JPS6260064A - 模擬視界発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は模擬視界発生装置に関し、特に、仮想的な３
次元の風景を、ある指定された視点から見たときの２次
元画像として表示できるものであり、水平線上および中
空にある山脈、軒並、星座のような遠景と、視点に近い
風景である近景とを別々に所要の演算処理を施して表示
するようにされた模擬視界発生装置に関するものであっ
て、各種シミュレータやゲーム装置等に有利に適用され
るものである。

［従来の技術］ 第１２図は、従来からの模擬視界発生装置のブロック図
である。この第１２図において、（１２１）は電子画像
発生装置であって、これにはデータベース（１２４）が
含まれており、このデータベース（１２４）には遠景の
画像内容を含む全ての画像内容が格納されている。また
、全電子画像発生装置（１２１）は、外部から支えられ
る位置、姿勢情報に基づき、データベース（１２４）内
の所要の画像内容を選択し、出力するようにされる。（
１２２）は面形成装置であって、これは電子画像発生装
置（１２１）からの出力情報を受は入れ、所定の処理を
施してから表示装置（１２３）で所望の表示がなされる
。

上記された従来例装置によれば、３次元の風景を２次元
的に表示させるためには、次のような計算処理が施され
る。

Ｓｌ：モデリング変換、 Ｓ２：視野変換、 Ｓ３：透視変換、 Ｓ４：ビューボート変換。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記された従来の模擬視界発生装置では、そのデータベ
ース内に遠景すなわちパノラマ情報を含めた全ての画像
内容が格納されているために、このデータベース内の画
像内容をある所定の視点位ｒから見た形状に変換するた
めに必要な演算処理回数が増大して、表示装置に所望の
画像を表示させるための情報処理が困難になる。すなわ
ち、一般に、この種の表示装置の表示面は蛍光体等が塗
布されているものであることから、所定のリフレッシュ
レートをもって必要な画像をくり返して表示させねばな
らず、データベースの画像内容が多くなると、その演算
処理に要する時間が不足してしまう問題点があった。

この発明は上記された問題点を解決するためになされた
ものであって、２個のデータベースを用意し、その一方
には遠景すなわちパノラマ情報である画像内容を格納し
、他方にはそれ以外の画像内容を格納しておき、前者の
画像内容については演算処理を簡略化して、全体として
の演算処理に要する時間が不足することのないような模
擬視界発生装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る模擬視界発生装置は、３次元の風景を２
次元的に表示させるものにおいて、遠景の画像内容を格
納する第１のデータベースとそれ以外の画像内容を格納
する第２のデータベースとを備えたものである。

［作用コ この発明によれば、第１のデータベースに格納されてい
る画像内容と第２のデータベースに格納されている画像
内容とで、その演算処理の仕方に差がつけられる。

」１１【 第１図は、この発明の実施例である模擬視界発生装置の
ブロック図である。この第１図において、（１１）は電
子画像発生装置であって、第２のデータベース（１４）
には近景の画像内容が格納されている。

また、（１５）は遠景（パノラマ）画像発生装置であっ
て、第１のデータベース（１６）には遠景の画像内容が
格納されている。外部からの位置・姿勢情報は前記電子
画像発生装置（１１）および遠景画像発生装置（１５）
の双方（加えられ、それぞれに対応するデータベース（
１４）および（１６）の画像内容に基づく所要の処理を
施し、結果としての双方の出方は面形成装置（１２）に
印加されて所定の処理を施されてから表示装置（１３）
で所望の表示がなされることになる。

違遣ｊシ：Ｚさ一、ｘ 遠方の風景である遠景には、前述されたように、山脈、
町並や星座等のような風景が含まれており、このような
遠景はパノラマとも呼ばれている。視認者の位置が変化
しても、このような遠景が変化することはほとんどない
、このようなことは、例えば列車の乗客等によってしば
しば経験されるところである。また、遠景は近景によっ
て隠されることがあるが、これも、例えば遠方の山脈が
手近にある家屋によって見えなくされるように、しばし
ば経験されることである。第２図は、上記された事柄に
ついての説明図であり、この第２区において、遠景（Ｚ
ｌ）および近景（２２）は水平線（２３）によって区切
られている。そして、遠景（２１）には山脈（２１Ａ）
、町並（２１Ｂ）、星座（２１Ｃ）、独立山塊（２１Ｄ
）、海面（２１Ｅ）等が含まれ、また、近景（２２）に
は建物（２２Ａ）、道ｉ￥８（２２Ｂ）、樹木（２２Ｃ
）が含まれている。

