JPH0836355A - 疑似３次元画像生成方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の分割ディスプレイの組合せからなる大
型ディスプレイを用いて疑似３次元画像を表示する場合
に、各分割ディスプレイの継ぎ目で疑似３次元画像が歪
むことがないよう、その表示画像を生成することが可能
な疑似３次元画像生成方法を提供すること。 【構成】 複数の分割ディスプレイの組み合わせからな
る大型ディスプレイ用の疑似３次元画像を生成する方法
である。この疑似３次元画像生成方法は、ポリゴンの組
み合わせで表現された３次元オブジェクト３００，３０
２…が設定された仮想３次元空間を形成する工程と、前
記仮想３次元空間内に、前記各分割ディスプレイに対応
した複数の分担表示領域３１０−１，３１０−２を共通
の視点座標系に基づき設定する工程と、前記各分担表示
領域内の３次元オブジェクトを、視点座標系の各分担表
示領域用投影面３０６−１，３０６−２に透視投影変換
し、各分割ディスプレイ用の分割表示画像を生成する工
程と、を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は疑似３次元画像生成方法
および装置、特に複数の分割ディスプレイの組合せから
なる大型ディスプレイ用に疑似３次元画像を生成するた
めの方法および装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
より、コンピュータグラフィックスの技術を用い、疑似
３次元画像を生成する手法が知られており、例えば各種
のビデオゲーム、各種シミュレータやその他の用途に幅
広く用いられている。

【０００３】特に近年、ゲームやシミュレータ等の分野
では、大きなスクリーン上に前記疑似３次元画像を表示
させ、より迫力に富んだゲーム画像や、リアリティの高
いシミュレーション画像を表示することが行われてい
る。

【０００４】しかし、通常コンピュータグラフィックス
を用いて得られる疑似３次元画像は、その縦横比が一定
である場合が多い。このため、例えば横長の大きなスク
リーン上に１つのコンピュータグラフィックス画像（以
下、ＣＧ画像と記す）を表示する場合には、スクリーン
を横方向に何分割かし、各分割エリア毎にそれぞれ独自
にコンピュータ画像を分担して生成する必要がある。

【０００５】また、大画面のスクリーン上に、１つのＣ
Ｇ画像を表示する場合、単に１画面用のＣＧ画像を拡大
表示すると、画素密度が粗くなり、良好な画面が得られ
ない。このため、この場合にも画面を複数に分割し、各
分割領域毎にそれぞれＣＧ画像を生成することも行われ
ている。

【０００６】このような場合、従来の手法では、スクリ
ーンの各分割領域毎に、それぞれ視点位置、視点方向が
異なる独自の視点座標系を設定し、ＣＧ画像を生成して
いた。このため、各分割領域のＣＧ画像を組合せて、最
終的に１つの大きな画面を生成すると、各分割領域の接
続部分において画像に歪みが生じ、必ずしも良好なＣＧ
画像が得られないという問題があった。

【０００７】例えば、従来の画像生成手法では、仮想３
次元空間内に、図１１に示すよう、各分割ディスプレイ
に対応した複数の分担表示領域３１０−１，３１０−２
を設定している。しかし、各分担表示領域３１０−１，
３１０−２毎に設定された各視点座標系は、各分担領域
の中央付近にその視線方向が向くよう視点座標系がそれ
ぞれ設定されている。このため、例えば図１６（Ｂ）に
示すよう、本来連続的に表示されなければならない山脈
の画像が、従来の手法では同図（Ａ）に示すよう、画面
中央の接続領域１０１（各分担画面１００−１，１００
−２の接続領域）で歪んでしまい、極めて不自然な画像
になってしまうという問題があった。

【０００８】本発明は、このような従来の課題に鑑みな
されたものであり、その目的は、各分割ディスプレイの
継ぎ目での疑似３次元画像が良好に表示されるよう、各
分割表示画像を生成することが可能な疑似３次元画像生
成方法および装置、並びにこれを用いたゲーム装置を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段および作用】前記目的を達
成するため、請求項１の発明は、複数の分割ディスプレ
イの組み合わせからなる大型ディスプレイ用の疑似３次
元画像を生成する方法において、ポリゴンの組み合わせ
で表現された３次元オブジェクトが設定された仮想３次
元空間を形成する工程と、前記仮想３次元空間内に、前
記各分割ディスプレイに対応した複数の分担表示領域を
共通の視点座標系に基づき設定する工程と、前記各分担
表示領域内の３次元オブジェクトを、視点座標系の各分
担表示領域用投影面に透視投影変換し、各分割ディスプ
レイ用の分割表示画像を生成する工程と、を含むことを
特徴としている。

【００１０】このように、本発明によれば、各分割ディ
スプレイに対応した複数の表示領域を仮想３次元空間内
に共通の視点座標系に基づき設定する。そして、各分担
表示領域内の３次元オブジェクトを、各分担表示領域の
投影面に透視投影変換し、各分割ディスプレイ用の分割
表示画像を生成する。

【００１１】このように、共通の視点座標系に基づき、
各分割ディスプレイ用の分割表示画像を生成することに
より、各分割ディスプレイを組合せて１つの大きな画像
を表示した場合に、画像全体に歪みが生じることがな
く、良好な疑似３次元画像を得ることができる。

【００１２】特に、本発明によれば、各分割ディスプレ
イの継ぎ目で、疑似３次元画像が歪みなく表示されるこ
とになるため、コンピュータグラフィックス等の疑似３
次元画像を、大きな画面に良好に画像表示することが可
能となる。

【００１３】また、請求項２の発明によれば、複数の分
割ディスプレイの組み合わせからなる大型ディスプレイ
用の疑似３次元画像を生成する疑似３次元画像生成装置
において、ポリゴンの組み合わせで表現された３次元オ
ブジェクトが設定された仮想３次元空間を演算するとと
もに、前記仮想３次元空間内での視点位置、視線方向を
設定する３次元空間演算手段と、前記仮想３次元空間内
に、前記各分割ディスプレイに対応した複数の分担表示
領域を前記視点位置、視線方向をもつ共通の視点座標系
に基づき設定し、各分担表示領域内の３次元オブジェク
トを、視点座標系の各分担表示領域用投影面に透視投影
変換し、各分割ディスプレイ用の分割表示画像を生成す
る画像生成手段と、を含むことを特徴としている。

