JPH08194838A - 影の表示機能を有する表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ３次元空間において、オブジェクトとその影
とを、高速に表示する。 【構成】 所定のオブジェクトと、このオブジェクトの
影とを表示する表示装置において、オブジェクトとその
影とを、それぞれ独立したオブジェクトとして扱う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＴＶゲーム装置に最適
な影の表示機能を有する表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＴＶゲーム装置において、３次元空間に
おける影の表示、即ち、太陽光をオブジェクト（例えば
ゲームキャラクタ）に照射して生ずる影の表示を行うこ
とは、処理量が多くなるので、従来の低速なＴＶゲーム
装置においては行われていなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、３次元
空間においても影の表示を行うことは、現実感を増大さ
せることで好ましい。

【０００４】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
もので、３次元空間において、オブジェクトとその影と
を、高速に表示することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の影の表示機能を有する表示装置は、所定の
オブジェクトと、このオブジェクトの影とを表示する表
示装置において、オブジェクトとその影とを、それぞれ
独立したオブジェクトとして扱うように構成されてい
る。

【０００６】

【作用】上記構成の本発明によれば、オブジェクトとそ
の影とを、それぞれ独立したオブジェクトとして扱うよ
うにしたので、３次元空間においても、複数のオブジェ
クトの処理として扱うだけなので計算量が削減され、高
速に表示することが可能となる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【０００８】図１は、本発明による影の表示機能を有す
る表示装置の一実施例を示すブロック結線図である。

【０００９】図１において、ＴＶゲーム装置２１には、
操作装置２２およびモニタ２３が接続されている。操作
装置２２は、パッド、ボタン、レバー等のプレイヤーに
よって操作される装置である。モニタ２３は、ＴＶゲー
ム装置２１の画像出力信号を可視像に変換して表示す
る。なお、図１では音声出力回路については省略してあ
る。

【００１０】ＴＶゲーム装置２１は、入出力制御回路
６、ＣＰＵ回路７、ワークメモリ９、キャラクタメモリ
１２、およびスクリーンメモリ１４等から構成されてい
る。入出力制御回路６は、プレイヤーがパッド、ボタ
ン、レバー等の操作装置２２を操作した状態を検出し
て、ＣＰＵ回路７に伝達する。ＣＰＵ回路７との信号の
授受は、システムバス８を介して行われる。ワークメモ
リ９は、ＣＰＵ回路７の作業領域として用いられる。プ
ログラムメモリ１０には、ＣＰＵ回路７のプログラムが
記憶されている。

【００１１】ＣＰＵ回路７が画像出力を行うには、シス
テムバス８を介してスクリーンメモリ１４に画像データ
を書き込む。ＣＰＵ回路７は、キャラクタメモリ１２か
ら読み出したオブジェクト画像や背景画像をスクリーン
メモリ１４に書き込むことで、モニタ２３に画像表示を
行う。モニタ２３は、スクリーンメモリ１４に書き込ま
れた画像データを読み出し、可視像に変換して表示す
る。プレイヤーは、このモニタ２３の可視像を見なが
ら、パッド、ボタン、レバー等の操作装置２２を操作し
てゲームを進行する。

【００１２】なお、ＣＰＵ回路７が音声出力を行う場合
には、図外の音声回路で音声信号処理を行い、音声信号
を画像信号と並行してモニタ２３に供給して、モニタ２
３のスピーカ（図示せず）から可聴音として出力する。
プレイヤーは、この音声出力を聞きながら、またモニタ
２３の可視像を見ながら、パッド、ボタン、レバー等の
操作装置２２を操作してゲームを進行する。

【００１３】次に、ＣＰＵ回路７の処理について図２か
ら図７と共に説明する。なお、この発明では、正面の斜
め上からオブジェクトを見た状態を想定している。ま
た、光源である太陽は頭上（真上）に存在するものとす
る。

