經濟部中央標準局貝工消费合作社印装 五、發明説明（1 ) 本發明係有關於—種在顧示裝置上實施爆炸視覺效果 之技術，特別是在二度空間（3_dimension，3D)的模擬環境 下，處理-虛擬物件在爆炸時所產生的立體爆炸效果，並 且使其呈現在電腦終端機或者是電視機上。此一技術可以 應用在—3D的電腦遊戲、電視遊樂器和動畫處理等等方面， 不僅可以減少儲存畫面所佔用之記憶體空間’同時所產生 之視覺效果更生動且更具有多變性。 目前由於微處理器的速度提昇以及各種顯示技術的逐 漸成熟和普及’將3D甚至虛擬實境(virtUal reality，VR) 等等技術應用在電腦遊戲中已經是相當普遍。在一般3D 的遊戲中的所有遊戲角色，例如玩家所控制的主角或者是 由電腦所控制的敵人，都是由多邊形(polygon)的最小單位 組合而成。在遊戲進行中，由於對戰關係而造成主角和敵 人之間的碰撞，以及周圍物件的飛濺效果，都是利用爆炸 技巧來強化其視覺效果。 習知技術表現爆炸效果的方法如下。首先是透過美工 人員預先畫出一段表示$爆炸效果的動畫，動晝中的畫框 數量則會決定所欲表現爆炸效果的連續性。在進行遊戲的 過程中，當出現需要使用到爆炸效果的情況時，遊戲程式 便可以將事先儲存好的爆炸動畫取出，置於顯示器中的適 當位置上。因此習知技術所表現的爆炸效果’主要就是透 過動畫的播放來加以處理。 然而，習知表現爆炸效果的方式，至少具有兩個缺點。 、第一個缺點是有關於記愧體的運用方面。如上所述’利用 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X：297公釐）
If' ^^1 m tw m I - I n ^ —I— 1^1 Is. - -1 - -11 I T4 • 0¾ 、va (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 406247 A7 B7 五、發明説明（2 ) 動畫表現爆炸效果的連續性，是取決於動畫畫框的數量， 易言之，動畫畫框的數量愈多，愈能夠表示出貪續性的動 畫效果。但是畫框數量多即意味著需要佔用的記憶體愈 多。以每幅尺寸為96點x96點，每點以256色表示之畫框 為例，若是動畫晝框共有6幅，則需要有96x96x6=55296 bytes(位元組），亦即大約需要54Kbytes的記憶體加以儲 存。其中因為每個位元組為8個位元，所以可以表示256 色的數值。由此可知，單單對於一種爆炸效果即需要有如 此高的記憶體容量，這對於像是電視遊樂器等需要考慮到 記憶體成本的應用中，便顯得沒有效率並且不太實際。 第二個缺點是視覺效果的問題。由於是利用預先儲存 的動畫來加以實現，所是等於是在出現爆炸效果時便重覆 地播放同一段動畫，不僅在視覺效果上爆炸的範圍較小， 同時因為爆炸動畫的重覆播放而容易使人有似曾相識的感 覺。自然所能夠達到的效果相當有限。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 有鑑於此，本發明之主要目的，即在於提出一種在顯 示裝置上實現爆炸視覺效果的處理方法及使用此處理方法 之電腦系統，能夠利用較少記憶體空間來儲存爆炸時碎片 的圖像，藉由旋轉等等圖像處理技術，達到所需的爆炸畫 面效果。 本發明之另一目的，即在於提出一種在顯示裝置上實 現爆炸視覺效果的處理方法及使用此處理方法之電腦系 統，能夠避免出現重覆播放動畫所產生的相似視覺效果。 根據以上所述之目的，本發明提出一種在顯示裝置上 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS M4規格（2〗〇 X 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 A7 B7 五、發明説明（3 ) 實現爆炸視覺效果之處理方法及使用此處理方法之電腦系 統，用以處理一虚擬物件在模擬爆炸時所產生之視覺效 果。首先，提供此虛擬物件在模擬爆炸時所產生之每一個 碎片的運動模型，此運動模型可以依據系統中的微處理器 速度以及實際基礎力學原理，決定採用符合應用之運動模 型。接著，初始化一虛擬物件資料記錄。此記錄係用來表 示在爆破碎片之存留時間和顯示圖形，以及每一個碎片的 初始速度。