JPS6057355B2 - Ｃｒｔデイスプレイの移動体と障害物の衝突検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ＣＲＴディスプレイ装置、特にビデオゲーム
装置においてＣＲＴ面上に現出された移動体と障害物と
の衝突もしくは接触を検出する方法に関する。

例えば、従来のビデオ・ボールゲーム装置では、移動体
としてのボールが障害物に衝突した際のボールの反射動
作の決定づけ（反射のルール）を、障害物側にもたせて
いる。

即ちボールを反射する障害物となるべきものには、予め
決定されているボールスピードベクトルの水平方向成分
の符号を反転せしめる（例えば障害物が垂直壁の場合）
か又は垂直方向成分の符号を反転せしめる（例えば障害
物が水平壁の場合）ように約束付けられている。しカル
ながら、上記の方法では、正方形ないしは長方形をした
障害物や、円形の障害物の場合には、観察者にはボール
の反射動作が不自然に見えることがある。

例えば、正方形の障害物においてその正方形の角部分に
ボールが衝突した場合、垂直辺に衝突したように反射す
べきボールが水平辺に衝突した如く反射してしまつたり
、一時的にポールが正方形内に埋まつた状態が現出され
たりするのである。この反射後の移動体の運動について
自然さを追求すれば、従来の方法では実現不可能なほど
回路が複雑になる恐れがあつた。

本発明の目的は、従来の障害物自体に固有の反射ルール
を持たせる方法をやめ、代りに移動体の特有の点におい
て障害物との衝突の検出と反射後の移動方向を決定する
ことにより、移動体の障害物に対する反射の不自然さを
なくすことにある。

以下本発明をボールゲームの具体例に従つて説明する。
今、ブラウン管面をｘｙの直交座標系と考えると、画面
上の各点は（ｘ、ｙ）座標で表わすことができる。

通常ビデオゲームにあつては、回路の簡・素化を図る為
に、移動体としてのボールを正方形で表わす。この時、
ボールの各頂点を、衝突を検出する為の特異点として選
ぶことができ、その座標を第１図の如くＰ（ｘ、、ｙ、
）、Ｑ（ｘ。、ｙ、）、Ｓ（ｘ、、ｙ、）、Ｔ（ｘ、、
ｙ２）と表わすと、衝突の検出；と、衝突後の反射方向
の計算は、ボールを移動した時、その移動方向と、ＰＱ
ＳＴの各点が障害物とどのような位置関係にあるかを知
ることにより行なうことができる。例えば、今ボールを
第１図の肝の方向に移動したとき、Ｐ点とＱ点の２点よ
り同時に障害物との接触が検出された場合には、ｘ軸と
平行な面に当つたことが判り、またＰ点とＳ点より同時
に障害物との接触が検出された場合には、ｙ軸に平行な
面に衝突したことが判断できる。

反射後のボールの移動方向は、前者の場合はボールのス
ピードベクトルのｙ方向成分の符号を反転することによ
り、後者の場合はｘ方向成分の符号を反転することによ
り簡単に求められる。さらにｘ軸及びｙ軸に平行でない
面や突起物への衝突の場合にも、ボールの移動方向とＰ
ＱＳＴ各点の障害物との接触状態により、反射後のボー
ルの移動方向が一義的に簡単に求まる。本発明のこの方
法によれば、従来の反射動作の不自然さは完全に解消さ
れ、しかも衝突の検出及び反射後の移動方向決定の為の
計算方法が、コンピュータに適したものとなる利点があ
る。

さて、コンピュータを用いてブラウン管上に絵や文字を
表示する場合、通常グラフィック・ディスプレイ方式か
又はキャラクタ・ディスプレイ方式のいずれかが用いら
れる。

前者はリフレッシュ・メモリに、画面上の各画素に対応
した情報を記憶し、それをブラウン管の走査と同期して
読み出し、シフトレジスタを通してビデオ信号に変換す
るものである。後者のキャラクタ●ディスプレイ方式は
、画面を幾つかのブロックに分割し、各ブロック内に表
示する絵や文字の情報のみをリフレッシュ●メモリに記
憶し、これをブラウン管の．走査と同期して読み出し、
キャラクタ・ジェネレータ（図形発生専用メモ■乃を通
して画像情報を取り出し、これをシフトレジスタに通し
てビデオ信号を得るものである。ボールの上記特異点と
障害物との接触を検出すζる具体的方法は、このグラフ
ィック・ディスプレイ方式とキャラクタ・ディスプレイ
方式とでは異なる。

