JPH09259303A - シミュレーション装置及び衝突判定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 少ない演算負荷で仮想３次元空間に存在する
複雑な地形障害物との衝突判定を行う。 【解決手段】 衝突判定用地形データを記憶する衝突判
定用地形データ記憶部１６０及び移動物に設けた衝突判
定用の少なくとも１つのヒットチェックポイントと地形
オブジェクトとの衝突判定を行う衝突判定部１５０を備
え、衝突判定部１５０は、ヒットチェックポイントを含
み第三の座標軸と平行な直線が前記地形オブジェクトを
構成するポリゴンと交わるヒットチェックポイント判定
点を含むポリゴンを検出する判定対象ポリゴン検出部１
５２及びヒットチェックポイント判定点の第三の座標軸
の値を演算する高さ演算部１５６を有し、ヒットチェッ
クポイントと、ヒットチェックポイント判定点との第三
の座標軸の値の大小関係に基づき、衝突判定を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシミュレーション装
置及び衝突判定方法に関し、特に移動物と他のオブジェ
クトの衝突判定を行うシミュレーション装置及び衝突判
定方法に関する。

【０００２】

【背景の技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、ディスプレイ上に表示されるゲーム画面を見なが
ら、仮想３次元ゲーム空間内で、プレーヤがプレーヤ移
動体等を操縦するゲーム装置が知られている。この様な
ゲーム装置ではプレーヤ移動体が他の移動体や建造物、
壁等の障害物に衝突したときのゲーム演出を行うため
に、障害物との衝突判定を行う必要がある。この種のゲ
ームでは、前記障害物との衝突判定をどのようにして行
うかがゲームの面白さを左右する重要な要因となるた
め、正確な衝突判定が必要である。

【０００３】この様な衝突判定は、プレーヤ移動体が２
次元的に移動するドライブゲーム等では容易である。す
なわちこの様なゲームでは、衝突判定において高さが問
題になる場合はまれで、通常はコースの両側に存在する
障害物や、前後左右を通行する他のレーシングカーとの
衝突判定を２次元的に行えばよいため、判定対象は極め
て限定されたものとなる。

【０００４】しかし、プレーヤ移動体が飛行機等の３次
元空間を自由に飛行する移動物である場合、その移動経
路はほぼ無限に設定出来る。すなわち、３次元空間内に
存在する障害物は多数存在し、正確な衝突判定を行うた
めには、各障害物との間で前後左右上下の３次元的な衝
突判定が必要となるため、ＣＰＵの演算負荷が飛躍的に
増大する。

【０００５】従って、戦闘機等を操縦する飛行ゲームは
数多く存在するが、ミサイル等で敵機を攻撃することを
ゲームの主目的としたものしかなかった。すなわち、該
ゲーム空間に飛行の障害となるような複雑な地形や障害
物等が設定されおり、このような複雑な地形や障害物の
との衝突をさけながら飛行すること自体の面白さを追求
したものは無かった。

【０００６】本発明はこの様な課題に鑑みてなされたも
のであり、少ない演算負荷で仮想３次元空間に存在する
複雑な地形や障害物との３次元的な衝突判定が可能なシ
ミュレーション装置及び衝突判定方法を提供することで
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、仮想
３次元空間内を移動する移動物と前記仮想３次元空間内
に存在する地形又は建造物をポリゴンで構成した地形オ
ブジェクトとの衝突演算を行うシミュレーション装置で
あって、前記移動物の移動位置、または移動位置を決定
するための移動条件を入力する入力手段と、前記地形オ
ブジェクトを構成するポリゴンの頂点座標を含む衝突判
定用地形データを記憶する衝突判定用地形データ記憶手
段と、前記移動物に設けた衝突判定用の少なくとも１つ
のヒットチェックポイントと前記地形オブジェクトとの
衝突判定を行う衝突判定手段と、前記衝突判定手段の判
定結果に基づき、表示部に表示する前記仮想３次元空間
のシミュレーション画面を合成する画像合成手段とを含
み、前記衝突判定手段は、前記ヒットチェックポイント
を含み第三の座標軸と平行な直線が前記地形オブジェク
トを構成するポリゴンと交わるヒットチェックポイント
判定点を含むポリゴンを検出する判定対象ポリゴン検出
手段と、前記ヒットチェックポイント判定点の第三の座
標軸の値を演算する第三座標軸値演算手段とを含み、前
記ヒットチェックポイントと、前記ヒットチェックポイ
ント判定点の第三の座標軸の値の大小関係に基づき衝突
判定を行うことを特徴とする。

【０００８】請求項５の発明は、仮想３次元空間内を移
動する移動物と前記仮想３次元空間内に存在する地形又
は建造物をポリゴンで構成した地形オブジェクトとの衝
突を判定する方法であって、予め記憶された前記地形オ
ブジェクトを構成するポリゴンの頂点座標を含む衝突判
定用地形データを用いて、前記移動物に設けた衝突判定
用の少なくとも１つのヒットチェックポイントと前記地
形オブジェクトとの衝突判定を行う衝突判定ステップを
含み、前記衝突判定ステップは、前記ヒットチェックポ
イントを含み第三の座標軸と平行な直線が前記地形オブ
ジェクトを構成するポリゴンと交わるヒットチェックポ
イント判定点を含むポリゴンを検出する判定対象ポリゴ
ン検出ステップと、前記判定対象ポリゴン検出ステップ
において検出されたポリゴン上のヒットチェックポイン
ト判定点の第三の座標軸の値を演算する第三座標軸値演
算ステップと、前記ヒットチェックポイントと、前記ヒ
ットチェックポイント判定点の第三の座標軸の値の大小
関係に基づき衝突判定を行うステップと、を含むことを
特徴とする。

【０００９】移動物とは、移動するものであれば形状の
大小は問わず飛行機や弾丸でもよいし、単なる点でもよ
い。また、移動位置を入力するとは、例えば移動オブジ
ェクトが飛行機等の乗り物である場合は、それを操縦す
ることを言う。また、移動条件を入力するとは、例えば
シューティングゲーム等で弾丸を発射する場合を含む。

【００１０】地形オブジェクトとは、移動物が衝突する
可能性のあるポリゴンで構成された地形及び建造物等の
集合を指す。

【００１１】前記移動物と地形オブジェクトの衝突判定
を行うためには、地形オブジェクトを特定するためのデ
ータが必要であるため、衝突判定用地形データ記憶手段
には、前記地形オブジェクトを構成するポリゴンの頂点
座標を含むデータが記憶されている。

【００１２】衝突判定においては、前記移動物の一部が
前記地形オブジェクトに接触した場合も衝突を検出しな
ければならないため、厳密には移動物を構成するポリゴ
ンの全ての面について、前記地形オブジェクトとの衝突
判定を行う必要がある。しかしこの様にすると演算負荷
が増大するため、本発明では移動物の形状に応じて少な
くとも１つのヒットチェックポイントを設け、これらの
ヒットチェックポイントについて衝突を判定し、いずれ
かのヒットチェックポイントが衝突していたら衝突と判
定することで、リアリティを損なわない衝突判定を行っ
ている。

【００１３】また、第一の座標軸、第二の座標軸、第三
の座標軸とは、仮想３次元空間内における位置を表すた
めに用いる３つの座標軸をさし、第一の座標軸の値、第
二の座標軸の値、第三の座標軸の値とは、それぞれ第一
の座標軸方向、第二の座標軸方向、第三の座標軸方向の
成分をさす。例えば、第一の座標軸、第二の座標軸、第
三の座標軸をそれぞれＸ軸、Ｚ軸、Ｙ軸とした場合に
は、座標の第一の座標軸の値、第二の座標軸の値、第三
の座標軸の値とはそれぞれ当該座標のＸ座標、Ｚ座標、
Ｙ座標をさす。

【００１４】本発明の衝突判定は、まず、前記ヒットチ
ェックポイントを含み第三の座標軸と平行な直線が前記
地形オブジェクトを構成するポリゴンと交わるヒットチ
ェックポイント判定点を含むポリゴンを検出している。
そして、該ポリゴンと前記直線の交点であるヒットチェ
ックポイント判定点の第三の座標軸の値を演算し、前記
ヒットチェックポイントとの第三の座標軸の値の大小を
比較することにより衝突判定を行っている。

【００１５】この様にすることにより、第一の座標軸の
値及び第二の座標軸の値に基づき判定対象となるポリゴ
ンを検出し、該ポリゴンのヒットチェックポイント判定
点についてのみ第三の座標軸の値の大小を比較すること
で、全てのポリゴンについての衝突を判断することが出
来る。従って、すべてのポリゴンについて、その頂点座
標の第一の座標軸の値、第二の座標軸の値及び第三の座
標軸の値に基づき衝突判定を行う場合に比べて、衝突判
定時の演算量が少なくてすむ。

【００１６】従って特に、２つの座標軸で決定される平
面方向に広がりをもつ地形オブジェクトとの３次元的な
衝突判定を効率よく行うことが出来、衝突判定時のＣＰ
Ｕの演算負荷を軽減することが出来る。

【００１７】また、本発明の手法は複雑な形状の地形で
あっても適用出来るため、所望の地形オブジェクトを作
成することが出来る。

【００１８】またこの様にすると、入力された移動位置
又は移動条件によって決定される移動オブジェクトの衝
突演算のデータ量及び演算負荷を軽減し、衝突結果を反
映したシミュレーション画面を表示することが出来る。

【００１９】さらに請求項１において、前記衝突判定用
地形データ記憶手段は、各頂点毎に隣あう全ての頂点を
特定するための情報及び該頂点を有する全てのポリゴン
を特定するための情報を有するよう構成され、前記判定
対象ポリゴン検出手段は、前記ヒットチェックポイント
の第一の座標軸及び第二の座標軸の値に基づき、前記地
形オブジェクトを構成するポリゴンの頂点を選択し、前
記選択した頂点と該頂点の隣り合う頂点とを結ぶ稜線の
第一の座標軸及び第二の座標軸で決定される平面上にお
ける所定軸に対する角度に基づき、前記ヒットチェック
ポイント判定点を有するポリゴンを検出するよう構成し
てもよい。

【００２０】また請求項５において、前記衝突判定用地
形データは、各頂点毎に隣あう全ての頂点を特定するた
めの情報及び該頂点を有する全てのポリゴンを特定する
ための情報を有するよう構成され、前記判定対象ポリゴ
ン検出ステップにおいて、前記ヒットチェックポイント
の第一の座標軸及び第二の座標軸の値に基づき、前記地
形オブジェクトを構成するポリゴンの頂点を選択し、前
記選択した頂点と該頂点の隣り合う頂点とを結ぶ稜線の
第一の座標軸及び第二の座標軸で決定される平面上にお
ける所定軸に対する角度に基づき、前記ヒットチェック
ポイント判定点を有するポリゴンを検出するよう構成し
てもよい。

【００２１】すなわち、ヒットチェックポイントと前記
頂点を結ぶ線がどの稜線の間にあるかを、それぞれの稜
線の所定軸に対する角度に基づき判定して、その稜線の
間にあるポリゴンを検出する。例えば、第一の座標軸の
値及び第二の座標軸の値で決定される距離が近い頂点を
選択すると、その頂点の隣り合う頂点及びヒットチェッ
クポイントの座標の第一の座標軸の値及び第二の座標軸
の値からｔａｎθ等の角度情報を求め、それらを比較す
ることによって該頂点を含むポリゴンが判定対象ポリゴ
ンであるか否かを判定することが出来る。

