JPH10188037A - 画像合成表示装置，画像合成表示方法，及びコンピュータプログラムを記録した機械読取り可能な記録媒体 - Google Patents

画像合成表示装置，画像合成表示方法，及びコンピュータプログラムを記録した機械読取り可能な記録媒体

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JPH10188037A
JPH10188037A JP8343401A JP34340196A JPH10188037A JP H10188037 A JPH10188037 A JP H10188037A JP 8343401 A JP8343401 A JP 8343401A JP 34340196 A JP34340196 A JP 34340196A JP H10188037 A JPH10188037 A JP H10188037A
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Tsukasa Tokuda
典 徳田
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F2300/00—Features of games using an electronically generated display having two or more dimensions, e.g. on a television screen, showing representations related to the game
    • A63F2300/60—Methods for processing data by generating or executing the game program
    • A63F2300/66—Methods for processing data by generating or executing the game program for rendering three dimensional images

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  • Processing Or Creating Images (AREA)
  • Controls And Circuits For Display Device (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来に比しより適正な補間処理を行うことがで
き、記憶装置に記録されるデータの量を減少させること
のできる画像合成表示装置を提供すること。 【解決手段】コース２９の補間処理が開始されると、補
間開始点Ｐ０のデータ，補間終了点Ｐ１のデータ，補間
開始点Ｐ０の接線ベクトルＴ０のデータ，補間終了点Ｐ
１の接線ベクトルＴ１のデータに基づいて、補間開始点
Ｐ０と補間終了点Ｐ１との間を補間するコース２９上の
点である補間点が算出される。そして、この補間点に基
づいて地形の画像合成処理が行われる。そして、合成さ
れた画像がテレビジョンモニタ２２に表示される。この
ような処理が時間変数ｔを変化させて繰り返し行われる
ため、画面には、滑らかな曲線を描きながら移動するゲ
ーム空間の映像が表示される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、仮想３次元空間を
形成する際の基準となる曲線，２次元空間を形成する際
の基準となる曲線，及びキャラクタの移動によって描か
れる曲線等を設定し、各曲線に基づいて画像を合成し、
合成した画像を画面に表示させる画像合成表示装置，画
像合成表示方法，及びコンピュータプログラムを記録し
た機械読取り可能な記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、３次元の仮想ゲーム空間にゲーム
プレーヤが操作可能な戦闘機等(自キャラクタ)を飛行さ
せ、ゲーム空間中に出現する戦闘機(敵キャラクタ)等を
どれだけ破壊できるかを競うシューティングゲームを実
行するビデオゲーム機がある。
【０００３】この種のビデオゲーム機では、自キャラク
タが進むコースが予め設定されており、そのコースの周
囲に建物，海，又は山等の３次元の仮想物体が配置され
た空間としてのゲーム空間が設定されている。そして、
自キャラクタはこのコースの周囲の所定範囲内をゲーム
プレーヤの操作によって飛び回りながら移動していくよ
うになっている。この場合、ＣＲＴ等のディスプレイに
は、上記したコースに沿って所定速度で移動する仮想の
カメラによって撮影される仮想３次元空間内の情景が表
示される手法が採られる。そして、ゲームプレーヤは、
このカメラの視野内の所定範囲内で自由に自キャラクタ
を操縦できるのである。
【０００４】上記した手法を採る場合には、ビデオゲー
ム機は、上記した仮想３次元空間内にワールド座標系で
上記コースを線として設定し、ローカル座標系の原点を
このコースに沿って所定速度で移動させ、上記仮想のカ
メラをこのローカル座標系の所定点に固定させる，ある
いは自キャラクタの位置によって所定範囲で上下左右に
シフトさせたり、回転させたりするという処理を行うこ
とによって、ゲームを進行させる。ここに、ワールド座
標系とは、コース，ゲーム空間，キャラクタ，カメラ等
のゲームに係わる全てのものに対して共通の座標系であ
り、ローカル座標系とはビデオゲーム機が画像表示を適
正に行うべく画像表示に係わるゲーム空間部分専用に設
けられた座標系である。このようなことから、ビデオゲ
ーム機が備える記憶装置には、上記したコース周辺に配
置される３次元の仮想物体の位置や形状等の仮想３次元
空間を表示するための空間情報に加えて、コースのデー
タも記憶しなければならない。
【０００５】しかしながら、コースのデータは、コース
が直線状である場合には直線の始点と終点のみを記憶す
るのみで良いが、コースは曲線で設定される場合もある
ため、曲線を形成する全ての点を逐一記憶していたので
