JPH08229237A - ３次元ゲーム装置及び画像合成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 背景表示体が移動することにより生じる視界
画像の不自然さを解消できる３次元ゲーム装置及び画像
合成方法を提供すること。 【構成】 仮想３次元空間演算部１００では、操作部１
２からの操作信号等にしたがって仮想３次元空間内に配
置される表示物、例えば移動体、移動体又はプレーヤの
視点の移動に伴って移動する背景ドーム、マップ等の位
置情報等を演算する。画像合成部２００はこれらの位置
情報等に基づいて、仮想３次元空間内において見える視
界画像を合成する。そして移動体又は視点とマップとの
第１の距離が増加し背景ドームの端部とマップとの間の
第２の距離が増加した場合に、第２の距離の増加分を第
１の距離の増加分よりも小さくする。これにより背景ド
ームとマップとの間にできる隙間領域の幅を小さくで
き、プレーヤが感じる不自然さを軽減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、仮想３次元空間を所定
の移動体により移動できる３次元ゲームを形成する３次
元ゲーム装置及び画像合成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、プレーヤが操作部を操作して
所定の移動体により仮想的な３次元空間を自由に移動で
きる３次元ゲームを形成するものとして、種々の３次元
ゲーム装置が知られている。図１９（Ａ）には、この３
次元ゲーム装置により形成された仮想３次元空間の一例
が示される。図１９（Ａ）に示すように、仮想３次元空
間内には地面５１９、山５２０、ビル５２２、陣地５２
４、敵機５３２及び自機５３０等の種々の表示物が配置
される。そして３次元ゲーム装置に備え付けられたディ
スプレイには図１９（Ｂ）に示すような視界画像が映し
出され、プレーヤはこの視界画像を見ながら自機５３０
を操縦し、仮想３次元空間内を自由に移動すると共に陣
地５２４、敵機５３２等に対して攻撃を加えてゲームを
楽しむ。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】さてこのような３次元
ゲーム装置においては、図２０に示すように自機（移動
体）５３０を囲むように配置された半球状の背景ドーム
（背景表示体）５４０を使用する場合がある。この背景
ドーム５４０は、空等の背景を表すためのものであり、
空に浮かぶ雲等もこの背景ドーム５４０の内側に描く。
即ち空等は現実には自機から無限遠の位置にある。しか
しながら３次元ゲーム装置により形成できる仮想３次元
空間の大きさには限りがあるため、仮想的にこのような
背景ドーム５４０を設けこれに無限遠にあるべき空等を
描く。このため背景ドーム５４０は自機（あるいはプレ
ーヤの視点）５３０と共に移動し、自機５３０が上下左
右に移動すれば背景ドーム５４０も上下左右に移動す
る。従って例えば図２０に示すように自機５３０が高さ
方向にｄＨ移動すると背景ドーム５４０もｄＨ移動し、
この結果、ドーム端部５４４とマップ（地面等を表すも
の）５４８との間に隙間領域５４６が生じてしまう。

【０００４】このような隙間領域５４６の存在をプレー
ヤに感じさせないようにするためデプスキューイングと
呼ばれる手法を採用し、自機５３０から遠ざかるにつれ
てマップの色を隙間領域５４６の色（バックグラウンド
色）に近づけることも考えられる。しかしながらこの手
法を用いても、自機の高度が高くなると、やはり隙間領
域５４６の存在が目立ち、プレーヤに不自然な感じを与
えてしまう。

【０００５】本発明は、このような課題に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、背景表示体が
移動することにより生じる視界画像の不自然さを解消で
きる３次元ゲーム装置及び画像合成方法を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段および作用】前記目的を達
成するため、請求項１の発明は、プレーヤが操作手段を
操作して所定の移動体にて仮想３次元空間内を移動でき
る３次元ゲームを形成する３次元ゲーム装置であって、
前記仮想３次元空間内に配置される表示物であって、前
記移動体、背景が表示される背景表示体及び前記仮想３
次元空間を構成するマップを含む表示物の少なくとも位
置情報を演算する仮想３次元空間演算手段と、表示物の
前記位置情報を含む情報に基づいて、前記仮想３次元空
間内において見える視界画像を合成する手段とを含み、
前記仮想３次元空間演算手段が、前記移動体又は前記プ
レーヤの視点と前記マップとの距離である第１の距離が
増加し前記背景表示体の前記マップ側の端部と該マップ
との距離である第２の距離が増加した場合に、前記第２
の距離の増加分を前記第１の距離の増加分よりも減少さ
せる演算を行うことを特徴とする。

