KR100356429B1 - 3차원화상처리장치 - Google Patents

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KR100356429B1
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controller
image processing
ram
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사토시 니시우미
가즈오 고시마
다쿠미 가와고에
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닌텐도가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 3차원 화상처리장치에 관한 것으로서, 충돌판정에 의해서 조작 가능한 대상과 카메라 사이에 다른 대상, 예를들면 벽이 존재하는 것을 검출하면 카메라의 조작 대상에 대한 시선을 상기 다른 대상이 차단하지 않는 카메라의 이동각도를 계산하는 CPU를 포함하고 있으며, 그 이동각도에 따라서 카메라를 이동하고 이동한 위치에서 투영한 3차원 공간에 존재하는 조작 가능한 대상 및 다른 대상을 디스플레이에 표시하는 것을 특징으로 한다.

Description

3차원 화상처리장치
종래의 이른바 3D(3차원)게임에 있어서는 3차원 데이터로 구성된 조작 대상(조작자에 의해서 조작될 수 있는 대상)을 소정의 방향 및 거리로부터 카메라로 촬영하여 영상을 표시하였다.
종래의 3D 게임에서는 조작 대상과 카메라 사이에 배경화상 또는 방해물(opponent character)로 사용되고 있는 대상(다른 대상)이 존재할 때 또는 다른 대상이 이동하여 조작 대상과 카메라의 사이에 들어왔을 때 조작 대상을 촬영할 수 없었다.
따라서 이와 같은 종래의 3D 게임에서는 프로그램에 따라서 조작 대상과 카메라의 사이에 다른 대상이 존재하지 않도록 다른 대상의 배치를 제한하지 않으면 안되었다.
발명의 개요
그러므로 본 발명의 주목적은 항상 조작 대상을 표시할 수 있어서, 다른 대상의 배치를 제한하는 일이 없는 화상처리장치를 제공하는데 있다.
본 발명은 3차원 공간에 존재하는 조작 대상 및 다른 대상을 소정의 촬영위치로부터 촬영한 영상을 디스플레이에 표시하는 화상처리장치로서, 조작 대상 및 다른 대상의 데이터 및 소정의 프로그램을 기억하고 있는 외부기억수단, 조작 대상의 3차원 공간에서의 위치를 변화시키는 데이터를 입력하기 위한 입력수단, 입력수단에 의해 입력된 데이터에 기초하여 3차원 공간에서의 조작 대상의 위치를 변화시키도록 조작 대상 위치 데이터를 발생하는 조작 대상 위치데이터 발생수단, 외부기억수단에 기억되어 있는 테이터와 조작 대상 위치 데이터에 기초하여 3차원 데이터를 작성하는 3차원 데이터 작성수단, 조작 대상을 촬영하기 위한 3차원 공간에서의 촬영위치를 나타내는 촬영위치 데이터를 발생하는 촬영위치 데이터 발생수단, 촬영위치와 조작 대상 위치의 사이에 다른 대상의 존재 여부를 검출하는 검출수단, 검출 수단이 다른 대상의 존재를 검출했을 때 촬영위치와 조작 대상 위치와의 사이에 다른 대상이 존재하지 않도록 촬영 위치 데이터를 변경하는 촬영위치 데이터 변경수단, 3차원 데이터 및 촬영위치 데이터에 기초하여 3차원 공간의 소정 촬영위치로부터 조작 대상을 촬영한 영상을 디스플레이에 표시하기 위한 표시 데이터를 작성하는 표시데이터 작성수단, 및 표시 데이터 작성수단에 의해서 작성된 표시 데이터에 기초하여 디스플레이에 화상신호를 출력하는 화상신호 발생수단을 구비하고 있다.
검출수단은 조작 대상과 다른 대상의 다각형 평면이 충돌할 가능성이 있는지여부를 판단한다. 조작 대상과 다른 대상의 충돌의 가능성이 있는 경우 촬영위치 데이터 변경수단이 촬영위치, 즉 카메라의 위치를 변경하여 조작 대상과 카메라와의 사이에 다른 대상이 존재하지 않도록 한다. 따라서 조작 대상이 다른 대상에 방해 받지 않게 카메라에 의해서 촬영된다.
본 발명에 의하면, 다른 대상을 자유롭게 배치하여도 조작 대상을 항상 디스플레이 화면에 표시하는 것이 가능하다. 따라서 본 발명이 게임장치에 적용된 경우에는 조작 대상이나 다수의 다른 대상이 디스플레이 화면 중을 이동하는 게임에 있어서도 항상 조작 대상을 디스플레이 상에 표시할 수 있다.
본 발명의 상기 목적 및 그의 다른 목적, 특징, 국면 및 장점은 첨부한 도면과 관련하여 실시되는 이하의 실시예의 상세한 설명으로부터 더욱 명확해질 것이다.
본 발명은 3차원 화상처리장치 및 그에 사용하는 외부기억장치에 관한 것으로, 특히 예를 들면 3차원 공간에 존재하는 조작 가능한 대상(object) 또는 다른 대상을 소정의 촬영위치(시점)로부터 촬영한 영상을 디스플레이에 표시하는 3차원 화상처리장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예를 나타내는 개략도;
도 2는 도 1의 실시예의 화상처리장치를 상세하게 나타내는 블록도;
도 3은 도 2의 실시예의 CPU의 메모리맵을 나타내는 도해도이고, 카트리지에 내장되어 있는 외부 메모리 및 W-RAM을 나타내는 도면;
도 4는 도 2의 실시예의 컨트롤러 제어회로를 상세하게 나타내는 블록도;
도 5는 데이터의 변복조 방법을 나타내는 도해도;
도 6은 도 4의 RAM의 메모리맵을 나타내는 도해도;
도 7은 도 2의 실시예의 컨트롤러의 위에서 본 사시도;
도 8은 도 2의 실시예의 컨트롤러의 아래에서 본 사시도;
도 9는 컨트롤러 및 확장장치를 상세하게 나타내는 블록도;
도 10은 컨트롤러의 아날로그 죠이스틱 및 각 버튼의 데이터를 나타내는 도해도;
도 11은 컨트롤러 제어회로로부터 명령 " 0" 이 송신되었을 때의 제어회로의 송수신 데이터를 나타내는 도해도;
도 12는 컨트롤러 제어회로로부터 명령 " 1" 이 송신되었을 때의 제어회로의 송수신 데이터를 나타내는 도해도;
도 13은 컨트롤러 제어회로로부터 명령 " 2" 가 송신되었을 때의 제어회로의 송수신 데이터를 나타내는 도해도;
도 14는 컨트롤러 제어회로로부터 명령 " 3" 이 송신되었을 때의 제어회로의 송수신 데이터를 나타내는 도해도;
도 15는 도 2의 실시예의 CPU의 동작을 나타내는 플루우차트;
도 16은 도 2의 실시예의 버스 제어회로의 동작을 나타내는 플로우차트;
도 17은 도 2의 실시예의 컨트롤러 제어회로의 동작을 나타내는 플로우차트;
도 18은 도 2의 실시예의 컨트롤러 회로의 동작을 나타내는 플루우차트;
도 19는 컨트롤러 제어회로로부터 명령 " 255" 가 송신되었을 때의 제어회로의 송수신 데이터를 나타내는 도해도;
도 20은 조작 대상(마리오)과 카메라의 사이에 벽이 존재하는 상태를 나타내는 도해도;
도 21은 도 20의 상태를 좌표로 나타내는 도해도;
도 22는 카메라의 회전처리를 위한 동작을 나타내는 플로우차트;
도 23은 충돌 판정 루틴을 나타내는 플루우차트;
도 24는 벽 다각형을 나타내는 도해도;
도 25는 각각의 다각형을 나타내는 도해도;
도 26은 투영면을 나타내는 도해도;
도 27은 YZ 평면에 투영한 상태를 나타내는 도해도;
도 28은 XY 평면에 투영한 상태를 나타내는 도해도; 및
도 29는 면이 법선 벡터 및 카메라의 시선 벡터를 나타내는 도해도이다.
