JPH06508222A - モジュール式表示シミュレーター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 モジュール式表示シミュレーター 発明の分野 本発明は一般にビデオをベースとしたシミュレーターに関する。更に詳しくは、 本発明は複数個のビデオモニターを用いて模擬の乗り物が通る模擬空間のパノラ マ的光景を現出させるシミュレーターに関する。本発明は、特に限定するもので はないが、訓練又は娯楽の目的で空間を通る航空機又は自動車の動きをモデリン グするのに有用である。

凹連挾術の背量 娯楽用としてレースカーや航空機等の乗り物の運転をシミュレートする乗り物用 シミュレーターが広く使用されている。また、乗り物の運転をシミュレートする 装置は、政府や産業界の乗り物の運転者の訓練装置として益々使用されつつある 。このような装置は、２次元又は３次元空間を通る乗り物の動きを現実的にシミ ュレートするようにプログラムすることができるし、また乗り物の制御も比較的 現実的にシミュレートすることができる。重要なことは、ビデオシミュレーター で楽しんだり訓練する人が、実際の乗り物に比べて一層安全に且つ低コストでで きるかである。本発明の目的にとって”シミュレーター”とは、模擬空間の視覚 モデルを表す従来のシミュレーターであっても、或はいわゆる“仮想現実（ｖｉ ｒｔｕａｌ　ｒｅａｌｉｔｙ）　”又は“人工現実（ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ　ｒ ｅａｌｉｔｙ）″の画像を表すシミュレーターであってもよいことを理解すべき である。このようなシミュレーターは、人の五感の１つ以上を刺激して“真実の ”現実性を更に完全にしたモデルを表すことができる。

通常、乗り物シミュレーターは、モニター上に模擬の３次元空間が常に変化する ビデオ画像を表示するコンピューターを備えている。このモニター上に現れる“ ウィントゲは、もともとこの模擬乗り物の運転者席から見るような模擬空間の光 景である。従ってこの模擬乗り物は、模擬空間中を“動く”ので、ビデオの表示 は、この乗り物の動きをモデリングするコンピューターによって常に更新される 。

乗り物シミュレーターが訓練用であっても娯楽用であっても、その運転者に模擬 乗り物が移動する模擬空間のパノラマ的表示を提供することが望ましい。これは 、モデリングされる乗り物の操作者がモデリングされた実際の乗り物の運転者席 から見るような光景を一層効果的に表すシミュレーションを提供することである 。

驚くことではないが、一つ以上のビデオモニターを使用して模擬空間のパノラマ 的な“ウィンドウ”を提供する装置が提案されている。これら装置の代表例とし ては、０ｓｏｆｓｋｙ等の米国特許第３，９９６，６７２号に開示された発明が ある。

この特許には、３つのビデオモニターを用いて模擬空間のパノラマ的ウィンドウ を表示する航空機シミュレーターが記載されている。この０ｓｏｆｓｋｙ等の特 許に記載された模擬航空機が模擬空間を通ると、ビデオモニターに現れる画像は 、この航空機の動きをモデルにして適切に更新される。

０ｓｏｆｓｋｙ等のシミュレーターによって描画されるように、これら３つの各 モニターは、モニター上に表示される模擬空間のセクター（扇形）と空間的に合 致している。更に詳しくは、各モニターに現れる画像は、視覚者にとっては特定 のモニターによって表現されるのと同じセクター空間を占有する対応現実世界の 物体と同様の遠近関係（ｐｅｒｓｐｅｄｉｖｅ）を有する。

所期の目的には有効ではあるが、０ｓｏｆｓｋｙ等のフライトシミュ１ノーター のモニターは、模擬空間のパノラマ的光景を表示する各モニターによって表示さ れるウィンドウを整合させるには、ビデオコマンドをコントローラから３つの各 モニターに中継するだめの比較的強力なビデオ駆動装置を必要とすることは、不 幸にして事実である。更にその結果、比較的強力な電気駆動装置は、ビデオコマ ンドをコントローラから３つの各モニターに伝えるために比較的大きな電気ハー ネスを必要とする。

この分野で周知のように、このような電気ハーネスは通電した時、近くの電気装 置の動作を干渉する可能性のある電磁信号を誘発する。しかも、このような干渉 は技術的に望ましくないので、電磁的干渉の許容レベルに関する政府の規制に適 合し得ない。従って、比較的長尺の電気ハーネスは通常、電気的にシールドして おく必要がある。不幸にして、ハーネスをシールドすることによって、シールド を必要としないエネルギー容量を持った短尺ハーネスを用いた装置に比べて駆動 装置の電力要求が増太し、このシールドした長尺のハーネスを組み合わせノこ装 置のコストが上がる。更に種々の要因のため、このようなシー＝ルドを行っても 電磁的干渉を完全に効果的に防止することはできない。

」１記欠点の他に、大部分ではないにしても、多くのマルチモニターシミュレー ターにおけるビデオモニターは、シミュレーター上のある位置から他の位置に簡 単に移動し、且つ移動されたモニターとこのモニターに表現される“ウィンドウ ”とが、なお空間的合致を維持したままとすることができないのは事実である。

このことは、望ましくない。なぜなら、特定のシミュレーターの利用法によって は、モニターとモニター上に表示された模擬空間のセクターとを合致させながら 、使用要求命令に従って、シミュレーター」−のモニターの位置を動かずことが 望ましいからである。例えば、自動車シミュレーターでは、模擬自動車をバック させて運転する実技を習得するために、運転者の位置の後ろに模擬空間の光景を 表現することが望ましい。