【０００７】また請求項７の発明は、プレーヤが操作手
段を操作して所定の移動体にて仮想３次元空間内を移動
できる３次元ゲームを形成するための画像合成方法であ
って、前記仮想３次元空間内に配置される表示物であっ
て、前記移動体、背景が表示される背景表示体及び前記
仮想３次元空間を構成するマップを含む表示物の少なく
とも位置情報を演算するステップと、表示物の前記位置
情報を含む情報に基づいて、前記仮想３次元空間におけ
る視界画像を合成するステップとを含み、前記演算ステ
ップにおいて、前記移動体又は前記プレーヤの視点と前
記マップとの距離である第１の距離が増加し前記背景表
示体の前記マップ側の端部と該マップとの距離である第
２の距離が増加した場合に、前記第２の距離の増加分を
前記第１の距離の増加分よりも減少させる演算を行うこ
とを特徴とする。

【０００８】請求項１又は７の発明によれば、第１の距
離が増加し第２の距離が増加した場合に該第２の距離の
増加分が減少され、背景表示体とマップとの間の隙間領
域の発生を防止する、あるいはその幅を小さくできる。
これによりプレーヤが感じる不自然さを軽減できる。

【０００９】また請求項２の発明は、プレーヤが操作手
段を操作して所定の移動体にて仮想３次元空間内を移動
できる３次元ゲームを形成する３次元ゲーム装置であっ
て、前記仮想３次元空間内に配置される表示物であっ
て、前記移動体、背景が表示される背景表示体及び前記
仮想３次元空間を構成するマップを含む表示物の少なく
とも位置情報を演算する仮想３次元空間演算手段と、表
示物の前記位置情報を含む情報に基づいて、前記仮想３
次元空間内において見える視界画像を合成する手段とを
含み、前記仮想３次元空間演算手段が、前記移動体又は
前記プレーヤの視点と前記マップとの距離である第１の
距離が増加した場合に、該第１の距離が増加する方向と
逆方向に前記背景表示体を移動させる演算を行うことを
特徴とする。

【００１０】また請求項８の発明は、プレーヤが操作手
段を操作して所定の移動体にて仮想３次元空間内を移動
できる３次元ゲームを形成するための画像合成方法であ
って、前記仮想３次元空間内に配置される表示物であっ
て、前記移動体、背景が表示される背景表示体及び前記
仮想３次元空間を構成するマップを含む表示物の少なく
とも位置情報を演算するステップと、表示物の前記位置
情報を含む情報に基づいて、前記仮想３次元空間におけ
る視界画像を合成するステップとを含み、前記演算ステ
ップにおいて、前記移動体又は前記プレーヤの視点と前
記マップとの距離である第１の距離が増加した場合に、
該第１の距離が増加する方向と逆方向に前記背景表示体
を移動させる演算を行うことを特徴とする。

【００１１】請求項２又は８の発明によれば、移動体等
が移動し第１の距離が増加した場合に、背景表示体は、
第１の距離が増加する方向と逆方向に移動する。これに
より隙間領域の発生を防止する、あるいはその幅を小さ
くすることが可能となる。

【００１２】また請求項３の発明は、請求項１又は２に
おいて、前記背景表示体が、前記移動体の周りを囲むよ
うに形成されたドーム状の表示体であることを特徴とす
る。

【００１３】請求項３の発明によれば、飛行体により仮
想３次元空間内を自由に飛び回る３次元ゲーム装置に最
適な背景表示体を提供できる。

【００１４】また請求項４の発明は、請求項１乃至３の
いずれかにおいて、前記マップの色情報を、該マップの
端部に近づくにつれて色補間により所定色に近づける演
算を行う手段を含むことを特徴とする。

