JP4236000B2 - 3-dimensional image processing apparatus, three-dimensional image processing method and program - Google Patents

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本発明は3次元画像処理装置、3次元画像処理方法及びプログラムに関し、特に、仮想3次元空間内における視点位置及び視線方向を制御する技術に関する。 The present invention is a three-dimensional image processing apparatus, an 3-dimensional image processing method and a program, particularly to a technique for controlling the viewpoint and viewing direction in the virtual three-dimensional space.

仮想3次元空間に各種オブジェクトを配置して、該仮想3次元空間において所与の視点位置から所与の視線方向(視点から注視点に向かう方向)を見た様子を画像表示する、例えばゲーム機等として構成された3次元画像処理装置が知られている。 By placing various objects in the virtual three-dimensional space, how the image display viewed (direction toward the gazing point from the viewpoint) given viewing direction from a given viewpoint position in the virtual three-dimensional space, for example, a game machine 3-dimensional image processing apparatus is known which is configured as such. こうした3次元画像処理装置では、仮想3次元空間に視点の軌道となる線を事前に設定しておき、視点を該軌道上で移動させるものがある。 In this three-dimensional image processing apparatus, may be set to a line to be a trajectory of the viewpoint in the virtual three-dimensional space in advance, there is to move the viewpoint on said track.

図7は、背景技術に係る3次元画像処理装置において、メモリ上に構築される仮想3次元空間を示す図である。 Figure 7 is the 3-dimensional image processing apparatus according to the background art, is a diagram showing a virtual three dimensional space created in the memory. 同図に示すように、この仮想3次元空間150には、移動オブジェクト158が地面オブジェクト156上に配置されており、この地面オブジェクト156の一点には注視点Fが設定されている。 As shown in the figure, this virtual three-dimensional space 150, the moving object 158 ​​is arranged on the ground object 156, the gazing point F is set to a point of the ground object 156. 移動オブジェクト158はユーザからの指示に従って地面オブジェクト156上を移動するようになっている。 Moving object 158 ​​is arranged to move on the ground object 156 in accordance with an instruction from the user. 地面オブジェクト156は平板状のオブジェクトであり、その上方には平行する視点軌道面154が設定されている。 The ground object 156 is a plate-shaped object, it is set viewpoint raceway surface 154 parallel thereabove. そして、この視点軌道面154には制御点P 〜P により特定される軌道152が設定されている。 Then, the track 152 to be identified is set by the control point P 1 to P 4 in this view raceway surface 154. 軌道152上には、移動オブジェクト158の位置に基づいて視点162が設定されている。 On the track 152, the viewpoint 162 based on the position of the moving object 158 ​​is set. すなわち、視点162は軌道152上を移動オブジェクト158の位置に応じて移動するようになっている。 That is, the viewpoint 162 is adapted to move in response on the track 152 to the position of the moving object 158. そして、視点162から注視点Fの方向160を見た様子が画像化され、図示しないモニタに表示されるようになっている。 The picture obtained by viewing the direction 160 of the fixation point F from the viewpoint 162 is imaged, and is displayed on a monitor (not shown).

図7に示す例では、視点162の位置が軌道152上に拘束されるため、移動オブジェクト158の位置によっては視点162及び注視点Fの位置が適切なものとならず、例えば移動オブジェクト158を見下ろす位置関係となる場合等があった。 In the example shown in FIG. 7, the position of the viewpoint 162 is restrained on the track 152, is not an appropriate position of the viewpoint 162 and the fixation point F is the position of the moving object 158, for example, overlooking the moving object 158 there have been cases, such as a positional relationship.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、仮想3次元空間の視点位置を好適に決定することができる3次元画像処理装置、3次元画像処理方法及びプログラムを提供することにある。 The present invention was made in view of the above problems, a three-dimensional image processing apparatus capable of suitably determining the viewpoint position of the virtual three-dimensional space, providing a three-dimensional image processing method and program It lies in the fact.

上記課題を解決するために、本発明に係る3次元画像処理装置は、仮想3次元空間を所与の視点から所与の注視点の方向を見た画像を表示する3次元画像処理装置であって、前記仮想3次元空間に設定された第1の軌道を特定する情報を記憶する第1の軌道特定情報記憶手段と、前記第1の軌道上の1点を前記注視点の位置に基づいて決定する第1の基準点決定手段と、前記第1の基準点決定手段により決定される点を始点又は終点とする基礎ベクトルを算出する基礎ベクトル算出手段と、前記注視点から前記ベクトル算出手段により算出される基礎ベクトルに平行する方向に移動した位置の座標を前記視点の座標として算出する視点座標算出手段と、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a three-dimensional image processing apparatus according to the present invention, there a three-dimensional image processing apparatus for displaying an image as viewed in the direction of a given fixation point of the virtual three-dimensional space from a given viewpoint Te, based the first track identification information memory means for storing the first information identifying the track set in the virtual three-dimensional space, a point on the first trajectory to the position of the gaze point a first reference point determining means for determining a basic vector calculating means for calculating a basic vector to the first start point or end point that is determined by the reference point determining means, by the vector calculation means from the fixation point the position of the coordinates moved in a direction parallel to the base vector calculated characterized in that it comprises a and a viewpoint coordinate calculating means for calculating a coordinate of the viewpoint.

また、本発明に係る3次元画像処理方法は、仮想3次元空間を所与の視点から所与の注視点の方向を見た画像を表示する3次元画像処理方法であって、前記仮想3次元空間に設定された第1の軌道上の1点を前記注視点の位置に基づいて決定する第1の基準点決定ステップと、前記第1の基準点決定ステップにより決定される点を始点又は終点とする基礎ベクトルを算出する基礎ベクトル算出ステップと、前記注視点から前記ベクトル算出ステップにより算出される基礎ベクトルに平行する方向に移動した位置の座標を前記視点の座標として算出する視点座標算出ステップと、を含むことを特徴とする。 The three-dimensional image processing method according to the present invention is a three-dimensional image processing method for displaying an image as viewed in the direction of a given fixation point of the virtual three-dimensional space from a given viewpoint, the virtual three-dimensional first and the first reference point determining step of determining based on a point on the trajectory to the position of the gaze point, the start point or end point that is determined by the first reference point determining step is set in a space and the basis vector calculating step of calculating the basis vector, and the viewpoint coordinate calculating step of calculating coordinates of a position moved in a direction parallel to the base vector calculated by the vector calculation step from the gazing point as the coordinates of the viewpoint , characterized in that it comprises a.