【００２２】以上のようにして、各頂点座標とヒットチ
ェックポイントの第一の座標軸の値及び第二の座標軸の
値のみから効率的に、ヒットチェックポイント判定点を
有するポリゴンを検出することが出来、衝突判定時のＣ
ＰＵの演算負荷を軽減することが出来る。

【００２３】さらに、前記衝突判定用地形データ記憶手
段は、ポリゴンの頂点の第一の座標軸の値及び第二の座
標軸の値を基準単位の整数倍として記憶し、前記判定対
象ポリゴン検出手段は、前記稜線を表すベクトルの第一
の座標軸の成分及び第二の座標軸の成分の組み合わせに
対応する前記稜線の第一の座標軸及び第二の座標軸で決
定される平面上における所定軸に対する角度を表すデー
タを記憶した角度テーブル記憶手段をさらに有し、前記
選択した頂点と該頂点の隣り合う頂点とを結ぶ稜線を表
すベクトルの第一の座標軸の成分及び第二の座標軸の成
分に基づき前記角度テーブル記憶手段に記憶された角度
を表すデータを読み出すよう構成してもよい。

【００２４】また、前記衝突判定用地形データは、ポリ
ゴンの頂点の第一の座標軸の値及び第二の座標軸の値を
基準単位の整数倍として記憶され、前記判定対象ポリゴ
ン検出ステップにおいて、前記稜線を表すベクトルの第
一の座標軸の成分及び第二の座標軸の成分の組み合わせ
に対応する、前記稜線の第一の座標軸及び第二の座標軸
で決定される平面上における所定軸に対する角度を表す
データが記憶された角度テーブルを用い、前記選択した
頂点と該頂点の隣り合う頂点とを結ぶ稜線を表すベクト
ルの第一の座標軸の成分及び第二の座標軸の成分に基づ
き前記角度テーブルに記憶された角度を表すデータを読
み出すよう構成してもよい。

【００２５】衝突判定用地形データの、ポリゴンの頂点
の第一の座標軸の値及び第二の座標軸の値を基準単位の
整数倍として記憶することにより、選択された頂点と、
その頂点に隣り合う頂点の座標の第一の座標軸の成分及
び第二の座標軸の成分は常に整数比で表される。そこで
これらの整数比に対応する角度情報（例えばｔａｎθに
対応する角度θ）を予め角度テーブル記憶手段に格納し
ておくことにより、衝突判定時のＣＰＵの演算負荷を軽
減することが出来る。

【００２６】請求項２の発明は、請求項１において、前
記衝突判定用地形データ記憶手段は、前記地形オブジェ
クトを構成するポリゴンに対して該ポリゴンを含む平面
の第一の座標軸及び第二の座標軸方向に対する第三の座
標軸方向の傾きを表すデータを含んで記憶するよう構成
され、前記第三座標軸値演算手段は、前記ヒットチェッ
クポイント判定点の第三座標軸の値を、前記衝突判定用
地形データ記憶手段に記憶された該ポリゴンを含む平面
の第一の座標軸及び第二の座標軸方向に対する第三の座
標方向の傾きを表すデータに基づき演算することを特徴
とする。

【００２７】請求項６の発明は、請求項５において、前
記衝突判定用地形データは、前記地形オブジェクトを構
成するポリゴンに対して該ポリゴンを含む平面の第一の
座標軸及び第二の座標軸方向に対する第三の座標軸方向
の傾きを表すデータを含むよう構成され、前記第三座標
軸値演算ステップは、前記ヒットチェックポイント判定
点の第三座標軸の値を、前記衝突判定用地形データ記憶
手段に記憶された該ポリゴンを含む平面の第一の座標軸
及び第二の座標軸方向に対する第三の座標軸方向の傾き
を表すデータに基づき演算することを特徴とする。

【００２８】ここにおいて、各ポリゴンを含む平面の第
一の座標軸方向に対する第三の座標軸方向の傾きとは、
前記ポリゴンを含む平面と前記第一座標軸及び第三座標
軸を含む平面との交線の傾きを示している。また、各ポ
リゴンを含む平面の第二の座標軸方向に対する第三の座
標軸方向の傾きとは、前記ポリゴンを含む平面と前記第
二座標軸及び第三座標軸を含む平面との交線の傾きを示
している。

【００２９】この様に、地形オブジェクトを構成するポ
リゴンの各ポリゴンを含む平面の第一の座標軸及び第二
の座標軸方向に対する第三の座標軸方向の傾きを表すデ
ータを、予め衝突判定用地形データに含んで記憶させて
おくことにより、前記ヒットチェックポイント判定点の
第三の座標軸の値を、簡単な演算で求めることが出来
る。すなわち、判定対象ポリゴンの頂点と前記ヒットチ
ェックポイントの第一座標軸の値及び第二座標軸の値の
差と前記傾きを表すデータとの乗算及びそれらの加算と
いう簡単な演算で前記ヒットチェックポイント判定点の
第三の座標軸の値を求めることが出来る。従って、衝突
判定時のＣＰＵの演算負荷を軽減することが出来る。

【００３０】請求項３の発明は、請求項１、２のいずれ
かにおいて、前記地形オブジェクトは、第三の座標軸方
向に積層した複数のレイヤーを持つよう構成され、前記
衝突判定用地形データ記憶手段は、前記複数のレイヤー
毎に衝突判定用地形データを有し、さらに各レイヤーと
ヒットチェックポイントの第三の座標軸方向の大小関係
と衝突の有無の関係を表すレイヤー属性データを含んで
記憶するよう構成され、前記衝突判定手段は、前記レイ
ヤー毎に、該レイヤーの地形オブジェクトを構成するポ
リゴンであって、前記ヒットチェックポイントの第一の
座標軸の値及び第二の座標軸の値と等しい第一の座標軸
の値及び第二の座標軸の値をもつ点であるヒットチェッ
クポイント判定点を有するポリゴンを検出し、前記各レ
イヤー毎にヒットチェックポイント判定点の第三の座標
軸の値を演算し、前記各レイヤー毎のヒットチェックポ
イント判定点の第三の座標軸の値、ヒットチェックポイ
ントの第三の座標軸の値、及びレイヤー属性データとに
基づき衝突判定を行うことを特徴とする。

【００３１】請求項７の発明は、請求項５、６のいずれ
かにおいて、前記地形オブジェクトは、第三の座標軸方
向に積層した複数のレイヤーを持つよう構成され、前記
衝突判定用地形データにおいて、前記複数のレイヤー毎
に衝突判定用地形データを有し、さらに各レイヤーとヒ
ットチェックポイントの第三の座標軸方向の大小関係と
衝突の有無の関係を表すレイヤー属性データを含むよう
構成され、前記衝突判定ステップは、前記レイヤー毎
に、該レイヤーの地形オブジェクトを構成するポリゴン
であって、前記ヒットチェックポイントの第一の座標軸
の値及び第二の座標軸の値と等しい第一の座標軸の値及
び第二の座標軸の値をもつ点であるヒットチェックポイ
ント判定点を有するポリゴンを検出し、前記各レイヤー
毎にヒットチェックポイント判定点の第三の座標軸の値
を演算し、前記各レイヤー毎のヒットチェックポイント
判定点の第三の座標軸の値、ヒットチェックポイントの
第三の座標軸の値、及びレイヤー属性データとに基づき
衝突判定を行うことを特徴とする。

【００３２】本発明のように、第三の座標軸方向に積層
した複数のレイヤーを持つ場合には、ヒットチェックポ
イントと当該レイヤーのヒットチェックポイント判定点
との位置関係と衝突の有無の関係が各レイヤー毎に異な
る可能性があるため、各レイヤー毎に前記関係を表すデ
ータが必要となる。従って本発明では、この様なデータ
をレイヤー属性データとして記憶させておく。この様に
すると、ヒットチェックポイントと当該レイヤーのヒッ
トチェックポイント判定点の第三の座標軸の値と当該レ
イヤーのレイヤー属性データに基づき、各レイヤーとの
衝突を判定することが出来る。

【００３３】この様にすると、地形が第三の座標軸方向
に積層している場合であっても、請求項１、請求項２の
各手段又は請求項５、請求項６の各ステップを用いて衝
突判定を行うことができ、衝突判定時のＣＰＵの演算負
荷を軽減することが出来る。

【００３４】例えば山にトンネルが通っている場合、こ
の部分の地形を第一座標軸及び第二座標軸を含む平面に
平行投影すると、山の地表面の層とトンネルの天井を含
む部分の層とトンネルの床を含む部分の層が第三の座標
軸方向に積層しており、各層を構成するポリゴンが、該
投影面で重なることになる。従って、各層にヒットチェ
ックポイント判定点を含むポリゴンが存在する可能性が
あり、これら積層した各層の内容（山の地表面の層とト
ンネルの天井を含む部分の層とトンネルの床を含む部分
の層等）に応じて、前記各ヒットチェックポイント判定
点との位置関係を判断する必要がある。この様な場合、
前記３つの層をレイヤーの異なる地形オブジェクトとし
て、各層の地形オブジェクトの衝突判定用地形データを
レイヤー別に記憶させておき、衝突判定を行うとよい。

【００３５】この場合、山の地表面やトンネルの床と衝
突判定を行う場合であれば、ヒットチェックポイント
が、地表面やトンネルの床より下にあれば衝突している
と判定することが出来るため、山の地表面やトンネルの
床を構成するレイヤーは、ヒットチェックポイントがヒ
ットチェックポイント判定点より小であれば衝突してい
る旨のレイヤー属性データを有することになる。また、
トンネルの天井と衝突判定を行う場合であれば、ヒット
チェックポイントが、トンネルの天井より上にあれば衝
突していると判定することが出来るため、トンネルの天
井を構成するレイヤーは、ヒットチェックポイントがヒ
ットチェックポイント判定点より大であれば衝突してい
る旨のレイヤー属性データを有することになる。

【００３６】請求項４の発明は、請求項３において、前
記衝突判定用地形データ記憶手段は、同一のレイヤー内
では、各レイヤー属性データが一意的であるデータとし
て記憶し、前記衝突判定手段は、ヒットチェックポイン
トの第三の座標軸の値と該軸の双方向に最も近接する第
三の座標軸の値を有するヒットチェックポイント判定点
を有するポリゴンを含む各レイヤーを検出し、検出され
た各レイヤーのヒットチェックポイント判定点の第三の
座標軸の値、ヒットチェックポイントの第三の座標軸の
値、及び検出されたレイヤーのレイヤー属性データとに
基づき衝突判定を行うことを特徴とする。

【００３７】請求項８の発明は、請求項７において、前
記衝突判定用地形データは、同一のレイヤー内では、各
レイヤー属性データが一意的であるデータとして構成さ
れ、前記衝突判定ステップにおいて、ヒットチェックポ
イントの第三の座標軸の値と該軸の双方向に最も近接す
る第三の座標軸の値を有するヒットチェックポイント判
定点を有するポリゴンを含む各レイヤーを検出し、検出
された各レイヤーのヒットチェックポイント判定点の第
三の座標軸の値、ヒットチェックポイントの第三の座標
軸の値、及び検出されたレイヤーのレイヤー属性データ
とに基づき衝突判定を行うことを特徴とする。