前者の方式では、ＰＱＳＴの各点の座標を画面上の画素
に対応したメモリー番地に変換する計算を′行ない、そ
の番地のメモリーの内容により、ボールがその座標を通
過できるか或いは衝突するかを調べるのである。

後者のキャラクタ●ディスプレイ方式の場合には、ＰＱ
ＳＴの各点の座標を含む画面上のブロックに対応したメ
モリー番地に変換する計算を行なつた後、その番地のメ
モリーの内容と先の計算で得られた結果とを合成して、
その値と一義的に対応するキャラクタ・ジェネレータの
番地を計算し、その番地のメモリーの内容によりボール
がその座標を通過できるか或いは衝突するかを調べるの
である。

このキャラクタ・ディスプレイ方式では、各ブロックの
内容により、ボールの衝突物がいかｊなる物であるかを
判別したり、次の計算をしてキャラクタ・ジェネレータ
の内容を調べるまでもなく、衝突や無衝突の検出をする
ことも可能である。さらに、画面表示物の形状を工夫す
ることにより、同程度の解像度を持つグラフィック・デ
イ．スプレィ方式に較べ、情報の記憶量を１１４〜１１
６に減少できる利点があり、これは衝突検出方法が複雑
になるという欠点を補つて余りある。本発明による衝突
或いは接触の検出方法は、ボールゲームのみならず、各
種のビデオゲームに応゛用が可能である。

自動車や飛行機、ロケット等の図形上にいくつかの衝突
検出の特異点を置き、それらの衝突接触状態により、こ
れまでのゲームにない複雑効果的な次の動作を計算し、
表示させることも可能であるし。銃の弾丸やミサイル等
の上に検出点を置けば、標的への命中の検出や被命中物
の査定等も容易にできるようになる。第２図はキャラク
タ・ディスプレイ方式の装置を略示したものである。

１は全体を制御する中央処理装置ＣＰＵｌ２はアドレス
バス、３はデータバス、４はプログラムを格納した読出
し専用メモリＰ−ＲＯＭ又は読書きメモリＰ−ＲＡＭｌ
５はデータの一時格納等に用いられる作業領域読み書き
メモリＷ−ＲＡＭ又は読出し専用メモリＷ−ＲＯＭであ
る。

以上は一般的なコンピュータ装置と同様である。６はブ
ラウン管のラスタのスキャン●タイミングに合わせて、
リフレッシュ●メモリ（画像データ格納用読み書きメモ
リＶ−ＲＡＭ又は■−ＲＯＭ）８を順次読み出す為のテ
レビ信号であり、７はアドレスバス２の信号とテレビ信
号６を切換えるマルチプレクサ、そして９はリフレッシ
ュ●メモリ８のデータバス●バッファである。

１０はマルチプレクサであり、アドレスバス２の信号と
リフレッシュ・メモリ８からのデータバス信号とを切換
えて、キャラクタ・ジェネレータ（図形発生用読み出し
専用メモリＣＧ−ＲＯＭ又はＣＧ一ＲＡＭ）１１に供給
する。

１２はキャラクタ・ジェネレータ１１のデータバス●バ
ッファ、１３はキャラクタ●ジェネレータ１１からのデ
ータを並列直列変換して、ビデオ信号に変換するシフト
レジスタである。

１４はボール図形発生回路、１５は混合回路であり、シ
フトレジスタ１３及びボール図形発生回路１４より得ら
れたビデオ信号と水平垂直同期信号とを混合し、最終的
なビデオ信号を端子１６につくす。