【００１５】請求項４の発明によれば、マップの端部の
色を所定色、例えば背景表示体とマップとの間の隙間領
域の色に近づけることができる。これによりマップと隙
間領域との境界を目立たなくすることが可能となる。

【００１６】また請求項５の発明は、請求項１乃至４の
いずれかにおいて、前記背景表示体よりも手前側に前記
マップが描画されるように描画順序を設定する手段を含
むことを特徴とする。

【００１７】また請求項９の発明は、請求項７又は８の
いずれかにおいて、前記背景表示体よりも手前側に前記
マップが描画されるように描画順序を設定するステップ
を含むことを特徴とする。

【００１８】請求項５又は９の発明によれば、背景表示
体とマップとが重なって見える場合に背景表示体よりも
常に手前側にマップが表示されることが保証される。こ
の場合の描画順序の設定は、ソーティング処理を行う場
合にはソーティング用Ｚ値の設定を変更すること等によ
り、Ｚバッファ手法を用いる場合にはＺバッファに格納
するＺ値を変更すること等により行うことができる。

【００１９】また請求項６の発明は、請求項５におい
て、前記描画順序設定手段が、前記背景表示体よりも手
前側に前記マップが描画されるようにソーティング用Ｚ
値の設定を行う手段と、前記ソーティング用Ｚ値に基づ
いて前記表示物の画像の描画順序の並べ替えを行うソー
ティング処理手段とを含むことを特徴とする。

【００２０】また請求項１０の発明は、請求項９におい
て、前記描画順序設定ステップが、前記背景表示体より
も手前側に前記マップが描画されるようにソーティング
用Ｚ値の設定を行うステップと、前記ソーティング用Ｚ
値に基づいて前記表示物の画像の描画順序の並べ替えを
行うソーティング処理ステップとを含むことを特徴とす
る。

【００２１】請求項６又は１０の発明によれば、背景表
示体よりも手前側にマップが描画されるように設定され
たソーティング用Ｚ値に基づきソーティング処理が行わ
れる。これにより背景表示体とマップとが重なって見え
る場合に背景表示体よりも常に手前側にマップが表示さ
れることが保証される。

【００２２】

【実施例】

１．第１の実施例 図１には本発明の第１の実施例のブロック図が示され
る。第１の実施例は、操作部１２、仮想３次元空間演算
部１００、画像合成部２００、ディスプレイ１０を含
む。

【００２３】操作部１２はプレーヤが操作信号を入力す
るものである。仮想３次元空間演算部１００は、あらか
じめ決められたプログラムと前記操作部１２からの操作
信号に基づいて仮想３次元空間形成のための演算を行う
ものである。具体的には、操作部１２からの操作信号に
したがって、仮想３次元空間に配置する表示物の位置情
報、方向情報等を所定期間毎例えば１フィールド毎に求
める演算を行う。そして画像合成部２００は、得られた
位置情報等に基づいて仮想３次元空間内の所定の視点位
置における視界画像を合成し、ディスプレイ１０に出力
する。

【００２４】仮想３次元空間演算部１００では、図２に
示す自機（移動体）５３０、自機又は視点に伴って移動
する背景ドーム（背景表示体）５４０及びマップ等の表
示物の位置情報が演算される（なお以下では、主に、プ
レーヤの視点位置と自機位置とが一致する場合を例にと
り説明するが、本発明はこれらが一致しないものも含
み、例えば視点は、自機の後方等の任意の位置に設定で
きる）。そして仮想３次元空間演算部１００は、自機５
３０の高度（第１の距離）がｄＨ増加した場合に背景ド
ーム５４０の高度（第２の距離）についてはＫ×ｄＨ
（０＜ｋ＜１）だけ増加させる。これにより表示画面上
でドーム端部５４４の下にできる隙間領域５４６の幅を
小さくでき、プレーヤが感じる不自然さを軽減できる。

