仮定し、ヒットチェックエリアを大きくする。一方、例えば、操作者がハンドルポールを下方向に動かした場合には仮想操作者がしゃがんだと仮定し、ヒットチェックエリアを小さくする。このようにすることで、操作者と仮想操作者との間の一体感を高めることができ、疑似体験のリアル度を高めることができる。なお揺動情報の連続的な変化に対応して、ヒットチェックエリアの大きさ等を連続的に変化させることが望ましい。
【０００８】
また本発明は、水上バイクによる水上走行をシミュレートするための３次元シミュレータ装置であって、操作者により操作され、所与の支点を中心として少なくとも１つの所与の面内で揺動可能なハンドルポールを有するハンドルポール機構と、前記ハンドルポールの揺動情報を検出する手段と、オブジェクト空間内にて移動する移動体の上昇時に検出された前記揺動情報に基づいて、移動体のジャンプ高さ、ジャンプ時間、ジャンプ距離の少なくとも１つを変化させる手段と、オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向にて見える視界画像を合成する手段とを含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、移動体の上昇時に検出された揺動情報に基づいて、ジャンプ高さ、ジャンプ時間、ジャンプ距離の少なくとも１つが変化する。例えば、操作者がハンドルポールを上方向に動かした場合には、仮想的な操作者が立ち上がり、この仮想操作者の重心が上方向に付勢されたと仮定し、移動体を高くジャンプさせたり、ジャンプ時間、ジャンプ距離を長くする。このようにすることで、よりリアルなジャンプ動作をプレーヤに疑似体験させることができる。なお揺動情報の連続的な変化に対応して、ジャンプ高さ、ジャンプ時間、ジャンプ距離を連続的に変化させることが望ましい。
【００１０】
また本発明は、水上バイクによる水上走行をシミュレートするための３次元シミュレータ装置であって、操作者により操作され、所与の支点を中心として少なくとも１つの所与の面内で揺動可能なハンドルポールを有するハンドルポール機構と、前記ハンドルポールの揺動情報を検出する手段と、オブジェクト空間内にて移動する移動体の下降時に検出された前記揺動情報に基づいて、移動体の潜水深さ、潜水時間、潜水距離の少なくとも１つを変化させる手段と、オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向にて見える視界画像を合成する手段とを含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、移動体の下降時に検出された揺動情報に基づいて、潜水深さ、潜水時間、潜水距離の少なくとも１つが変化する。例えば、操作者がハンドルポールを下方向に動かした場合には、仮想操作者がしゃがみ、この仮想操作者の重心が下方向に付勢されたと仮定し、移動体を水に深く潜らせたり、潜水時間、潜水距離を長くしたりする。このようにすることで、よりリアルなサブマリン動作をプレーヤに疑似体験させることができる。なお揺動情報の連続的な変化に対応して、潜水深さ、潜水時間、潜水距離を連続的に変化させることが望ましい。
【００１２】
また本発明は、水上バイクによる水上走行をシミュレートするための３次元シミュレータ装置であって、操作者により操作され、所与の支点を中心として少なくとも１つの所与の面内で揺動可能なハンドルポールを有するハンドルポール機構と、前記ハンドルポールの揺動情報を検出する手段と、オブジェクト空間内にて移動する移動体の該移動に追従する視点位置及び視線方向の少なくとも一方を、前記揺動情報に基づいて連続的に変化させる手段と、前記オブジェクト空間内において、変化する前記視点位置、前記視線方向にて見える視界画像を合成する手段とを含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、ハンドルポールの揺動情報に基づいて、視界画像を合成する際の視点位置又は視線方向が連続的に変化する。例えば、操作者がハンドルポールを上方向に動かした場合には仮想的な操作者が立ち上がったと仮定し、視点位置を高くし視線方向を少し下向きにする。一方、例えば、操作者がハンドルポールを下方向に動かした場合には仮想操作者がしゃがんだと仮定し、視点位置を低くし視線方向を少し上向きにする。このようにすることで、操作者の姿勢変化に応じた視点の連続的な変化を、簡易な手法で実現できる。
【００１４】
また本発明は、水上バイクによる水上走行をシミュレートするための３次元シミュレータ装置であって、操作者により操作され、所与の支点を中心として少なくとも１つの所与の面内で揺動可能なハンドルポールを有するハンドルポール機構と、前記ハンドルポールの揺動情報を検出する手段と、オブジェクト空間内にて移動する移動体の直進性能及び旋回性能の少なくとも一方を、前記揺動情報に基づいて変化させる手段と、オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向にて見える視界画像を合成する手段とを含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、ハンドルポールの揺動情報に基づいて、移動体の直進性能又は旋回性能が変化する。例えば、操作者がハンドルポールを上方向に動かした場合には、仮想的な操作者が立ち上がり仮想操作者の重心が高くなり移動体をローリングさせやすくなったと仮定し、旋回性能を高くする。一方、例えば、操作者がハンドルポールを下方向に動かした場合には、仮想操作者がしゃがみ仮想操作者の重心が低くなり移動体をローリングさせにくくなったと仮定し、直進性能を高める。このようにすることで、移動体の操作のバラエティを増すことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００１７】
図１に、本実施例を業務用のゲーム装置に適用した場合の外観図を示す。このゲーム装置は、水上バイクの操縦を擬似的に体験するためのものであり、プレーヤ（操作者）４０は、実際の水上バイクを模して作られた筺体４２に搭乗し、表示部１０に映し出されるゲーム画面（視界画像）を見ながらゲーム操作を行う。筺体４２には、ハンドルポール４４が、図中のＤに示す方向で回動自在となるように取り付けられている。またハンドルポール４４には、ハンドル４６が取り付けられており、このハンドル４６に設けられたレバー４７（アクセル）を握ることで、オブジェクト空間内を移動する移動体の加速制御が行われる。移動体の方向制御（舵取り）は、プレーヤ４０の体重移動により行われる。即ち筺体４２は、図示しない左右スイング機構により図中のＥに示す方向に左右スイング（或いはローリング）可能となっており、プレーヤ４０が左足に体重をかけると右側にスイングし、右足に体重をかけると左側にスイングするようになっている。そして右側にスイングするとオブジェクト空間内の移動体は左側に舵取りされ、左側にスイングすると右側に舵取りされることになる。
【００１８】
また筺体４２は、図示しない上下動作機構により、図中のＦに示す方向で上下（ピッチング）動作可能となっている。この上下動作は、例えば移動体がうねりエリア（図２の６０参照）等に入りマップの高さ情報が変化する場合に行われる。これによりプレーヤの感じる体感度を高めることができる。
【００１９】
図２に、オブジェクト空間内に配置されるマップの平面図の一例を示す。プレーヤは移動体を操作し、スタートポイント５０からスタートし、群島エリア５２、橋エリア５３、トンネルエリア５４、湖エリア５６、ジャングルエリア５８、うねりエリア６０、渦エリア６２、トンネルエリア６４、ジャンプエリア６５等を通過して、ゴールポイント６６に戻る。そして、いかに早くゴールにたどり着くかというタイムトライアルを行ったり、他のプレーヤとの競争を行うことでゲームを楽しむ。
【００２０】
図３に、本実施例の機能ブロック図の一例を示す。ここで操作部１２は、プレーヤからの操作情報を入力するためのものであり、ハンドルポール機構１４、揺動情報検出部１６を含む。ハンドルポール機構１４は、所与の支点を中心として少なくとも１つの所与の面内で揺動可能なハンドルポール４４（図１参照）を有する。揺動情報検出部１６は、ハンドルポールの揺動情報、例えばハンドルポールの揺動角度を検出するものであり、ハードウェア的には可変抵抗器等により構成される。そして操作部１２にて得られた揺動情報等の操作情報は処理部１００に入力される。
【００２１】
