JP4346180B2

JP4346180B2 - ３ｄシミュレーション装置および方法

Info

Publication number: JP4346180B2
Application number: JP32133299A
Authority: JP
Inventors: 聡大内; 健祐中西; 克宏三浦
Original assignee: Namco Ltd; Namco Bandai Games Inc
Current assignee: Namco Ltd; Bandai Namco Entertainment Inc
Priority date: 1998-11-11
Filing date: 1999-11-11
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2019-11-11
Also published as: JP2000207579A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、仮想３Ｄ（３次元空間）上の走行路を移動する移動物体、たとえば、４輪車や２輪車などの移動状態を表示画面上に２次元的に表示する３Ｄシミュレーション装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ゲーム装置では、複数の４輪車や２輪車（以下、車両）が走行路を移動する移動状態を模擬的に表示するとともに複数の車両の中の１台を遊戯者の手動操作で移動させ、タイムを競ったり、他の車両と競争するシミュレーションゲームを提供している。
【０００３】
車両の移動状態を模擬して、遊戯者が操作する車両あるいは予め定めた固定の位置（単に視点と総称する）から見える視野を表示するために、ゲーム装置の中のコンピュータ（ＣＰＵを有する３Ｄシミュレーション装置）は遊戯者の操作（進行方向、車両の速度に関する操作）により入力される情報を受け付ける。また、仮想３Ｄ空間上で他の複数の車両の移動を制御し、遊戯者が操作する車両近くに存在する車両を図４に示すように表示画面に表示させる。
【０００４】
表示に使用するイメージはコンピュータの作画機能により作成される。３Ｄとして臨場感を持たせるために操作者が操作する車両（車両形態によってはドライバーを含む）よりも前方にいる車両は操作者が操作する車両よりも小さくなるように作画して表示画面に表示する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前方にいる車両の表示のための大きさは視点（カメラ）から見た前方の奥行きに依存する。より具体的には、仮想３Ｄ空間の走行路上で、視点を符号１で示し、コンピュータが制御する他の車両を図３の符号２〜４で示すと、視点１から視線に沿った距離、いわゆる奥行きに比例して、他の車両の表示上の大きさが決定される。通常は、距離Ｒ１、距離Ｒ２を持つ複数のゾーンＺ１，Ｚ２を設け、車両がどのゾーンに存在するかをコンピュータが判定して、表示すべき車両の大きさおよび詳細度を決定している。
【０００６】
このような奥行きだけを基準にして表示する車両の大きさおよび詳細度を決定すると、図３（Ａ）の車両３と車両４とは遊戯者が操作する車両との間の直線距離がほぼ同じであるにも関わらず、車両３は近いゾーンに存在するので、大きく、詳細に表示されてしまう。
【０００７】
このため、遊戯者の注目するディスプレイ中央の詳細度が低いので実際に表示された作画イメージが奇異に感じられてしまうという解決すべき課題があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上述の点に鑑みて、表示画面に表示される作画イメージがより臨場感を持つ３Ｄシミュレーション装置および方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような目的を解決するために請求項１の発明は、仮想３Ｄ空間内で複数の移動体の移動状態を制御し、任意の位置の視点から見た場合の視野をディスプレイの表示画面上に模擬的に表示する３Ｄシミュレーション装置において、
前記仮想３Ｄ空間上での前記視点と移動体との距離を計算する距離計算手段と、
該距離計算手段により計算された距離に応じて前記視点を起点にして、複数のゾーンを用意すると共に同じゾーン内に位置する移動体の数を計数する情報処理手段と、
決定された詳細度に応じて前記表示すべき移動体の作画を行う画像処理手段と