本発明は、１つ以上のモニターをシミュレーター上で比較的簡単に移動し、しか もモニターとこのモニターに表示された模擬空間のセクターとの合致を維持した ままとすることができるマルチモニターシミュレーターを提供することができる 。従って、本発明の目的は、移動したモニターとこのモニターに表示された模擬 空間のセクターとを合致させたままとしながら、１つ以上のモニターをシミュレ ーター上で比較的簡単に移動することができるマルチモニターシミュレーターを 提供することにある。

本発明のその他の目的は、比較的強力なビデオ駆動装置を必要としないマルチ− モニター乗り物シミュレーターを提供することにある。

本発明のさらなる目的は、ハーネスからの電磁的干渉を低減するのに必要な比較 的長尺の電気ハーネス及び付随する周辺装置を必要としないマルチ−モニター乗 り物シミュレーターを提供することにある。

更に本発明のさらにその他の目的は、比較的簡単に且つ効果的に使用でき、しか も製造コストが比較的安いマルチ−モニター乗り物シミュレーターを提供するこ とにある。

従って本発明は、コンパクト性に起因して、多（の既存の訓練及び娯楽設備に使 用することができるコンパクトなマルチチャンネルシミュレーターである。

犬■の概要 模擬空間を通る模擬乗り物の動きをモデリングするモジュール式表示乗り物シミ ュレーターは、ベースと、このベース上に載置された複数個のハウジング、好ま しくは３個以上のハウジングとを有する。これらのハウジングは、互いに密に近 接してベース上に載置されている。一実施例では、各／％ウジングは他の少なく とも１つのハウジングと並列している。ビデオモニターとこのモニターに電気的 に接続された関連のビデオコントロニラとが各ハウジング内に載置されている。

また、ハンドル（ｓｔｅｅｒｉｎｇ　ｗｈｅｅｌ）、スロットル制御等の模擬制 御装置が、本発明に従って処理される制御信号を発生するため、ベース上に載置 されている。これらの制御信号は、シミュレーターの操作者が所望する模擬空間 を通る模擬乗り物の動きを描写する。

コントローラの１つは、制御装置からの制御信号に基づいて基準位置を計算する 主コントローラである。主コントローラは、周期的に（例えば、約ｌＯ〜３０回 ／秒）基準位置を更新する。本発明では、この基準位置は模擬空間内の乗り物の 模擬位置である。この主コントローラは、少なくとも１つの従属コントローラと 電気的に接続されている。好ましい実施例では、この主コントローラは、従属コ ントローラに基準位置を表示する信号を送るため、２つの従属コントローラに電 気的に接続されている。

基準位置信号に応答して、各従属コントローラは空間のセクター（即ち、ウィン ドウ）と関連のモニターに表現されるべき前記空間内の物体との遠近関係を計算 して、該関連モニターに、算出されたセクターを表示させる。表示された各セク ターは、基準位置に対し所定の配置方向にある。

重要なことは、表示されるセクターがそれらの関連モニターと空間的に合致して いることである。更に詳しくは、これらのモニターは、それぞれのモニター上に 模擬形態で表現される空間と物体により“現実（ｒｅａｌ　１ｉｆｅ）”に占有 されるであろう空間のセクターを占有する。こうして、各セクターは、基準位置 に対して、各ウィンドウの、前景から背景への、軸が、ウィンドウを表示するモ ニターの、操作者が観察しているモニターの前からこのモニターの後ろへ向かう 、軸と一致するように配向される。あるモニターがベース上で移動されるとき、 各ウィンドウの特定の配向は、特定のモニターのコントローラに電気的に接続さ れたスイッチを適当に操作することにより、ウィンドウと関連モニターとの合致 を維持する必要性に応じて、変化させることができる。

従って本発明は、そのコンバク１〜性により、多くの既存の訓練及び娯楽装置に 使用することができるコンパクトなマルチ−チャンネルシミュレーターである。

更に、各モニターのＣＲＴのフェースプレートの後ろの容積は、表示チャンネル 電子部品を保持するのに使用することができ、このため空所を節約して、電子部 品用の付加的なハウジングラックを必要としなくなる。

本発明の詳細な説明 参照することにより、最も良く理解することができる。

区画の簡単を説所 図１は、本発明モジュール式表示シミュレーターの好ましい一実施例の透視図、 図２は、本発明モジュール式表示シミュレーターの電気部品の好ましい実施例の ブロックダイヤグラム、 図３は、模擬空間内の模擬乗り物を示す本発明モジュール式表示シミュレーター のトップダウン透視から見た概略図、そして図４は、本発明モジュール式表示シ ミュレーターの動作過程を示すフローダイヤグラムである。

好圭しい実施例Ｑ説明 まず、図１を参照すると、モジュール式表示シミュレーターが、総合的に参照符 号１０として、示されている。図示のように、このシミュレーター１０は、ベー ス１２とこのベース上に載置された３つのハウジング１４、１６、及び１８とを 有する。図１は、ハウジング１４がハウジングｌ６及び１８と並列していること を示している。各ハウジング１４、１６、１８は、それぞれ、各内部に設置され たビデオモニター２０．２２、及び２４を有している。モニター２０．２２、及 び２４は、コンピュータで発生したビデオ図形をカラーで表示するために好適で ある。図１は、シミュレーターｌＯが３つのモニター２０．２２．２４を有する ことを示しているが、シミュレーター１０は、空間の制約の範囲内で、２つのモ ニター、或は３つ以上のいかなる数のモニターを含むことができるものと理解す べきである。更に、ここに開示したようなシミュレーター１０は、自動車シミュ レーターであるが、本発明のシミュレーターはフライトシミュレーターとしても 、或は他の乗り物の動きをシミュレートするためにも、使用できるものと理解す べきである。