また、本発明に係るプログラムは、仮想3次元空間を所与の視点から所与の注視点の方向を見た画像を表示する3次元画像処理装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、前記仮想3次元空間に設定された第1の軌道を特定する情報を記憶する第1の軌道特定情報記憶手段、前記第1の軌道上の1点を前記注視点の位置に基づいて決定する第1の基準点決定手段、前記第1の基準点決定手段により決定される点を始点又は終点とする基礎ベクトルを算出する基礎ベクトル算出手段、及び前記注視点から前記ベクトル算出手段により算出される基礎ベクトルに平行する方向に移動した位置の座標を前記視点の座標として算出する視点座標算出手段として前記コンピュータを機能させるための命令を含むことを特徴とするプ The program according to the present invention is a program for causing a computer to function in the virtual three-dimensional space as a three-dimensional image processing apparatus for displaying an image as viewed in the direction of a given fixation point from a given viewpoint, the determined based first track identification information memory means for storing first information for identifying the track set in the virtual three-dimensional space, a point on the first trajectory to the position of the gaze point 1 of the reference point determining means, basal calculated the first basic vector calculation means for calculating a basic vector points starting or end point determined by the reference point determining means, and from the gaze point by the vector calculating unit flop, characterized in that it comprises instructions for causing the computer to function as the viewpoint coordinate calculating means for calculating the coordinates of the position moved in a direction parallel to the vector as coordinates of the viewpoint グラムである。 A gram. なお、プログラムはCD−ROMやDVD−ROM等の情報記憶媒体に格納されてもよい。 The program may be stored in the information storage medium such as a CD-ROM or DVD-ROM.

本発明では、第1の軌道上の1点を注視点の位置に基づいて決定し、該1点を始点又は終点とする基礎ベクトルを算出する。 In the present invention, the one point on the first trajectory is determined based on the position of the focus point, it calculates a basis vector whose start point or end point 1 point said. そして、この基礎ベクトルに平行する方向に注視点から移動した位置を視点位置としている。 Then, is the viewpoint position of position moved from the fixation point in the direction parallel to the basis vectors. このため、視点の位置が第1の軌道等の所定軌道に拘束されず、より好適に視点位置を決定することができるようになる。 Therefore, the position of the viewpoint is not constrained to a predetermined trajectory, such as the first track, it is possible to determine a more suitably viewpoint position.

本発明の一態様では、前記仮想3次元空間内に設定された第2の軌道を特定する情報を記憶する第2の軌道特定情報記憶手段と、前記第2の軌道上の1点を前記注視点の位置に基づいて決定する第2の基準点決定手段と、をさらに含み、前記基礎ベクトル算出手段は、前記第1の基準点決定手段により決定される点と、前記第2の基準点決定手段により決定される点のうち、一方を始点とし他方を終点とするベクトルを基礎ベクトルとして算出する。 In one aspect of the present invention, the second track identification information memory means for storing the second information identifying the track set in the virtual three-dimensional space, a point on the second track Note a second reference point determining means for determining based on the position of the viewpoint, further comprising a said basic vector calculation means includes a point determined by the first reference point determining means, determining the second reference point of the point determined by means calculates a starting point one the vector and ending the other as basis vectors. こうすれば、基礎ベクトルの方向及び大きさをさらに多様なものとすることができ、仮想3次元空間を表す画像をさらに好適なものとすることができる。 In this way, the direction and magnitude of the basis vectors can be a even more diverse, can be made even more preferred an image representing a virtual three-dimensional space.

この態様では、注視点が移動する場合に、第1の基準点決定手段により決定される点(第1の基準点)と第2の基準点決定手段により決定される点(第2の基準点)とが、それに応じて各軌道上を互いに逆向きに移動することが望ましい。 In this embodiment, note if the viewpoint moves, a first point determined by the reference point determining unit (first reference point) and a point which is determined by the second reference point determining unit (second reference point ). However, it is desirable to move on the track in opposite directions to each other accordingly. こうすれば、始点と終点とが近づき過ぎないようにでき、視線方向を好適なものとすることができる。 This arrangement can prevent too close opposite ends thereof, it can be made the viewing direction suitable.

また、本発明の一態様では、前記第1の軌道は2つの端点を有し、前記第1の基準点決定手段は、前記注視点の位置と前記第1の軌道が有する2つの端点の位置とに基づいて係数を算出し、該係数に基づいて前記第1の軌道の1点を決定してもよい。 In one embodiment of the present invention, the first trajectory has two end points, the first reference point determining means, the position of the two end points of the first track and the position of the gaze point has calculating a coefficient based on the bets may determine a point of the first track on the basis of the coefficient. 同様に、本発明の一態様では、前記第1の軌道は2つの端点を有し、前記第2の基準点決定手段は、前記注視点の位置と前記第1の軌道が有する2つの端点の位置とに基づいて係数を算出し、該係数に基づいて前記第2の軌道の1点を決定してもよい。 Similarly, in one aspect of the present invention, the first trajectory has two end points, the second reference point determining means, the two end points of position and the first trajectory of the gaze point has calculating a coefficient based on the position, it may determine a point of the second track based on the coefficient.

以下、本発明の好適な実施の形態について図面に基づき詳細に説明する。 Hereinafter will be described in detail with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the present invention.