を具え、前記情報処理手段により用意された前記複数のゾーンのいずれかに表示対象の移動体が位置するかを前記情報処理手段により判定し、当該判定結果に基づき、同じゾーン内に位置する移動体の数を計数し、当該計数の数を予め定めた数と比較し、同じゾーン内に予め定めた数以上の移動体が存在する場合には、前記情報処理手段は、前記視点から近い予め定めた数の移動体については高い詳細度を与え、同じゾーン内の他の移動体については低い詳細度を与えることを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載の３Ｄシミュレーション装置において、
前記視点に対する前記表示画面上に表示する物体の相対移動速度を計算する相対移動速度計算手段をさらに有し、
前記情報処理手段は、前記距離計算手段により計算された距離および前記相対移動速度計算手段により計算された相対速度に基づき前記表示画面に表示する物体の表示についての作画の詳細度を決定することを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、情報処理手段、記憶手段およびディスプレイを有し、仮想３Ｄ空間内で複数の移動体の移動状態を制御し、任意の位置の視点から見た場合の視野をディスプレイ上に模擬的に表示する３Ｄシミュレーション装置の３Ｄシミュレーション方法において、
前記仮想３Ｄ空間上での前記視点と移動体との距離を前記情報処理手段により計算する距離計算ステップと、
該計算ステップにより計算された距離に応じて前記視点を起点にして、複数のゾーンを前記情報処理手段により用意すると共に同じゾーン内に位置する移動体の数に基づいて作画の詳細度を決定する情報処理ステップと、
決定された詳細度に応じて前記表示すべき移動体の作画を前記記憶手段上で前記情報処理手段により行う画像処理ステップと
を具え、前記情報処理ステップにおいて、前記情報処理手段により用意された前記複数のゾーンのいずれかに表示対象の移動体が位置するかを前記情報処理手段により判定し、当該判定結果に基づき、同じゾーン内に位置する移動体の数を計数し、当該計数の数を予め定めた数と比較し、同じゾーン内に予め定めた数以上の移動体が存在する場合には、前記情報処理手段は、前記視点から近い予め定めた数の移動体については高い詳細度を与え、同じゾーン内の他の移動体については低い詳細度を与えることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の３Ｄシミュレーション装置の３Ｄシミュレーション方法において、
前記視点に対する前記表示画面上に表示する物体の相対移動速度を前記情報処理手段により計算する相対速度計算ステップと、
前記距離計算ステップにより計算された距離および前記相対速度計算ステップにより計算された相対速度に基づき前記他の物体の表示についての作画の詳細度を前記情報処理手段により決定する情報処理ステップと
をさらに具えたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１８】
ゲーム装置で使用される３Ｄシミュレーション装置はソフトウェアの内容が従来と異なるもののハード構成は従来と同様とすることができる。このため、ハード構成の説明は簡単にとどめる。図１は３Ｄシミュレーション装置のシステム構成を示す。
【００１９】
図１において、ＣＰＵ１０、ＲＯＭ１１、ＲＡＭ１２、ディスプレイ１３および入力装置１４がバスに接続されている。ＣＰＵ１０はＲＯＭ１１に記憶されたゲームプログラムにしたがって、入力装置１４から入力される情報、すなわち、遊戯者が操作する車両の移動関連情報を受け付ける。また、上記ゲームプログラムにしたがって、ＣＰＵ１０は仮想３Ｄ空間中の走行路上で複数の車両を移動させ、遊戯者の操作する車両（以下、遊戯者の車両と略記する）と他の車両の位置、移動方向をＲＡＭ１２に記憶するとともにこれらの情報に基づいて、ディスプレイ１４に表示すべきイメージを作画する。
【００２０】
ＲＯＭ１１は上記ゲームプログラムを保存記憶するとともに表示すべき車両の作画のための形状データをも保存する。ＲＡＭ１２は上述したように操作者の車両およびＣＰＵ１０が制御する複数の車両の走行路上の位置、速度、移動方向に関するデータおよびその他、ゲームを行うための各種のデータを記憶する。また、表示するイメージもＲＡＭ１２上で作成される。
なお、作画専用のＲＡＭを別途、設けてもよい。
【００２１】