【００２５】なおここでｋは定数（例えばＫ＝０．９）
としてもよいし、また高度の関数として高度が高くなる
ほど小さくなるようにしてもよい。

【００２６】図３（Ａ）、（Ｂ）には本実施例により得
られるゲーム画面（視界画像）の一例が示される（この
ゲーム画面ではプレーヤの視点は自機５３０の後方且つ
やや上方の位置に設定されている）。図３（Ａ）は自機
５３０の高度が低い場合のものであり、図３（Ｂ）は高
い場合のものである。図３（Ａ）において背景ドーム５
４０の内側には雲５４２が描かれており、その下には隙
間領域５４６が生じている。なお本実施例では自機（視
点）５３０の高度が”０ｍ”の場合に背景ドーム５４０
の高度も”０ｍ”となっており、自機５３０の高度が”
０ｍ”の場合には隙間領域５４６は表示画面上に生じな
い。

【００２７】一方、図３（Ｂ）では、自機５３０が上昇
しており表示画面上の隙間領域５４６の幅も大きくはな
っているが、その幅は従来のものに比べると小さくなっ
ている。これによりプレーヤが感じる不自然さを軽減で
きる。

【００２８】このように不自然さを軽減できる理由につ
いては図４（Ａ）〜（Ｃ）から明らかである。図４
（Ａ）には、自機５３０の高度（自機とマップとの第１
の距離）が”０ｍ”の場合が示され、この時、自機５３
０の高度とドーム中心５３１（あるいはドーム端部５４
４）の高度（ドーム中心又はドーム端部とマップとの第
２の距離）とは一致している。そして図４（Ｂ）に示す
ように、自機５３０の高度が増加すると、ドーム中心５
３１の高度もこれに伴って増加するが、その増加率は自
機５３０の高度に比べて少なくなっている。この時、自
機５３０から見える隙間の範囲は図４（Ｂ）のＦのよう
になり、このＦの範囲はバックグラウンドの色となる。
一方、ドーム中心５３１の高度の増加率を減少させない
場合には、背景ドームは５４０’の位置になり、この
時、自機５３０から見える隙間の範囲はＧとなり、上記
Ｆよりもかなり広くなる。図４（Ｃ）のように自機５３
０の高度が更に高くなった場合も同様である。このよう
にして本実施例では隙間の範囲を狭くでき、プレーヤの
感じる不自然さを軽減できる。

【００２９】なお図４（Ａ）〜（Ｃ）には、自機５３０
の高度が”０ｍ”の場合にドーム中心５３１（あるいは
マップ端部５４４）の高度も”０ｍ”である例を示した
が、本発明はこれに限らない。例えば自機５３０の高度
が”０ｍ”の時に、自機５３０がドーム中心５３１の上
にあるようにしてもよいし、逆に下にあるようにしても
よい。図５（Ａ）〜（Ｃ）には下にある場合の例が示さ
れる。この場合においても図５（Ａ）〜（Ｃ）から明ら
かなように、隙間の範囲がＧからＦに改善され、プレー
ヤの感じる不自然さを軽減できる。

【００３０】またこれまでの説明では隙間領域が発生す
ることを前提として話を進めたが、図６（Ａ）〜（Ｃ）
に示すように、隙間領域が全く生じないようにすること
も可能である。この場合には、図６（Ｂ）、（Ｃ）に示
すように、ドーム端部５４４が、自機５３０とマップ端
部５４９を結ぶ線分５５０よりも下にくるようにすれば
よい。このようにすれば線分５５０の方向には必ずマッ
プ５４８が存在することになり、隙間領域が生じないこ
とが保証される。

【００３１】更にこれまでの説明では自機５３０の上昇
にしたがってマップ中心５３１も上昇するとして話を進
めたが、図７（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、自機５３０
が上昇した場合にマップ中心５３１を下降させることも
可能である。例えば背景ドーム５４０とマップ５４８と
が図７（Ａ）に示すような位置関係にある場合を考え
る。この場合には自機５３０が上昇すると隙間領域５５
２が見えてしまう。従ってこの場合には、図７（Ｂ）に
示すように自機５３０の上昇につれてドーム５４０を下
降させる。この時、ドーム端部５４４が、自機５３０と
マップ端部５４９とを結ぶ直線５５０よりも下にくるよ
うにする。これにより隙間領域が生じないことが保証さ
れる。このような手法は、図７（Ａ）〜（Ｃ）に示すよ
うに、マップ５４８の展開範囲がドーム端部５４４より
も手前側（自機側）となる場合等に有効である。