図1は、本発明の実施形態に係るゲーム装置のハードウェア構成を示す図である。 Figure 1 is a diagram showing a hardware configuration of a game device according to an embodiment of the present invention. 同図に示すゲーム装置10は、家庭用ゲーム機11に情報記憶媒体たるDVD−ROM25及びメモリカード28が装着され、さらにモニタ18及びスピーカ22が接続されることによって構成されている。 The shown game device 10 comprises a consumer game device 11 in the information storage medium serving DVD-ROM 25 and memory card 28 is constructed by further monitor 18 and a speaker 22 are connected. モニタ18には家庭用テレビ受像器が用いられ、スピーカ22にはその内蔵スピーカが用いられる。 Home television receiver is used as the monitor 18, the speaker 22 built-in speaker thereof. また、ここではプログラムを家庭用ゲーム機11に供給するためにDVD−ROM25を用いるが、CD−ROMやROMカード等、他のあらゆる情報記憶媒体を用いるようにしてもよい。 Also, here the program uses a DVD-ROM 25 to be supplied to the consumer game device 11, CD-ROM or a ROM card or the like, may be used any other information storage media. また、インターネット等のデータ通信網を介して遠隔地からプログラムを家庭用ゲーム機11に供給するようにしてもよい。 In addition, it is also possible to supply the program to the home-use game machine 11 from a remote location via a data communication network such as the Internet.

家庭用ゲーム機11は、マイクロプロセッサ14、画像処理部16、主記憶26、入出力処理部30、音声処理部20、コントローラ32及びDVD−ROM再生部24を含んで構成される公知のコンピュータゲームシステムである。 The consumer game machine 11 includes a microprocessor 14, an image processing unit 16, main memory 26, input-output processor 30, the audio processing unit 20, the controller 32 and the known computer game configured to include a DVD-ROM reproduction unit 24 it is a system. マイクロプロセッサ14、画像処理部16、主記憶26及び入出力処理部30は、バス12によって相互データ通信可能に接続されており、入出力処理部30には、コントローラ32、音声処理部20、DVD−ROM再生部24及びメモリカード28が接続されている。 Microprocessor 14, the image processing unit 16, main memory 26 and the input output processing unit 30, the bus 12 are mutually data communicably connected by the input output processing unit 30, the controller 32, the audio processing unit 20, DVD -ROM reproducing unit 24 and the memory card 28 is connected. コントローラ32以外の家庭用ゲーム機11の各構成要素は筐体内に収容されている。 Each component of the controller 32 other than the home-use game machine 11 are accommodated in an enclosure.

マイクロプロセッサ14は、図示しないROMに格納されるオペレーティングシステム、DVD−ROM25から読み出されるプログラム、及びメモリカード28から読み出されるセーブデータに基づいて、家庭用ゲーム機11の各部を制御し、プレイヤにゲームを提供する。 Microprocessor 14 operating system stored in a not shown ROM, the program read from the DVD-ROM 25, and based on the saved data read from the memory card 28, and controls the respective units of the consumer game machine 11, a game player I will provide a. バス12はアドレス及びデータを家庭用ゲーム機11の各部でやり取りするためのものである。 The bus 12 is for exchanging addresses and data among the respective units of the consumer game machine 11. また、主記憶26は、例えばRAMを含んで構成されるものであり、DVD−ROM25から読み出されたプログラムやメモリカード28から読み出されたセーブデータが必要に応じて書き込まれる。 The main memory 26 is, for example, those composed comprise RAM, save data read from the program and a memory card 28 which is read from the DVD-ROM 25 is written when required. また、主記憶26は、マイクロプロセッサ14の作業用としても用いられる。 The main memory 26 is also used as a working memory of the microprocessor 14. 画像処理部16はVRAMを含んで構成されており、マイクロプロセッサ14から送られる画像データを受け取って、それに基づいてVRAM上にゲーム画面を描画するとともに、その内容をビデオ信号に変換して所定のタイミングでモニタ18に出力する。 The image processing unit 16 is configured to include a VRAM, it receives image data sent from the microprocessor 14, with renders a game screen in the VRAM based on it, predetermined by converting the content into a video signal to output to the monitor 18 at the timing.

入出力処理部30は、マイクロプロセッサ14が、コントローラ32、音声処理部20、DVD−ROM再生部24及びメモリカード28にアクセスするためのインタフェースである。 Output processing unit 30, a microprocessor 14, a controller 32, an interface for accessing to the audio processing unit 20, DVD-ROM reproduction unit 24 and the memory card 28. 音声処理部20はサウンドバッファを含んで構成されており、DVD−ROM25から読み出され、該サウンドバッファに記憶されたゲーム音楽、ゲーム効果音、メッセージ等の各種音声データを再生してスピーカ22から出力する。 Audio processing unit 20 is configured to include a sound buffer, read from the DVD-ROM 25, stored in the sound buffer game music, game sound effect, the speaker 22 reproduces the various sound data such as a message Output. DVD−ROM再生部24は、マイクロプロセッサ14からの指示に従ってDVD−ROM25に記録されたプログラムを読み取る。 DVD-ROM reproduction unit 24 reads a program recorded in the DVD-ROM 25 according to an instruction from the microprocessor 14. コントローラ32は、プレイヤが各種ゲーム操作の入力をするための汎用操作入力手段である。 The controller 32 is a general purpose operation input means for a player to input various game operations. また、メモリカード28は、不揮発性メモリ(例えばEEPROM等)を含んでおり、家庭用ゲーム機11に対して脱着可能に構成されている。 The memory card 28 includes a nonvolatile memory (e.g., EEPROM, etc.), it is detachably configured for home-use game machine 11. このメモリカード28には、各種ゲームのセーブデータ等が記憶される。 This memory card 28, save data, and the like of the various games are stored.

