KR200253795Y1 - 3ｄ 비디오 게임 장치 - Google Patents

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KR200253795Y1
KR200253795Y1 KR2020010024285U KR20010024285U KR200253795Y1 KR 200253795 Y1 KR200253795 Y1 KR 200253795Y1 KR 2020010024285 U KR2020010024285 U KR 2020010024285U KR 20010024285 U KR20010024285 U KR 20010024285U KR 200253795 Y1 KR200253795 Y1 KR 200253795Y1
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고바야시다쯔야
후지모또히로후미
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Abstract

본 고안의 과제는 의사 카메라의 시점을 플레이어의 자유로운 움직임에 추종시키도록 하여 플레이어가 의도하는 시점으로부터의 화상을 적극적으로 제시 가능하게 하는 것이다.
게임기 하우징(10)의 소정 높이 위치에 설치된 화상을 표시하는 모니터(11)와, 게임 진행을 제어하는 게임 제어부(100)와, 의사 카메라의 시점으로부터의 3차원 화상을 작성하고, 모니터(11) 화면에 게임 화상을 표시하는 묘화 제어부(110)를 구비하였다. 모니터(11) 화면의 전방 플레이 영역에 위치하는 플레이어의 헤드부 공간 상에서의 좌우 방향 및 높이 위치를 하나의 초음파 송신기(31)와 2개의 초음파 수신기(32, 33)에 의거하여 검출하고, 검출된 플레이어 헤드부의 위치의 변화 방향 및 변화량에 추종하도록 의사 카메라의 시점을 이동시킨다.

Description

3Ｄ 비디오 게임 장치{3Ｄ VIDEO GAME DEVICE}
본 고안은, 게임기 하우징의 소정 높이 위치에 설치된 화상을 표시하는 모니터와, 게임 진행을 제어하는 게임 제어부와, 의사 카메라의 시점으로부터의 의사 3차원 화상을 작성하고, 상기 모니터 화면에 표시하는 표시 제어부를 구비한 3D 비디오 게임 장치에 관계되는 기술에 관한 것이다.
종래, 모니터 화면에 플레이어의 캐릭터 및 적캐릭터 등을 표시하는 롤 플레잉의 대전(對戰) 게임에 있어서, 플레이어 발 밑의 움직임을 검출하고, 검출한 움직임에 대응시켜 모니터 화면 내의 플레이어 캐릭터를 움직이게 한 게임이 제안되어 있다. 또한, 카 시트에 착석한 플레이어의 전방면에 배치된 모니터 화면에 의사 3차원의 카 레이스 화상을 표시하는 동시에, 플레이어의 상반신 좌우로의 기울어지는 자세와 전방으로 구부리는 자세에 따라서 카메라 시점을 미리 설정된 위치로 변경시켜 가도록 한 시점 변경 기술이 제안되어 있다.
후자의 시점 변경 기술은, 시트에 착석한 플레이어의 상반신의 움직임을 검출하여 실시되는 것이다. 그러나 시점 변경은 미리 설정된 복수개의 시점 위치 사이에서 변경되므로, 플레이어의 상반신의 움직임에 따라서 시점 위치가 변경하는 데에도 그 추종성은 미리 설정된 복수개 중으로부터 선택하게 되어 한정된 것이 되고 있었다. 따라서, 시점 위치의 변경에 대하여 개량의 여지가 있다.
본 고안은, 이러한 과제에 비추어 이루어진 것으로 의사 카메라의 시점을 플레이어의 자유로운 움직임에 추종시키도록 하여 플레이어가 의도하는 시점으로부터의 화상을 적극적으로 제시 가능하게 하는 3D 비디오 게임 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
도1은 본 고안에 관한 의사 3차원(3D) 비디오 게임 장치의 일실시 형태를 도시한 사시도.
도2는 3D 비디오 게임 장치의 블록 구성도.
도3은 헤드부 검출부의 위치 산출부에 있어서의 검출 원리를 도시한 도면.
도4의 (a) 내지 (d)는 플레이어의 헤드부가 상하 방향으로 이동한 경우의 모니터 표시 화상의 시점 변화의 일예를 도시한 도면.
도5는 플레이어의 플레이 상황을 설명하기 위한 도면.
도6의 (a) 내지 (d)는 플레이어의 헤드부가 좌우 방향으로 이동한 경우의 모니터 표시 화상의 시점 변화의 일예를 도시한 도면.
도7은 플레이어의 플레이 상황을 설명하기 위한 도면.
도8은 CPU가 실행하는 게임 진행 처리의 일예를 도시한 플로우차트.
도9는 스텝 ST4의「게임 본체 처리」의 순서를 도시한 플로우차트.
도10은 스텝 ST18의「시점 위치에 의거한 음성 처리」의 중, 적캐릭터로부터의 저격에 대한 음성 처리를 도시한 플로우차트.
도11은 본 고안에 관한 3D 비디오 게임 장치의 제2 실시 형태를 도시한 사시도.
도12는 도11에 도시한 플레이어 헤드부의 검출 동작을 행하는 블럭도.
도13은 헤드부 검출부의 다른 실시 형태를 도시한 블록도.
도14는 헤드부 검출부의 또 다른 실시 형태를 도시한 것으로, (a)는 블럭도, (b)는 위치 결정을 설명하기 위한 도면.
도15는 헤드부 검출부의 또 다른 실시 형태를 도시한 도면.
도16은 헤드부 검출부의 감압 시트 부재의 다른 실시 형태를 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 게임 장치
10 : 게임기 본체
100 : 게임 제어부
101 : CPU
110 : 묘화 제어부
120 : 음성 제어부
11 : 모니터
12, 21 : 스피커
20 : 조작 하우징부
22 : 건 유닛(조작부)
30, 130, 230, 330, 430, 530 : 헤드부 검출부
31 : 초음파 송신기
32, 33 : 초음파 수신기
34 : 센서 구동부
35 : 위치 산출부
131 : CCD 카메라
132c : 스크린
231 : 적외선 카메라
236 : 피착체
236a : 적외선 발광 부재
331 : 거리 측정 센서
431 : 감압 시트 부재
433 : 위치 검출부
433d : 중심 산출부
433a : 좌우 발 위치 산출부
청구항 1에 기재된 고안은, 게임기 하우징의 소정 높이 위치에 설치된 화상을 표시하는 모니터와, 게임 진행을 제어하는 게임 제어부와, 의사 카메라의 시점으로부터의 3차원 화상을 작성하여 상기 모니터 화면에 표시하는 표시 제어부를 구비한 3D 비디오 게임 장치에 있어서, 상기 모니터 화면의 전방 플레이 영역에 위치하는 플레이어의 헤드부 공간 상에서의 적어도 일차원 방향에 대한 위치를 검출하는 헤드부 검출 수단과 검출된 헤드부 위치의 변화 방향 및 변화량에 추종하여 상기 의사 카메라의 시점을 이동시키는 시점 변경 수단을 구비한 것이다.
이러한 구성에 따르면, 모니터 화면의 전방면이 되는 플레이 영역에 위치하는 플레이어 헤드부의 공간 상에서의 적어도 일차원 방향에 대한 위치를 검출하는 동작이 반복하여 행해짐으로써, 헤드부의 위치 정보가 산출되고, 산출된 헤드부 위치에 대응하여, 즉 산출된 헤드부 위치의 변화 방향 및 변화량에 추종하도록 상기 의사 카메라의 시점이 이동되어 모니터 상에 의사 3차원 화상이 묘화(描畵)된다.
청구항 2에 기재된 고안은 외부 조작 가능한 조작부를 구비하고, 상기 게임 제어부가 상기 조작부로부터의 조작 내용을 게임 진행에 반영시키는 것이며, 이 구성에 따르면, 시점의 이동에 관련시켜 조작부로의 조작을 행함으로써 게임 진행을 흥미롭게 하는 것이 가능해진다.
청구항 3에 기재된 고안은 상기 헤드부 검출 수단은 수평면 상의 적어도 일방향에 있어서의 양 발의 위치를 검출하는 시트형의 압력 센서와 검출된 양 발의 위치 정보에 대하여 헤드부의 상기 수평면 상의 적어도 일방향에 있어서의 위치를 결정하는 헤드부 위치 결정 수단을 구비하는 것으로, 이 구성에 따르면, 플레이어의 양 발의 위치로부터 수평면 상의 적어도 일방향에 있어서의 헤드부의 위치가 결정된다.
청구항 4에 기재된 고안은, 상기 헤드부 검출 수단은 헤드부의 높이 위치를원격적으로 검출하는 거리 측정 센서를 구비하는 것이며, 이 구성에 따르면, 수평면 상의 위치와 높이 위치가 검출된다.