【００３２】なお本実施例では、背景ドーム５４０を半
球状のものとして取り扱ったが、背景ドーム５４０は正
確な半球である必要はなく、またドーム中心５３１の高
度とドーム端部５４４の高度とは必ずしも一致する必要
はない。

【００３３】また本実施例ではマップである地面等の上
を自機５３０が飛行するゲームを例にとり説明したが、
これ以外にも例えば水中内を潜行する潜水艦ゲーム、あ
るいは巨大宇宙船（宇宙基地）のそばを宇宙船が飛行す
る宇宙船ゲーム等に適用できる。上記潜水艦ゲームにお
いては、例えば水面がマップとなり海底が背景ドームと
なる。従ってこの場合には、第１、第２の距離は高度で
はなく深度となる。また上記宇宙船ゲームにおいては、
例えば巨大宇宙船がマップとなり宇宙が背景ドームとな
る。従ってこの場合には、第１、第２の距離は高度では
なく巨大宇宙船からの距離になる。

【００３４】また本実施例では図１に示すデプスキュー
イング演算部２５０によりマップ５４８に対してデプス
キューイング演算を施している。即ち図３（Ａ）、
（Ｂ）においてＭ点からＮ点に向かうにつれて、マップ
５４８の色情報が隙間領域５４６の色に近づくように色
補間演算を行っている。これによりマップ５４８の色が
隙間領域５４６の色に溶け込んでゆき、マップ５４８と
隙間領域５４６との境界が目立たなくなる。この結果、
隙間領域５４６が発生するような場合においても、プレ
ーヤが感じる不自然さを軽減できる。またドームの端部
にも、隙間領域５４６に溶け込むような配色が設定され
ている。

【００３５】また本実施例では、マップ５４８の配置展
開はマップ設定部１１０により行われる。このマップ展
開は、図４〜図７に示すように、自機５３０から有限の
距離の範囲まで行われるため、画像合成部２００等で処
理されるデータ量を激減でき、３次元ゲーム装置に要求
されるリアルタイム性を担保できる。

【００３６】この時、マップの展開範囲を、図４（Ａ）
に示すようにドーム端部５４４よりも外側にまで広げれ
ば、隙間の範囲を小さくできるが、この場合に以下の問
題が生じる。即ち、自機５３０が平面方向に移動した場
合に、図４（Ａ）のＪ点等において、マップ５４８を構
成する山等が背景ドーム５４０の後ろに消えてゆくとい
う問題である。このようになると、自機５３０が移動し
た場合に、空に山等が次々と消えてゆく画像がディスプ
レイ上に映し出されることになり、プレーヤに非常に不
自然な感じをあたえる。そこで本実施例では、マップ５
４８が、前記画像合成部２００において、背景ドーム５
４０よりも常に手前側（自機又は視点側）に描画される
ようにしている。

【００３７】ソーティング処理を行う場合には具体的に
は以下のようにする。即ちソーティング処理部２２６で
は、ソーティング用Ｚ値設定部２２７で設定されたソー
ティング用Ｚ値に基づいて表示物の描画順序が決められ
る。このソーティング用Ｚ値は通常、視点座標系におい
て表示物が持つＺ値（Ｚ代表値）を用いているが、この
Ｚ値によりソーティング処理が行われると、図４（Ａ）
の場合には、背景ドーム５４０の方がマップ５４８より
も手前に描かれてしまう。そこで、背景ドーム５４０の
Ｚ値をシフトする、あるいは背景ドーム５４０のＺ値を
マップ５４８のＺ値よりも常に大きくなるような値に固
定し、このようにシフトあるいは固定したＺ値（Ｚ代表
値）をソーティング用Ｚ値として設定する。そして例え
ば画面に向かって手前側の表示物から順に描画処理が行
われる場合においては、マップ５４８の画像情報の次に
背景ドーム５４０の画像情報が来る順序でソーティング
処理部５３６は画像合成部２００に対して画像情報を出
力する。一方、画面に向かって奥側の表示物から順に描
画処理が行われる場合においては、背景ドーム５４０の
画像情報の次にマップ５４８の画像情報が来る順序で画
像情報を出力する。これにより、背景ドーム５４０の手
前側にマップ５４８が描画されることが保証される。