실시예
도 1은 본 발명의 한 실시예의 화상처리 시스템의 시스템 구성을 나타내는 외관도이다. 화상처리 시스템은 예를 들어 비디오게임 시스템으로, 화상처리장치 본체(10), 외부 기억장치의 한 예인 ROM 카트리지(20), 화상처리장치 본체(10)에 접속되는 표시수단의 한 예인 디스플레이(30), 조작수단의 한 예인 컨트롤러(40), 및 컨트롤러(40)에 착탈이 자유롭게 장착되는 확장장치의 한 예인 RAM 카트리지(50)를 포함하여 구성된다. 또한, 외부 기억장치는 게임 등의 화상처리를 위한 화상 데이터나 프로그램 데이터를 기억하고, 또한 필요에 따라서 음악이나 효과음 등의 음성 데이터를 기억하는 것으로, ROM 카트리지를 대신하여 CD-ROM이나 자기디스크를 사용해도 좋다. 조작수단은 본 실시예의 화상처리 시스템이 퍼스널 컴퓨터에 적용되는 경우에는 키보드나 마우스 등의 입력 장치가 사용된다.
도 2는 본 실시예의 화상처리 시스템의 블록도이다. 화상처리장치(10)에는 중앙처리장치(이하, 「CPU」)(11) 및 버스 제어회로(12)가 내장된다. 버스 제어회로(12)에는 ROM 카트리지(20)를 착탈이 자유롭게 장착하기 위한 카트리지용 커넥터(13)가 접속되고, 또한 작업 RAM(14)이 접속된다. 또한, 버스제어회로(12)에는 CPU(11)에 의해 처리된 음성신호를 출력하기 위한 음성신호 발생회로(15) 및 화상신호를 출력하기 위한 화상신호 발생회로(16)가 접속되며, 또 1개 또는 복수의 컨트롤러(40)의 조작 데이터 및/또는 RAM 카트리지(50)의 데이터를 직렬로 전송하기 위한 컨트롤러 제어회로(17)가 접속된다. 컨트롤러 제어회로(17)에는 화상처리장치(10)의 앞면에 설치되는 컨트롤러용 커넥터(이하 「커넥터」라고 한다)(181∼184)가 접속된다. 커넥터(181∼184)에는 접속용 잭(41) 및 케이블(42)을 통하여 컨트롤러(40)가 착탈이 자유롭게 접속된다. 이와 같이 커넥터(181∼184)에 컨트롤러(40)를 접속함으로써 컨트롤러(40)가 화상처리장치(10)와 전기적으로 접속되어 상호간의 데이터의 송수신이 가능하게 된다.
보다 구체적으로 버스 제어회로(12)는 CPU(11)로부터 버스를 통하여 병렬 신호로 출력된 명령을 입력하고, 병렬-직렬 변환하여 직렬 신호로 명령을 컨트롤러 제어회로(17)에 출력하고, 또 컨트롤러 제어회로(17)로부터 입력한 직렬 신호의 데이터를 병렬 신호로 변환하여 버스에 출력한다. 버스로부터 출력된 데이터는 CPU(11)에 의해서 처리되거나 W-RAM(14)에 기억되는 등의 처리가 실시된다. 바꿔 말하면, W-RAM(14)은 CPU(11)에 의해 처리되는 데이터를 일시 기억하기 위한 메모리로서, 버스 제어회로(12)를 통하여 데이터의 판독기록이 가능하게 된다.
도 3은 CPU(11)의 메모리 공간에 할당된 각 메모리의 영역을 나타내는 도해도이다. CPU(11)가 버스 제어회로(12)를 통하여 액세스할 수 있는 메모리공간에는 ROM 카트리지(20)의 외부 메모리 영역과 W-RAM(14)의 메모리 영역이 있다. ROM 카트리지(20)는 게임처리를 위한 데이터를 기억한 ROM을 기판에 장착하고, 그 기판을 하우징에 수납하여 구성되는데, ROM 기억 데이터가 도 3에 나타낸 외부 메모리 영역에 나타난다. 즉, ROM에는 화상처리장치(10)에 게임을 위한 화상신호를 발생시키기 위하여 필요한 화상데이터를 기억한 화상데이터 영역(201)과 CPU(11)가 소정의 동작을 실시하기 위해 필요한 프로그램 데이터를 기억한 프로그램 데이터 영역(202)이 포함된다. 프로그램 데이터 영역(202)에는 화상데이터(201)에 기초하여 화상표시를 실시하기 위한 화상표시 프로그램, 시간측정을 실시하기 위한 계시(計時)프로그램, 카트리지(20)와 후술하는 확장장치(50)가 소정의 관계에 있는 것을 판단하기 위한 판단 프로그램이 고정적으로 기억되어 있다. 또한, 계시 프로그램 및 판단 프로그램의 상세한 설명은 후술한다. 한편, W-RAM(14)의 메모리 영역은 제어 패드로부터의 조작상태를 나타내는 데이터를 일시 기억하는 영역(141)을 포함한다.
도 4는 컨트롤러 제어회로(17)의 상세한 회로도이다. 컨트롤러 제어회로(17)는 버스 제어회로(12)와 컨트롤러용 커넥터(181~184)의 사이에서 데이터를 직렬로 송수신하기 위하여 설치되고, 데이터 전송 제어회로(171), 송신회로(172), 수신회로(173) 및 송수신 데이터를 일시 기억하기 위한 RAM(174)을 포함한다. 데이터 전송제어회로(171)는 데이터 전송 시에 데이터 포맷을 변환하기 위하여 병렬-직렬 변환회로와 직렬-병렬 변환회로를 포함하고, 또 RAM(174)의 기록 판독 제어를 실시한다. 직렬-병렬 변환회로는 버스 제어회로(12)호부터 공급되는 직렬 데이터를 병렬 데이터로 변환하여 RAM(174) 또는 송신회로(172)에 제공한다. 병렬-직렬 변환회로는 RAM(174) 또는 수신회로(173)로부터 공급되는 병렬 데이터를 직렬 데이터로 변환하여 버스 제어회로(12)에 제공한다. 송신회로(172)는 데이터 전송 제어회로(171)로부터 공급되는 컨트롤러(40)의 신호 판독 제어를 위한 데이터 및 RAM 카트리지(50)로의 기록 데이터(병렬 데이터)를 직렬 데이터로 변환하여 복수의 컨트롤러(40)의 각각에 대응하는 채널(CH1~CH4)로부티 송신한다. 수신회로(173)는 각 컨트롤러(40)에 대응하는 채널(CH1∼CH4)에서 입력되는 각 컨트롤러(40)의 조작상태를 나타내는 데이터 및 RAM 카트리지(50)로부터의 판독 데이터를 직렬 데이터로 수신하고, 병렬 태이터로 변환하여 데이터 전송 제어회로(171)에 제공한다.
