JPH11327569A - 自動音場補正を用いたゲーム装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＴＶ画面から見えるその空間の広さや反射状態
等の音場を考慮した自動音場補正を用いたゲームを提供
する。 【解決手段】プレイヤーが擬似的にゲーム内の仮想３次
元空間に存在していると仮定し、プレイヤーが立ってい
る座標を検出する座標検出部（１）と、その座標におけ
るゲーム内の仮想３次元空間の音場情報を取得する音場
取得部（２）と、その音場情報に従って周波数特性の異
なる係数数列群（６）からふさわしい係数数列を選択
し、これを使用したデジタル・フィルタを用いてその時
再生される音の音質を補正する音質補正部（３）と、仮
想３次元空間で発生する音を音質補正部（３）でリアル
タイムに補正しながら再生する波形再生部（４）とを備
える事を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、一般的なゲーム
装置を用いて、ＴＶ画面から見えるその空間の広さや反
射状態等の音場を考慮した自動音場補正を用いたゲーム
の制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のゲームで音質を変更する場合、以
下の方法で変更していた。 （イ）波形再生前に、残響を表すリバーブや広がりを表
すコーラス等のエフェクト処理を行なった後、再生して
いた。 （ロ）予めリバーブ等のエフェクトのかかった波形を複
数用意し、切り換えていた。

【０００３】また、ＴＶ画面から見える空間の広さや壁
の反射状態等を考慮して自動的に音質を補正するシステ
ムを具備したゲームはなかった。また、デジタル・フィ
ルタの演算をゲーム機内のハードウェアで行える機種は
存在するが、ソフトウェア側からそれらの細かな変更を
することができるものは存在せず、また波形の再生途中
でリアルタイムにフィルタ・タイプの変更ができるもの
はなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これには次のような欠
点があった。 （イ）リバーブ等では現実の空間で起こり得る、特定の
周波数帯域の強調や減衰，あるいはその中心周波数の細
かな変化を表現できない。 （ロ）エフェクトが異なる同種の波形を複数用意する
と、それだけ多くの容量を必要とするため実用的な方法
とはいえない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】プレイヤーが擬似的にゲ
ーム内の仮想３次元空間に存在していると仮定し、プレ
イヤーが立っている座標を検出する座標検出部（１）
と、その座標におけるゲーム内の前記仮想３次元空間の
音場情報を取得する音場取得部（２）と、その音場情報
に従って周波数特性の異なる係数数列群（６）からふさ
わしい係数数列を選択し、これを使用したデジタル・フ
ィルタを用いてその時再生される音の音質を補正する音
質補正部（３）と、前記仮想３次元空間で発生する音に
相当する波形データ（７）を順次読み込みながら、前記
音質補正部（３）でリアルタイムに補正して再生する波
形再生部（４）とを備える。本発明は以上の構成からな
るゲーム装置の制御方法である。

【０００６】

【発明の実施の形態】プレイヤーが擬似的にゲーム内の
仮想３次元空間に存在していると仮定し、プレイヤーが
立っている座標を検出する座標検出部（１）と、その座
標におけるゲーム内の前記仮想３次元空間の音場情報を
取得する音場取得部（２）と、その音場情報に従ってそ
の時再生される音の音質をデジタル・フィルタを用いて
補正する音質補正部（３）と、前記仮想３次元空間で発
生する音を前記音質補正部でリアルタイムに補正しなが
ら再生する波形再生部（４）とを備える事を特徴とした
ゲーム装置の制御方法であって、ゲーム実行中に入力装
置を使用して別な空間に移動すると、ＴＶ画面から見え
るその空間の広さや反射状態等の音場を考慮した自動音
場補正を開始し、プレイヤーが実際にその現場で音を聞
いている様な気分を味わえるゲームを提供する。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 （イ）プレイヤーの立ち位置は、ＴＶ画面の表面に相当
する座標を意味するので、ゲーム内で扱うグローバル座
標系におけるこの座標値を座標検出部（１）で取得し、
音場取得部（２）に与える。