は膨大な記憶容量を必要としてしまう。そこで、曲線を
描くコースのデータを記憶する際には、代表点を曲線で
補間するという方法が考えられる。このように、空間上
の点と点との間を曲線で補間する場合には、スプライン
補間を用いることが考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スプラ
イン補間を用いて代表点間の補間処理を行うことは、以
下の理由により不適当であった。すなわち、スプライン
補間では、二つの代表点(補間開始点と補間終了点)に対
して接線ベクトルを設定することができず、また、補間
によって形成される曲線が各代表点を必ずしも通過する
とは限らない。従って、コース全体を一つの線状に形成
することが困難であった。
【０００７】従って、コースの曲線部分については多数
の点のデータを設定し、記憶装置に記憶せざるを得なか
った。このことより、多くの曲線で形成されたコースを
採用すると、記憶装置に記憶させるデータが膨大となる
問題があった。
【０００８】本発明は、上記問題に鑑みなされたもので
あり、従来に比しより適正にコースをなす曲線の補間処
理を行うことができ、記憶装置に記憶させるデータ量を
減少させることのできる画像合成表示装置，画像合成表
示方法，及びコンピュータプログラムを記録した機械読
取り可能な記録媒体を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した課題
を解決するために以下の構成を採用する。すなわち、請
求項１の発明は、画面に仮想空間内を滑らかな曲線を描
きながら移動していく様子を表示する装置であって、前
記仮想空間内の画像を生成するための画像データが格納
された画像データ格納手段と、前記曲線の始点位置のデ
ータ，及び終点位置のデータが格納された第１データ格
納手段と、前記曲線の始点位置の接線データ，及び終点
位置の接線データが格納された第２データ格納手段と、
前記始点位置のデータ，終点位置のデータ，始点位置の
接線データ，及び終点位置の接線データに基づいて、前
記曲線を求める曲線設定手段と、前記曲線設定手段によ
って求められた曲線に時間パラメータをあてはめてこの
曲線上を移動する点の位置及び方向を求める移動位置設
定手段と、前記移動位置設定手段によって求められた点
の位置及び方向に基づいて、該位置及び方向に関する画
像を前記画像データを用いて合成する画像合成手段と、
微小時間の経過に応じて前記時間パラメータを変化させ
ることにより合成された画像を変化させ、前記仮想空間
内を滑らかな曲線を描きながら移動していく様子を前記
画面に表示させる表示手段とを備えたことを特徴とす
る。
【００１０】請求項１の発明によれば、曲線設定手段
が、始点位置のデータ，終点位置のデータ，始点位置の
接線データ，終点位置の接線データに基づいて、移動位
置を設定するための曲線を求め、設定された移動位置に
基づいて画像を合成するため、移動位置に関する多数の
点データを記憶することなく滑らかな曲線を描きながら
移動する画像を得ることができる。
【００１１】請求項２の発明は、画面に仮想空間内を滑
らかに連続する曲線を描きながら移動する様子を表示す
る画像合成表示装置であって、前記仮想空間内の画像を
生成するための画像データが格納された画像データ格納
手段と、前記曲線上に設定される複数の代表点の位置デ
ータが格納された第１データ格納手段と、前記複数の代
表点における接線データがそれぞれ格納された第２デー
タ格納手段と、前記複数の代表点の位置データ，及び各
代表点における接線データに基づいて、隣り合う代表点
間を結ぶ曲線をそれぞれ求めることによって前記曲線を
求める曲線設定手段と、前記曲線設定手段によって求め
られた曲線に時間パラメータをあてはめてこの曲線上を
移動する点の位置及び方向を求める移動位置設定手段
と、前記移動位置設定手段によって求められた点の位置
及び方向に基づいて、該位置及び方向に関する画像を合
成する画像合成手段と、微小時間の経過に応じて前記時
間パラメータを変化させることにより合成された画像を
変化させ、前記仮想空間内を滑らかに連続する曲線を描
きながら移動していく様子を前記画面に表示させる表示
手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】請求項３の発明は、請求項１記載の前記仮
想空間が仮想３次元空間であり、前記仮想３次元空間内
を滑らかな曲線を描きながら移動していく様子を疑似３
次元画像表示することで、特定したものである。もっと
も、仮想空間は２次元空間であっても良い。
【００１３】請求項４の発明は、請求項１又は２記載の
前記曲線の始点位置のデータ，曲線の終点位置のデー
タ，始点位置の接線データ，及び終点位置の接線データ
がいずれもベクトルデータであり、前記曲線の始点位置
の接線データをなす接線ベクトルの値が、前記曲線の始
点位置における速度ベクトルをｎ倍した値であり、前記
曲線の終点位置の接線データをなす接線ベクトルの値
が、前記曲線の終点位置における速度ベクトルをｎ倍し
た値であることで、特定したものである。
【００１４】請求項５の発明は、請求項２又は３記載の
前記複数の代表点のデータ，及び前記複数の代表点にお
ける各接線データが何れもベクトルデータであり、前記
各接線データをなす接線ベクトルの値が、各代表点にお
ける速度ベクトルをｎ倍した値であることで、特定した
ものである。
【００１５】請求項６の発明は、画面に仮想空間内を滑
らかな曲線を描きながら移動していく様子を表示する方
法であって、前記仮想空間内の画像を生成するための画
像データを読み出し、前記曲線の始点位置のデータ，及
び終点位置のデータを読み出し、前記曲線の始点位置の
接線データ，及び終点位置の接線データを読み出し、前
記始点位置のデータ，終点位置のデータ，始点位置の接
線データ，及び終点位置の接線データに基づいて前記曲
線を求め、求めた曲線に時間パラメータをあてはめてこ
の曲線上を移動する点の位置及び方向を求め、求めた点
の位置及び方向に基づいて、該位置及び方向に関する画
像を前記画像データを用いて合成し、微小時間の経過に
