JPH09325683A

JPH09325683A - ３次元シミュレータ装置及び情報記憶媒体

Info

Publication number: JPH09325683A
Application number: JP8166794A
Authority: JP
Inventors: Nobutaka Nakajima; 信貴中島; Yasuhiro Inagawa; 泰洋稲川
Original assignee: Namco Ltd
Current assignee: Namco Ltd
Priority date: 1996-06-06
Filing date: 1996-06-06
Publication date: 1997-12-16
Anticipated expiration: 2016-06-06
Also published as: JP3753338B2

Abstract

(57)【要約】【課題】マップの高さの時間的変化をプレーヤに体感
させることができる３次元シミュレータ装置及び情報記
憶媒体を提供すること。【解決手段】オブジェクト空間に配置されるマップ上
の第１〜第３の位置２２、２４、２６等での高さ情報を
時間経過に伴い変化させる。そしてマップ上において移
動する移動体３０の該移動に追従する視点位置３２及び
視線方向３４を、上記高さ情報に基づいて変化させる。
そして変化する視点位置、視線方向にて見える視界画像
を合成する。補間処理等を用いて、高さ情報をマップ画
像の変化よりも頻繁に変化させることが望ましい。上り
坂において移動体３０をジャンプさせず、ジャンプは下
り坂のみで可能とすることが望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オブジェクト空間
内での視界画像の合成が可能な３次元シミュレータ装置
及び情報記憶媒体に関する。

【０００２】

【背景技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、仮想的な３次元空間であるオブジェクト空間内に表
示物を表すオブジェクトを配置し、所与の視点位置から
の視界画像を合成する３次元シミュレータ装置が公知で
あり、プレーヤがいわゆる仮想的な現実感を体感できる
ものとして人気が高い。

【０００３】この種の３次元シミュレータ装置では、い
わゆる仮想現実感をプレーヤに体験させるために、より
リアルな表現が要求されている。このため３次元レーシ
ングゲーム装置を例にとれば、オブジェクト空間内に３
次元的に形成されたコースを配置し、コースのアップダ
ウンにより視界画像を変化させるといった試みがなされ
ている。即ち例えば上り坂においては視点位置を高くし
てゆき、下り坂においては視点位置を低くしてゆく。こ
のようにすることで、現実の道路を走行しているような
感覚をプレーヤは得ることができ、ゲームのリアル感を
増すことができる。

【０００４】しかしながら、このようなゲーム装置で
は、コースの各位置での高さは時間的に固定されてい
た。そして水上バイク、モータボート、サーフボード、
水上スキー等のゲームにおいて、コースでの各位置での
高さが常に固定されていると、波により水面が変化する
等の感覚をプレーヤに体感させることができず、仮想現
実感の表現が不十分となる。

【０００５】本発明は、以上のような技術的課題を解決
するためになされたものであり、その目的とするところ
は、マップの高さの時間的変化を体感できる３次元シミ
ュレータ装置及び情報記憶媒体を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、オブジェクト空間内の所与の視点位置、
視線方向にて見える視界画像を合成する３次元シミュレ
ータ装置であって、前記オブジェクト空間に配置される
マップ上の第１〜第ｎの位置での第１〜第ｎの高さ情報
の各々を時間経過に伴い変化させる手段と、前記マップ
上において移動する移動体の該移動に追従する視点位置
及び視線方向の少なくとも一方を、前記第１〜第ｎの高
さ情報の少なくとも１つに基づいて変化させる手段と、
変化する前記視点位置、前記視線方向にて見える視界画
像を合成する手段とを含むことを特徴とする。

【０００７】本発明によれば、マップ上の各位置での高
さ情報が固定されず、時間経過に伴い変化する。そして
移動体は、高さ情報が変化するこのマップ上を移動し、
移動体の移動に追従する視点位置、視線方向が、この変
化する高さ情報に基づいて変化する。そして視点位置、
視線方向が変化することで、観者（プレーヤ）は、マッ
プの高さの時間的変化を体感でき、仮想現実感の向上を
図れる。なお時間的に変化する高さ情報を得る手法とし
ては、徐々に変化する高さ情報をメモリに記憶しこれを
読み出す手法、所与の関数で高さ情報を変化させる手法
等、種々のものを考えることができる。また視点位置、
視線方向は、移動体の移動に完全に追従する必要はな
く、ある程度の変動成分を持ちながら追従してもよい。

【０００８】また本発明は、前記マップの画像を時間経
過に伴い変化させると共に、高さ情報を、マップの画像
の変化よりも頻繁に変化させることを特徴とする。

【０００９】このようにすれば、処理の高速性、メモリ
容量等をそれほど犠牲にすることなく、視点位置、視線
方向の滑らかな変化が可能となる。

【００１０】また本発明は、オブジェクト空間内の所与
の視点位置、視線方向にて見える視界画像を合成する３
次元シミュレータ装置であって、前記オブジェクト空間
に配置されるマップ上の第１〜第ｎの位置での第１〜第
ｎの高さ情報を含む第１の高さ情報ファイルと、該第１
の高さ情報ファイルに含まれる第１〜第ｎの高さ情報に
所与の時間変化成分を加えた第１〜第ｎの高さ情報を含
む第２の高さ情報ファイルと・・・・・第（ｋ−１）の
高さ情報ファイルに含まれる第１〜第ｎの高さ情報に所
与の時間変化成分を加えた第１〜第ｎの高さ情報を含む
第ｋの高さ情報ファイルとを記憶する高さ情報ファイル
記憶手段と、前記第１〜第ｋの高さ情報ファイルを前記
高さ情報ファイル記憶手段から時間経過に伴い順次読み
出す手段と、前記マップ上において移動する移動体の該
移動に追従する視点位置及び視線方向の少なくとも一方
を、読み出された高さ情報ファイルに含まれる少なくと
も１つの高さ情報に基づいて変化させる手段と、変化す
る前記視点位置、前記視線方向にて見える視界画像を合
成する手段とを含むことを特徴とする。