송신회로(172) 및 수신회로(173)는 변조·복조(이하 「변복조」라고 한다)방식의 일례로서 듀티 사이클 변복조 방식을 채용하고 있다. 듀티 사이클 변복조 방식은 도 5에 나타낸 바와 같이 일정 시간 간격으로 신호의 " 하이(Hi)" 기간과 " 로우(Lo)" 기간을 변화시킴으로써 「1」과 「0」을 나타내는 변복조 방식이다. 변조방식을 구체적으로 설명하면, 직렬 송신해야하는 데이터가 논리 「1」 일 때, 1사이클 기간(T)에서 하이 레벨 기간(tH)을 로우 레벨 기간(tL)보다 길게 한 신호(tH > tL)를 송신하고, 송신해야 하는 데이터가 논리 「0」 일 때, 1사이클 기간(T)에 있어서 tH를 tL보다 짧게 한 신호(tH < tL)로 송신한다.
한편, 복조 방식은 수신한 직렬 신호(비트 전송신호)를 샘플링하여 수신 신호가 하이 레벨인지 로우 레벨인지를 항상 감시하고, 수신 신호의 레벨이 하이에서 로우로 변할 때까지의 시간을 tL, 하이에서 로우로 변할 때까지의 시간을 tH로 하면, 1 사이클이 T = tL + tH로 표시된다. 이때, tL과 tH의 관계가 tL < tH일 때 논리 「1」로 인식하고, tL > tH일 때 논리 「0」로 인식함으로써 복조한다. 이와 같은 듀티 사이클 변복조 방식을 사용하면, 클럭에 동기하여 데이터를 보낼 필요가 없어져 1개의 신호선만으로 데이터를 송수신할 수 있는 이점이 있다. 또한, 2개의 신호선을 갖는 경우에는 다른 변복조 방식을 사용해도 좋은 것은 물론이다.
RAM(174)은 도 6의 메모리맵으로 나타내는 바와 같이 기억 영역 또는 기억 영역(174a∼174h)을 포함한다. 구체적으로는 영역(174a)에는 1채널용의 명령이 기억되며, 영역(174b)에는 1채널용의 송신 데이터 및 수신 데이터가 기억된다. 영역(174c)에는 2채널용의 명령이 기억되며, 영역(174d)에는 2채널용의 송신 데이터 및 수신 데이터가 기억된다. 영역(174e)에는 3채널용의 명령이 기억되며, 영역(174f)에는 3채널용의 송신 데이터 및 수신 데이터가 기억된다. 영역(174g)에는 4채널용이 명령이 기억되며, 영역(174h)에는 4채널용의 송신 데이터 및 수신 데이터가 기억된다.
따라서 데이터 전송 제어회로(171)는 버스 제어회로(12)로부터 전송된 데이터 또는 수신회로(173)에서 수신된 컨트롤러(40)의 조작상태 데이터나 RAM 카트리지(50)의 판독 데이터를 RAM(174)에 기록 제어하거나, 버스제어회로(12)로부터의 명령에 기초하여 RAM(174)의 데이터를 판독하여 버스 제어회로(12)로 전송하도록 작동한다.
도 7 및 도 8은 컨트롤러(40)의 표면과 이면(裏面)의 외관 사시도이다. 컨트롤러(40)는 양손 또는 한손으로 잡기 가능한 형상이며, 그의 하우징의 외부에는 누르면 전기적 신호를 발생하는 복수의 버튼과, 수직으로 직립한 조작부가 돌출하여 형성된다. 구체적으로 컨트롤러(40)는 상부 하우징과 하부 하우징으로 구성된다. 컨트롤러(40)의 하우징에는 가로로 긴 평면 형상을 갖는 윗면에 조작부 영역이 형성된다. 컨트롤러(40)의 조작부 영역에는 좌측에 십자형의 디지털 방향 스위치(이하 「십자형 스위치」라고 한다)(403)가 설치되며, 우측에 복수의 버튼스위치(이하 단지 「스위치」 라고 한다(404A~404F)가 설치되며, 가로 방향의 대략 중앙부에 시작스위치(405)가 설치되며, 중앙 하부에 아날로그 입력 가능한 죠이스틱(45)이 설치된다. 십자형 스위치(403)는 주인공 캐릭터 또는 커서의 이동 방향을 지시하는 방향스위치로, 상, 하, 좌, 우의 누르는 점을 갖고 4방향의 이동을 지정하는데 사용된다. 스위치(404A~404F)는 게임 소프트웨어 따라서 다른데, 예를 들면 슈팅게임에서는 미사일 발사버튼, 액션게임에서는 점프, 킥이나 물건을 집는 등 각종 동작을 지시하기 위하여 사용된다. 죠이스틱(45)은 십자형 스위치(403)를 대신하여 주인공 캐릭터의 이동방향의 지시 등에 사용되지만, 360도의 전체 각도 범위의 방향 지시가 가능하기 때문에 아날로그 방향지시 스위치로서 이용된다.
컨트롤러(40)의 하우징에는 조작부 영역의 3군데 아래로 돌출하도록 3개의 손잡이(402L, 402C, 402R)가 형성되어 있다. 손잡이(402L, 402C, 402R)는 손으로 잡았을때 손바닥과 중지, 약지, 새끼손가락으로 잡히는 막대 형상으로, 몸체 부분은 조금 가늘고 중앙에서 굵어져 해방단(解政端)(도 7의 아래쪽)을 향해서 가늘게형성된다. 컨트롤러(40)의 하부 하우징의 중앙 상부에는 확장장치인 RAM 카트리지(50)를 착탈이 자유롭게 장착하기 위한 삽입구(409)가 이면에서 돌출하여 형성된다. 하우징의 상변 측면의 좌우에는 플레이어가 좌우의 인지를 뻗는 위치에 대응하는 위치에 버튼스위치(406L) 및 버튼(406R)이 설치된다. 중앙의 손잡이(402C)의 기저부의 이면에는 십자형 스위치(403)를 대신하여 죠이스틱(45)을 사용할 때 스위치(406L)를 대신하는 기능의 스위치로서 스위치(407)가 설치된다.