応じて前記時間パラメータを変化させることにより合成
された画像を変化させ、前記仮想空間内を滑らかな曲線
を描きながら移動していく様子を前記画面に表示させる
ことを特徴とする。
【００１６】請求項７の発明は、画面に仮想空間内を滑
らかに連続する曲線を描きながら移動する様子を表示す
る方法であって、前記仮想空間内の画像を生成するため
の画像データを読み出し、前記曲線上に設定される複数
の代表点の位置データを読み出し、前記複数の代表点に
おける接線データをそれぞれ読み出し、前記複数の代表
点の位置データ，及び各代表点における接線データに基
づいて、隣り合う代表点間を結ぶ曲線をそれぞれ求める
ことによって前記曲線を求め、求めた曲線に時間パラメ
ータをあてはめてこの曲線上を移動する点の位置及び方
向を求め、求めた点の位置及び方向に基づいて、該位置
及び方向に関する画像を合成し、微小時間の経過に応じ
て前記時間パラメータを変化させることにより合成され
た画像を変化させ、前記仮想空間内を滑らかに連続する
曲線を描きながら移動していく様子を前記画面に表示さ
せることを特徴とする。
【００１７】請求項８の発明は、画面に仮想空間内を滑
らかな曲線を描きながら移動していく様子を表示する処
理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム
を記録した機械読取り可能な記録媒体であって、コンピ
ュータに、前記仮想空間内の画像を生成するための画像
データを読み出すステップと、前記曲線の始点位置のデ
ータ，及び終点位置のデータを読み出すステップと、前
記曲線の始点位置の接線データ，及び終点位置の接線デ
ータを読み出すステップと、前記始点位置のデータ，終
点位置のデータ，始点位置の接線データ，及び終点位置
の接線データに基づいて前記曲線を求めるステップと、
求めた曲線に時間パラメータをあてはめてこの曲線上を
移動する点の位置及び方向を求めるステップと、求めた
点の位置及び方向に基づいて、該位置及び方向に関する
画像を前記画像データを用いて合成するステップと、微
小時間の経過に応じて前記時間パラメータを変化させる
ことにより合成された画像を変化させ、前記仮想空間内
を滑らかな曲線を描きながら移動していく様子を前記画
面に表示させるステップとを実行させるためのプログラ
ムを記録した機械読取り可能な記録媒体である。
【００１８】請求項９の発明は、画面に仮想空間内を滑
らかに連続する曲線を描きながら移動する様子を表示す
る処理をコンピュータに実行させるコンピュータプログ
ラムを記録した機械読取り可能な記録媒体であって、コ
ンピュータに、前記仮想空間内の画像を生成するための
画像データを読み出すステップと、前記曲線上に設定さ
れる複数の代表点の位置データを読み出すステップと、
前記複数の代表点における接線データをそれぞれ読み出
すステップと、前記複数の代表点の位置データ，及び各
代表点における接線データに基づいて、隣り合う代表点
間を結ぶ曲線をそれぞれ求めることによって前記曲線を
求めるステップと、求めた曲線に時間パラメータをあて
はめてこの曲線上を移動する点の位置及び方向を求める
ステップと、求めた点の位置及び方向に基づいて、該位
置及び方向に関する画像を合成するステップと、微小時
間の経過に応じて前記時間パラメータを変化させること
により合成された画像を変化させ、前記仮想空間内を滑
らかに連続する曲線を描きながら移動していく様子を前
記画面に表示させるステップとを実行させるためのプロ
グラムを記録した機械読取り可能な記録媒体である。
【００１９】ここに、記録媒体には、ＲＡＭ，ＲＯＭ，
ＣＤ−ＲＯＭ，フロッピーディスク，ハードディスク，
光磁気ディスク等が含まれる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明による実施形態を図
面に基づいて説明する。最初に、本発明による画像合成
表示装置を備えるビデオゲーム機の構成を説明する。図
１は、ビデオゲーム機のブロック図である。このビデオ
ゲーム機は、装置本体と、コントローラ２１とから構成
される。また、装置本体には、ゲームプログラム(コン
ピュータプログラム)を記録した機械読取り可能な記録
媒体としてのＣＤ−ＲＯＭ２３が装填されるとともに、
テレビジョンモニタ２２が接続される。
【００２１】装置本体は、ＣＰＵ１と、このＣＰＵ１に
直結されたグラフィックスデータ生成プロセッサ３と、
ＣＰＵ１に対してバス(アドレスバス，データバス及び
コントロールバス)２を介して相互に接続されたインタ
ーフェイス回路４，メインメモリ５，ＲＯＭ６，伸張回
路７，パラレルポート８，シリアルポート９，描画処理
プロセッサ１０，音声処理プロセッサ１２，デコーダ１
４，及びインターフェイス回路１９と、描画処理プロセ
ッサ１０に接続されたバッファ１１と、音声処理プロセ
ッサ１２に接続されたバッファ１３及び増幅回路１７
と、この増幅回路１７に接続されたスピーカ１８と、デ
コーダ１４に接続されたバッファ１５及びＣＤ−ＲＯＭ
ドライバ１６と、インターフェイス回路１９に接続され
たメモリ２０とから構成される。上述のコントローラ２
１は、インターフェイス回路１９に接続されている。ま
た、上述のテレビジョンモニタ２２は、描画処理プロセ
ッサ１０に接続されている。
【００２２】ここに、グラフィックスデータ生成プロセ
ッサ３は、ＣＰＵ１のいわばコプロセッサとしての役割
を果たす。すなわち、このグラフィックスデータ生成プ
ロセッサ３は、座標変換や光源計算，例えば固定小数点
形式の行列やベクトルの演算を、並列処理により行う。
このグラフィックスデータ生成プロセッサ３が実行する
主な処理は、ＣＰＵ１から供給される画像データの２次
元若しくは３次元面内における各頂点の座標データ，移
動量データ及び回転量データとに基づいて処理対象画像
の表示エリア上におけるアドレスを求めるとともに、当
該アドレスデータを再びＣＰＵ１に返す処理や、仮想的
に設定された光源からの距離及び角度に応じて画像の輝
度を計算する処理等である。
【００２３】インターフェイス回路４は、周辺デバイ