処理部１００は、この操作情報と、所与のプログラム等に基づいて、表示物を表すオブジェクトが複数配置されて成るオブジェクト空間を設定する処理等を行うものであり、ハードウェア的には例えばＣＰＵ及びメモリにより構成される。この処理部１００は、視点変化部１２０、移動体情報演算部１３０、オブジェクト空間設定部１４０、空間情報記憶部１４２を含む。
【００２２】
画像合成部２００は、この設定されたオブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向にて見える視界画像を合成する処理を行うものであり、ハードウェア的には例えば画像合成専用のＩＣ或いはＣＰＵ及びメモリにより構成される。画像合成部２００により得られた視界画像は表示部１０において表示される。
【００２３】
処理部１００に含まれる移動体情報演算部１３０は、操作部１２からの操作情報及び所与のゲームプログラム等に基づいて、移動体（水上バイク）の位置情報、方向情報等をリアルタイムに演算するものである。
【００２４】
空間情報記憶部１４２には、図４に示すように、表示するオブジェクトを特定するためのオブジェクトナンバーＯＢｉ、このオブジェクトの配置を特定するための位置情報（Ｘｍ、Ｙｍ、Ｚｍ）、方向情報（θｍ、φｍ、ρｍ）が格納される。但し、位置情報、方向情報の少なくとも一方のみを特定すればよい場合には、その一方のみを格納すればよい。そして空間情報記憶部１４２に記憶されている空間情報は、オブジェクト空間設定部１４０により読み出される。この場合、空間情報記憶部１４２には、当該フレーム（１フレーム＝１／６０秒）の１つ前のフレームにおける空間情報が記憶されている。そして、オブジェクト空間設定部１４０は、読み出された空間情報、移動体情報演算部１３０からの移動体情報等に基づいて、当該フレームにおける空間情報を求める。なお静止物体については空間情報は変化しないのでこのような処理は必要ない。
【００２５】
さて図５において、筺体４２は、実物の水上バイクとほぼ同様の形状に形成されている。従って筺体４２に搭乗してハンドルポール４４を操作するプレーヤの姿勢は、実物の水上バイクを操作する場合の姿勢とほぼ同様であると考えられる。即ちハンドルポール４４が上がっている場合にはプレーヤは立ち上がっていると考えられ、ハンドルポール４４が下がっている場合にはプレーヤはしゃがんでいると考えられる。そこで本実施例ではハンドルポール４４の揺動情報を揺動情報検出部１６により検出し、この揺動情報から予想されるプレーヤの姿勢を、画面中の移動体２０の仮想的な操作者である仮想プレーヤ２２の姿勢に反映させている。これによりプレーヤと仮想プレーヤ２２との間の一体感を生み出すことができる。即ち図５に示すように、ハンドルポール４４が上がった場合には仮想プレーヤ２２が立ち上がったと仮定し、ハンドルポール４４が下がった場合には仮想プレーヤ２２がしゃがんだと仮定する。そしてこのような仮想プレーヤ２２の姿勢の変化に伴い、以下に述べるように、ヒットチェック処理、ジャンプ処理、潜水処理、視点に関する処理、走行性能に関する処理の内容を変化させる。
【００２６】
まず第１に、本実施例では、ハンドルポールの揺動情報に基づいてヒットチェックエリアを変化させている。即ち例えば図６に示すように、ハンドルポールが上がった場合にはヒットチェックエリア２４を大きくし、ハンドルポールが下がった場合にはヒットチェックエリア２４を小さくする。この処理は図３のヒットチェックエリア変化部１３２が行う。そしてヒットチェック処理部１３４は、この変化するヒットチェックエリア２４を用いて、被ヒット体である障害物２６等との間でのヒットチェック処理を行う。例えば図２のマップに示す橋エリア５３では、橋桁の低い橋が障害物２６として配置されている。そしてプレーヤがハンドルポールを上げたままで橋を通過しようとすると、仮想プレーヤ２２は立っていると判断されヒットチェックエリア２４が大きくなるため、移動体は橋に衝突してしまう。一方、プレーヤが橋の通過時にハンドルポールを下げれば、仮想プレーヤ２２はしゃがんでいると判断され、橋との衝突を回避することができる。このようにハンドルポールの上下に基づいてヒットチェックエリアを変化させることで、自らの体を動かすことで画面に現れる障害物を避けるという疑似体験をプレーヤに体感させることができ、ゲームのリアル感、ダイナミック感を増すことができる。
【００２７】
なおヒットチェックエリア２４の設定は、例えばワールド（絶対）座標系での移動体２０の位置情報Ｐ（Ｘ、Ｙ、Ｚ）等を移動体情報演算部１３０が演算し、この位置情報等に基づいて、移動体２０及び仮想プレーヤ２２を覆うように箱状のエリアを配置することで実現できる。この場合、ヒットチェック処理部１３４は、この箱状のエリアと障害物２６との重なりが生じるか否かを検出することでヒットチェック処理を行う。この他にも、例えば図６に示すようなヒットチェックポイントＰ１、Ｐ２、Ｐ３等を設定し、これらのヒットチェックポイントのいずれかが障害物と重なった場合にヒットしたと判定してもよい。この場合のヒットチェックポイントＰ１、Ｐ２、Ｐ３のワールド座標系での位置情報も、移動体情報演算部１３０により求められる移動体の位置情報Ｐ（Ｘ、Ｙ、Ｚ）等に基づいて演算されることになる。
【００２８】
また、よりリアルな表現を実現するためには、ハンドルポールの上がり下がりに応じて、ヒットチェックエリアの大きさを連続的に変化させることが望ましい。このようにすれば、ハンドルポールの下げ具合により、障害物に衝突したり衝突しなかったりというような演出が可能となり、より正確なハンドルポールの操作がプレーヤに要求されることになり、プレーヤの感じる疑似体験度を高めることができる。但し、例えば大きいヒットチェックエリアと、小さいヒットチェックエリアの２つを用意し、ハンドルポールの上げ下げに応じて２つのうちのどちらかを選択するようにすることも可能である。
【００２９】
第２に、本実施例では、図３のジャンプ処理部１３６が、移動体の上昇時に検出したハンドルポールの揺動情報に基づいて、移動体のジャンプ高さ、ジャンプ時間、ジャンプ距離の少なくとも１つを変化させている。即ち図７に示すように、例えば移動体２０の上昇時にハンドルポールを上げると、移動体が高くジャンプしたり、ジャンプ時間、ジャンプ距離が長くなる。
【００３０】
また本実施例では、図３の潜水処理部１３７が、移動体の下降時に検出したハンドルポールの揺動情報に基づいて、移動体の潜水深さ、潜水時間、潜水距離の少なくとも１つを変化させている。即ち図７に示すように、例えば移動体２０の下降時にハンドルポールを下げると、移動体が深く潜水したり、潜水時間、潜水距離が長くなり、いわゆるサブマリン演技が可能となる。
【００３１】
例えば図２に示すジャンプエリア６５には、図８に示すようなジャンプ台２８が配置されている。移動体２０は、通常走行状態Ａから、Ｂでジャンプ台に突入し、Ｃでジャンプ台の踏切動作を行い、Ｄ、Ｅに示すようにジャンプ状態に入る。そしてＦで着水し、所与の条件を満たすとＧに示すように移動体２０は水に潜り、サブマリン演技が行われる。
【００３２】
ジャンプ時の高さ調整は例えば次のようにして行う。即ち、踏切時Ｃの前の所与の期間Ｔ１の間（移動体の上昇時）に、ハンドルポールの揺動角度が、所与の角度範囲内（ハンドルポールが上げられていると判断する角度範囲内）にあるか否かを検出する。そして所与の角度範囲内にある場合には、移動体２０を、より高くジャンプさせたり、ジャンプ時間、ジャンプ距離を長くしたりする。或いは検出した揺動角度の大小に応じて踏切時の上方向の速度を調整する等して、ジャンプ高さ、ジャンプ時間、ジャンプ距離を連続的に変化させたり、ジャンプ時に表示される画像を変化させたりする。ジャンプ中の軌道は、踏切時の上方向の速度、重力加速度等に基づいて所与の物理計算を行うことで決められる。この計算により、着水予定時間を求めることができる。そして、その着水予定時間の前の所与の期間Ｔ２の間（移動体の下降時）に、ハンドルポールの揺動角度が所与の角度範囲内（ハンドルポールが下げられていると判断する角度範囲内）にあるか否かを検出する。そして所与の角度範囲内にある場合には、移動体２０を水に深く潜らせたり、潜水時間、潜水距離を長くしたりして、移動体にサブマリン演技を行わせる。或いは検出した揺動角度の大小に基づいて着水時の下方向の速度を調整する等して、潜水深さ、潜水時間、潜水距離を連続的に変化させたり、潜水時に表示される画像を変化させたりする。
【００３３】
本実施例では、ハンドルポールが上がった場合には筺体４２に搭乗するプレーヤは立ち上がったと仮定し、仮想プレーヤ２２の重心が上方向に付勢されたと考え、移動体２０を高くジャンプさせたり、ジャンプ時間、ジャンプ距離を長くする。一方、ハンドルポールが下がった場合には筺体４２に搭乗するプレーヤはしゃがんだと仮定し、仮想プレーヤ２２の重心が下方向に付勢されたと考え、移動体２０を深く潜水させたり、潜水時間、潜水距離を長くする。このように本実施例によれば、プレーヤと仮想プレーヤとの間の一体感を高めることができ、プレーヤのゲームへの熱中度を高めることができる。