【００１４】このようにすることにより、複数の分割デ
ィスプレイの組合せからなる大型ディスプレイ用の疑似
３次元画像を、各分割ディスプレイの継ぎ目でひずみ等
を発生させることのないよう、良好に生成することがで
きる。

【００１５】また、請求項３の発明によれば、複数の分
割ディスプレイの組み合わせからなる大型ディスプレイ
用の疑似３次元画像を生成する疑似３次元画像生成装置
において、ポリゴンの組み合わせで表現された３次元オ
ブジェクトが設定された前景用の仮想３次元空間を演算
するとともに、前記仮想３次元空間内での視点位置、視
線方向を設定し、かつ前景用仮想３次元空間に対応した
背景画像の読出指令を出力する３次元空間演算手段と、
前記３次元空間演算手段の演算結果に基づき、各分割デ
ィスプレイ用の分割表示画像を生成する画像生成手段
と、を含み、前記画像生成手段は、前記前景用の仮想３
次元空間の演算結果に基づき、前景画像を各分割ディス
プレイ毎に生成する前景画像生成手段と、予め背景画像
用のデータが各分割ディスプレイに対応して記憶され、
前記背景画像読出指令に基づき対応する背景画像を各分
割ディスプレイ毎に生成する背景画像生成手段と、前記
各前景画像と背景画像とを合成し、各分割ディスプレイ
用の分割表示画像を生成する画像合成手段と、を含み、
前記前景画像生成手段は、前記仮想３次元空間内に、前
記各分割ディスプレイに対応した複数の分担表示領域を
前記視点位置、視線方向をもつ共通の視点座標系に基づ
き設定し、各分担表示領域内の３次元オブジェクトを、
視点座標系の各分担表示領域用投影面に透視投影変換
し、各分割ディスプレイ用の分割表示画像を生成するよ
う形成されたことを特徴としている。

【００１６】このように、本発明によれば、前景と背景
とを別々に生成し、各分割ディスプレイ用の分割表示画
像を生成する。このとき、前景用の各分割画像を、仮想
３次元空間内に設定された共通の視点座標系に基づき生
成することにより、各分割ディスプレイの継ぎ目で前景
となる疑似３次元画像をひずみなく良好に表示させるこ
とができる。

【００１７】また、請求項４の発明によれば、請求項３
において、前記背景画像生成手段は、請求項１または２
の方法を用い、ポリゴンの組み合わせで表現された３次
元オブジェクトが設定された背景用の仮想３次元空間か
ら、各分割ディスプレイ用の背景画像用のデータを予め
作成し記憶するよう形成され、前記背景画像読出指令に
基づき対応する背景画像を各分割ディスプレイ毎に生成
することを特徴としている。

【００１８】このように、背景画像を請求項１又は２の
手法を用いて各分割ディスプレイ用の疑似３次元画像と
してあらかじめ作製しておき、背景画像読出指令に基づ
き対応する背景画像を各分割ディスプレイ毎に生成出力
する。これにより、各分割ディスプレイの継ぎ目で、背
景および前景の双方の疑似３次元画像が歪み無く表示さ
れることになるため、よりリアリティの高い画像を生成
することができる。

【００１９】また、請求項５の発明によれば、請求項１
において、前記分割表示画像生成工程では、前記各分担
表示領域用投影面を面一に設定し、各分割ディスプレイ
用の分割表示画像を生成するよう形成されたことを特徴
とする。

【００２０】また、請求項請求項６の発明によれば、請
求項２〜４のいずれかにおいて、前記画像生成手段は、
前記各分担表示領域用投影面を面一に設定し、各分割デ
ィスプレイ用の分割表示画像を生成するよう形成された
ことを特徴とする。

【００２１】このように、各分担表示領域用投影面を面
一に設定することにより、各投影面の接続領域での画像
の歪みをより効果的に防止できる。

【００２２】また、請求項７の発明によれば、請求項３
〜４、６のいずれかにおいて、操作者の操作する操作手
段を含み、前記３次元空間演算手段は、前記操作手段か
らの入力信号及び所定のプログラムに基づき、前記仮想
３次元空間を演算することを特徴とする。

【００２３】また、請求項８の発明によれば、請求項３
〜４、６、７のいずれかの疑似３次元画像生成装置を用
いてゲーム装置を形成することを特徴とする。

【００２４】このように、請求項７，８の発明によれ
ば、大型ディスプレイに表示される疑似３次元画像を見
ながら、プレーヤ等の操作者が操作手段を用い、ゲーム
を行うことができる。

【００２５】特に、大型ディスプレイを用いたゲーム装
置は、複数のプレーヤが共通の大型ディスプレイを用い
てマルチプレーヤゲームを行う場合に極めて好適なもの
となる。

【００２６】

【実施例】次に、本発明の好適な実施例を図面に基づき
詳細に説明する。

【００２７】図１には、本発明の適用されたマルチプレ
ーヤ式のシューティングゲーム装置の一例が示されてい
る。実施例のゲーム装置は、ハウジング１０の内部に図
２に示すようなゲームエリアが設けられており、各プレ
ーヤは入口１２からこのゲームエリアへ入り、出口１４
から外に出るように構成されている。

【００２８】図２にはハウジング１０内の構成が概略的
に示されていてる。客席３０の正面には、横方向に円弧
状に伸びた横長のスクリーン２０が設けられており、図
３に示すよう、客席３０の後方天井部付近に設けられた
２台のプロジェクタ２２−１，２２−２から、例えば図
５に示すようなゲーム画面１００が投影される。すなわ
ち、プロジェクタ２２−１，２２−２が、横長のゲーム
画面１００の右半分の画面１００−１と左半分の画面１
００−２をそれぞれ分担し、両者で１枚のゲーム画面１
００を投影するように構成されている。