【００３８】この様にすると、複雑かつ複数の地形が第
三の座標軸方向に積層している場合であっても、簡単な
大小判断で衝突判定を行うことができる。すなわち、同
一のレイヤー内ではレイヤー属性は常に一意的になるよ
うに構成されているため、ヒットチェックポイントと第
三の座標軸の双方向に最も近接するレイヤーを検出し、
これらのレイヤーに属するヒットチェックポイント判定
点の大小判断と、これらのレイヤーのレイヤー属性デー
タに基づき衝突判定を行うことができる。従って、衝突
判定時のＣＰＵの演算負荷を軽減することが出来る。

【００３９】

【発明の実施の形態】本発明の好適な実施の形態を、人
力飛行機に乗り３次元ゲーム空間内を自由に飛行するゲ
ーム装置を例にとり説明する。

【００４０】図１には実施の形態のゲーム装置の外観図
が示されている。実施の形態のゲーム装置１０は、ほぼ
Ｌ字状に形成されたハウジング７０上に、操作部２０
と、ディスプレイ６０とが配置されている。

【００４１】前記操作部２０は、人力飛行機の操縦席を
イメージして形成されており、プレーヤＰがサドル５０
に座り、ハンドル３０を両手で操作し人力飛行機を操作
し、さらにペダル４０をこぎながら人力飛行機の推力を
入力するように構成されている。

【００４２】前記ディスプレイ６０は、サドル５０に座
ったプレーヤＰの正面に位置するように配置され、ここ
に３次元ゲーム空間内を人力飛行機が飛行するゲーム画
面２００が表示される。

【００４３】図２５には当該ゲーム装置１０のディスプ
レイ６０に表示されるゲーム画面の一例２００が示され
ている。プレーヤＰが前記操作部２０を操作することに
より、ゲーム画面上の人力飛行機２１０に乗った仮想プ
レーヤ２２０は、該ゲーム画面に示されるゲームステー
ジの仮想３次元空間内の飛行を行う。該空間内にはポイ
ントバルーン２３０と呼ばれる風船のようなオブジェク
トが配置されており、仮想プレーヤが乗った人力飛行機
２１０がこのポイントバルーン２３０に接触すると、ポ
イントバルーン２３０にかかれたポイントが得られる。
プレーヤＰは、この様にしてポイントを獲得しながらゴ
ールをめざす。但し、制限時間内に所定の得点をとって
ゴールに到着することがそのゲームステージをクリアす
る条件である。そして前記ゲームステージをクリアする
と、難易度の高い新たなゲームステージに進むことがで
きるよう構成されている。

【００４４】前記各ステージの仮想３次元空間内には建
造物や山、洞窟等の複雑な地形が設定されており、人力
飛行機２１０に乗った仮想プレーヤ２２０は、前記建造
物や山、洞窟の壁等の障害物を避けながら飛行しなけれ
ばならない。

【００４５】従って、リアリティに富んだゲーム演出を
行うためには、これらの障害物と正確な衝突判定を行う
ことが重要な要因となる。しかし、この様に３次元空間
を自由に飛行する人力飛行機２１０と、３次元空間内を
構成する建造物や山、洞窟等の複雑な地形と、正確な衝
突判定を行うためには、当該複雑な地形の形状を正確に
反映した衝突判定が必要となり、ＣＰＵの演算負荷が飛
躍的に増大する。

【００４６】そこで本ゲーム装置１０では、このような
ＣＰＵの演算負荷を軽減するために衝突判定用の独自の
構成の地形データを予め作成し、独自のアルゴリズムで
効率的な衝突判定を行っている。

【００４７】図２には、前記ゲーム装置１０の、機能ブ
ロック図が示されている。

【００４８】実施の形態の業務用ビデオゲーム装置１０
は、操作部２０と、ゲーム空間演算部１００と、表示部
８０とを含む。操作部２０は、図１に示すハンドル３
０、ペダル４０等のプレーヤの操作する部材である。前
記ゲーム空間演算部１００は、空間演算部１１０、空間
情報記憶部１２０、画像合成部１３０と、オブジェクト
画像情報記憶部１４０、衝突判定部１５０、衝突判定用
地形データ記憶部１６０とを含む。前記表示部８０は、
前記ディスプレイ６０を用いて構成されている。

【００４９】前記空間情報記憶部１２０には、ゲームス
テージ上に配置される各表示物（人力飛行機２１０に乗
った仮想プレーヤ２２０やポイントバルーン２３０等の
移動物と、トンネル、壁、ビル、立木、洞窟、山等の固
定物）の位置情報及び方向情報が記憶されている。

【００５０】図３は、移動物である人力飛行機２１０に
乗った仮想プレーヤ２２０（以下人力飛行機２１０とい
う）の位置及び姿勢と、位置情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）及び方
向情報（θ，φ，ρ）との関係を示す図である。同図に
示すように、本ゲーム装置１０では、各表示物の基準点
ＫＰの位置情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）及び方向情報（θ，φ，
ρ）が仮想的なゲームステージ（オブジェクト空間）に
設けられたワールド座標系（Ｘｗ，Ｙｗ，Ｚｗ）におけ
る位置座標及び角度として記憶されて、ゲームステージ
が構築されている。

【００５１】こうして設定された各表示物の基準点ＫＰ
の位置情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）及び方向情報（θ，φ，ρ）
は図４に示すようにして空間情報記憶部１２０に記憶さ
れる。すなわち、空間情報記憶部１２０にはｉ＋１個の
オブジェクトの基準点ＫＰの位置情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）及
び方向情報（θ，φ，ρ）が、各表示物に割り当てられ
たオブジェクトナンバーＯＢとともに記憶されている。
ここで、特に、オブジェクトナンバーＯＢ０には人力飛
行機２１０の本体を表すオブジェクトが割り当てられ、
オブジェクトナンバーＯＢ１、ＯＢ２、ＯＢ３はそれぞ
れトンネル、壁、ビル、立木、洞窟、山やその他のオブ
ジェクトが割り当てられている。

【００５２】空間演算部１１０は、ＣＰＵ、メモリ等を
用いて構成されており、前記操作部２０からの操作信号
および所定のゲームプログラムに基づき、人力飛行機２
１０が仮想３次元空間内を飛行し、ポイントバルーン２
３０をとる演算を行い、その演算結果を画像合成部１３
０へ向け出力するものである。

【００５３】また、前記空間演算部１１０は、上記のよ
うにして記憶されるゲームステージにおける人力飛行機
２１０の位置情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）及び方向情報（θ，
φ，ρ）を、前記操作部２０によって入力される操作信
号やゲームプログラム等に従って、所定の時間毎に、１
／６０秒毎に書き換えて更新する。例えば、人力飛行機
２１０がゲームステージ上をワールド座標のＸ軸方向に
姿勢を変えずに移動する様子は、前記空間情報記憶部１
２０に記憶された該当するオブジェクトナンバーととも
に記憶されている位置情報のＸ座標を、前記空間演算部
１１０が移動速度に応じた所定の増分で変更記憶するこ
とで表現される。こうして、ゲームステージにおいて人
力飛行機２１０が刻々と位置及び方向（姿勢）を変化さ
せていく状況を容易に演出することができる。

【００５４】ところで、この様にゲームステージ内にお
いて人力飛行機２１０が刻々と位置及び方向を変化させ
ていく状況をゲーム画面に表示するためにはどの位置か
ら見た画像を表示するのかという視点位置や視線方向、
視野角等の視点情報が必要となる。

【００５５】本実施の形態では、人力飛行機２１０に乗
った仮想プレーヤ２２０の視点位置で画像を表示する１
人称の視点表示と、人力飛行機２１０を後方から追従す
る視点位置で画像を表示する３人称の視点表示を選択出
来るように形成されている。この様な視点情報は空間演
算部１１０が演算する人力飛行機２１０の位置情報
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）及び方向情報（θ，φ，ρ）に基づき決
定される。

【００５６】この様な視点情報等を含むフレーム情報も
前記空間情報記憶部１２０に記憶されている。このフレ
ーム情報も前記人力飛行機２１０の位置情報（Ｘ，Ｙ，
Ｚ）及び方向情報（θ，φ，ρ）に基づき空間演算部１
１０によって所定時間毎に更新される。この様にして、
ゲーム画面には、移動する視点位置からみえる仮想３次
元空間を表示した画像がリアルタイムに表示される。

【００５７】次に、画像合成部１３０とオブジェクト画
像情報記憶部１４０の画像合成の機能について詳しく説
明する。

【００５８】前記オブジェクト画像情報記憶部１４０
は、ゲームステージに登場する各表示物の形状及び外観
にかかる情報を記憶するものであり、図示しないポリゴ
ン情報記憶部とテクスチャ情報記憶部とを含んでいる。
すなわち、本ゲーム装置１０においては、各表示物はポ
リゴンの組み合わせによってモデリングされていて、各
ポリゴンにはそれぞれの表示物の外観を表すテクスチャ
がマッピングされる。

【００５９】前記ポリゴン情報記憶部１４２には、各表
示物の形状を表す情報として、該表示物を構成する各ポ
リゴンの頂点座標と、それぞれのポリゴンにマッピング
するテクスチャ情報を読み出す情報とが対応して記憶さ
れる。前記頂点座標は各表示物にそれぞれ設けられた座
標系（ボディ座標系）における各頂点の位置座標として
記憶されている。

【００６０】前記テクスチャ情報記憶部１４４には、こ
れらのポリゴンにマッピングするテクスチャのテクスチ
ャ情報が記憶される。ここで、テクスチャ情報とは表示
物の表面の色や模様等の情報を意味する。

【００６１】また、前記画像合成部１３０では、前記空
間情報記憶部１２０及び前記オブジェクト画像情報記憶
部１４０に記憶される情報に従ってゲームステージの情
景を表す画像を合成する。具体的には、先ず初めに、図
５に示すように表示物３００を構成するポリゴンを、ワ
ールド座標系（Ｘｗ，Ｙｗ，Ｚｗ）で表現されるゲーム
ステージ上に配置するための演算を行う。すなわち、前
記オブジェクト画像情報記憶部１４０のポリゴン情報記
憶部１４２には、表示物を構成するポリゴンの位置情報
がボディ座標系における座標情報として記憶されてい
る。前記画像合成部１３０は、これを前記空間情報記憶
部１２０に記憶される位置情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）及び方向
情報（θ，φ，ρ）に基づいて、平行移動、回転、反
転、拡大、縮小等の３次元座標変換を施し、ワールド座
標系（Ｘｗ，Ｙｗ，Ｚｗ）での位置座標に変換してい
る。次に、各表示物についてそれを構成するポリゴンを
所与の視点を基準とした視点座標系（Ｘｖ，Ｙｖ，Ｚ
ｖ）へ座標変換する処理を行う。その後、クリッピング
処理等を施し、スクリーン座標系（Ｘｓ，Ｙｓ）への透
視投影変換処理を行う。そして、こうして得られたスク
リーン座標系（Ｘｓ，Ｙｓ）での画像情報に基づいて前
記表示部８０はゲーム空間の所定の範囲を画像表示出力
する。

【００６２】次に、衝突判定を行う機能について説明す
る。

【００６３】本ゲーム装置１０は、人力飛行機２１０
と、建造物や山、洞窟等の複雑な地形オブジェクトとの
衝突判定を行う。これらはいずれもポリゴンオブジェク
トとして構成されているため、正確な衝突判定を行うた
めには、人力飛行機２１０を構成する全てのポリゴン
と、地形オブジェクトを構成する全てのポリゴンとで、
衝突の判定をする必要がある。