ス，例えばマウスやトラックボール等のポインティング
デバイス等のインターフェイス用の回路である。ＲＯＭ
６は、装置本体のオペレーションシステムとしてのプロ
グラムデータを記憶している。メインメモリ５は、ＣＤ
−ＲＯＭ２３からのゲームプログラムがロードされるメ
モリである。このメインメモリ５から適宜プログラム及
びデータがＣＰＵ１にページングされて、ＣＰＵ１によ
って処理される。
【００２４】伸張回路７では、ＭＰＥＧ(Moving Pictur
e Engineering Group)やＪＰＥＧ(Joint Pincture Engi
nnering Group)に準拠したイントラ符号化により圧縮さ
れた圧縮画像に対し、伸張処理を施す。伸張処理は、デ
コード処理(ＶＬＣ：Valiable Length Codeによりエン
コードされたデータのデコード)，逆量子化処理，ＩＤ
ＣＴ(Inverse Discrete Cosine Transform)処理，イン
トラ画像の復元処理，等である。
【００２５】描画処理プロセッサ１０は、ＣＰＵ１が発
行する描画命令に基づいて、バッファ１１に対する描画
処理を行い、バッファ１１内に描写された画像をテレビ
ジョンモニタ２２に対して出力する。バッファ１１は、
表示用エリアと非表示用エリアとからなる。表示用エリ
アは、テレビジョンモニタ２２の表示面上に表示される
データの展開エリアである。非表示用エリアは、テクス
チャデータやカラーパレットデータ等の記憶エリアであ
る。ここに、テクスチャデータは、２次元の画像データ
である。カラーパレットデータは、テクスチャデータ等
の色を指定するためのデータである。ＣＰＵ１が発行す
る描画命令とは、例えば、ラインを表示するための描画
命令，ポリゴンを用いて立体的な画像を描画するための
描画命令，通常の２次元画像を描画するための描画命
令，等である。
【００２６】音声処理プロセッサ１２は、ＣＤ−ＲＯＭ
２３から読み出されたＰＣＭ音声データを、ＡＤＰＣＭ
データに変換する。また、音声処理プロセッサ１２によ
り処理されたＡＤＰＣＭデータは、音声としてスピーカ
１８から出力される。
【００２７】ＣＤ−ＲＯＭドライバ１６は、ＣＤ−ＲＯ
Ｍ２３からプログラムデータ，マップ情報等のデータ及
び音声データを読み出して、読み出したデータをデコー
ダ１４へ供給する。
【００２８】デコーダ１４は、ＣＤ−ＲＯＭドライバ１
６からの再生データに対して、ＥＣＣ(Error Correctio
n Code)によるエラー訂正処理を施し、エラー訂正処理
が施されたデータを、メインメモリ５若しくは音声処理
プロセッサ１２に供給する。
【００２９】メモリ２０は、カード型のメモリであり、
ゲーム中断時の状態を保持するために、ゲーム中断時に
おける各種パラメータを記憶する。コントローラ２１
は、左キー，右キー，上キー及び下キーを一体化してな
る十字キー２１ｇと、左ボタン２１Ｌと右ボタン２１Ｒ
と、スタートボタン２１ａと、セレクトボタン２１ｂ
と、第１〜第４ボタン２１ｃ〜２１ｆとを、備えてい
る。十字キー２１ｇは、ゲームプレーヤがＣＰＵ１に対
して上下左右を示すコマンドを与えるためのキーであ
る。スタートボタン２１ａは、ゲームプレーヤが、ＣＤ
−ＲＯＭ２３からロードされるゲームプログラムの開始
をＣＰＵ１に指示するためのキーである。セレクトボタ
ン２１ｂは、ゲームプレーヤが、メインメモリ５上にロ
ードされているゲームプログラムに関する各種選択を、
ＣＰＵ１に指示するためのキーである。
【００３０】上述したＣＤ−ＲＯＭ２３には、疑似３次
元のゲーム空間において疑似３次元表示される戦闘機
(自キャラクタ)をゲームプレーヤが操作し、ゲーム空間
に出現する戦闘機等(敵キャラクタ)を破壊するシューテ
ィングゲームのゲームプログラム，及びゲームプログラ
ムの実行に使用されるデータが記録されている。
【００３１】このＣＤ−ＲＯＭ２３が装置本体に装填さ
れ、電源が投入されると、ビデオゲーム機のＣＰＵ１
が、ＣＤ−ＲＯＭ２３に記録されたゲームプログラム及
びデータを次々と読み出し、メインメモリ５にロードす
る。そして、ＣＰＵ１が、ゲームプログラムを適宜実行
する。これによって、最初に、テレビジョンモニタ２２
には、ゲームの図示せぬタイトル画面が表示される。こ
の状態でコントローラ２１のスタートボタン２１ｂが押
されると、テレビジョンモニタ２２の画面が、タイトル
画面からゲームプレイ画面に切り替えられ、上述したシ
ューティングゲームが実行される。
【００３２】図２は、ゲームプログラムの実行によって
テレビジョンモニタ２２に表示されるゲームプレイ画面
の表示例を示す図である。図２において、テレビジョン
モニタ２２には、鳥瞰的に見た場合(鳥瞰的な位置に配
置された仮想のカメラＣ１(図３参照)によって撮影され
た場合)における疑似３次元のゲーム空間が表示されて
いる。このゲーム空間において、底面に相当する部位に
は、海面３１が設定され、この海面３１の水平線を境と
して空３２が表示されている。また、海面３１の上空に
は、ゲームプレーヤが操作可能な戦闘機(自キャラクタ)
３０が、疑似３次元表示されるとともに、自キャラクタ
３０が破壊すべき敵キャラクタ３６が表示されている。
また、コントローラ２１の弾発射ボタン(例えば、第４
ボタン２１ｆに設定)が押されると、自キャラクタ３０
からミサイル(弾キャラクタ)３７が発射され、ゲーム空
間の奥側へ向かって移動する様子が、アニメーション表
示される。
【００３３】また、自キャラクタ３０は、テレビジョン
モニタ２２に表示されたゲーム空間の奥側へ向かって強
制的に移動する設定がなされており、テレビジョンモニ
タ２２に表示されたゲーム空間は、その手前側へ向かっ
て相対的に移動する。これによって、自キャラクタ３０
が海面３１の上空を飛行して行く様子が表示される。
【００３４】次に、図２に示されたゲーム空間について
説明する。図３，図４は、ゲーム空間の説明図である。
図３に示されるように、このコース２９を中心として左
右にテレビジョンモニタ２２に表示され得る範囲だけマ
ップ３４が設定され、このマップ３４上には、建物，