청구항 5에 기재된 고안은, 상기 압력 센서가 아날로그 센서이며, 상기 헤드부 위치 결정 수단이, 검출된 각 발에 대한 검출 레벨로부터 양 발에 대한 중심 위치를 산출하고, 산출된 중심의 위치 정보와 양 발의 위치 정보를 이용하여 헤드부의 상기 수평면 상의 적어도 일방향에 있어서의 위치를 결정하는 것이다. 이 구성에 따르면, 압력 센서에 의해 발로부터의 하중이 아날로그 레벨로 검출됨으로써, 양 발의 중심 위치를 산출하는 것이 가능해져, 이 중심 위치 정보를 적어도 이용하면 플레이어의 헤드부 위치를 결정하는 것이 가능해진다.
청구항 6에 기재된 고안은, 상기 헤드부 검출 수단이 헤드부의 높이 및 좌우 방향의 적어도 한 쪽 위치를 원격적으로 검출하는 거리 측정 센서를 구비하고 있는 것으로, 이 구성에 따르면, 플레이어의 움직임에 지장을 주는 일 없이 헤드부 위치의 검출이 가능해진다.
청구항 7에 기재된 고안은, 상기 거리 측정 센서는 하나의 전파 매체 송신기와, 상기 전파 매체 송신기를 중심으로 하여 상기 모니터 화면의 좌우 방향의 두 군데에 배치되고, 전파 매체 송신기로부터 송신되어 플레이어의 헤드부에서 반사된 전파 매체를 각각 수신하는 제1, 제2 전파 매체 수신기를 구비하고, 상기 헤드부 검출 수단은 상기 송신 시점으로부터 상기 제1, 제2 전파 매체 수신기에서의 수신까지의 경과 시간으로부터 상기 플레이어 헤드부의 위치를 결정하는 헤드부 위치 결정 수단을 구비한 것이다. 이 구성에 따르면, 하나의 전파 매체 송신기와 2개의전파 매체 송신기를 이용하여 그 전파 매체의 공간 상에서의 전파 속도를 이용하여 플레이어 헤드부의 위치가 검출 가능해진다. 전파 매체로서는 초음파, 음파, 빛, 특히 적외선광 등이 적용된다.
청구항 8에 기재된 고안은, 상기 헤드부 검출 수단은 헤드부의 3차원 위치를 검출하는 위치 검출 센서를 구비하고, 상기 위치 검출 센서는 하나의 전파 매체 송신기와 상기 전파 매체 송신기를 중심으로 하여, 또한 수평면 상의 다른 위치에 적어도 3개 배치되고, 전파 매체 송신기로부터 송신되어 플레이어의 헤드부에서 반사된 전파 매체를 각각 수신하는 각 전파 매체 수신기를 구비하는 동시에, 상기 송신 시점으로부터 상기 각 전파 매체 수신기에서의 수신까지의 경과 시간으로부터 상기 플레이어 헤드부의 3차원 공간 상의 위치를 결정하는 헤드부 위치 결정 수단을 구비한 것이다. 이 구성에 따르면, 하나의 전파 매체 송신기와 3개 이상의 전파 매체 송신기를 이용하여 플레이어 헤드부의 3차원 공간 상의 위치가 검출 가능해진다.
청구항 9에 기재된 고안은, 상기 거리 측정 수단은 상기 플레이 영역의 상방으로써 적어도 수평면 상의 일차원 방향으로 배열되고, 하방을 향해 배치된 복수의 전파 매체 송수신기를 구비하고, 상기 헤드부 검출 수단은 각 전파 매체 송수신기 중 송신으로부터 수신까지의 경과 시간으로부터 상기 일차원 방향에 있어서의 플레이어 헤드부의 위치 및 높이를 결정하는 헤드부 위치 결정 수단을 구비한 것으로, 이 구성에 따르면, 일차원 방향에 있어서의 플레이어 헤드부의 위치 및 높이, 즉 수직면 상에서의 헤드부 위치가 결정 가능해진다. 전파 매체로서는 초음파, 음파,빛, 특히 적외선광 등이 적용된다.
청구항 10에 기재된 고안은, 상기 헤드부 검출 수단이 광학적인 촬상 수단과 촬상된 화상으로부터 플레이어의 헤드부를 추출하는 헤드부 추출 수단을 구비한 것으로, 이 구성에 따르면, 플레이어의 촬상 화상으로부터 플레이어의 헤드부 위치가 결정 가능해진다.
청구항 11에 기재된 고안은, 상기 플레이 영역을 사이에 두고 촬상 수단과 대향하는 측에 배경 제거면을 갖는 부재를 배치한 것으로, 이 구성에 따르면, 플레이어의 촬상 화상으로부터 실루엣의 추출이 용이해진다.
청구항 12에 기재된 고안은, 상기 헤드부 검출 수단은 적외선 카메라와, 플레이어의 헤드부에 피착된 적외선 발광 부재와, 상기 적외선 발광 부재로부터의 적외광을 수광한 화상으로부터 플레이어의 헤드부를 추출하는 헤드부 추출 수단을 구비한 것으로, 이 구성에 따르면, 플레이어가 피착하고 있는 적외선 발광 부재로부터의 적외광을 수광한 화상으로부터 플레이어의 헤드부 위치가 결정 가능해진다.
청구항 13, 14에 기재된 고안은, 상기 플레이 영역을 사이에 두고 상기 적외선 카메라와 대향하는 측에 적외광 흡수면을 갖는 부재, 또는 적외광 반사면을 갖는 부재를 배치한 것으로, 이들의 구성에 따르면, 플레이어 실루엣의 영역과 그 이외의 영역과의 휘도차가 강조되므로, 헤드부 위치의 검출이 용이해진다.
도1은, 본 고안에 관한 의사 3차원(3D) 비디오 게임 장치의 일실시 형태를 도시한 사시도이다. 본 게임 장치는 게임기 본체(10)와 그 전방부에 일체적으로 또는 결합 분리 가능하게 혹은 개별적으로 설치된 조작 하우징부(20)와 헤드부 검출부(30)로 구성되고, 조작 하우징부(20)의 바로 앞은 플레이어가 위치하여 게임을 행하는 플레이 영역이다.
게임기 본체(10)는 대략 직방체형의 콘솔 박스로써, 전방면 대략 중앙, 바람직하게는 게임 중인 플레이어의 통상 자세 상태에 있어서 헤드부가 대략 화면 중앙이 되는 높이 위치에 게임 화상을 표시하기 위한 소정 크기의 모니터(11)가 배치되어 있다. 모니터(11)로서는 CRT, LCD, 플라즈마 디스플레이 외에, 액정 프로젝터 등도 채용 가능하다. 게임기 본체(10) 상부의, 바람직하게는 좌우측에는 사운드 효과를 연출하기 위한 스피커(12, 12)가 배치되고, 그 사이에에는 게임명 등을 표기한 패널 등이 설치되어 있다. 내부에는 게임 동작을 제어하기 위해 필요한 제어부 등을 탑재한 회로 기판 등이 설치되어 있다. 또한, 상부에는 전방에 차양형으로 연장 설치된 사각 형상의 프레임 부재(13)가 설치되고, 그 좌우측의 프레임편부의 적소와 조작 하우징부(20)의 측면 사이에 지지 아암(13a)이 설치되어 있다. 프레임 부재(13) 전방측의 프레임편부에는 게임기 본체측을 향하게 된 전자 장식용의 광원부(14)가 소정 갯수, 예를 들어 3원색의 각 색의 종류대로 3개가 배치되어 있다.
프레임 부재(13)는 헤드부 검출부(30)의 지지 구조로서 기능하는 것으로, 헤드부 검출부(30)를 플레이 영역의 상방 즉 플레이어의 헤드 상의 위치에 설치하도록 하고 있다. 헤드부 검출부(30)는 프레임 부재(13)의 전방측의 프레임편부로써 좌우 방향의 중앙부에 전파 매체로서의 음파, 초음파를 송신하는 초음파 송신기(31)가, 그 좌우 대칭 위치에 동일 전파 매체로서의 초음파를 수신하는 초음파 수신기(32, 33)가 설치되어 있다. 전파 매체로서는, 그 외에 빛, 특히 적외선광을 이용해도 좋다. 초음파 송신기(31), 수신기(32, 33)는 모두 압전 소자 등으로 구성되어 있다. 초음파 송신기(31)는 플레이 영역을 커버할 정도의 지향 폭으로써 소정 주기 예를 들어 1/60초마다 혹은 플레이어 헤드부의 위치 변위를 소요의 분해 능력으로 추적할 수 있을 정도의 시간 주기로, 소정 폭의 초음파 펄스를 송파(送波)하는 것이다. 초음파 수신기(32, 33)는 동일 구조를 구비하여 초음파 송신기(31)로부터 송파되어 플레이 영역에 위치하는 플레이어의 헤드부에서 반사된 초음파를 수파(受波)할 수 있는 데 충분한 지향 폭을 갖는 것이다. 이 헤드부 검출부(30)의 구조부 내에는, 도2에 도시한 바와 같이 초음파 송신기(31)에 대하여 구동 신호(주기적인 여진 펄스 신호)를 공급하는 센서 구동부(34)와, 센서 구동부(34) 및 2개의 초음파 수신기(32, 33)에 접속되어 후술하는 플레이어의 헤드부 공간 내에서의 위치 계산을 실행하는 위치 산출부가 마련되어 있다. 또, 센서 구동부(34) 및 위치 산출부(35)는 게임기 본체(10) 내에 설치되는 형태라도 좋다.