【００２９】実施例では、１枚のゲーム画面１００を中
央で左右に分割し、プロジェクタ２２−１，２２−２
は、それぞれ左分割ゲーム画面１００−１，右分割ゲー
ム画面１００−２を投影し、両者で１枚の大きなゲーム
画面１００を形成するようになっている。

【００３０】また、スクリーン２０と客席３０との間に
は、客席３０へ向けて左右一対のスピーカ２４−１，２
４−２が設けられ、ゲーム用の効果音をステレオ出力す
るように形成されている。さらに、このハウジング１０
内には、複数のストロボランプ２６−１，２６−２，２
６−３が設けられ、これら各ランプを点滅させることに
より、ゲームの視覚的な演出を行うように構成されてい
る。

【００３１】また、図３に示すよう、前記客席３０に
は、スクリーン２０へ向け６人分のパーソナルアッセイ
３２−１，３２−２，…３２−６が設けられている。各
パーソナルアッセイ３２には、プレーヤ操作部３４と、
イス３６とが設けられている。

【００３２】図４には、前記プレーヤ操作部３４の具体
的な構成が示されている。

【００３３】このプレーヤ操作部３４には、その基台４
８上にスクリーンへ向けられた銃アッセイ４０が取り付
けられている。この銃アッセイ４０は、上下方向（Ｙ方
向）および左右方向（Ｘ方向）へ回動自在に、基台４８
に取り付け固定されている。このＸ，Ｙ方向への回動角
は、図示しないＸ，Ｙボリューム等を用いて検出され
る。プレーヤは、イス３６に座った状態で、グリップ部
４４を握り、銃アッセイ４０をスクリーン２０に向かっ
て構える。このとき、スクリーン２０上には、銃アッセ
イ４０の照準５０が画像表示される。そして、銃アッセ
イ４０を上下左右に動かして照準５０を所望の標的に合
わせ、トリガーボタン４２をオンし、標的へ向け、レー
ザビームを発射する。このときのレーザビームは、スク
リーン２０上に画像表示される。

【００３４】実施例のマルチプレーヤゲームは、６人の
プレーヤが互いに攻撃し合うものではなく、互いに協同
して敵機を倒していくように、ゲームストーリが設定さ
れている。すなわち、実施例のゲーム装置は、図３に示
すよう、最大６人のプレーヤが、例えば図５に示すよう
スクリーン上に表示されるゲーム画面１００を見ながら
同一のゲーム空間内で同時にマルチプレーヤゲームを行
うよう形成されている。このとき、スクリーン２０上に
は、各銃アッセイ４０−１，４０−２，…４０−６の固
有の照準５０−１，５０−２，…５０−６が表示され
る。これにより、各プレーヤは自分の照準５０を他のプ
レーヤの照準と明確に区別しながら、ゲーム画面１００
内を移動させ、標的１１０を打ち落とすことができる。

【００３５】図６には、実施例のゲーム装置の回路構成
が示されている。

【００３６】実施例のゲーム装置は、ゲームの進行を図
り、その進行状況に応じて周辺装置を駆動する基になる
情報を生成するゲーム演算部６０を有し、このゲーム演
算部６０には、パーソナルデータ演算制御部７０−１，
７０−２，７０−３、画像生成部７６−１，７６−２、
音声生成部７８−１，７８−２等が接続されている。

【００３７】前記パーソナルデータ演算制御部７０は、
合計３台設けられており、１台のパーソナル演算制御部
７０には、２台の銃アッセイ４０が接続されている。各
パーソナル演算制御部７０は、１台の銃アッセイ４０か
らの入力信号（例えばトリガーボタン操作情報、銃アッ
セイの向き等を表す方向情報、コイン投入情報）等をゲ
ーム演算部６０へ向け送信する一方、ゲーム演算部６０
からの情報を銃アッセイ４０へ向け送信し、銃アッセイ
４０の制御を行う。銃アッセイ４０の制御としては、例
えばトリガーボタンをオンし、レーザビームを発射した
場合に、内部の振動モータを駆動して銃の発射状態を演
出する等の制御を行う。

【００３８】前記ゲーム演算部６０は、装置全体の制御
のほかに、各銃アッセイ４０−１，４０−２，…４０−
６から入力される信号および所定のゲームプログラムに
従い、ゲーム演算を行い、各プロジェクタ２２−１，２
２−２から分担して投影するゲーム画面を決定し、その
情報を画像生成部７６−１，７６−２へ向け出力する。

【００３９】また、これと同時に、ゲーム演算部６０
は、ゲーム進行状況に応じた音響情報、バックグラウン
ドミュージック等の情報を演算決定し、各音声生成部７
８−１，７８−２へ向け出力する。

【００４０】画像生成部７６は、図６に示すよう２台の
プロジェクタ装置２２−１，２２−２に対応して２個設
けられている。そして、ゲーム演算部６０により決定さ
れたゲーム画像情報に基づき、スクリーン上に投影する
分担画像１００−１，１００−２の画像データを演算
し、映像信号を対応するプロジェクタ２２−１，２２−
２に向けて出力する。

【００４１】前記各音声生成部７８−１，７８−２は、
ゲーム演算部６０から入力されるゲーム進行状況につい
ての情報を受けとり、それに応じて音声情報を作成し、
スピーカ２４−１，２４−２から出力する。

【００４２】このようにして、実施例のゲーム装置によ
れば、スクリーン２０上に、例えば図５に示すよう、左
右２個の分割表示画像１００−１，１００−２を組合せ
て、横方向に連続した１つの大きなゲーム画面１００を
投影するとともに、そのゲーム状況に応じた効果音等が
出力されることとなる。このため、最大６人のプレーヤ
が正面に展開される横長のワイドなゲーム画面１００と
効果音とを楽しみながら、同一のゲーム空間内で所定の
ゲームストーリのマルチプレーヤゲームを行うことがで
きる。