図2は、コントローラ32の一例を示す図である。 Figure 2 is a diagram illustrating an example of a controller 32. 同図に示すコントローラ32は汎用ゲームコントローラであり、同図(a)に示すように、表面に方向キー34,スタートキー36、セレクトキー37、ボタン38X,38Y,38A,38Bを備えており、同図(b)に示すように、奥側側面に、さらにボタン39L,39R,41L,41Rを備えている。 Controller 32 shown in the drawing is a general-purpose game controller, as shown in FIG. 6 (a), the direction to the surface key 34, a start key 36, select key 37, the button 38X, comprises 38Y, 38A, and 38B, as shown in FIG. (b), the back side surface, and further comprising a button 39L, 39R, 41L, the 41R. すなわち、コントローラ32の奥側側面には、表面側左右にボタン41L,41Rがそれぞれ備えられており、裏面側左右にボタン39L,39Rがそれぞれ備えられている。 That is, the inner side surface of the controller 32, buttons 41L on the front side left and right, 41R are provided respectively, the buttons 39L on the back side left, 39R are provided respectively. 方向キー34は十字形状を有しており、通常はキャラクタやカーソルの移動方向を設定するのに用いられる。 Direction key 34 has a cross shape, usually is used to set the moving direction of the character and cursor. スタートキー36は三角形状を有する小型の押しボタンであり、通常はゲームのスタートやゲームの強制終了などに用いられる。 The start key 36 is a small push button having a triangular shape, usually are used, for example, forced the end of the game start and game. ボタン38X,38Y,38A,38B,39L,39R,41L,41Rは、その他のゲーム操作に用いられる。 Buttons 38X, 38Y, 38A, 38B, 39L, 39R, 41L, 41R are used for other game operations.

また、このコントローラ32には振動子35が内蔵されている。 Further, the transducer 35 is built in to this controller 32. 振動子35は、例えば圧電素子、或いは偏心重り付きのモータ等によって構成されるものであり、マイクロプロセッサ14からコントローラ32に供給される振動オン命令に応じて動作し、コントローラ32を振動させるようになっている。 Transducer 35 is, for example, those composed of a piezoelectric element, or a motor or the like with the eccentric weight, and operates according to the oscillation on command supplied from the microprocessor 14 to the controller 32, so as to vibrate the controller 32 going on. また、マイクロプロセッサ14からコントローラ32に供給される振動オフ命令に応じて動作を停止し、コントローラ32の振動を停止させるようになっている。 Further, to stop the operation in response to the vibration off command supplied from the microprocessor 14 to the controller 32, so as to stop the oscillation of the controller 32.

以下、以上説明したゲーム装置10を用いて、本発明の一実施形態に係る3次元画像処理、特に視点位置及び視線方向の制御を実現する技術について説明する。 Hereinafter, above by using the game apparatus 10 described, the three-dimensional image processing according to an embodiment of the present invention will be described technique for realizing a particular viewpoint and line-of-sight direction of the control.

図3は、仮想3次元空間の一例を示す斜視図である。 Figure 3 is a perspective view showing an example of a virtual three-dimensional space. 本実施形態では、ゲーム装置10の主記憶26に仮想3次元空間が構築され、該空間を所与の視点から見た様子がモニタ18に表示されるようになっている。 In the present embodiment, it is constructed the virtual three-dimensional space in the main memory 26 of the game apparatus 10, how viewed the space from a given viewpoint is adapted to be displayed on the monitor 18. 同図に示すように、仮想3次元空間50には3次元座標軸が設定されており、ZX平面に平行して平板状のゲームステージオブジェクト56が配置されており(Y方向の高さをY0とする。)、該ゲームステージオブジェクト56上にはゲームキャラクタオブジェクト58が配置されている。 As shown in the figure, the virtual three-dimensional space 50 are set three-dimensional coordinate axes, parallel to the ZX plane are arranged plate-like game stage object 56 is (in the Y-direction height and Y0 to.), the game character object 58 on the game stage object 56 is disposed. ゲームキャラクタオブジェクト58はコントローラ32に備えられた方向キー34の操作に従ってゲームステージオブジェクト56上を移動するようになっている。 Game character object 58 is designed to move on the game stage object 56 in accordance with the operation of the direction key 34 provided in the controller 32. ゲームステージオブジェクト56には不可視の直線(線分)である終点軌道59が設定されており、該終点軌道59は端点M及び端点Nにより特定されている。 The game stage object 56 endpoint trajectory 59 is set which is invisible linear (segment), said end trajectory 59 is identified by the end point M and the end point N. このゲーム装置10では、これら端点M及び端点Nの座標が記憶されており、これらの座標により終点軌道59を同定できるようになっている。 In the game apparatus 10 are the coordinates of the end points M and the end point N is stored, and to be able to identify the end point trajectory 59 by these coordinates. また、仮想3次元空間50におけるゲームステージオブジェクト56の上方(Y軸方向)には、該ゲームステージオブジェクト56に平行し、且つゲームステージオブジェクト56と略同一の広さを有する不可視の始点軌道面54が設定されている。 Above the game stage object 56 in the virtual three dimensional space 50 (Y-axis direction), the game parallel to the stage object 56, invisible starting raceway surface 54 and having a game stage object 56 and substantially the same size There has been set. 始点軌道面54のY方向の高さはY1とする(Y1>Y0)。 Y-direction height of the starting point track surface 54 is a Y1 (Y1> Y0). そして、始点軌道面54には不可視の曲線である始点軌道52が設定されている。 Then, the starting-point trajectory 52 is invisible curve is set to the start track surface 54. より特定的には、始点軌道52は、始点軌道面54上に設定された不可視の制御点P 〜P により特定されるようになっている。 More specifically, the starting point track 52, and is identified by the control point P 1 to P 4 invisible set on the start point raceway surface 54. ここで、制御点P 及び制御点P は始点軌道52の端点である。 Here, the control point P 1 and the control point P 4 is the end point of the start track 52. ゲーム装置10では、これらの制御点P 〜P の座標が記憶されており、これらの座標により始点軌道59を同定できるようになっている。 In the game apparatus 10 are the coordinates of these control points P 1 to P 4 is stored, so that can be identified starting track 59 by these coordinates. ここでは、始点軌道52はベジェ曲線として、制御点P 〜P の座標に基づいて算出されるようになっている。 Here, the start track 52 as Bezier curves, and is calculated based on the coordinates of the control points P 1 to P 4. なお、始点軌道52は、制御点P 〜P をこの順で結ぶ折れ線であってもよいし、制御点P 〜P により特定される各種スプライン曲線であってもよい。 Incidentally, the start point trajectory 52, to the control point P 1 to P 4 may be a polygonal line connecting in this order, may be a variety of spline curve specified by control points P 1 to P 4.