조작 하우징부(20)는 모니터(11)보다 낮은 높이로 설정되어 있으며, 전방으로 약간 경사진 상면부의 중앙에, 즉 스피커(12)에 대하여 플레이어측에 가까운 위치에 사운드 효과를 연출하는 스피커(21)가 설치되는 동시에, 그 근방 적소에 게임 컨트롤러로서의 총을 모방한 건 유닛(22)이 제어 신호 등의 전송선을 겸용하는 코드(23)를 거쳐서 설치되어 있다. 건 유닛(22)은 사용하지 않을 때는 수납 박스(20a)에 도시한 바와 같이 수납되어 있으며, 사용시에는 즉 게임 중에는 플레이어가 손에 쥐고, 후술하는 바와 같이 모니터 화면에 표시되는 적캐릭터의 사격조작용으로 사용하게 된다. 또한, 조작 하우징부의 전방면에는 스타트 스위치(24), 코인 투입구(25) 등이 마련되어 있다. 코인 투입구(25)에 연통하는 코인 통과로의 도중에는 투입 코인의 유무를 검출하는 코인 스위치(25a)(도2 참조)가 설치되어 있다.
도2는, 3D 비디오 게임 장치의 블록 구성도를 도시한다. 게임기 본체(10) 내의 회로 기판 상에는 게임 제어부(100), 묘화 제어부(110) 및 음성 제어부(120)가 탑재되어 있다.
또, 본 게임은 예를 들어 대전 게임으로써, 모니터 화면에 표시되는 총을 소지하는 1명 내지는 복수의 적캐릭터와 플레이어 사이에서의 총격전을 상정하고 있다. 모니터 화면에 표시되는 적캐릭터는 의사 카메라의 시점을 노려 사격을 행하도록 게임 제어부(100)에 의해 제어되고, 한쪽 플레이어는 이 적캐릭터로부터의 공격을 주고받으면서, 모니터(11) 상의 적캐릭터에 대하여 건 유닛(22)으로 총격을 행하는 게임이다.
게임 제어부(100)는 게임 진행의 처리를 제어하기 위한 예를 들어 마이크로 컴퓨터(이하, CPU라 함)(101)를 구비하고, 본 게임인 총격전 등의 게임 프로그램을 내장한 기록 매체로서의 ROM(102)이 접속되는 동시에, 헤드부 검출부(30) 외의, 소요의 각부가 접속되어 있다. 기록 매체로서는 기타, ROM 카세트나, 광디스크, 가요성 디스크 등이라도 좋다.
묘화 처리부(110)는, 의사 3차원 공간 상에 있어서의 의사 카메라의 시점으로부터 본 각 캐릭터(적캐릭터나, 게임 공간 내에 배치되는 여러가지의 건조물 외의 물체 캐릭터 등)의 좌표 위치 등의 계산, 광원 계산 처리, 계산된 의사 3차원 공간(1) 상의 좌표 위치로부터 2차원 공간 상에서의 좌표 위치로의 변환을 위한 계산 및 RAM(111)의 표시 영역에 묘화해야 할 화상을 구성하는 폴리곤을 위치 부여하는 처리, 각 폴리곤에 대한 택스쳐 매핑 처리를 행한다. 캐릭터의 좌표 위치 계산에 있어서의 의사 카메라의 시점 정보는, 후술하는 바와 같이 헤드부 검출부(30)로부터 전송되는 위치 정보가 이용된다. 따라서, 의사 카메라의 시점은 플레이어의 눈과 실질적으로 일치하고, 플레이어에 대응하는 캐릭터는 모니터(11) 화면에 표시되지 않는다.
음성 제어부(120)는 음원 데이터 기억부(121)로부터 게임 장면에 따라서 게임 프로그램 상에서 설정되어 있는 음원 데이터를 판독하고, 스피커(12, 21) 중 어느 한 쪽으로부터 사운드 출력시키는 것이다. 음원 데이터로서는, BGM, 각종 연출음 외의, 사격에 관련된 효과음으로서의 사격음, 명중 착탄음, 빗나갔을 때의 공기를 가르는 풍절음, 시점의 전방면에 표시되는 장해물에 적중한 착탄음 등이 준비되어 있다. 음원 데이터는 예를 들어 PCM 데이터의 형식으로 기억되어 있으며, 판독된 후, D/A 변환 처리, 필터 처리, 증폭 처리가 실시되어 사운드로서 스피커(12, 21)에 출력된다.
음성 제어부(120)와의 관련에 있어서, CPU(101)는 궤도 계산 처리를 실행하는 기능부를 구비하고, 이 기능부에 의해 모니터 화면에 표시되어 있는 적캐릭터로부터 CPU(101)의 사격 처리 제어에 의해 플레이어를 겨냥해 행해진 사격에 있어서의 총탄의 탄도가 발사 위치 및 사격 방향의 정보로부터 차례로 계산되고, 묘화 제어부(110)는 이 순차적인 계산 결과에 의거하여 총탄을 모니터 화면에 차례로 묘화시키는 처리를 행한다(혹은 사격시의 연출 화상만으로 총탄의 묘화를 행하지 않는 태양이라도 좋다). 또한, 음성 제어부(120)는 후술하는 바와 같이 계산된 총탄의 탄도와 의사 카메라의 시점과의 거리 등에 따라서 스피커(12, 21)를 선택적으로 절환하여 발음 처리시키는 기능부를 갖는다.
또, 본 게임에 있어서 CPU(101)는 적캐릭터로부터의 저격이 플레이어에 명중하는지의 여부를 결정하는 기능을 구비하여 이루어지며, 이 판단은 적캐릭터와 의사 카메라의 시점 위치 사이에 장해물이 존재하는지의 여부 또는 거리가 원거리인지의 여부 등에 의해 행하고, 또한 무작위로 명중 확률을 설정하고, 또한 게임 진행 등에 따라서 적절하게 상기 확률을 변경하거나, 또는 플레이어의 라이프 게이지에 의해 명중 확률이 변경되도록 해도 좋다. 또한, CPU(101)는 플레이어가 피탄(被彈)된 때는 소정량만큼 라이프 게이지를 감소시키는 기능 및 라이프 게이지가 0까지 저하하였는지의 여부를 판단하는 기능을 구비하고 있다.
여기에서, 건 유닛(22)의 구조 및 동작에 대해 설명한다. 본 실시 형태에서는 건 유닛(22)의 구조 및 동작의 원리는 이미 알려진 것이 채용되어 있다. 즉 건 유닛(22)은 총과 마찬가지인 외관 형상을 갖고, 초기 위치측에 압박 수단에 의해 압박된 트리거를 인입하는 조작을 스위치의 가동편의 움직임에 연동시킴으로써 검출하고, 사격 지시 신호로서 코드(23)를 거쳐서 게임 제어부(100)로 유도하도록 한 것이다. 건 유닛(22)은 총구에 좁은 지향성을 갖도록 하여 수광 센서를 내장하고 있다. 그리고 사격 지시 신호가 게임 제어부(100)로 유도되면, 게임 제어부(100)의 사격 위치 검출부로서 기능하는 CPU(101)는, 모니터(11)에 대하여 묘화 처리를 중단하고, 예를 들어 1 프레임만큼 H(수평), V(수직) 방향으로 휘점의 소인(掃引)(스입)을 행하게 해, 건 유닛 내의 수광 센서가 스입 개시 시점으로부터 이 휘점을 수광한 시점까지의 시간을 계산한다. 1 프레임분의 소인 시간은 채용되어 있는 소인 방식으로부터 이미 알려져 있으므로, 이 계시 시간으로부터 모니터(11) 화면 상에서의 휘점의 좌표 위치를 반대로 계산함으로써, 산출된 좌표 위치에 건 유닛(22)이 향하게 되어 있는, 즉 사격이 행해졌다고 하여 처리하도록 하고 있다. 혹은, 총구 내에 적외선 CCD 카메라를 장착하는 한편, 모니터(11) 근방의 고정 위치에 1개, 또는 2개의 적외선 점광원 등을 배치해 두고, 트리거를 당긴 때의 CCD 카메라에서의 촬영 화상 내의 점광원의 촬상 좌표에 의해 카메라가 향하게 된 방향, 즉 건 유닛(22)이 향하게 된 위치를 검출하는 방식인 것이라도 좋다.
그리고, CPU(101)는 플레이어로부터 사격된 탄환에 대한 모니터(11) 화면의 게임 공간에 있어서의 탄도 계산을 차례로 실행하고, 바람직하게는 계산할 때마다, 화면 내에 탄환을 표시시키는 등으로서, 화면에 표시되어 있는 적캐릭터에 명중하였는지의 여부를 판단한다. 명중하였는지 여부의 판단은 차례로 탄도 계산의 결과와 적캐릭터의 위치 좌표로부터 좌표 내지는 실질적인 일치에 의해 행하도록 하고 있다.