【００３８】なおＺバッファ手法を用いる場合には、マ
ップ５４８が背景ドーム５４０よりも手前にくるよう
に、Ｚバッファに格納するＺ値の制御等を行えばよい。

【００３９】２．第２の実施例 図８、図９には、本発明の第２の実施例のブロック図が
示される。第２の実施例は、上記した第１の実施例の具
体的な構成の一例を示すものであり、図８には仮想３次
元空間演算部１００、図９には画像合成部２００の具体
的な構成の一例が示される。

【００４０】図１０には、ゲームセンター等に設置され
る業務用の３次元ゲーム装置に第２の実施例を適用した
場合の外観図の一例が示される。コックピット部８は、
戦闘機の操縦室を想定して形成されており、シート１８
に座ったプレーヤ３０２の正面には、ディスプレイ１０
が位置する。プレーヤ３０２が、操作部１２を操作して
ゲームがスタートすると、ディスプレイ１０上には、視
界画像３０が表示される。この視界画像３０は、仮想３
次元空間内の所定の視点位置おいて見える画像である。
プレーヤ３０２は、操作部１２に設けられた操縦レバー
１６を操作して自機の操縦を行う。そして、操作レバー
１４に取り付けられたトリガーボタン１６等により敵基
地、敵戦闘機への攻撃を行う。

【００４１】次に、本実施例の構成について、図８、図
９に示すブロック図を用いて説明する。図８において操
作部１２は、操縦レバー１４、トリガーボタン１４等を
含み、これらのレバー、ボタンの操作に基づく操作信号
が仮想３次元空間演算部１００に伝えられる。

【００４２】仮想３次元空間演算部１００はあらかじめ
決められたプログラムと前記操作部１２からの操作信号
により動作するものであり、処理部１０２、移動情報演
算部１０６、仮想３次元空間設定部１０４、表示物情報
記憶部１０８を含む。また仮想３次元空間設定部１０４
はマップ設定部１１０を含む。

【００４３】処理部１０２では装置全体の制御が行われ
る。また処理部１０２内に設けられた記憶部には所定の
ゲームプログラムが記憶されている。

【００４４】移動情報演算部１０６では、操作部１２か
らの操作信号及び処理部１０２からの指示等にしたがっ
て自機５３０等の移動情報が演算される。

【００４５】表示物情報記憶部１０８には、表示物の位
置情報、方向情報及びオブジェクトナンバーが記憶され
ている（以下、これらの記憶された位置情報・方向情報
及びオブジェクトナンバーを表示物情報と呼ぶ）。図１
１には、表示物情報記憶部１０８に記憶される表示物情
報の一例が示される。なお表示物はポリゴンの集合によ
り表されており、本実施例では背景ドーム５４０につい
てもポリゴンの集合により表されている。

【００４６】表示物情報記憶部１０８に記憶されている
表示物情報は、仮想３次元空間設定部１０４により読み
出される。この場合、表示物情報記憶部１０８には、当
該フレームの１つ前のフレームにおける表示物情報が記
憶されている。そして、仮想３次元空間設定部１０４で
は、読み出された表示物情報と、移動情報演算部１０６
で演算された移動情報とに基づいて、当該フレームにお
ける表示物情報（位置情報、方向情報）が求められる。
なお、静止物体についてはこのような移動情報はなく、
表示物情報は変化しないのでこのような処理は必要な
い。

【００４７】さて本実施例では表示物情報記憶部１０８
に、自機５３０の位置情報及び背景ドーム５４０の位置
情報が格納される。この背景ドーム５４０の位置情報は
自機５３０の位置情報に基づいて演算される。例えば自
機５３０のＹ座標（高度）が”０”の時には背景ドーム
５４０のＹ座標も”０”となる。そして自機５３０のＹ
座標がｄＨ増加した場合には、背景ドーム５４０のＹ座
標はＫ×ｄＨ（０＜Ｋ＜１）増加し、この増加したＹ座
標が表示物情報記憶部１０８に格納される。