하우징의 하부 절반의 배면(背面)측은 바닥면 방향으로 연장되고, 그 선단(先端)에는 개구부(408)가 형성되어 있다. 개구부(408)의 안쪽에는 확장 카트리지(50)가 그곳에 접속되는 커넥터(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 또한, 개구부(408)에 삽입된 카트리지(50)를 배출하기 위한 레버(409)가 개구부(408)에 형성되어 있다. 그리고 상기한 확장 카트리지(50)를 삽입하는 개구부(408)의 레버(409)의 반대측에는 절개부(410)가 형성되고, 이 절개부(410)는 레버(409)를 사용하여 확장 카트리지(50)를 꺼낼 때 확장 카트리지(50)를 인출하기 위한 공간을 형성한다.
도 9는 컨트롤러(40) 및 확장장치의 한 예인 RAM 카트리지(50)에 대해 설명한 회로도이다. 컨트롤러(40)의 하우징 내에는 각 스위치(403∼407) 또는 죠이스틱(45)등의 조작상태를 검출하고, 또 그 검출 데이터를 컨트롤러 제어회로(17)로 전송하기 위하여 조작신호처리회로(44) 등의 전자회로가 내장된다. 조작신호처리회로(44)는 수신회로(441), 제어회로(442), 스위치신호 검출회로(443), 카운터회로(444), 송신회로(445), 죠이포트 제어회로(446), 재설정회로(447) 및 NOR 게이트(448)를 포함한다.
수신회로(441)는 컨트롤러 제어회로(17)로부터 송신되는 제어신호나 RAM 카트리지(50)로의 기록 데이터 등의 직렬신호를 병렬신호로 변환하여 제어회로(442)에 전한다. 제어회로(442)는 컨트롤러 제어회로(17)로부터 송신되는 제어신호가 죠이스틱(45)의 X, Y좌표의 재설정 신호일 때, 재설정 신호를 발생하여 NOR 게이트(448)를 통하여 카운터(444)에 포함되는 X축용 카운터(444X)와 Y축용 카운터(444Y)의 계수값을 재설정(0)시킨다. 죠이스틱(45)은 레버의 경사 방향의 X축 방향과 Y축 방향으로 분해하여 경사량에 비례한 펄스수를 발생하도록 X축용과 Y축용의 포토인터럽터(photo-interrupter)를 포함하며, 각각의 펄스신호를 카운터(444X)와 카운터(444Y)에 전한다. 카운터(444X)는 죠이스틱(45)이 X축 방향으로 경사졌을 때, 그경사량에 따라 발생되는 펄스수를 계수한다. 카운터(444Y)는 죠이스틱(45)이 Y축 방향으로 경사졌을 때, 그 경사량에 따라 발생되는 펄스수를 계수한다. 따라서 카운터(444X)와 카운터(444Y)의 계수값에 따라서 정해지는 X축과 Y축의 합성 벡터에 의해서 주인공 캐릭터 또는 커서의 이동방향과 좌표위치가 결정되게 된다. 또한, 카운터(444X) 및 카운터(444Y)는 전원 투입 시에 재설정신호 발생회로(447)로부터 전해지는 재설정 신호, 또는 플레이어가 미리 정한 2개의 스위치가 동시에 눌려졌을 때 스위치신호 검출회로(443)로부터 전해지는 재설정 신호에 따라서도 그 계수값이 재설정된다.
스위치신호 검출회로(443)는 제어회로(442)로부터 일정 주기(예를 들면, 텔레비젼의 프레임 주기의 1/30초 간격)로 전해지는 스위치 상태의 출력지령신호에응답하여 십자형 스위치(403), 스위치(404A∼404F, 405, 406L, 406R, 및 407)의 누름 상태에 따라서 변화하는 신호를 판독하여 그것을 제어회로(442)로 전한다.
제어회로(442)는 컨트롤러 제어회로(17)로부터의 조작상태 데이터의 판독지령신호에 응답하여 각 스위치(403-407)의 조작상태 데이터 및 카운터(444X, 444Y)의 계수값을 소정의 데이터 포맷 순서로 송신회로(445)에 전한다. 송신회로(445)는 제어회로(442)로부터 출력된 이들의 병렬신호를 직렬데이터로 변환하여 변환회로(43) 및 신호선(42)을 통하여 컨트롤러 제어회로(17)로 전송한다.
또한, 제어회로(442)애는 어드레스 버스, 데이터 버스 및 포트 커넥터(46)를 통하여 죠이포트 제어회로(446)가 접속된다. 죠이포트 제어회로(446)는 확장장치의 한 예인 RAM 카트리지(50)가 포트 커넥터(46)에 접속되어 있을 때, CPU(11)의 명령에 따라서 데이터의 입출력 제어(또는 송수신제어)를 실시한다. RAM 카트리지(50)는 어드레스 버스 및 데이터 버스에 RAM(51) 및 시간 관련 정보 발생수단의 한 예인 타이머칩(또는 캘린더 타이머)(도시하지 않음)을 접속하고, RAM(51) 및 타이머 카운터(도시하지 않음)에 전원을 공급하기 위한 전지(52)를 접속하고, 또 소정의 어드레스가 전해졌을 때 타이머카운터를 능동화하기 위한 디코더(도시하지 않음)를 포함하여 구성된다. RAM(51)은 어드레스 버스를 사용하여 액세스 가능한 최대 메모리 용량의 절반 이하의 용량의 RAM으로, 예를 들면 256k비트의 RAM으로 이루어진다. 이것은 어드레스 버스의 최상위 비트가 「1」이 되었을 때 타이머칩(도시하지 않음) 내의 임의의 카운터의 값을 판독하도록 하여 RAM의 기록·판독 어드레스와 타이머칩의 판독 어드레스가 중복되지 않도록 하기 위해서이다. 이 RAM(51)은 게임신호의 포맷에 대해서 설명한다.
도 11은 화상처리장치(10)가 컨트롤러(40)의 타입을 식별하기 위하여 컨트롤러(40)와의 사이에서 송수신하는 신호의 포맷을 도해한 것이다. 화상처리장치(10)는 컨트롤러(40)내의 제어회로(442)에 대해 1바이트(8비트)로 구성되는 명령 「0」의 타입 데이터 요구 신호를 송신하고, 이에 응답하여 제어회로(442)가 발생하는 TYPE L(1바이트), TYPE H(1바이트) 및 상태의 합계 3바이트의 컨트롤러(40)의 타입 데이터 신호를 수신한다. 여기서, TYPE L 및 TYPE H는 죠이포트 커넥터(46)에 접속되어 있는 기기의 기능을 나타내는 데이터이다. TYPE L 및 TYPE H 데이터는 RAM 카트리지에 기억된 RAM 카트리지(50)의 타입마다의 고유한 데이터이다. 화상처리장치(10)는 이 데이터에 기초하여 컨트롤러(40)의 타입, 즉 컨트롤러(40)에 접속된 RAM 카트리지(50)의 타입을 식별한다. RAM 카트리지(50)의 타입으로는 예를 들어 단지 RAM(51)만을 탑재한 타입, RAM(51)과 타이머칩을 탑재한 타입 및 RAM(51)과 액정표시기를 탑재한 타입 등이 있으며, 본 실시예에서는 RAM(51)과 타이머칩을 탑재한 타입에 대해서 상세하게 설명하고 있다. 또한, 상태 데이터는 포트에 RAM 카트리지(50) 등의 확장장치가 접속되어 있는지의 여부 및 재설정 후에 확장장치가 접속되었는지의 여부를 나타내는 데이터이다.