【００３４】
なおジャンプ処理は、図８のようにジャンプ台２８が配置されるエリアのみならず、例えば高い波が生じるエリア等、種々の場所で行わせることができる。同様に潜水処理も、ジャンプ台のエリアのみならず、種々の場所で行わせることができる。
【００３５】
第３に、本実施例では、図３の視点変化部１２０が、ハンドルポールの揺動情報に基づいて、移動体の移動に追従する視点位置及び視線位置の少なくとも一方を変化させている。即ち図９に示すように、例えばハンドルポールが上げられた場合には視点位置３０を高くすると共に視線方向３２を少し下向きにする。一方、ハンドルポールが下げられた場合には視点位置３０を低くすると共に、視線方向３２を少し下向きにする。
【００３６】
特に本実施例は、揺動情報に基づいて視点位置、視線方向を連続的に変化させている点に特徴がある。例えばレーシングゲーム装置において、装置の操作パネルに視点切替のための複数の選択ボタンを配置し、これらの選択ボタンのいずれかを押すことで視点位置、視線方向を切り替える手法が知られている。しかしながら、この手法では、視点切り替えのためにプレーヤは選択ボタンに手を伸ばさなければならないためプレーヤのゲームへの集中度を低下させ、また視点変化も離散的となるためリアル感に欠け、更にプレーヤの姿勢変化については全く考慮されていない。一方、所与の光学的な検出手段を用いてプレーヤの姿勢変化を検出し視点を変化させる手法も考えられるが、この手法は、姿勢検出の正確性、装置及び制御の簡易性、商品価値性等の点で劣っており、特に水上バイクのゲーム装置に適用するものとしては実現性に欠ける。本実施例では、現実の水上バイクにおいてはバランスをとるための機構として用いられているハンドルポールの存在をうまく利用し、このハンドルポールの揺動情報に基づいてプレーヤの姿勢状態を推測し、その推測結果に基づいて視点を連続的に変化させている。このため光学検出手段を用いる手法に比べ、装置、制御を簡易化でき、姿勢検出の正確性、実現性の点においても優れている。更に光学手段を用いる手法によると視点変化を連続的に行うことは困難であるが、本実施例によれば、連続的に変化する揺動角度を用いるだけで簡易に視点を連続的に変化させることができる。
【００３７】
なお本実施例では、ハンドルポールの揺動情報等に基づく演算により移動体２０の位置を基準とした視点高さを求め、この視点高さと、移動体情報演算部１３０により求められた移動体２０のワールド座標系での位置情報Ｐ（Ｘ、Ｙ、Ｚ）、とに基づいて、ワールド座標系での視点位置３０が求められる。また視線方向は、例えば視線方向を格納するテーブルデータを用意し、揺動情報等から求められた前記視点高さを引数としてこのテーブルデータから視線方向を読み出すことにより得ることができる。
【００３８】
第４に本実施例では、図３の走行性能変化部１３８が、ハンドルポールの揺動情報に基づいて、移動体の直進性能及び旋回性能の少なくとも一方を変化させている。即ち図１０に示すように、例えばハンドルポールが上げられた場合には移動体２０の旋回性能をアップさせ、ハンドルポールが下げられた場合には直進性能（直進安定性）をアップさせる。ハンドルポールが上がっている場合にはプレーヤは立ち上がっていると想定され、この場合には仮想プレーヤ２２に対する空気抵抗も高く、仮想プレーヤ２２の重心が高く移動体２０をローリングさせやすくなったと考えられるため、直進性能、最高速度を低下させると共に、旋回性能をアップさせる。一方、ハンドルポールが下がっている場合にはプレーヤはしゃがんでいると想定され、この場合には仮想プレーヤ２２に対する空気抵抗も低く、仮想プレーヤ２２の重心が低く移動体２０をローリングさせにくくなったと考えられるため、旋回性能を低下させると共に、直進性能、最高速度をアップさせる。このようにすることで、プレーヤと仮想プレーヤ２２との間の一体感を高めることができ、ゲームのリアル感を増すことができる。
【００３９】
次に、直進性能、旋回性能の調整手法の一例について説明する。３次元ゲーム装置においては、３次元的に形成されたマップ上で移動体を移動させなければならない。このためプレーヤは、移動体の位置及び向いている方向を見失いやすく、操作が難しいという問題がある。特に本実施例では、図１にて説明したように、体重移動により移動体の進む方向を決めているため、操作の難易度は更に高まる。従って、移動体が正しい方向に進むように、即ちコースに沿って正しく進むように、プレーヤの操作を補正する操作アシスト手段を装置内に設けることが望ましい。一方、プレーヤの操作に全く無関係に移動体が進んでしまうとリアル感が低下してしまうため、操作部からの操作情報も考慮し、プレーヤの進みたいと思う方向に移動体を移動させてやる必要もある。そこで本実施例では、図１１に示すように、コース３４に沿って方向が変化するコース方向ベクトルＤ１〜Ｄ６を用意する。そして、プレーヤからの操作情報に基づいて求められた移動体の速度ベクトルＶと、その移動体の位置でのコース方向ベクトルＤ１とに基づいて、例えば下式にしたがって速度ベクトルＶＮを求め、これを移動体の新たな速度ベクトルとする。
ＶＮ＝ａＶ＋ｂＤ１ （ａ≧０、ｂ≧０） （１）
このようにすることで、プレーヤの操作する移動体を、プレーヤの意志を尊重しながらコースに沿わせて走行させることが可能となる。
【００４０】
このような手法を用いた場合に、上式（１）の係数ｂを大きくする或いは係数ａを小さくすることで移動体の直進性能を高めることができる。一方、係数ａを大きくする或いは係数ｂを小さくすることで移動体の旋回性能を高めることができる。この場合、ハンドルポールの揺動情報に基づいて、係数ａ、ｂを連続的に変化させれば、更にリアルな疑似体験シミュレーションが可能となる。
【００４１】
次に、図１２のフローチャートを用いて本実施例の動作の一例を説明する。まず揺動情報検出部１６によりハンドルポールの揺動情報を検出する（ステップＳ１）。そして揺動方向が上向きであった場合には、ヒットチェックエリアを大きくし、視点位置を高くし、視線方向を少し下向きにし、更に旋回性能をアップさせる（ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４）。この場合、揺動情報の値に応じてヒットチェックエリアの大きさ等を連続的に変化させることが望ましい。次に、ジャンプ条件を満たすか否かを判断し、満たした場合には高くジャンプさせたり、ジャンプ時間、ジャンプ距離を長くする（ステップＳ５、Ｓ６）。
【００４２】
一方、揺動方向が下向きであった場合には、ヒットチェックエリアを小さくし、視点位置を低くし、視線方向を少し上向きにし、更に直進性能をアップさせる（ステップＳ７、Ｓ８、Ｓ９）。次に潜水条件を満たすか否かを判断し、満たした場合には深く潜水させたり、潜水時間、潜水距離を長くする（ステップＳ１０、Ｓ１１）。
【００４３】
最後に本実施例のハードウェア構成の一例について図１３を用いて説明する。同図に示す装置では、ＣＰＵ１０００、ＲＯＭ１００２、ＲＡＭ１００４、情報記憶媒体１００６、音合成ＩＣ１００８、画像合成ＩＣ１０１０、Ｉ／Ｏポート１０１２、１０１４が、システムバス１０１６により相互にデータ送受信可能に接続されている。そして前記画像合成ＩＣ１０１０にはディスプレイ１０１８が接続され、音合成ＩＣ１００８にはスピーカ１０２０が接続され、Ｉ／Ｏポート１０１２にはコントロール装置１０２２が接続され、Ｉ／Ｏポート１０１４には通信装置１０２４が接続されている。
【００４４】
情報記憶媒体１００６は、ゲームプログラム、表示物を表現するための画像情報等が主に格納されるものであり、メモリ（ＲＯＭ）、ＣＤ−ＲＯＭ等が用いられる。
【００４５】
コントロール装置１０２２はプレーヤがゲーム進行に応じて行う判断の結果を装置本体に入力するための装置である。
【００４６】
情報記憶媒体１００６に格納されるゲームプログラム、ＲＯＭ１００２に格納されるシステムプログラム（装置本体の初期化情報等）、コントロール装置１０２２によって入力される信号等に従って、ＣＰＵ１０００は装置全体の制御や各種データ処理を行う。ＲＡＭ１００４はこのＣＰＵ１０００の作業領域等として用いられる記憶手段であり、情報記憶媒体１００６やＲＯＭ１００２の所与の内容、あるいはＣＰＵ１０００の演算結果等が格納される。また空間情報（図４）、コース方向ベクトル情報（図１１）等の論理的な構成を持つデータ構造は、このＲＡＭ又は情報記憶媒体上に構築されることになる。