図１では座席３２が示され、この座席３２は支持桁３４に回転可能に付設されて いる。また、この支持桁３４は、ベース１２に枢着されている。この分野に精通 した技術者であれば、操作者（図１では示されていない）は、座席３２に座り、 且つその座席３２を、モニター２０．２２．２４に対して、操作者のほぼ目の高 さで操作者がモニター２０．２２．２４に対向するように、配置することができ ることは、わかるであろう。

従って、図１を参照すれば、モニター２０．２２、及び２４は共に模擬空間のパ ノラマ的光景を表示し、またこれらのモニターに表示された模擬空間は、シミュ レーター１０の操作者が座席３２に座り、この模擬空間を模擬自動車で“運転す る”ように動くことが、更に認められるはずである。特にモニター２０は、模擬 空間のセクター３８の画像を表示している。本発明が意図するように、セクター ３８の向きは、模擬乗り物の模擬動作に従って、セクター３８内の物体の位置及 び配置方向と共に変化する。更に詳しくは、モニター２０は、シミュレートして いる乗り物の窓（ウィンドウ）を通して見られるような模擬空間のセクター３８ の表示を表現している。換言すれば、モニター２０は、この模擬空間で操作者の 位置から見られるような遠近関係でセクター３８を示す“ウィンドウ”を表現し ている。同様に、モニター２２．２４はこの模擬空間のそれぞれのセクター４０ ．４２の“ウィンドウ”表示を表現している。

また図１は、ベース１２に付設されて、模擬乗り物の模擬動作制御用の信号を発 生する手段も示している。更に詳しくは、ハンドル６０がベース１２上に回転可 能に設置され、またアクセルペダル６２がベース１２に枢支されている。変速レ バー６４もベース１２に枢支的に連結されている。他の制御手段、例えばブレー キペダルやクラッチペダル（図示せず）も、所望であれば、このシミュレーター １０に設けることができる。このシミュレーター１０の操作者はこの模擬乗り物 の模擬動作を制御する制御信号を適切に発生させるように、ハンドル６０、アク セルペダル６２及び変速レバー６４を操作することができることがわかるであろ う。本発明と同じ譲渡人に譲渡されたＭｏｎｃｒｉｅｆ等の米国特許第４．　９ ４９゜１１９号は、ここに開示された発明に使用できる変速レバー６４の好まし い一実施例の構造及び操作法を完全に開示している。また本発明と同じ譲渡人に 譲渡された“現実的フィードバック力を持ったビデオ乗り物シミュレーター用ハ ンドルとしての制御装置”と題する米国特許出願シリアル番号第２９６．４７２ 号は、ハンドルの好ましい一実施例の動作について記載している。上記参照特許 及び特許出願は、参考のためここに取り入れた。

図１及び２を相互参照すれば、モニター２０．２２．２４は、それぞれの表示と 空間的に合致することが好ましいことを認めるべきである。更に詳しくは、各モ ニター２０．２２．２４は、各セクター３８．４０．４２が、総合的に参照符号 ４５として図２に示された、模擬空間内の基準位置４４に対し所定方向となるよ うに、それぞれのセクター３８．４０．４２を表示することが好ましい。この好 ましい実施例では、基準位置４４は模擬空間４５内のシミュレーター１０の操作 者４６の模擬位置である。本発明で予想されるように、模擬空間４５は、操作者 ４６の位置４４の直上から、位置４４より見えるような模擬水平線へ広がる仰角 を有する。またこの模擬空間４５は、基準位置４４に対し３６０度の方位角を有 する。

本発明の好ましい実施例によれば、モニター２０は、ユーザー４６が見るような 、乗り物４８の前面ガラスを通して見られる模擬空間４５の光景を表現する。

従って、モニター２０とその表示セクター３８とを空間的に合致させるため、セ クター３８は、操作者４６の位置の直前方向、即ち模擬乗り物４８の軸５０に沿 う模擬空間のセクターである。

これに対し、モニター２２．２４は、モニター２０からそれぞれ所定角５２．５ ４だけオフセットしている。従って、この好ましい実施例でモニター２２．２４ とそれぞれの表示セクター４０．４２とを空間的に合致させるため、表示セクタ ー４０．４２のそれぞれの配置方向は、模擬乗り物４８の軸５０から角度５２． ５４だけオフセットしている。

その他、特定のセクターの前景から背景までの各セクター３８．４０．４２のそ れぞれの軸５０．５１、及び５３は、操作者が見ている特定のモニターの前部か らこのモニターの背部までのそれぞれのモニター２０．２２．２４の軸と一致し ていることが好ましい。

この実施例では、角度５２は約５３度であり、角度５４は約マイナス５３度であ る。しかし、これらの角度５２．５４が他の値をとり得ることは理解されよう。

更に、図２は、角度５２．５４がモニター２０．２２、及び２４間の２次元のオ フセットを表すことを示しているが、モニター２０．２２、及び２４のいずれか ２つ又は３つは、モニター間のオフセットが第３次元の成分を持つように、ベー ス１２上に配置できることも理解すべきである。例えば、モニター２２は図１に 示すように、モニター２２′で表示したベース１２上の位置に移すことができる 。

