專利名稱：圖象生成裝置和圖象生成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖象生成裝置和圖象生成方法，特別是涉及適合于在虛擬三維空間中隨著故事的進(jìn)行與游戲者交互地展開的情景游戲(RPG)等的圖象生成裝置和圖象生成方法。
背景技術(shù)：
隨著近年來的計算機(jī)圖形技術(shù)的發(fā)展，不管業(yè)務(wù)用還是家庭用的模擬裝置和游戲裝置都廣泛普及起來。作為這樣的游戲裝置的一個類型，例如情景游戲(以下稱為RPG)在虛擬三維空間(被稱為虛擬游戲空間)中，使一個故事開始，在該故事的各個主要部分，模仿游戲者的角色進(jìn)行預(yù)定的游戲，根據(jù)該游戲結(jié)果，每次一邊改變游戲展開，一邊進(jìn)行游戲。而呈現(xiàn)與其他的簡單競爭游戲和格斗游戲不同的趣味，因此得到好評。
進(jìn)行該RPG等的游戲裝置，為了一邊確保游戲性一邊進(jìn)行大量的游戲運算，而進(jìn)行以下各種圖象處理。
在第一處理中，可以舉出例如根據(jù)游戲者進(jìn)行游戲的時刻而使天空的顏色和模樣變化的方法。該處理這樣進(jìn)行例如，游戲裝置內(nèi)的CPU根據(jù)內(nèi)置時鐘的時鐘值，參照表來讀出表示天空的背景的圖象數(shù)據(jù)或者參數(shù)，顯示該讀出的圖象數(shù)據(jù)，或者，顯示與讀出的參數(shù)相對應(yīng)的圖象數(shù)據(jù)。由此，創(chuàng)造出所形成的實際游戲空間，提高游戲者的興趣。
作為第二處理，在進(jìn)行RPG的游戲裝置的情況下，在成為游戲展開點的位置(主要部分)，接受游戲者的操作信息，而交互地執(zhí)行動作游戲(手動方式)，另一方面，需要按RPG的性格進(jìn)行故事，因此，連接這些主要部分的故事由裝置的CPU強(qiáng)制地執(zhí)行(自動方式)。由此，雖然是RPG，也確保了其故事性。
作為第三處理，與游戲裝置的圖象顯示相關(guān)，由多邊形數(shù)據(jù)形成和顯示目標(biāo)。為此，多邊形的數(shù)量越多，用于運算顯示狀態(tài)的運算量越大，從而使CPU的處理變重。因此，一般而言，對于監(jiān)視器的顯示范圍外即位于從游戲空間上的虛擬攝象機(jī)視點所見到的視野范圍以外的對象，不進(jìn)行顯示。而且，在三維(多邊形)顯示的情況下，對于在畫面上位于預(yù)定距離以上的遠(yuǎn)處的對象，執(zhí)行不運算其顯示數(shù)據(jù)的剪輯處理。而且，使用Z值分類法，以形成對象的多邊形單位來執(zhí)行當(dāng)從視點來看時不顯示處于某個多邊形的陰影中的多邊形的處理即陰面處理。
作為第四處理，大多需要提供RPG等的游戲環(huán)境，因而有布置建筑物(家居、倉庫、廢墟等)內(nèi)的房間(隔開的空間)的工作。該布置工作決定在房間的哪個位置上配置哪個對象，預(yù)先布置全部的房間，在存儲器中存儲該布置數(shù)據(jù)。而且，在RPG等的游戲中，當(dāng)以多邊形制作角色移動的地圖(洞窟、隧道等)的情況下，以各多邊形為單位預(yù)先進(jìn)行形狀等設(shè)定，作為多邊形數(shù)據(jù)存儲在存儲器中。
通過上述各種圖象處理，實際提供臨場感豐富的圖象，并且，在根據(jù)確保一定的游戲性的需要的基礎(chǔ)上，具有一定的效果，在這點上還不能說是足夠的。
例如，通過根據(jù)時刻等來改變上述天空的顏色和模樣的第一圖象處理，能夠在某種程度上給游戲者提供中午還是晚上等的時間感覺。但是，僅通過天空的顯示形態(tài)的控制，還不能決定屋外的自然環(huán)境，而要求顯示出更實際的自然環(huán)境。
而且，在第二圖象處理的情況下，由于需要預(yù)先決定作為RPG的故事性(自動方式)與進(jìn)行動作游戲的動作性(手動方式)的比率，則游戲者根據(jù)此時的情緒而改變的靈活性是不夠的，游戲裝置的提供者在制造后根據(jù)市場的特性等來變更該比例來出廠的通用性上欠缺。與游戲者之間，實時處理的游戲即手動方式的時間帶的長度取決于游戲的難度的一個因素，因此，與游戲難度的設(shè)定相對應(yīng)的選擇分支變少。
而且，與第三圖象處理相關(guān)，僅通過多邊形數(shù)據(jù)的剪取和陰面處理，伴隨著顯示/不顯示的判斷的運算量仍然較多，而提出了減輕運算負(fù)荷并改善處理的高速性等的要求。
例如，在情景游戲中，設(shè)想這樣的場景在大廈林立的樓群中，怪獸神出鬼沒，與游戲者交戰(zhàn)。各個大廈在由多邊形數(shù)據(jù)制作的對象中，作為背景的一部分來處理，怪獸作為由多邊形數(shù)據(jù)制作的角色目標(biāo)之一來處理。該場景的情況下，當(dāng)怪獸位于大廈之前時，即使必須把樓群作為背景來進(jìn)行用于顯示怪獸的透視圖的處理，在怪獸隱藏到大廈后的情況下，也不需要顯示怪獸。但是，在現(xiàn)有的陰面裝置的情況下，對于隱藏在陰影中的怪獸和大廈，通過Z分類法，按多邊形單位來求出Z值，必須對它們進(jìn)行比較。該對象間的多邊形單位下的Z值比較使運算量顯著增大。這樣，當(dāng)伴隨著陰面處理的負(fù)荷較重時，在不提高CPU的處理能力本身的情況下，削弱了能夠提供給其他的游戲運算的運算能力。而且，即使通過Z分類法能夠減輕透視圖處理量，該前階段的幾何學(xué)處理依然不能減輕，因此，難以進(jìn)行充分地圖象顯示。