【００４３】図７には、本実施例の疑似３次元画像合成
手法の原理図が示されている。仮想３次元空間２内に
は、ゲーム空間を構成する各種３次元オブジェクト３０
０，３０２，…３０８が配置されている。前記各３次元
オブジェクト３００，３０２，…は、自機戦闘機、敵戦
闘機、ビル、障害物、地形等である。例えば、図１２
（Ａ）に示すゲームフィールド５４０を構成する３次元
ゲーム空間内では、前記各３次元オブジェクト３００，
３０２，…は、地面５１９、山５２０、ビル５２２、陣
地５２４、敵機５３２および自機５３０等のオブジェク
トである。このような３次元オブジェクトは、ワールド
座標系（ＸW ，ＹW ，ＺW ）で表現される仮想３次元空
間上に配置されている。

【００４４】前記各３次元オブジェクトは、複数のポリ
ゴンからなる形状モデルとして表現され、あらかじめメ
モリー等に記憶されている。例えば、移動体３次元オブ
ジェクトである敵戦闘機は、複数のポリゴン３６０〜３
７０の集合体からなる形状モデルとして表現され、各ポ
リゴンの頂点座標等からなる画像情報がメモリーに記憶
されている。

【００４５】そして、これら３次元オブジェクトを表す
画像情報は、図７に示すよう、プレーヤＰの視点を位
置、視線方向に基づき設定された視点座標系（ＸV ，Ｙ
V ，ＺV ）へと座標変換される。この視点座標系におい
ては、プレーヤＰの視点位置、視線方向に基づく表示領
域３１０が設定される。この表示領域３１０は、横長の
スクリーン２０上に表示すべき領域を表すものであり、
実施例では、スクリーン２０の左半分および右半分に対
応して左右の分担表示領域３１０−１，３１０−２の組
合せとして構成される。ここにおいて、表示領域３１０
全体は、前方、後方、右側、下側、左側、上側の各クリ
ッピング面３４０，３４２，３４４，３４６，３４８，
３５０により囲まれた領域である。そして、この表示領
域３１０は、中央のクリッピング面３５２により、左分
担表示領域３１０−１、右分担表示領域３１０−２に分
割される。

【００４６】本発明において特徴的なことは、この左右
の分担表示領域３１０−１，３１０−２を、同一の視点
位置、視線方向を持つ共通の視点座標系を用いて設定し
たことにある。

【００４７】実施例において、プレーヤＰの視線方向
は、図８に示すよう、表示領域３１０の中央、すなわ
ち、左右の分担領域３１０−１，３１０−２の境界方向
に向けて設定されている。しかも、各分担表示領域３１
０−１，３１０−２の透視投影面３０６−１，３０６−
２は同一平面内に位置するよう、面一に設定されてい
る。

【００４８】そして、各分担表示領域３１０−１，３１
０−２内の３次元オブジェクトを、視点座標系の透視投
影面３０６−１，３０６−２上に透視投影変換し、左右
のプロジェクタ用の疑似３次元画像を生成する。

【００４９】このように、左右の分割表示画像１００−
１，１００−２を、同じ視点位置、視線方向の共通の視
点座標系を用いて生成する。このため、これを再生し、
左右の分割表示画面１００−１，１００−２を組合せて
１つの横長の大きなゲーム画像１００を形成した場合で
も、各分割画面１００−１，１００−２の境界領域にお
ける画像表示を、歪みの無い、良好なものとすることが
できる。

【００５０】すなわち、従来の画像合成手法では、図１
１に示すよう、左右の分担表示領域３１０−１，３１０
−２毎にそれぞれ独自に、視点位置、視線方向をもつ視
点座標系を設定していた。そして、分担表示領域３１０
−１に対しては、その表示領域の中央に向け視線方向を
設定し、他の分担表示領域３１０−２に対しては、同様
にその領域中央に向け視線方向を設定し、このように設
定された視線方向に基づき、各分担表示領域３１０−
１，３１０−２の視点座標系を設定していた。そのた
め、各分担表示領域３１０−１，３１０−２から得られ
る分担表示画像１００−１，１００−２には、それぞれ
視線方向が異なったものとなってしまうため、どうして
も左右の表示領域３１０−１，３１０−２の接続部分で
画像にひずみが生じてしまう。例えば、水平線等を表示
する場合には、左右の分担表示画像１００−１，１００
−２にまたがって直線的に表示されるよう疑似３次元画
像を生成することが好ましい。しかし、従来の手法で
は、異なる視点座標系を用い、しかも各分担表示領域３
１０−１，３１０−２の透視投影面３０６−１，３０６
−２が交叉するよう配置されるため、水平線が、両分担
画像１００−１，１００−２の境界領域（各透視投影面
３０６−１，３０６−２の交叉位置）で折れ曲がってし
まい、不自然な画像表示となってしまうという問題があ
った。特に、このような画像の歪みは、視線方向が上下
するときに顕著に表れる。例えば水平線が前方にあると
し、視線が下を向くと、本来直線的に表示されるべき水
平線はＶ字型に折れ曲がり、逆に視線が上を向くと逆Ｖ
字型に折れ曲がって表示されてしまうという問題があっ
た。

【００５１】これに対し、本発明のように、左右の分割
表示画像１００−１，１００−２を、視点位置および視
線方向が同じ共通の視点座標系を用いて生成することに
より、従来のような各分割表示画像間の画像のひずみが
なく、良好な疑似３次元画像を得ることができる。

【００５２】特に、実施例では、各分担表示領域３１０
−１，３１０−２の透視投影面３０６−１，３０６−２
が面一になるよう配置される。このため、左右の分担表
示画像１００−１，１００−２の接続箇所における歪み
の発生をより効果的に防止できる。

【００５３】図９には、前述したように生成された左右
の分担表示画像を、各プロジェクタ２２−１，２２−２
からスクリーン２０上に投影する場合の具体例が示され
ている。同図中実線で示すように、各プロジェクタ２２
−１，２２−２は、分担表示領域３１０−１，３１０−
２の設定方向に合わせてその投影方向を設定してもよ
く、また、同図一点鎖線で示すよう、左右平行にその投
影方向を設定してもよい。

【００５４】図１３には、図６に示す回路の、より具体
的な構成が示されている。

【００５５】前記ゲーム演算部６０は、マスターＣＰＵ
４１０と、通信用ＰＣＢ４１２とを含む。

【００５６】前記画像生成部７６−１，７６−２は、ス
レーブＣＰＵ４２０、前景生成部４２２−１，４２２−
２、画像合成ＰＣＢ４２６、レーザディスクドライバー
４２８−１，４２８−２を含んで構成されている。