モニター２２のコントローラ２８は、位置２２′のモニターで表示されたセクタ ー４０′が位置２２′のモニターと空間的に合致するように、以下の記述に従っ てリセットする。この実施例では一例として、セクター４０′は模擬送信塔５８ の頂部５６を表示している。

次に図３を参照すると、シミュレーター１０の電気要素の詳細が見られる。図３ に示すように、各ハウジング１４．１６．１８はそれぞれビデオコントローラ２ ６．２８．３０を保持し、各ビデオコントローラはそれぞれのモニターに電気的 に接続されている。開示のため、更に詳しくは、ビデオコントローラ２６は主コ ントローラであって、モニター２０に電気的に接続されている。またコントロー ラ２８．３０は従属コントローラであって、それぞれのモニター２２．２４と主 コントローラとに電気的に接続されている。

更に図３に示すように、各コントローラ２６．２８、及び３０は、それぞれのゲ ームプロセッサー６６．６８、及び７０を含む。各ゲームプロセッサー６６．６ ８、及び７０としては、表示されるセクターを迅速に計算でき、且つ電子的メモ リー中に空間４５のマツプを保持することができれば、いかなる適当なマイクロ プロセッサ−でもよい。好ましい一実施例では、各ゲームプロセッサーは、モト ローラ社製の６８０１０型マイクロプロセッサ−である。以下に更に充分に開示 するように、それぞれの従属コントローラ２８．３０のゲームプロセッサー６８ ．７０は、セクター３８に対してセクター４０．４２用の所定配置方向のオフセ ットを確立するためのそれぞれのハードウェア又はソフトウェアスイッチ７５． ７７により発生した入力を受信する。

更に図３を参照すると、主コントローラ２６のゲームプロセッサー６６は、ハン ドル６０、アクセルペダル６２、及び変速レバー６４に電気的に接続されている 。従って、ハンドル６０、アクセルペダル６２、及び変速レバー６４で発生する 電気的制御信号は、ゲームプロセッサー６６に送られる。

図３は、また各コントローラ２６．２８、及び３０が、関連のゲームプロセッサ ーに電気的に接続した、ここでは、ＡＤＳＰ７２．７４．７６として示される、 それぞれの画像計算エンジンを含むことを示している。各ＡＤＳＰは、アナログ デバイス製のＡＤＳＰ２１００シリーズのマイクロプロセッサ−を含む。ＡＤＳ Ｐ７２．７４．７６の各々は、以下に更に充分開示するように、関連信号処理装 置によるリスト中に蓄積されたデータのアクセス用模擬空間４５（図２に示した ）内の物体のリストをその電子的メモリー中に保持している。このリストは、模 擬空間４５内の木、ビル等の物体や、模擬空間４５内の、例えば鳥、航空機、そ の他、地上の乗り物等の可動物体のデータベースを含んでいる。黒板内の特定の データの編成としては、効果的なデータ検索及び保存が可能なデータ編成用の周 知のいかなる手段であってもよい。

スイッチ７５．７７で設定された配置方向のオフセットは、所望に応じて２次元 又は３次元の成分を持つことができる。換言すれば、スイッチ７５．７７は、方 位及び仰角次元でのセクター３８に対するセクター４０．４２の配向オフセット を設定することができる。特にこの好ましい実施例では、各スイッチ７５．７７ は、無意志的な（ｎｏｎｖｏｌｉｌｉｏｎａｌ）ゼロパワーＲＡＭに蓄積された 値を有するソフトウェアスイッチである。スイッチ７５．７７の値は、シミュレ ーターの操作者によっていくつかの所定の方位及び仰角オフセットのいずれか一 つに設定することができる。これらオフセット値は、特定のシミュレーター１０ の適用に基づいて設定される。スイッチ７５．７７によって設定されたオフセッ ト値は、０〜±１８０度のいずれかの方位値及びＯ〜±１８０度のいずれかの仰 角値をとり得ると理解すべきである。更にスイッチ７５．７７は、ハードウェア であってよく、例えばスイッチ７５．７７は、ロータリーポテンショメーターで あり得ると理解すべきである。

更に、各コントローラ２６．２８．３０は、関連するゲームプロセッサーに電気 的に接続したそれぞれのグラフィック信号プロセッサー（ＧＳＰ）７８．８０． ６８．７０からのグラフィック信号に応答してそれぞれのモニター２０．２２． ２４上に表示されるイメージバッファーを満たす適当な電子装置であれば、いか なるものでもよい。好ましい一実施例では、各ＧＳＰは、テキサス・インスツル ーメントの部品３４０１０である。図３に示すように、それぞれのビデオフレー ムバッファー８４．８６．８８は、モニター２０．２２．２４にそれぞれ電気的 に接続されている。

引続き図３を参照すると、各コントローラ２６．２８．３０は、それぞれのデュ アル・ユニバーサル・アシンクロナス・レシーバ−・トランスミツター（ＤＵＡ ＲＴ）９０．９２、及び９４を有する。各ＤＵＡＲＴ９０．９２．９４は、モト ローラ社製タイプＭＣ６８６８１のような装置である。この装置は、それぞれの ゲームプロセッサー６６．６８．７０からの並列データを、他のＤＵＡＲＴを伝 送するための直列データに変換し、他のＤＵＡＲＴから受信した直列データを、 関連のゲームプロセッサー６６．６８．７０によって処理するための並列データ に変換するのに適している。従って、主コントローラ２６のＤＵＡＲＴ９０は、 主コントローラ２６からのデータを従属コントローラ２８．３０に伝送するため に従属コントローラ２８．３０のＤＵＡＲＴ９２．９４に電気的に接続されてい る。他の実施例では、ＤＵＡＲＴ９０．９２．９４は、適当な並列ケーブルと置 換できる。