而且，在第四圖象處理的情況下，房間布置工作的工作量巨大。因此，采用這樣的方法不能進(jìn)入沒有事件發(fā)生的房間或者使各房間具有相同布置，來謀求作業(yè)的簡化，但是，會使游戲者感覺非常不自然。雖然能夠?qū)Σ贾米鳂I(yè)進(jìn)行某種程度圖形化，但如果房間的環(huán)境相似，制作相同的房間等，會成為削弱對游戲的趣味感的一個因素。而且，在地圖的制作時，當(dāng)?shù)貓D變大時，該制作所需要的工作量變得巨大，就需要確保有大的存儲容量的存儲器。而且，當(dāng)存儲器和傳輸線路與盤媒體和電話線路等相比具有較低的讀出速度或者存儲讀出的數(shù)據(jù)的存儲器的存儲容量較小時，相應(yīng)的讀出時間和讀出次數(shù)變多，處理變多，而使游戲者得不到滿足。
鑒于這種現(xiàn)有技術(shù)的狀況，本發(fā)明的主要目的是提供一種游戲，大大降低用于對象的顯示·不顯示的判斷的運算量，并且，大幅度減少房間的布置等的工作量，同時，真實感和臨場感豐富，并且，能夠根據(jù)游戲者的愛好等來改變游戲的難度。
詳細(xì)地說，第一具體目的是考慮距對象和背景的視點的位置關(guān)系，通過簡單的處理，來大幅度減少伴隨著對象的顯示·不顯示的判斷的運算量。
第二具體目的是對于需要進(jìn)行房間的布置和地圖的制作的游戲，使其作業(yè)量顯著減少，同時，能夠執(zhí)行活現(xiàn)模擬人類社會的感覺的布置和制作。
第三具體目的是提供能夠更精細(xì)地表現(xiàn)屋外的自然環(huán)境的時間上的變化而更真實地改善臨場感的游戲。
第四具體目的是與RPG相關(guān)，能夠根據(jù)游戲者的愛好和出廠時的市場的情況來改變RPG的難度。
發(fā)明概述為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明按以下這樣構(gòu)成第一發(fā)明提供一種圖象生成裝置，形成由多邊形數(shù)據(jù)所制作的后部目標(biāo)作為虛擬三維空間的背景的一部分，在該虛擬三維空間中，從能夠移動的視點捕捉并生成使由多邊形數(shù)據(jù)所制作的角色目標(biāo)移動時的圖象，其特征在于，包括控制裝置，在從上述視點所見到的視野內(nèi)，僅當(dāng)上述角色目標(biāo)位于從該視點看到的上述后部目標(biāo)附近的空間時，才把該角色目標(biāo)納入顯示對象中。
在該構(gòu)成中，例如，上述控制裝置包括視野運算裝置，運算從上述視點看到的視野；指定裝置，指定位于上述視野內(nèi)并且從上述視點看到的上述后部目標(biāo)；判斷裝置，從上述視野內(nèi)由上述指定裝置所指定的上述后部目標(biāo)來判斷上述角色目標(biāo)位于上述視點側(cè)的空間內(nèi)；顯示對象形成裝置，僅當(dāng)由上述判斷裝置判斷為上述特定狀態(tài)時，把上述角色目標(biāo)納入顯示對象中。
上述指定裝置包括模型化裝置，把上述后部目標(biāo)模型化為一定形狀的后部目標(biāo)模型Z值運算裝置，運算該后部目標(biāo)模型與上述視點之間的Z值；緩沖器，把顯示畫面對應(yīng)于模擬分割的多個區(qū)域；探索裝置，分別經(jīng)過上述多個區(qū)域內(nèi)的至少一條線的區(qū)域，來從上述視點探索上述后部目標(biāo)模型；Z值存儲裝置，把由該探索裝置所最初探索的上述后部目標(biāo)模型的上述Z值存儲到上述緩沖器的對應(yīng)的存儲區(qū)域中。上述判斷裝置包括另一個模型化裝置，把上述角色目標(biāo)模型化為一定形狀的模型；另一個Z值運算裝置，運算該角色目標(biāo)模型與上述視點之間的Z值；計算裝置，把上述角色目標(biāo)模型的Z值與存儲在上述緩沖器中的上述Z值進(jìn)行比較，來算出上述特定狀態(tài)。
在此情況下，上述模型化裝置是這樣的裝置把由上述后部模型形成的立體的代表點和相當(dāng)于從該代表點到最遠(yuǎn)的該模型的端部的距離的半徑所定義的球狀的模型作為上述一定形狀的模型。上述另一個模型化裝置是這樣的裝置把由上述角色模型形成的立體的代表點和相當(dāng)于從該代表點到最遠(yuǎn)的該模型的端部的距離的半徑所定義的球狀的模型作為上述一定形狀的模型。
而且，上述模擬的區(qū)域是把上述顯示畫面分割成棋盤方格狀的區(qū)域，上述至少一條線的區(qū)域由把該棋盤方格狀的區(qū)域在正側(cè)面方向上橫截斷的一列形成的區(qū)域。上述一列區(qū)域例如是與從上述視點看的視平線的高度大致對應(yīng)的一列的區(qū)域。最好，上述Z值存儲裝置是這樣的裝置對于由上述探索裝置不能探索的上述后部目標(biāo)模型的上述區(qū)域，把與預(yù)先設(shè)定的某個預(yù)定遠(yuǎn)方距離相對應(yīng)的默認(rèn)值作為上述Z值來進(jìn)行存儲。
例如，上述后部目標(biāo)可以有多個，配置在上述虛擬三維空間中。上述后部目標(biāo)可以是真實空間中的人工構(gòu)造物。
而且，第二發(fā)明提供一種圖象生成方法，形成由多邊形數(shù)據(jù)所制作的后部目標(biāo)作為虛擬三維空間的背景的一部分，在該虛擬三維空間中，從能夠移動的視點捕捉并生成使由多邊形數(shù)據(jù)所制作的角色目標(biāo)移動時的圖象，其特征在于，運算從上述視點看到的視野，指定位于上述視野內(nèi)并且從上述視點看到的上述后部目標(biāo)，從在上述視野內(nèi)所指定的上述后部目標(biāo)來判斷上述角色目標(biāo)是否位于上述視點側(cè)的空間內(nèi)，僅當(dāng)被判斷為上述特定狀態(tài)時，把上述角色目標(biāo)納入顯示對象中。