山，海，或いは森等の地形を表す仮想３次元物体が配さ
れており、仮想３次元空間を形成している。また、この
ゲーム空間中には、自キャラクタ３０が設定され、その
後方に自キャラクタ３０を見下ろす状態で仮想のカメラ
Ｃ１が設定されている。このカメラＣ１によって撮影さ
れる範囲(カメラＣ１の視界に入る範囲)が、テレビジョ
ンモニタ２２に表示されるゲーム空間となる。
【００３５】このコース２９は、ローカル座標の原点が
移動することによって描かれる軌跡として設定されてお
り、自キャラクタ３０はローカル座標の原点からその前
方及びその左右方向に所定の範囲内で自由に動き回るこ
とができる。そして、カメラＣ１は、ローカル座標の原
点の上方において、ローカル座標の原点をやや後方から
見下ろす角度で設定され、上述した自キャラクタ３０の
動き回ることができる範囲，及びその前方を常に撮影す
るような角度で設定されている。また、カメラＣ１は、
自キャラクタ３０の原点に対する左右の動きに追随する
ように左右にも若干シフト(水平移動)する。このよう
に、カメラＣ１が設定されているので、ローカル座標の
原点がコース２９上を進行していくのに伴って(ゲーム
進行に伴って)テレビジョンモニタ２２には、画面の手
前側に向かって相対的に移動するゲーム空間(地形)と、
そのゲーム空間中をゲームプレーヤの操作によって前後
左右に動き回る自キャラクタ３０が表示される。
【００３６】また、コース２９は、図４に示されるよう
に、直線部分と曲線部分とからなる設定とされている。
そして、ビデオゲーム機が、ゲーム進行に応じて各代表
点α(図４にはα0〜α4のみ図示)間のコース２９の補間
処理を行い、ゲーム進行に伴って移動するローカル座標
系の原点の位置をリアルタイムで求めていき、上記した
ような仮想のカメラＣ１によって撮影される画像が合成
されていくのである。このとき、図４に示された代表点
α0〜α4のうち、代表点α2と代表点α3との間(α2α3
間)，代表点α3と代表点α4との間(α3α4間)の補間処
理は、いわゆるエルミート補間によって行われ、コース
２９の曲線部分が形成される設定とされている。
【００３７】代表点α間の補間処理は、原理的には、空
間上に２点が存在し、各点での接線ベクトルが設定され
ている場合に、その２点を通り且つ各点において接線方
向を向いている曲線を求めることによってなされる。具
体的には、例えば、空間上に補間開始点Ｐ０(x0,y0,z0)
と補間終了点Ｐ１(x1,y1,z1)が存在する場合において、
補間開始点Ｐ０におけるコース２９の接線ベクトルをＴ
０(tx0,ty0,tz0)とし、補間終了点Ｐ１におけるコース
２９の接線ベクトルをＴ１(tx1,ty1,tz1)としたとす
る。このとき、補間開始点Ｐ０と補間終了点Ｐ１とを通
り、且つ補間開始点Ｐ０と補間終了点Ｐ１とにおいて接
線方向を向いている曲線の方程式を、媒介変数ｔを使っ
て、 Ｐ＝Ｐ(ｔ) としたとする。このとき、曲線Ｐの方程式を決定するた
めの要素は、上記したＰ０，Ｐ１，Ｔ０，Ｔ１の４つで
あるため、媒介変数ｔの３次方程式によって、曲線Ｐの
方程式(式１)を表すことができ、また、この３次方程式
から接線ベクトルＴの方程式(式２)を表すことができ
る。すなわち、 Ｐ＝ｋ3×ｔ3＋ｋ2×ｔ2＋ｋ1×ｔ＋ｋ0 ・・・(式１) Ｔ＝ｄＰ／ｄｔ＝３×ｋ3×ｔ2＋２×ｋ2×ｔ＋ｋ1 ・・・(式２) (但し、ｋ0,ｋ1,ｋ2,ｋ3 は係数) で表される。ここで、例えば、ｔの値が０から１へ変化
するに従って、曲線Ｐが補間開始点Ｐ０から補間終了点
Ｐ１へ伸びるように設定した場合には、 ｔ＝０のとき ｋ0＝Ｐ０ (Ｐ０＝Ｐ) ｋ1＝Ｔ０ (Ｔ０＝Ｔ) ｔ＝１のとき ｋ3＋ｋ2＋ｋ1＋ｋ0＝Ｐ１ (Ｐ１＝Ｐ) ３×ｋ3＋２×ｋ2＋ｋ1＝Ｔ１ (Ｔ１＝Ｔ) よって、 ｋ0＝Ｐ０ ・・・(式３) ｋ1＝Ｔ０ ・・・(式４) ｋ2＝３×(Ｐ１−Ｐ０)−Ｔ１−２×Ｔ０ ・・・(式５) ｋ3＝−２×(Ｐ１−Ｐ０)＋Ｔ１＋Ｔ０ ・・・(式６) との各係数の値が求められる。そして、上記した(式１)
にｋ0〜ｋ3の値を代入するとともに、任意のｔの値(０
＜ｔ＜１)を代入すれば、補間開始点Ｐ０と補間終了点
Ｐ１との間における補間点が算出される。従って、ｔの
値を代えて複数の補間点を求めれば、補間開始点Ｐ０と
補間終了点Ｐ１との間を補間する曲線Ｐが得られる。
【００３８】ここで、実際のコース２９の代表点α2α3
間，α3α4間を補間する場合には、上記した接線ベクト
ルＴ０とローカル座標原点の速度ベクトルＶ０との関係
を考慮する必要がある。このため、例えば、 Ｐ１−Ｐ０＝Ｔ０ ・・・(式７) と設定する。ここに、(式７)は、単位時間当たりの位置
ベクトルの変化分が接線ベクトルＴ０分であることを意
味する。このように設定した場合には、上記した(式５)
及び(式６)より、 ｋ2＝ｋ3＝０ よって、(式１)，(式３)，(式４)より、以下の(式８)が
得られる。
【００３９】Ｐ＝Ｔ０×ｔ＋Ｐ０ ・・・(式８) (式８)より、接線ベクトルＴ０は、 Ｔ０＝Ａ×Ｖ０(Ａは定数) となることから、以下の(式９) Ｐ１−Ｐ０＝Ａ×Ｖ０ ・・・(式９) を満たすように定数Ａの値を設定する。すなわち、速度
ベクトルＶ０に任意の値を積算したものが接線ベクトル
Ｔ０となるように設定する。
【００４０】本実施形態では、上記した(式１)における
ｔの値が０から１へ変化するに従って、曲線Ｐが補間開
始点Ｐ０から補間終了点Ｐ１へ向かって伸びる設定がな
されており、上記した係数ｋ0〜ｋ3の固定した値をビデ
オゲーム機が保有する。また、各代表点α2〜α4におけ
る各接線ベクトルについても、固定した各値をビデオゲ
ーム機が保有する。すなわち、各代表点α2〜α4につい
て、上述した(式９)を満たす速度ベクトルＶ０及び定数
Ａの固定した値が設定されている。
【００４１】具体的には、上述した各代表点α2〜α4の
位置(座標)データ，各代表点α2〜α4における接線ベク
トルの値(接線ベクトルＴ０，接線ベクトルＴ１として
設定される値)，α2α3間の補間に使用される係数ｋ0〜
ｋ3の値，及びα3α4間の補間に使用される係数ｋ0〜ｋ