シミュレーター１０の操作の単一サイクルの過程を図２．３、及び４を参照して 説明する。開示を容易にするため、数字の次に文字ｒａＪで標識したブロックは 、主コントローラ２６で実行されるステップを表す。これに対し数字の後に文字 ｒｂＪで標識したブロックは、従属コントローラ２８で実行されるステップを表 し、数字の後に文字ｒｃＪで標識したブロックは、従属コントローラ３０で実行 されるステップを表す。

シミュレーター１０の操作者（図２に示される）４６は、ハンドル６０、アクセ ルペダル６２、及び変速レバー６４を操作することができる。これら物理的装置 の位置は、いかなる時点においても、乗り物のシミュレーター１０内に固定され た光センサ−（図示せず）のようなセンサーによって反映され、ハンドル６０、 アクセルペダル６２、及び変速レバー６４を検出する。ブロック９６に示すよう に、操作サイクルを開始すると、このシステムは種々の信号から位置指示信号を 受信し、これに応答して模擬空間４５を通る模擬乗り物４８の所望の模擬動作を 制御する対応制御信号を発生する。このような制御信号がどのように発生し、引 続きゲームプロセッサー６６のような信号プロセッサーにより使われるかの具体 例は、上記参照した米国特許第４，９４９，１１９号に開示されている。ホイー ル６０、ペダル６２、及びレバー６４の位置を表す制御信号は、図３に示すよう にそれぞれの電線９８．１０２、及び１０４を経て主コントローラ２６のゲーム プロセッサー６６に送られる。

次にこのシステムは、図４のブロック１０６まで動（。ここでゲームプロセッサ ー６６は、必要ならば算術演算コプロセッサ−と共に、空間４５内の乗り物４８ の前の位置及びホイール６０、ペダル６２、及びレバー６４の制御信号に基づい て、図２に示すように、模擬空間４５内の模擬乗り物４８の基準位置及び配置方 向を計算する。乗り物４８の前の位置、速度、及び加速度、並びにホイール６０ 、ペダル６２、及びレバー６４、その他の制御（例えばクラッチペダルやブレー キペダル）からの信号に基づいて乗り物の配置方向及び位置を計算する方法とし ては、適当な方法であればいかなるものでもよい。

例えば、乗り物４８の配置方向及び位置は、特定のシミュレーター１０の使用に 適した方法であれば、いかなる方法でも計算できる。例えば、模擬乗り物にとっ ては模擬空間の所定点の周りを“飛ぶ”ことが望ましいシミュレーターを利用す るには、単純な点及びスラスト方向及び位置を制御する算法が使用できる。その 他、乗り物の動きの忠実度が限定的に許容される場合は、乗り物４８の配置方向 及び位置は、一般家庭用ビデオゲームで航空機の位置及び配置方向を制御するの に使用されている算法のいずれか一つを用いて計算することができる。またその 他、乗り物４８の配置方向及び位置は、産業界又は軍隊の飛行士又は宇宙飛行士 の訓練用の高忠実度航空機シミュレーターで航空機の位置及び配置方向を制御す るのに使用されている算法のいずれか一つを用いて計算することができる。

乗り物４８の配置方向及び位置を計算する別の好ましい手段としては、自由体モ デルが使用できる。更に詳しくは、ゲームプロセッサー６６は、ドライブ可能な 道路表面のデータベースを入れた算術演算コプロセッサ−と共に、乗り物４８の 前の位置、速度、及び加速度、並びにシミュレーター１０の制御からの信号に基 づいて、乗り物の新しい配置方向及び位置を連続的に計算する。高忠実度フライ トシミュレーターのフライト方程式に類似した自由体算法を使用することが好ま しい。

次にこのシステムは、ブロック１０８まで動く。ここでゲームプロセッサー６６ が計算した模擬乗り物４８の基準位置及び配置方向の両方を表す基準位置信号は 、ＤＵＡＲＴ９０に送られ、ここでこの基準位置信号は直列書式に変換される。

ＤＵＡＲＴ９０から信号が従属コントローラ２８．３０のＤＵＡＲＴ９２．９４ に送られる。ＤＵＡＲＴ９２．９４はこの信号を並列データにバック変換し、そ の信号をそれぞれのゲームプロセッサー６８．７０に送る。

ブロック１０９．１１１で示したように、コントローラ２８．３０は、それぞれ 所定の角度オフセットに従ってセクター４０，４２の配置方向を設定する。詳し くは、ゲームプロセッサー６８は、図３に示したスイッチ７５のセツティングに 基づいて、角度５２（図２に示した）を決定する。更に詳しくは、ゲームプロセ ッサー６８は、ゲームプロセッサー６６から送られた基準位置、またゲームプロ セッサー６６から送られた軸５０の配置方向、及び軸５０の周りの回転を記録す る。次にゲームプロセッサー６８は、基準位置４４から始まり、角度５２により セクター３８の軸５０からオフセットするセクター４０の軸５１及び軸５１の周 りの回転を設定する。これはスイッチ７５のセツティングに相当する。モニター ２２とセクター４０とを空間的に合致させる角度５２を設定するため、スイッチ ７５をセットすることが好ましい。またゲームプロセッサー６８は、その電子的 メモリー中にセクター４０の所定の角度幅４３を表すデータを有している。こう してゲームプロセッサー６８は、セクター４０を包含する空間４５の面積と共に 、セクター４０の軸５１の配置方向を本質的に決定する。