通常のテレビ画像表示モードでは、マルチプレクサ７は
テレビ信号６は選択し、またマルチプレクサ１０はリフ
レッシュ・メモリ８のデータ出力を選択している。

テレビ信号６はブラウン管の走査タイミングと同期して
おり、従つてこの信号６はマルチプレクサ７を通つてリ
フレッシュ・メモリ８を順次読み出していく。読み出さ
れた信号は、マルチプレクサ１０を通つてキャラクタ●
ジェネレータ１１のアドレス信号となり、リフレッシュ
●メモリのデータに対応するメモリー番地の内容を読み
出すことになる。このデータはシフトレジスタ１３によ
り並列直列変換されてビデオ信号となり、混合回路１５
に導入されて端子１６より出力される。一方、ボールの
信号はボール図形発生回路１４より得られるのであるが
、そのボールの位置はＣＰＵにより順次計算されて、ボ
ール図形発生回路１４から混合回路１５に導入され、端
子１６より出力されて、ブラウン管面上を動いていく。

その計算の際に、次の位置にボールが障害物に衝突する
ことなしに移動できるかどうかを調べなければならない
。こｉが衝突検出モードである。ＣＰＵは現在のボール
位置の座標とボールの持つベクトルにより、次のボール
位置の座標を算出し、それをリフレッシュ・メモリ８の
アドレスに変換する計算を行なう。このボールの持つ運
動ベクトル、即ち速度の大きさと方向は、初期値を選択
的にプレイヤが設定するようにすれば計算により出て来
る。例えば、ボールの最初の出発点はブラウン管面上の
中央とし、予め定めた相異なる幾つかの移動方向の設定
点を経時的に循環させておき、プレイヤがスタートボタ
ンを押した時点に合致した設定値の方向に所定のスピー
ドで移動開始するようにすればよい。さてＣＰＵで計算
されたアドレス値は、アドレスバス２に出力され、マル
チプレクサ７を通してリフレッシュ・メモリ８のアドレ
ス信号となり、その内容を読み出す。リフレッシュ・メ
モリ８より読み出されたデータと、先の計算結果より、
今度はその値に対応するキャラクタ●ジェネレータ１１
のアドレス計算を行なう。計算されたアドレス値は再び
アドレスバス２より出力され、マルチプレクサ１０を通
つてキャラクタ・ジェネレータ１１のアドレス信号とな
り、その内容を読み出す。キャラクタ・ジェネレータ１
１より読み出されたデータは、ＣＰＵにより評価され、
ボールが先に計算された次のボール位置の座標を通過で
きるか或いは何らかの障害物に衝突するかを判断する。
このとき、リフレッシュ・メモリ８により読み出された
データは、それ自身ももし通過であればいかなる物の上
を通過したのか、また衝突であればいかなる物に衝突し
たのかを判断する材料にもなる。尚、マルチプレクサ７
及び１０は、衝突検出モード時、言い換えれば、ＣＰＵ
からそれぞれリフレッシュ●メモリ８及びキャラクタ●
ジェネレータ１１の読み出し要求信号を受け取つたとき
、両者共にアドレス・バス２側を選択するように切換わ
る。

上記のようにすることにより、ＣＰＵは当該アドレスの
所がどのような形のキャラクタであるのかということだ
けでなく、衝突の検出に不可欠な、その所が黒レベルか
白レベルかということまでを判断することができるよう
になる。

尚、実際のビデオ●ボールゲーム装置においては、再プ
レイ時、即ち初期値の設定を２回繰返えすことにより、
ボールのスピードが前回より増すようにしたり、障害物
のうちパドルのみについては、これを数個の区域に分け
、衝突した際の入射反射法則がその区域に予め決めた特
定の入射反射法則に変わるようにすることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法におけるボールの衝突検ノ知の特
異点を例示した図、第２図は本発明の方法を実施する為
のキャラクタ・ディスプレイ方式の略図である。 １・・・・・・ＣＰＵｌ７，ｌＯ・・・・・マルチプレ
クサ、８・・・・・・リフレッシュ・メモリ、１１・・
・・・・キヤラクタ・ジエネレータ、１３・・・・・・
シフトレジスタ、１４・・・・・・ボール図形発生回路
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ コンピュータを用いたＣＲＴディスプレイ装置のＣ
   ＲＴ管面上に現出される移動体と障害物との衝突検出方
   法において、上記移動体上の各頂点に衝突を検出する為
   の特異点を少なくとも４箇所以上定め、その特異点の障
   害物に対する接触関係と移動体のもつ運動ベクトルとか
   ら、衝突後の移動体の反射運動ベクトルを決定すること
   を特徴とする上記方法。