도 12는 화상처리장치(10)가 컨트롤러(40)의 조작상태를 식별하기 위하여 컨트롤러(40)와의 사이에서 송수신하는 신호의 포맷을 도해한 것이다. 화상처리장치(10)는 컨트롤러(40)내의 제어회로(442)에 대해 1바이트(8비트)로 구성되는 명령 「1」의 컨트롤러 데이터 요구 신호를 송신하고, 이에 응답하여 제어회로(442)가 발생하는 컨트롤러(40)의 조작 상태 데이터 신호를 수신한다. 이 조작 상태 데이터에 기초하여 화상처리장치(10)는 조작자가 컨트롤러(40)를 어떻게 조작했는지를 인식해서 화상을 변화시키는데 이용한다. 또한, 조작 상태 데이터 신호에 대해서는 도 10에서 설명했기 때문에 여기에서는 생략한다.
도 13은 화상처리장치(10)가 컨트롤러(40)에 접속된 RAM 카트리지(50)내의 RAM(51)에서 데이터의 판독을 실시할 때의 판독 데이터 신호의 포맷을 도해한 것이다. 화상처리장치(10)는 제어회로(442)에 대해서 1바이트(8비트)로 구성되는 명령(2)의 판독 명령 신호, 어드레스의 상위 비트를 나타내는 어드레스 H(8비트)신호, 어드레스의 하위 비트(3비트)를 나타내는 어드레스 L 신호 및 어드레스 H 신호와 어드레스 L 신호의 어드레스 데이터 송신 에러를 체크하기 위한 어드레스CRC(5비트) 신호를 송신하고, 이에 응답하여 제어회로(442)가 발생하는 RAM(51)의 기억데이터(32바이트)신호 및 데이터신호 에러를 체크하기 위한 데이터 CRC(8비트) 신호를 수신한다. 또한, 화상처리장치(10)가 타이머칩의 시간 관련 정보를 판독하는데는 단지 어드레스 H 신호를 80h이상의 값으로 하여 8000h 이상의 어드레스를 판독하면 좋다.
도 14는 화상처리장치(10)가 컨트롤러(40)에 접속된 RAM 카트리지(50)내의 RAM(51)으로 데이터의 기록을 실시할 때의 기록 데이터 신호의 포맷을 도해한 것이다. 화상처리장치(10)는 제어회로(442)에 대해 1바이트(8비트)로 구성되는 명령(3)의 기록명령신호, 어드레스의 상위 비트를 나타내는 어드레스 H(8비트)신호, 어드레스의 하위 비트(3비트)를 나타내는 어드레스 L 신호, 어드레스 H 신호와 어드레스 L 신호의 어드레스 데이터 송신 에러를 체크하기 위한 어드레스 CRC(5비트)신호, 및 RAM(51)에 기록해야 하는 32바이트의 기록데이터 신호를 송신하고, 이에 응답하여 제어회로(442)가 발생하는 데이터 수신 에러를 체크하기 위한 데이터 CRC(8비트) 신호를 수신한다. 화상처리장치(10)는 데이터 CRC 신호를 수신하여 송신한 기록 데이터와 CRC 체크를 실시하는 것에 기초하여 RAM(51)에 정상적으로 데이터가 기록되었는지를 판단한다. 또한, 화상처리장치(10)가 타이머칩에 시간 관련 정보를 입력하여 예를 들어 년, 월, 일이나 시간을 재설정하는데 단지 어드레스 H 신호를 80h이상의 값으로 하여 8000h이상의 어드레스로 기록을 실시하면 좋다.
다음으로, 화상처리장치(10)와 컨트롤러(40)의 데이터의 송수신에 관한 동작을 설명한다.
우선, 도 15의 화상처리장치(10)의 CPU(11)의 플로우차트를 참조하여 화상처리에 관한 설명을 실시한다. 단계(S11)에서 CPU(11)는 도 3의 프로그램 데이터 영역(202)에 기억되어 있는 초기값(도시하지 않음)에 기초하여 초기설정을 실시한다. 다음으로, 단계(S12)에서 CPU(11)는 프로그램 데이터 영역(202)에 기억되어 있는 제어 패드(컨트롤러) 데이터 요구 명령을 버스 제어회로(12)에 출력한다. 다음으로, 단계(S13)에서 CPU(11)는 도 3의 프로그램 데이터 영역(202)에 기억되어 있는 프로그램 및 화상데이터 영역(201)에 기초하여 소정의 화상처리를 실시한다. 또한, CPU(11)가 단계(S13)를 실행하고 있을 때 버스 제어회로(12)는 단계(S21-S24)를 실행하고 있다. 다음으로, 단계(S14)에서 CPU(11)는 도 3의 제어 패드(컨트롤러) 데이터영역(141)에 기억되어 있는 제어 패드 데이터에 기초하여 화상데이터를 출력한다. 단계(S14)를 종료한 후에 CPU(11)는 단계(S12-S14)를 반복하여 실행한다.
버스 제어회로(12)의 동작을 도 16을 이용하며 설명한다. 단계(S21)에서 버스제어회로(12)는 CPU(11)가 컨트롤러 데이터 요구 명령(컨트롤러(40)의 스위치 데이터 또는 확장장치(50)의 데이터 등의 요구명령)을 출력했는지의 여부를 판단한다. 컨트롤러 데이터 요구 명령이 출력되어 있지 않으면, 출력되기까지 대기한다. 컨트롤러 데이터 요구 명령이 출력되어 있으면, 단계(S22)로 이행한다. 단계(S22)에서 버스 제어회로(12)는 컨트롤러 제어회로(17)에 컨트롤러(40)의 데이터를 판독하기위한 명령(이후에 나타내는 명령 1 또는 명령 2 등)을 출력한다. 다음으로, 단계(S23)에서 버스 제어회로(12)는 컨트롤러 제어회로(17)가 컨트롤러(40)로부터 데이터를 수신하여 RAM(174)에 기억했는지의 여부를 판단한다. 버스 제어회로(12)는 컨트롤러 제어회로(17)가 컨트롤러(40)로부터 데이터를 수신하여 RAM(174)에 기억하고 있지 않으면 단계(S23)에서 대기하고, 컨트롤러 제어회로(17)가 컨트롤러(40)로부터 데이터를 수신하여 RAM(174)에 기억하고 있으면 단계(S24)로 이행한다. 단계(S24)에서 버스 제어회로(12)는 컨트롤러 제어회로(17)의 RAM(174)에 기억되어 있는 컨트롤러(40)의 데이터를 W-RAM(14)으로 전송한다. 버스 제어회로(12)는 W-RAM(14)으로의 데이터 전송이 종료되면 단계(S21)로 돌아가서 단계(S21)-단계(S24)의 동작을 반복한다.