ディスプレイ１３は上記作成された作画イメージを表示する。入力装置１４は、ハンドル、アクセルペダル、ブレーキペダル等を有し、ハンドルの操作により遊戯者の車両の移動方向を指示し、アクセルペダルおよびブレーキペダルにより遊戯者の車両の速度を制御する。これらのデバイスにより入力される情報がＣＰＵ１０に対して入力される。
【００２２】
本発明に係わるイメージ作成処理（作画処理）の内容を図２に示す。図２に示す処理手順は、実際にはＣＰＵ１０が実行可能なプログラム言語の形態でＲＯＭ１１に記憶される。本実施の形態では、プログラムの記憶媒体として、ＲＯＭを使用しているが、ハードディスク記憶装置を使用してもよい。また、フロッピーディスクやＣＤＲＯＭから、３Ｄシミュレーション装置内のＲＡＭやハードディスク記憶装置に実装（インストール）してもよい。
【００２３】
図２を参照して本発明実施形態の作画処理を説明する。
【００２４】
なお、従来と同様、遊戯者の車両と、ＣＰＵ１０が制御する複数の車両の移動位置等の上述の情報はゲームの進行中、常時更新されているものとする。ＣＰＵ１０は一定周期割り込みで図２の処理手順を実行する。ＣＰＵ１０はＲＡＭ１２に記憶されている全車両の位置情報を読み出すと、ある位置の視点（カメラ）を起点とした相対座標系に全車両の位置情報を変換する（ステップＳ１０）。
【００２５】
次に、カメラの視野に映し出される映像範囲から外れる車両を検出する。この検出は、ステップＳ１０で取得した相対座標から周知技術により簡単に行うことができる。検出した車両については表示を行わないので、表示対象の車両のリストから除外する（ステップＳ２０）。
【００２６】
ＣＰＵ１０は表示すべき車両について、その相対座標系での位置に基づき基準点の遊戯者の車両との間の直線距離を計算する。
【００２７】
得られた距離を図３の（Ｂ）に示すような閾値Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３と比較することにより表示対象の車両がＺ１〜Ｚ３のどのゾーンに存在するかを判別する。続いて、ＣＰＵ１０は判別されたゾーンに対応させて、表示すべき車両の大きさおよび作画の詳細度を決定する。なお、車両の大きさは奥行き方向の距離に依存する（ステップＳ３０）。
【００２８】
車両の位置するゾーンに応じて、どの程度まで詳細に作画するかは予めＲＯＭ１１に用意されたテーブルに基づき決定される。より詳しくは、詳細の程度に応じた作画データが上記テーブルに記載されているので、車両が存在するゾーンが決定されると、そのゾーンに対応した、描画するための３Ｄ用の作画データが得られる。なお、大きさについてはカメラからの奥行き方向の距離に応じて一義的に定まるので詳細な説明を要しないであろう。
【００２９】
この作画データを使用して、表示対象の車両の相対座標位置に対応させた作画が行われる。これにより、視点（カメラ）の前方に位置する車両は車両の背部のイメージが作画され、斜め前方に位置する車両については斜めから見たイメージ（図４参照）が作画される。なお、この車両の作画に関連して、走行路のイメージおよび背景のイメージについても作画されるが、この作画のための画像処理は従来と同様の処理を行えばよいので、詳細な説明を省略する。
【００３０】
表示すべき車両についてＲＡＭ１２上に作画を行うと、ＣＰＵ１０は作画したイメージをディスプレイ１３に転送する（ステップＳ６０）。
【００３１】
以上の処理を非常に短い周期で繰り返し行うと、遊戯者が制御する車両近くの車両は大きく、詳細に表示されるので、ディスプレイ１３の表示画面上にはあたかも遊戯者が実際に車両を運転しているような臨場感を遊戯者に与え、また、遊戯者の注目するディスプレイ中央の詳細度が上がるので、従来のように奇異な感じを与えることはない。
【００３２】
（他の実施形態）
上述の実施形態では、特定の移動物体と他の移動物体のとの間の距離応じて、他の移動物体の作画の詳細度を決定した。この実施形態にさらに特定の移動物体の他の移動物体に対する相対速度の影響度を加味した作画の詳細度決定方法を説明する。
【００３３】
特定の移動物体と他の移動物体の距離が同じでも表示画面上の他の物体の相対移動速度が大きいほど他の物体の詳細までは表示画面を注視しているプレーヤーにとって、知覚されない。そこで、本実施形態で実行される作画処理手順を図６に示す。
【００３４】
なお、本実施形態では、特定の移動物体と他の物体との間の距離と、相対速度と他の物体の作画の詳細度が定まる２次元テーブルが用意されており、上記２つのパラメータの各値に対応するテーブルの記載欄に詳細度に対応する作画データが記載され、このテーブルがＲＯＭ１１内に格納されているものとする。