【００６４】しかし、人力飛行機２１０を表す全てのポ
リゴンについて衝突判定を行うのは、データ量及び演算
負荷の増大をもたらすので、本ゲーム装置１０では、所
定のヒットチェックポイントについて、衝突判定を行う
よう構成されている。

【００６５】図６（Ａ）〜（Ｃ）は、本実施の形態の人
力飛行機２１０に乗った仮想プレーヤ２２０の所定ヒッ
トチェックポイントを表したポリゴン図である。同図
（Ａ）は、人力飛行機２１０に乗った仮想プレーヤ２２
０の側面図を、同図（Ｂ）は正面図を、同図（Ｃ）平面
図を表している。同図に示すように、本実施の形態の人
力飛行機２１０に乗った仮想プレーヤ２２０には６つの
ヒットチェックポイントＰ１〜Ｐ６が設けてある。この
ヒットチェックポイントＰ１〜Ｐ６は、人力飛行機２１
０に乗った仮想プレーヤ２２０の形状に基づき、最も効
率的かつリアリティを損なわないように設定された点で
あり、いずれかのヒットチェックポイントＰ１〜Ｐ６が
地形オブジェクトに衝突すれば、衝突していると判定さ
れる。

【００６６】このようなヒットチェックポイントＰ１〜
Ｐ６の設定を行っているのが空間演算部１１０のヒット
チェックポイント設定部１１２である。すなわち、ヒッ
トチェックポイント設定部１１２の図示しない記憶エリ
アには、所定のヒットチェックポイントＰ１〜Ｐ６が、
人力飛行機２１０の基準点を原点とするボディ座標系に
おける位置座標として記憶されている。衝突判定はワー
ルド座標系の位置データで行うため、ヒットチェックポ
イント設定部１１２は、所定時間毎にヒットチェックポ
イントＰ１〜Ｐ６のデータをワールド座標系における位
置座標に変換して、衝突判定部１５０に渡す。ここにお
いて、ヒットチェックポイント設定部１１２は、空間情
報記憶部１２０に記憶されている人力飛行機２１０の位
置情報及び方向情報を読み出して、ボディ座標系におけ
る位置座標として記憶されているヒットチェックポイン
トの座標変換を行う。

【００６７】この様にしてワールド座標系における位置
座標に変換されたヒットチェックポイントＰ１〜Ｐ６
と、地形オブジェクトとの衝突判定を行うのが衝突判定
部１５０であり、判定対象ポリゴン検出部１５２と高さ
演算部１５６を含んで構成されている。

【００６８】また、ヒットチェックポイントＰ１〜Ｐ６
と衝突したかどうかの判定対象となる地形オブジェクト
に関するデータを、衝突判定部１５０が効率的な判定を
行えるデータ構成を有する衝突判定用地形データとして
記憶しているのが、衝突判定用地形データ記憶部１６０
である。

【００６９】これら各部の具体的な機能について説明す
る前に、本ゲーム装置１０のゲームステージに登場する
仮想３次元空間の地形オブジェクトについて説明する。

【００７０】（１） 地形オブジェクトの概略 図７は、本ゲーム装置１０のあるゲームステージの仮想
３次元空間４００の地形オブジェクト４１０を構成する
ポリゴンをＸ−Ｚ平面に平行投影した図である。同図に
示すように、本ゲーム装置１０は、仮想３次元空間４０
０を構成する山や谷、建造物等の地形オブジェクトを三
角形と四角形のポリゴンの集合として構成している。な
お、本実施の形態では、通常の部分の地形には、三角形
のポリゴンを使用し、傾きが０（Ｘ−Ｚ平面に平行）の
地形部分のみ四角形のポリゴンを使用することにより、
ポリゴン数を削減すると共に、２種類のポリゴンを使用
することによる処理の複雑化をふせいでいる。

【００７１】また、仮想３次元空間４００は、図７に示
すように、複数のブロックに分割されている。ここにお
いてブロックとは、仮想３次元空間４００をＸ座標、Ｚ
座標の所定単位毎に８×１６に区切った個々の領域であ
るブロックＢ００、Ｂ１０…のことである。

【００７２】図９は、図７のブロックＢ４７を拡大した
ポリゴン図である。各ブロック内は、Ｘ座標、Ｚ座標を
それぞれグリッドという基準単位で区切られている。本
実施の形態では、地形オブジェクト４１０を構成するポ
リゴンの頂点は、グリッド上に配置するよう構成されて
いる。この様に構成することで、各ポリゴンのＸ座標、
Ｚ座標は、単位グリッドの整数倍として表され、後述す
る角度テーブル作成に都合がよいからである。

【００７３】また、本ゲーム装置１０の仮想３次元空間
４００に登場する地形は、地下洞窟やトンネルもある複
雑な構成となっている。従って、例えば山にトンネルが
通っている場合、この部分の地形をＸ−Ｚ平面に平行投
影するとすると、山の地表面の層とトンネルの天井を含
む部分の層とトンネルの床を含む部分の層がＹ軸方向に
積層しており、各層を構成するポリゴンが、該投影面で
重複することになる。従って、本実施の形態では、この
様な場合レイヤーという概念を導入して、前記３つの層
はレイヤーの異なる地形オブジェクトとしている。

【００７４】図１２〜図１５は図７の一部分の領域４２
０のポリゴン図であり、これらを用いてレイヤーの具体
例を説明する。図１２は図７の一部分の領域４２０のポ
リゴン図を拡大した図であり、領域４２０を構成するＹ
軸方向に積層したポリゴンがが重複した状態で表されて
いる図である。図１３〜図１５は、領域４２０を構成す
るポリゴンをレイヤー別に表したポリゴン図である。す
なわち領域４２０には、地下洞窟が存在しており、図１
３は地表面のレイヤーを構成するポリゴン図、図１４は
地下洞窟の天井面のレイヤーを構成するポリゴン図、図
１５は地下洞窟の底面のレイヤーを構成するポリゴン図
を表している。このように、Ｙ軸方向に積層したポリゴ
ンによって地形が構成されている場合、本実施の形態で
は、同一レイヤー内でＹ軸方向に積層したポリゴンが存
在しないよう複数のレイヤーを設けている。

【００７５】（２） 衝突判定の概略 本ゲーム装置１０では、人力飛行機２１０が、図７に示
す地形オブジェクト４１０の合間に浮かぶポイントバル
ーン２３０に接触することにより得点を得るように構成
されているため、人力飛行機２１０は、該地形オブジェ
クト４１０に衝突しないように飛行して、ポイントバル
ーン２３０に接触する必要がある。本ゲーム装置１０の
面白さは、地形オブジェクト４１０に衝突しないように
飛行しながらポイントバルーンに接触することにあるた
め、この様な地形オブジェクト４１０との正確な衝突判
定が必要となる。

【００７６】正確な衝突判定を行うためには、前記ヒッ
トチェックポイントと地形オブジェクト４１０を構成す
る全てのポリゴンと衝突判定を行う必要があるが、この
様な複雑な地形との３次元的な衝突判定を行うには、通
常の方法では膨大な演算が必要となり、ＣＰＵの負荷が
飛躍的に増大し、高性能なＣＰＵでなければリアルタイ
ムの処理は困難である。しかし、高性能なＣＰＵや高速
なメモリを使用するとコストが増加するという問題点が
ある。

【００７７】そこで本願の発明者は、演算負荷の飛躍的
な増大を招くことなく、このような地形オブジェクト４
１０との３次元的な衝突判定を行うアルゴリズムを創作
した。そして、該アルゴリズムに従って、高速に衝突判
定の演算を行うために適した内容及び構成を有する衝突
判定用地形データを作成し、衝突判定用地形データ記憶
部１６０に予め記憶させておく構成を採用した。

【００７８】すなわち、衝突判定は、地形オブジェクト
４１０を構成するポリゴンの頂点座標及び結線情報があ
れば可能であるが、衝突判定時に種々の演算が必要とな
るため、ＣＰＵの処理負担の増大及び処理時間の増大に
つながる。そこで衝突判定時の演算に必要なデータを予
め演算して記憶部に記憶させておくことが好ましい。ま
た、後述するように前記ブロック単位で衝突判定を行っ
ているため、ブロック単位に必要なデータのアクセスが
容易になるようなデータ構造をとることが好ましい。

【００７９】従って、本実施の形態のゲーム装置１０で
は、後述するような衝突判定用地形データを作成し、衝
突判定用地形データ記憶部１６０に記憶している。

【００８０】（３） 衝突判定用地形データの構成 衝突判定用地形データは、レイヤー枚数データ、レイヤ
ー属性データ、頂点情報データ、ポリゴン傾き情報デー
タを含んで構成されており、それぞれ衝突判定用地形デ
ータ記憶部１６０のレイヤー枚数テーブル、レイヤー属
性テーブル、頂点情報テーブル、ポリゴン傾き情報テー
ブルに格納されている。

【００８１】図２２は衝突判定用地形データ７００の構
成を示した図である。本ゲーム装置１０では、図７に示
したような仮想３次元空間４００のゲームステージが４
つ用意されており、それぞれ異なる地形オブジェクト４
１０で構成されている。従って、衝突判定用地形データ
７００は各ゲームステージ毎にそれぞれ別個に形成され
ており、それぞれステージ１データ領域７１０、ステー
ジ２データ領域７１１、ステージ３データ領域７１２、
ステージ４データ領域７１３に格納されている。以下説
明を簡単にするため、ステージ１データ領域７１０に格
納されている衝突判定用地形データ７００について説明
する。

【００８２】３．１ レイヤー枚数データとレイヤー属
性データ 図２２に示すようにレイヤー枚数テーブル７２０とレイ
ヤー属性テーブル７３０は、各ステージに１つづつ形成
されている。

【００８３】レイヤー枚数テーブル７２０とは、ゲーム
ステージの仮想３次元空間の各ブロック毎に、そのブロ
ックが何層（レイヤー）で構成されているのか（レイヤ
ーの枚数）を示すレイヤー枚数データを格納しているテ
ーブルであり、図１６（Ａ）はそのデータ構造を説明す
るための図である。同図に示すように、レイヤー枚数テ
ーブル７２０は８×１６のレイヤー枚数データＬＭＤ０
０〜ＬＭＤ７Ｆで構成されている。そして８×１６の各
レイヤー枚数データＬＭＤ００〜ＬＭＤ７Ｆには、図７
に示す仮想３次元空間４００を構成する８×１６の各ブ
ロックＢ００〜Ｂ７Ｆの層（レイヤー）の枚数を表すデ
ータが記憶されている。例えば、ＬＭＤ００には、ブロ
ックＢ００の層（レイヤー）の枚数を表すデータが記憶
されている。