【００５７】音声生成部７８−１，７８−２は、サウン
ドＰＣＢ４４０、アンプ４４２，４４４を含み、さらに
レーザディスク４２８内のレーザディスクのＢＧＭ記憶
部４３０を含んで構成されている。

【００５８】前記通信用ＰＣＢ６０は、マスターＣＰＵ
４１０と、レーザディスクドライバー４２８−１，４２
８−２、パーソナルデータ演算制御部７０−１，７０−
２，７０−３、サウンドＰＣＢ４４０とのインタフェー
スである。

【００５９】ここで、マスターＣＰＵ４１０は、ゲーム
装置全体を統括制御し、実質的には前記ゲーム演算部６
０と同様な動作を行う。すなわち、このマスターＣＰＵ
４１０は、スクリーン２０に投影するゲーム画面を決定
し、その情報をスレーブＣＰＵ４２０、レーザディスク
ドライバー４２８−１，４２８−２およびサウンドＰＣ
Ｂ４４０へ向け出力する。また、マスターＣＰＵ４１０
は、各パーソナルデータ演算制御部７１０−１，７１０
−２，７１０−３および通信用ＰＣＢ４１２を介して入
力される各銃アッセイ４０−１，４０−２，…４０−６
からの入力信号に基づき、各プレーヤの照準５０やレー
ザビームをスクリーン２０のどの部分に投影するかを決
定するとともに、プレーヤのレーザビームが敵機に命中
したか否かの判定を行う。

【００６０】前記スレーブＣＰＵ４２０は、前景生成部
４２２−１，４２２−２に分担するゲーム画面に応じ
て、マスターＣＰＵ４１０から送られてくるゲーム画面
情報を送出する。

【００６１】前記各前景生成部４２２−１，４２２−２
は、マスターＣＰＵ４１０からそれぞれ送られてくる３
次元ゲーム空間の前景に関する情報に基づき、敵機等の
前景に関する左右の分担表示画像を生成する。この分担
表示画像は、前述した図７に示す画像合成手法に基づ
き、疑似３次元画像として生成される。図１２に示すゲ
ームフィールド５４０を例にとると、前景には、敵や味
方の戦闘機等の３次元移動物体の他に、各プレーヤの照
準やレーザビーム、さらにはゲームの残り時間等が含ま
れる。そして、生成された前景用の左右分担表示画像
は、画像合成ＰＣＢ４２６へ向け出力される。

【００６２】また、レーザディスクドライバー４２８−
１，４２８−２には、画面の背景に関する画像情報が、
左右の分担表示画像データとしてレーザディスクに記憶
されている。前記背景に関する左右の分担表示画像デー
タは、前景に対応した背景に関する画像データを、前記
図７に示す手法を用いて疑似３次元画像データとしてあ
らかじめ生成し記憶する。この背景用疑似３次元画像デ
ータとして表示される３次元オブジェクトには、例えば
図１２（Ａ）に示すゲームフィールド５４０を例にとる
と、地面５１９、山５２０、ビル５２２、陣地５２４等
が含まれる。また、背景に関するデータには、前記疑似
３次元画像データ以外に、必要に応じ各種の表示画像デ
ータが含まれる。そして、これら各レーザディスクドラ
イバー４２８−１，４２８−２で生成される各背景用の
分担表示画像は、画像合成ＰＣＢ４２６へ向け出力され
る。

【００６３】画像合成ＰＣＢ４２６は、各前景生成部４
２２−１，４２２−２から出力される前景に関する左右
の分割表示画像と、レーザディスクドライバー４２８−
１，４２８−２から出力される背景に関する左右の分割
表示画像とを図１２（Ｂ）に示すよう合成し、左右の分
割表示画像１００−１，１００−２を生成し、各プロジ
ェクタ２２−１，２２−２へ向けＲＧＢ画像データとし
て出力する。これにより、各プロジェクタ２２−１，２
２−２は、それぞれ左右の分割表示画像１００−１，１
００−２を投影し、スクリーン２０上にはこれら両分割
表示画像１００−１，１００−２の組合せからなる横長
の大きなゲーム画面１００が表示されることになる。

【００６４】なお、レーザディスクドライバー４２８−
１内のレーザディスクのＢＧＭ記憶部４３０は、バック
グラウンドミュージック等の各ゲーム画面に固定された
音声データが記憶されている。さらに、このレーザディ
スクドライバー４２８−１は、４チャンネルの出力端子
を持ち、チャンネル１，２はアンプ４４２に、チャンネ
ル３，４はアンプ４４４に接続されている。

【００６５】また、前記サウンドＰＣＢ４４０は、その
内部にサウンドＲＯＭ４４０ａを含み、このＲＯＭ４４
０ａ内には、ゲームの展開によって変化する音声データ
等が記憶されている。そして、マスターＣＰＵ４１０か
らの指示によりサウンドＲＯＭ４４０ａの音声データを
合成してアンプ４４２，４４４へ向け出力する。

【００６６】図１４には、図１３に示す回路の要部のよ
り具体的な構成が示されている。前記マスターＣＰＵ４
１０は、ゲーム空間設定部２５０、中央処理部２５２、
オブジェクト画像情報記憶部２５４、オブジェクト情報
記憶部２５６を含んで構成される。

【００６７】中央処理部２５２では、３次元ゲーム装置
全体の制御が行われる。また、中央処理部２５２内に設
けられた記憶部には、所定のゲームプログラムが記憶さ
れている。マスターＣＰＵ４１０は、このゲームプログ
ラム及び銃アッセイ４０からの信号にしたがって３次元
ゲーム空間の設定を行うことになる。