ゲーム装置10では、ゲームキャラクタオブジェクト58の内部に注視点Fが設定されており、該注視点Fの位置座標に基づき、終点軌道59上の1点が基礎ベクトルVの終点Rとして選ばれるようになっている。 In the game apparatus 10, which is gazing point F is set to the inside of the game character object 58, based on the position coordinates of the noted viewpoints F, as one point on the endpoint trajectory 59 is selected as the end point R of the basis vectors V going on. すなわち、注視点Fはコントローラ32による操作対象であるゲームキャラクタオブジェクト58に従動し、また終点Rは注視点Fに従動するようになっている。 That is, the gazing point F is driven to a game character object 58 to be operated by the controller 32, also the end point R is adapted to follow the gaze point F. また、注視点Fの位置座標に基づき、始点軌道52上の1点が基礎ベクトルVの始点Qとして選ばれるようになっている。 Further, based on the position coordinates of the fixation point F, so that the one point on the start point trajectory 52 is selected as the starting point Q basis vectors V. すなわち、始点Qは注視点Fに従動するようになっている。 In other words, the starting point Q is adapted to be driven to the point of regard F. そして、始点Q及び終点Rを結ぶベクトルである、基礎ベクトルVに平行する方向(基礎ベクトルVと同方向又は逆方向)に注視点Fを移動した位置が視点Cの位置座標として設定されている。 Then, a vector connecting the start point Q and the end point R, position moved the gaze point F in the direction (basis vectors V in the same or opposite direction) parallel to the basis vectors V is set as the position coordinates of the viewpoint C . ゲーム装置10では、この視点Cから注視点Fの方向を見た仮想3次元空間50の様子を画像化し、それをモニタ18に表示させるようにしている。 In the game apparatus 10, and the state of the virtual three-dimensional space 50 viewed in the direction of from the viewpoint C fixation point F as imaged, and displays it on the monitor 18. すなわち、基礎ベクトルVは視線方向として用いられる。 That is, basis vectors V is used as a line-of-sight direction. 図4は、こうしてモニタ18に表示されるゲーム画面の一例を示す図である。 Figure 4 is thus a diagram showing an example of a game screen displayed on the monitor 18. 同図に示すゲーム画面例では、注視点Fの周囲に配置されたゲームステージオブジェクト56の一部及びゲームキャラクタオブジェクト58が表示されている。 The game screen example shown in the figure, a part and a game character object 58 in the game stage object 56, which is disposed around the fixation point F is displayed.

以下、ゲーム装置10による視点制御についてさらに詳細に説明する。 Hereinafter, it will be described in more detail viewpoint control by the game apparatus 10.

図5は、仮想3次元空間50を上方(Y軸方向)から見た図である。 Figure 5 is a view of a virtual three-dimensional space 50 from above (Y-axis direction). 同図に示すように、始点軌道面54上にはベジェ曲線である始点軌道52が設定されており、この始点軌道52上を始点Qが移動するようになっている。 As shown in the figure, on the start point raceway surface 54 is set with the start track 52 is a Bezier curve, on the start point trajectory 52 starting Q are adapted to move. 始点軌道52上の点は、次式(1)により与えられる。 Points on the starting track 52 is given by the following equation (1). ここで、関数f及び関数gは、ベジェやスプライン等の公知の手法を用い、制御点P 〜P の座標に基づいて決定されるものである。 Here, the function f and the function g is a known technique, such as Bezier and spline, is to be determined based on the coordinates of the control points P 1 to P 4. また、変数αは0以上1以下の値を有する。 Further, the variable α has a 0 or 1 or less. 座標(Q ,Q ,Q )は、αが0のとき制御点P の位置を表し、αが1のとき制御点P の位置を表す。 Coordinates (Q X, Q Y, Q Z) is, alpha represents the position of the control point P 1 when 0, alpha represents the position of the control point P 4 when 1. また、座標(Q ,Z ,Q )は、αが0から1に増えるに従って制御点P の位置から制御点P の位置に向けて始点軌道52上を移動する。 The coordinates (Q X, Z Y, Q Z) is, alpha moves on start track 52 toward the position of the control point P 4 from the position of the control point P 1 according to increase from 0 to 1.

ゲーム装置10では、まず始点軌道52の端点である制御点P と制御点P とを直線で結ぶ短絡線(直線)53に対して、注視点Fから垂線を下ろし、その足の位置である位置Sの座標を算出する。 In the game apparatus 10, first, the control point that is the end point of the start point trajectory 52 P 1 and the control point P 4 with respect to short-circuit line (straight line) 53 connecting a straight line, a perpendicular line is drawn from the fixation point F, at the location of its feet It calculates coordinates of a position S. そして、この座標値を用いて、次式(2)を満たすαを算出する。 Then, using the coordinate values, and calculates the α satisfies the following equation (2). ここで、絶対値はベクトルの大きさ、すなわちベクトルの始点及び終点の距離を表している。 Here, the absolute value represents the magnitude of the vector, i.e. the distance of the starting point and end point of the vector. また、同式(2)を満たすαが1より大きい場合にはαを1とし、0未満である場合にはαを0とする。 Also, alpha satisfy the equation (2) is set to 1 alpha, if greater than 1, if it is less than 0 and 0 to alpha. こうして、αが0以上1未満の範囲に収まるようにしている。 Thus, alpha is to fit a range less than 1. 0 or more.