同様にゲームプロセッサー７０は、図３に示したスイッチ７７のセツティングに 基づいて、角度５４（図２に示した）を決定する。次にスイッチ７７は、角度５ ４に対し複数の可能な所望値に相当するセツティングを持つことが可能であるこ とを更に理解することができる。モニター２４とセクター４２とを空間的に合致 させる角度５４を設定するため、スイッチ７７をセットすることが好ましい。

更にゲームプロセッサー７０は、その電子的メモリー中にセクター４２の所定の 角度幅４５を表すデータを有している。こうしてゲームプロセッサー７０は、空 間４５中に含まれるセクター４２の面積を決定する。

それぞれのセクターの配置方向を修正したので、このシステムはブロック１１０ ａ、１１０ｂ、１１０Ｃまで動く。本発明によれば、以下に記載した各コントロ ーラ２０．２２．２４によるゲーム処理は、他のコントローラと同期しないで行 われる。詳しくは主コントローラ２０は、基準信号を従属コントローラ２２．２ ４に周期的に送り、これらは他のコントローラとは独立してこの信号を処理する 。更に詳しくは、主コントローラ２０が更新基準信号を特定の従属コントローラ ２２．２４に送る前に従属コントローラ２２．２４の一方が下記のような一つの 処理サイクルを完了する場合には、特定の従属コントローラ２２．２４は、最後 に受けた基準位置信号に基づいた画像を表示し続ける。次に特定の従属コントロ ーラ２２又は２４は、新しい基準位置信号の到着を待って、この新しい基準位置 信号に基づく新しい画像を処理し始める。

或は、しかし、従属コントローラ２２．２４は、基準位置の線形外挿処理に基づ いて他の計算サイクルを始めることができる。この外挿処理を達成するため、特 定の従属コントローラ２２．２４は、模擬乗り物４８の速度及び方向が主コント ローラ２０からの２つのすぐ前の基準位置信号間で計算された値と同じ値を有す るものと推定する。

ブロック１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃでは、基準位置信号はゲームプロセッザ ー６６．６８．７０の各々で処理される。詳しくはブロック１１０ａに示したよ うに、ゲームプロセッサ−６６は、このゲームプロセッサー６６の電子−的メモ リーのデータ一覧表中に蓄積され、セクター３８内にある物品の各々の配置方向 及び位置を計算する。更に詳しくはゲームプロセッサー６６は、この分野で周知 の計算方法によってセクター３８内の模擬乗り物４８と各物品との間の距離を決 定する。次にセクター３８内の模擬乗り物４８と名物品との間の距離及び１記の よううに乗り物４８に対する各物品の配置方向に基づいて、ゲームプロセッサ− ６６は、再びこの分野で周知の計算方法によりセクター３８内の各物品の、乗り 物の位置から見えるような相対；１法を計算する。

またゲームプロセッサー６６は、模擬乗り物４８から見えるようなセクター３８ 内の各物品の遠近関係を計算する。次にセクター３８内の各物品の相対的な寸法 及び配置方向は、ＡＤＳＰ７２に送られる。換言すれば、ゲームプロセッサー６ ６は、モニター２０に表示される予定の“ウィンドウ”の内容及び遠近関係を計 算する。

ブロック１１０ｂに示したように従属コントローラ２８のゲームプロセッサー６ ８．７０は、主コントローラ２６からの基準位置信号に基づいて、それぞれのセ クター４０．４２内の物品の位置及び配置方向を計算する。詳しくはゲームプロ セッサー６８は、このゲームプロセッサー６８の電子的メモリー中に蓄積され、 セクター４０内にある物品の各々の配置方向及び位置を計算する。更に詳しくは ゲームプロセッサー６８は、セクター４０内の模擬乗り物４８の位置と各物品の 配置方向との間の距離を決定する。次にセクター４０内の模擬乗り物と各物品と の距離及び配置方向に基づいて、このゲームプロセッサー６８は、この分野で周 知の計算方法によりセクター４０内の各物品の、模擬乗り物４８から見えるよう な相対的な寸法及び遠近関係を計算するものと理解すべきである。

従ってこのゲームプロセッサー６８．７０は、上述したセクター３８のゲームプ ロセッサー６６の計算とほぼ同様なやり方で模擬乗り物４８から見られるような それぞれのセクター４０．４２内の各物品の寸法及び遠近関係を計算する。

次にこのシステムは、ブロック１１２ａ−ｃまで動く。ここでＡＤＳＰ７２．７ ４．７６は、表示すべき特定のセクターを表す信号を発生する。各信号はブロッ ク１１２ａ−ｃにおいてＡＤＳＰ７２．７４．７６によって発生し、た各信号は 、セクター３８．４０．４２中の物品の可視画像を形成するために組み合わされ る多角形の境界を規定するデータを含んでいる。本発明によれば、ＡＤＳＰ７２ ．７４．７６の信号は、ＧＳＰ７８．８０．８２に送られる。ＡＤＳＰ７２．７ ４．７６は、それぞれのＧＳＰ７８．８０．８２に送られる。次にこのシステム は、ブロック１１４ａ−ｃまで動く。ここでＧＳＰ７８．８０．８２の各々は、 バッファーをそれぞれのＡＤＳＰ７２．７４．７６から受信したカラーデータを 持った複数の多角形で“満たす”。このカラーデータは、モニター１４．１６． １８上に現れる各種物品の所定の色彩を表す。