3の値は、ビデオゲーム機に電源が投入されることによ
って、ＣＤ−ＲＯＭ２３からメインメモリ５にロードさ
れる(第１，第２データ格納手段に相当)。そして、これ
らのデータは、ＣＰＵ１がゲームプログラムを実行する
際に、適宜使用される。
【００４２】従って、例えば、α2α3間の補間処理がな
される場合には、代表点α2が補間開始点Ｐ０に設定さ
れ、代表点α3が補間終了点Ｐ１に設定される。続い
て、上記した(式１)にα2α3間を補間するための係数ｋ
0〜ｋ3が代入されるとともに、ｔの値(０＜ｔ＜１)の値
が代入される。これによって、α2α3間の補間点(の座
標)が算出される。ここに、媒介変数ｔは、時間の変数
として設定されており、ｔ＝１が補間開始時(ｔ＝０)か
ら１秒経過時として設定されている。また、補間点は、
６０分の１秒毎に算出される設定とされ、これによっ
て、(式１)に代入されるｔの値は、６０分の１，６０分
の２，６０分の３・・・６０分の５９に設定されてい
る。従って、１秒の間にＰの値(補間点)が５９回算出さ
れ、α2α3間が５９の補間点によって補間される。ま
た、α3α4間の補間処理がなされる場合には、代表点α
3が補間開始点Ｐ０に設定され、代表点α4が補間終了点
Ｐ１に設定される。続いて、上記した(式１)にα3α4間
を補間するための係数ｋ0〜ｋ3が代入されるとともに、
ｔの値(０＜ｔ＜１)の値が代入される。これによってα
3α4間の補間点が算出される。
【００４３】次に、ビデオゲーム機がゲームプログラム
を実行することによって行われるゲーム空間の補間処理
について説明する。図５は、ゲーム空間の補間処理が示
されたフローチャートである。この補間処理は、例え
ば、ゲームスタートと同時に、上記したローカル座標の
原点が代表点α0に設定され、コース２９に沿って前記
原点が移動するところからスタートする。そして、ロー
カル座標の原点が代表点αを通過する都度、図５のフロ
ーチャートに示される補間処理が繰り返される。なお、
ここでは、α2α3間のゲーム空間の補間処理を例として
説明する。
【００４４】Ｓ０１では、時間の変数ｔに６０分の１が
加算される。この補間処理開始時におけるｔの初期値は
ｔ＝０に設定されており、１回目のＳ０１の処理では、
ｔの値がｔ＝１／６０に設定され、２回目のＳ０１の処
理ではｔ＝２／６０，３回目のＳ０１の処理ではｔ＝３
／６０・・・と設定される。そして、処理がＳ０２に進
む。Ｓ０２では、メインメモリ５から、コース２９の補
間開始点Ｐ０である代表点α2と補間終了点Ｐ１である
代表点α3との間を補間するための係数ｋ0〜ｋ3の値が
読み出され、これらの値とＳ０１で設定されたｔの値と
が上記した(式１)に代入され、α2α3間における補間点
の座標が算出される。例えば、１回目のＳ０２の処理で
は、(式１)にｔ＝１／６０が代入され、ｔ＝１／６０の
場合における補間点の座標が算出される。このＳ０２に
て得られる補間点の座標としては、ワールド座標系での
座標値が算出される(曲線設定手段，移動位置設定手段
に相当)。そして、処理がＳ０３に進む。
【００４５】Ｓ０３では、Ｓ０２にて得た補間点の座標
値がローカル座標系における座標値に変換される。そし
て、処理がＳ０４に進む。Ｓ０４では、Ｓ０３にて得た
補間点の座標，及びメインメモリ５に格納された地形の
画像データに基づいて、ゲーム空間の画像が合成される
(画像合成手段に相当)。例えば、１回目のＳ０４の処理
においては、ｔ＝１／６０の場合における補間点を基準
として、マップ３４が設定される。続いて、マップ３４
のうち、仮想のカメラＣ１の視界に入る範囲に、地形を
なす疑似３次元物体(建物や海)の画像が合成される。そ
して、合成された画像が、描画処理プロセッサ１０によ
って、テレビジョンモニタ２２に表示される。そして、
処理がＳ０５に進む。
【００４６】Ｓ０５では、Ｓ０１にて設定されたｔの値
が６０分の５９であるか否かが判定される。このとき、
ｔ＝５９／６０でないと判定された場合には、処理がＳ
０１に戻り、このＳ０５にてＹＥＳの判定がなされるま
で、Ｓ０１〜Ｓ０５の処理が繰り返し行われる。これに
よって、代表点α2から代表点α3へ向かってローカル座
標の原点が移動するとともに、α2α3間におけるゲーム
空間がその都度補間生成され、テレビジョンモニタ２２
に表示される。従って、テレビジョンモニタ２２には、
滑らかな曲線を描いて移動するゲーム空間の様子が表示
される(表示手段に相当)。これに対し、ｔ＝５９／６０
であると判定された場合には、このゲーム空間の補間処
理が終了する。なお、α3α4間のゲーム空間の補間処理
においても、Ｓ０１〜Ｓ０５の処理が同様に行われる。
【００４７】本実施形態によれば、エルミート補間を用
いて補間処理を行うので、補間開始点Ｐ０と補間終了点
Ｐ１にそれぞれ接線ベクトルＴ０，Ｔ１を設定した補間
処理を行うことができる。このため、補間開始点Ｐ０と
補間終了点Ｐ１とを適正に接続するコース２９の曲線部
分を補間することができ、補間されたコース２９を基準
として、滑らかに曲線を描きながら移動するゲーム空間
の映像をテレビジョンモニタ２２に表示することができ
る。従って、従来では多数の点データとして保有せざる
を得なかったゲーム空間の曲線部分のデータを補間処理
によって生成できる。このため、ＣＤ−ＲＯＭ２３に記
憶させるデータの量を減少させることができる。
【００４８】なお、係数ｋ0〜ｋ3は、補間開始点Ｐ０，
補間終了点Ｐ１，接線ベクトルＴ０，接線ベクトルＴ１
の値によって算出される設定とされていても良い。ま
た、補間開始点Ｐ０における速度ベクトルＶ０と補間終
了点Ｐ１における速度ベクトルとをビデオゲーム機が固
定データとして保有する設定とし、ビデオゲーム機が補
間処理に当たり、上記した(式９)を満たす定数Ａの値を
算出することによって、接線ベクトルＴ０及び接線ベク
トルＴ１を算出する設定とされていても良い。
【００４９】また、本実施形態では、媒介変数ｔをｔ＝
１のときが補間開始から１秒経過時となる時間の変数と
して設定したが、ｔと時間とはその他の関係，例えばｔ
＝１のときに０．５秒や２秒というような値を採るよう