遠景データベースの　成 この発明の実施例で用いられる遠景データベースは次の
ようにして作成される。先ず、第３図（ａ）は視認者（
３１）と円筒状の遠景データベース層（３２ｒ）（Ｉ　
＝　１　、・・・Ｎ）との関係を示す斜視図であり、第
３図（ｂ）はその上面図である。また、第４図は、視認
者（４１）と遠景データベース層との関係を具体的に示
す斜視図であり、ここに、遠景データベース層は第１層
（４２１）から第４層までとされており、第１層（４２
＋　）には視認者（４１）に最も近い位置の独立山塊（
４３）が存在し、第２層（４２２）には前記独立山塊（
４３）より遠方にある別異の独立山塊（４４）が存在し
、第３層（４２３）には更に遠方の町並（４５）や山林
（４６）が存在し、そして、第４層（４２４）には中空
上の星座（４７）が存在する。このようにして、適数個
の層に分割された遠景は、これらの層別にデータベース
化される。そして、これらの眉間には優先順位が定めら
れており、優先順位の低いものは優先順位の高いものに
よって隠されるものであり、例えば、第１層（４２１）
は第２層（４２゜）よりも優先順位が高いことになる。

なお、この層ダ 化は、円筒状にするばかりでなく、多角柱状にすること
もできる。

１六　、の１　　　′　１理 この発明の実施例における模擬視界発生装置に含まれて
いる遠景（パノラマ）画像発生装置（１５）によれば、
下記のやり方によって演算処理時間の短縮がなされる。

第５図（ａ）は視認者（５１）とスクリ・−ン（５２）
との関係を説明する模式図であり、第５図（ｂ）は同斜
視図である。

このパノラマ画像発生装置では、計算時間の短縮を目的
とする為、パノラマデータベースに遠景を蓄える時点で
、スクリーン座標系上の水平線位置に対して、何本の走
査線分の高さかを規定して（Ｘ）格納する。即ち、パノ
ラマデータベースはスクリーン圧縮のデータである。な
お、水平方向の方位に関しては、ψ（ヘディング）［視
認者が見ている方位］に対して、切り取る画面の端より
何画素目かを規定する（Ｙ）。

・　　の　　　　　を 第６図は、この発明の実施例装置の具体的な構成を示す
詳細ブロック図である。この第６図において、計算部（
６１）は、発生画像のモデル・データおよび視点の姿勢
・位置からディスプレイ面上に画像を発生させるための
計算を行う一種の計算機（コンピュータ）である。従っ
て四則演算が可能であり、結果をデータ・バス（１６Ｂ
ｉＴ程度）で出力できる装置である。

イメージ・ジェネレータ（６２）は、ディスプレイを垂
直・水平走査するための各種クロックを発生し計算部（
６１）から出力されるデータからディスプレイの垂直・
水平走査の時々刻々のタイミングに合わせて発生させる
べき画像の面のシグナルを発生する装置である。

プライオリティ・フェイス・ジェネレータ（６３）は、
イメージ・ジェネレータ（６２）から得た各面のシグナ
ルを規定の優先順位に従って隠蔽処理を行い赤・緑・青
の三色のカラー・シグナルをディスプレイトライバ（６
５）に出力する。

ライト・ポイント・ジェネレータ（６４）は、計算部（
６１）から点灯させるべき光点のディスプレイの縦横（
垂直・水平）位置のデータを得てディスプレイの垂直・
水平走査の時々朗々のタイミングに合わせて光点シグナ
ルを発生させる装置であり、ディスプレイ・ドライバ（
６５）に出力してフェイス（面）のシグナルと合わせて
画像を発生させるものである。

ディスプレイ・ドライバ（６５）は、前記プライオリテ
ィ・フェイス・ジェネレータ（６３）およびライト・ポ
イント・ジェネレータ（６４）から得たロジック・レベ
ルのカラー・シグナルをカラー・ディスプレイ（６６）
に合わせたアナログのカラー・シグナルに変換してから
、前記カラー・ディスプレイ（６６）に出力する。

カラー・ディスプレイ（６６）は、赤・緑・青のカラー
−ディスプレイである。

上記された各種の構成要素からなる電子画像装置に対し
て、後述のパノラマ（遠景）画像発生装置（６７）の接
続が可能にされる。このパノラマ画像発生装置（６７）
は、計算部（６１）とはデータバス（６１ａ）で係きさ
れており、また、イメージジェネレータ（６２）とはク
ロックバス（６２ａ）で係合されている。

そして、所定のクロック操作の下に与えられたデータに
ついての処理を行い、その結果は出力バス（６７ａ）に
よってプライオリティフェイスジェネレータ（６３）に
加えられるとともに別異の出力バス（６７ｂ）によって
別異のライトポイントジェネレータ（６４）にも加えら
れる。

第７図は、上記されたパノラマ画像発生装置（６７）の
詳細ブロック図である。この第７図において、（７１）
は方位レジスタ、（）２）は水平線位置レジスタ、（７
３）は垂直走査レジスタ、（）４）はアドレスカウンタ
、（７５）はデータベースＲＯＭ、（７６）は加算器、
（７７）は比較器であり、また、（７８）はラッチであ
る。

前記第６図及び第７図に示されているこの発明の実施例
装置の動作を、下記第８図から第１１図までを参照しな
がら説明する。ここで、第８図は、パノラマデータベー
スの中の任意の部分がディスプレイされることの例示図
であり、（８１）は視点、（８２）はパノラマデータベ
ースであって、視点＜８１）からみて３６０°全方位の
もの。