【００１１】本発明によれば、第１〜第ｋの高さ情報フ
ァイルを高さ情報ファイル記憶手段に記憶し、これらの
情報を時間経過に伴い読み出す処理を行うだけで、時間
的に変化する高さ情報を得ることができる。この手法に
よれば、関数を用いる手法等に比べ、水面等の複雑な変
化に伴う高さ変化もリアルにシミュレートでき、更に処
理の高速化も図れるという利点がある。

【００１２】また本発明は、表示するマップを特定する
第１のマップ特定情報と、第１のマップ特定情報により
特定されるマップの表示から所与の時間経過後に表示す
るマップを特定する第２のマップ特定情報と・・・・・
第（ｊ−１）のマップ特定情報により特定されるマップ
の表示から所与の時間経過後に表示するマップを特定す
る第ｊのマップ特定情報とを記憶するマップ特定情報記
憶手段と、前記第１〜第ｊのマップ特定情報を前記マッ
プ特定情報記憶手段から時間経過に伴い順次読み出す手
段と、第ｓ（１≦ｓ≦ｋ−１）の高さ情報ファイルに含
まれる第１〜第ｎの高さ情報と第（ｓ＋１）の高さ情報
ファイルに含まれる第１〜第ｎの高さ情報とに基づいて
補間処理を行う手段とを含み、読み出されたマップ特定
情報により特定されるマップの画像を表示すると共に、
補間処理により得られた高さ情報に基づいて、前記視点
位置及び前記視線方向の少なくとも一方を変化させるこ
とを特徴とする。

【００１３】このようにすれば、高さ情報ファイル記憶
手段に必要とされるメモリ容量を最小限に抑えながら
も、視点位置、視線方向を滑らかに変化させることが可
能となる。なお高さ情報ファイル記憶手段からの高さ情
報ファイルの読み出しと、マップ特定情報記憶手段から
のマップ特定情報の読み出しは同期して行うことが望ま
しく、その場合、高さ情報ファイルの数を、マップ特定
情報の数と同一又はそれよりも多くすることが望まし
い。

【００１４】また本発明は、移動体がいる位置でのマッ
プの高さ情報の増減を判断し、移動体がいる位置での高
さ情報が減少している場合には、所与のジャンプ条件を
満たすか否かにより移動体にジャンプ動作を行わせると
共に、移動体がいる位置でのマップの高さ情報が増加し
ている場合には、ジャンプ条件を満たすか否かによらず
移動体にジャンプ動作を行わせないことを特徴とする。

【００１５】本発明によれば、移動体がいる位置での高
さ情報が減少している場合、即ち移動体が下り坂を移動
している場合には、移動体の高さ情報の変化、マップの
高さ情報の変化等に基づいてジャンプ条件を満たすか否
かが判断され、満たす場合には移動体がジャンプし、満
たさない場合には移動体はジャンプせず例えばマップの
高さに沿うように移動する。一方、移動体がいる位置で
の高さ情報が増加している場合、即ち移動体が上り坂を
移動している場合には、ジャンプ条件を満たすか否かに
よらず移動体はジャンプせず、例えばマップの高さに沿
うように移動する。このようにすれば、上り坂における
高さ情報の増加により移動体が必要以上に弾み、観者に
不自然な感覚を与えるという事態が有効に防止される。
なお本発明の処理は、例えばマップ上の大きなうねり
（波）の生じるエリア等で行うことが好ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を用いて説明する。

【００１７】まず図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を用い
て、本実施例の原理について説明する。

【００１８】図１（Ａ）は、絶対座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）
でのマップ２０の配置例を示すものである。このマップ
２０は複数のマップオブジェクトにより形成され、マッ
プオブジェクトは１又は複数のポリゴン又は曲面により
形成される。ここでＸ、Ｚは平面位置を表す座標であ
り、Ｙは高さを表す座標である。

【００１９】図１（Ｂ）に示すように本実施例では、マ
ップ上の第１、第２、第３の位置２２、２４、２６等で
の高さ情報を、時間経過に伴い変化させている。そして
マップ上において移動する移動体３０の該移動に追従す
る視点位置３２及び視線方向３４の少なくとも一方を、
上記高さ情報に基づいて変化させる。そして、変化する
視点位置、視線方向にて見える視界画像を合成し、ディ
スプレイ等の表示部に表示する。また図１（Ｃ）に示す
ように、マップの画像も時間経過に伴い変化させてい
る。