【００４７】
更に、この種の装置には音合成ＩＣ１００８と画像合成ＩＣ１０１０とが設けられていてゲーム音やゲーム画面の好適な出力が行えるようになっている。音合成ＩＣ１００８は情報記憶媒体１００６やＲＯＭ１００２に記憶される情報に基づいて効果音やバックグラウンド音楽等のゲーム音を合成する集積回路であり、合成されたゲーム音はスピーカ１０２０によって出力される。また、画像合成ＩＣ１０１０は、ＲＡＭ１００４、ＲＯＭ１００２、情報記憶媒体１００６等から送られる画像情報に基づいてディスプレイ１０１８に出力するための画素情報を合成する集積回路である。なおディスプレイ１０１８として、いわゆるヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）と呼ばれるものを使用することもできる。
【００４８】
また、通信装置１０２４はゲーム装置内部で利用される各種の情報を外部とやりとりするものであり、他のゲーム装置と接続されてゲームプログラムに応じた所与の情報を送受したり、通信回線を介してゲームプログラム等の情報を送受することなどに利用される。
【００４９】
そして図３、図６〜図１１で説明した種々の処理は、図１２のフロチャートに示した処理等を行うゲームプログラムを格納した情報記憶媒体１００６と、該ゲームプログラムに従って動作するＣＰＵ１０００、画像合成ＩＣ１０１０等によって実現される。なお画像合成ＩＣ１０１０、音合成ＩＣ１００８等で行われる処理は、ＣＰＵ１０００あるいは汎用のＤＳＰ等によりソフトウェア的に行ってもよい。
【００５０】
なお本発明は、上記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。
【００５１】
例えば本発明は、ゲーム装置のにならず、操縦訓練のためのシミュレータ装置、多数のプレーヤが参加する大型アトラクション装置等、種々のものに適用できる。
【００５２】
また本実施例で説明した処理部、画像合成部等で行われる処理も、本実施例では単にその一例を示したものであり、本発明における処理はこれらに限定されるものではない。
【００５３】
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の外観図の一例である。
【図２】オブジェクト空間に配置されるマップについて説明するための図である。
【図３】本実施例の機能ブロック図の一例である。
【図４】空間情報の一例について説明するための図である。
【図５】ハンドルポールの上下と仮想プレーヤの姿勢との関係について説明するための図である。
【図６】ハンドルポールの揺動情報に基づいて、ヒットチェックエリアを変化させる手法を説明するための図である。
【図７】ハンドルポールの揺動情報に基づいて、ジャンプ高さ、潜水深さ等を変化させる手法を説明するための図である。
【図８】ジャンプ処理、潜水処理について説明するための図である。
【図９】ハンドルポールの揺動情報に基づいて、視点位置、視線方向を変化させる手法を説明するための図である。
【図１０】ハンドルポールの揺動情報に基づいて、移動体の旋回性能、直進性能を変化させる手法を説明するための図である。
【図１１】移動体の旋回性能、直進性能を変化させる手法について説明するための図である。
【図１２】本実施例の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１３】本実施例を実現するハードウェアの構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０ 表示部
１２ 操作部
１４ ハンドルポール機構
１６ 揺動情報検出部
２０ 移動体
２２ 仮想プレーヤ
４０ プレーヤ
４２ 筺体
４４ ハンドルポール
４６ ハンドル
４７ レバー（アクセル）
１００ 処理部
１２０ 視点変化部
１３０ 移動体情報演算部
１３２ ヒットチェックエリア変化部
１３４ ヒットチェック処理部
１３６ ジャンプ処理部
１３７ 潜水処理部
１３８ 走行性能変化部
１４０ オブジェクト空間設定部
１４２ 空間情報記憶部
２００ 画像合成部
【発明の属する技術分野】
本発明は、オブジェクト空間内での視界画像の合成が可能な３次元シミュレータ装置に関する。
【０００２】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】
従来より、水上バイク（ウォータービークル）と呼ばれる走行体を走行させて楽しむマリンスポーツが知られている。このマリンスポーツは、推進エンジン、ハンドルポールが設けられた水上バイクに搭乗し、アクセル操作、体重移動等を駆使して水上走行を楽しむものであり、そのスピード感、壮快感、スリル感の高さからマリンスポーツの花形的存在となっている。
【０００３】
しかしながら、水上バイクの走行は免許制度により制限されているため、マリンスポーツの花形としての人気が高まっていながらも、現実世界における体験が難しいという問題があった。従って、水上バイクの走行をリアルに疑似体験できるゲーム装置の提供が望まれている。
【０００４】
またこのような疑似体験型ゲーム装置の開発にあたっては、実際に装置を操作するプレーヤと、ゲーム画面上で移動体に搭乗する仮想プレーヤとの間に、如何にして一体感を持たせるかという課題がある。このような一体感を持たせることで、疑似体験のリアル度、プレーヤの感情移入度を高めることができ、ゲームの面白味を倍増できるからである。
【０００５】
本発明は、以上のような技術的課題を解決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、水上バイクの走行をリアルに疑似体験できる３次元シミュレータ装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、水上バイクによる水上走行をシミュレートするための３次元シミュレータ装置であって、操作者により操作され、所与の支点を中心として少なくとも１つの所与の面内で揺動可能なハンドルポールを有するハンドルポール機構と、前記ハンドルポールの揺動情報を検出する手段と、オブジェクト空間内にて移動する移動体及び該移動体の仮想的な操作者に設定されたヒットチェックエリアを、前記揺動情報に基づいて変化させる手段と、変化する前記ヒットチェックエリアを用いて、所与の被ヒット体との間でヒットチェック処理を行う手段と、オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向にて見える視界画像を合成する手段とを含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、ハンドルポールの揺動情報に基づいてヒットチェックエリアが変化し、このヒットチェックエリアを用いてヒットチェック処理が行われる。例えば、操作者がハンドルポールを上方向に動かした場合にはオブジェクト空間内の移動体の仮想的な操作者が立ち上がったと仮定し、ヒットチェックエリアを大きくする。一方、例えば、操作者がハンドルポールを下方向に動かした場合には仮想操作者がしゃがんだと仮定し、ヒットチェックエリアを小さくする。このようにすることで、操作者と仮想操作者との間の一体感を高めることができ、疑似体験のリアル度を高めることができる。なお揺動情報の連続的な変化に対応して、ヒットチェックエリアの大きさ等を連続的に変化させることが望ましい。
【０００８】
また本発明は、水上バイクによる水上走行をシミュレートするための３次元シミュレータ装置であって、操作者により操作され、所与の支点を中心として少なくとも１つの所与の面内で揺動可能なハンドルポールを有するハンドルポール機構と、前記ハンドルポールの揺動情報を検出する手段と、オブジェクト空間内にて移動する移動体の上昇時に検出された前記揺動情報に基づいて、移動体のジャンプ高さ、ジャンプ時間、ジャンプ距離の少なくとも１つを変化させる手段と、オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向にて見える視界画像を合成する手段とを含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、移動体の上昇時に検出された揺動情報に基づいて、ジャンプ高さ、ジャンプ時間、ジャンプ距離の少なくとも１つが変化する。例えば、操作者がハンドルポールを上方向に動かした場合には、仮想的な操作者が立ち上がり、この仮想操作者の重心が上方向に付勢されたと仮定し、移動体を高くジャンプさせたり、ジャンプ時間、ジャンプ距離を長くする。このようにすることで、よりリアルなジャンプ動作をプレーヤに疑似体験させることができる。なお揺動情報の連続的な変化に対応して、ジャンプ高さ、ジャンプ時間、ジャンプ距離を連続的に変化させることが望ましい。