第三發(fā)明提供一種圖象生成裝置，生成加入了虛擬三維空間中的虛擬氣象環(huán)境的圖象，其特征在于，包括指定裝置，每隔一定時間指定上述三維空間內(nèi)的目前的攝象機(jī)位置和目前時刻；控制裝置，對應(yīng)于由該指定裝置所指定的攝象機(jī)位置和目前時刻，控制至少構(gòu)成顯示畫面的背景的一部分的天空、氣候和氣候程度。
第四發(fā)明提供一種圖象生成裝置，在虛擬三維空間內(nèi)要求配置虛擬的部件成分而構(gòu)成的完成成分的圖象，其特征在于，包括存儲裝置，至少預(yù)先存儲上述部件成分的種類、屬性、配置環(huán)境的差別和與其對應(yīng)的參數(shù)；選擇裝置，指定上述參數(shù)來選擇上述部件成分；配置裝置，以模擬人類的感覺的算法來配置該選擇的部件成分，而構(gòu)成上述完成成分。
第五發(fā)明提供一種圖象生成裝置，在虛擬三維空間中生成虛擬的情景游戲的圖象，其特征在于，包括方式比率選擇裝置，能夠選擇游戲者實時進(jìn)行上述情景游戲的手動方式的時間長度和在裝置側(cè)強(qiáng)制進(jìn)行該情景游戲的自動方式的時間長度的方式比率。最好，上述方式比率選擇裝置是在該圖象生成裝置出廠時預(yù)先選擇上述方式比率的裝置或者是游戲者在上述情景游戲開始時選擇上述方式比率的裝置。
附圖的簡要說明圖1是表示作為本發(fā)明一實施例的圖象生成裝置的游戲裝置中的游戲處理板的電氣方框圖；圖2是顯示屋內(nèi)布局的程序的概要流程圖；圖3是說明屋內(nèi)布局的圖；圖4是說明方式比率選擇程序的概要流程圖；圖5是說明方式比率表的模式圖；圖6是顯示RPG程序的概要流程圖；圖7是顯示氣候處理的子程序的概要流程圖；圖8是說明氣候表的模式圖；圖9是例示氣候數(shù)據(jù)的格式的圖；圖10是顯示后部剪輯處理的子程序之一部分的流程圖；圖11是顯示后部剪輯處理的子程序之一部分的流程圖；圖12是說明視點、視野、目標(biāo)及目標(biāo)模型在世界坐標(biāo)系(游戲空間)的X-Z平面上的位置關(guān)系的圖；圖13是說明目標(biāo)的球狀模型的模型化的圖；圖14是說明顯示畫面一例的圖；圖15是說明顯示畫面、該畫現(xiàn)對應(yīng)的分割區(qū)域、及目標(biāo)模型的位置關(guān)系的圖；圖16是說明本發(fā)明所適用的第二硬件方框圖。
實施發(fā)明的優(yōu)選形態(tài)以下，參照


本發(fā)明的一個實施例的游戲裝置。再有，按照進(jìn)行RPG(情景游戲)的形態(tài)來說明該游戲裝置，但本發(fā)明的游戲裝置執(zhí)行的游戲內(nèi)容并不限于RPG，根據(jù)權(quán)利要求范圍記載的主要宗旨，可適用于格斗游戲、球技游戲等適宜的游戲。
圖1表示本實施例的游戲裝置的方框圖。該游戲裝置配有游戲處理板10、輸入裝置11、輸出裝置12和電視監(jiān)視器13。輸入裝置11是輸入作為游戲開始準(zhǔn)備的后述方式比率選擇信息，同時輸出用于情景游戲的手動方式的操作信息的由游戲者使用的裝置，配有操作桿、操作按鈕、雙U交換開關(guān)等。輸出裝置12配有進(jìn)行與游戲有關(guān)的顯示器、各種燈。
如圖所示，游戲處理板10除了圖中未示出的時鐘以外，配有計數(shù)器100、CPU(中央運算處理裝置)101、ROM 102、RAM 103、后部剪輯緩沖器103A(behind clipping buffer)、音響裝置104、輸入輸出接口106、滾動數(shù)據(jù)運算裝置107、協(xié)處理器(輔助運算處理裝置)108、圖形數(shù)據(jù)ROM 109、幾何器(ジオメタライザ)110、形狀數(shù)據(jù)ROM111、掃描裝置112、紋理數(shù)據(jù)ROM 113、紋理圖RAM 114、幀緩沖器115、圖象合成裝置116和D/A轉(zhuǎn)換器117。
在其內(nèi)部，CPU 101通過總線與存儲預(yù)定程序和圖象處理程序的ROM 102、存儲運算數(shù)據(jù)的RAM 103、音響裝置104、輸入輸出接口106、滾動數(shù)據(jù)運算裝置107、協(xié)處理器108和幾何器110連接。RAM103具有作為緩沖器的功能，用于對幾何器的各種指令的寫入(目標(biāo)顯示等)、各種運算時的必要數(shù)據(jù)的寫入等。
輸入輸出接口106與輸入裝置11和輸出裝置12連接，輸入裝置11的操作信號作為數(shù)字量被取入CPU 101。音響裝置104通過功率放大器105與揚聲器14連接。由此，由音響裝置104生成的聲音信號被功率放大，從揚聲器14中作為聲音輸出。
CPU 101根據(jù)ROM 102中存儲的程序，讀入來自輸入裝置11的操作信號和來自地形數(shù)據(jù)ROM 109的地形數(shù)據(jù)或來自形狀數(shù)據(jù)ROM111的形狀數(shù)據(jù)(‘角色’和‘地形、天空、各種結(jié)構(gòu)物等的背景’等三維數(shù)據(jù))，進(jìn)行包括角色的運動狀況計算(模擬)和特殊效果計算的運算。