【００６８】オブジェクト情報記憶部２５６には、前景
となる３次元オブジェクトの位置情報・方向情報及びこ
の位置に表示すべき３次元オブジェクトのオブジェクト
ナンバーが記憶されている（以下、この記憶された位置
・方向情報及びオブジェクトナンバーをオブジェクト情
報と呼ぶ）。オブジェクト画像情報記憶部２５４には、
前記のオブジェクトナンバーにより指定された３次元オ
ブジェクトの画像情報が記憶されている。この場合、こ
れらの画像情報は複数のポリゴンの集合として表現され
ている。例えば図１０に示すように、移動体オブジェク
トである敵戦闘機５３２はポリゴン３６２〜３７０等の
集合により表現されている。そして、このポリゴン３６
２〜３７０の各頂点座標等からなる画像情報が、オブジ
ェクト画像情報記憶部２５４内に記憶されている。

【００６９】ゲーム空間設定部２５０は、オブジェクト
情報記憶部２５６から読出した前記オブジェクト情報に
基づいて、オブジェクト画像情報記憶部２５４から対応
する画像情報を読み出し、図７に示すような前景用の３
次元ゲーム空間の設定を行う。

【００７０】さらに、このゲーム空間設定部２５０は、
このように演算設定された前景用の３次元ゲーム空間内
における、プレーヤＰの視点位置、視線方向の設定を行
うとともに、各分担表示領域３１０−１，３１０−２を
特定する視野角等の設定を行う。

【００７１】そして、このようにして演算設定された前
景用のゲーム空間および視点等の情報を、図１５に示す
フォーマットのデータとして、スレーブＣＰＵ４２０を
介し、対応する前景生成部４２２−１，４２２−２へ向
け出力する。

【００７２】また、各レーザディスクドライバー４２８
−１，４２８−２には、あらかじめ所定ストーリにした
がって展開される背景用の疑似３次元画像が、左右の分
担表示画像データとして記憶されている。したがって、
ゲーム空間設定部２５０は、演算した前景用ゲーム空間
および視点位置等に対応した背景データの読出指令を、
各レーザディスクドライバー４２８−１，４２８−２へ
向け通信用ＰＣＢ４１２を介して出力する。

【００７３】各前景生成部４２２−１，４２２−２で
は、仮想３次元空間におけるプレーヤＰの視点位置から
見える前景用の疑似３次元画像を、左右の分担表示画像
として生成する。そのため各前景生成部４２２は、画像
供給部２１２、画像形成部２４０を含んで構成される。

【００７４】画像供給部２１２は、前景生成部４２２の
全体の制御を行う処理部２１４、並びに、ポリゴンの頂
点座標等の画像情報に対する３次元演算処理を行う座標
変換部２１６、クリッピング処理部２１８、透視投影変
換部２２０、ソーティング処理部２２２を含んで構成さ
れる。また、画像形成部２４０は、画像供給部２１２に
おいて３次元演算処理されたポリゴンの頂点座標等の画
像情報から、ポリゴン内の全てのドットにおける画像の
生成を行うものである。このようにして生成された画像
は、画像合成ＰＣＢ４２６へ向け出力される。

【００７５】次に、この前景画像生成動作について簡単
に説明する。

【００７６】まず、ゲームスタートと同時に、中央処理
部２５２は、ゲームプログラムにしたがってゲーム空間
設定部２５０の制御を開始する。ゲーム空間設定部２５
０は、この制御にしたがい、オブジェクト情報記憶部２
５６より前景用のオブジェクト情報を読み出すととも
に、この記憶部２５６の内容を次のフレーム用に更新す
る。そして、このオブジェクト情報の中のオブジェクト
ナンバーにより、オブジェクト画像情報記憶部２５４か
ら対応するオブジェクトの画像情報を読み出す。そし
て、読み出された画像情報に、オブジェクト情報の中の
位置情報・方向情報や、視点情報を含ませたデータを形
成して、これをスレーブＣＰＵ４２０を介し、各前景生
成部４２２−１，４２２−２へ向け出力する。

【００７７】前景生成部４２２内の処理部２１４では、
ゲーム空間設定部２５０から転送されたデータより所定
のフォーマットのデータが形成される。

【００７８】図１５（Ａ）には、このデータフォーマッ
トの全体図が示されている。同図に示すように、処理さ
れるデータは、フレームデータを先頭に、このフレーム
内に表示される全ての３次元オブジェクトのオブジェク
トデータが連なるようにして構成されている。そして、
このオブジェクトデータの後には、この３次元オブジェ
クトを構成するポリゴンのポリゴンデータが更に連なる
ように構成されている。

【００７９】ここで、フレームデータとは、フレームご
とに変化するパラメータにより形成されるデータをい
い、１フレーム内の全ての３次元オブジェクトに共通な
データであるプレーヤの視点位置・視線方向・視野角情
報（パースθ）、モニタの角度・大きさ情報、光源の情
報等のデータより構成される。これらのデータは１フレ
ームごとに設定される。

【００８０】前述したように、本実施例の特徴は、図７
に示す分担表示領域３１０−１，３１０−２が得られる
よう、このフレームデータを設定したことにある。すな
わち、各前景生成部４２２−１，４２２−２に供給され
るフレームデータは、図７に示すよう同一の視点位置、
視線方向を含む。そして、左側の分担表示画像を担当す
る前景生成部４２２−１には、同図に示す分担表示領域
３１０−１を特定する視野角情報、モニタの角度、大き
さ情報が送信される。右側の分担標示画像を担当する前
景生成部４２２−２には、右側の分担表示領域３１０−
２を特定する視野角情報、モニタの角度、大きさ情報が
送信される。このようにして、本実施例によれば、共通
の視点位置、視線方向に基づいて設定された視点座標系
を用い、左右の分担表示画像を生成することができる。

【００８１】また、前記オブジェクトデータとは、３次
元オブジェクトごとに変化するパラメータにより形成さ
れるデータをいい、３次元オブジェクト単位での位置情
報、方向情報等のデータより構成される。

【００８２】また、ポリゴンデータとは、ポリゴンの画
像情報等により形成されるデータをいい、図１５（Ｂ）
に示すようにヘッダ、頂点座標Ｘ0 、Ｙ0 、Ｚ0 〜Ｘ3
、Ｙ3 、Ｚ3 及びその他の付属データ等により構成さ
れる。