存留時間資料係用來決定此爆炸過程所需要的 存留時間，而顯示圖形則是用來表示碎片的圖形。所以， 利用所建立的運動模型和每一個碎片之初始速度，依序決 定所有碎片在存留時間内的速度，藉此，便可以透過顯示 器驅動裝置，分別將所有碎片之顯示圖形顯示在顯示裝置 中的相對顯示位置上。最後在結束存留時間後，依序清除 在顯示裝置上所顯示之所有碎片的顯示圖形。 圖式之簡單說明： 為使本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易懂， 下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如 下： 第1圖表示本發明實施例中之硬體架構方塊圖。 第2圖表示本實施例中，對應於虛擬物件在爆炸後所 產生之各碎片之碎片屬性記錄結構。 第3圖表示本實施例中，對應於各碎片之碎片群屬性 記錄結構。 第4圖表示本實施例中，利用多邊形構成爆炸效果之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） I. 1^1 si m i—、 . ...... - -I j : . 、va (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（4 ) 立體示意圖。 第5圖表示本實施例中，在顯示器上實現爆炸視覺效 果之處理方法之詳細流程圖。 第6圖至第8圖例示利用本發明之爆炸視覺效果處理 方法所得之實際晝面示意圖。 符號說明： 1〜中央處理器；3〜數學邏輯運算單元；5〜儲存裝 置；7~輸入裝置；9〜顯示器驅動器；10〜顯示器；20〜碎 片屬性記錄；201〜位置資料；202〜速度資料；203〜縮放 比資料；204〜風力資料；205〜隨機外力因素；30〜碎片群 屬性記錄；301〜碎片群存留時間；302〜碎片群致能旗 標；303〜碎片圖像指標；304〜碎片個數；305(1)-305(N)〜 碎片指標；306(1)-306(N)〜碎片屬性記錄指標；41-45〜碎 片圖像。 實施例： 本發明所提出之實現爆炸視覺效果之處理方法，主要 是針對一虛擬物件，先利用一般力學基本原理建立其在爆 炸時所產生碎片的運動模型。接著，在需要顯示爆炸效果 時，再建立各碎片相關之記錄並加以初始化。而後，隨著 爆炸過程的進行，利用先前所建立的運動模型，改變各碎 片的相關參數，如速度等等。在此同時，並且利用所獲得 之各種相關參數決定出實際在顯示器上顯示的位置，並且 利用各碎片所共用之碎片圖像加以顯示，直至碎片的預設 存留時間為止。在存留時間之後，便依序清除先前所顯示 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ϋ— m i^n ^^^^1 em ^^^^1 - *3^ 、vs (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ， 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 A7 __406247_b7 五、發明説明（5 ) 的各爆炸圖像，回復到正常的顯示狀態。以下舉一運用3D 遊戲之實施例詳細說明本發明之詳細内容，然而，對於熟 知此技藝者而言，利用相同之顯示技術，可以應用在其他 需要顯示爆炸效果之場合中。 第1圖表示本發明實施例中之硬體架構方塊圖。如圖 所示，系統硬體架構中包括了中央處理器1、數學邏輯運 算單元3、儲存裝置5、輸入裝置7、顯示器驅動器9和 顯示器10。中央處理器1係為系統之中央控制單元，用以 執行遊戲主程式，同時也包括控制本實施例中實現爆炸視 覺效果的處理程式。數學邏輯運算單元（Arithmetic Logic Unit, ALU)3是用來處理碎片飛濺時所需要計算的運動模 型。儲存裝置5則可利用DRAM等等記憶體加以實施，用 以儲存進行之遊戲程式，同時也包括各碎片之相關記錄和 實際顯示之碎片圊像。輸入裝置7則是提供使用者進行遊 戲之操作控制，如滑鼠、鍵盤和搖桿等等。顯示器驅動器 9則是用來驅動顯示器10如何顯示之驅動裝置，因此，根 據遊戲程式之進行，便可以透過顯示器驅動器9，使顯示 器10出現所需要的晝面。