（８３）は、ディスプレイであって、視点（８１）から
の視野が例えば中心角で４８°であるような領域（ＡＢ
）がとられている、第９図は、データベースＲＯＭ　（
７５）のアドレスとデータとの対応間係の例示図であり
、全方位３６０°を請分割した態様でアドレス設定がな
されている。また、第１０図には、前記データの内容に
ついては、パノラマの高さｖＳが０からｎまでのスケー
ルをもって表わされている。そして、第１１図は、第１
０図の変形図であって、視点の上下角（ピッチ角）を上
げたときに、水平線位置がディスプレイセンターよりも
分子（Ｈ）だけ下げられているものである。なお、これ
ら第１０図及び第１１図は、ディスプレイ（８３）上で
見えるパノラマ画像の拡大図であって、視点の上下角（
ピッチ）に対する水平線位置をディスプレイ縦軸の垂直
走査線番号（ＶＳ：Ｏ〜ｎ）の中点に対して上下角が水
平走査線の何本骨（）（＞に相当するかで表わすもので
ある。

次いで、動作について説明すると、方位レジスタ（７１
）には、ディスプレイの左端に見えるはずのＡ点（第８
．第９図〉のＲＯＭアドレスをフレイム毎に（典型的に
は３３．３ｚ秒毎に）入力する。アドレスカウンタ（７
４）は、方位レジスタ（７１）からのデータを各水平走
査の初めにロードクロックＢで入力し、水平同期クロッ
ク毎にその内容を増加させる。そして、その内容がＡ十
−に達すると、直ちに元の値Ａに戻ってから増加が再開
される。このアドレスカウンタ（７４）の内容がデータ
ベースＲＯＭ　（７５）に対するアドレスとなり、ディ
スプレイ（８３）の視界のＡ点からＢ点まで水平走査が
なされる毎にＨｐｉルミデータ力されて、比較器（７７
）に加えられる。水平線位置レジスタ（）２）には、デ
ィスプレイセンター−と水平線位置との差（Ｈ）がデー
タとしてロードクロックＣによりフレイム毎に加えられ
る。垂直走査レジスタ（７３）には、垂直走査番号が各
水平走査の初めにロードされる。そして、加算器（７６
）は、水平線位置レジスタ（７２）及び垂直走査レジス
タ（７３）の内容を加え合わせることにより視点の上下
角（ピッチ）を垂直走査番号にオフセットした値が得ら
れる（第１１図）、比較器（７））により、データベー
スＲＯＭ　（７５）の内容と加算器（７８）の内容とが
比較され、各水平走査時のパノラマの高さが当該時点に
おける垂直走査番号よりも高いか、あるいは低いかの判
定がなされる。そして、パノラマの方が低いときにはフ
ェイス（面）としてくただし、星座の場合には合致した
とき）ディスプレイの横軸を分割した時間毎にラッチ（
７８）にセットされる。したがって、パノラマフェイス
は、各水平走査線の位置において、パノラマのフェイス
内にあるか否かを規定するフェイスシグナルとして、バ
ス（６７ｍ）を介してプライオリティフェイスジェネレ
ータ（６３）に加えられ、空よりは高いけれども他のフ
ェイスよりは低い優先順位をもったフェイスとして扱わ
れる。また、遠景が星座である場合には、ライトポイン
トジェネレータ（６４）に対し、バス（６７ｂ）を介し
てパノラマスターとして加えられる。なお、データベー
スＲＯＭ　（７５）、比較器（）７）及びラッチ（７８
）はパノラマを構成する層の数だけ備えることが必要で
あり、これらを適当に制御することによって複数層にわ
たるパノラマ画像が得られる。

［発明の効果］ 以上説明されたように、この発明による模擬視界発生装
置は、遠景の画像内容を格納する第１のデータベースと
それ以外の画像内容を格納する第２のデータベースとを
備え、両者の内容について演算処理のし方を異ならせる
ようにされているために、所要の演算処理時間が短縮さ
れるという効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例の概略構成を示すブロック
図、第２図は、この発明を説明するための風景の例示図
、第３図および第４図は、この発明におけるデータベー
ス作成の説明図、第５図は、この発明における視認者と
スクリーンとの関係の説明図、第６図および第７図は、
この発明の実施例の詳細ブロック図、第８図は、パノラ
マデータベースとディスプレイとの関係説明図、第９図
は、データベースＲＯＭのアドレス説明図、第１０図お
よび第１１図は、ディスプレイ上のパノラマ画像の拡大
例示図、第１２図は、従来例装置の概略構成を示すブロ
ック図である。 （１１）は電子画像発生装置、（１２）は面形成装置、
（１３）は表示装置、（１４）は（第２の）データベー
ス、（１５）は遠景画像発生装置、（１６）はく第１の
）データベース。 第１図 第２図 近景 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ３次元の風景を２次元的に表示させる模擬視界発生装置
   において、遠景の画像内容を格納する第１のデータベー
   スとそれ以外の画像内容を格納する第２のデータベース
   とを備え、前記遠景の画像内容とそれ以外の画像内容と
   で演算処理に差をつけるようにした模擬視界発生装置。