運動狀況計算是模擬虛擬三維空間(游戲空間)中的角色運動狀況動作的計算。就進(jìn)行該計算來說，在決定虛擬三維空間中的角色的多邊形坐標(biāo)值后，把用于將該坐標(biāo)值變換成二維視野坐標(biāo)系的變換矩陣和形狀數(shù)據(jù)(多邊形數(shù)據(jù))指定在幾何器110中。地形數(shù)據(jù)ROM 109與協(xié)處理器108連接，預(yù)定的地形數(shù)據(jù)被供給協(xié)處理器108和CPU101。協(xié)處理器108主要承擔(dān)浮點運算。因此，利用協(xié)處理器108來實施各種判定，將該判定結(jié)果提供給CPU 101，可以減輕CPU的運算負(fù)荷。
幾何器110與形狀數(shù)據(jù)ROM 111和掃描裝置112連接。如上所述，在形狀數(shù)據(jù)ROM 111中，預(yù)先存儲多個多邊形構(gòu)成的形狀數(shù)據(jù)(由各頂點構(gòu)成的角色、地形、背景等三維數(shù)據(jù))。該形狀數(shù)據(jù)被傳遞給幾何器110。幾何器110用CPU 101傳送的變換矩陣把指定的形狀數(shù)據(jù)進(jìn)行透視變換，獲得從虛擬三維空間中的坐標(biāo)系變換成視野坐標(biāo)系的數(shù)據(jù)。
掃描裝置112在變換的視野坐標(biāo)系的形狀數(shù)據(jù)中粘接紋理，輸出給幀緩沖器115。為了進(jìn)行該紋理的粘接，掃描裝置112與紋理數(shù)據(jù)ROM 113和紋理圖(texture map)RAM 114連接，同時還與幀緩沖器115連接。
再有，多邊形數(shù)據(jù)指由多個頂點集合構(gòu)成的多邊形(多角形這樣是三角形、四角形)的各頂點的非相對的絕對坐標(biāo)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)組。在所述地形數(shù)據(jù)ROM 109中，存儲在執(zhí)行預(yù)定判定(相應(yīng)判定等)上充分的比較粗地設(shè)定的多邊形數(shù)據(jù)。與此相對，在形狀數(shù)據(jù)ROM 111中，存儲與構(gòu)成對手、背景等畫面的形狀有關(guān)的更細(xì)致地設(shè)定的多邊形數(shù)據(jù)。
滾動數(shù)據(jù)運算裝置107計算文字等滾動畫面的數(shù)據(jù)(存儲在ROM102中)。該運算裝置107和幀緩沖器115通過圖象合成裝置116和D/A轉(zhuǎn)換器117至電視監(jiān)視器13。由此，幀緩沖器115中暫時存儲的角色、地形(背景)等多邊形畫面(模擬結(jié)果)和文字信息等滾動畫面根據(jù)指定優(yōu)先順序來合成，每隔一定時序生成最終的幀圖象數(shù)據(jù)。該幀圖象數(shù)據(jù)由D/A轉(zhuǎn)換器117轉(zhuǎn)換成模擬信號后被傳送至電視監(jiān)視器13，作為幀畫面顯示。
該游戲裝置通過以CPU 101為中心的下述運算處理來進(jìn)行情景游戲。
<形成房間的程序>
在本游戲裝置中，在作為工具應(yīng)用形成時，使形成房間的程序起動，進(jìn)行情景游戲中必要的假設(shè)房間的配置。再有，也可以使本房間形成的處理在應(yīng)用執(zhí)行中適時地起動。
通過該程序，建立基于考慮角色圖形的家具等的配置規(guī)則，并且是使用隨機(jī)數(shù)表來配置家具和生活用品等，在假設(shè)游戲空間中生成洋溢生活感的房間。
具體地說，如圖2所示，通過CPU 101的控制來執(zhí)行一連串的流動。首先，形成墻壁和家具等部分(步驟S1)。該部分越多效果越好。而且，設(shè)定在該房間中生活者的條件(步驟S2)。作為生活者的條件，例如可列舉出是男性還是女性、年齡、有無家庭、家庭結(jié)構(gòu)、健康狀態(tài)、經(jīng)濟(jì)狀況等。接著，將家具列表(步驟S3)。就是說，根據(jù)步驟S2中列舉的條件來列表家具。
接著，將房間分割成有各自特征的區(qū)域(步驟S4)。圖3(a)表示該分割例。在該圖的分割例情況下，主要放置家具的場所是1、3、4、6、7、9號區(qū)域。與8號區(qū)域有關(guān)，根據(jù)窗的狀態(tài)來改變。例如，在作為去陽臺的入口的情況下，就不放置物品，但可放置具有與窗戶最下端相同高度左右的家具。在5號區(qū)域的情況下，是日常生活的中心區(qū)域，作為家具，可設(shè)置餐桌。此外，由于2號區(qū)域是門使用的區(qū)域，所以通常不設(shè)置家具。通過該區(qū)域分割，如圖3(b)所示，可決定各區(qū)域的家具方向。1、3、7和9號區(qū)域可以根據(jù)方向2來選擇，4、6和8號區(qū)域僅可以選擇方向1，而且，5號區(qū)域為全方向(360°)。
接著，設(shè)定生活中心點(步驟S5)。對于該生活中心點來說，可朝向電視機(jī)和視頻裝置(最好是揚聲器)等。作為本實施例，生活中心點按第一為餐桌的中心、第二為沙發(fā)的中心(沒有餐桌的情況下)、第三為房間的中心(餐桌、沙發(fā)都沒有的情況下)的優(yōu)先順序來決定。再有，作為例外，在房間的生活者具有處于療養(yǎng)生活屬性的情況下，以床的枕頭位置作為中心來設(shè)定。