【００８３】座標変換部２１６は、以上のフォーマット
のデータを読み出し、この各頂点座標等に対し各種の演
算処理を行っている。以下、この演算処理を図７を用い
て説明する。

【００８４】図７に示すように、敵戦闘機等の前景用３
次元オブジェクト３００，３３２，３３４，…は、ワー
ルド座標系（ＸW 、ＹW 、ＺW ）で表現される仮想３次
元空間上に配置される。その後、これらの３次元オブジ
ェクトを表す画像情報は、プレーヤＰの視点を基準とし
た視点座標系（Ｘｖ、Ｙｖ、Ｚｖ）へと座標変換され
る。

【００８５】次に、クリッピング処理部２１８にて、い
わゆるクリッピング処理と呼ばれる画像処理が行われ
る。ここで、クリッピング処理とはプレーヤＰの視野外
（又は３次元空間上で開かれたウィンドウの視野外）に
ある画像情報、即ち前方・後方・右側・下方・左側・上
方のクリッピング面３４０、３４２、３４４、３４６、
３４８、３５０により囲まれた領域（以下表示領域３１
０とする）の外にある画像情報を除去する画像処理をい
う。つまり、本装置によりその後の処理に必要とされる
画像情報は、プレーヤＰの視野内にある画像情報のみで
ある。従って、クリッピング処理によりこれ以外の情報
をあらかじめ除去すれば、その後の処理の負担を大幅に
減らすことができることとなる。

【００８６】実施例の装置では、左右の分担表示領域３
１０−１，３１０−２に対応する一対の前景生成部４２
２−１，４２２−２が設けられている。したがって、左
側の表示領域３１０−１を担当する前景生成部４２２−
１は、この左側分担表示領域３１０−１を特定する左側
表示領域３１０−１の外にある画像情報を除去する画像
処理を行い、右側表示領域３１０−２を担当する前景生
成部４１２−２は、その右側表示領域３１０−２の外に
ある画像情報を除去する画像処理を行う。

【００８７】このようにしてクリッピング処理が終了す
ると、次に透視投影変換部２２０にて、各分担表示領域
３１０−１，３１０−２内にあると判断された表示対象
物体に対してのみ、投影面３０６−１，３０６−２への
透視投影変換が行われ、次段のソーティング処理部２２
２へとデータが出力される。

【００８８】ソーティング処理部２２２では、次段の画
像形成部２４０における処理の順序が決定され、その順
序にしたがってポリゴンの画像情報が出力される。

【００８９】画像形成部２４０では、画像供給部２１２
において３次元演算処理されたポリゴンの頂点座標等の
データから、ポリゴン内の全てのドットの画像情報が演
算される。この場合の演算手法としては、ポリゴンの頂
点座標からポリゴンの輪郭線を求め、この輪郭線と走査
線との交点である輪郭点ペアを求め、この輪郭点ペアに
より形成されるラインを所定の色データ等に対応させる
という手法を用いてもよい。また、各ポリゴン内の全て
のドットの画像情報を、テクスチャ情報としてあらかじ
めＲＯＭ等に記憶させておき、ポリゴンの各頂点に与え
られたテクスチャ座標をアドレスとして、これを読み出
し、貼り付けるという手法を用いてもよい。なお、この
ようなテクスチャマッピングの画像合成技術の詳細は、
本出願人により、特願平４−２５２１３９として既に提
案されている。

【００９０】最後に、これら画像形成部２４０で形成さ
れた前景用の分担表示画像は、画像合成ＰＣＢ４２６
で、背景用の分担表示画像と合成され、対応するプロジ
ェクタ２２へ向け出力されることになる。

【００９１】このようにして、本実施例によれば、横長
のスクリーン上に表示される左右の分担表示画像を、画
面の境界部においてひずみ等を発生させることなく、良
好に生成することができる。

【００９２】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨の範囲内で各種の変形実施が
可能である。

【００９３】例えば、前記実施例では、横長のスクリー
ンを、左右２つに分割し、各分担表示領域の画像を生成
する場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限ら
ず、横長のスクリーンを、３つ以上の分割表示画面に分
割する場合にも適用でき、また、縦および横方向に大き
な表示画面を、マトリクス用に分割する場合にも適用す
ることができる。

【００９４】また、前記実施例では、背景用と、前景用
の表示画面を別々に生成する場合を例にとり説明した
が、本発明はこれに限らず、両者を一度に生成する場合
にも適用できることはいうまでもない。

【００９５】また、前記実施例では、背景用の画像およ
び前景用の画像を、ともに疑似３次元画像として生成す
る場合を例にとり説明したが、前景用の画像のみ疑似３
次元画像として生成する場合には、背景用の画像生成に
は、本発明を適用する必要はない。

【００９６】また、前記実施例では、本発明をマルチプ
レーヤ用ゲームシステムに適用する場合を例にとり説明
したが、本発明はこれに限らず、シングルプレーヤ用の
ゲーム画像を生成する場合でも、また、これ以外の疑似
３次元画像を生成する場合、例えば各種シミュレータ用
の画像を生成する場合にも幅広く適用することができ
る。

【００９７】また、前記実施例では、ディスプレイとし
て、スクリーンとプロジェクタの組合せを例にとり説明
したが、これ以外の各種ディスプレイを用いる場合に
も、本発明を適用できる。

【００９８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
数の分割ディスプレイの組合せからなる大型ディスプレ
イを用いて疑似３次元画像を表示する場合に、各分割デ
ィスプレイの継ぎ目で疑似３次元画像が歪むことがない
よう、その表示画像を生成することが可能な疑似３次元
画像生成方法および装置ならびにこれを用いたゲーム装
置を提供できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されたマルチプレーヤ式ゲーム装
置の外観説明図である。