【００８４】レイヤー属性テーブル７３０とは、ゲーム
ステージの仮想３次元空間の各ブロック毎に、そのブロ
ックがどのような属性を有する層（レイヤー）であるの
かを示すレイヤー属性データを格納しているテーブルで
あり、図１６（Ｂ）はそのデータ構造を説明するための
図である。同図に示すように、レイヤー属性テーブル７
３０は８×１６のレイヤー属性データＬＺＤ００〜ＬＺ
Ｄ７Ｆで構成されている。そして８×１６の各レイヤー
属性データＬＺＤ００〜ＬＺＤ７Ｆには、図７に示す仮
想３次元空間４００を構成する８×１６の各ブロックＢ
００〜Ｂ７Ｆの、層（レイヤー）の属性を表すデータが
記憶されている。例えば、ＬＺＤ００には、ブロックＢ
００の層（レイヤー）の属性を表すデータが記憶されて
いる。

【００８５】ここで、層（レイヤー）の枚数及び属性の
内容について説明する。図１７（Ａ）は地形オブジェク
ト４１０の一連のブロックＢｉｊ〜Ｂｉｊ＋４の仮想的
なＸーＹ断面６００を表した図である。断面の一部６１
０は山の地形を表しており、断面の一部６２０は岩等が
横に突き出てオーバーハング状態になっている地形を表
しており、断面の一部６３０はトンネルの地形を表して
いる。

【００８６】同図に示すように、ブロックＢｉｊは、０
層１枚の層で構成されており、ブロックＢｉｊ＋１は、
０層、１層、２層の３枚の層で構成されており、ブロッ
クＢｉｊ＋２は、２層、１層、０層の３枚の層で構成さ
れており、ブロックＢｉｊ＋３は、１層、３層、２層、
０層の４枚の層で構成されており、ブロックＢｉｊ＋４
は、１層、０層の２枚の層で構成されている。従って、
図１６（Ａ）のレイヤー枚数テーブルの各ブロックに対
応するレイヤー枚数データＬＭＤｉｊ〜ＬＭＤｉｊ＋４
には、それぞれ層の枚数１、３、３、４、２を表すデー
タが記憶されている。

【００８７】また、各層の上（Ｙ軸方向）に空間がある
場合、その層の属性を床とし、各層の下（Ｙ軸方向）に
空間がある場合、その層の属性を天井としている。従っ
て、図１７の、ブロックＢｉｊの０層は山の地表面を表
しており、上が空間なので、属性は床である。またブロ
ックＢｉｊ＋１の０層も同様に属性は床、１層は下に空
間があるので属性は天井、２層は上に空間があるので属
性は床である。同様にして、ブロックＢｉｊ＋２の２層
の属性は床、１層の属性は天井、０層の属性は床であ
り、ブロックＢｉｊ＋３の１層の属性は天井、３層の属
性は床、２層の属性は天井、０層の属性は床であり、ブ
ロックＢｉｊ＋４の１層の属性は天井、０層の属性は床
である。

【００８８】従って、図１６（Ｂ）のレイヤー属性テー
ブル７３０の各ブロックに対応するレイヤー属性データ
ＬＺＤｉｊ〜ＬＺＤｉｊ＋４には、それぞれ前記各ブロ
ックを構成する層の属性を表すデータが記憶されてい
る。図１７（Ｂ）は、レイヤー属性データの具体的構成
を説明するための図である。レイヤー属性テーブル７３
０に格納されているレイヤー属性データＬＺＤｉｊは、
図１７（Ｂ）に示すように２桁の１６進数であるが、こ
れを２進数で表すと８ビットのデータで表すことが出来
る。ここにおいて、図１７（Ｂ）に示すように、８ビッ
トのデータの各ビットで０層〜７層までの属性データを
表すよう構成している。すなわち属性が天井の場合該当
するビットは１にし、属性が床の場合該当するビットは
０にして格納する。

【００８９】例えば、ブロックＢｉｊは、０層の属性が
床なので０層の属性を表すビットである右端の１ビット
は０になっている。また、ブロックＢｉｊ＋１は、０層
の属性が床なので０層の属性を表すビットである右端の
１ビットは０、１層の属性が天井なので１層の属性を表
すビットである右からの２ビット目は１、２層の属性が
床なので２層の属性を表すビットである右から３ビット
は０になっている。なお、対応する層がないときは、そ
のビットは０になっている。

【００９０】このようにして各ブロックを構成する層の
状態に基づき作成されたレイヤー属性データＬＺＤｉｊ
がレイヤー属性テーブル７３０に格納されている。

【００９１】３．２ 頂点情報データとポリゴン傾き情
報データ 図２２に示すように頂点情報テーブル７５０とポリゴン
傾き情報テーブル７６０は、各ブロック毎、さらにレイ
ヤー毎に個々に有している。また７５１、７５２…は同
一ブロックの異なるレイヤーの頂点情報テーブルを示し
ている。７６１、７６２…は同一ブロックの異なるレイ
ヤーのポリゴン傾き情報情報テーブルを示している。

【００９２】頂点情報テーブル７５０とは、頂点座標を
含む頂点情報データが格納されているテーブルであり、
図１０はそのデータ構造を説明するための図である。同
図に示すように頂点情報データは、頂点のＸ座標を表す
データＴＸ、Ｚ座標を表すデータＴＺ、高さ（Ｙ座標）
を表すデータＨと、該頂点と隣あう頂点の識別番号であ
る頂点ナンバーＶＮ０、ＶＮ１…、該頂点と隣あう頂点
を含むポリゴンの識別番号であるポリゴンナンバーＰＮ
０、ＰＮ１…を含んで構成されている。ここにおいて頂
点ナンバーＶＮｉ（ｉ＝０、１…）とポリゴンナンバー
ＰＮｉ（ｉ＝０、１…）は１セットのデータとなってい
る。また、頂点ナンバーＶＮｉの配列順序は、地形オブ
ジェクトをＸ−Ｚ平面上に平行投影した場合に、該頂点
の回りの隣り合う頂点を基準軸から反時計回りの方向の
順番になるよう構成されている。

【００９３】また、前記頂点の識別番号及びポリゴンの
識別番号はそれぞれ頂点情報データテーブル７５０、ポ
リゴン傾き情報テーブル７６０の当該頂点又はポリゴン
に対応するデータをアクセスする際のインデックスとな
るよう構成されている。

【００９４】ここで地形オブジェクト４１０を表す地形
のデータがどの様に頂点情報データとして記憶されてい
るか、具体例をあげて説明する。図１１は、サンプル地
形をＸ−Ｚ平面に平行投影した場合の頂点とポリゴンの
関係を表す図である。同図に示す外枠５１０は１ブロッ
クの領域を表している。

【００９５】なお、１ブロック内は、Ｘ軸方向、Ｚ軸方
向にそれぞれグリッドという基準単位で０からＢ（１６
進数）に区切られており、本実施の形態では、地形オブ
ジェクト構成するポリゴンの頂点は、グリッド上に配置
されるよう構成されている。この様に構成することで、
各ポリゴンのＸ座標、Ｚ座標を表すデータを、単位グリ
ッドの整数倍として表すことができ、後述する角度テー
ブル７８０を用いた処理を行うのに都合がよいからであ
る。

【００９６】本実施の形態では、各ブロック毎に、図１
１に示すサンプル地形の頂点ＶＴ０〜ＶＴ７、ポリゴン
ＰＧ０〜ＰＧ５のように頂点及びポリゴンに識別番号を
与え、データの識別及びデータアクセスの際のインデッ
クスとして利用している。

【００９７】従って、図１０に示す前記頂点情報テーブ
ル７５０の頂点情報データの０番目５２０から順に、前
記頂点ＶＴ０、ＶＴ１…の頂点情報データが格納され
る。例えば、ＶＴ３の頂点情報データは、図１０に示す
前記頂点情報テーブルの頂点情報データの３番目５３０
に以下のように格納される。

【００９８】頂点のＸ座標を表すデータＴＸには、該ブ
ロック内のＸ軸方向のグリッドの値である５を表すデー
タが、頂点のＺ座標を表すデータＴＺには、該ブロック
内のＺ軸方向のグリッドの値である７を表すデータがそ
れぞれ格納されている。この様に頂点情報データのＴ
Ｘ、ＴＺは該ブロック内での相対座標が格納されてい
る。頂点の高さ（Ｙ座標）を表すデータＨには、該頂点
ＶＴ３のワールド座標系における高さ（Ｙ座標の値）を
表すデータが格納されている。

【００９９】該頂点と隣あう頂点の識別番号である頂点
ナンバーＶＮ０、ＶＮ１…には、それぞれ該頂点から反
時計回りに、ＶＴ２、ＶＴ０、ＶＴ１、ＶＴ５、ＶＴ４
の識別番号２、０、１、５、４を表すデータ格納されて
いる。この値は、前記頂点情報テーブル７５０に格納さ
れている各頂点ＶＴ２、ＶＴ０、ＶＴ１、ＶＴ５、ＶＴ
４の頂点情報データの配列番号でもあるので、隣り合う
頂点の頂点情報が得たい場合のデータのアクセス時にイ
ンデックスとして使用することができる。

【０１００】また、該頂点と隣あう頂点を含むポリゴン
の識別番号であるポリゴンナンバーＰＮ０、ＰＮ１…に
は、該頂点と隣あう頂点を結ぶ稜線の時計回り側に位置
するポリゴンＰＧ３、ＰＧ１、ＰＧ０、ＰＧ２、ＰＧ４
の識別番号３、１、０、２、４を表すデータ格納がされ
ている。この値は、後述するポリゴン傾き情報テーブル
７６０に格納されている各ポリゴンＰＧ３、ＰＧ１、Ｐ
Ｇ０、ＰＧ２、ＰＧ４のポリゴン傾き情報データの配列
番号でもあるので、頂点の回りのポリゴン傾き情報が得
たい場合のデータのアクセス時にインデックスとして使
用することができる。

【０１０１】次に、ポリゴン傾き情報テーブル７６０及
びポリゴン傾き情報データについて説明する。ポリゴン
傾き情報テーブル７６０とは、各ポリゴンの傾き情報を
表すデータであるポリゴン傾き情報データが格納されて
いるテーブルであり、図１８はそのデータ構造を説明す
るための図である。ポリゴンの傾き情報とは、ポリゴン
を含む平面のワールド座標系におけるＸ軸方向、Ｚ軸方
向に対するＹ軸方向の傾きを表す情報をいい、図１８の
ｍｉ（ｉ＝０、１、…）ｎｉ（ｉ＝０、１、…）にそれ
ぞれ格納されている。

【０１０２】本実施の形態では、各ブロック及び各レイ
ヤー毎に、ポリゴンに識別番号が与えられ、該識別番号
順に、ポリゴン傾き情報データテーブル７６０に格納さ
れている。例えば、図１１に示すようなポリゴンで構成
された地形の場合、図１８に示す前記ポリゴン傾き情報
テーブル７６０のポリゴン傾き情報データの０番目５４
０から順に、前記頂点ＰＧ０、ＰＧ１…のポリゴン傾き
情報データが格納されている。

【０１０３】ここで、ポリゴンを含む平面のワールド座
標系におけるＸ軸方向、Ｚ軸方向に対するＹ軸方向傾き
について、図１９を用いて説明する。図１９には、３つ
頂点Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３からなるポリゴンαと該ポリゴン
αを含む平面βが示されている。該ポリゴンαを含む平
面βとは、該ポリゴンαの３つ頂点Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を
含む平面のことである。このとき、Ｖ１を原点として、
ワールド座標系のＸ軸、Ｚ軸、Ｙ軸にそれぞれ平行なボ
ディ座標系の座標軸、Ｘｂ軸、Ｚｂ軸、Ｙｂ軸を想定
し、図１９に示すａｘ（Ｖ１とＶ２のＸ座標の差）、ｃ
ｚ（Ｖ１とＶ３のＺ座標の差）、ｂｙ（Ｖ１とＶ２のＹ
座標の差）、ｄｙ（Ｖ１とＶ３のＹ座標の差）とする
と、Ｘ軸方向に対するＹ軸の傾きとして、次式で示され
るｍを使用している。