【００２０】以上のように本実施例によれば、プレーヤ
は、マップの高さの変化を、視点位置、視線方向の変化
並びに表示されるマップ画像の変化により体感でき、ゲ
ームのリアル感を大幅に向上できる。そして本実施例に
よれば、波（うねり）が発生する水面上での移動体の走
行、表面が波のような運動をする物体上、膨張、伸縮を
繰り返す物体上での移動体の走行等を、よりリアルにシ
ミュレートでき、ゲームの面白味を倍増できる。

【００２１】なおマップ画像、高さ情報を頻繁に（短い
時間間隔で）変化させると、演算処理負担の増加、マッ
プ画像、高さ情報を格納するメモリ容量の増加等の問題
が生じる。一方、高さ情報を頻繁に変化させないと、視
点位置３２等の変化が滑らかにならず、プレーヤに不自
然な感覚を与える。そこで本実施例では、高さ情報をマ
ップ画像の変化よりも頻繁に変化させている。これは例
えば、第１、第２の高さ情報２２、２４との間を補間
し、補間により得られる高さ情報に基づいて視点位置、
視線方向を変化させること等で実現できる。このように
することで、演算処理負担の増加、メモリ容量の増加を
抑えながら、視点位置等を滑らかに変化させることが可
能となる。

【００２２】図２に、本実施例に係る３次元シミュレー
タ装置の機能ブロック図の一例を示す。ここで操作部１
２は、プレーヤからの操作情報を入力するためのもので
あり、操作部１２にて得られた操作情報は処理部１００
に入力される。処理部１００は、この操作情報と、所与
のプログラム等に基づいて、表示物を表すオブジェクト
が複数配置されて成るオブジェクト空間を設定する処理
等を行うものであり、ハードウェア的には例えばＣＰＵ
及びメモリにより構成される。画像合成部２００は、こ
の設定されたオブジェクト空間内の所与の視点位置、視
線方向にて見える視界画像を合成する処理を行うもので
あり、ハードウェア的には例えば画像合成専用のＩＣ或
いはＣＰＵ及びメモリにより構成される。画像合成部２
００により得られた視界画像は表示部１０において表示
される。

【００２３】ここで処理部１００は高さ情報変化部１１
０、視点変化部１２０を含んでいる。そして高さ情報変
化部１１０は、マップ上の第１〜第ｎの位置での第１〜
第ｎの高さ情報の各々を時間経過に伴い変化させる処理
を行う。また視点変化部１２０は、移動体の移動に追従
する視点位置及び視線方向の少なくとも一方を、第１〜
第ｎの高さ情報の少なくとも１つに基づいて変化させる
処理を行う。そして画像合成部２００は、この変化する
視点位置、視線方向にて見える視界画像を合成すること
になる。

【００２４】次に、本実施例の詳細な例について説明す
る。図３に、本実施例を業務用のゲーム装置に適用した
場合の外観図を示す。このゲーム装置は、水上バイクの
操縦を擬似的に体感するためのものであり、プレーヤ４
０は、実際の水上バイクを模して作られた筺体４２に搭
乗し、表示部１０に映し出されるゲーム画面（視界画
像）を見ながらゲーム操作を行う。筺体４２には、ハン
ドルポール４４が、図中のＤに示す方向で回動自在とな
るように取り付けられている。またハンドルポール４４
には、ハンドル４６が取り付けられており、このハンド
ル４６に設けられたレバー４７（アクセル）を握ること
で、オブジェクト空間内の移動体の加速制御が行われ
る。移動体の方向制御（舵取り）は、プレーヤ４０の体
重移動により行われる。即ち筺体４２は、図示しない左
右スイング機構により図中のＥに示す方向に左右スイン
グ（或いはローリング）可能となっており、プレーヤ４
０が左足に体重をかけると右側にスイングし、右足に体
重をかけると左側にスイングするようになっている。そ
して右側にスイングするとオブジェクト空間内の移動体
は左側に舵取りされ、左側にスイングすると右側に舵取
りされることになる。

【００２５】また筺体４２は、図示しない上下動作機構
により、図中のＦに示す方向で上下（ピッチング）動作
可能となっている。この上下動作は、例えば移動体がう
ねりエリア（図６の６０参照）等に入りマップの高さ情
報が変化する場合に行われる。これによりプレーヤの感
じる体感度を高めることができる。なお筺体４２の上下
動作をマップの高さ情報に基づいて行い、高さ情報の変
化と筺体４２の上下動作とを連動させてもよいし、連動
させず例えば単に上下に振動させるというように高さ情
報の変化とは無関係に筺体４２を上下動作させてもよ
い。

【００２６】図４に、オブジェクト空間内に配置される
マップの平面図の一例を示す。プレーヤは移動体を操作
し、スタートポイント５０からスタートし、群島エリア
５２、トンネルエリア５４、湖エリア５６、ジャングル
エリア５８、うねりエリア６０、渦エリア６２、トンネ
ルエリア６４等を通過して、ゴールポイント６６に戻
る。そして、いかに早くゴールにたどり着くかというタ
イムトライアルを行ったり、他のプレーヤとの競争を行
うことでゲームを楽しむ。

【００２７】図５に、本実施例の詳細な機能ブロック図
の一例を示す。この例では、処理部１００は、高さ情報
変化部１１０、視点変化部１２０、移動体情報演算部１
３０、オブジェクト空間設定部１４０、空間情報記憶部
１４２、マップ特定情報記憶部１４４、読み出し部１４
６を含む。そして図５の例では、高さ情報変化部１１０
は、高さ情報ファイル記憶部１１２、読み出し部１１４
により構成されている。