【００１０】
また本発明は、水上バイクによる水上走行をシミュレートするための３次元シミュレータ装置であって、操作者により操作され、所与の支点を中心として少なくとも１つの所与の面内で揺動可能なハンドルポールを有するハンドルポール機構と、前記ハンドルポールの揺動情報を検出する手段と、オブジェクト空間内にて移動する移動体の下降時に検出された前記揺動情報に基づいて、移動体の潜水深さ、潜水時間、潜水距離の少なくとも１つを変化させる手段と、オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向にて見える視界画像を合成する手段とを含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、移動体の下降時に検出された揺動情報に基づいて、潜水深さ、潜水時間、潜水距離の少なくとも１つが変化する。例えば、操作者がハンドルポールを下方向に動かした場合には、仮想操作者がしゃがみ、この仮想操作者の重心が下方向に付勢されたと仮定し、移動体を水に深く潜らせたり、潜水時間、潜水距離を長くしたりする。このようにすることで、よりリアルなサブマリン動作をプレーヤに疑似体験させることができる。なお揺動情報の連続的な変化に対応して、潜水深さ、潜水時間、潜水距離を連続的に変化させることが望ましい。
【００１２】
また本発明は、水上バイクによる水上走行をシミュレートするための３次元シミュレータ装置であって、操作者により操作され、所与の支点を中心として少なくとも１つの所与の面内で揺動可能なハンドルポールを有するハンドルポール機構と、前記ハンドルポールの揺動情報を検出する手段と、オブジェクト空間内にて移動する移動体の該移動に追従する視点位置及び視線方向の少なくとも一方を、前記揺動情報に基づいて連続的に変化させる手段と、前記オブジェクト空間内において、変化する前記視点位置、前記視線方向にて見える視界画像を合成する手段とを含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、ハンドルポールの揺動情報に基づいて、視界画像を合成する際の視点位置又は視線方向が連続的に変化する。例えば、操作者がハンドルポールを上方向に動かした場合には仮想的な操作者が立ち上がったと仮定し、視点位置を高くし視線方向を少し下向きにする。一方、例えば、操作者がハンドルポールを下方向に動かした場合には仮想操作者がしゃがんだと仮定し、視点位置を低くし視線方向を少し上向きにする。このようにすることで、操作者の姿勢変化に応じた視点の連続的な変化を、簡易な手法で実現できる。
【００１４】
また本発明は、水上バイクによる水上走行をシミュレートするための３次元シミュレータ装置であって、操作者により操作され、所与の支点を中心として少なくとも１つの所与の面内で揺動可能なハンドルポールを有するハンドルポール機構と、前記ハンドルポールの揺動情報を検出する手段と、オブジェクト空間内にて移動する移動体の直進性能及び旋回性能の少なくとも一方を、前記揺動情報に基づいて変化させる手段と、オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向にて見える視界画像を合成する手段とを含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、ハンドルポールの揺動情報に基づいて、移動体の直進性能又は旋回性能が変化する。例えば、操作者がハンドルポールを上方向に動かした場合には、仮想的な操作者が立ち上がり仮想操作者の重心が高くなり移動体をローリングさせやすくなったと仮定し、旋回性能を高くする。一方、例えば、操作者がハンドルポールを下方向に動かした場合には、仮想操作者がしゃがみ仮想操作者の重心が低くなり移動体をローリングさせにくくなったと仮定し、直進性能を高める。このようにすることで、移動体の操作のバラエティを増すことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００１７】
図１に、本実施例を業務用のゲーム装置に適用した場合の外観図を示す。このゲーム装置は、水上バイクの操縦を擬似的に体験するためのものであり、プレーヤ（操作者）４０は、実際の水上バイクを模して作られた筺体４２に搭乗し、表示部１０に映し出されるゲーム画面（視界画像）を見ながらゲーム操作を行う。筺体４２には、ハンドルポール４４が、図中のＤに示す方向で回動自在となるように取り付けられている。またハンドルポール４４には、ハンドル４６が取り付けられており、このハンドル４６に設けられたレバー４７（アクセル）を握ることで、オブジェクト空間内を移動する移動体の加速制御が行われる。移動体の方向制御（舵取り）は、プレーヤ４０の体重移動により行われる。即ち筺体４２は、図示しない左右スイング機構により図中のＥに示す方向に左右スイング（或いはローリング）可能となっており、プレーヤ４０が左足に体重をかけると右側にスイングし、右足に体重をかけると左側にスイングするようになっている。そして右側にスイングするとオブジェクト空間内の移動体は左側に舵取りされ、左側にスイングすると右側に舵取りされることになる。
【００１８】
また筺体４２は、図示しない上下動作機構により、図中のＦに示す方向で上下（ピッチング）動作可能となっている。この上下動作は、例えば移動体がうねりエリア（図２の６０参照）等に入りマップの高さ情報が変化する場合に行われる。これによりプレーヤの感じる体感度を高めることができる。
【００１９】
図２に、オブジェクト空間内に配置されるマップの平面図の一例を示す。プレーヤは移動体を操作し、スタートポイント５０からスタートし、群島エリア５２、橋エリア５３、トンネルエリア５４、湖エリア５６、ジャングルエリア５８、うねりエリア６０、渦エリア６２、トンネルエリア６４、ジャンプエリア６５等を通過して、ゴールポイント６６に戻る。そして、いかに早くゴールにたどり着くかというタイムトライアルを行ったり、他のプレーヤとの競争を行うことでゲームを楽しむ。
【００２０】
図３に、本実施例の機能ブロック図の一例を示す。ここで操作部１２は、プレーヤからの操作情報を入力するためのものであり、ハンドルポール機構１４、揺動情報検出部１６を含む。ハンドルポール機構１４は、所与の支点を中心として少なくとも１つの所与の面内で揺動可能なハンドルポール４４（図１参照）を有する。揺動情報検出部１６は、ハンドルポールの揺動情報、例えばハンドルポールの揺動角度を検出するものであり、ハードウェア的には可変抵抗器等により構成される。そして操作部１２にて得られた揺動情報等の操作情報は処理部１００に入力される。
【００２１】
処理部１００は、この操作情報と、所与のプログラム等に基づいて、表示物を表すオブジェクトが複数配置されて成るオブジェクト空間を設定する処理等を行うものであり、ハードウェア的には例えばＣＰＵ及びメモリにより構成される。この処理部１００は、視点変化部１２０、移動体情報演算部１３０、オブジェクト空間設定部１４０、空間情報記憶部１４２を含む。
【００２２】
画像合成部２００は、この設定されたオブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向にて見える視界画像を合成する処理を行うものであり、ハードウェア的には例えば画像合成専用のＩＣ或いはＣＰＵ及びメモリにより構成される。画像合成部２００により得られた視界画像は表示部１０において表示される。
【００２３】
処理部１００に含まれる移動体情報演算部１３０は、操作部１２からの操作情報及び所与のゲームプログラム等に基づいて、移動体（水上バイク）の位置情報、方向情報等をリアルタイムに演算するものである。
【００２４】
空間情報記憶部１４２には、図４に示すように、表示するオブジェクトを特定するためのオブジェクトナンバーＯＢｉ、このオブジェクトの配置を特定するための位置情報（Ｘｍ、Ｙｍ、Ｚｍ）、方向情報（θｍ、φｍ、ρｍ）が格納される。但し、位置情報、方向情報の少なくとも一方のみを特定すればよい場合には、その一方のみを格納すればよい。そして空間情報記憶部１４２に記憶されている空間情報は、オブジェクト空間設定部１４０により読み出される。この場合、空間情報記憶部１４２には、当該フレーム（１フレーム＝１／６０秒）の１つ前のフレームにおける空間情報が記憶されている。そして、オブジェクト空間設定部１４０は、読み出された空間情報、移動体情報演算部１３０からの移動体情報等に基づいて、当該フレームにおける空間情報を求める。なお静止物体については空間情報は変化しないのでこのような処理は必要ない。