そして、この式(2)を満足するαを式(1)に代入することにより、基礎ベクトルVの始点Qの座標が得られるようになっている。 Then, by substituting the α satisfying the equation (2) into equation (1), the coordinates of the starting point Q basis vectors V becomes thus obtained.

次に、ゲーム装置10では、次式(3)により位置Rの座標を算出する。 Next, the game apparatus 10 calculates the coordinates of the position R by the following equation (3). ここで、Oは原点を示している。 Here, O denotes the origin.

そして、こうして得られる位置Qと位置Rの座標を次式(4)に代入することにより、基礎ベクトルVを算出する。 Then, the coordinates of the position Q to the position R thus obtained by substituting the following equation (4) to calculate the basis vectors V.

その後、基礎ベクトルVと注視点Fの座標とを次式(5)に代入することにより、視点Cの座標を算出する。 Then, by substituting the following equation based vector V and the coordinate of the gazing point F (5), calculates the coordinates of the viewpoint C.

仮想3次元空間50では、制御点P と制御点P とを結ぶ短絡線53は、端点Mと端点Nとを結ぶ直線59とほぼ平行しており、制御点P に対しては、端点Mの方が端点Nよりも近く設定されている。 In the virtual three-dimensional space 50, a short circuit line 53 connecting the control points P 1 and the control point P 4 is substantially parallel to the straight line 59 connecting the end points M and the end point N, for the control points P 1, towards the end point M is set closer than the end point N. また、制御点P に対しては、端点Nの方が端点Mよりも近く設定されている。 Further, for the control point P 2, towards the end point N is set closer than the end point M. そして、始点Qについては、点Sが短絡線53上で制御点P に近づくほど、始点軌道52上を制御点P に近づく方向に移動し、逆に点Sが短絡線53上で制御点P に近づくほど、始点軌道52上を制御点P に近づく方向に移動する。 And, for the starting point Q, the more the point S approaches the control point P 1 on the short-circuit line 53, and moved toward the upper start point trajectory 52 to the control point P 4, the control point S is on the short-circuit line 53 in the opposite closer to the point P 4, is moved toward the upper start point trajectory 52 to the control point P 1. 一方、終点Rについては、点Sが短絡線53上で制御点P に近づくほど、直線59上を端点Nに近づく方向(つまり制御点P とは離れる方向)に移動し、逆に点Sが短絡線53上で制御点P に近づくほど、直線59上を端点Mに近づく方向(つまり制御点P とは離れる方向)に移動する。 On the other hand, the end point R, the more the point S approaches the control point P 1 on the short-circuit line 53, and moved toward the upper straight line 59 to the end point N (that is away from the control point P 1), point in the opposite as S approaches the control point P 4 on the short-circuit line 53, it is moved toward the upper straight line 59 to the end point M (i.e. away from the control point P 4). このため、始点Qと終点Rとが過度に近づき、両点を結ぶ基礎ベクトルVの大きさが過度に小さくならないようにしている。 Therefore, excessively close and the starting point Q and the end point R, the magnitude of the basis vectors V connecting both points is prevented from becoming excessively small. これにより、視点Cの位置及び視線方向を好適なものに維持することができる。 This makes it possible to maintain the position and the line-of-sight direction of the viewpoint C in suitable.

図6は、ゲーム装置10における視点位置及び視線方向算出処理を示すフロー図である。 Figure 6 is a flow diagram illustrating the viewpoint and line-of-sight direction calculating processing in the game apparatus 10. 同図に示す処理は、DVD−ROM25に格納されたプログラムを、コンピュータゲームシステムである家庭用ゲーム機11により読み出し、実行することによって実現されるものであり、所定時間毎(例えば1/60秒毎)に繰り返されるものである。 The process shown in FIG. A program stored in the DVD-ROM 25, reads the consumer game machine 11 is a computer game system, which is realized by executing, for each predetermined time (for example, 1/60 seconds it is intended to be repeated every).

同図に示すように、この処理では始点軌道52の両端点である制御点P 及びP の座標を読み出す(S101)。 As shown in the figure, in this process reads the two end points is the control point coordinates P 1 and P 4 of the starting point trajectory 52 (S101). 次に、両端点を結ぶ短絡線53に対して、注視点Fを垂直に下ろした位置の座標を算出する(S102)。 Next, the short-circuit line 53 connecting the both end points, and calculates the position coordinates of drawn vertically gazing point F (S102). そして、この位置が制御点P 及びP を結ぶ線分を内分する比αを算出する(S103)。 Then, calculates a ratio α which internally divides a line segment this position connecting the control points P 1 and P 4 (S103). そして、このαの値を、始点軌道52を表す式に代入することにより、基礎ベクトルVの始点Qを算出する(S104)。 Then, the value of this alpha, by substituting the expression for the start track 52, and calculates the starting point Q of the basis vectors V (S104).

さらに、αの値を用い、端点M及びNを結ぶ直線59を内分し、基礎ベクトルVの終点Rを算出する(S105)。 Furthermore, using the value of alpha, and internally dividing a straight line 59 connecting the end points M and N, and calculates the end point R of the basis vectors V (S105). そして、始点Q及び終点Rの座標を用いて基礎ベクトルVを算出する(S106)。 Then, to calculate the basis vectors V using the coordinates of the start point Q and the end point R (S106). さらに、該基礎ベクトルと注視点Fの座標を用いて、視点Cの座標を算出する(S107)。 Further, by using the coordinate of the gazing point F with the basis vectors, and calculates the coordinates of the viewpoint C (S107).