다음에, 도3을 이용하여 헤드부 검출부(30)의 위치 산출부(35)에 있어서의 검출 원리에 대해 설명한다. 초음파 송신기(31)로부터 송파된 광지향성의 초음파 펄스는 하방의 플레이어의 신체에서 반사되고, 그 중의 일부가 초음파 수신기(32,33)에서 수파된다. 플레이어의 통상의 플레이 동작에서는 헤드부가 가장 높은 곳에 위치하므로, 초음파 수신기(32, 33)에서 수파된 펄스 신호는 모두 플레이어의 헤드부로부터 반사된 복귀파라 할 수 있다. 위치 산출부(35)는 송파 시점으로부터 초음파 신호기(32, 33)에서 수신된 펄스 신호의 급상승 시점까지의 시간을 각각 계시하고, 양 계시 시간을 공중 전파음속으로부터 환산하여 얻은 거리 데이터, 초음파 송신기(31)와 수신기(32) 및 송신기(31)와 수신기(33)의 각 거리 및 높이 정보를 이용하여 기하학적인 연산 처리를 실행하고, 플레이어 헤드부의 높이 방향 및 좌우 방향의 위치를 산출한다. 즉 초음파 수신기(32) 측에서의 계시 시간은 초음파 송신기(31)와 수신기(32)를 촛점으로 하는 타원구를 결정한다. 마찬가지로 초음파 수신기(33)측에서의 계시 시간은 초음파 송신기(31)와 수신기(33)를 촛점으로 하는 별도의 타원구를 결정한다. 그리고, 초음파 송신기(31)의 위치는 동일하므로, 2개의 타원구의 최하점이 되는 교점을 산출할 수 있고[교점의 산출 처리(351)], 또한 초음파 송신기(31), 수신기(32, 33)의 높이 정보를 이용하여 공간 내의 높이 방향 및 좌우 방향의 위치를 결정할 수 있다[위치 결정 처리(352)]. 또, 계산을 간략하게 행하기 위해, 플레이어의 헤드부는 초음파 송신기(31), 수신기(32, 33)의 바로 아래에 있다고 간주하여, 즉 타원 계산만으로 교점을 산출하도록 해도 좋다. 또한, 양 계시 시간(즉 양 거리 데이터)과 헤드부 위치와의 관계를 미리 계산하여 구해 두고, 테이블(LUT)의 형태로 기억한 것을 이용하는 태양이라도 좋다. 위치 산출부(35)는 이와 같이 하여 산출한 플레이어 헤드부의 공간 상에서의 높이 위치 및 좌우 방향 위치를 의사 카메라의 시점 정보로서 게임 제어부(100)로 전송하도록 하고 있다. 따라서, 플레이어의 헤드부 위치에 대응하여, 환언하면 헤드부 위치의 변화량 및 변화 방향에 추종하도록 의사 카메라의 시점이 변경 이동되게 된다.
도4의 (a) 내지 (d)는, 플레이어의 헤드부가 상하 방향으로 이동한 경우의 모니터 표시 화상의 시점 변화의 일예를 도시한 도면이며, 도5는 플레이어의 플레이 상황을 설명하기 위한 이미지도이다. 도4의 (a) 내지 (d)는 시간 경과에 대응한 도면으로써, 플레이어가 게임기 본체(10) 앞에서 자세를 낮춘 상태(도5 참조)로부터 화살표로 나타낸 바와 같이 대략 수직에 가까운 자세로 서서히 일어서는, 즉 플레이어의 헤드부(눈)가 하방으로부터 상방으로 위치 변위한 경우의 4장면을 도시한 것이다. (a)는 시점의 바로 전방에 책상과 같은 장해물(B)이 있어, 플레이어는 이 장해물(B)의 바로 하방에 가리워진 상황을 연출하고 있으며, 그 맞은편에 총을 손에 쥔 적캐릭터(AC1) 헤드부의 일부만이 보이고 있다. 이 상태로부터 플레이어가 헤드부를 약간 들어올린 상태의 화면이 (b)이고, 플레이어의 눈만이 장해물(B)의 상면에 일치한 상황을 연출하고 있어, 적캐릭터(AC1)의 가슴부까지가 보이도록 되어 있는 동시에, 그 후방에 또 다른 2명의 적캐릭터(AC2, AC3)의 헤드부가 새롭게 보이도록 되어 있다. 계속해서, 플레이어가 다시 자세의 높이를 높여 헤드부를 들어올린 상태의 화면이 (c)이고, 플레이어 눈의 높이는 장해물(B)의 상면(Bs)보다 약간 노출된 상황을 연출하고 있어, 3명의 적캐릭터(AC1 내지 AC3)의 상반신이 보이고 있는 동시에, 장해물(B)의 상면(Bs)도 약간 보이고 있다. 그리고, 플레이어가 다시 일어선 상태의 화면이 (d)이고, 플레이어의 머리 부근까지가 장해물(B)로부터 노출된 상황을 연출하고 있어, 상면(Bs)이 다시 보이고 있다. 플레이어의 눈이 올라감에 따라서, (a) 내지 (d)에 도시한 바와 같이 장해물의 상면이 차례로 내려가고 있는 모습을 알 수 있다.
도6의 (a) 내지 (d)는, 플레이어의 헤드부가 좌우 방향으로 이동한 경우의 모니터 표시 화상의 시점 변화의 일예를 도시한 도면이며, 도7은 플레이어의 플레이 상황을 설명하기 위한 이미지도이다. 도6의 (a) 내지 (d)는 시간 경과에 대응한 도면으로써, 플레이어가 게임기 본체(10)의 우측(도7 참조)으로부터 화살표로 나타내는 방향으로 이동하여 좌측으로, 즉 플레이어의 헤드부(눈)가 우측으로부터 좌측으로 위치 변위한 경우의 4장면을 도시한 것이다. (a)는 시점의 바로 앞 우측에 도어 또는 벽과 같은 장해물(B)이 있어, 플레이어는 이 장해물(B)의 뒤에 가리워진 상황을 연출하고 있으며, 그 맞은편에 총을 손에 쥔 적캐릭터(AC1)의 팔의 일부가 보이고 있다. 이 상태로부터, 플레이어가 약간 헤드부를 좌측으로 움직이게 한 상태의 화면이 (b)이고, 플레이어의 눈만이 장해물(B)의 좌측단부로부터 약간 노출된 상황을 연출하고 있어, 적캐릭터(AC1)의 얼굴 및 가슴부까지 보이도록 되어 있다. 계속해서, 플레이어가 다시 헤드부를 좌측으로 움직이게 한 상태의 화면이 (c)이고, 플레이어의 헤드부가 장해물(B)의 좌측단부로부터 약간 노출된 상황을 연출하고 있어, 적캐릭터(AC1)의 상반신이 보이도록 되어 있는 동시에, 그 후방에 또 다른 적캐릭터(AC2)의 일부가 새롭게 보이도록 되어 있다. 그리고, 플레이어가 장해물로부터 좌측으로 튀어나온 것처럼 상반신을 노출시킨 상태의 화면이 (d)이고, 2명의 적캐릭터(AC1, AC2) 외에 또 다른 적캐릭터(AC3)도 보이고 있다.
또한, 헤드부 검출부(30)는 플레이어 헤드부의 상하, 좌우 위치가 검출 가능하므로, 플레이어의 헤드부가 상하 방향 및 좌우 방향의 양 방향의 성분을 갖고 이동한 때는, 그에 따라서 즉 경사 방향으로의 시점 이동이 가능하게 된다.
도8은, CPU(101)가 실행되는 게임 진행 처리의 일예를 도시한 플로우차트이다. 전원이 투입되면 본 게임의 흐름이 개시되고, 우선 모니터(11)에는 데몬스트레이션 화면이 표시된다(스텝 ST1). 그리고, 코인 스위치(25a)에 의해 소정의 코인 투입이 검출되면(스텝ST2에서 예) 스타트 화면이 표시되고(스텝 ST3), 사격 게임으로서의 게임 본체 처리가 실행된다(스텝 ST4). 게임이 소정수의 스테이지로부터 구축되어 있는 태양에서는 각 스테이지 도중에서 소정 조건이 충족되지 않았는지의 여부, 예를 들어 라이프 게이지 관리 수단으로서 기능하는 CPU(101)의 제어에 의해 모니터(11) 화면의 상부 영역 등에 표시되는 라이프 게이지가 소정치 이하, 예를 들어 0까지 저하했는지의 여부의 판단이 행해지고 있으며, 라이프 게이지가 0이 되기 전에 상기 스테이지에 등장하는 적캐릭터의 모두를 사격할 수 있는 등의 조건을 통과하면, 다음 스테이지가 최종 스테이지인지의 여부가 판단된다(스텝 ST5). 반대로 게임 도중에서 라이프 게이지가 0이 되면, 그 시점에서 게임 오버 화면으로 절환되어 강제적으로 게임 종료하게 된다.