【００４８】また本実施例では、マップ設定部１１０に
よりマップの配置の展開を行っている。図１２にはマッ
プ設定部１１０によりマップ展開されるマップ分割パタ
ーン（マップ展開パターン）の一例が示される。マップ
分割パターンは、あらかじめマップ設定部１１０内に記
憶しておいてもよいし所定の規則にしたがって随時求め
るようにしてもよいが、図１２には後者の場合の例が示
される。

【００４９】まず仮想３次元空間を構成する同一のマッ
プを異なる分割数で分割し、図１３に示すような第１、
第２、第３の分割マップ６０、６２、６４を用意する。
ここで第１〜第３の分割マップ６０〜６４の分割数を
ａ、ｂ、ｃとした時にはａ＞ｂ＞ｃの関係となってい
る。次に、第１〜第３の分割マップ６０〜６４のいずれ
を配置するかの選択を行う。この選択は例えば以下のよ
うに行われる。即ちまず図１２に示すように、自機（又
は視点）５３０を中心とした半径Ｒ３の第３の円７０４
と重なる第３の分割マップのマス目及びその円内に含ま
れるマス目の部分について、半径Ｒ２の第２の円７０２
と重なるマス目及びその円内に含まれるマス目の部分を
除いて第３の分割マップ６４を選択して配置する。次に
前記除いた部分について、自機（又は視点）５３０を中
心とした半径Ｒ１の第１の円７００と重なる第２の分割
マップのマス目及びその円内に含まれるマス目の部分を
除いて第２の分割マップ６２を選択して配置する。そし
て前記再度除いた部分について第１の分割マップ６０を
選択して配置する。このようにして図１２に示すような
マップ分割パターンを生成できる。

【００５０】なお図１２において曲線Ｔは、背景ドーム
５４０の端部の配置位置を示すものであるが、この配置
位置は図１２に示す位置に限られるものではない。

【００５１】次に画像合成部２００に含まれる３次元演
算部２１０について図９を用いて説明する。３次元演算
部２１０は、仮想３次元空間演算部１００により設定さ
れた仮想３次元空間の設定情報にしたがって、各種の３
次元演算処理を行うものである。

【００５２】即ち、まず、位置情報、方向情報、オブジ
ェクトナンバーを含む表示物情報が仮想３次元空間演算
部１００から処理部２１５へと転送される。そして、こ
の転送されたオブジェクトナンバーをアドレスとして、
画像情報記憶部２１２から対応する表示物の画像情報が
読み出される。画像情報（オブジェクト情報）記憶部２
１２には、表示物の画像情報が複数枚のポリゴンの集合
として表現され格納されている。

【００５３】次に図１４において、自機、背景ドーム、
マップ等を表す表示物３００、３３３、３３４の画像情
報を、ローカル座標系からワールド座標系（ＸW、ＹW、
ＺW）へと座標変換する処理が行われ、その後、これら
の座標変換された画像情報を、プレーヤ３０２の視点を
基準とした視点座標系（Ｘｖ、Ｙｖ、Ｚｖ）へ座標変換
する処理が行われる。これらの座標変換は、座標変換部
２１８により行われる。次に、いわゆるクリッピング処
理がクリッピング処理部２２０により行われ、その後、
スクリーン座標系（ＸS、ＹS）への透視投影変換処理が
透視投影変換部２２２により行われる。最後に、必要で
あればソーティング処理がソーティング処理部２２６に
より行われる。

【００５４】なおソーティング処理はＺバッファ手法を
用いる場合等には必要ない。ここでＺバッファ手法とは
ＺバッファにＺ値を格納し、この格納されたＺ値とピク
セル（ドット）の新たなＺ値とを比較し、新たなＺ値が
小さい場合（手前側にある場合）にはＺバッファを更新
し、大きい場合（奥側にある場合）には何もしないとい
う手法である。このＺバッファ手法を用いた場合には、
背景表示体内のピクセルのＺ値が、マップのピクセルの
Ｚ値よりも大きくなるように（奥側にくるように）、Ｚ
値の設定を行えばよい。このようにすればマップが背景
表示体の中に消えるという問題を解決できる。