【０００８】（ロ）音場取得部（２）では、その座標値
から対応する部屋の広さ及び壁の材質等の情報を取得す
る。

【０００９】（ハ）得られた部屋の広さ及び壁の材質等
と（イ）の座標値を音質補正部（３）に与えると、対応
するデジタル・フィルタの係数数列が選択される。

【００１０】係数数列の選択は、部屋が狭いと高域強調
で広いと低域強調，壁がコンクリートだと高域強調で木
製だと低域強調，床がコンクリートだと高域強調でカー
ペットだと低域強調，座標が部屋の端だと高域強調で中
央だと低域強調，野外だと高域強調でかつ低域減衰とい
った判別により行われ、もっともふさわしいものが選択
される。

【００１１】また、この時リバーブとの組み合わせによ
り、部屋が狭いとリバーブ小で広いとリバーブ大，壁が
コンクリートだとリバーブ大で木製だとリバーブ小，床
がコンクリートだとリバーブ大でカーペットだとリバー
ブ小，野外だとリバーブ小といった判別も行われるよう
にし、最終的なその空間でのリバーブ値が算出され、設
定される様にするとさらに効果的である。

【００１２】デジタル・フィルタそのものの設計手法
は、既に文献『デジタル信号処理技術』（日経ＢＰ，１
９８８）や『ＡＶ・ＯＡ用デジタル信号処理』（昭晃
堂，東京，１９９１）または『ＩＩＲフィルタの設計』
Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ，２０６−２１３（１９９６．１
１）等の多くの報告がなされている。

【００１３】本実施例で使用するデジタル・フィルタ
は、文献『デジタル信号処理技術』で紹介されている、
簡易な構成で制御が容易であり、また処理速度の早い２
次のＩＩＲ（巡回）型とし、図２に示す回路図で構成さ
れる。いま、この回路の入力信号ｘ（ｔ）（１１）とし
て、定常的な複素正弦波ｘ（ｔ）＝ｅ^jwTが印加されて
いるとき、出力信号ｙ（ｔ）（１７）は、

【００１４】

【数１】 で表され、その伝達関数は、

【００１５】

【数２】 と表せる。ここで、この回路を帯域通過フィルタとして
使用するために、係数ａ（１３），ｂ（１４）を求める
ことを考える。まず、この回路の振幅特性を求めると、

【００１６】

【数３】 で表せるが、その振幅が最大になる中心周波数θ０は、

【００１７】

【数４】 で表せる。また、振幅がその最大値の−３ｄＢになる２
つの周波数の差、すなわち３ｄＢ帯域幅（θＷ）から求
められるこの回路の尖鋭度Ｑ値は、

【００１８】

【数５】 で表せる。数４と数５を使ってａを消去し、Ｑがある程
度大きい場合でｂ＝１と近似すると、根号の中は１とな
り、

【００１９】

【数６】 と表せる。ここで例えば、θ０＝π／３、Ｑ＝１０の場
合は、

【００２０】

【数７】 で図２の係数ａ（１３），ｂ（１４）が求まる。この場
合の概略的な周波数特性を図３に示す。

【００２１】以上の様に求まった係数数列ａ（１３），
ｂ（１４）は、尖鋭度Ｑと中心周波数θ０の設定を変更
することにより異なった結果が得られ、この違いによっ
て周波数特性の変化を表現できる。さらに中心周波数θ
０付近の利得の増減にも対応するようにすれば、特定の
周波数帯域を強調させたり、あるいは減衰させたりする
ことができる。予めこれらの周波数特性の異なる係数数
列を複数組用意して係数数列群（６）とし、音場取得部
（２）で得られた情報によってふさわしい係数数列が選
択されるようにする。