【００２８】ここで移動体情報演算部１３０は、操作部
１２からの操作情報、高さ情報変化部１１０からの高さ
情報及び所与のゲームプログラム等に基づいて、水上バ
イク等の移動体の位置情報、方向情報等をリアルタイム
に演算するものである。

【００２９】また空間情報記憶部１４２には、図６に示
すように、表示するオブジェクトを特定するためのオブ
ジェクトナンバーＯＢｉ、このオブジェクトの配置を特
定するための位置情報（Ｘｍ、Ｙｍ、Ｚｍ）、方向情報
（θｍ、φｍ、ρｍ）が格納される。但し、位置情報、
方向情報の少なくとも一方のみを特定すればよい場合に
は、その一方のみを格納すればよい。そして空間情報記
憶部１４２に記憶されている空間情報は、オブジェクト
空間設定部１４０により読み出される。この場合、空間
情報記憶部１４２には、当該フレーム（１フレーム＝１
／６０秒）の１つ前のフレームにおける空間情報が記憶
されている。そして、オブジェクト空間設定部１４０
は、読み出された空間情報、移動体情報演算部１３０か
らの移動体情報、読み出し部１４６により読み出された
マップ特定情報等に基づいて、当該フレームにおける空
間情報を求める。なお静止物体については空間情報は変
化しないのでこのような処理は必要ない。

【００３０】図７に、高さ情報ファイル記憶部１１２に
記憶される第１〜第３２の高さ情報ファイル７０ー1〜７
０ー32を模式的に示す。これらの高さ情報ファイルに
は、マップの各位置（Ｘ、Ｚ座標で特定される）での高
さ情報（Ｙ座標で特定される）がマトリクス状に格納さ
れている。ここで第２の高さ情報ファイル７０-2は、第
１の高さ情報ファイル７０ー1に含まれるマップの各位置
での高さ情報に所与の時間変化成分を加えた高さ情報に
より構成される。第３、第２の高さ情報ファイルの間、
第４、第３の高さ情報ファイルの間・・・・第３２、第
３１の高さ情報ファイルの間の関係も同様である。読み
出し部１１４は、高さ情報ファイル記憶部１１２から、
第１の高さ情報ファイル７０ー1、第２の高さ情報ファイ
ル７０ー2・・・・・第３２の高さ情報ファイル７０ー3
2、第１の高さ情報ファイル７０ー1、第２の高さ情報フ
ァイル７０ー2・・・・・というように、高さ情報ファイ
ルを時間経過に伴い順次サイクリックに読み出す。この
ようにすることで、マップの各位置において時間的に変
化する高さ情報を得ることができる。ここで読み出し部
１１４は、４フレーム毎に高さ情報ファイルの読み出し
を行う。従って高さ情報ファイルは、約２秒を１周期と
してサイクリックに読み出されることになる。

【００３１】移動体情報演算部１３０は、読み出された
高さ情報ファイルの中から、現在の移動体の位置に対応
する高さ情報を選択する。この場合、例えば移動体の位
置に最も近い位置での高さ情報を選択するようにしても
よいし、移動体の周囲の複数の位置での高さ情報を選択
し複数の高さ情報の平均値等を求めるようにしてもよ
い。移動体情報演算部１３０は、得られた高さ情報等に
基づいて、次のフレームでの移動体の位置情報、方向情
報等を演算する。そして視点変化部１２０は、移動体の
位置情報、方向情報等に基づいて、視点位置、視線方向
を変化させる処理を行う。この時、本実施例では、視点
位置、視線方向を移動体の移動に追従させているが、必
ずしも正確に追従させる必要はなく、ある程度の変動成
分を持たせてもよい。

【００３２】マップ特定情報記憶部１４４には、例えば
第１〜第３２のマップ特定情報が記憶されている。ここ
で第２マップ特定情報は、第１のマップ特定情報により
特定されるマップの表示から所与の時間（例えば４フレ
ーム）経過後に表示するマップを特定する情報により構
成される。第３、第２のマップ特定情報の間、第４、第
３のマップ特定情報の間・・・・第３２、第３１のマッ
プ特定情報の間の関係も同様である。読み出し部１４６
は、マップ特定情報記憶部１４４から、第１のマップ特
定情報、第２のマップ特定情報・・・・・第３２のマッ
プ特定情報、第１のマップ特定情報、第２のマップ特定
情報・・・・・というように、マップ特定情報を時間経
過に伴い順次サイクリックに読み出す。マップ特定情報
には、表示するマップオブジェクトを特定するためのオ
ブジェクトナンバー、マップオブジェクトの表示位置を
特定するための位置情報等が含まれている。オブジェク
ト空間設定部１４０は、読み出し部１４６により読み出
されたこれらのマップ特定情報に基づいて、図６に示す
空間情報を更新する。そして画像合成部２００は、更新
後の空間情報を用いて画像合成を行う。以上のようにす
ることで、マップ画像を、時間経過に伴い順次変化させ
ることが可能となる。

【００３３】次に、図８のフローチャートを用いて本実
施例の動作を説明する。まず移動体の位置情報に基づい
て、移動体がうねりエリア６０（図４参照）に位置する
か否かを判断する（ステップＳ１）。但し本実施例では
うねりエリア６０でのみマップの高さ情報を変化させて
いるが、全てのエリアでマップの高さ情報を変化させる
ようにしてもよい。