【００２５】
さて図５において、筺体４２は、実物の水上バイクとほぼ同様の形状に形成されている。従って筺体４２に搭乗してハンドルポール４４を操作するプレーヤの姿勢は、実物の水上バイクを操作する場合の姿勢とほぼ同様であると考えられる。即ちハンドルポール４４が上がっている場合にはプレーヤは立ち上がっていると考えられ、ハンドルポール４４が下がっている場合にはプレーヤはしゃがんでいると考えられる。そこで本実施例ではハンドルポール４４の揺動情報を揺動情報検出部１６により検出し、この揺動情報から予想されるプレーヤの姿勢を、画面中の移動体２０の仮想的な操作者である仮想プレーヤ２２の姿勢に反映させている。これによりプレーヤと仮想プレーヤ２２との間の一体感を生み出すことができる。即ち図５に示すように、ハンドルポール４４が上がった場合には仮想プレーヤ２２が立ち上がったと仮定し、ハンドルポール４４が下がった場合には仮想プレーヤ２２がしゃがんだと仮定する。そしてこのような仮想プレーヤ２２の姿勢の変化に伴い、以下に述べるように、ヒットチェック処理、ジャンプ処理、潜水処理、視点に関する処理、走行性能に関する処理の内容を変化させる。
【００２６】
まず第１に、本実施例では、ハンドルポールの揺動情報に基づいてヒットチェックエリアを変化させている。即ち例えば図６に示すように、ハンドルポールが上がった場合にはヒットチェックエリア２４を大きくし、ハンドルポールが下がった場合にはヒットチェックエリア２４を小さくする。この処理は図３のヒットチェックエリア変化部１３２が行う。そしてヒットチェック処理部１３４は、この変化するヒットチェックエリア２４を用いて、被ヒット体である障害物２６等との間でのヒットチェック処理を行う。例えば図２のマップに示す橋エリア５３では、橋桁の低い橋が障害物２６として配置されている。そしてプレーヤがハンドルポールを上げたままで橋を通過しようとすると、仮想プレーヤ２２は立っていると判断されヒットチェックエリア２４が大きくなるため、移動体は橋に衝突してしまう。一方、プレーヤが橋の通過時にハンドルポールを下げれば、仮想プレーヤ２２はしゃがんでいると判断され、橋との衝突を回避することができる。このようにハンドルポールの上下に基づいてヒットチェックエリアを変化させることで、自らの体を動かすことで画面に現れる障害物を避けるという疑似体験をプレーヤに体感させることができ、ゲームのリアル感、ダイナミック感を増すことができる。
【００２７】
なおヒットチェックエリア２４の設定は、例えばワールド（絶対）座標系での移動体２０の位置情報Ｐ（Ｘ、Ｙ、Ｚ）等を移動体情報演算部１３０が演算し、この位置情報等に基づいて、移動体２０及び仮想プレーヤ２２を覆うように箱状のエリアを配置することで実現できる。この場合、ヒットチェック処理部１３４は、この箱状のエリアと障害物２６との重なりが生じるか否かを検出することでヒットチェック処理を行う。この他にも、例えば図６に示すようなヒットチェックポイントＰ１、Ｐ２、Ｐ３等を設定し、これらのヒットチェックポイントのいずれかが障害物と重なった場合にヒットしたと判定してもよい。この場合のヒットチェックポイントＰ１、Ｐ２、Ｐ３のワールド座標系での位置情報も、移動体情報演算部１３０により求められる移動体の位置情報Ｐ（Ｘ、Ｙ、Ｚ）等に基づいて演算されることになる。
【００２８】
また、よりリアルな表現を実現するためには、ハンドルポールの上がり下がりに応じて、ヒットチェックエリアの大きさを連続的に変化させることが望ましい。このようにすれば、ハンドルポールの下げ具合により、障害物に衝突したり衝突しなかったりというような演出が可能となり、より正確なハンドルポールの操作がプレーヤに要求されることになり、プレーヤの感じる疑似体験度を高めることができる。但し、例えば大きいヒットチェックエリアと、小さいヒットチェックエリアの２つを用意し、ハンドルポールの上げ下げに応じて２つのうちのどちらかを選択するようにすることも可能である。
【００２９】
第２に、本実施例では、図３のジャンプ処理部１３６が、移動体の上昇時に検出したハンドルポールの揺動情報に基づいて、移動体のジャンプ高さ、ジャンプ時間、ジャンプ距離の少なくとも１つを変化させている。即ち図７に示すように、例えば移動体２０の上昇時にハンドルポールを上げると、移動体が高くジャンプしたり、ジャンプ時間、ジャンプ距離が長くなる。
【００３０】
また本実施例では、図３の潜水処理部１３７が、移動体の下降時に検出したハンドルポールの揺動情報に基づいて、移動体の潜水深さ、潜水時間、潜水距離の少なくとも１つを変化させている。即ち図７に示すように、例えば移動体２０の下降時にハンドルポールを下げると、移動体が深く潜水したり、潜水時間、潜水距離が長くなり、いわゆるサブマリン演技が可能となる。
【００３１】
例えば図２に示すジャンプエリア６５には、図８に示すようなジャンプ台２８が配置されている。移動体２０は、通常走行状態Ａから、Ｂでジャンプ台に突入し、Ｃでジャンプ台の踏切動作を行い、Ｄ、Ｅに示すようにジャンプ状態に入る。そしてＦで着水し、所与の条件を満たすとＧに示すように移動体２０は水に潜り、サブマリン演技が行われる。
【００３２】
ジャンプ時の高さ調整は例えば次のようにして行う。即ち、踏切時Ｃの前の所与の期間Ｔ１の間（移動体の上昇時）に、ハンドルポールの揺動角度が、所与の角度範囲内（ハンドルポールが上げられていると判断する角度範囲内）にあるか否かを検出する。そして所与の角度範囲内にある場合には、移動体２０を、より高くジャンプさせたり、ジャンプ時間、ジャンプ距離を長くしたりする。或いは検出した揺動角度の大小に応じて踏切時の上方向の速度を調整する等して、ジャンプ高さ、ジャンプ時間、ジャンプ距離を連続的に変化させたり、ジャンプ時に表示される画像を変化させたりする。ジャンプ中の軌道は、踏切時の上方向の速度、重力加速度等に基づいて所与の物理計算を行うことで決められる。この計算により、着水予定時間を求めることができる。そして、その着水予定時間の前の所与の期間Ｔ２の間（移動体の下降時）に、ハンドルポールの揺動角度が所与の角度範囲内（ハンドルポールが下げられていると判断する角度範囲内）にあるか否かを検出する。そして所与の角度範囲内にある場合には、移動体２０を水に深く潜らせたり、潜水時間、潜水距離を長くしたりして、移動体にサブマリン演技を行わせる。或いは検出した揺動角度の大小に基づいて着水時の下方向の速度を調整する等して、潜水深さ、潜水時間、潜水距離を連続的に変化させたり、潜水時に表示される画像を変化させたりする。
【００３３】
本実施例では、ハンドルポールが上がった場合には筺体４２に搭乗するプレーヤは立ち上がったと仮定し、仮想プレーヤ２２の重心が上方向に付勢されたと考え、移動体２０を高くジャンプさせたり、ジャンプ時間、ジャンプ距離を長くする。一方、ハンドルポールが下がった場合には筺体４２に搭乗するプレーヤはしゃがんだと仮定し、仮想プレーヤ２２の重心が下方向に付勢されたと考え、移動体２０を深く潜水させたり、潜水時間、潜水距離を長くする。このように本実施例によれば、プレーヤと仮想プレーヤとの間の一体感を高めることができ、プレーヤのゲームへの熱中度を高めることができる。
【００３４】
なおジャンプ処理は、図８のようにジャンプ台２８が配置されるエリアのみならず、例えば高い波が生じるエリア等、種々の場所で行わせることができる。同様に潜水処理も、ジャンプ台のエリアのみならず、種々の場所で行わせることができる。
【００３５】
第３に、本実施例では、図３の視点変化部１２０が、ハンドルポールの揺動情報に基づいて、移動体の移動に追従する視点位置及び視線位置の少なくとも一方を変化させている。即ち図９に示すように、例えばハンドルポールが上げられた場合には視点位置３０を高くすると共に視線方向３２を少し下向きにする。一方、ハンドルポールが下げられた場合には視点位置３０を低くすると共に、視線方向３２を少し下向きにする。
【００３６】