【００３５】
ＣＰＵ１０はカメラ視点を有する特定の移動物体に対する他の物体，すなわち，移動物体や背景を構成する物体と、特定の物体（視点）との間の画面上の相対座標（距離）を計算すると共に、相対速度を計算する（ステップＳ１１０）。相対速度は、前回の他の物体の相対座標と今回の相対座標の差分と、前回の計算時刻と今回の計算時刻との差分から距離／時間の単純な計算式により求まる。
【００３６】
また、移動物体が絶対移動速度（仮想的に地上を走行する移動速度）のパラメータを有するゲームの場合には。その絶対移動速度から相対速度を求め、表示画面上の相対移動速度に換算する。この場合には、特定の移動物体の移動速度と他の物体の移動速度の差分値が（絶対）相対速度となる。
【００３７】
上述の実施形態と同様に、視野から外れている物体については、表示対象から除外し、表示対象とすべき物体についての作画データをテーブルから取り出す。より具体的には、相対速度および相対座標に対応するテーブルの読み出しアドレスを計算し、この読み出しドレスのデータをＲＯＭ１１のテーブルから取り出す。
【００３８】
この後、作画データに基づいて、物体の作画が行われる。以上の処理を、表示対象の物体の全てについて繰り返して、表示用のイメージデータを作成し、表示を行う（ステップＳ１２０〜Ｓ１４０）。
【００３９】
このような処理を行うことにより、図５に示すようなゲーム画面では、カメラ視点を有する特定の移動物体、この場合、車両２１に近く、車両２１に近寄る車両で、車両２１に距離的に近い車両２２はより詳細に描かれ表示される。また、同じ距離でも車両２１に対する表示画面上の相対移動速度が高い地上の背景の物体２３は少しく粗く描かれて表示される。
【００４０】
このように、視点を有する移動物体に対する表示画面上の相対移動速度をも考慮することにより、より、臨場感に富んだゲーム画面をプレーヤーに提供することができる。
【００４１】
上述の実施形態の他に次の形態を実施できる。
【００４２】
１）上述の実施形態では図４に示すように、オートバイ（２輪車）に関するゲームを例に示したが３Ｄシミュレーション装置の対象となる移動体としては他に４輪車、動物等走行路を走行する各種の移動体に対して本発明を適用することができる。
【００４３】
２）図１に示すハード構成は１実施例であり、本発明の概念の範囲内で修正することが可能である。たとえば、ＣＰＵ１０はＲＡＭ１２上に作成された作画イメージを読み出して、ディスプレイ１３に転送しているが、作画イメージを読み出すための専用のコントローラを設けることもできる。
【００４４】
３）上述の実施形態ではカメラと車両との間の直線距離で作画イメージの詳細度を決定するパラメータとしたがさらに同じゾーン内に位置する車両台数が予め定めた台数以上の場合には、視点に近い順に予め定めた台数までは詳細に、予め定めた台数を超える車両については詳細度を落として作画することができる。
【００４５】
この場合には、同じゾーンに位置する車両台数をＣＰＵ１０により計数し、計数の台数を予め定めた台数と比較する。計数の台数が予め定めた台数よりも大きい場合には、各車両の距離の大小を比較し、予め定めた台数分、距離の近い車両を検出する。残りの車両が詳細度を落とす車両となる。
【００４６】
４）上述の実施形態では視点（カメラ）と他の車両との距離は相対座標により求めたが、この場合にも仮想３Ｄ空間上の直線距離を計算していることになる。また、距離計算に、仮想３Ｄ空間上の絶対座標を使用してもよいこともちろんである。
以上述べた、実施形態の他に種々の変形が可能であるが、その変形が特許請求の範囲に記載した発明の技術思想に沿ったものである場合には、その変形は、特許請求の範囲の技術範囲となる。
【００４９】
【発明の効果】
以上、説明したように請求項１，２の発明によれば、同じゾーン内に位置する移動体の台数が多数の場合には、視点（カメラ）に近い所定数の移動体の作画の詳細度が高いので、ディスプレイに表示された作画イメージはより高い臨場感を表すことができる。加えて、高詳細なイメージ作成は装置において高負荷となり低詳細なイメージ作成は装置において低負荷となるので、低詳細なイメージが増える分全体の作画処理の負荷をおさえることができる。
【００５０】