接著，配置家具(步驟S6)。作為家具配置信息(參數(shù))，例如按家具的分類床、柜、桌、餐桌、電視機(jī)、沙發(fā)等尺寸家具的長度、寬度、高度的尺寸使用時的必要空間長度、寬度、高度的尺寸占用空間(長度、寬度、高度的尺寸)×裕度可配置區(qū)域分割區(qū)域1號、3號等等級、對象年齡適當(dāng)?shù)臈l件來設(shè)定。
此外，配置規(guī)則如下設(shè)定。
1)配置場所(區(qū)域)按隨機(jī)數(shù)表來決定。通過改變隨機(jī)數(shù)表，可形成多個不同的房間。2)按尺寸大的家具順序來配置，舍棄不能進(jìn)入的空間。3)在周邊區(qū)域有空時，進(jìn)行區(qū)域擴(kuò)張?zhí)幚韥砼渲靡粋€區(qū)域中未納入的家具。擴(kuò)張的周邊區(qū)域被縮小。4)配置家具的結(jié)果，在區(qū)域中出現(xiàn)寬余的情況下，擴(kuò)張該部分的周邊區(qū)域。
最后，配置生活用品、墻壁目標(biāo)等(步驟S7)。具體地說，將食品、調(diào)料、食具、陳設(shè)品、文具、衣類等配置在各自種類的每個可配置區(qū)域中。此外，將掛鐘、繪畫、宣傳畫、日歷等配置在各自種類的每個可配置區(qū)域中。
利用以上房間形成程序，在窗戶和門前沒有配置家具，此外，根據(jù)家具的種類，可以設(shè)定基本上要配置的區(qū)域(例如，房間的角落、墻壁邊、中央、頂棚等)。而且，在設(shè)定表示每個房間特征的參數(shù)(整頓、雜亂、廢墟、倉庫等)中，可以指定配置該參數(shù)。再有，也可以調(diào)整隨機(jī)數(shù)表，以便具有這樣的特征。其結(jié)果，由于以往整個房間作為一個對象來使用，所以在預(yù)備多個房間時需要花費很多工夫，但按照本實施例，可以簡單地在短時間配置多個房間，而且，確實可以反映出各個配置中角色的模擬感覺。例如，很少將餐桌和椅子等配置在墻壁邊和房間的角落上，相反地，將床和柜等大的家具配置在墻壁邊和房間的角落上。此外，由于本實施例的配置規(guī)則不是從圖形中選擇，所以幾乎沒有形成完全相同房間的可能性，可以在極短的時間內(nèi)形成多種房間。該規(guī)則還可以適用于映射數(shù)據(jù)的形成。
<主程序處理>
下面，說明本實施例的游戲裝置的CPU 101執(zhí)行的主程序。該主程序包括游戲開始前與游戲者之間進(jìn)行交互式處理的方式比率選擇程序，和在此后執(zhí)行的情景游戲(RPG)處理程序。
首先，根據(jù)圖4和圖5說明方式比率選擇程序。再有，該方式比率也可以是軟件設(shè)計者預(yù)先根據(jù)出廠時的市場趨向(例如，家庭使用還是辦公使用，或出口其它國家)來提前設(shè)定。
首先，CPU 101判斷從輸入裝置11可否提供方式比率選擇信息(步驟S11)。如果提供該信息，那么按照其內(nèi)容來參照‘方式比率表’，選擇比率方式(步驟S12)。如圖5所示，在方式比率表中，比率方式A～C按RPG的難度的高、中、低來設(shè)定。難度高的比率方式A的RPG的實時進(jìn)行方式的手動方式時間T2比自動進(jìn)行方式的自動方式時間區(qū)域T1長，中等難度的比率方式B的手動方式時間TO與自動方式時間區(qū)域TO相等，而且，難度低的比率方式C的手動方式時間T1比自動方式時間區(qū)域T2短。于是，用手動方式的時間長度的比例可以調(diào)整RPG的難度。
另一方面，在步驟S11中，在未輸入來自游戲者的方式比率選擇信息的情況下，CPU 101強(qiáng)制地分配中等難度的比率方式B(步驟S13)。
這樣，由于按照游戲者的喜好可以容易地設(shè)定RPG的難度，所以可以提高游戲者對游戲的興趣，此外，在另一方面，可以簡單提供與市場趨向和游戲?qū)ο笳叩哪挲g層等相一致的游戲等級的游戲裝置，可以使作為一臺裝置的互換性、通用性提高。
下面，根據(jù)圖6～圖15說明RPG處理程序。該處理程序在與顯示中斷同步的每半幀中(Δt＝1/60秒)由CPU 101反復(fù)執(zhí)行。
首先，CPU 101判斷RPG的當(dāng)前游戲進(jìn)行方式是否為自動方式(步驟S12)。而且，在自動方式的情況下，指令自動地進(jìn)行按照該方式預(yù)先設(shè)定的故事，等待直到下次處理(步驟S22)。該自動方式的顯示處理的顯示內(nèi)容可以自由地改寫，不限于完全的3D，其顯示形式也可以是電影方式。
與此相對，如果在步驟S21中判斷為否即為手動方式時，CPU 101通過輸入裝置11讀入供給游戲者的操作信息，根據(jù)該信息，如圖12所示那樣運算游戲空間上假設(shè)攝象機(jī)的視點位置和視野角度(步驟S23、S24)。接著，進(jìn)行角色目標(biāo)和背景(包括下述的后部目標(biāo))狀況的判定(步驟S25)。
此外，根據(jù)游戲情況，在一個游戲中RPG要素和動作游戲的要素進(jìn)行混合。這是因為具有寬范圍的游戲性，無論游戲者是多還是少都能進(jìn)行，但是在這樣的情況下，根據(jù)游戲的要素，由于操作方法也每次變化，所以對于游戲者來說存在必須去操作不擅長的游戲要素。因此，在進(jìn)行游戲時通過預(yù)先選擇游戲者熟悉的游戲要素或不擅長的游戲要素，在變?yōu)橛螒蛘呱瞄L的游戲要素的場面時切換成手動方式，相反地，在變?yōu)橛螒蛘卟簧瞄L的游戲要素時切換成自動方式，或者，即使是擅長的游戲要素，制作者有意想看的場面也變?yōu)樽詣臃绞剑词故遣簧瞄L的游戲要素，也可以進(jìn)行少量操作，以便可以調(diào)整切換時限和次數(shù)。