上述之本實施例系統之硬體架 構，可以採用一般個人電腦，或是特定規格的電視遊樂器 來加以實施。 如前所述，本實施例中的爆炸視覺效果處理方法，是 利用預先設定之運動模型，以及相關於各碎片之虛擬物件 資料記錄來實現。所以在說明本實施例之爆炸視覺效果處 理方法之前，先就本實施例所使用之虛擬物件資料記錄、 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） ---------袭------ΐτ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 406247
五、發明説明（ό) --- 爆炸時所採用的運動模型以及碎片囷像分別加以說明。 經濟部中央標準局貞工消费合作社印11 碰撞例中，所謂的虛擬物件是指對打遊戲中兩方 撞時的接觸點，然而在其他的應用中，亦可以是某 =顯不之物趙，如炸彈爆炸和車輛碰撞等等。在顯示此虛 物件的爆炸效果時，是將其模擬成複數個碎片，並將碎 片依據預先設定的方式計算其移動效果，顯示出來。因此， 此虛擬物件的各碎片必須具有某些特定的性質，所以在本 實施例中’虛擬物件資料結構中包括兩種記錄，第一種稱 之為碎片群屬性記錄，用以記錄各碎片的共用資料第二 =之為碎片屬性記錄’則是分別用以記錄各碎片的特定 第2圏表示本實施例中，對應於虛擬物件在爆炸後所 產生之各碎片之碎片屬性記錄20之結構。如囷所示，每個 碎片屬性記錄20中包括位置資料201、速度資料2〇2、縮 放比資料203、風力資料2〇4和隨機外力205。位置資料 201表示對應碎片所處的3D位置，其可以利用相對於虛擬 物件的距離來加以表示，或是利用座標值來加以表示。速 度資料202表示對應碎片在3D空間中的速度，其可以利 用向量方式加以表示。另外’在此碎片屬性記錄20被初始 化時’可以在此速度資料202中填入預設或隨機的初始速 度。縮放比資料203則是表示碎片圖像和爆炸進行中的碎 片圖像（可能放大或縮小）之比例。這是因為在爆炸進行中 有將同—個碎片圖進行縮放，以增加其多變性。至於風力 資料204和隨機外力因素205則是屬於模擬真實碎片運動 本紙張尺度適用中國)娜（ H' nn it m. m· am ^^^1 - -t (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} A7 B7 406247 五、發明説明（7 ) 的參數，其會在下述的運動模式中引用而影響對應碎片的 速度，藉以強化模擬所得之效果。 第3圖則是表示在本實施例中，對應於各碎片之碎片 群屬性記錄30之結構。如圖所示，碎片群屬性記錄30中 包括下列資料：碎片群存留時間301 、碎片群致能旗標 302 、碎片圖像指標303 、碎片個數304 、碎片指標 305(1)〜305(N)和對應之碎片屬性記錄指標 306(1)〜306(N)。碎片群存留時間301是表示此一爆炸效果 所存在的時間長度，當時間愈長時，表示各碎片影像存留 在顯示器10上的時間愈長。碎片群致能旗標302則是表示 是否可以在顯示器10上看到各碎片群，當此碎片群致能旗 標302被致能時，便表示可以在顯示器10上看到爆炸的效 果。碎片圖像指標303則為一指標(point)資料，用來指向 在儲存裝置5中存放碎片圖像的位址。如前所述，本實施 例中的所有碎片是採用同一個碎片圖像。但是在實際顯示 時，由於旋轉及縮放的特效作用，可以使得各碎片呈現出 各種不同的視覺效果。碎片個數304則是指出此一爆炸效 果中所產生之碎片總個數，在初始化碎片群屬性記錄30 時，可以利用固定或隨機方式產生碎片個數304，或是根 據其他進行遊戲時的參數，如撞擊的輕重程度或是接觸面 積的大小來決定，本實施例中並不特別加以限定。碎片指 標305(1)〜305(N)則是分別指向各個碎片的指標，碎片屬性 記錄指標306(1)〜306(N)則是分別指向上述各碎片屬性記 錄20的指標。至於上述碎片屬性記錄20和上述碎片群屬 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） u· - - H - - m 1^1 ^^1 > , In I— In m nn n 0¾ 、T (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 406247