請求項２，４の発明によれば、視点（カメラ）と表示すべき移動体や静止物体など表示画面に表示する物体の距離および相対速度（表示画面上の相対速度あるいは絶対相対速度）に応じて表示すべき物体の作画の詳細度を決定するようにしたので、従来のように、遊戯者の注目するディスプレイ中央の詳細度が低いという不具合を解消し、もって、作画の表示をより臨場感に富むものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施形態のシステム構成を示すブロック図である。
【図２】本発明実施形態の作画処理（画像処理）手順を示すフローチャートである。
【図３】（Ａ）は従来の作画処理を説明するための説明図であり、（Ｂ）は本発明実施形態の作画処理を説明するための説明図である。
【図４】作画されたイメージの表示内容を模式的に示す説明図である。
【図５】他の実施形態におけるゲーム表示画面の一例を示す説明図である。
【図６】他の実施形態における作画処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ＣＰＵ
１１ＲＯＭ
１２ＲＡＭ
１３ディスプレイ
１４入力装置

Claims

仮想３Ｄ空間内で複数の移動体の移動状態を制御し、任意の位置の視点から見た場合の視野をディスプレイの表示画面上に模擬的に表示する３Ｄシミュレーション装置において、
前記仮想３Ｄ空間上での前記視点と移動体との距離を計算する距離計算手段と、
該距離計算手段により計算された距離に応じて前記視点を起点にして、複数のゾーンを用意すると共に同じゾーン内に位置する移動体の数を計数する情報処理手段と、
決定された詳細度に応じて前記表示すべき移動体の作画を行う画像処理手段と
を具え、前記情報処理手段により用意された前記複数のゾーンのいずれかに表示対象の移動体が位置するかを前記情報処理手段により判定し、当該判定結果に基づき、同じゾーン内に位置する移動体の数を計数し、当該計数の数を予め定めた数と比較し、同じゾーン内に予め定めた数以上の移動体が存在する場合には、前記情報処理手段は、前記視点から近い予め定めた数の移動体については高い詳細度を与え、同じゾーン内の他の移動体については低い詳細度を与えることを特徴とする３Ｄシミュレーション装置。
請求項１に記載の３Ｄシミュレーション装置において、
前記視点に対する前記表示画面上に表示する物体の相対移動速度を計算する相対移動速度計算手段をさらに有し、
前記情報処理手段は、前記距離計算手段により計算された距離および前記相対移動速度計算手段により計算された相対速度に基づき前記表示画面に表示する物体の表示についての作画の詳細度を決定することを特徴とする３Ｄシミュレーション装置。
情報処理手段、記憶手段およびディスプレイを有し、仮想３Ｄ空間内で複数の移動体の移動状態を制御し、任意の位置の視点から見た場合の視野をディスプレイの表示画面上に模擬的に表示する３Ｄシミュレーション装置の３Ｄシミュレーション方法において、
前記仮想３Ｄ空間上での前記視点と移動体との距離を前記情報処理手段により計算する距離計算ステップと、
該計算ステップにより計算された距離に応じて前記視点を起点にして、複数のゾーンを前記情報処理手段により用意すると共に同じゾーン内に位置する移動体の数に基づいて作画の詳細度を決定する情報処理ステップと、
決定された詳細度に応じて前記表示すべき移動体の作画を前記記憶手段上で前記情報処理手段により行う画像処理ステップと
を具え、前記情報処理ステップにおいて、前記情報処理手段により用意された前記複数のゾーンのいずれかに表示対象の移動体が位置するかを前記情報処理手段により判定し、当該判定結果に基づき、同じゾーン内に位置する移動体の数を計数し、当該計数の数を予め定めた数と比較し、同じゾーン内に予め定めた数以上の移動体が存在する場合には、前記情報処理手段は、前記視点から近い予め定めた数の移動体については高い詳細度を与え、同じゾーン内の他の移動体については低い詳細度を与えることを特徴とする３Ｄシミュレーション装置の３Ｄシミュレーション方法。
請求項３に記載の３Ｄシミュレーション装置の３Ｄシミュレーション方法において、
前記視点に対する前記表示画面上に表示する物体の相対移動速度を前記情報処理手段により計算する相対速度計算ステップと、
前記距離計算ステップにより計算された距離および前記相対速度計算ステップにより計算された相対速度に基づき前記他の物体の表示についての作画の詳細度を前記情報処理手段により決定する情報処理ステップと
をさらに具えたことを特徴とする３Ｄシミュレーション装置の３Ｄシミュレーション方法。