【００３４】うねりエリアに位置する場合には、マップ
特定情報記憶部１４４からのマップ特定情報のサイクリ
ックな読み出しを開始する（ステップＳ２）。これと同
時に高さ情報ファイル記憶部１１２からも、上記マップ
特定情報に対応する高さ情報ファイルをサイクリックに
読み出す（ステップＳ３）。

【００３５】次に移動体の位置情報に基づいて、高さ情
報ファイルの中から移動体のいる位置に対応する高さ情
報を選択する（ステップＳ４）。そして得られた高さ情
報に基づいて、移動体の位置情報、視点位置、視線方向
等を演算する（ステップＳ５）。

【００３６】オブジェクト空間設定部１４０は、読み出
し部１４６から読み出されたマップ特定情報等に基づい
て空間情報を１フィールド毎に更新する。なおプレーヤ
が操作する自機の移動体の画像を画面上に表示する３人
称表示の場合には、空間情報の中に自機の移動体に関す
る情報を格納するエリアが設けられ、移動体情報演算部
１３０からの演算結果に基づいて、この情報が更新され
る。画像合成部２００は、オブジェクト空間設定部１４
０から入力される空間情報に基づいて、視点変化部１２
０から入力される視点位置、視線方向での視界画像を合
成することになる。

【００３７】次に補間処理について説明する。高さ情報
ファイル記憶部１１２、マップ特定情報記憶部１４４に
使用されるメモリ容量はなるべく小さい方が望ましく、
一方、視点位置の変化を滑らかにするため高さ情報をな
るべく頻繁に変化させることが望ましい。そこで本実施
例では、高さ情報ファイルの数を、マップ特定情報の数
と同じ又は多くし、読み出し部１１４による高さ情報フ
ァイルの読み出しと、読み出し部１４６によるマップ特
定情報の読み出しを同期させると共に、補間処理部１３
２において、読み出された高さ情報の補間処理を行って
いる。

【００３８】図９（Ａ）には、この補間処理の様子が模
式的に示されている。例えば図９（Ａ）において、第ｓ
の高さ情報ファイルから選択された高さ情報をＨs、第
（ｓ＋１）の高さ情報ファイルから選択された高さ情報
をＨs+1とする。補間処理部１３２は、これらのＨs、Ｈ
s+1に基づいて、例えば次式にしたがって補間値Ｈを求
めている。

【００３９】Ｈ＝Ｈs＋（Ｈs+1−Ｈs）・Ｉa ここでＩaは時間に関する補間率であり、例えばＨs、Ｈ
s+1から３つの補間値を得る場合には、Ｉaを、１／４、
２／４、３／４というように変化させる。このようにす
ることで、高さ情報を頻繁に変化させることができ、視
点位置、視線方向の滑らかな変化が可能となる。

【００４０】また本実施例では、時間に関する補間のみ
ならず位置に関する補間も行っている。例えば図９
（Ｂ）において、位置Ｘpでの高さ情報をＨp、位置Ｘp+
1での高さ情報をＨp+1とする。補間処理部１３２は、こ
れらのＨp、Ｈp+1に基づいて、例えば次式にしたがって
補間値Ｈを求めている。

【００４１】Ｈ＝Ｈp＋（Ｈp+1−Ｈp）・Ｉb ここでＩbは位置に関する補間率であり、例えばＨp、Ｈ
p+1から２つの補間値を得る場合には、Ｉbを、１／３、
２／３というように変化させる。このようにすること
で、高さ情報が位置に関して滑らかに変化し、視点位
置、視線方向の滑らかな変化が可能となる。

【００４２】さて図１０において、移動体３０が上り坂
を登っており、移動体３０が、単位時間に、ある高さだ
け上昇すると、その時の速度を初速として投げ上げ運動
が開始してしまう。このような投げ上げ運動が生じる
と、水面のうねりにより移動体が必要以上に弾んでしま
い、プレーヤに不自然な感覚を与えてしまう。特にゲー
ムの迫力感を出すために現実の水上バイクの走行速度よ
りも高速で移動体を走行させたり、演算処理を簡易化す
るために水による吸着の影響を計算上無視した場合等
に、上り坂による移動体の弾みは非常に不自然なものと
なる。そこで本実施例では、移動体３０がいる位置での
マップの高さ情報の増減を判断し、マップの高さ情報が
増加している場合には移動体３０をジャンプさせず、例
えばマップの高さ情報の変化に追従するように移動体３
０の高さ情報を変化させている。即ち上り坂において
は、移動体３０をジャンプさせずマップである水面にほ
ぼ沿うように移動体３０を移動させる。一方、下り坂に
おいては、移動体３０の高さ情報の変化とマップの高さ
情報の変化との関係に基づいて、ジャンプ条件を満たす
か否かを判断し、満たす場合にはジャンプ動作を行わせ
る。即ち例えば、自由落下の法則等に基づいて求められ
た移動体の高さ情報の変化の方が、マップの高さ情報の
変化よりも小さい場合には、ジャンプ条件を満たしたと
し、図１０のＣに示すように移動体３０をジャンプ状態
にする。この場合には、マップの高さ情報を考慮せずに
移動体３０の位置情報等が演算されることになる。一
方、自由落下の法則等に基づいて求められた移動体の高
さ情報の変化の方が、マップの高さ情報の変化よりも大
きい場合には、図１０のＤに示すように、移動体３０を
ジャンプさせず例えばマップである水面にほぼ沿うよう
に移動体３０を移動させる。このようにすることで、移
動体が必要以上に弾み、プレーヤに不自然な感覚を与え
ることが防止される。