に設定しても良い(例えば、ｔ＝１のときが補間開始か
ら０．５秒となるように設定した場合には、６０分の１
秒毎に(式１)に代入されるｔの値は、３０分の１，３０
分の２，３０分の３，・・・３０分の２９に設定される
こととなる。)。また、ｔの値が所定の値である場合に
採る時間の値が、時間の経過とともに徐々に変わるよう
にしても良い(例えばｔ＝１のときを補間開始から１秒
経過時とし、ｔ＝２のときを補間開始から１．５秒経過
時と設定するような場合等)。また、このように設定す
ることにより、コース２９上を移動するローカル座標の
原点のスピードを徐々に変化させることができ、これに
伴って、画面に移動する様子が表示されるゲーム空間の
移動スピードを徐々に変化させることができる。
【００５０】また、本実施形態では、ゲーム空間が仮想
３次元空間(疑似３次元空間)である場合について説明し
たが、ゲーム空間が２次元空間(上方から平面的に見た
空間)である場合にも、本発明による画像合成表示装置
を用いてゲーム空間を設定することができる。
【００５１】また、本発明による画像合成表示装置は、
本実施形態におけるテレビジョンモニタ２２の画面に曲
線の軌跡を描いて移動する様子が表示される敵キャラク
タ３６や弾キャラクタ３７の画像合成表示にも実施する
ことができる。例えば、図２に示されるように、敵キャ
ラクタ３６が、曲線状のコース２９ａ上を移動するよう
に設定されている場合には、このコース２９ａ上に代表
点β1〜β3が設定され、代表点β1と代表点β2との間，
及び代表点β2と代表点β3との間が、上述した補間処理
によって補間点が求められ、この補間点を基準として敵
キャラクタ３６の画像が合成され、その画像がテレビジ
ョンモニタ２２に表示されるように設定されていても良
い。また、キャラクタが２次元のゲーム空間内で曲線状
のコース上を移動するように設定されている場合にも、
本発明による画像合成表示処理を行うことが可能であ
る。
【００５２】また、本発明による画像合成表示装置の実
施は、シューティングゲームを実行するビデオゲーム機
に限られず、例えば、アクションゲーム，ロールプレイ
ングゲーム，アドベンチャーゲーム，パズルゲーム等を
実行するビデオゲーム機等について実施することも可能
である。
【００５３】
【発明の効果】本発明による画像合成表示装置，画像合
成表示方法，及びコンピュータプログラムを記録した機
械読取り可能な記録媒体によると、補間処理によって形
成される曲線が適正に補間開始点と補間終了点とを通過
するため、従来に比しより適正な補間処理を行うことが
できる。これより、従来多数の点データとして保有して
いた曲線のデータを補間処理によって生成できるため、
記憶装置に記憶させるデータ量を減少させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態による曲線の設定装置を備え
たビデオゲーム機を示すブロック図
【図２】ゲームプレイ画面の表示例を示す図
【図３】ゲーム空間の説明図
【図４】ゲーム空間の説明図
【図５】ゲーム空間の補間処理を示すフローチャート
【符号の説明】
α，β 代表点 Ｈ 補間点 １ ＣＰＵ ５ メインメモリ ２３ ＣＤ−ＲＯＭ ２９ コース ３０ 自キャラクタ ３４ マップ ３６ 敵キャラクタ ３７ 弾キャラクタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０９Ｇ 5/38 Ｇ０６Ｆ 15/62 ３５０Ａ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】画面に仮想空間内を滑らかな曲線を描きな
    がら移動していく様子を表示する装置であって、 前記仮想空間内の画像を生成するための画像データが格
    納された画像データ格納手段と、 前記曲線の始点位置のデータ，及び終点位置のデータが
    格納された第１データ格納手段と、 前記曲線の始点位置の接線データ，及び終点位置の接線
    データが格納された第２データ格納手段と、 前記始点位置のデータ，終点位置のデータ，始点位置の
    接線データ，及び終点位置の接線データに基づいて、前
    記曲線を求める曲線設定手段と、 前記曲線設定手段によって求められた曲線に時間パラメ
    ータをあてはめてこの曲線上を移動する点の位置及び方
    向を求める移動位置設定手段と、 前記移動位置設定手段によって求められた点の位置及び
    方向に基づいて、該位置及び方向に関する画像を前記画
    像データを用いて合成する画像合成手段と、 微小時間の経過に応じて前記時間パラメータを変化させ
    ることにより合成された画像を変化させ、前記仮想空間
    内を滑らかな曲線を描きながら移動していく様子を前記
    画面に表示させる表示手段とを備えたことを特徴とする
    画像合成表示装置。
  2. 【請求項２】画面に仮想空間内を滑らかに連続する曲線
    を描きながら移動する様子を表示する画像合成表示装置
    であって、 前記仮想空間内の画像を生成するための画像データが格
    納された画像データ格納手段と、 前記曲線上に設定される複数の代表点の位置データが格
    納された第１データ格納手段と、 前記複数の代表点における接線データがそれぞれ格納さ
    れた第２データ格納手段と、 前記複数の代表点の位置データ，及び各代表点における
    接線データに基づいて、隣り合う代表点間を結ぶ曲線を
    それぞれ求めることによって前記曲線を求める曲線設定
    手段と、 前記曲線設定手段によって求められた曲線に時間パラメ
    ータをあてはめてこの曲線上を移動する点の位置及び方
    向を求める移動位置設定手段と、 前記移動位置設定手段によって求められた点の位置及び
    方向に基づいて、該位置及び方向に関する画像を合成す
    る画像合成手段と、 微小時間の経過に応じて前記時間パラメータを変化させ
    ることにより合成された画像を変化させ、前記仮想空間
    内を滑らかに連続する曲線を描きながら移動していく様