【０１０４】ｍ ＝ ｂｙ ÷ ａｘ すなわちＸ軸方向に対するＹ軸の傾きとは、該ポリゴン
αを含む平面βとＸＹ平面との交線の傾きを示してい
る。

【０１０５】また、Ｚ軸方向に対するＹ軸の傾きとし
て、次式で示されるｎを使用している。

【０１０６】ｎ ＝ ｄｙ ÷ ｃｚ すなわちＺ軸方向に対するＹ軸の傾きとは、該ポリゴン
αを含む平面βとＺＹ平面との交線の傾きを示してい
る。

【０１０７】本実施の形態では、この様にして演算され
るｍ、ｎの値を各ポリゴン毎に予め演算して、前記ポリ
ゴン傾き情報テーブル７６０に格納している。

【０１０８】（４） 衝突判定の基本となるアルゴリズ
ム 次に、上述したような構成で記憶されている衝突判定用
地形データを用いておこなう衝突判定の基本となるアル
ゴリズムについて説明する。図８は、１のヒットチェッ
クポイント（以下ＨＣＰという）と一般的な地表面であ
る地形オブジェクトとの衝突判定をおこなうアルゴリズ
ムを表したフローチャート図である。なお、一般的な地
表面とは、１つのみの層からなる通常の地表面をさし、
複数の層を含む場合は後述する。

【０１０９】同図に示すように、まず、ＨＣＰを含みＹ
軸に平行な直線が地形オブジェクトを構成するポリゴン
と交わる点（ＨＣＰ判定点という）を有するポリゴン
（以下判定対象ポリゴンという）を検出する（ステップ
１０）。

【０１１０】ＨＣＰ、ＨＣＰ判定点、及び判定対象ポリ
ゴンの関係を具体的に示すと次のようになる。図９は、
ＨＣＰと地形オブジェクト（図７の地形オブジェクト４
１０のブロックＢ４７部分）をＸ−Ｚ平面上に平行投影
した図である。同図に示すようにＨＣＰであるＰ１は、
ポリゴンａと重なっており、該ポリゴンａが判定対象ポ
リゴンとなり、該ポリゴンａ上のＰ１と重なる点がＨＣ
Ｐ判定点Ｈ１となる。

【０１１１】判定対象ポリゴンを検出したら、該判定対
象ポリゴン上のＨＣＰ判定点の高さ（Ｙ座標）を演算す
る（ステップ２０）。ここにおいて、ＨＣＰと一般的な
地表面が衝突していない場合には、ＨＣＰが地表面より
上にある。すなわち衝突していない場合には、ＨＣＰの
高さ（Ｙ座標）が、ＨＣＰ判定点の高さ（Ｙ座標）より
大きい。従って、両者の高さ（Ｙ座標）を比較して（ス
テップ３０）、ＨＣＰの高さ（Ｙ座標）が、ＨＣＰ判定
点の高さ（Ｙ座標）より大きい場合には、衝突無しの判
定を行い（ステップ４０）、小さい場合には、衝突有り
と判定する（ステップ５０）。

【０１１２】（５） 判定対象ポリゴン検出の原理及び
判定対象ポリゴン検出部１５４の処理の内容 次に、判定対象ポリゴン検出（ステップ１０）の原理及
び判定対象ポリゴン検出部１５４が行っている処理の内
容について説明する。

【０１１３】判定対象ポリゴンを検出する際には、まず
地形オブジェクト４１０を構成するポリゴンの頂点のう
ちＸ−Ｚ平面上の距離が近い頂点を選択する。該頂点を
含むポリゴンが判定対象ポリゴンである可能性が最も高
いからである。Ｘ−Ｚ平面上の距離が近い頂点とは、Ｈ
ＣＰと地形オブジェクトをＸ−Ｚ平面上に平行投影した
場合、該Ｘ−Ｚ平面上でＨＣＰに近い頂点にあたり、例
えば、図９において、ＨＣＰであるＰ１に最も近い頂点
は、Ｖ１である。従って、このＶ１を含むポリゴンａ
が、Ｐ１と重複する判定対象ポリゴンとなる可能性が高
い。

【０１１４】しかし、例えば、ＨＣＰがＰ１’である場
合前記Ｘ−Ｚ成分上の距離が最も近い頂点はＶ３である
が、判定対象ポリゴンはＶ３を含まないポリゴンｂであ
る。従って、Ｘ−Ｚ成分上の距離が近い頂点を選択した
後、該頂点を含むポリゴンが判定対象ポリゴンであるか
否かのチェックを行わなければならない。

【０１１５】図２０は該頂点を含むポリゴンが判定対象
ポリゴンであるか否かのチェックの原理を説明するため
の図である。図２０（Ａ）に示すＨＣＰであるＰ１に対
して、Ｘ−Ｚ成分上の距離が近い頂点としてＶ１が選択
された場合、該頂点Ｖ１を含むポリゴンａが判定対象ポ
リゴンであるか否は、次のようにして行う。

【０１１６】Ｘ−Ｚ平面上でＰ１が平行投影されたポリ
ゴンａ内にあるためには、Ｖ１、Ｖ２を通る直線の右上
方の領域Ｒ１にＰ１が無いこと及び、Ｖ２、Ｖ３を通る
直線の左側の領域Ｒ２にＰ１が無いこと及び、Ｖ３、Ｖ
１を通る直線の右下方の領域Ｒ３にＰ１が無いことが確
認されればよい。Ｖ１、Ｖ２を通る直線の右上方の領域
Ｒ１にＰ１が無いことは、図２０（Ａ）に示すθ₁＞θ
_v1であることを確認すればよい。ここにおいて、θ₁と
はＶ１からＺ軸に平行に立てた基準軸Ｚ_v1とＶ１とＰ１
を結ぶ線分の間の角度であり、θ_v1とは前記基準軸Ｚ_v1
とＶ１とＶ２を結ぶ線分の間の角度である。θ₁はＰ１
とＶ１のＸ座標、Ｚ座標の差より三角関数（ｔａｎθ）
を用いて求めることが出来る。また、θ_v1もＶ１とＶ２
のＸ座標、Ｚ座標の差より同様にして求めることができ
る。

【０１１７】同様にして、Ｖ２、Ｖ３を通る直線の左側
の領域Ｒ２にＰ１が無いことは、図２０（Ａ）に示すθ
₂＞θ_v2であることを確認すればよい。またＶ３、Ｖ１
を通る直線の右下方の領域Ｒ３にＰ１が無いことは、図
２０（Ａ）に示すθ₃＞θ_v3であることを確認すればよ
い。

【０１１８】しかし、例えば図２０（Ｂ）のような場合
は、Ｘ−Ｚ成分上の距離が近い頂点Ｖ４が選択されて
も、該頂点Ｖ４を含むポリゴンｂ、ポリゴンｃ、ポリゴ
ンｄはｐ１’を含まず判定対象ポリゴンではない。従っ
てこの様な場合は、前述した判定対象ポリゴンであるか
否かのチェックを各ポリゴンｂ、ポリゴンｃ、ポリゴン
ｄについて行ったあと、その処理結果から、Ｐ１はＶ４
とＶ６を結ぶ直線及びＶ４とＶ５を結ぶ直線で区切られ
た領域Ｒ４にあることが判明するので、頂点ｖ５に対し
て、それが判定対象ポリゴンの頂点であるか否かの判定
を行う。

【０１１９】ところで、本実施の形態では、θｖ１、θ
ｖ２、θｖ３等の各頂点間のＸ座標、Ｚ座標の差を利用
して角度を求めることができる場合の演算負荷を軽減す
るために、判定対象ポリゴン検出部１５４内に角度テー
ブル記憶部１５２を有している。

【０１２０】図２１は角度テーブルのデータ構造を表し
ている。同図に示すように、角度テーブルには、Ｘ座標
の差とＺ座標の差に基づき該当する角度データを検索出
来るようなデータ構造になっている。ここにおいてＸ座
標の差及びＺ座標の差はグリッド単位で表した値であ
る。衝突判定用地形データを、グリッド単位で持ってい
るからである。また、各角度データには、Ｘ座標の差
（ｄｘとする）及びＺ座標の差（ｄｚとする）より三角
関数（ｔａｎθ＝ｄｚ／ｄｘ）でえられるθの値を表す
データが格納されている。

【０１２１】例えば、２つの頂点のＸ座標の差が２（グ
リッド）でＺ座標の差が３（グリッド）である場合、角
度データＫＤ２３に対応する角度を表すデータが格納さ
れている。

【０１２２】ここにおいて、本実施の形態では、各頂点
はすべてグリッド上になるよう構成されているので、２
つの頂点のＸ座標の差及びＺ座標の差は、常に整数値で
表される。従って、Ｘ座標の差及びＺ座標の差をインデ
ックスとして角度テーブルから該当する角度を検索する
だけでよいため、衝突判定時の演算負荷を軽減すること
が出来る。

【０１２３】（６） ＨＣＰ判定点の高さ演算の原理及
び高さ演算部１５６の処理の内容 次に、検出した判定対象ポリゴン上のＨＣＰ判定点の高
さ（Ｙ座標）演算（ステップ２０）の原理及び処理の具
体的内容について説明する。以下に述べる処理は高さ演
算部１５６が行っている。なお高さ演算部１５６は、第
三座標軸値演算手段として機能するものである。

【０１２４】ＨＣＰ判定点の高さは、ＨＣＰ判定点のＸ
座標及びＺ座標と、判定対象ポリゴンの１の頂点のＸ座
標及びＺ座標と高さ（Ｙ座標）から次のようにして求め
ることが出来る。すなわち、図１９において、前記１の
頂点を頂点Ａとして、ＨＣＰ判定点をＰとする。頂点Ａ
及びＨＣＰ判定点Ｐはいずれも判定対象ポリゴン上の点
なので、同一平面上にあることになる。従って該平面を
平面βとすると、該平面βのＸ軸方向に対する傾きｍ、
Ｚ軸方向に対する傾きｎを用いて求めることが出来る。
例えば、頂点Ａから点ＰへのＸ軸方向への距離をｅｘ、
頂点Ａから点ＰへのＺ軸方向への距離をｅｚ、頂点Ａの
高さをｈとすると、ＨＣＰ判定点Ｐの高さＨは次式で求
められる。

【０１２５】 Ｈ ＝ ｍ×ｅｘ ＋ ｎ×ｅｚ ＋ ｈ なお、この演算に用いるＸ軸方向に対する傾きｍ、Ｚ軸
方向に対する傾きｎは、該当するブロックのポリゴン傾
き情報テーブル７６０から、判定対象ポリゴンの識別番
号をインデックスとしてポリゴン傾き情報データを読み
出して、格納されているｍ、ｎの値を使用する。

【０１２６】（７） 複数のレイヤーを有する場合のア
ルゴリズム及び衝突判定部１５０の処理の内容 次に、図８に示した基本となるアルゴリズムを、複数の
レイヤー（層）を有する場合に拡張したアルゴリズムに
ついて説明する。本実施の形態では、地形オブジェクト
は複数のレイヤー（層）を有しているため衝突判定部１
５０は以下に示す、拡張したアルゴリズムにそって処理
を行っている。