【００４３】以上の処理の流れが図１１のフローチャー
トに示される。まず図５に示す登り下り判定部１３４
が、上り坂か下り坂かを判定する（ステップＴ１）。こ
れは例えば移動体が単位時間前にいた位置での高さ情報
と、現在いる位置での高さ情報との差の符号を判定する
ことで実現できる。そして上り坂の場合には移動体をジ
ャンプさせず例えばマップの高さ情報の変化に追従する
ように移動体の高さ情報を変化させる（ステップＴ
２）。これにより視点位置、視線方向もマップの高さ情
報の変化に追従するように変化することになる。一方、
下り坂の場合には、移動体の高さ情報、マップの高さ情
報等に基づいて、ジャンプ条件を満たすか否かを判断し
（ステップＴ３）、ジャンプ条件を満たす場合にはジャ
ンプ動作をさせ（ステップＴ４）、満たさない場合には
マップの高さ情報に追従するように移動体の高さ情報を
変化させる。

【００４４】次に、本実施例のハードウェア構成の一例
について図１２を用いて説明する。同図に示す３次元シ
ミュレータ装置では、ＣＰＵ１０００、ＲＯＭ１００
２、ＲＡＭ１００４、情報記憶媒体１００６、音合成Ｉ
Ｃ１００８、画像合成ＩＣ１０１０、Ｉ／Ｏポート１０
１２、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ＩＣ１０１０にはディスプレイ１０１８が接続され、
音合成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１０２２が
接続され、Ｉ／Ｏポート１０１４には通信装置１０２４
が接続されている。

【００４５】情報記憶媒体１００６は、ゲームプログラ
ム、表示物を表現するための画像情報等が主に格納され
るものであり、ＣＤ−ＲＯＭ、ゲームカセット、ＩＣカ
ード、ＭＯ、ＦＤ、メモリ等が用いられる。例えば家庭
用ゲーム装置ではゲームプログラム等を格納する情報記
憶媒体としてＣＤ−ＲＯＭ、ゲームカセットが、業務用
ゲーム装置ではＲＯＭ等のメモリが用いられる。

【００４６】コントロール装置１０２２はゲームコント
ローラに相当するものであり、プレーヤがゲーム進行に
応じて行う判断の結果を装置本体に入力するための装置
である。

【００４７】情報記憶媒体１００６に格納されるゲーム
プログラム、ＲＯＭ１００２に格納されるシステムプロ
グラム（装置本体の初期化情報等）、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、ＣＰＵ１
０００は装置全体の制御や各種データ処理を行う。ＲＡ
Ｍ１００４はこのＣＰＵ１０００の作業領域等として用
いられる記憶手段であり、情報記憶媒体１００６やＲＯ
Ｍ１００２の所与の内容、あるいはＣＰＵ１０００の演
算結果等が格納される。また空間情報（図６）、高さ情
報ファイル（図７）、マップ特定情報等の論理的な構成
を持つデータ構造は、このＲＡＭ又は情報記憶媒体上に
構築されることになる。

【００４８】更に、この種のゲーム装置には音合成ＩＣ
１００８と画像合成ＩＣ１０１０とが設けられていてゲ
ーム音やゲーム画面の好適な出力が行えるようになって
いる。音合成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バッ
クグラウンド音楽等のゲーム音を合成する集積回路であ
り、合成されたゲーム音はスピーカ１０２０によって出
力される。また、画像合成ＩＣ１０１０は、ＲＡＭ１０
０４、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集積回路である。なおデ
ィスプレイ１０１８として、いわゆるヘッドマウントデ
ィスプレイ（ＨＭＤ）と呼ばれるものを使用することも
できる。

【００４９】また、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
じた所与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。

【００５０】そして図１（Ａ）〜（Ｃ）、図２、図５、
図９（Ａ）、（Ｂ）、図１０で説明した種々の処理は、
図８、図１１のフロチャートに示した処理等を行うゲー
ムプログラムを格納した情報記憶媒体１００６と、該ゲ
ームプログラムに従って動作するＣＰＵ１０００、画像
合成ＩＣ１０１０等によって実現される。なお画像合成
ＩＣ１０１０、音合成ＩＣ１００８等で行われる処理
は、ＣＰＵ１０００あるいは汎用のＤＳＰ等によりソフ
トウェア的に行ってもよい。

【００５１】本実施例を業務用ゲーム装置に適用した場
合には、図３に示すように、装置内にはＩＣ基板１１０
６が内蔵され、ＩＣ基板１１０６には、ＣＰＵ、画像合
成ＩＣ、音合成ＩＣ等が実装される。そしてマップ上の
各位置での高さ情報を時間経過に伴い変化させるための
情報、視点位置、視線方向を高さ情報に基づいて変化さ
せるための情報、変化する視点位置、視線方向に見える
視界画像を合成するための情報等は、ＩＣ基板１１０６
上の情報記憶媒体であるメモリ１１０８に格納される。
以下、これらの情報を格納情報と呼ぶ。これらの格納情
報は、上記の種々の処理を行うためのプログラムコー
ド、画像情報、音情報、表示物の形状情報、テーブルデ
ータ、プレーヤ情報等の少なくとも１つを含むものであ
る。