以上のようにして所定時間毎に算出される視点Cの座標及び視線方向ベクトル(=基礎ベクトルV)は、図示しないメインの3次元画像表示処理において用いられる。 Above manner, the coordinate and the line-of-sight direction vector of the viewpoint C calculated at predetermined time intervals (= basis vectors V) is used in the three-dimensional image display processing of the main (not shown). すなわち、仮想3次元空間50において視点Cの位置から基礎ベクトルVの方向を見た様子が、公知の3次元コンピュータグラフィック技術により画像化され、この画像がモニタ18に表示される。 That is, picture obtained by viewing in the direction of basis vectors V in the virtual three dimensional space 50 from the position of view point C is imaged by a known three-dimensional computer graphics technology, the image is displayed on the monitor 18.

以上説明したように、ゲーム装置10では、始点軌道52上を注視点Fの位置に従って始点Qが移動し、さらに注視点Fの位置に従って終点軌道59上を終点Rが移動する。 As described above, in the game apparatus 10, the starting point Q moves on the starting track 52 according to the position of the focus point F, further endpoint R is moved on the endpoint trajectory 59 according to the position of the focus point F. そして、両点は各軌道上を逆向きに移動するため、始点Q及び終点Rを結ぶ基礎ベクトルVが過度に縮まらないようになっている。 The Ryoten is to move on the track in the opposite direction, basis vectors V connecting the starting point Q and the end point R is prevented Chijimara excessively. また、基礎ベクトルVを視線方向として、注視点Fから該基礎ベクトルVに平行する方向(ここでは逆方向)に移動させた位置を視点Cの位置としているので、視点Cの位置を所定曲線又は直線上に拘束する場合に比して、多彩な画像をモニタ18に表示させることができるようになる。 Further, the basis vectors V as line-of-sight direction, note since (in this case the reverse direction) to a direction parallel to the basis vectors V from the viewpoint F is the position of moving to the position of the viewpoint C, a predetermined curve the position of the view point C or as compared with the case where restraining on a straight line, it is possible to display a variety of images on the monitor 18.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。 The present invention is not limited to the above embodiment. 例えば、以上の説明では、制御点P 及びP を結ぶ短絡線53の内分比αを算出し、これを用いて始点Q及び終点Rを算出したが、始点Q及び終点Rは、注視点Fに従動するものであれば、どのような手順により決定してもよい。 For example, in the above description, to calculate the internal ratio α of the short-circuit line 53 connecting the control points P 1 and P 4, was calculated starting Q and end points R with this, starting Q and the end point R can Note as long as it follows the viewpoint F, it may be determined by any procedure. 例えば、端点M及びNを結ぶ終点軌道59に注視点Fから垂線を下ろした足の位置を終点Rとするとともに、該終点Rによる終点軌道59の内分比を用いて、始点Qを算出してもよい。 For example, the position of the foot of a perpendicular line is drawn from the fixation point F to the end point trajectory 59 connecting the end points M and N with an end point R, using the internal ratio of the endpoint trajectory 59 by said end point R, to calculate the starting point Q it may be. この場合も、終点R自体は、点Sによる短絡線53の内分比αを用いて決定してもよい。 Again, the end point R itself, may be determined using the internal ratio α of the short-circuit line 53 through point S. また、点Sによる短絡線53の内分比αを用いて始点Qを決定し、端点M及びNを結ぶ終点軌道59に注視点Fから垂線を下ろした足の位置を終点Rとしてもよい。 Further, the starting point Q determined using the internal ratio α of the short-circuit line 53 through point S, the position of the foot of a perpendicular line is drawn from the fixation point F to the end point trajectory 59 connecting the end points M and N may be the end point R.

本発明の一実施形態に係るゲーム装置のハードウェア構成図である。 It is a hardware configuration diagram of a game apparatus according to an embodiment of the present invention. コントローラの(a)正面図及び(b)平面図である。 It is (a) front view and (b) a plan view of the controller. 仮想3次元空間の一例を示す斜視図である。 Is a perspective view showing an example of a virtual three-dimensional space. ゲーム画面の一例を示す図である。 Is a diagram illustrating an example of a game screen. 基礎ベクトルの算出手順を説明する仮想3次元空間の平面図である。 It is a plan view of a virtual three-dimensional space for describing a calculation procedure of the basis vectors. 視点位置及び視線方向算出処理を示すフロー図である。 It is a flow diagram illustrating the viewpoint and line-of-sight direction calculating processing. 背景技術に係る視点位置及び視線方向算出処理を説明する図である。 It is a diagram for explaining a viewpoint and line-of-sight direction calculating processing according to the background art.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

10 ゲーム装置、11 家庭用ゲーム機、12 バス、14 マイクロプロセッサ、16 画像処理部、18 モニタ、20 音声処理部、22 スピーカ、24 DVD−ROM再生部、25 DVD−ROM、26 主記憶、28 メモリカード、30 入出力処理部、32 コントローラ、34 方向キー、35 振動子、36 スタートキー、37 セレクトキー、38,39,41 ボタン、50 仮想3次元空間(ゲーム空間、オブジェクト空間)、52 始点軌道、53 短絡線、54 始点軌道面、56 ゲームステージオブジェクト、58 ゲームキャラクタオブジェクト、59 終点軌道。 10 game apparatus 11 home-use game machine, 12 bus, 14 a microprocessor, 16 image processing unit, 18 a monitor, 20 sound processing section, 22 a speaker, 24 DVD-ROM reproduction unit, 25 DVD-ROM, 26 main memory, 28 memory card, 30 input and output processing unit, 32 controller, 34 direction keys, 35 vibrator, 36 a start key, 37 select key, 38, 39, 41 buttons, 50 a virtual three-dimensional space (game space, object space), 52 start orbit, 53 short circuit wire, 54 start raceway surface, 56 game stage object 58 game character object 59 endpoint trajectory.