한편, 통과한 스테이지가 최종 스테이지이면, 표창을 연출하는 것과 같은 엔딩 데몬스트레이션 화면이 표시되고(스텝 ST6), 또한 필요에 따라서 득점 등이 표시되어 게임 오버 화면으로 이행하여,(스텝 ST7), 본 게임을 종료한다.
도9는, 스텝 ST4의「게임 본체 처리」의 순서를 도시한 플로우차트이다. 게임 본체 처리는, 우선 내장된 타이머에 의해 각 스테이지로 설정되어 있는 게임 시간이 제한 시간이 다 되었는지의 여부가 판단되어 제한 시간 내이면, 라이프 게이지에 나머지가 있는지의 여부가 판단된다(스텝 ST11, ST12). 모두 부정되면 스텝 S17로 이행한다. 한편, 라이프 게이지에 나머지가 있으면, I/O 입력 처리 즉 헤드부 검출부(30)로부터 플레이어의 헤드부 위치 정보 즉 실질적으로 플레이어 눈의 위치 정보의 수취 처리가 행해진다(스텝 ST13).
계속해서, 주관적 시점 또는 객관적 시점인지의 판단이 행해진다(스텝 ST14). 본 게임에서는, 주관적, 객관적 시점 절환 수단으로서 기능하는 CPU(101) 및 타이머에 의해, 각 스테이지의 최초 일정 시간 만큼은 게임 공간의 전체적인 상황 즉 플레이어가 게임 공간 내의 어떠한 장소에 있는지의 여부 등을 파악하고 인식하기 위해, 플레이어 캐릭터를 포함하도록 의사 카메라를 뺀 상태에서 넓은 범위를 묘화하도록 하고 있으며, 이 동안은 객관적 시점으로서 처리된다. 한편, 이 객관적 시점에 의한 묘화 처리가 종료되면, 플레이어의 눈을 기준으로 한 주관적 시점으로 절환된다. 스텝 ST14에 있어서, 객관적 시점이면, I/0 입력 처리에서 얻은 정보에 의존하지 않는 시점에서 게임 화상의 묘화가 행해지고(스텝 ST15), 또한 총격전이 행해진 때에는 음성 제어를 위한 할입이 발생하여 스피커(12)[또는 스피커(12 및 21) 쌍방]로부터 사격에 관한 각 사운드음이 출력된다(스텝 ST16).
한편, 주관적 시점으로 이행하면, I/0 입력 처리에서 얻은 정보에 의거한 주관적 시점에서 게임 화상의 묘화가 행해지고(스텝 ST17), 또한 총격전이 행해진 때에는 할입 처리에 의해, 스피커(12), 또는 스피커(21)로부터 사격에 관한 각 사운드음이 분담하여 출력된다(스텝 ST18). 스텝 ST16, ST18의 음성 처리가 종료되면, 본 스테이지가 종료되였는지의 여부가 판단되어 종료되어 있지 않으면, 스텝 ST11로 이행하여 스텝 ST11 내지 스텝 ST18의 처리를 반복하고, 종료되어 있으면 스텝 ST6으로 복귀하여 본 게임 진행을 종료한다.
도10은 스텝 ST18의「시점 위치에 의거한 음성 처리」중, 적캐릭터로부터의 저격에 대한「할입 처리」를 도시한 플로우차트이다. 도면에 있어서, 음성 출력 처리를 위한 할입 처리는 적캐릭터에 의한 발포에 의해 개시되어, 음성 발생 대상과 의사 카메라 시점과의 게임 공간 상에서의 거리가 미리 설정된 원근 판단 임계치보다 작은지의 여부가 판단된다(스텝 ST21). 상기에 있어서, 음성 발생 대상이라 함은 적캐릭터로부터 발포된 총탄이나, 이 총탄이 시점 앞에 있는 장해물에 적중했을 때의 상기 장해물을 말한다. 즉, 적캐릭터로부터의 총탄이 전방 장해물에 적중했을 때는 그 장해물까지의 거리가 임계치보다 작으면(가까우면), 스피커(21)로부터 착탄음이 출력되고(스텝 ST22), 임계치보다 크면(멀면) 스피커(12)로부터 착탄음이 출력된다(스텝 ST23).
또한, 순차적으로 탄도 계산 결과에 의한 총탄 위치와 시점 위치 사이의 거리 계산의 결과에 의거하여, 음성 제어부(120)는 사격된 총탄이 플레이어에게 명중했다고 간주할 수 있는 거리의 시점 위치 바로 근처를 통과하였다고 판단하는 기능을 구비하고 있으며, 이 때는 플레이어로의 명중 처리로서(명중 연산 처리로서의, 예를 들어 화면을 일시적으로 진동시키는 등의 연출을 실시하고, 또한 라이프 게이지를 소정치만큼 감소시키는 동시에), 스피커(21)로부터 명중음을 출력시키도록 하고 있다(스텝 ST22). 또한, 시점의 전방의 장해물에 명중하지 않고, 또한 플레이어에게도 명중하고 있지 않을 때는, 차례로 탄도 계산되어 있는 총탄과 시점과의 거리의 계산 결과가 임계치보다 작아진 타이밍에서, 스피커(21)로부터 풍절음을 출력하도록 하고 있다(스텝 ST22). 사격에 관련된 그 밖의 효과음은 스피커(12)로부터 출력되도록 하고 있지만, 예를 들어 플레이어로부터의 사격음은 스피커(21)로부터 출력하도록 해도 좋다. 이와 같이 음성 발생 대상이 시점으로부터 멀면, 플레이어로부터 먼쪽의 스피커(12)로부터 사운드를 출력하고, 반대로 시점에 가까우면, 플레이어로부터 가까운 쪽의 스피커(21)로부터 사운드를 출력하도록 절환하도록 하였으므로, 보다 음향적으로 현장감이 있는 게임이 제공 가능해진다.
어떤 음성 출력에 대한 처리가 종료되면, 계속해서 전음성 대상에 대한 음성 출력 처리가 종료하였는지의 여부, 즉 발포된 하나의 총탄에 대한 어느 하나의 연출 사상(시점 전방의 장해물로의 착탄, 플레이어로의 명중, 또는 바로 옆을 통과하는 빗나감)이 발생하였는지의 여부가 판단되고(스텝 ST24), 연출 사상이 발생하고 있지 않으면 스텝 ST21로 이행하고, 발생하고 있으면 상기 총탄에 대한 음성 출력 처리는 완료했다고 하여 복귀한다. 또, 스피커(21)는 1개로 한정되지 않으며, 좌우에 각각 설치한 태양이라도 좋다. 이 경우, 플레이어 헤드부가 플레이 영역 내의 좌우 중 어느 한 쪽에 위치하는가에 따라서 좌우의 스피커를 절환하여 음성 출력시키고, 혹은 볼륨 비율을 대응 조정함으로써, 음향의 원근 절환에다가 좌우 방향 절환 등에 의해 또 다른 음향적인 현장감을 빚어내도록 해도 좋다.
도11은, 본 고안에 관한 3D 비디오 게임 장치의 제2 실시 형태를 도시한 사시도이며, 도12는 플레이어 헤드부의 검출 동작을 행하는 블럭도이다. 본 게임 장치는 외관상, 도1에 도시한 것과 다소의 차이가 있지만, 헤드부 검출부(30)의 구성을 제외하고는 기능적으로는 대략 동일하다.
제2 실시 형태에 있어서, 헤드부 검출부(130)는 모니터(11)의 바로 아래로써 좌우 방향의 중앙 위치에 배치된 촬상 수단으로서의 예를 들어 CCD 카메라(131)와 플레이 영역을 사이에 두고 배치된 배경 제거 부재(132)로 구성되는 동시에, 처리 기능부로서 실루엣 영상 추출 수단(133), 인체 실루엣 특징 데이터를 기억한 인체실루엣 특징 데이터 메모리(134) 및 위치 결정 처리부(135)를 구비하여 구성되어 있다. CCD 카메라(131)는 플레이 영역측이 촬상 영역이 되도록 향하게 되어 있다.
배경 제거 부재(132)는 플레이 영역을 둘러싸도록 하여 전방측에 바로 세운 직사각 형상을 갖는 지지체(132a)와, 이 지지체(132a)의 바로 선 자세를 유지시키기 위해 게임기 본체(10)와 연결하는 상부의 수평 연결 아암부(132b)와, 지지체(132a)의 상반부에 붙착된 소정색, 예를 들어 청색 단색 또는 2색의 스트라이프 패턴 도안 등을 표면에 갖는 스크린(132c)을 구비한다. 스크린(132c)은 플레이어 통상의 게임 자세에 있어서 헤드부가 위치 변위하는 범위를 커버하는 정도의 크기의 형상, 바람직하게는 사각형을 갖고, 또한 플레이어가 구부린 자세와 바로 선 자세 사이에서 헤드부를 커버할 수 있는 높이 위치에 배치되어 있다. 스크린(132c)은 반투명하이라도 좋으며, 이와 같이 하면 스크린(132c) 후방의 관객도 플레이어가 작동 또는 모니터(11) 화상을 볼 수 있다.