再有，角色目標(biāo)是在游戲空間內(nèi)被移動的目標(biāo)，由多邊形數(shù)據(jù)形成。此外，后部(behind)目標(biāo)形成背景的一部分，不僅可以移動，同樣由多邊形形成。作為一例，在假設(shè)采用進(jìn)入樓群的怪獸的手動方式場面的情況下，可以設(shè)法安排怪獸由角色目標(biāo)構(gòu)成，大樓(結(jié)構(gòu)物)由后部目標(biāo)構(gòu)成的場面。
再有，游戲的內(nèi)容除了RPG部分以外，還有武打部分，操作方法也會發(fā)生變化。也可以設(shè)定與這些游戲方式對應(yīng)的自動方式或手動方式。
接著，CPU 101執(zhí)行氣候處理的子程序(步驟S26)。根據(jù)圖7～圖9詳細(xì)說明該處理的一例。
CPU 101根據(jù)上次的時間分配處理判斷是否經(jīng)過了一定時間(這里為1小時)，在“否”(未經(jīng)過1小時)的情況下，原樣返回圖6的處理(步驟S26-1)。但是，在重復(fù)該處理的期間，經(jīng)過1小時，在變?yōu)椤笆恰钡呐袛鄷r，根據(jù)操作信息確定當(dāng)前的攝象機(jī)視點位置，此外，根據(jù)內(nèi)置時鐘的時鐘值確定當(dāng)前時刻(步驟S26-2)。而且，參照預(yù)先設(shè)定的氣候表來求出與該確定信息對應(yīng)的氣候信息(氣象環(huán)境信息)(步驟S26-3、4)。求出的氣候信息被傳送給幾何器110和滾動數(shù)據(jù)運算裝置107。
氣候表中的內(nèi)容是對游戲空間的每個預(yù)定區(qū)域(位置)設(shè)定的氣候，其設(shè)定內(nèi)容如圖8所示，詳細(xì)地設(shè)定為日期、每隔1小時時間的天空(背景)、氣象、氣象程度。其中，氣象的雨、陰、雪的狀態(tài)例如使用多個由多邊形構(gòu)成的目標(biāo)來顯示。霧由圖象模糊處理來顯示。此外，晴、陰由調(diào)整整個畫面的亮度來表現(xiàn)，而且隨時間來改變該亮度。再有，在該氣候信息中可以添加風(fēng)(包括方向)和風(fēng)力。在圖9中，表示對每個這樣的位置并且對每個時間設(shè)定的氣候信息的數(shù)據(jù)格式的結(jié)構(gòu)例。
在該氣候信息中，區(qū)域(位置)的單位可以設(shè)定在操作和角色按沒有場景切換源下可以連續(xù)移動的范圍中，也可以在任意位置切換。在這種情況下，可以進(jìn)行插值運算，以便在切換的邊界部分氣象條件不急劇變化。
因此，與以往那樣的僅在一定時間后改變天空(背景)的表現(xiàn)氣象環(huán)境的情況相比，可以更真實和細(xì)致地表現(xiàn)氣象環(huán)境。由此，現(xiàn)場感充分，并且可以提高對RPG各場面的游戲趣味。
然后，CPU 101執(zhí)行后部剪輯處理(圖6，步驟S27)。該后部剪輯處理的子程序的內(nèi)容在圖10、圖11中詳述。
這兩個圖的處理形成一連串的處理，由1)在最初分配時間時僅執(zhí)行一次的后部目標(biāo)和角色目標(biāo)的模型化處理A、B(圖10)；2)進(jìn)行后部目標(biāo)模型各個攝象機(jī)視野內(nèi)檢查的檢查處理C(圖10)；3)運算來自后部目標(biāo)模型各個攝象機(jī)視點的Z值的運算處理D(圖10)4)對后部剪輯緩沖器配置最前部的后部目標(biāo)模型的Z值的配置處理E(圖10)；5)進(jìn)行角色目標(biāo)模型各自攝象機(jī)視野內(nèi)檢查的檢查處理F(圖11)；6)運算來自角色目標(biāo)模型各自攝象機(jī)視點的Z值的運算處理G(圖11)；和7)根據(jù)Z值比較進(jìn)行的角色目標(biāo)顯示和不顯示指令處理H(圖11)構(gòu)成。
詳細(xì)地說，在模型化處理中，如圖12～圖15所示，根據(jù)頂點數(shù)據(jù)來運算多個設(shè)定的后部目標(biāo)OTa、OTb、OTc(例如大樓)和一個或多個角色目標(biāo)OTch的代表點(例如重心點)，此外，運算從該代表點至最遠(yuǎn)端部的距離，模擬地制成以代表點為中心并且以該距離為半徑的球狀的后部目標(biāo)模型MTa、MTb、MTc和角色目標(biāo)模型MTch。再有，不僅確定最遠(yuǎn)的部分，而且可以適當(dāng)決定相對于代表點的端部。主要按照目標(biāo)的形態(tài)來適當(dāng)決定。
此外，在檢查處理C中，逐一檢查游戲空間上的后部目標(biāo)模型MTa、MTb、MTc是否分別處于當(dāng)前的視野內(nèi)位置，存儲處于視野內(nèi)位置的后部目標(biāo)模型的識別號碼。由此，確定視野內(nèi)的模型，視野外的模型被從顯示對象中排除(剪輯)。
接著，在運算處理D中僅以處于視野內(nèi)判斷的后部目標(biāo)模型MTa、MTb、MTc作為對象，運算從攝象機(jī)視點至各模型的例如球表面或代表點的Z值(距離)。