Claims (6)

  1. 仮想3次元空間を所与の視点から所与の注視点の方向を見た画像を表示する3次元画像処理装置であって、 The virtual three-dimensional space is a three-dimensional image processing apparatus for displaying an image as viewed in the direction of a given fixation point from a given viewpoint,
    前記仮想3次元空間に設定された第1の軌道を特定する情報を記憶する第1の軌道特定情報記憶手段と、 A first track identification information memory means for storing information identifying a first trajectory set in the virtual three-dimensional space,
    前記第1の軌道上の1点を前記注視点の位置に基づいて決定する第1の基準点決定手段と、 A first reference point determining means for determining based on the position of the gaze point of one point on the first trajectory,
    前記第1の基準点決定手段により決定される点を始点又は終点とする基礎ベクトルを算出する基礎ベクトル算出手段と、 A basic vector calculating means for calculating a basic vector points starting or end point determined by the first reference point determining means,
    前記注視点から前記ベクトル算出手段により算出される基礎ベクトルに平行する方向に移動した位置の座標を前記視点の座標として算出する視点座標算出手段と、 And viewpoint coordinate calculating means for calculating the coordinates of the position moved in a direction parallel to the base vector calculated by the vector calculation means from the fixation point as the coordinates of the viewpoint,
    を含むことを特徴とする3次元画像処理装置。 3-dimensional image processing apparatus which comprises a.
  2. 請求項1に記載の3次元画像処理装置において、 In the three-dimensional image processing apparatus according to claim 1,
    前記仮想3次元空間内に設定された第2の軌道を特定する情報を記憶する第2の軌道特定情報記憶手段と、 A second track identification information memory means for storing the second information identifying the track set in the virtual three-dimensional space,
    前記第2の軌道上の1点を前記注視点の位置に基づいて決定する第2の基準点決定手段と、 A second reference point determining means for determining based on the position of the gaze point of one point on the second track,
    をさらに含み、 Further comprising a,
    前記基礎ベクトル算出手段は、前記第1の基準点決定手段により決定される点と、前記第2の基準点決定手段により決定される点のうち、一方を始点とし他方を終点とするベクトルを基礎ベクトルとして算出する ことを特徴とする3次元画像処理装置。 Said base vector calculation unit, said a point determined by the first reference point determining means, the second of the point determined by the reference point determining means, based vector with the starting and ending points and the other one 3-dimensional image processing apparatus and calculates as a vector.
  3. 請求項1又は2に記載の3次元画像処理装置において、 In the three-dimensional image processing apparatus according to claim 1 or 2,
    前記第1の軌道は2つの端点を有し、 The first track has two end points,
    前記第1の基準点決定手段は、前記注視点の位置と前記第1の軌道が有する2つの端点の位置とに基づいて係数を算出し、該係数に基づいて前記第1の軌道の1点を決定する ことを特徴とする3次元画像処理装置。 The first reference point determining means, said calculating a coefficient based on the position of the gaze point and the positions of the two end points included in the first track, one point of the first track on the basis of the coefficient 3-dimensional image processing apparatus characterized by determining the.
  4. 請求項2に記載の3次元画像処理装置において、 In the three-dimensional image processing apparatus according to claim 2,
    前記第1の軌道は2つの端点を有し、 The first track has two end points,
    前記第2の基準点決定手段は、前記注視点の位置と前記第1の軌道が有する2つの端点の位置とに基づいて係数を算出し、該係数に基づいて前記第2の軌道の1点を決定する ことを特徴とする3次元画像処理装置。 The second reference point determining means, said calculating a coefficient based on the position of the gaze point and the positions of the two end points included in the first track, one point of the second track on the basis of the coefficient 3-dimensional image processing apparatus characterized by determining the.
  5. 仮想3次元空間を所与の視点から所与の注視点の方向を見た画像を表示する3次元画像処理方法であって、 A 3-dimensional image processing method for displaying an image as viewed in the direction of a given fixation point of the virtual three-dimensional space from a given viewpoint,
    前記仮想3次元空間に設定された第1の軌道上の1点を前記注視点の位置に基づいて決定する第1の基準点決定ステップと、 A first reference point determining step of determining based on the position of the gaze point a point in the first orbit set in the virtual three-dimensional space,
    前記第1の基準点決定ステップにより決定される点を始点又は終点とする基礎ベクトルを算出する基礎ベクトル算出ステップと、 A basic vector calculation step of calculating the basis vector to the first start point or end point that is determined by the reference point determining step,
    前記注視点から前記ベクトル算出ステップにより算出される基礎ベクトルに平行する方向に移動した位置の座標を前記視点の座標として算出する視点座標算出ステップと、 And viewpoint coordinate calculating step of calculating coordinates of a position moved in a direction parallel to the base vector calculated by the vector calculation step from the gazing point as the coordinates of the viewpoint,
    を含むことを特徴とする3次元画像処理方法。 3-dimensional image processing method which comprises a.
  6. 仮想3次元空間を所与の視点から所与の注視点の方向を見た画像を表示する3次元画像処理装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、 A program for causing a computer to function in the virtual three-dimensional space as a three-dimensional image processing apparatus for displaying an image as viewed in the direction of a given fixation point from a given viewpoint,
    前記仮想3次元空間に設定された第1の軌道を特定する情報を記憶する第1の軌道特定情報記憶手段、 First track identification information memory means for storing information identifying a first trajectory set in the virtual three-dimensional space,
    前記第1の軌道上の1点を前記注視点の位置に基づいて決定する第1の基準点決定手段、 The first reference point determining means for determining based on a point on the first trajectory to the position of the gaze point,
    前記第1の基準点決定手段により決定される点を始点又は終点とする基礎ベクトルを算出する基礎ベクトル算出手段、及び 前記注視点から前記ベクトル算出手段により算出される基礎ベクトルに平行する方向に移動した位置の座標を前記視点の座標として算出する視点座標算出手段 として前記コンピュータを機能させるための命令を含むことを特徴とするプログラム。 Movement in a direction parallel to the first basic vector calculation means for calculating a basic vector a point determined by the reference point determining means as a start point or an end point, and basis vectors calculated by the vector calculation means from the fixation point a program characterized by a viewpoint coordinate calculating means for calculating the position of the coordinates as the coordinates of the viewpoint including instructions for causing the computer to function.
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