【００１４】図２は、ＣＰＵ回路７の後述する処理によ
ってモニタ３に表示される結果を示している。図２
（ａ）は、バックグラウンドＢＧの高さデータを示して
いる。即ち、高さ２の４つの領域が１つにまとまったビ
ルディングを想定している。なお、図２から図７におい
ては、長方形を１つの単位として６行６列に分けられた
領域（座標）で管理される。図２（ｂ）および図２
（ｃ）は、バックグラウンドＢＧと２つのオブジェクト
がモニタ３に表示された状態を示している。影は、頭上
の太陽から照射された光がオブジェクトＯＢＪによって
遮断されることを想定して計算により生成される。図２
（ｂ）では、オブジェクトＯＢＪはバックグラウンドＢ
Ｇ（ビルディング）の真上に位置するために、バックグ
ラウンドＢＧ（ビルディング）の屋上に影が生成されて
いる。図２（ｃ）では、オブジェクトＯＢＪはバックグ
ラウンドＢＧ（ビルディング）の奥側に位置するため
に、影はバックグラウンドＢＧ（ビルディング）に遮ら
れて見えない状態を示している。後述するように、オブ
ジェクトＯＢＪと影とを共にオブジェクトとして扱うよ
うにしている点が本発明の特徴である。

【００１５】図３は、ＣＰＵ回路７が図２に示す結果を
得るための動作を説明するフローチャートである。図４
および図５は、図３に示すステップＳ３を詳細に説明す
る概念図およびフローチャートである。図６および図７
は、図３に示すステップＳ４を詳細に説明する概念図お
よびフローチャートである。

【００１６】図３のプログラムがスタートすると、まず
オブジェクトＯＢＪのＸＹＺ座標（図４および図６参
照）を特定する（ステップＳ１）。次に、特定した座標
のＸＺ座標（図２（ａ）参照）から高さデータを特定す
る（ステップＳ２）。次に、バックグラウンドＢＧと影
との隠れ処理を行う。以下、ステップＳ３の隠れ処理に
ついて、図４および図５と共に説明する。なお、この発
明では、正面の斜め上からオブジェクトを見た状態を想
定して、複数のオブジェクトの位置計算を行うものとす
る。

【００１７】図４は、段部を有するバックグラウンドＢ
Ｇを斜め後方から見た斜視図である。この図４を参照し
ながら図５のフローチャートについて説明する。なお、
隠れ易さの指標（隠れ領域の高さデータ）を求めようと
する領域は、長方形を１つの単位として６行６列に分け
られた領域の一部、即ち図４に斜線で示したＡ［３，
３］、Ａ［３，４］、Ａ［４，３］、およびＡ［４，
４］の領域とする。

【００１８】図５のプログラムがスタートすると、まず
隠れ易さの指標を求めようとする対象（領域Ａ）を特定
する（ステップＳ３１）。ここでは図４の例で、領域Ａ
［４，３］であるものとする。まずＺ方向（図４参照）
に１つ進む。即ち、領域Ａ［４，４］に進む。次に、領
域Ａ［４，４］の高さデータが、１以上か否かを判断す
る（ステップＳ３３）。高さデータが１より小さいとき
はステップＳ３２に戻り、高さデータが１以上のときは
ステップＳ３４に移行する。ここでは、領域Ａ［４，
４］の高さデータがゼロなので、ステップＳ３２に戻
る。

【００１９】ステップＳ３２では、Ｚ方向に１つ進む。
即ち、領域Ａ［４，５］に進む。次に、領域Ａ［４，
５］の高さデータが、１以上か否かを判断する（ステッ
プＳ３３）。ここでは、領域Ａ［４，５］の高さデータ
が４なので、ステップＳ３４に移行する。ここまで移動
した距離（ステップＳ３２の繰り返し量）は２である。

【００２０】ステップＳ３４では、次式から隠れ易さの
指標ａを求める。

【００２１】 ａ＝｛（高さ−距離＋１）＆（−１）｝／２ ・・・（１）

【００２２】数式１で＆は、論理積（ＡＮＤ）処理を意
味する。また、分母の２は、俯瞰する角度（水平面と視
線とが成す角度）が６０度であり、高さが１／２に見え
ることを意味している。従って、俯瞰する角度が大きく
なって高さが１／３に見える場合には、分母は３にな
る。更に、１を加算して（−１）と論理積（ＡＮＤ）を
とっているのは、２で割ったときに整数になるようにす
るためである。