【０１２７】図２３は、複数のレイヤー（層）を有する
場合に拡張したアルゴリズムを用いて、１のＨＣＰと地
形オブジェクトの衝突判定を行う場合のフローチャート
図である。

【０１２８】まず、判定開始時に衝突判定部１５０は、
衝突判定に用いるデータ格納エリアｕｈ、ｄｈ、ｕｚ、
ｄｚに初期値を設定する。ｕｈはＨＣＰから上方に一番
近い高さのＨＣＰ判定点の高さを格納するエリアであ
り、ｄｈはＨＣＰ（自分）の高さから下方に一番近い高
さのＨＣＰ判定点の高さを格納するエリアである。ま
た、ｕｚはＨＣＰから上方に一番近い高さのＨＣＰ判定
点の属するレイヤーの属性を格納するエリアであり、ｄ
ｚはＨＣＰから下方に一番近い高さのＨＣＰ判定点の属
するレイヤーの属性を格納するエリアである。ｕｈには
大きなダミー値を、ｄｈには小さなダミー値をセット
し、ｕｚには天井属性を、ｄｚには床属性をセットする
（ステップ１１０）。

【０１２９】ステップ１３０からステップ１８０までの
処理は、処理対象となっているブロックに存在するレイ
ヤー毎におこなわれる。まず衝突判定部１５０の判定対
象ポリゴン検出部１５４は、前述した（５）の処理を行
うことにより該レイヤーにおける判定対象ポリゴンを検
出する（ステップ１３０）。そして、衝突判定部１５０
の高さ演算部１５６は、前述した（６）の処理を行うこ
とにより該レイヤーにおけるＨＣＰ判定点の高さｐｈを
求める（ステップ１４０）。

【０１３０】ステップ１５０からステップ１９０までの
処理は、当該レイヤーのＨＣＰ判定点の高さｐｈが、Ｈ
ＣＰ（自分）の高さから下方に一番近い高さ又は上方に
一番近い高さのいずれかに該当するかを判定し、いずれ
かに該当すれば、当該レイヤーの属性を、いずれかのレ
イヤーの属性を格納するエリアであるｄｚ又はｕｚに格
納する処理を行っている。

【０１３１】すなわち、衝突判定部１５０は、検出した
ＨＣＰ判定点の高さｐｈとＨＣＰの高さ（自分の高さ）
ｃｐの大小関係を調べる（ステップ１５０）。

【０１３２】ｃｐ＞ｐｈであれば、自分の下方にＨＣＰ
判定点が位置するので、自分の高さから下方に一番近い
高さを格納するエリアｄｈの値とその大小関係を調べる
（ステップ１６０）。このときｐｈ＞ｄｈであれば、当
該レイヤーで検出したＨＣＰ判定点の高さｐｈが自分の
高さから下方に一番近い高さとなるので、該ｐｈを新た
なｄｈの値とする。また、当該レイヤーの属性をＨＣＰ
から下方に一番近い高さのＨＣＰ判定点の属するレイヤ
ーの属性を格納するエリアｄｚに格納する（ステップ１
７０）。

【０１３３】このときのレイヤーの属性は、当該レイヤ
ーの層番号に基づき、（３）３．１で説明した方法で衝
突判定用地形データ記憶部１６０のレイヤー属性テーブ
ル７３０から読み出す。

【０１３４】また、ｃｐ＞ｐｈでなければ、自分の上方
（または同位置）にＨＣＰ判定点が位置するので、自分
の高さから上方に一番近い高さを格納するエリアｕｈの
値とその大小関係を調べる（ステップ１８０）。このと
きｐｈ＜ｕｈであれば、当該レイヤーで検出したＨＣＰ
判定点の高さｐｈが自分の高さから上方に一番近い高さ
となるので、該ｐｈを新たなｕｈの値とする。また、当
該レイヤーの属性をＨＣＰから上方に一番近い高さのＨ
ＣＰ判定点の属するレイヤーの属性を格納するエリアｕ
ｚに格納する（ステップ１９０）。

【０１３５】この様にして１のレイヤーについての、処
理をおえると、衝突判定部１５０は未処理のレイヤーが
あるかどうか判定し（ステップ２００）、あればステッ
プ１３０の前に戻り、再びステップ１３０からステップ
２００までの処理をおこなう。

【０１３６】なければ、ｄｚ及びｕｚに格納されている
値に基づき衝突判定を行う。すなわち、下方の属性ｄｚ
が床でかつ上方の属性ｕｚが天井ならば（ステップ２１
０）、当該１のＨＣＰとは衝突無しと判定する（ステッ
プ２２０）。それ以外の場合は当該１のＨＣＰとは衝突
有りと判定する（ステップ２３０）。

【０１３７】なお、本実施の形態では、図６に示すよう
に人力飛行機２１０に乗った仮想プレーヤ２２０に対し
て、６個のＨＣＰ（Ｐ１〜Ｐ６）を設定しているので、
各ＨＣＰ（Ｐ１〜Ｐ６）についてそれぞれ、図２３に示
す処理を行う必要がある。そこで、衝突判定部１５０で
は、空間演算部１１０のヒットチェックポイント設定部
１１２から、６個のＨＣＰ（Ｐ１〜Ｐ６）の位置情報を
受け取り、各ＨＣＰ（Ｐ１〜Ｐ６）についてそれぞれ、
図２３に示す処理を行い、いずれのＨＣＰ（Ｐ１〜Ｐ
６）についても衝突無し判定であれば、最終的に衝突無
しと判断し、 いずれかについて衝突有り判定であれ
ば、最終的に衝突有りと判断する。なお、衝突判定部１
５０は、このような衝突判定を１フレームの画像合成に
対応するよう１／６０秒毎に行っている。

【０１３８】また、本発明の実施の形態では、レイヤー
が複数ある場合を例に取り説明したが、レイヤーが単数
であってもかまわない。

【０１３９】また、衝突判定用地形データの構成は好ま
しい例であり、地形オブジェクトを表す各頂点の座標を
含んでいれば他の構成でもよい。さらに好ましくは、ポ
リゴンの傾きを表すデータを含んでいれば、他の構成で
もよい。

【０１４０】また、本発明の実施の形態では、水平方向
（Ｘ−Ｚ方向）に広がりもつ通常の地平面を想定した地
形オブジェクトとの衝突を判定する場合を例にとり説明
したため、第一の座標軸がＸ軸、第二の座標軸がＺ軸、
第三の座標軸がＹ軸に対応していたがこれに限られな
い。すなわち、Ｙ−Ｚ方向、Ｘ−Ｙ方向に広がりをもつ
地形オブジェクトとの衝突を判定する場合には、それぞ
れ第一及び第二の座標軸がＹ軸及びＺ軸、第三の座標軸
がＸ軸、第一及び第二の座標軸がＸ軸及びＹ軸、第三の
座標軸がＺ軸に対応するよう構成してもよい。

【０１４１】さらに、以上説明した本発明は家庭用、業
務用を問わずあらゆるハードウェアを用いて実施可能で
ある。図２４は現在広く用いられているタイプのゲーム
装置のハードウェア構成の一例を示す図である。同図に
示すゲーム装置はＣＰＵ１０００、ＲＯＭ１００２、Ｒ
ＡＭ１００４、情報記憶媒体１００６、音声合成ＩＣ１
００８、画像合成ＩＣ１０１０、Ｉ／Ｏポート１０１
２、１０１４がシステムバス１０１６により相互にデー
タ送受信可能に接続されている。そして前記画像合成Ｉ
Ｃ１０１０にはディスプレイ１０１８が接続され、前記
音声合成ＩＣ１００８にはスピーカ１０２０が接続さ
れ、Ｉ／Ｏポート１０１２にはコントロール装置１０２
２が接続され、Ｉ／Ｏポート１０１４には通信装置１０
２４が接続されている。

【０１４２】前記情報記憶媒体１００６は、ＣＤ−ＲＯ
Ｍ、ゲームＲＯＭ、メモリカード等のゲーム装置本体と
着脱可能に設けられる記憶手段を意味し、ゲーム内容に
応じた所定の情報を書き込み保存することのできるタイ
プも用いられる。また、前記ＲＯＭ１００２は、ゲーム
装置本体に固定して設けられる記憶手段である。これら
は、ゲームプログラムやゲームステージの空間情報等の
ゲームタイトルに関係する情報の他、ゲーム装置本体の
初期化情報等のゲームタイトルに関係しない情報を記憶
する手段である。

【０１４３】前記コントロール装置１０２２は、遊戯者
がゲーム進行に応じて行う判断の結果をゲーム装置本体
に入力するための装置であり、家庭用に広く用いられて
いるパッドタイプのものや、業務用ドライブゲームに用
いられるハンドル、アクセル等が挙げられる。

【０１４４】そして、前記情報記憶媒体１００６やＲＯ
Ｍ１００２に格納されるゲームプログラムやシステムプ
ログラム又は前記コントロール装置１０２２によって入
力される信号等に従って、前記ＣＰＵ１０００はゲーム
装置全体の制御や各種データ処理を行う。前記ＲＡＭ１
００４はこのＣＰＵ１０００の作業領域として用いられ
る記憶手段であり、前記情報記憶媒体１００６や前記Ｒ
ＯＭ１００２の所定の内容、あるいはＣＰＵ１０００の
演算結果等が格納される。

【０１４５】さらに、この種のゲーム装置には音声合成
ＩＣ１００８と画像合成ＩＣ１０１０とが設けられてい
て音声や画像の好適な出力が行えるようになっている。
前記音声合成ＩＣ１００８は情報記憶媒体１００６やＲ
ＯＭ１００２に記憶される情報に基づいて効果音やゲー
ム音楽等を合成する回路であり、合成された音楽等はス
ピーカ１０２０によって出力される。また、前記画像合
成ＩＣ１０１０はＲＡＭ１００４、ＲＯＭ１００２、情
報記憶媒体１００６等から送られる画像情報に基づいて
ディスプレイ１０１８に出力するための画素情報を合成
する回路である。

【０１４６】また、前記通信装置１０２４はゲーム装置
内部で利用される各種の情報を外部とやりとりするもの
であり、他のゲーム装置と接続されてゲームプログラム
に応じた所定の情報を送受したり、通信回線を介してゲ
ームプログラム等の情報を送受することなどに利用され
る。

【０１４７】以上説明した一般的なゲーム装置を用いて
も本発明は容易に実施可能である。例えば、前記操作部
２０はコントロール装置１０２２に対応し、前記空間演
算部１１０及び衝突判定部１５０はＣＰＵ１０００及び
ＲＯＭ１００２又は情報記憶媒体１００６に格納される
ソフトウェアによって実現される。また、空間情報記憶
部１２０、オブジェクト画像情報記憶部１４０は、ＲＡ
Ｍ１００４、ＲＯＭ１００２、情報記憶媒体１００６の
いずれかに設けることが可能である。更に、画像合成部
１３０は画像合成ＩＣ１０１０によって、あるいはＣＰ
Ｕ１０００と所定のソフトウェアによって実現される。
また、表示部８０はディスプレイ１０１８に対応する。

【０１４８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態にかかるゲーム装置の構成の一例
を示す図である。