次にこのシステムは、ブロック１１６ａ−ｃまで動く。ここで各ＧＳＰ７８．８ ０．８２は、それぞれのビデオバッファー８４．８６．８８の第一の折半部分に 蓄積された“古い”多角形を削除し、即ち消去して、このバッファー８４．８６ ．８８の第一折半部分をこのＧＳＰで生じた多角形で満たす。同様にブロック１ １８ａ−ｃに示したように、バッファー８４．８６．８８の残り（即ち第二）の 折半部分に予め蓄積された多角形は、それぞれモニター２０．２２．２４によっ て表示される。次に続くサイクルでは、バッファー８４．８６．８８の第二の折 半部分に表示された多角形は、ＧＳＰ７８．８０、及び８２から削除されて“新 しい”多角形で置換され、またバッファー８４．８６．８８の第一の折半部分中 の多角形は、それぞれのモニター２０．２２．２４上に表示される。このプロセ スは、シミュレーター１０の操作の連続サイクルのため、繰り返す。好ましい一 実施例では、シミュレーター１０は、モニター２０．２２．２４に現れた表示を １秒間当り１０〜３０回更新する。

Ｌ記開示を参照すれば、特定のモニター上に表示されたセクターと引続き空間的 に合致させながら、模擬空間４５の他の遠近関係を表示するために、モニター２ ２．２４を基対２上で移動できることを認めるべきである。例えばモニター２２ は、モニター２２′で示される場所に動かすことができるし、またスイッチ７５ を操作してモニター２２′　とセクター４０′　とを空間的に合致させるのに好 適なセクター４０′の配置方向オフセットを設定することができる。

更に従属モニターの中の一つのハウジング、例えばモニター２２′のハウジング １６は、この分野で周知の適当な手段でベース１２に枢軸可能に付設することが できる。例えばハウジング１６は、軸アームに付設することができるし、またこ の軸アームは、ベース１２に枢軸可能に接続することができる。従ってこのよう な実施例では、モニター２２は、ベース１２に枢軸可能に付設して、シミュレー ター１０の操作者によってベース１２に対し動かすことができる。この実施例に よれば、ハウジング１６を動かすと、モニター２２と合致する空間４５の部分が モニター２２」−に表示されるように、軸アームをスイッチ７５に係合させるこ とができる。この実施例は、モニター２０．２２．２４よりも広い模擬空間４５ の光景を必要とする、例えば乗り物のバックの練習に有用である。上記開示を参 照すれば、本発明が、移動したモニターとその関連の表示セクターとを引続き空 間的に合致させながら、マルチモニターシミュレーター中で一つ以上のモニター を簡単に移動できる方法についての積年の問題を解消することを認めるべきであ る。更に各モニターをその関連のビデオコントローラで物理的に収容することに より、本発明は比較的コンパクトなシステムを提供する。その上、処理機能を分 配することにより、本発明は比較的強力なビデオ駆動装置の必要性、長尺の送信 ケーブル、及び長尺の電路に伴う付属の電磁気シールドの必要性をなくす。

ここに詳細に示し且つ記載したような特定のモジュール式表示シミュレーターは 、前記目的を充分達成することができるが、本発明の範囲は、付属の特許請求の 範囲で述べた限定を除き、いかなるものでも限定されるものではないと理解すべ きである。

国際調査槁牛 フロントページの続き （５１）　Ｉｎｔ、　ＣＬ　５　識別記号　庁内整理番号ＧＯ９Ｇ　５１００　 Ｖ　８１２１−５ＧＨＱ４Ｎ　７／１８　Ｚ　７３３７−５ＣＩ