接著，在配置處理E中，如圖15所示，將顯示畫面分割成模擬棋盤狀的多個區(qū)域(或單元)RG，使各區(qū)域RG和后部剪輯緩沖器103A的地址分別對應(yīng)。通常，攝象機(jī)視點在游戲者角色的后方，多數(shù)情況下大致水平地移動，以便從一定的高度追隨相同角色，由于基本沒有上下方向的視點移動，其中，在棋盤方格狀的區(qū)域內(nèi)，如果僅選擇與攝象機(jī)視平線大致一致的高度所對應(yīng)的橫方向1列的區(qū)域LN后，那么使形成該區(qū)域列LN的各區(qū)域RG和后部剪輯緩沖器103A的地址個別對應(yīng)。于是，考慮視點攝象機(jī)的動作和攝象機(jī)視平線并限定在橫方向1列上的情況盡量減少Z值探索和Z值比較的運算量。此外，一個區(qū)域RG的大小被設(shè)定為比一象素充分大的預(yù)定尺寸，粗略地進(jìn)行Z值探索和Z值比較，通過該比較也可減少運算量。
于是，如果橫方向1行LN部分區(qū)域RG的選擇結(jié)束，那么從視點通過各自的該區(qū)域RG實施對后部目標(biāo)模型MTa、MTb、MTc的Z值探索，最初探索的后部目標(biāo)模型的Z值被存儲在后部剪輯緩沖器103A對應(yīng)的地址中。在該探索中，在未探索后部目標(biāo)模型的情況下，將近的缺省值存儲在預(yù)定的無限遠(yuǎn)方。此外，在通過同一區(qū)域RG進(jìn)行探索時，在發(fā)現(xiàn)有多個后部目標(biāo)模型時，使最前面部分模型的Z值優(yōu)先。
其結(jié)果是，相對于圖15中方式地示出的橫方向一行部分的8個區(qū)域RG的Z值，從其左側(cè)探索缺陷值、模型MTb的Z值、模型MTa的Z值、…(從3號至右側(cè)的8號的模型MTa的Z值，將這些值存儲在后部剪輯緩沖器103A中。
再有，也可以對設(shè)定的二維分布的整個區(qū)域?qū)嵤┰揨值探索和存儲，此外，在攝象機(jī)視平線伴隨在游戲空間上縱方向變化的情況下，也可以同時對縱方向區(qū)域?qū)嵤┰揨值探索和存儲。
而且，在圖11的檢查處理F中，與上述后部目標(biāo)模型時同樣檢查角色目標(biāo)模型是否在視野內(nèi)，如果在視野外，那么就被剪輯。在角色目標(biāo)為多個的情況下對各目標(biāo)進(jìn)行該剪輯。
在其后的運算處理G中，運算角色目標(biāo)模型MTch的例如直至代表點的Z值。還對所有角色目標(biāo)執(zhí)行該運算。
而且，如果移動至圖11的顯示和不顯示指令處理H，那么指定處于最初視野內(nèi)位置的一個角色目標(biāo)模型。接著，從RAM中讀出該指定模型的Z值Zobj。而且，指定一個后部剪輯緩沖器103A的地址，讀出該地址存儲的一個區(qū)域RG中發(fā)現(xiàn)的最前部的后部目標(biāo)模型的Z值Zbuf。完成該讀出后，進(jìn)行是否Zobj＜Zbuf的比較判斷，在Yes(即Zobj＜Zbuf成立)時，將該成立信息存儲在RAM中。然后，移動至緩沖器103A的下個地址，進(jìn)行同樣的處理，直至所有地址進(jìn)行處理后結(jié)束。在對所有地址的處理結(jié)束后，再次對所有角色地址重復(fù)上述比較處理。
如果完成這一串比較，那么確認(rèn)其比較結(jié)果即確認(rèn)暫時存儲的Zobj＜Zbuf成立信息，根據(jù)該信息確定是否以角色目標(biāo)CTch作為顯示對象以及是否顯示哪個后部目標(biāo)。在上述比較判定中，在Zobj＜Zbuf即使成立一次的情況下，角色目標(biāo)OTch就如圖12所示那樣，與當(dāng)前的視野內(nèi)最前部位置的所有后部目標(biāo)OTa、OTb相比，顯然處于前側(cè)即在靠攝象機(jī)的游戲空間中。這種情況下，對幾何器指令進(jìn)行最前部的后部目標(biāo)和角色目標(biāo)的顯示。
再有，在這種情況下，在角色目標(biāo)和最前部的后部目標(biāo)之間，以及作為后部目標(biāo)OTa這邊的陰影后側(cè)的后部目標(biāo)OTc之間，可以進(jìn)行通常的陰面處理。此外，代用上述Z值的探索結(jié)果，也可以進(jìn)行這樣的陰面處理。
相反地，在Zobj＜Zbuf不成立的情況下，角色目標(biāo)會完全消失在后部目標(biāo)的陰影中，顯然其不在用視野內(nèi)的攝象機(jī)可以發(fā)現(xiàn)的位置上(參照圖14)。在這種情況下，就將角色目標(biāo)的不顯示指示傳送給幾何器。
這樣，如果后部剪輯處理結(jié)束，那么在圖6的步驟S28中，對幾何器110和掃描裝置112指示進(jìn)行游戲處理。由此，被透視變換的視野坐標(biāo)系的圖象被顯示在電視監(jiān)視器上，可以提供RPG圖象。
在該顯示時，例如假設(shè)在大樓(后部模型)林立的樓群中怪獸(角色目標(biāo))出沒，與游戲者作戰(zhàn)的場面。在該場面情況下，在怪獸處于靠大樓這邊位置時，由于從視點看去時怪獸的球狀模型的Z值Zobj比最前列位置的多個大樓的球狀模型的Z值Zbuf小的條件Zobj＜Zbuf成立，所以以樓群的最前部作為背景來顯示怪獸。但是，在怪獸移動，如圖14所示那樣完全消失在大樓的陰影中時，就不顯示怪獸。對是否顯示該怪獸的判斷不是將形成大樓的多邊形數(shù)據(jù)和形成怪獸的多邊形數(shù)據(jù)的Z值按多邊形為單位來進(jìn)行比較，這一點與現(xiàn)有技術(shù)中方法的不同。
就是說，按照該后部剪輯處理，將具有復(fù)雜形狀的大樓和怪獸變換成球狀模型，而且通過適當(dāng)尺寸的多個區(qū)域，只要比較形成視點中最前列的大樓的Z值和怪獸的Z值，與以往方法相比，可以非常簡單地求出兩者的不同，即位置關(guān)系。而且，在本實施例中，由于對與視平線高度相當(dāng)?shù)臋M方向一行的區(qū)域進(jìn)行限定的處理，所以可以按更少的運算量來判斷是否顯示怪獸。因此，與CPU的顯示有關(guān)的運算負(fù)荷顯著減輕，改善了處理的高速性等，同時可以轉(zhuǎn)換為對其它游戲處理的運算能力。