CCD 카메라(131)는 스크린(132c)이 시야가 되도록 획각이 설정되어 있으며,스크린(132c) 이면측의 배경물[예를 들어 게임장의 다양한 물체(다른 게임기 등)나 인물 등]이 촬상 화상 중에 포함되지 않도록 하고 있는 것으로, 바람직하게는 CCD 소자의 전방면에 RGB 각 색의 필터가 배열되어 이루어지는 칼라 촬상 수단이 바람직하다. CCD 카메라(131)는 스크린(132c)을 향해 소정 주기 예를 들어 1/60초마다 혹은 플레이어 헤드부의 위치 변위를 소요의 분해 능력으로 추적할 수 있을 정도의 시간 주기로 촬상 동작을 실행하고, 촬상한 화상을 내부의 화상 메모리(131a)에 어드레스 관리 하에 기억하도록 하고 있다. 실루엣 영상 추출부(133)는 화상 메모리(131a) 내로 취입된 플레이어 및 그 후방의 스크린(132c)을 포함하는 화상 데이터로부터 청색의 화상(모노크로 카메라의 경우에 있어서는, 무늬가 없는 영역의 화상)을 삭제하는 처리를 실행함으로써 인체 실루엣을 추출한다. 이 추출 처리로서는 단순히 청색 영역을 데이터 없음 영역으로서 처리함으로써 가능해진다. 또한, 스크린(132c)이 스트라이프 도안인 태양에서는, 이러한 기본 패턴 영역을 제외한 처리를 실시하면 좋다.
위치 결정부(135)는 실루엣 영상 추출부(133)에서 얻게 된 인체 실루엣 및 인체 실루엣 특징 데이터 메모리(134)의 인체 실루엣 특징 데이터로부터 패턴 인식기술 등을 이용하여 인체 실루엣 중에서 그 헤드부를 추출하고, 헤드부에 있어서의 눈의 위치, 예를 들어 헤드부 영역의 중심 위치를 연산하여 산출하고, 이 위치를 눈의 위치라 간주하여 위치 결정을 행하는 것이다. 이렇게 얻어진 위치 정보는 게임 제어부(100)로 전송되고, 이 후는 제1 실시 형태의 경우와 마찬가지로 시점 정보로서 이용된다.
본 고안은 제1, 제2 실시 형태에 있어서의 헤드부 검출부(30, 130) 외에, 이하의 형태도 채용 가능하다.
(1) 제2 실시 형태에 있어서의 헤드부 검출부(130)의 CCD 카메라에 대해, 그 CCD 촬상면의 전방면에 적외선 필터를 개설하여 적외선 카메라로 하고, 또한 그 근방 위치에 스크린(132c)을 커버하는 범위에서 적외선을 조사하는 적외선 발광원을 구비하는 동시에, 스크린(132c) 표면에 적외선광을 흡수하는 재료를 도포한 것 등을 채용한 것으로 해도 좋다. 이 구성에 따르면, 적외선 카메라는 스크린(132c)으로부터 반사광이 복귀되어 오지 않으므로 스크린(132c)의 촬상 영역이 저휘도가 되며, 따라서 플레이어로부터의 반사 영역과의 사이의 명도차를 강조할 수 있으므로, 인체 실루엣의 추출이 용이해진다. 한편, 스크린(132c) 표면에 적외선광(1)을 반사하는 재료를 도포한 것 등을 채용한 것으로 해도 좋다. 이 구성에 따르면, 적외선 카메라는 스크린(132c)으로부터 빛이 강하게 반사되므로 스크린(132c)의 촬상 영역이 고휘도가 되고, 따라서 플레이어로부터의 반사 영역과의 사이의 명도차를 강조할 수 있으므로, 인체 실루엣의 추출이 용이해진다.
또, 적외선 반사 재료의 영역과 흡수 재료의 영역을 스트라이프 도안처럼 교대로 구성한 스크린을 이용해도 좋고, 이와 같이 해도 제2 실시 형태의 스트라이프 패턴 도안의 경우와 마찬가지로 인체 실루엣의 추출이 용이해진다.
(2) 도13은 헤드부 검출부의 다른 실시 형태를 도시한 블럭도이고, 헤드부 검출부(230)는 상기 (1)에서 설명한 바와 같은 적외선 카메라(231)와 플레이어의 헤드부 내지는 헤드부에 장착 가능한 구조를 갖고, 그 상면측에 소정 갯수, 예를들어 3개의 점형상으로 형성된 적외선 발광을 행하는 적외선 발광 부재(236a)를 설치한 고글 내지는 헤드부 피착체(236)를 구비하여 구성되는 동시에, 처리부 내에 화상 메모리(231a), 화상 해석부(237), 유니크 패턴 특징 데이터 메모리(238) 및 위치 결정 처리부(239)를 구비한다. 적외선 카메라(231)로 플레이어를 촬상하면, 화상 메모리(231a) 상에 3개의 휘점(236b)이 화상 데이터로서 얻게 되고, 이 3점으로 이루어지는 화상 패턴이 화상 해석부(238)에서 유니크 패턴 특징 데이터 메모리(238) 내의 데이터와 조합되어 화상 메모리(231a) 내에서의 저장 위치, 즉 어드레스가 특정된다. 위치 결정부(239)는 3점의 어드레스 정보를 이용하여 미리 설정된 식에 의거하여 플레이어의 눈의 위치를 산출하고, 게임 제어부(100)로 전송한다. 또, 적외선 발광 부재(236a)의 갯수는 3개로 설정하고 있지만, 적어도 1개이면 실질적으로 검출이 가능하고, 특히 2개 내지 그 이상이면 헤드부 또는 안면부의 기울기도 동시에 검출할 수 있으므로, 플레이어의 눈의 위치를 보다 정확하게 결정할 수 있다는 이점이 있다.
또, 적외선 발광 부재(236a) 대신에 적외선을 반사하는 반사경을 피착체(236)에 소요 갯수 설치하는 동시에, 게임기 본체(10) 측으로 넓은 조사 폭을 갖는 적외선 발광 수단을 마련하고, 적외선 카메라(231)가 상기 반사경으로부터의 반사광을 촬상할 수 있는 구성으로 해도 좋으며, 이에 의해서도 상기와 마찬가지인 효과를 얻을 수 있다. 이 경우, 피착체(236)에 적외선광을 발광하기 위한 전원이나 구동 수단 등이 불필요해지는 만큼, 피착체(236)의 소형 경량이 도모된다.
(3) 도14는, 헤드부 검출부의 또 다른 실시 형태를 도시한 것으로, (a)는 블럭도, (b)는 위치 결정을 설명하기 위한 도면이다.
헤드부 검출부(330)는, 플레이 영역의 상부에 좌우 방향으로 나란히 소정 피치로 배열된 복수의 초음파 송수파기(331a, …)로 이루어지는 거리 측정 센서부(331)를 구비하는 동시에, 처리부 내에 위치 검출 처리부(332), 피크 포인트검출부(333) 및 위치 결정 처리부(334)를 구비하여 구성된다. 초음파 송수파기(331a)는 이미 알려진 바와 같이, 압전 소자와, 이 압전 소자에 펄스 신호로 여진하여 초음파 펄스를 송파시키는 여진부와, 반사파를 수파하는 수파부와, 신호 출력 방향을 절환하기 위한 회로 등을 적어도 구비하여 구성된다. 거리 측정 센서부(331)는 발광부와 수광부를 구비한 반사식의 빛(바람직하게는 적외선) 센서라도 좋다. 거리 측정 센서부(331)의 각 초음파 송수파기(331a)는 플레이 영역의 플레이어의 헤드부가 어느 하나(바람직하게는 복수개)로 검출할 수 있는 바로 하부로의 지향 폭을 갖고 구성되어 있다. 혹은 통상의 헤드부의 폭보다 좁은 간격으로 부착되어 있다.
초음파 송수파기(331a)는 동시에 초음파의 송파가 행해져도 좋지만, 인접한 것 끼리와의 상호 간섭을 방지하기 위해, 고속으로 순서대로, 혹은 적어도 1개 간격의 초음파 송수파기(331a) 끼리를 교대로 송파시켜 검출을 행하게 하도록 해도 좋다. 그렇지만, 협지향성의 초음파 비임에 있어서는 송파한 초음파 송수파기(331a)에서 송파될 때가 가장 짧은 거리 측정 데이터가 되므로, 인접하는 초음파 송수파기(331a)에서 혼신수파되어도 가장 짧은 데이터를 얻은 초음파 송수파기(331a)를 특정한 다음은 특별한 지장은 없다.