    子を前記画面に表示させる表示手段とを備えたことを特
    徴とする画像合成表示装置。
  3. 【請求項３】前記仮想空間が仮想３次元空間であり、 前記仮想３次元空間内を滑らかな曲線を描きながら移動
    していく様子を疑似３次元画像表示することを特徴とす
    る請求項１又は２記載の画像合成表示装置。
  4. 【請求項４】前記曲線の始点位置のデータ，曲線の終点
    位置のデータ，始点位置の接線データ，及び終点位置の
    接線データがいずれもベクトルデータであり、 前記曲線の始点位置の接線データをなす接線ベクトルの
    値が、前記曲線の始点位置における速度ベクトルをｎ倍
    した値であり、 前記曲線の終点位置の接線データをなす接線ベクトルの
    値が、前記曲線の終点位置における速度ベクトルをｎ倍
    した値であることを特徴とする請求項１又は３記載の画
    像合成表示装置。
  5. 【請求項５】前記複数の代表点のデータ，及び前記複数
    の代表点における各接線データが何れもベクトルデータ
    であり、 前記各接線データをなす接線ベクトルの値が、各代表点
    における速度ベクトルをｎ倍した値であることを特徴と
    する請求項２又は３記載の画像合成表示装置。
  6. 【請求項６】画面に仮想空間内を滑らかな曲線を描きな
    がら移動していく様子を表示する方法であって、 前記仮想空間内の画像を生成するための画像データを読
    み出し、 前記曲線の始点位置のデータ，及び終点位置のデータを
    読み出し、 前記曲線の始点位置の接線データ，及び終点位置の接線
    データを読み出し、 前記始点位置のデータ，終点位置のデータ，始点位置の
    接線データ，及び終点位置の接線データに基づいて前記
    曲線を求め、 求めた曲線に時間パラメータをあてはめてこの曲線上を
    移動する点の位置及び方向を求め、 求めた点の位置及び方向に基づいて、該位置及び方向に
    関する画像を前記画像データを用いて合成し、 微小時間の経過に応じて前記時間パラメータを変化させ
    ることにより合成された画像を変化させ、前記仮想空間
    内を滑らかな曲線を描きながら移動していく様子を前記
    画面に表示させることを特徴とする画像合成表示方法。
  7. 【請求項７】画面に仮想空間内を滑らかに連続する曲線
    を描きながら移動する様子を表示する方法であって、 前記仮想空間内の画像を生成するための画像データを読
    み出し、 前記曲線上に設定される複数の代表点の位置データを読
    み出し、 前記複数の代表点における接線データをそれぞれ読み出
    し、 前記複数の代表点の位置データ，及び各代表点における
    接線データに基づいて、隣り合う代表点間を結ぶ曲線を
    それぞれ求めることによって前記曲線を求め、 求めた曲線に時間パラメータをあてはめてこの曲線上を
    移動する点の位置及び方向を求め、 求めた点の位置及び方向に基づいて、該位置及び方向に
    関する画像を合成し、 微小時間の経過に応じて前記時間パラメータを変化させ
    ることにより合成された画像を変化させ、前記仮想空間
    内を滑らかに連続する曲線を描きながら移動していく様
    子を前記画面に表示させることを特徴とする画像合成表
    示方法。
  8. 【請求項８】画面に仮想空間内を滑らかな曲線を描きな
    がら移動していく様子を表示する処理をコンピュータに
    実行させるコンピュータプログラムを記録した機械読取
    り可能な記録媒体であって、 コンピュータに、 前記仮想空間内の画像を生成するための画像データを読
    み出すステップと、 前記曲線の始点位置のデータ，及び終点位置のデータを
    読み出すステップと、 前記曲線の始点位置の接線データ，及び終点位置の接線
    データを読み出すステップと、 前記始点位置のデータ，終点位置のデータ，始点位置の
    接線データ，及び終点位置の接線データに基づいて前記
    曲線を求めるステップと、 求めた曲線に時間パラメータをあてはめてこの曲線上を
    移動する点の位置及び方向を求めるステップと、 求めた点の位置及び方向に基づいて、該位置及び方向に
    関する画像を前記画像データを用いて合成するステップ
    と、 微小時間の経過に応じて前記時間パラメータを変化させ
    ることにより合成された画像を変化させ、前記仮想空間
    内を滑らかな曲線を描きながら移動していく様子を前記
    画面に表示させるステップとを実行させるためのプログ
    ラムを記録した機械読取り可能な記録媒体。
  9. 【請求項９】画面に仮想空間内を滑らかに連続する曲線
    を描きながら移動する様子を表示する処理をコンピュー
    タに実行させるコンピュータプログラムを記録した機械
    読取り可能な記録媒体であって、 コンピュータに、 前記仮想空間内の画像を生成するための画像データを読
    み出すステップと、 前記曲線上に設定される複数の代表点の位置データを読
    み出すステップと、 前記複数の代表点における接線データをそれぞれ読み出
    すステップと、 前記複数の代表点の位置データ，及び各代表点における
    接線データに基づいて、隣り合う代表点間を結ぶ曲線を
    それぞれ求めることによって前記曲線を求めるステップ
    と、 求めた曲線に時間パラメータをあてはめてこの曲線上を
    移動する点の位置及び方向を求めるステップと、 求めた点の位置及び方向に基づいて、該位置及び方向に
    関する画像を合成するステップと、 微小時間の経過に応じて前記時間パラメータを変化させ
    ることにより合成された画像を変化させ、前記仮想空間
    内を滑らかに連続する曲線を描きながら移動していく様
    子を前記画面に表示させるステップとを実行させるため
    のプログラムを記録した機械読取り可能な記録媒体。
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