發明説明（8) ii記錄3G的實際應用方式’則配合說明本實施例之爆炸視 覺效果處理方法一併詳加解釋。 以下則是針對各碎片的運動模型加以說明 ，至於各運 動模型在顯示爆炸效果時所進行之運算，則可關用中央 處理器1或者是數學邏輯運算單元3來執行。在本實施例 中所採用的碎片運動模型以下列公式⑴表示： v = fr + acc X distance + wind x ttl x ttl (1) 其中，fr表示隨機外力因素，可由碎片屬性記錄2〇 中獲得； acc表不加速度，是重力加速度和其他加速度的合成； distance表示對應碎片距離系統中心的距離； wind表示風力’可由碎片屬性記錄2〇中獲得；以及 ttl表示對應碎片已存留之時間，亦即自爆炸開始至此 時之時間長度。 利用公式（1)的運動模型，可以隨著模擬爆炸的進行， 而計算出所有碎片的速度，進行根據目前速度以及先前的 位置’利用一般的力學原理，計算出對應的目前位置。對 於熟知此技藝者而言，上述公式（1)用以計算模擬爆炸後所 有碎片的運動方式僅為一例，在實際應用時，設計者可以 根據中央處理器1或數學邏輯運算單元3處理運動模式中 數學公式的能力，以及應用上需要表示真實程度，來調整 所採用之運動模式公式，仍然適用於本發明之技術内容。 最後特別需要說明的部分，即為本實施例中所採用之 碎片圖像部分。與習知技術不同之處，在於本實施例所採 I:--------袭------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾率局貝工消費合作社印製
本紙 (CNS > A4%4M 210 X297公嫠） A7 B7 406247 五、發明説明（9 ) 用的碎片圖像是被所有碎片所使用。為了避免習知爆炸效 果中的重複性過高的缺點，因此在本實施例中，利用與一 般3D人物所構成的多邊形結構，來組成爆炸效果，可參 考第4圖。第4圖表示本實施例中，利用多邊形構成爆炸 效果之立體示意圖。如第4圖所示，四邊形（41、42、43、 44、45)當做爆炸的基本元素，而在每個四邊形中則是貼 上預先由美工人員所畫出的火焰圖形，其他的部分則是為 透明的屬性。所以，可以給人在3D環境下不規則形狀的 感覺，不再是單調的四邊形。另外，圖中各四邊形的箭點 部分代表此四邊形的法向量，其與對應的四邊形為垂直關 係。因此可清楚了解，以四邊形為基礎，將其在3D環境 中任意旋轉，可以模擬出爆碎片的效果。所以在本實施例 中，僅需要利用一個碎片圖像即可模擬出多變化的爆炸效 果。在本實施例中，共用的碎片圖像為一個32點x32點的 四邊形貼圖，所需要的記憶體大小為1024 bytes，大約為 1K的記憶體。與上述的習知技術相比，可以發現所需要的 記憶體空間已經大幅的縮小，此正是本發明所欲達到的目 的。 以下利用第5圖，詳細描述本實施例之處理方法。第 5圖表示本實施例中，在顯示器上實現爆炸視覺效果之處 理方法之詳細流程圖。一開始設計者必須決定碎片的運動 模型（步驟S1)，以本實施例而言即為公式（1)。如前所述， 運動模型中所採用的計算公式，可以根據實際應用環境和 應用需求而決定。接著，在進行遊戲時，出現需要產生爆 , 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） l·— i ί ί I tm ί ^—^1 m 0¾-β (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 A7 406247 五、發明説明（i〇 ) 炸效果的情況時，即進行以下之步驟。首先，初始化上述 之碎片群屬性記錄30以及各碎片屬性記錄20(步驟S2)， 在初始化的過程中，碎片屬性記錄20中的初始速度202以 及碎片群屬性記錄30中的存留時間301和碎片個數304， 如上所述，可以利用預定或者隨機的方式加以產生。接著， 將碎片群屬性記錄30中的致能旗標302設定為致能狀態， 並且更新記錄中資料（步驟S3)。此時，由於致能旗標302 為致能狀態，所以開始能夠將所建立的各碎片圖像顯示在 顯示器10上。