【００２３】ステップＳ３４で、数式１から隠れ易さの
指標ａを求めると、

【００２４】 ａ＝｛（４−２＋１）＆（−１）｝／２＝２ となる。このａ＝２をステップＳ３５において一時記憶
する。ステップＳ３６では、高さマップ（６行６列に分
けられた領域全体）の端に至ったか否かを判断する。こ
こでは、Ｚ方向に進むことができるので（即ち、端に至
っておらず）、ステップＳ３２に戻る。

【００２５】ステップＳ３２では、Ｚ方向に１つ進む。
即ち、領域Ａ［４，６］に進む。次に、領域Ａ［４，
６］の高さデータが、１以上か否かを判断する（ステッ
プＳ３３）。ここでは、領域Ａ［４，６］の高さデータ
が２なので、ステップＳ３４に移行する。ここまで移動
した距離（ステップＳ３２の繰り返し量）は３である。

【００２６】ステップＳ３４で、数式１から隠れ易さの
指標ａを求めると、

【００２７】 ａ＝｛（２−３＋１）＆（−１）｝／２＝０ となる。このａ＝０をステップＳ３５において一時記憶
する。ステップＳ３６では、高さマップの端に至ったか
否かを判断する。ここでは、Ｚ方向に進むことができな
い（最端に至った）ので、ステップＳ３７に移行する。
ステップＳ３７では、これまでの計算結果を比較して、
最も大きい隠れ易さの指標値である２を出力（格納）し
て、プログラムを終了する。

【００２８】なお、他のＡ［３，３］、Ａ［３，４］、
およびＡ［４，４］の領域についても上述したプログラ
ムが実行され、図４に斜線で示した全ての領域について
隠れ易さの指標が求められ、隠れ領域の高さデータが取
得される。この隠れ領域の高さデータは、次のステップ
Ｓ４（図３）において利用される。

【００２９】ステップＳ４では、オブジェクトＯＢＪと
影との隠れ処理が行われる。以下、ステップＳ４の隠れ
処理について、図６および図７と共に説明する。なお、
図６および図７では、ゲームのプレイヤーが正面の斜め
上からオブジェクトを見る状態を想定して、複数のオブ
ジェクトの位置計算を行うものとする。

【００３０】図６は、直方体（オブジェクト１〜４）を
正面の斜め上から見た状態を示す斜視図である。オブジ
ェクト１〜４は、直方体を１つの単位としてそれぞれ表
示される。ＣＰＵ回路７は、オブジェクト１〜４の３次
元位置座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）から、オブジェクト１〜４の
前後関係の位置を算出して、どのオブジェクトをどのオ
ブジェクトの前に表示するかを、次のようにして決定す
る。なお、Ｘ、Ｙ、およびＺは、それぞれ左右方向、高
さ方向、奥行方向の座標である。また、オブジェクト１
〜４の座標は、Ｘ、Ｙ、およびＺがそのオブジェクトの
中で最も高位となる交点（即ち、右側面と上面と手前面
とが交差する角点）の座標として表現される。

【００３１】図７は、ＣＰＵ回路７の動作を説明するフ
ローチャートである。図７においてプログラムがスター
トすると、まずステップＳ４１において、オブジェクト
１〜４の中からＹ軸方向に一番高いオブジェクトを探
す。複数のオブジェクトが見つかった場合には、グルー
プを作成する。例えば、図６に示すように、オブジェク
ト１〜４の座標がそれぞれ（４，５，６）、（５，４，
４）、（６，３，６）、（２，５，５）とする。Ｙ軸方
向に一番高い（大きい）オブジェクトを探すと、オブジ
ェクト１とオブジェクト４のＹ座標（５）が一番高いの
で、ステップＳ４１ではオブジェクト１とオブジェクト
４のグループを作成する。

【００３２】ステップＳ４２では、グループの中から一
番手前の（Ｚ軸方向に一番大きい）オブジェクトを探
す。図６に示す例では、オブジェクト４は、オブジェク
ト１よりもＺ軸方向に大きいので、ステップＳ４２でオ
ブジェクト１を見付け、見付けたオブジェクトに優先順
位をセットする（ステップＳ４３）。セットされたオブ
ジェクト（ここではオブジェクト１）は、探索対象（こ
こではグループ）から外す（ステップＳ４４）。次に、
グループ内に他のオブジェクトが存在するか否かを判断
する（ステップＳ４５）。存在する場合はステップＳ４
２に戻り、存在しない場合はステップＳ４６に移行す
る。図６の例では、オブジェクト４が残っているのでス
テップＳ４２に戻り、ステップＳ４５に再度到達したと
きは、オブジェクト１、オブジェクト４の順に優先順位
が設定されている。