도14에 도시한 바와 같이 플레이어의 헤드부에서 반사한 복귀파는 동일한 초음파 송수파기(331a)에서 수파되고, 위치 검출부(332)에서 각각의 송파 시점으로부터 수파 시점까지의 시간으로부터 음속 정보를 이용하여 환산된 거리를 산출함으로써, 초음파 송수파기(331a)의 피치 치수와 거리의 데이터[이미지적으로는 그래프(332a)로 나타냄]의 관계를 얻을 수 있다. 피크 포인트 검출부(333)는 상기 피치 치수와 거리의 데이터로부터 도14의 (b)에 도시한 바와 같이 피크 포인트의 높이 위치(Pe) 및 좌우 방향의 위치(Xp)를 검출한다. 높이 방향의 파형은 도14의 (b)와 같이 산형상이므로, 위치 검출부(332)에 미리 준비한 모델 함수 등을 이용하여 연속적인 데이터를 작성하는 기능을 갖게 해 둠으로써, 피크 포인트 검출부(333)는 피크 포인트가 초음파 송수파기(331a) 사이에 있는 경우일지라도 검출이 가능해진다. 위치 결정 처리부(334)는 검출된 플레이어 정상부의 높이 위치(Pe)로부터 소정치를 감산함으로써 플레이어 눈의 높이 위치를 결정할 수 있고, 또한 좌우 방향 위치는 초음파 송수파기(331a)의 배열 피치로부터 결정할 수 있다. 이와 같이 하여 얻게 된 플레이어 눈의 높이 위치 및 좌우 방향 위치의 정보는 게임 제어부(100)로 전송된다.
(4) 도15는, 헤드부 검출부의 또 다른 실시 형태를 도시한 도면이다. 헤드부 검출부(430)는 플레이 영역에 부설되는 감압식의 시트 부재(431)를 구비하고, 플레이어의 양 발의 위치 검출을 행하는 동시에, 이들의 정보 및 후술하는 다른 정보를 이용하여 헤드부 위치를 결정하는 것이다.
감압 시트 부재(431)는 전후 방향으로 장척인 센서부가 좌우 방향으로, 또한플레이어의 발 폭에 비교하여 적어도 좁게, 바람직하게는 충분히 좁은 피치(도면에서의 설명은 편의상 내지 도면 작성상, 피치를 넓게 과장하여 그리고 있음)로, 병행하게 배치된 구조를 갖는다. 감압 시트 부재(431)는 이미 알려진 것이 채용 가능하며, 예를 들어 2매의 가요성을 갖는 필름 부재(431a)의 대향하는 면측에 각각 장척인 감압 도전성 잉크(431b), 예를 들어 도전성 입자와 비도전성 입자를 분산 혼합한 열 가소성 수지에 의해 구성된 것을 대응하는 위치에 인쇄한 후, 양 필름 기재(431a)를 부착하여 제조된 것이다. 또한, 각 감압 도전성 잉크(431b)에는 리드선(은 등의 도전성 입자가 분산 혼합된 열가소성 수지)이 절연 피복된 상태에서 필름 밖으로 인출되어 있으며, 한 쪽의 필름 기재(431a)의 리드선에는 소정의 전압이 인가되고, 다른 쪽의 필름 기재(431a)의 리드선에는 전압을 검출하는 회로가 각 리드선을 인식 가능하게 하여 접속되어 있다. 부착된 상태에 있어서의 양 필름 기재(431a)의 감압 도전성 잉크(431b) 끼리의 접촉면은 미소한 요철(인쇄시나 미소 입자의 존재에 기인)이 형성된 상태에 있으며, 필름 기재(431a) 면으로의 가압에 의한 잉크 표면 상호의 실질적인 접촉 면적의 변화, 즉 접촉면에서의 저항 변화에 의해 다른 쪽의 리드선측에 나타나는 전압을 아날로그적으로 검출할 수 있도록 되어 있다.
압력 데이터 메모리(432)는 개별적인 감압 도전성 잉크(431b)의 전압 검출 회로로부터 검출된 전압치 즉 압력 데이터를 대응시켜 기억하는 것으로, 도면에서는 기억 내용을 이미지적인 분포도로서 도시하고 있다. 좌우 발 위치 검출부(433a)는 압력 데이터 메모리(432)의 기억 내용으로부터 좌우의 발로부터 받은 하중이라 판단할 수 있는 영역 내의 중심을 산출함으로써 감압 시트 부재(431) 상의 좌우 방향에 있어서의 각 발의 위치 정보를 산출하는 것으로, 산출된 위치 정보는 각 발 위치 정보 메모리(433b)에 기억된다. 또한, 좌우 발 위치 검출부(433a)는 발 영역 내의 압력 데이터를 각 발에 대해 산출하여, 각각의 산출된 값을 체중 치우침으로 하여 각 발 체중 치우침 정보 메모리(433c)는 기억하도록 하고 있다.
중심 산출부(433d)는 압력 데이어 메모리(432)에 기억되어 있는 내용으로부터 감압 시트 부재(431) 상의 좌우 방향에 있어서의 하중의 중심 위치 즉 허리 부위를 산출하는 것으로, 산출 결과는 중심 위치 정보 메모리(433e)에 기억된다. 통계적 학회 패턴 메모리(433f)는 인간 공학적인 관점 내지는 경험적인 관점에 의거하여, 양 발의 위치, 체중이 실리는 상태, 허리의 위치 등으로부터 헤드부의 위치를 추정하기 위한 패턴 데이터가 기억되어 있는 것이다. 그리고, 위치 결정부(433g)는 각 발 위치 정보 메모리(433b), 각 발 체중 치우침 정보 메모리(433c), 중심 위치 정보 메모리(433e) 및 통계학적 학습 패턴 메모리(433f)에 의거하여 플레이어의 헤드부 위치를 결정한다. 결정된 헤드부 위치 정보는 게임 제어부(100)로 전송된다.
이와 같이, 감압 시트 부재(431)를 플레이 영역에 부설함으로써, 플레이어 양 발의 위치 정보로부터 헤드부의 감압 시트 부재(431) 상의 좌우 방향에 있어서의 위치를 결정하는 것이 가능해지므로, 헤드부 검출부를 위한 배치 공간, 구조를 특별히 준비할 필요가 없다.
(5) 도16은 헤드부 검출부의 감압식 시트 부재의 다른 실시 형태를 도시한 도면이다. 헤드부 검출부(530)는 플레이 영역에 부설되는 감압식의 시트 부재(531)를 구비하고, 플레이어의 양 발의 위치 검출을 행하는 동시에, 이들의 정보 및 후술하는 다른 정보를 이용하여 헤드부 위치를 결정하는 것이다.
감압 시트 부재(531)는 기본적으로는 상기 (4)의 원리, 재료를 이용하여 제조된 것이 적용된다. 즉, 도16의 (a)에 도시한 바와 같이 한 쪽의 필름 기재(5311)의 이면에는 그 종방향으로 장척을 갖는 감압 도전성 잉크(5312)가 소정의 피치로 배열 형성되고, 한편 도16의 (b)에 도시한 바와 같이 다른 쪽의 필름 기재(5313)의 이면에는 그 좌우 방향으로 장척을 갖는 감압 도전성 잉크(5314)가 소정 피치로 배열 형성되고, 상호 이면 끼리를 부착하게 함으로써, 도16의 (c)에 도시한 바와 같이 매트릭스형으로 감압부를 갖는 필름 기재(5311)가 제조된다. 또한, 한편 예를 들어 필름 기재(5311)의 각 감압 도전성 잉크(5312)의 리드선에 소정 전압을 고속으로 순서대로 인가하고, 다른 쪽의 필름 기재(5313)의 각 감압 도전성 잉크(5314)의 리드선에 전압 검출 회로가 접속되어 있다. 그리고, 감압 도전성 잉크(5312)로의 전압의 인가 타이밍과 전압 검출 회로에서 감압된 것이 검출된 감압 고전성 잉크(5314)로부터 감압 시트 부재(531) 상에서의 발의 위치를 특정할 수 있고, 그 레벨을 검출할 수 있다. 이러한 감압 시트 부재(531)를 채용하면, 플레이어의 양 발의 위치가 좌우 방향 및 전후 방향이라는 2차원적으로 검출 가능하다. 이 실시 형태에 있어서, 도15에 도시한 위치 검출부(433)를 적용하도록 하고, 이 때 위치 결정 처리부(433g)에 2차원 상에서의 위치 결정 처리 기능을 갖게 해두면, 감압 시트 부재(531) 상에서의 플레이어 헤드부의 3차원 위치를 결정할 수 있다.
이와 같이 플레이어 헤드부의 3차원 위치를 결정할 수 있는 결과, 모니터(11) 화면 상의 게임 공간 내에서의 시점을 깊이 방향에 대해서도 이동하는 것이 가능해진다.
(6) 제2 실시 형태에 있어서의 헤드부 검출부(130) 및 상기 (1) 내지 (3)의 헤드부 검출부에다가, (4)에 도시한 감압 시트 부재로써 감압 도전성 잉크가 전후 방향으로 나란히 설치된 것을 부가할 때는 이 감압 시트 부재에 의해 플레이어 헤드부의 깊이 방향의 위치를 특정할 수 있으므로, 전체적으로 플레이어 헤드부의 3차원 위치를 특정할 수 있다.