또한, 도 15 및 도 16의 플로우차트에서는 버스 제어회로(12)가 RAM(174)에서 W-RAM(14)으로 데이터를 전송한 후, CPU(11)가 W-RAM(14)에 기억된 데이터를 처리하는 예를 나타냈지만, CPU(11)가 버스 제어회로(12)를 통하여 직접 RAM(174)의데이터를 처리해도 좋다.
도 17은 컨트롤러 제어회로(17)의 동작을 설명하기 위한 플로우차트이다. 단계(S31)에서 버스 제어회로(12)로부터의 기록 대기의 유무가 판단된다. 기록 대기가 없으면 데이터 전송 제어회로(171)는 버스 제어회로(12)로부터의 기록 대기가 있기까지 대기한다. 기록 대기가 있으면, 다음의 단계(S32)에서 데이터 전송 제어회로(171)가 제 1~제 4 채널에 대한 명령 및/또는 데이터(이하 「명령/데이터」 라고 한다)를 RAM(174)에 기억시킨다. 단계(S33)에서 제 1 채널의 명령/데이터가 커넥터(181)에 접속되어 있는 컨트롤러(40)에 송신된다. 제어회로(442)는 명령/데이터에 기초하여 소정의 동작을 실시하여 화상처리장치(10)에 송신해야 하는 데이터를 출력한다. 이 데이터의 내용은 제어회로(442)의 동작 설명에서 후술한다. 단계(S34)에서, 데이터 전송 제어회로(171)가 제어회로(442)로부터 출력된 데이터를 수신하여 그 데이터를 RAM에 기억시킨다.
이후, 단계(S33 및 S34)의 제 1 채널의 동작과 동일하게 하여, 단계(S35)에서 제 2 채널의 명령/데이터가 컨트롤러(40)에 송신된다. 제어회로(442)는 이 명령/데이터에 기초하여 소정의 동작을 실시하여 화상처리장치(10)에 송신해야 하는 데이터를 출력한다. 단계(S36)에서 제 2 채널의 데이터 전송 및 기록 처리가 실시된다. 또한, 단계(S37)에서 제 3 채널의 명령/데이터가 컨트롤러(40)에 송신된다. 제어회로(442)는 이 명령/데이터에 기초하여 소정의 동작을 실시하여 화상처리장치(10)에 송신해야 하는 데이터를 출력한다. 단계(S38)에서 제 2 채널의 데이터 전송 및 기록 처리가 실시된다. 또한, 단계(S39)에서 제 4 채널의 명령/데이터가컨트롤러(40)에 송신된다. 컨트롤러(40)의 제어회로(442)는 이 명령/데이터에 기초하여 소정의 동작을 실시하여 화상처리장치(10)에 송신해야 하는 데이터를 출력한다. 단계(S40)에서 제 4 채널의 데이터 전송 및 기록 처리가 실시된다. 계속해서, 단계(S41)에서 데이터 전송 제어회로(171)가 단계(S34, S36, S38 및 S40)에서 수신한 데이터를 일괄하여 버스 제어회로(12)로 전송한다.
상기와 같이 하여 제 1 채널에서 제 4 채널의 데이터, 즉 커넥터(181∼184)에 접속되어 있는 각 컨트롤러(40)에 대한 명령 및 각 컨트롤러(40)로부터 판독해야 하는 조작상태 데이터가 시분할 처리에 의해서 데이터 전송 제어회로(171)와 각 컨트롤러(40) 내의 제어회로(442)의 사이에서 전송된다.
도 18은 컨트롤러 회로(44)의 동작을 설명하기 위한 플로우차트이다. 우선, 단계(S51)에 있어서, 명령이 화상처리장치(10)로부터 제어회로(442)에 입력되었는지의 여부가 판단된다. 명령이 입력되어 있지 않으면, 명령이 입력되기까지 대기한다. 명령이 입력되면, 단계(S52)에 있어서, 제어회로(442)에 입력된 명령이 상태 요구명령(명령 「0」)인지의 여부가 판단된다. 명령 「0」인 경우는 단계(S53)로 진행하여 상태 송출 처리가 실시된다.
단계(S53)에서, CPU(11)가 명령 「0」을 출력한 경우, 화상처리장치(10)와 컨트롤러(40)의 사이에서 도 11에 나타내는 포맷의 데이터가 송수신된다. 이때, 제어회로(442)는 1바이트(8비트)로 구성된 명령 「0」의 데이터를 수신하면 TYPE L(1바이트), TYPE H(1바이트) 및 상태를 송신한다. 여기서, TYPE L 및 TYPE H는 죠이포트 커넥터(46)에 접속되어 있는 기기가 어떤 기능을 갖는지를 식별하는 데이터로서, RAM 카트리지(50)에 기록되어 있는 고유한 데이터이다. 이것에 의해서, 화상처리장치(10)는 컨트롤러(40)에 어떤 확장장치(예를 들면 RAM 카트리지(50) 또는 액정표시기 등의 그 외의 확장기기)가 접속되어 있는지를 인식하는 것이 가능하게 된다. 상태는 포트에 RAM 카트리지(50) 등의 확장장치가 접속되어 있는지의 여부 및 재설정 후에 확장장치가 접속되었는지 여부를 나타내는 데이터이다.
한편, 단계(S52)에서 명령 「0」이 아닌 것이 판단되면, 단계(S54)에서, 입력된 명령이 패드 데이터 요구 명령(명령 「1」)인지 여부가 판단된다. 명령 「1」인 경우는 단계(S55)로 진행하여 패드 데이터의 송출 처리가 실시된다. 구체적으로는 CPU(11)가 명령 「1」을 출력한 경우에는 화상처리장치(10)와 컨트롤러(40)의 사이에서 도 12에 나타내는 포맷의 데이터가 송수신된다. 이때, 제어회로(442)는 1바이트(8비트)로 구성되는 명령 1의 데이터를 수신하면, B, A, G, 시작(START), 상, 하, 좌, 우, L, R, E, D, C, F의 14개의 스위치의 데이터(16비트)와 JSRST(1비트)와 카운터(444X) 및 카운터(444Y)의 데이터(16비트)를 송신한다. 이 데이터를 화상처리장치(10)에 송신하는 것에 의해서 조작자가 컨트롤러(40)를 어떻게 조작했는지를 화상처리장치(10)에 인식시켜 화상처리장치(10)가 컨트롤러(40)의 조작상태에 따라서 화상을 변화시키는데 이용된다.