圖16是本發(fā)明采用的第2硬件方框圖。該方框圖與面向消費者的游戲裝置相對應(yīng)。該游戲裝置由控制整個系統(tǒng)的CPU、進(jìn)行幾何形狀運算的幾何圖形處理器、工作RAM等系統(tǒng)存儲器、作為存儲本發(fā)明的游戲程序的存儲介質(zhì)的CDROM、存儲游戲起動程序的BOOTROM、進(jìn)行總線控制的總線判優(yōu)器、執(zhí)行透視(rendering)的透視處理器、圖形存儲器、進(jìn)行圖形數(shù)據(jù)的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換的視頻DAC、音頻處理器、音頻存儲器、進(jìn)行音頻數(shù)據(jù)的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換的DAC和處于總線判優(yōu)器控制下的調(diào)制解調(diào)器構(gòu)成。該游戲裝置通過調(diào)制解調(diào)器和通信線路可以與其它電視游戲機(jī)、個人計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、主計算機(jī)、因特網(wǎng)家用電器等鏈接，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
再有，將目標(biāo)模型化時的模型形狀不限于球形，也可以按照橢圓球、橢圓柱、圓柱等任意的固定形狀來建模。此外，角色目標(biāo)不限于移動體，也可以是非移動體。就是說，相對于樓群是固定的物體，例如可以是位于樓背后的電線桿和商店等固定物。上述本發(fā)明主要針對多個目標(biāo)顯示視點這邊的物體，在未顯示內(nèi)部物體的陰面消除處理中，將目標(biāo)簡單模型化，就模型之間來說，判定哪個模型是否在相對于視點這邊。對于處于某些目標(biāo)的陰面的目標(biāo)來說，不進(jìn)行幾何形狀(坐標(biāo))運算，從顯示對象中除去該目標(biāo)。如上所述，簡易模型不限于球形，作為球的直徑也可以適當(dāng)設(shè)定。例如，在目標(biāo)內(nèi)收容的球是圍住目標(biāo)周圍的球等。此外，用多個球(簡易立體模型)來對一個目標(biāo)建模就可以。
工業(yè)上的應(yīng)用性如上所述，按照本發(fā)明，第一，考慮從目標(biāo)和背景的觀點來看的位置關(guān)系，通過簡單的處理，可以大幅度地減少與目標(biāo)的顯示和不顯示判斷相伴的運算量。
第二，對于必要的游戲來說，在使房間的配置和映射的形成顯著地減少其作業(yè)量的同時，可以進(jìn)行活生生地再現(xiàn)人所具有的模擬的感受性的配置和結(jié)構(gòu)。此外，由于不僅利用與房間寬度無關(guān)的數(shù)據(jù)，而且利用程序來生成配置和映射，所以可以減少數(shù)據(jù)量。這是因為在每次進(jìn)入房間時可以不必進(jìn)行磁盤讀出。
第三，可以更細(xì)致地表現(xiàn)屋外的自然環(huán)境的時間變化，可以提供更真實地提高臨場的游戲。
第四，根據(jù)游戲者的喜好和出廠時的市場狀況，例如可以一邊靠RPG一邊靠動作來變更游戲的種類。
因此，與以往的裝置相比，真實感和臨場豐富，此外，可以大幅度地提高游戲感和對游戲的興趣，而且，伴隨著運算負(fù)荷的減輕，可期望運算能力的提高，可以提供適合游戲的圖象生成裝置。
權(quán)利要求
1.一種圖象生成裝置，在虛擬三維空間中生成虛擬的情景游戲的圖象，其特征在于，包括方式比率選擇裝置，能夠選擇游戲者實時進(jìn)行上述情景游戲的手動方式的時間長度與在裝置側(cè)強(qiáng)制進(jìn)行該情景游戲的自動方式的時間長度之間的方式比率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖象生成裝置，其中所述方式比率選擇裝置是在該圖象生成裝置出廠時預(yù)先選擇上述方式比率的裝置，或者是游戲者在上述情景游戲開始時選擇上述方式比率的裝置。
全文摘要
一種圖象生成裝置，其產(chǎn)生多邊形數(shù)據(jù)構(gòu)成的后部目標(biāo)，作為虛擬三維空間背景的一部分，并當(dāng)多邊形數(shù)據(jù)在虛擬三維空間中移動時產(chǎn)生圖象。計算從一個視點觀察的視野，從視點看去在視野中存在的后部目標(biāo)(Ota，Otb，Otc)被指定。從在上述視野內(nèi)所指定的上述后部目標(biāo)來判斷上述角色目標(biāo)是否位于靠近上述視點側(cè)的空間的視野內(nèi)。僅當(dāng)判斷為上述特定狀態(tài)時，把上述角色目標(biāo)納入顯示對象中。
文檔編號G06T19/00GK1595415SQ20041003865
公開日2005年3月16日 申請日期1999年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月19日
發(fā)明者鈴木裕, 平井武史, 近藤知生, 益田和典 申請人:世嘉股份有限公司