(7) 제1 실시 형태에 있어서는 초음파 송수신기(32, 33)를 초음파 송신기(31)의 좌우 양측의 직선 상의 위치에 배치하고, 이에 의해 헤드부의 높이 위치 및 좌우 방향의 위치를 검출하였으나, 이 대신에 초음파 수신기를 초음파 송신기의 수평면 상의 소정 위치에 3개 배치하고, 각 초음파 수신기에서의 계측 시간 즉 거리 정보로부터 타원구를 3개 결정하고, 이들의 교점을 헤드부 위치로서 검출하는 것도 가능하다. 이 구성에 따르면, 헤드부의 3차원 공간 상에서의 위치를 검출할 수 있다는 이점이 있다. 또, 초음파 수신기는 적어도 3개 이상 배치되어 있으면 된다.
(8) 또, 본 실시 형태에서는 사격 게임에 적용한 예를 나타내었으나, 사격 게임 외의, 플레이어가 다른 캐릭터와 대전하는 형식의 게임, 예를 들어 복싱 게임등이라도 좋다. 또한, 본 고안은 건 유닛 등의 조작부를 특별히 사용하지 않는, 예를 들어 다양한 방향으로부터 응시함으로써 가리워져 있는 것을 명중시키는 물건 맞추기 게임 등에도 적용 가능하다.
청구항 1에 기재된 고안에 따르면, 의사 카메라의 시점을 플레이어의 자유로운 움직임에 추종시키도록 하여 플레이어가 의도하는 시점으로부터의 화상을 적극적으로 제시할 수 있어 게임성의 폭을 넓힐 수 있고, 보다 흥미로운 게임을 제공할 수 있다.
청구항 2에 기재된 고안에 따르면, 시점의 이동에 관련시켜 조작부로의 조작을 행할 수 있으므로, 게임 진행을 보다 흥미로운 것으로 할 수 있다.
청구항 3에 기재된 고안에 따르면, 양 발의 위치를 검출하는 시트형의 압력 센서로부터, 수평면 상의 적어도 1 방향에 있어서의 헤드부 위치를 결정할 수 있다.
청구항 4에 기재된 고안에 따르면, 헤드부의 수평면 상의 위치와 높이 위치를 검출할 수 있다.
청구항 5에 기재된 고안에 따르면, 양 발의 중심 위치를 산출할 수 있어, 이 중심 위치 정보를 적어도 이용하여 플레이어의 헤드부 위치를 결정하는 것이 가능해진다.
청구항 6에 기재된 고안에 따르면, 플레이어의 움직임에 지장을 주는 일 없이 헤드부 위치의 검출이 가능하다.
청구항 7에 기재된 고안에 따르면, 1개의 전파 매체 송신기와 2개의 전파 매체 송신기를 이용하여 플레이어 헤드부의 위치가 검출 가능해진다.
청구항 8에 기재된 고안에 따르면, 1개의 전파 매체 송신기와 3개 이상의 전파 매체 수신기를 이용하여 플레이어 헤드부의 3차원 공간 상의 위치가 검출 가능해진다.
청구항 9에 기재된 고안에 따르면, 일차원 방향에 있어서의 플레이어 헤드부의 위치 및 높이, 즉 수직면 상에서의 헤드부 위치를 결정할 수 있다.
청구항 10에 기재된 고안에 따르면, 플레이어의 촬상 위치로부터 플레이어의 헤드부 위치가 결정 가능해진다.
청구항 11에 기재된 고안에 따르면, 플레이어의 촬영 화상으로부터 실루엣을 용이하게 추출할 수 있다.
청구항 12에 기재된 고안에 따르면, 플레이어가 피착되어 있는 적외선 발광 부재로부터의 적외광을 수광한 화상으로부터 플레이어의 헤드부 위치를 결정할 수 있다.
청구항 13, 14에 기재된 고안에 따르면, 플레이어 실루엣의 영역과 그 이외의 영역과의 휘도차를 강조할 수 있어 헤드부 위치를 용이하게 검출할 수 있다.

Claims (14)

  1. 게임기 하우징의 소정 높이 위치에 설치된 화상을 표시하는 모니터와, 게임 진행을 제어하는 게임 제어부와, 의사 카메라의 시점으로부터의 3차원 화상을 작성하여 상기 모니터 화면에 표시하는 표시 제어부를 구비한 3D 비디오 게임 장치에 있어서,
    상기 모니터 화면의 전방 플레이 영역에 위치하는 플레이어의 헤드부 공간 상에서의 적어도 일차원 방향에 대한 위치를 검출하는 헤드부 검출 수단과, 검출된 헤드부 위치의 변화 방향 및 변화량에 추종하여 상기 의사 카메라의 시점을 이동시키는 시점 변경 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 3D 비디오 게임 장치.
  2. 제1항에 있어서, 외부 조작 가능한 조작부를 구비하고, 상기 게임 제어부는 상기 조작부로부터의 조작 내용을 게임 진행에 반영시키는 것을 특징으로 하는 3D 비디오 게임 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 헤드부 검출 수단은 수평면 상의 적어도 일방향에 있어서의 양 발의 위치를 검출하는 시트형의 압력 센서와 검출된 양 발의 위치 정보에 대하여 헤드부의 상기 수평면 상의 적어도 일방향에 있어서의 위치를 결정하는 헤드부 위치 결정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 3D 비디오 게임 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 헤드부 검출 수단은 헤드부의 높이 위치를 원격적으로 검출하는 거리 측정 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 3D 비디오 게임 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 압력 센서는 아날로그 센서이며, 상기 헤드부 위치 결정 수단은 검출된 각 발에 대한 검출 레벨로부터 양 발에 대한 중심 위치를 산출하고, 산출된 중심의 위치 정보와 양 발의 위치 정보를 이용하여 헤드부의 상기 수평면 상의 적어도 일방향에 있어서의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 3D 비디오 게임 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 헤드부 검출 수단은 헤드부의 높이 및 좌우 방향의 적어도 한 쪽 위치를 원격적으로 검출하는 거리 측정 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 3D 비디오 게임 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 거리 측정 센서는 하나의 전파 매체 송신기와 상기 전파 매체 송신기를 중심으로 하여 상기 모니터 화면의 좌우 방향의 두 군데에 배치되고, 전파 매체 송신기로부터 송신되어 플레이어의 헤드부에서 반사된 전파 매체를 각각 수신하는 제1, 제2 전파 매체 수신기를 구비하고, 상기 헤드부 검출 수단은 상기 송신 시점으로부터 상기 제1, 제2 전파 매체 수신기에서의 수신까지의 경과 시간으로부터 상기 플레이어 헤드부의 위치를 결정하는 헤드부 위치 결정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 3D 비디오 게임 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 헤드부 검출 수단은 헤드부의 3차원 위치를 검출하는 위치 검출 센서를 구비하고, 상기 위치 검출 센서는 하나의 전파 매체 송신기와 상기 전파 매체 송신기를 중심으로 하여, 또한 수평면 상의 다른 위치에 적어도 3개 배치되고, 전파 매체 송신기로부터 송신되어 플레이어의 헤드부에서 반사된 전파 매체를 각각 수신하는 각 전파 매체 수신기를 구비하는 동시에, 상기 송신 시점으로부터 상기 각 전파 매체 수신기에서의 수신까지의 경과 시간으로부터 상기 플레이어 헤드부의 3차원 공간 상의 위치를 결정하는 헤드부 위치 결정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 3D 비디오 게임 장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 거리 측정 수단은 상기 플레이 영역의 상방으로써 적어도 수평면 상의 일차원 방향으로 배열되고, 하방을 향해 배치된 복수의 전파 매체 송수신기를 구비하고, 상기 헤드부 검출 수단은 각 전파 매체 송수신기 중 송신으로부터 수신까지의 경과 시간으로부터 상기 일차원 방향에 있어서의 플레이어 헤드부의 위치 및 높이를 결정하는 헤드부 위치 결정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 3D 비디오 게임 장치.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 헤드부 검출 수단은 광학적인 촬상 수단과 촬상된 화상으로부터 플레이어의 헤드부를 추출하는 헤드부 추출 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 3D 비디오 게임 장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 플레이 영역을 사이에 두고 촬상 수단과 대향하는 측에 배경 제거면을 갖는 부재를 배치한 것을 특징으로 하는 3D 비디오 게임 장치.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 헤드부 검출 수단은 적외선 카메라와, 플레이어의 헤드부에 피착된 적외선 발광 부재와, 상기 적외선 발광 부재로부터의 적외광을 수광한 화상으로부터 플레이어의 헤드부를 추출하는 헤드부 추출 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 3D 비디오 게임 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 플레이 영역을 사이에 두고 상기 적외선 카메라와 대향하는 측에 적외광 흡수면을 갖는 부재를 배치한 것을 특징으로 하는 3D 비디오 게임 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 플레이 영역을 사이에 두고 상기 적외선 카메라와 대향하는 측에 적외광 반사면을 갖는 부재를 배치한 것을 특징으로 하는 3D 비디오 게임 장치.
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