상기한 단계(S54)에서 명령 「1」이 아닌 것이 판단되면, 계속해서 단계(S56)에서, 입력된 명령이 확장 커넥터에 접속되는 RAM 카트리지(50)에 관련된 데이터의 판독요구 명령(명령 「2」)인지 여부가 판단된다. 명령 「2」인 경우는 단계(S57)로 진행하여 확장 커넥터 기록 처리가 실시된다. 구체적으로는 CPU(11)가명령 「2」를 출력한 경우는 화상처리장치(10)와 컨트롤러(40)의 사이에서 도 13에 나타내는 포맷의 데이터가 송수신된다. 이때, 제어회로(442)는 1바이트(8비트)로 구성되는 명령 2의 데이터, 어드레스의 상위 비트를 나타내는 어드레스 H(8비트), 어드레스의 하위 비트(3비트)를 나타내는 어드레스 L, 및 송수신의 어드레스 데이터 에러를 체크하기 위한 어드레스 CRC(5비트)를 수신하면, 수신한 어드레스 데이터에 기초하여 RAM카트리지에 기억되어 있는 데이터(32바이트) 및 데이터 에러를 체크하기 위한 CRC(8비트)를 송신한다. 이와 같이, RAM 카트리지(50)(또는 다른 확장장치)와 화상처리장치(10)가 접속됨으로써, 화상처리장치(10)가 RAM 카트리지(50) 등으로부터의 데이터를 처리할 수 있다.
전술한 단계(S56)에서, 명령 「2」가 아닌 것이 판단되면, 계속해서 단계(S58)에서, 입력된 명령이 확장 커넥터(46)에 접속되어 있는 RAM 카트리지(50)에 관련된 정보의 판독 요구 명령(명령 「3」)인지 여부가 판단된다. 명령 「3」인 경우는 단계(S59)에서 확장 커넥터(46)에 접속되어 있는 RAM 카트리지(50)의 데이터 판독처리가 실시된다. 구체적으로는 CPU(11)가 명령 「3」을 출력하면, 명령 「3」에 응답하여 도 14에 나타내는 데이터가 화상처리장치(10)와 컨트롤러(40)의 사이에서 송수신된다.
즉, 제어회로(442)는 1바이트(8비트)로 구성되는 명령 3의 데이터, 어드레스의 상위 비트를 나타내는 어드레스 H(8비트), 어드레스의 하위 비트(3비트)를 나타내는 어드레스 L, 송수신의 어드레스 데이터 에러를 체크하기 위한 어드레스 CRC(5비트) 및 RAM 카트리지(50)에 송신해야 하는 데이터(32바이트)를 수신하면, 수신한데이터에 대해 에러를 체크하기 위한 CRC(8비트)를 송신한다. 이와 같이, 확장장치(50)와 화상처리장치(10)가 접속됨으로써 화상처리장치(10)가 확장장치(50)를 제어가능하게 된다. 또한, 이와 같이, 확장장치(50)와 화상처리장치(10)가 접속됨으로써 컨트롤러(40)의 기능을 비약적으로 향상시킬 수 있다.
전술한 단계(S58)에서 명령 「3」이 아닌 것이 판단되면, 단계(S60)에서 재설정 명령(명령(255))인지 여부가 판단된다. 재설정 명령(255)인 경우에는 단계(S61)에서 죠이스틱(45)의 카운터(444)의 재설정 처리가 실시된다.
구체적으로는 CPU(11)가 명령(255)을 출력한 경우, 화상처리장치(10)와 컨트롤러(40)와의 사이에서는 도 19에 나타내는 데이터가 송수신된다. 즉, 컨트롤러(40)의 제어회로(442)는 1바이트(8비트)로 구성되는 명령(255)의 데이터를 수신하면 재설정 신호를 출력하여 X카운터(444X) 및 Y카운터(444Y)를 재설정하고, 상기한 TYPE L(1바이트), TYPE H(1바이트) 및 상태를 송신한다.
다음으로, 본 발명의 특징인 3차원 공간에서치 카메라(시점)의 회전에 대해서 설명한다. 즉, 종래의 3D 게임에서는 도 20에 나타내는 바와 같이 카메라와 조작 대상(예를 들면, 마리오)의 사이에 다른 대상(예를 들면, 벽이나 방해물)이 존재할때, 조작 대상, 즉 마리오를 카메라로 촬영할 수 없었다. 이에 비해, 본 발명에서는 도 20의 점선으로 나타내는 바와 같이 카메라를 마리오의 측면으로 회전시켜 항상 마리오를 계속해서 표시할 수 있다.
간단히 말하면, 도 21에 나타내는 상태에 있을 때, 마리오에서 카메라까지의 사이의 직선상의 여러 지점에서 마리오측에서 지형의 다각형 면과의 충돌 판정을한다. 이때, 각 점에서 반경(R)의 내부에서 XZ 평면에 수직인 다각형을 체크한다. 그리고 충돌 판정이 이루어진 다각형(P)에 대해 카메라의 회전 처리를 실행한다. 벽면(P)은 (1)식의 평면방정식에 의해 나타내어진다.
Figure pct00001
그리고 카메라 위치(촬영위치)의 보정은 이 면(P)에 대해 평행하게 되도록 카메라위치를 이동시킨다. 또한, 면에 평행한 Y축의 각도는 면의 방정식에 의해 산출된다.
더욱 자세하게 설명하면, 도 22의 최초 단계(S101)에 있어서, 충돌 판정해야 하는 다각형의 번호(n)를 초기화(n=1)한다. 다음의 단계(S102)에서는 체크해야 하는 다각형의 수(N)와 다각형의 번호(n)가 동일한지 여부, 즉 모든 다각형에 대해 충돌 판정을 실시했는지 여부를 판단한다. 이 단계(S102)에서 " 아니오" 라면, 다음의 단계(S103)에서 충돌 판정을 실시한다.
도 23에 이 단계(S103), 즉 충돌 판정 루틴을 상세하게 나타낸다. 이 충돌판정 루틴의 설명에 앞서 충돌 판정해야 하는 벽 데이터는 도 24 및 도 25에 나타내어진다. 즉, 벽 데이터는 도 25와 같은 삼각형의 다각형의 집합으로서 도 24와 같이 나타내어지며, 이와 같은 각각의 다각형은 벽 다각형의 리스트로서 메모리에 저장되어 있다.
도 23의 최초 단계(S201)에서는 점Q(Xg, Yg, Zg) 및 반지름(R)을 입력한다. 또한, 점(Q)은 체크해야 하는 점이며, 반지름(R)은 벽과 충돌한다고 간주하는 거리이다. 다음의 단계(202)에서는 벽 충돌 플래그를 재설정한다. 그리고 단계(S203)에서는 앞에서 설명한 벽 다각형 리스트가 메모리 내에 저장되어 있는지 여부가 판단된다. 벽 다각형 리스트가 있으면, 다음의 단계(S204)에서 그 다각형이 카메라의 회전 처리를 해야 하는 다각형인지 여부가 판단된다. 이 단계(S204)에서 " 예" 이면 단계(S205)로 진행한다.
단계(S205)에서는 점(Q)과 벽 다각형의 평면과의 거리(dR)를 (2)식에 따라서 계산한다.
Figure pct00002
그리고 단계(S206)에 있어서, 단계(S205)에서 계산한 거리(dR)가 반지름(R)보다 작은지 여부를 판단한다. 이 거리(dR)가 반지름(R)보다 클 때는 마리오와 벽은 충돌하지 않기 때문에 이전의 단계(S203)로 되돌아간다.
단계(S206)에서 " 예" 로 판단되었을 때, 즉 │ dR │ <R일 때, 단계(S207)에 있어서 점(Q)에서 벽 다각형(P)에 수직으로 그은 직선과 벽 다각형 평면이 접하는 점(Q')의 위치 좌표(Xg' ,Yg' ,Zg')를 식(3)에 따라서 계산한다.