【図２】図１に示すゲーム装置の平面概略説明図であ
る。

【図３】図１、図２に示すゲーム装置の客席にプレーヤ
が座ってゲームを行っている状態の説明図である。

【図４】プレーヤがスクリーンに向かってゲームをして
いる状態の説明図である。

【図５】横長のスクリーンに表示されるゲーム画面の一
例を示す説明図である。

【図６】実施例のゲーム装置の回路構成を示すブロック
図である。

【図７】本発明の画像合成原理の概略説明図である。

【図８】本発明の視点座標系の概略説明図である。

【図９】本実施例のプロジェクタの投影方向の説明図で
ある。

【図１０】複数のポリゴンの組合せとして表現される３
次元オブジェクトの説明図である。

【図１１】従来の視点座標系の概略説明図である。

【図１２】ゲームフィールドを構成する３次元ゲーム空
間の説明図である。

【図１３】実施例の回路の具体的な構成を示すブロック
図である。

【図１４】図１３に示す回路のより詳細な構成を示すブ
ロック図である。

【図１５】１フレーム分のデータの構成を示す説明図で
ある。

【図１６】横長のプロジェクタに表示されるゲーム画面
の説明図であり、同図（Ａ）は、従来の画像合成手法を
用いて形成されたゲーム画面の説明図であり、同図
（Ｂ）は、本発明の画像合成手法を用いて形成されたゲ
ーム画面の説明図である。

【符号の説明】

２０ スクリーン ２２−１，２２−２ プロジェクタ ３４ プレーヤ操作部 ６０ ゲーム演算部 ７６ 画像生成部 １００ ゲーム画面 ３１０ 表示領域 ３１０−１，３１０−２ 分担表示領域 ３０６−１，３０６−２ クリッピング面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｔ 15/70 Ｇ０９Ｂ 9/00 Ｚ 9/34 Ａ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の分割ディスプレイの組み合わせか
   らなる大型ディスプレイ用の疑似３次元画像を生成する
   方法において、 ポリゴンの組み合わせで表現された３次元オブジェクト
   が設定された仮想３次元空間を形成する工程と、 前記仮想３次元空間内に、前記各分割ディスプレイに対
   応した複数の分担表示領域を共通の視点座標系に基づき
   設定する工程と、 前記各分担表示領域内の３次元オブジェクトを、視点座
   標系の各分担表示領域用投影面に透視投影変換し、各分
   割ディスプレイ用の分割表示画像を生成する工程と、 を含むことを特徴とする疑似３次元画像生成方法。
2. 【請求項２】 複数の分割ディスプレイの組み合わせか
   らなる大型ディスプレイ用の疑似３次元画像を生成する
   疑似３次元画像生成装置において、 ポリゴンの組み合わせで表現された３次元オブジェクト
   が設定された仮想３次元空間を演算するとともに、前記
   仮想３次元空間内での視点位置、視点方向を設定する３
   次元空間演算手段と、 前記仮想３次元空間内に、前記各分割ディスプレイに対
   応した複数の分担表示領域を前記視点位置、視点方向を
   もつ共通の視点座標系に基づき設定し、各分担表示領域
   内の３次元オブジェクトを、視点座標系の各分担表示領
   域用投影面に透視投影変換し、各分割ディスプレイ用の
   分割表示画像を生成する画像生成手段と、 を含むことを特徴とする疑似３次元画像生成装置。
3. 【請求項３】 複数の分割ディスプレイの組み合わせか
   らなる大型ディスプレイ用の疑似３次元画像を生成する
   疑似３次元画像生成装置において、 ポリゴンの組み合わせで表現された３次元オブジェクト
   が設定された前景用の仮想３次元空間を演算するととも
   に、前記仮想３次元空間内での視点位置、視点方向を設
   定し、かつ前景用仮想３次元空間に対応した背景画像の
   読出指令を出力する３次元空間演算手段と、 前記３次元空間演算手段の演算結果に基づき、各分割デ
   ィスプレイ用の分割表示画像を生成する画像生成手段
   と、 を含み、 前記画像生成手段は、 前記前景用の仮想３次元空間の演算結果に基づき、前景
   画像を各分割ディスプレイ毎に生成する前景画像生成手
   段と、 予め背景画像用のデータが各分割ディスプレイに対応し
   て記憶され、前記背景画像読出指令に基づき対応する背
   景画像を各分割ディスプレイ毎に生成する背景画像生成
   手段と、 前記各前景画像と背景画像とを合成し、各分割ディスプ
   レイ用の分割表示画像を生成する画像合成手段と、 を含み、 前記前景画像生成手段は、 前記仮想３次元空間内に、前記各分割ディスプレイに対
   応した複数の分担表示領域を前記視点位置、視点方向を
   もつ共通の視点座標系に基づき設定し、各分担表示領域
   内の３次元オブジェクトを、視点座標系の各分担表示領
   域用投影面に透視投影変換し、各分割ディスプレイ用の
   分割表示画像を生成するよう形成されたことを特徴とす
   る疑似３次元画像生成装置。
4. 【請求項４】 請求項３のいずれかにおいて、 前記背景画像生成手段は、 請求項１または２の方法を用い、ポリゴンの組み合わせ
   で表現された３次元オブジェクトが設定された背景用の
   仮想３次元空間から、各分割ディスプレイ用の背景画像
   用のデータを予め作成し記憶するよう形成され、 前記背景画像読出指令に基づき対応する背景画像を各分
   割ディスプレイ毎に生成することを特徴とする疑似３次
   元画像生成装置。
5. 【請求項５】 請求項１において、 前記分割表示画像生成工程では、 前記各分担表示領域用投影面を面一に設定し、各分割デ
   ィスプレイ用の分割表示画像を生成するよう形成された
   ことを特徴とする疑似３次元画像生成方法。
6. 【請求項６】 請求項２〜４のいずれかにおいて、 前記画像生成手段は、 前記各分担表示領域用投影面を面一に設定し、各分割デ
   ィスプレイ用の分割表示画像を生成するよう形成された
   ことを特徴とする疑似３次元画像生成装置。
7. 【請求項７】 請求項３〜４、６のいずれかにおいて、 操作者の操作する操作手段を含み、 前記３次元空間演算手段は、 前記操作手段からの入力信号及び所定のプログラムに基
   づき、前記仮想３次元空間を演算することを特徴とする
   疑似３次元画像生成装置。
8. 【請求項８】 請求項３〜４、６、７のいずれかの疑似
   ３次元画像生成装置を用いて形成されたことを特徴とす
   るゲーム装置。