以下之處理分為二個部分，第一部分包括步 驟S4至步驟S7，用來在設定之存留時間内顯示各碎片圖 像，第二部分則包括步驟S8至步驟S11，用來清除所有的 碎片圖像。 在顯示碎片圖像的步驟中，首先，判斷目前的碎片存 留時間是否大於零（步驟S4)，如果大於零，表示必須持續 顯示碎片圖像在顯示器10上。接著，接立碎片群中的單個 碎片（步驟S5)，再依據公式（1)所提供的運動模型公式，更 新各碎片的速度屬性，進而更新各碎片的位置屬性（步驟 S6)。在此步驟中，控制程式可以利用碎片群屬性記錄30 的各碎片屬性記錄指標306(1)〜306(N)來得到實際碎片屬 性記錄20的位址，藉此，獲致對應的風力資料204和隨機 外力因素205，用以計算出對應的速度。利用所獲得的速 度，可以進而決定出對應碎片的實際位置。最後，利用所 獲得之實際位置，決定出在顯示器1〇上的顯示位置；並且 藉由更新後的縮放比資料203，決定碎片圖像所顯示的大 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） HI- ^^^1 nn tn n fn^i ^^1 > < In l I In 一^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印51 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 406247 五、發明説明（11 ) 小。透過顯示器驅動器9，將對應的各碎片圖像顯示在顯 示器10上（步驟S7)。在此同時，各記錄的資料可以依據計 算結果更新，並且回到步驟S4。因此，上述顯示碎片圖像 的處理步驟，會在存留時間内持續進行，直至存留時間結 束為止。 在結束存留時間之後，接著即是清除顯示器10上所顯 示的所有碎片。首先，判斷是否已經清除了所有碎片（步驟 S8)，若尚未完全清除，即依序去除碎片群的單個碎片（步 驟S9)，並且利用上述的方式，更新各碎片的速度等等屬 性（步驟S10)，以便保持爆炸視覺效果上的連續性。最後， 將去除碎片效果顯示在顯示器10上（步驟S11)，在此同 時，其他尚未清除的碎片亦會根據步驟S10所得之更新資 料，改變顯示的狀態。上述步驟執行直到完全去除所有的 碎片為止。在完成清除碎片的處理後，初始化各記錄中的 資料(S12)，便結束這部分的控制程序。 透過上述的處理方法，本實施例可以利用較少的記憶 體空間，製作出更生動多變的爆炸效果。另外，在本實施 例中，碎片屬性記錄20中的縮放比資料203是適用於3D 環境的資料，當利用本發明之技術在2D的環境中時，則 可以省略此一部分的資料。另外，風力資料204和隨機外 力因素205是根據現實環境而增加的參數，熟知此技藝者 可以依不同之應用而增加或減少這樣的參數，仍不脫離本 發明之精神。 第6圊至第8圖例示利用本發明之爆炸視覺效果處理 13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2!0'〆297公釐） -I : . !.1 I—I In I ... ...... -I ' > —II I—-I 1^1 ^1.1 ml (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 406247 五、發明説明（12 ) 方法所得之實際畫面示意圖。在第6圖中，表示對打的雙 方產生碰撞；在第7圖中，透過本實施例所揭露之處理方 法，產生所需要的爆炸視覺效果；而在第8圖中，碎片的 存留時間結束，於是依序清除畫面上的碎片圖像。藉由第 6圖至第8圖可知，在視覺效果上，本實施例所揭露之處 理方法可以表示更生動多變的畫面，而且不會出現重複的 畫面，同時儲存畫面的記憶體亦可以大幅度的縮小，更增 加其應用上的價值。 本發明雖以一較佳實施例揭露如上，然其並非用以限 定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 ^ϋ· n^i ^^^1 \ - —^^1 ί ^^^1 ^^^1 ^ ^ . US. 、言 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公嫠）