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. １．基準信号を有する模擬空間の変動ビデオ画像を表示する装置であって、ベー スと、 前記ベース上に載置された第一ハウジングと、前記第一ハウジング上に載置され た第一ビデオモニターと、前記第一モニターに電気的に接続され、前記基準位置 を計算し、且つ前記基準位置を表す位置信号を発生すると共に、前記位置信号に 応答して前記第一モニター上に前記模擬空間の所定の第一セクターの表示を設定 する第一コントローラと、 前記ベース上に載置された第二ハウジングと、前記第二ハウジング上に載置され た第二ビデオモニターと、前記第二モニター及び前記第一コントローラに電気的 に接続され、前記位置信号に応答して前記模擬空間の所定の第二セクターの表示 を設定する第二コントローラと、 を有する表示装置。
2. ２．更に、前記ベースに接続され、制御信号を発生する手動手段を有し、前記制 御信号に応答して前記第一コントローラが周期的に前記基準位置を計算する請求 項１記載のビデオ画像表示装置。
3. ３．ほぼ前記第一コントローラが前記基準位置を計算する際に、前記コントロー ラがそれぞれの前記モニター上にそれぞれの前記表示を設定する請求項２記載の 表示装置。
4. ４．前記第一及び第二セクター間の空間的関係が、前記第一及び第二モニター間 の空間的関係と合致する請求項１記載の表示装置。
5. ５．更に、前記第二ハウジング上に載置され、且つ前記第二コントローラに電気 的に接続され、前記第二セクターの前記第一セクターに対する空間的関係を選択 的に変化させるスイッチを有する請求項４記載の表示装置。
6. ６．前記第一及び第二コントローラがそれぞれ前記第一及び第二ハウジング上に 載置されると共に、前記表示装置が更に、前記ベース上に載置された第三ハウジ ングと、前記第三ハウジング上に載置された第三ビデオモニターと、前記第三ハ ウジング上に載置され、且つ前記第三モニターに電気的に接続され、前記位置信 号に応答して前記空間の所定の第三セクターの表示を設定する第三コントローラ と、 を有する請求項２記載の表示装置。
7. ７．模擬空間の表示を表現するシミュレーターであって、第一ビデオモニターと 、 前記第一モニターに電気的に接続され、前記第一モニター上にこの第一モニター と空間的に合致する前記空間の表示を設定する主コントローラと、前記第一モニ ターと並列する第二ビデオモニターと、前記主コントローラ及び前記第二モニタ ーに電気的に接続され、前記第二モニター上に前記第二モニターと空間的に合致 する前記空間の表示を設定する従属コントローラと、 を有するシミュレーター。
8. ８．前記主コントローラが、前記第一モニター上に前記表示を表す基準信号を発 生し、また前記従属コントローラが、前記基準信号に応答して前記第二モニター 上に前記表示を設定する請求項７記載のシミュレーター。
9. ９．更に、 前記第一モニター及び前記主コントローラを保持する第一ハウジングと、前記第 二モニター及び前記従属コントローラを保持する第二ハウジングと、前記ハウジ ング類を保持するベースと、前記ベースに接続され、制御信号を発生し、且つ前 記主コントローラに前記制御信号を伝送すると共に、前記主コントローラが前記 制御信号に応答して、前記空間中の所定位置を表す前記基準位置を周期的に計算 する手動手段と、を有する請求項８記載のシミュレーター。
10. １０．ほぼ前記主コントローラが前記基準位置を計算する際に、前記コントロー ラ類が、それぞれの前記モニター上のそれぞれの前記表示を設定する請求項９記 載のシミュレーター。
11. １１．前記第一及び第二表示間の空間的関係が、前記第一及び第二モニター間の 空間的関係と合致する請求項９記載のシミュレーター。
12. １２．更に、前記第二ハウジング上に載置され、且つ前記従属コントローラに電 気的に接続され、前記従属モニターの前記表示の空間的関係を前記主モニターの 前記表示に対して選択的に変化させるスイッチを有する請求項１１記載の装置。
13. １３．更に、 前記ベース上に載置された第三ハウジングと、前記第三ハウジング上に載置され た第三ビデオモニターと、前記第三ハウジング上に載置され、且つ前記第三モニ ター及び前記主コントローラに電気的に接続され、前記位置信号に応答して、前 記第三モニターと空間的に合致する前記空間の表示を設定する第三コントローラ と、を有する請求項９記載のシミュレーター。
14. １４．模擬空間の変動面像を発生する装置であって、ベースに付設され模擬空間 を通る所望の動作を表す制御信号を発生する手段を有するベースと、 前記ベース上に載置され、且つ第一モニターに電気的に接続され、前記制御信号 に応答して基準位置を計算すると共に、前記第一モニターに、前記基準位置に対 し所定の配置方向にある前記空間の第一セクターを表示する第一ウインドウを表 現する主コントローラを有する第一モニターと、前記ベース上に載置され、且つ 第二モニターに電気的に接続され、前記第二モニターに、前記空間の第二セクタ ーを表示する第二ウインドウを現出させると共に、前記主コントローラに電気的 に接続され、前記基準位置に対する前記第二セクターの所定の配置方向を設定し 、且つ前記第一及び第二ウインドウ間の空間的関係が前記第一及び第二モニター 間の空間的関係と合致する従属コントローラを有する第二モニターと、 を有する発生装置。
15. １５．前記主コントローラが、前記制御信号に応答して前記基準位置を周期的に 計算する請求項１４記載の発生装置。
16. １６．ほぼ前記主コントローラが前記基準位置を計算する際に、それぞれの前記 モニター上にそれぞれの前記ウインドウを設定する請求項１４記載の発生装置。
17. １７．前記主コントローラが、１秒間当り約１０回前記基準位置を計算する請求 項１６記載の発生装置。
18. １８．更に、 前記ベース上に載置された第三ハウジングと、前記第三ハウジング上に載置され た第三ビデオモニターと、前記第三ハウジング上に載置され、且つ前記第三モニ ター及び前記主コントローラに電気的に接続され、前記位置信号に応答して前記 基準位置に対し所定の配置方向にある前記空間の画像を発生させる第三コントロ ーラと、を有する請求項１４記載の発生装置。
19. １９．第一及び第二モニター上に、模擬空間中で選択可能な位置及び配置方向に ある模擬乗り物から見られるような模擬空間の画像を表現する方法において、模 擬空間を通る模擬乗り物の所望の動きを表す制御信号を発生させ、この制御信号 を主コントローラ内で処理して模擬空間中の模擬乗り物の位置及び配置方向を表 す基準信号を発生させ、この基準信号に応答して主コントローラ内に第表示信号 を発生させ、この表示信号に応答して第一モニター上に、第一モニターと空間的 に合致する模擬空間の第一画像を表示し、 この基準信号に応答して第一従属コントローラ内に第二表示信号を発生させ、次 いで この表示信号に応答して第二モニター上に、この第二モニターと空間的に合致す る模擬空間の第二画像を表示する、ことを特徴とする模擬空間の画像現出方法。
20. ２０．更に、 基準信号に応答して第二従属コントローラ内に第三表示信号を発生させ、次いで この表示信号に応答して第三モニター上に、この第三モニターと空間的に合致す る模擬空間の第三画像を表示する、ステップを含む請求項１９記載の現出方法。
21. ２１．第二モニターが第一モニターに対して移動でき、且つ第一画像に対する模 擬空間の第二画像の関係が、第二画像及び第二モニター間を空間的に合致させる スイッチによって選択的に設定される請求項１９の現出方法。