【００５２】図１３（Ａ）に、本実施例を家庭用のゲー
ム装置に適用した場合の例を示す。プレーヤはディスプ
レイ１２００に映し出されたゲーム画面を見ながら、ゲ
ームコントローラ１２０２、１２０４を操作してゲーム
を楽しむ。この場合、上記格納情報は、本体装置に着脱
自在な情報記憶媒体であるＣＤ−ＲＯＭ１２０６、ＩＣ
カード１２０８、１２０９等に格納されている。

【００５３】図１３（Ｂ）に、ホスト装置１３００と、
このホスト装置１３００と通信回線１３０２を介して接
続される端末１３０４ー1〜１３０４-nとを含むゲーム装
置に本実施例を適用した場合の例を示す。この場合、上
記格納情報は、例えばホスト装置１３００が制御可能な
磁気ディスク装置、磁気テープ装置、メモリ等の情報記
憶媒体１３０６に格納されている。端末１３０４ー1〜１
３０４-nが、ＣＰＵ、画像合成ＩＣ、音合成ＩＣを有
し、スタンドアロンでゲーム画像、ゲーム音を合成でき
るものである場合には、ホスト装置１３００からは、ゲ
ーム画像、ゲーム音を合成するためのゲームプログラム
等が端末１３０４ー1〜１３０４-nに配送される。一方、
スタンドアロンで合成できない場合には、ホスト装置１
３００がゲーム画像、ゲーム音を合成し、これを端末１
３０４ー1〜１３０４-nに伝送し端末において出力するこ
とになる。

【００５４】なお本発明は、上記実施例で説明したもの
に限らず、種々の変形実施が可能である。

【００５５】例えば上記実施例では、高さ情報、マップ
画像を時間経過に伴い変化させる手段として、高さ情報
ファイル、マップ特定情報等を用いた。処理の高速化、
リアル感の向上のためにはこのような手法を用いること
が望ましいが、本発明はこれに限られるものではなく、
例えば所与の関数を用意し、この関数を用いて高さ情
報、マップ画像を変化させてもよい。

【００５６】また本実施例では、高さ情報をマップ画像
の変化よりも頻繁に変化させるために補間処理部を設け
た。処理の簡易化、メモリ容量の節約を図るためにはこ
のような手法を用いることが望ましいが、本発明はこれ
に限られるものではなく、例えば高さ情報ファイルの数
をマップ特定情報の数よりも多くする等、種々の手法を
採用することができる。

【００５７】また、本実施例では、水上バイクの走行ゲ
ームを例にとり説明したが、本発明はこれに限らず、例
えばモータボート、サーフボード、水上スキーの走行ゲ
ーム、人体の上のマップを走行するゲーム等、種々のゲ
ームに適用できる。

【００５８】また本発明は、業務用のゲーム装置、家庭
用のゲーム装置、操縦訓練のためのシミュレータ装置、
多数のプレーヤが参加する大型アトラクション装置等、
種々のものに適用できる。

【００５９】また本実施例で説明した処理部、画像合成
部等で行われる処理も、本実施例では単にその一例を示
したものであり、本発明における処理はこれらに限定さ
れるものではない。