【００３３】ステップＳ４６では、未セットのオブジェ
クトが存在するか否かを判断する。存在する場合はステ
ップＳ４１に戻り、存在しない場合はステップＳ４７に
移行する。図６の例では、オブジェクト２とオブジェク
ト３とが残っているので、ステップＳ４１に戻る。ステ
ップＳ４６から戻ってからのステップＳ４１では、オブ
ジェクト２のＹ座標（４）が高いので、ステップＳ４１
およびステップＳ４２では、オブジェクト２を見付けて
優先順位をセットする（ステップＳ４３）。オブジェク
ト２を探索対象から外し（ステップＳ４４）、ステップ
Ｓ４５およびステップＳ４６を経由してステップＳ４１
に戻る。ステップＳ４１およびステップＳ４２では、オ
ブジェクト３を見付けて、優先順位をセットする（ステ
ップＳ４３）。オブジェクト３を探索対象から外し（ス
テップＳ４４）、ステップＳ４５を経由してステップＳ
４６に至る。

【００３４】ステップＳ４６に到達したときは、未セッ
トのオブジェクトが存在しないので、ステップＳ４７に
移行する。ステップＳ４７では、これまで設定された優
先順位（ここではオブジェクト１、オブジェクト４、オ
ブジェクト２、オブジェクト３の順）の逆順で上書き表
示を行う。即ち、オブジェクト３を描いてからオブジェ
クト２を描き、更にオブジェクト４を描いてからオブジ
ェクト１を描くと、図６に示したように、オブジェクト
１、オブジェクト４、オブジェクト２、オブジェクト３
の順に、上側の手前に在るように表示される。

【００３５】即ち、図５のプログラムを終了して図３の
ステップＳ５に移行し、バックグラウンドＢＧ、影、オ
ブジェクトＯＢＪの順に、上側の手前に在るように表示
した場合には、図２（ｂ）に示すようにしてモニタ３に
表示される。また、影、バックグラウンドＢＧ、オブジ
ェクトＯＢＪの順に、上側の手前に在るように表示した
場合には、図２（ｃ）に示すようにしてモニタ３に表示
される。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、本発明の影の表示機能を
有する表示装置によれば、オブジェクトとその影とを、
それぞれ独立したオブジェクトとして扱うようにしたの
で、３次元空間においても、複数のオブジェクトの処理
として扱うだけなので計算量が削減され、高速に表示す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による影の表示機能を有する表示装置の
一実施例を示すブロック結線図である。

【図２】本発明による影の表示機能を有する表示装置の
一実施例を示す概念図である。

【図３】本発明によるの影の表示機能を有する表示装置
の一実施例を示すフローチャートである。

【図４】本発明による影の表示機能を有する表示装置の
一実施例を示す概念図である。

【図５】本発明による影の表示機能を有する表示装置の
一実施例を示すフローチャートである。

【図６】本発明による影の表示機能を有する表示装置の
一実施例を示す概念図である。

【図７】本発明による影の表示機能を有する表示装置の
一実施例を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ オブジェクト ２ オブジェクト ３ オブジェクト ４ オブジェクト ６ 入出力制御回路 ７ ＣＰＵ回路 ８ システムバス ９ ワークメモリ １０ プログラムメモリ １２ キャラクタメモリ １４ スクリーンメモリ ２１ ＴＶゲーム装置 ２２ 操作装置 ２３ モニタ ＢＧ バックグラウンド Ａ 領域

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定のオブジェクトと、該オブジェクトの
   影とを表示する表示装置において、 前記オブジェクトと前記影とを、それぞれ独立したオブ
   ジェクトとして扱うことを特徴とする影の表示機能を有
   する表示装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 バックグラウンド、前記オブジェクト、および前記影
   を、それぞれ独立したオブジェクトとして扱うことを特
   徴とする影の表示機能を有する表示装置。