【図２】本実施の形態のゲーム装置の構成を示す機能ブ
ロック図である。

【図３】人力飛行機の位置及び姿勢と、位置情報及び方
向情報との関係を示す図である。

【図４】本実施の形態にかかるゲーム装置の空間情報記
憶部に記憶される情報を示す図である。

【図５】本実施の形態にかかるゲーム装置の画像合成処
理を説明する図である。

【図６】同図（Ａ）〜（Ｃ）は、本実施の形態の人力飛
行機に乗った仮想プレーヤの所定ヒットチェックポイン
トを表したポリゴン図であり、同図（Ａ）は側面図を、
同図（Ｂ）は正面図を、同図（Ｃ）平面図を表してい
る。

【図７】本実施の形態のゲーム装置のあるゲームステー
ジの仮想３次元空間の地形オブジェクトを構成するポリ
ゴンをＸ−Ｚ平面に平行投影した図である。

【図８】１のヒットチェックポイント（以下ＨＣＰとい
う）と一般的な地表面である地形オブジェクトとの衝突
判定をおこなうアルゴリズムを表したフローチャート図
である。

【図９】地形オブジェクトの一部を構成するポリゴン図
を拡大した図である。

【図１０】頂点座標を含む頂点情報データが格納されて
いる頂点情報テーブルのデータ構造を説明するための図
である。

【図１１】サンプル地形をＸ−Ｚ平面に平行投影した場
合の頂点とポリゴンの関係を表す図である。

【図１２】複数のレイヤーが重複したポリゴン図であ
る。

【図１３】地表面のレイヤーを構成するポリゴン図であ
る。

【図１４】地下洞窟の天井面のレイヤーを構成するポリ
ゴン図である。

【図１５】地下洞窟の底面のレイヤーを構成するポリゴ
ン図である。

【図１６】同図（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ、レイヤー枚数
テーブルに格納されているレイヤー枚数データ、レイヤ
ー属性テーブルに格納されているレイヤー属性データの
データ構造を説明するための図である。

【図１７】同図（Ａ）は地形オブジェクトの仮想的なＸ
−Ｙ断面を表した図である。 同図（Ｂ）は、レイヤー属性データの具体的構成を説明
するための図である。

【図１８】ポリゴン傾き情報テーブルに格納されている
ポリゴン傾き情報データのデータ構造を説明するための
図である。

【図１９】ポリゴンの傾き情報データの内容を説明する
ための図である。

【図２０】同図（Ａ）（Ｂ）は該頂点を含むポリゴンが
判定対象ポリゴンであるか否かのチェックの原理を説明
するための図である。

【図２１】角度テーブルのデータ構造を表した図であ
る。

【図２２】衝突判定用地形データの構成を示した図であ
る。

【図２３】複数のレイヤー（層）を有する場合に拡張し
たアルゴリズムを用いて、１のＨＣＰと地形オブジェク
トの衝突判定を行う場合のフローチャート図である。

【図２４】ゲーム装置のハードウェア構成の一例を示す
図である。

【図２５】本実施の形態にかかるゲーム装置のディスプ
レイに表示されるゲーム画面の一例を示した図である。

【符号の説明】

２０ 操作部 ８０ 表示部 １００ ゲーム空間演算部 １１０ 空間演算部 １１２ ヒットチェックポイント設定部 １２０ 空間情報記憶部 １３０ 画像合成部 １４０ オブジェクト画像情報記憶部 １５０ 衝突判定部 １５２ 判定対象ポリゴン検出部 １５４ 角度テーブル記憶部 １５６ 高さ演算部 １６０ 衝突判定用地形データ記憶部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 仮想３次元空間内を移動する移動物と前
   記仮想３次元空間内に存在する地形又は建造物をポリゴ
   ンで構成した地形オブジェクトとの衝突演算を行うシミ
   ュレーション装置であって、 前記移動物の移動位置、または移動位置を決定するため
   の移動条件を入力する入力手段と、 前記地形オブジェクトを構成するポリゴンの頂点座標を
   含む衝突判定用地形データを記憶する衝突判定用地形デ
   ータ記憶手段と、 前記移動物に設けた衝突判定用の少なくとも１つのヒッ
   トチェックポイントと前記地形オブジェクトとの衝突判
   定を行う衝突判定手段と、 前記衝突判定手段の判定結果に基づき、表示部に表示す
   る前記仮想３次元空間のシミュレーション画面を合成す
   る画像合成手段とを含み、 前記衝突判定手段は、 前記ヒットチェックポイントを含み第三の座標軸と平行
   な直線が前記地形オブジェクトを構成するポリゴンと交
   わるヒットチェックポイント判定点を含むポリゴンを検
   出する判定対象ポリゴン検出手段と、 前記ヒットチェックポイント判定点の第三の座標軸の値
   を演算する第三座標軸値演算手段とを含み、 前記ヒットチェックポイントと、前記ヒットチェックポ
   イント判定点の第三の座標軸の値の大小関係に基づき衝
   突判定を行うことを特徴とするシミュレーション装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記衝突判定用地形データ記憶手段は、 前記地形オブジェクトを構成するポリゴンに対して該ポ
   リゴンを含む平面の第一の座標軸及び第二の座標軸方向
   に対する第三の座標軸方向の傾きを表すデータを含んで
   記憶するよう構成され、 前記第三座標軸値演算手段は、 前記ヒットチェックポイント判定点の第三座標軸の値
   を、前記衝突判定用地形データ記憶手段に記憶された該
   ポリゴンを含む平面の第一の座標軸及び第二の座標軸方
   向に対する第三の座標方向の傾きを表すデータに基づき
   演算することを特徴とするシミュレーション装置。
3. 【請求項３】 請求項１、２のいずれかにおいて、 前記地形オブジェクトは、第三の座標軸方向に積層した
   複数のレイヤーを持つよう構成され、 前記衝突判定用地形データ記憶手段は、前記複数のレイ
   ヤー毎に衝突判定用地形データを有し、さらに各レイヤ
   ーとヒットチェックポイントの第三の座標軸方向の大小
   関係と衝突の有無の関係を表すレイヤー属性データを含
   んで記憶するよう構成され、 前記衝突判定手段は、前記レイヤー毎に、該レイヤーの
   地形オブジェクトを構成するポリゴンであって、前記ヒ
   ットチェックポイントの第一の座標軸の値及び第二の座
   標軸の値と等しい第一の座標軸の値及び第二の座標軸の
   値をもつ点であるヒットチェックポイント判定点を有す
   るポリゴンを検出し、 前記各レイヤー毎にヒットチェックポイント判定点の第
   三の座標軸の値を演算し、前記各レイヤー毎のヒットチ
   ェックポイント判定点の第三の座標軸の値、ヒットチェ
   ックポイントの第三の座標軸の値、及びレイヤー属性デ
   ータとに基づき衝突判定を行うことを特徴とするシミュ
   レーション装置。
4. 【請求項４】 請求項３において、 前記衝突判定用地形データ記憶手段は、同一のレイヤー
   内では、各レイヤー属性データが一意的であるデータと
   して記憶し、 前記衝突判定手段は、 ヒットチェックポイントの第三の座標軸の値と該軸の双
   方向に最も近接する第三の座標軸の値を有するヒットチ
   ェックポイント判定点を有するポリゴンを含む各レイヤ
   ーを検出し、検出された各レイヤーのヒットチェックポ
   イント判定点の第三の座標軸の値、ヒットチェックポイ
   ントの第三の座標軸の値、及び検出されたレイヤーのレ
   イヤー属性データとに基づき衝突判定を行うことを特徴
   とするシミュレーション装置。
5. 【請求項５】 仮想３次元空間内を移動する移動物と前
   記仮想３次元空間内に存在する地形又は建造物をポリゴ
   ンで構成した地形オブジェクトとの衝突を判定する方法
   であって、 予め記憶された前記地形オブジェクトを構成するポリゴ
   ンの頂点座標を含む衝突判定用地形データを用いて、前
   記移動物に設けた衝突判定用の少なくとも１つのヒット
   チェックポイントと前記地形オブジェクトとの衝突判定
   を行う衝突判定ステップを含み、 前記衝突判定ステップは、 前記ヒットチェックポイントを含み第三の座標軸と平行
   な直線が前記地形オブジェクトを構成するポリゴンと交
   わるヒットチェックポイント判定点を含むポリゴンを検
   出する判定対象ポリゴン検出ステップと、 前記判定対象ポリゴン検出ステップにおいて検出された
   ポリゴン上のヒットチェックポイント判定点の第三の座
   標軸の値を演算する第三座標軸値演算ステップと、 前記ヒットチェックポイントと、前記ヒットチェックポ
   イント判定点の第三の座標軸の値の大小関係に基づき衝
   突判定を行うステップと、を含むことを特徴とする衝突
   判定方法。
6. 【請求項６】 請求項５において、 前記衝突判定用地形データは、 前記地形オブジェクトを構成するポリゴンに対して該ポ
   リゴンを含む平面の第一の座標軸及び第二の座標軸方向
   に対する第三の座標軸方向の傾きを表すデータを含むよ
   う構成され、 前記第三座標軸値演算ステップは、 前記ヒットチェックポイント判定点の第三座標軸の値
   を、前記衝突判定用地形データ記憶手段に記憶された該
   ポリゴンを含む平面の第一の座標軸及び第二の座標軸方
   向に対する第三の座標軸方向の傾きを表すデータに基づ
   き演算することを特徴とする衝突判定方法。
7. 【請求項７】 請求項５、６のいずれかにおいて、 前記地形オブジェクトは、第三の座標軸方向に積層した
   複数のレイヤーを持つよう構成され、 前記衝突判定用地形データは、前記複数のレイヤー毎に
   衝突判定用地形データを有し、さらに各レイヤーとヒッ
   トチェックポイントの第三の座標軸方向の大小関係と衝
   突の有無の関係を表すレイヤー属性データを含むよう構
   成され、 前記衝突判定ステップにおいて、前記レイヤー毎に、該
   レイヤーの地形オブジェクトを構成するポリゴンであっ
   て、前記ヒットチェックポイントの第一の座標軸の値及
   び第二の座標軸の値と等しい第一の座標軸の値及び第二
   の座標軸の値をもつ点であるヒットチェックポイント判
   定点を有するポリゴンを検出し、 前記各レイヤー毎にヒットチェックポイント判定点の第
   三の座標軸の値を演算し、前記各レイヤー毎のヒットチ
   ェックポイント判定点の第三の座標軸の値、ヒットチェ
   ックポイントの第三の座標軸の値、及びレイヤー属性デ
   ータとに基づき衝突判定を行うことを特徴とする衝突判
   定方法。
8. 【請求項８】 請求項７において、 前記衝突判定用地形データは、同一のレイヤー内では、
   各レイヤー属性データが一意的であるデータとして構成
   され、 前記衝突判定ステップにおいて、 ヒットチェックポイントの第三の座標軸の値と該軸の双
   方向に最も近接する第三の座標軸の値を有するヒットチ
   ェックポイント判定点を有するポリゴンを含む各レイヤ
   ーを検出し、検出された各レイヤーのヒットチェックポ
   イント判定点の第三の座標軸の値、ヒットチェックポイ
   ントの第三の座標軸の値、及び検出されたレイヤーのレ
   イヤー属性データとに基づき衝突判定を行うことを特徴
   とする衝突判定方法。