特に本実施例は、揺動情報に基づいて視点位置、視線方向を連続的に変化させている点に特徴がある。例えばレーシングゲーム装置において、装置の操作パネルに視点切替のための複数の選択ボタンを配置し、これらの選択ボタンのいずれかを押すことで視点位置、視線方向を切り替える手法が知られている。しかしながら、この手法では、視点切り替えのためにプレーヤは選択ボタンに手を伸ばさなければならないためプレーヤのゲームへの集中度を低下させ、また視点変化も離散的となるためリアル感に欠け、更にプレーヤの姿勢変化については全く考慮されていない。一方、所与の光学的な検出手段を用いてプレーヤの姿勢変化を検出し視点を変化させる手法も考えられるが、この手法は、姿勢検出の正確性、装置及び制御の簡易性、商品価値性等の点で劣っており、特に水上バイクのゲーム装置に適用するものとしては実現性に欠ける。本実施例では、現実の水上バイクにおいてはバランスをとるための機構として用いられているハンドルポールの存在をうまく利用し、このハンドルポールの揺動情報に基づいてプレーヤの姿勢状態を推測し、その推測結果に基づいて視点を連続的に変化させている。このため光学検出手段を用いる手法に比べ、装置、制御を簡易化でき、姿勢検出の正確性、実現性の点においても優れている。更に光学手段を用いる手法によると視点変化を連続的に行うことは困難であるが、本実施例によれば、連続的に変化する揺動角度を用いるだけで簡易に視点を連続的に変化させることができる。
【００３７】
なお本実施例では、ハンドルポールの揺動情報等に基づく演算により移動体２０の位置を基準とした視点高さを求め、この視点高さと、移動体情報演算部１３０により求められた移動体２０のワールド座標系での位置情報Ｐ（Ｘ、Ｙ、Ｚ）、とに基づいて、ワールド座標系での視点位置３０が求められる。また視線方向は、例えば視線方向を格納するテーブルデータを用意し、揺動情報等から求められた前記視点高さを引数としてこのテーブルデータから視線方向を読み出すことにより得ることができる。
【００３８】
第４に本実施例では、図３の走行性能変化部１３８が、ハンドルポールの揺動情報に基づいて、移動体の直進性能及び旋回性能の少なくとも一方を変化させている。即ち図１０に示すように、例えばハンドルポールが上げられた場合には移動体２０の旋回性能をアップさせ、ハンドルポールが下げられた場合には直進性能（直進安定性）をアップさせる。ハンドルポールが上がっている場合にはプレーヤは立ち上がっていると想定され、この場合には仮想プレーヤ２２に対する空気抵抗も高く、仮想プレーヤ２２の重心が高く移動体２０をローリングさせやすくなったと考えられるため、直進性能、最高速度を低下させると共に、旋回性能をアップさせる。一方、ハンドルポールが下がっている場合にはプレーヤはしゃがんでいると想定され、この場合には仮想プレーヤ２２に対する空気抵抗も低く、仮想プレーヤ２２の重心が低く移動体２０をローリングさせにくくなったと考えられるため、旋回性能を低下させると共に、直進性能、最高速度をアップさせる。このようにすることで、プレーヤと仮想プレーヤ２２との間の一体感を高めることができ、ゲームのリアル感を増すことができる。
【００３９】
次に、直進性能、旋回性能の調整手法の一例について説明する。３次元ゲーム装置においては、３次元的に形成されたマップ上で移動体を移動させなければならない。このためプレーヤは、移動体の位置及び向いている方向を見失いやすく、操作が難しいという問題がある。特に本実施例では、図１にて説明したように、体重移動により移動体の進む方向を決めているため、操作の難易度は更に高まる。従って、移動体が正しい方向に進むように、即ちコースに沿って正しく進むように、プレーヤの操作を補正する操作アシスト手段を装置内に設けることが望ましい。一方、プレーヤの操作に全く無関係に移動体が進んでしまうとリアル感が低下してしまうため、操作部からの操作情報も考慮し、プレーヤの進みたいと思う方向に移動体を移動させてやる必要もある。そこで本実施例では、図１１に示すように、コース３４に沿って方向が変化するコース方向ベクトルＤ１〜Ｄ６を用意する。そして、プレーヤからの操作情報に基づいて求められた移動体の速度ベクトルＶと、その移動体の位置でのコース方向ベクトルＤ１とに基づいて、例えば下式にしたがって速度ベクトルＶＮを求め、これを移動体の新たな速度ベクトルとする。
ＶＮ＝ａＶ＋ｂＤ１ （ａ≧０、ｂ≧０） （１）
このようにすることで、プレーヤの操作する移動体を、プレーヤの意志を尊重しながらコースに沿わせて走行させることが可能となる。
【００４０】
このような手法を用いた場合に、上式（１）の係数ｂを大きくする或いは係数ａを小さくすることで移動体の直進性能を高めることができる。一方、係数ａを大きくする或いは係数ｂを小さくすることで移動体の旋回性能を高めることができる。この場合、ハンドルポールの揺動情報に基づいて、係数ａ、ｂを連続的に変化させれば、更にリアルな疑似体験シミュレーションが可能となる。
【００４１】
次に、図１２のフローチャートを用いて本実施例の動作の一例を説明する。まず揺動情報検出部１６によりハンドルポールの揺動情報を検出する（ステップＳ１）。そして揺動方向が上向きであった場合には、ヒットチェックエリアを大きくし、視点位置を高くし、視線方向を少し下向きにし、更に旋回性能をアップさせる（ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４）。この場合、揺動情報の値に応じてヒットチェックエリアの大きさ等を連続的に変化させることが望ましい。次に、ジャンプ条件を満たすか否かを判断し、満たした場合には高くジャンプさせたり、ジャンプ時間、ジャンプ距離を長くする（ステップＳ５、Ｓ６）。
【００４２】
一方、揺動方向が下向きであった場合には、ヒットチェックエリアを小さくし、視点位置を低くし、視線方向を少し上向きにし、更に直進性能をアップさせる（ステップＳ７、Ｓ８、Ｓ９）。次に潜水条件を満たすか否かを判断し、満たした場合には深く潜水させたり、潜水時間、潜水距離を長くする（ステップＳ１０、Ｓ１１）。
【００４３】
最後に本実施例のハードウェア構成の一例について図１３を用いて説明する。同図に示す装置では、ＣＰＵ１０００、ＲＯＭ１００２、ＲＡＭ１００４、情報記憶媒体１００６、音合成ＩＣ１００８、画像合成ＩＣ１０１０、Ｉ／Ｏポート１０１２、１０１４が、システムバス１０１６により相互にデータ送受信可能に接続されている。そして前記画像合成ＩＣ１０１０にはディスプレイ１０１８が接続され、音合成ＩＣ１００８にはスピーカ１０２０が接続され、Ｉ／Ｏポート１０１２にはコントロール装置１０２２が接続され、Ｉ／Ｏポート１０１４には通信装置１０２４が接続されている。
【００４４】
情報記憶媒体１００６は、ゲームプログラム、表示物を表現するための画像情報等が主に格納されるものであり、メモリ（ＲＯＭ）、ＣＤ−ＲＯＭ等が用いられる。
【００４５】
コントロール装置１０２２はプレーヤがゲーム進行に応じて行う判断の結果を装置本体に入力するための装置である。
【００４６】
情報記憶媒体１００６に格納されるゲームプログラム、ＲＯＭ１００２に格納されるシステムプログラム（装置本体の初期化情報等）、コントロール装置１０２２によって入力される信号等に従って、ＣＰＵ１０００は装置全体の制御や各種データ処理を行う。ＲＡＭ１００４はこのＣＰＵ１０００の作業領域等として用いられる記憶手段であり、情報記憶媒体１００６やＲＯＭ１００２の所与の内容、あるいはＣＰＵ１０００の演算結果等が格納される。また空間情報（図４）、コース方向ベクトル情報（図１１）等の論理的な構成を持つデータ構造は、このＲＡＭ又は情報記憶媒体上に構築されることになる。
【００４７】
更に、この種の装置には音合成ＩＣ１００８と画像合成ＩＣ１０１０とが設けられていてゲーム音やゲーム画面の好適な出力が行えるようになっている。音合成ＩＣ１００８は情報記憶媒体１００６やＲＯＭ１００２に記憶される情報に基づいて効果音やバックグラウンド音楽等のゲーム音を合成する集積回路であり、合成されたゲーム音はスピーカ１０２０によって出力される。また、画像合成ＩＣ１０１０は、ＲＡＭ１００４、ＲＯＭ１００２、情報記憶媒体１００６等から送られる画像情報に基づいてディスプレイ１０１８に出力するための画素情報を合成する集積回路である。なおディスプレイ１０１８として、いわゆるヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）と呼ばれるものを使用することもできる。
【００４８】
また、通信装置１０２４はゲーム装置内部で利用される各種の情報を外部とやりとりするものであり、他のゲーム装置と接続されてゲームプログラムに応じた所与の情報を送受したり、通信回線を介してゲームプログラム等の情報を送受することなどに利用される。
【００４９】
そして図３、図６〜図１１で説明した種々の処理は、図１２のフロチャートに示した処理等を行うゲームプログラムを格納した情報記憶媒体１００６と、該ゲームプログラムに従って動作するＣＰＵ１０００、画像合成ＩＣ１０１０等によって実現される。なお画像合成ＩＣ１０１０、音合成ＩＣ１００８等で行われる処理は、ＣＰＵ１０００あるいは汎用のＤＳＰ等によりソフトウェア的に行ってもよい。