【００６０】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本実施例の原
理を説明するための図である。

【図２】本実施例の機能ブロック図の一例である。

【図３】本実施例の外観図の一例である。

【図４】オブジェクト空間に配置されるマップについて
説明するための図である。

【図５】本実施例の機能ブロック図の詳細な構成の一例
である。

【図６】空間情報の一例について説明するための図であ
る。

【図７】高さ情報ファイルの一例について説明するため
の図である。

【図８】本実施例の動作を説明するためのフローチャー
トである。

【図９】図９（Ａ）、（Ｂ）は、補間処理について説明
するための図である。

【図１０】移動体の不必要な弾みを防ぐ処理について説
明するための図である。

【図１１】移動体の不必要な弾みを防ぐ処理について説
明するためのフローチャートである。

【図１２】本実施例を実現するハードウェアの構成の一
例を示す図である。

【図１３】図１３（Ａ）、（Ｂ）は、本実施例が適用さ
れる種々の形態の装置を示す図である。

【符号の説明】

１０表示部１２操作部１００処理部１１０高さ情報変化部１１２高さ情報ファイル記憶部１１４読み出し部１２０視点変化部１３０移動体情報演算部１３２補間処理部１３４上り下り判定部１４０オブジェクト空間設定部１４２空間情報記憶部１４４マップ特定情報記憶部１４６読み出し部２００画像合成部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】オブジェクト空間内の所与の視点位置、
視線方向にて見える視界画像を合成する３次元シミュレ
ータ装置であって、前記オブジェクト空間に配置されるマップ上の第１〜第
ｎの位置での第１〜第ｎの高さ情報の各々を時間経過に
伴い変化させる手段と、前記マップ上において移動する移動体の該移動に追従す
る視点位置及び視線方向の少なくとも一方を、前記第１
〜第ｎの高さ情報の少なくとも１つに基づいて変化させ
る手段と、変化する前記視点位置、前記視線方向にて見える視界画
像を合成する手段とを含むことを特徴とする３次元シミ
ュレータ装置。
【請求項２】請求項１において、前記マップの画像を時間経過に伴い変化させると共に、
高さ情報をマップの画像の変化よりも頻繁に変化させる
ことを特徴とする３次元シミュレータ装置。
【請求項３】オブジェクト空間内の所与の視点位置、
視線方向にて見える視界画像を合成する３次元シミュレ
ータ装置であって、前記オブジェクト空間に配置されるマップ上の第１〜第
ｎの位置での第１〜第ｎの高さ情報を含む第１の高さ情
報ファイルと、該第１の高さ情報ファイルに含まれる第
１〜第ｎの高さ情報に所与の時間変化成分を加えた第１
〜第ｎの高さ情報を含む第２の高さ情報ファイルと・・
・・・第（ｋ−１）の高さ情報ファイルに含まれる第１
〜第ｎの高さ情報に所与の時間変化成分を加えた第１〜
第ｎの高さ情報を含む第ｋの高さ情報ファイルとを記憶
する高さ情報ファイル記憶手段と、前記第１〜第ｋの高さ情報ファイルを前記高さ情報ファ
イル記憶手段から時間経過に伴い順次読み出す手段と、前記マップ上において移動する移動体の該移動に追従す
る視点位置及び視線方向の少なくとも一方を、読み出さ
れた高さ情報ファイルに含まれる少なくとも１つの高さ
情報に基づいて変化させる手段と、変化する前記視点位置、前記視線方向にて見える視界画
像を合成する手段とを含むことを特徴とする３次元シミ
ュレータ装置。
【請求項４】請求項３において、表示するマップを特定する第１のマップ特定情報と、第
１のマップ特定情報により特定されるマップの表示から
所与の時間経過後に表示するマップを特定する第２のマ
ップ特定情報と・・・・・第（ｊ−１）のマップ特定情
報により特定されるマップの表示から所与の時間経過後
に表示するマップを特定する第ｊのマップ特定情報とを
記憶するマップ特定情報記憶手段と、前記第１〜第ｊのマップ特定情報を前記マップ特定情報
記憶手段から時間経過に伴い順次読み出す手段と、第ｓ（１≦ｓ≦ｋ−１）の高さ情報ファイルに含まれる
第１〜第ｎの高さ情報と第（ｓ＋１）の高さ情報ファイ
ルに含まれる第１〜第ｎの高さ情報とに基づいて補間処
理を行う手段とを含み、読み出されたマップ特定情報により特定されるマップの
画像を表示すると共に、補間処理により得られた高さ情
報に基づいて、前記視点位置及び前記視線方向の少なく
とも一方を変化させることを特徴とする３次元シミュレ
ータ装置。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれかにおいて、移動体がいる位置でのマップの高さ情報の増減を判断
し、移動体がいる位置での高さ情報が減少している場合
には、所与のジャンプ条件を満たすか否かにより移動体
にジャンプ動作を行わせると共に、移動体がいる位置で
のマップの高さ情報が増加している場合には、ジャンプ
条件を満たすか否かによらず移動体にジャンプ動作を行
わせないことを特徴とする３次元シミュレータ装置。
【請求項６】オブジェクト空間内の所与の視点位置、
視線方向にて見える視界画像を合成するための情報を格
納する情報記憶媒体であって、前記オブジェクト空間に配置されるマップ上の第１〜第
ｎの位置での第１〜第ｎの高さ情報の各々を時間経過に
伴い変化させるための情報と、前記マップ上において移動する移動体の該移動に追従す
る視点位置及び視線方向の少なくとも一方を、前記第１
〜第ｎの高さ情報の少なくとも１つに基づいて変化させ
るための情報と、変化する前記視点位置、前記視線方向にて見える視界画
像を合成するための情報とを含むことを特徴とする情報
記憶媒体。
【請求項７】オブジェクト空間内の所与の視点位置、
視線方向にて見える視界画像を合成するための情報を格
納する情報記憶媒体であって、前記オブジェクト空間に配置されるマップ上の第１〜第
ｎの位置での第１〜第ｎの高さ情報を含む第１の高さ情
報ファイルと、該第１の高さ情報ファイルに含まれる第
１〜第ｎの高さ情報に所与の時間変化成分を加えた第１
〜第ｎの高さ情報を含む第２の高さ情報ファイルと・・
・・・第（ｋ−１）の高さ情報ファイルに含まれる第１
〜第ｎの高さ情報に所与の時間変化成分を加えた第１〜
第ｎの高さ情報を含む第ｋの高さ情報ファイルとを高さ
情報ファイル記憶手段に記憶させるための情報と、前記第１〜第ｋの高さ情報ファイルを前記高さ情報ファ
イル記憶手段から時間経過に伴い順次読み出すための情
報と、前記マップ上において移動する移動体の該移動に追従す
る視点位置及び視線方向の少なくとも一方を、読み出さ
れた高さ情報ファイルに含まれる少なくとも１つの高さ
情報に基づいて変化させるための情報と、変化する前記視点位置、前記視線方向にて見える視界画
像を合成するための情報とを含むことを特徴とする情報
記憶媒体。