Figure pct00003
그리고 다음의 단계(S208)에서 점(Q')이 다각형의 내측(범위 내)인지 여부를 체크한다.
이 단계(S208)에서는 우선 벽의 방향(A의 값)에 따라서 투영하는 면을 결정한다. 즉, A <-0.707 또는 A> 0.707일 때는 도 26에 나타내는 YZ 평면에 투영하고,그 이외일 때는 도 26의 XY 평면에 투영한다. 그리고 YZ 평면에 투영하는 경우, 도 27에서 점(Q')이 다각형(P1)의 내측인지 여부를 판정한다.
또한, XY 평면에 투영하는 경우, 도 28에서 점(Q')과 다각형(P1)의 각 정점의 좌표에 대해서 좌측으로 도는 외적(外積) 값의 음양을 판단한다. 즉, 다각형 평면방정식에서 C가 C≥0일 때는 외적의 결과가 모두 0 또는 음이면 점(Q')은 다각형(P1)의 내측에 있다고 판단한다.
Figure pct00004
또한, C <0일 때는 외적의 결과가 모두 0 또는 양이면 점(Q')이 다각형(P1)의 내측에 있다고 판단한다.
Figure pct00005
이와 같이 하여 단계(S208)에서 점(Q')이 다각형의 내측인지 여부를 체크하고, 단계(S209)에서 점(Q')이 다각형의 내측인지 여부를 판단한다. 이 단계(S209)에서 " 예" 라면, 전 단계(S202)에서 재설정한 벽 충돌 플래그를 설정한다(단계 S210). 그 후, 도 22로 복귀한다.
단, 상기한 충돌 판정은 한 예이며, 다른 방법에 의해서도 충돌 판정이 가능한 것은 물론이다.
도 22로 되돌아가서, 단계(S103)의 충돌 판정 후에 단계(S104)에서 벽 충돌 플래그가 설정되어 있는지 여부를 판단한다. 이 단계(S104)에서 " 아니오" 라면 회전처리는 필요하지 않기 때문에 단계(S105)에서 체크하는 점의 번호(n)를 증가시켜 단계(S102)로 되돌아간다.
단계(S104)에서 " 예" 라면, 계속해서 단계(S106) 및 단계(S107)에서 벽의 안쪽인지 여부를 판단한다. 즉, 다각형의 방향을 판단한다. 다각형이 카메라(시점)를 향해 있는지 여부는 도 29의 면의 법선 벡터(N)와 시선 벡터(V)와의 내적의 부호를 조사함으로써 판정할 수 있다. 그의 조건식은 식 (6)으로 주어진다.
Figure pct00006
그리고 A≥ 0이면 벽은 카메라의 방향을 향하고 있고(표), 또 A <0이면 벽은 안쪽을 향하고 있다고 각각 판단할 수 있다. 그리고 카메라와 마리오의 사이에 존재하는 면이 카메라에 대해 정면으로 향해 있으면, 카메라의 회전처리를 하지 않는다. 이 경우, 단계(S105)에서 점의 번호(n)를 증가하여 단계(S102)로 되돌아간다.
카메라와 마리오의 사이의 면이 안쪽으로 향해 있으면, 단계(S107)에서 " 예" 가 되어, 다음의 단계(S108 및 S109)에서 회전처리를 실시한다. 단계(S108)에서는 벽의 평면방정식에 기초하여 카메라의 위치(투영위치)를 변경하기 위한 이동 각도를 계산한다. 즉, 평면상의 3점 P1(X1, Y1, Z1), P2(X2, Y2, Z21 및 P3(X3, Y3, Z3)에 의한 평면방정식은 식(7)의 다항식으로 나타내어진다.
Figure pct00007
Figure pct00008
그리고 법선 벡터의 Y축의 각도(Ry)는 식(8)이다.
Figure pct00009
따라서 카메라의 회전 각도는 Ry+90°나 Ry-90° 중 어느 하나이다. 즉, 단계(S109)에서 카메라는 마리오, 즉 조작 대상을 중심으로 Ry+90°나 Ry-90°의 방향으로 회전 이동된다. 구체적으로는 현재의 카메라 위치(도 21의 C)로부터 가까운 위치로 이동된다.
본 발명이 상세하게 설명되고 도시되었지만, 그것은 단순한 도해 및 한 예로서 이용한 것으로, 이것에만 한정되지 않는다는 것은 명확하며, 본 발명의 정신 및 범위는 첨부된 특허청구범위의 문언에 의해서만 한정된다.

Claims (3)

  1. 3차원 공간에 존재하는 조작 대상 및 다른 대상을 소정의 촬영위치로부터 촬영한 영상을 디스플레이에 표시하는 화상처리장치에 있어서,
    상기 조작 대상 및 상기 다른 대상의 데이터 및 소정의 프로그램을 기억하고 있는 외부 기억수단;
    상기 조작 대상의 상기 3차원 공간에서의 위치를 변화시키는 데이터를 입력하기 위한 입력수단;
    상기 입력수단에 의해서 입력된 데이터에 기초하여 상기 3차원 공간에서의 상기 조작 대상의 위치를 변화시키도록 조작 대상 위치 데이터를 발생하는 조작 대상 위치 데이터 발생수단;
    상기 외부 기억수단에 기억되어 있는 데이터라 상기 조작 대상 위치 데이터에 기초하여 3차원 데이터를 작성하는 3차원 데이터 작성수단;
    상기 조작 대상을 촬영하기 위한 상기 3차원 공간에서의 촬영위치를 나타내는 촬영위치 데이터를 발생하는 촬영위치 데이터 발생수단;
    상기 촬영위치와 상기 조작 대상 위치와의 사이에 상기 다른 대상이 존재하는지 여부를 검출하는 검출수단;
    상기 검출수단이 상기 다른 대상의 존재를 검출했을 때 상기 촬영위치와 상기 조작 대상위치와의 사이에 상기 다른 대상이 존재하지 않도록 상기 촬영위치 데이터를 변경하는 촬영위치 데이터 변경수단;
    상기 3차원 데이터 및 상기 촬영위치 데이터에 기초하여 상기 3차원 공간의 소정의 촬영위치로부터 상기 조작 대상을 촬영한 영상을 디스플레이에 표시하기 위한 표시 데이터를 작성하는 표시 데이터 작성수단; 및
    상기 표시 데이터 작성수단에 의해서 작성된 표시 데이터에 기초하여 디스플레이에 화상신호를 출력하는 화상신호 발생수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 3차원 화상처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출수단은 상기 조작 대상이 상기 다른 대상에 충돌하는지 여부를 판정하는 충돌 판정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 화상처리장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 촬영위치 데이터 변경수단은 상기 촬영위치와 상기 조작 대상 위치와의 사이에 상기 다른 대상이 존재하지 않게 되는 이동 각도를 설정하는 이동 각도 설정수단을 포함하는 것을 특정으로 하는 3차원 화상처리장치.
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