【００５０】
なお本発明は、上記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。
【００５１】
例えば本発明は、ゲーム装置のにならず、操縦訓練のためのシミュレータ装置、多数のプレーヤが参加する大型アトラクション装置等、種々のものに適用できる。
【００５２】
また本実施例で説明した処理部、画像合成部等で行われる処理も、本実施例では単にその一例を示したものであり、本発明における処理はこれらに限定されるものではない。
【００５３】
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の外観図の一例である。
【図２】オブジェクト空間に配置されるマップについて説明するための図である。
【図３】本実施例の機能ブロック図の一例である。
【図４】空間情報の一例について説明するための図である。
【図５】ハンドルポールの上下と仮想プレーヤの姿勢との関係について説明するための図である。
【図６】ハンドルポールの揺動情報に基づいて、ヒットチェックエリアを変化させる手法を説明するための図である。
【図７】ハンドルポールの揺動情報に基づいて、ジャンプ高さ、潜水深さ等を変化させる手法を説明するための図である。
【図８】ジャンプ処理、潜水処理について説明するための図である。
【図９】ハンドルポールの揺動情報に基づいて、視点位置、視線方向を変化させる手法を説明するための図である。
【図１０】ハンドルポールの揺動情報に基づいて、移動体の旋回性能、直進性能を変化させる手法を説明するための図である。
【図１１】移動体の旋回性能、直進性能を変化させる手法について説明するための図である。
【図１２】本実施例の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１３】本実施例を実現するハードウェアの構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０ 表示部
１２ 操作部
１４ ハンドルポール機構
１６ 揺動情報検出部
２０ 移動体
２２ 仮想プレーヤ
４０ プレーヤ
４２ 筺体
４４ ハンドルポール
４６ ハンドル
４７ レバー（アクセル）
１００ 処理部
１２０ 視点変化部
１３０ 移動体情報演算部
１３２ ヒットチェックエリア変化部
１３４ ヒットチェック処理部
１３６ ジャンプ処理部
１３７ 潜水処理部
１３８ 走行性能変化部
１４０ オブジェクト空間設定部
１４２ 空間情報記憶部
２００ 画像合成部
Claims (5)
- ３次元シミュレータ装置であって、
操作者により操作され、所与の支点を中心として少なくとも１つの所与の面内で揺動可能なハンドルポールを有するハンドルポール機構と、前記ハンドルポールの揺動情報を検出する手段とを含む操作手段と、
オブジェクト空間内にて移動する移動体の位置情報、方向情報を、前記操作手段からの操作情報に基づいて演算する移動体情報演算手段と、
オブジェクト空間内にて移動する前記移動体の位置情報に基づいて、前記移動体及び該移動体の仮想的な操作者を覆うように配置されるヒットチェックエリアを配置設定するヒットチェックエリア設定手段と、
設定された前記ヒットチェックエリアを、検出された前記揺動情報に基づいて変化させる演算処理を行うヒットチェックエリア変化手段と、
変化する前記ヒットチェックエリアを用いて、所与の被ヒット体との間でヒットチェック処理を行うヒットチェック処理手段と、
オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向にて見える視界画像を合成する画像合成手段とを含み、
前記ヒットチェックエリア変化手段は、
前記ハンドルポールが上方向に動かされたと前記揺動情報に基づき判断された場合には、前記移動体及び前記仮想的な操作者に設定された前記ヒットチェックエリアを大きくする演算処理を行うことを特徴とする３次元シミュレータ装置。 - ３次元シミュレータ装置であって、
操作者により操作され、所与の支点を中心として少なくとも１つの所与の面内で揺動可能なハンドルポールを有するハンドルポール機構と、前記ハンドルポールの揺動情報を検出する手段とを含む操作手段と、
オブジェクト空間内にて移動する移動体の位置情報、方向情報を、前記操作手段からの操作情報に基づいて演算する移動体情報演算手段と、
オブジェクト空間内にて移動する前記移動体の上昇時に検出された前記揺動情報に基づいて、前記移動体のジャンプ高さ、ジャンプ時間、ジャンプ距離の少なくとも１つを変化させる演算処理を行うジャンプ処理手段と、
オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向にて見える視界画像を合成する画像合成手段とを含み、
前記ジャンプ処理手段は、
前記ハンドルポールが上方向に動かされたと前記揺動情報に基づき判断された場合には、前記移動体を高くジャンプさせる演算処理、或いは前記ジャンプ時間を長くする演算処理、或いは前記ジャンプ距離を長くする演算処理を行うことを特徴とする３次元シミュレータ装置。 - ３次元シミュレータ装置であって、
操作者により操作され、所与の支点を中心として少なくとも１つの所与の面内で揺動可能なハンドルポールを有するハンドルポール機構と、前記ハンドルポールの揺動情報を検出する手段とを含む操作手段と、
オブジェクト空間内にて移動する移動体の位置情報、方向情報を、前記操作手段からの操作情報に基づいて演算する移動体情報演算手段と、
オブジェクト空間内にて移動する前記移動体の下降時に検出された前記揺動情報に基づいて、前記移動体の潜水深さ、潜水時間、潜水距離の少なくとも１つを変化させる演算処理を行う潜水処理手段と、
オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向にて見える視界画像を合成する画像合成手段とを含み、
前記潜水処理手段は、
前記ハンドルポールが下方向に動かされたと前記揺動情報に基づき判断された場合には、前記移動体の前記潜水深さ深くする演算処理、或いは前記潜水時間を長くする演算処理 、或いは前記潜水距離を長くする演算処理を行うことを特徴とする３次元シミュレータ装置。 - ３次元シミュレータ装置であって、
操作者により操作され、所与の支点を中心として少なくとも１つの所与の面内で揺動可能なハンドルポールを有するハンドルポール機構と、前記ハンドルポールの揺動情報を検出する手段とを含む操作手段と、
オブジェクト空間内にて移動する移動体の位置情報、方向情報を、前記操作手段からの操作情報に基づいて演算する移動体情報演算手段と、
オブジェクト空間内にて移動する前記移動体の該移動に追従する視点位置及び視線方向の少なくとも一方を、前記揺動情報に基づいて連続的に変化させる演算処理を行う視点変化手段と、
前記オブジェクト空間内において、変化する前記視点位置、前記視線方向にて見える視界画像を合成する画像合成手段とを含み、
前記視点変化手段は、
前記ハンドルポールが上方向に動かされたと前記揺動情報に基づき判断された場合には、前記視点位置を高くし前記視線方向を下向きにする演算処理を行い、前記ハンドルポールが下方向に動かされたと前記揺動情報に基づき判断された場合には、前記視点位置を低くし前記視線方向を上向きにする演算処理を行うことを特徴とする３次元シミュレータ装置。 - ３次元シミュレータ装置であって、
操作者により操作され、所与の支点を中心として少なくとも１つの所与の面内で揺動可能なハンドルポールを有するハンドルポール機構と、前記ハンドルポールの揺動情報を検出する手段とを含む操作手段と、
オブジェクト空間内にて移動する移動体の位置情報、方向情報を、前記操作手段からの操作情報に基づいて演算する移動体情報演算手段と、
オブジェクト空間内にて移動する前記移動体の直進性能及び旋回性能の少なくとも一方を、前記揺動情報に基づいて変化させる演算処理を行う走行性能変化手段と、
オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向にて見える視界画像を合成する画像合成手段とを含み、
前記走行性能変化手段は、
前記ハンドルポールが上方向に動かされたと前記揺動情報に基づき判断された場合には、前記旋回性能を高くする演算処理を行い、前記ハンドルポールが下方向に動かされたと前記揺動情報に基づき判断された場合には、前記直進性能を高くする演算処理を行うことを特徴とする３次元シミュレータ装置。
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