【００２２】図２でｘ（ｔ）（１１）をｉｎ，ｙ（ｔ）
（１７）をｏｕｔ，ａ（１３）側のＴ（１５）をＴ１，
ｂ（１４）側のＴ（１６）をＴ２として、

【数８】 の計算を、再生する波形データの先頭から末尾まで一点
ずつ順に計算を繰り返しながら再生していく。この時の
Ｔ１，Ｔ２の初期値は０である。

【００２３】尚、本実施例ではデジタル・フィルタの一
例として２次のＩＩＲ型を使用しているが、これに非巡
回型ＦＩＲフィルタを組み合わせた、双２次直接（バイ
・クワド）型のＩＩＲフィルタを使用しても好結果が得
られる。この回路は図４に示す回路図で構成され、伝達
関数を数９の様に表すことができる。また、波形データ
に対する演算を意味する数８の式は、数１０の様に表わ
すことができる。この場合、図４でｄ（２２）側のＴ
（２４）をＴ３，ｅ（２３）側のＴ（２５）をＴ４とし
ている。

【００２４】

【数９】

【００２５】

【数１０】

【００２６】（ニ）波形再生時には、波形再生部（４）
で波形データ（７）を読み込みながら再生しているが、
この時読み込んだ波形データに（ハ）で選択された係数
数列を使用したデジタル・フィルタをかけてリアルタイ
ムに補正しながら再生することで、再生中の音質を変更
する効果が得られる。

【００２７】本発明は以上の様な構成よりなっていて、
これを使用するときは、ゲーム実行中に入力装置を使用
して、プレイヤがゲーム内の擬似的な３次元空間を移動
し、部屋の隅や別な部屋に移動するだけで、最適なデジ
タル・フィルタの係数数列が選択されるので、その空間
で発音される音はその時の描画状態にふさわしい自然な
状態で発音されることになる。

【００２８】

【発明の効果】屋内や屋外，さらに屋内であっても壁の
材質や部屋の広さによって音の響きかたの違いを表現で
きるので、プレイヤーがＴＶ画面で見える現場に実際に
存在して、その音を聞いている様な効果を得ることがで
きる。又、リアルタイムに補正しながら再生するので、
部屋の中での立ち位置の違いによる、細かな音質の変化
や、部屋から部屋に入った時の発音中の音の音質変化な
どは、より自然に表現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のブロック図

【図２】本発明の実施例で使用するデジタル・フィルタ
の回路図

【図３】本発明の実施例で使用するデジタル・フィルタ
変調後の周波数特性の概略図

【図４】双２次直接型のＩＩＲフィルタの回路図

【符号の説明】

１ 座標検出部 ２ 音場取得部 ３ 音質補正部 ４ 波形再生部部 ５ スピーカ ６ 係数数列群 ７ 波形データ １１ 入力信号 １２ 加算演算器 １３ 乗算演算器（係数） １４ 乗算演算器（係数） １５ メモリ（時間Ｔ遅れ出力信号） １６ メモリ（時間Ｔ遅れ出力信号） １７ 出力信号 ２１ 乗算演算器（係数） ２２ 乗算演算器（係数） ２３ 乗算演算器（係数） ２４ メモリ（時間Ｔ遅れ入力信号） ２５ メモリ（時間Ｔ遅れ入力信号）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プレイヤーが擬似的にゲーム内の仮想３
   次元空間に存在していると仮定し、プレイヤーが立って
   いる座標を検出する座標検出部（１）と、その座標にお
   けるゲーム内の前記仮想３次元空間の音場情報を取得す
   る音場取得部（２）と、その音場情報に従って周波数特
   性の異なる係数数列群（６）からふさわしい係数数列を
   選択し、これを使用したデジタル・フィルタを用いてそ
   の時再生される音の音質を補正する音質補正部（３）
   と、前記仮想３次元空間で発生する音に相当する波形デ
   ータ（７）を順次読み込みながら、前記音質補正部
   （３）でリアルタイムに補正して再生する波形再生部
   （４）とを備える事を特徴とする、自動音場補正を用い
   たゲーム装置の制御方法。