【００５５】次に画像形成部２２８について説明する。
描画処理部２２９は、３次元演算部２１０から与えられ
たポリゴンの各頂点の画像情報に基づいてポリゴン内の
各ピクセルの画像情報を求めるものである。またテクス
チャ情報記憶部２４２は、ポリゴンにマッピングするテ
クスチャの画像情報を格納するものである。フィールド
バッファ部２４８には得られた画像情報が格納され、こ
の画像情報は、カラーパレット回路２５２等によりＲＧ
Ｂデータに変換された後、ディスプレイ１０に出力され
る。

【００５６】次に図１５を用いて、デプスキューイング
演算部２５０により行われるデプスキューイング演算に
ついて説明する。デプスキューイング演算部２５０は、
デプス情報ＣＺに基づく色補間演算を行うものである。
この場合のデプス情報としては、奥行き情報、即ち視点
からの距離（Ｚ座標値）が考えられる。図１５に示すよ
うに、デプスキューイング演算を行う場合には、まず奥
カラー情報８０２が指定される。この奥カラー情報８０
２は、カラーパレット回路２５２内に設けられるカラー
パレット毎に指定されるものである。そして出力カラー
情報８０４は、奥カラー情報８０２と前カラー情報８０
０とデプス情報ＣＺにより求められ、ＣＺが大きいほど
奥カラー情報８０２に近づく。そして例えば図３
（Ａ）、（Ｂ）の場合には、奥カラー情報は隙間領域５
４６の色に設定され、これによりマップ５４８の色が隙
間領域５４６の色に溶け込むような表現が可能となる。
なおデプスキューイング演算を行う場合、本実施例のよ
うに必ずしも奥カラー情報を指定する手法を用いる必要
はない。例えば３次元演算部２１０等に内蔵される輝度
演算部（図示せず）等を用いて、ＣＺが大きくなるほど
出力カラー情報が、白や、その他のあらかじめ定められ
た色に近づくように演算する手法を用いてもよい。

【００５７】最後にソーティング処理部２２６について
詳細に説明する。図１６に示すようにソーティング処理
部２２６はソーティング用Ｚ値固定部２２７、ソーティ
ング部９１０を含み、ソーティング用Ｚ値固定部２２７
は、Ｚ代表値演算部９００、ポリゴン用シフト値加算部
９０２、ポリゴン用Ｚ固定値設定部９０４、オブジェク
ト用シフト値加算部９０６、オブジェクト用Ｚ固定値設
定部９０８を含む。このＺ代表値演算部９００は、視点
座標系でのポリゴンの頂点Ｚ座標値等に基づいてＺ代表
値を演算するものである。Ｚ代表値としては以下のもの
からいずれかをポリゴン毎に選択できる。 Ｚ代表値＝Ｚmin （ポリゴンの各頂点のＺ座標値の最小値）（以下「最小
値」と呼ぶ） Ｚ代表値＝Ｚmax （ポリゴンの各頂点のＺ座標値の最大値）（以下「最大
値」と呼ぶ） Ｚ代表値＝（Ｚmin ＋Ｚmax ）／２ （前記最小値と前記最大値の平均値）（以下「平均値」
と呼ぶ） 上記の他にもポリゴンの全ての頂点Ｚ座標値の平均値を
Ｚ代表値とすることも可能である。

【００５８】ポリゴン用シフト値加算部９０２は演算さ
れたＺ代表値にポリゴン毎に所定のシフト値を加算する
ものである。またオブジェクト用シフト値加算部９０６
はＺ代表値にオブジェクト毎にシフト値を加算するもの
であり、これによりオブジェクトを構成する全てのポリ
ゴンに所定のシフト値を一度に加算できる。またポリゴ
ン用・オブジェクト用Ｚ固定値設定部９０４、９０８
は、ポリゴン毎・オブジェクト毎に、Ｚ代表値を固定値
に設定するものである。

【００５９】例えばポリゴン９２０、９２２が図１７に
示すような関係にあった場合を考える。ポリゴン９２２
はポリゴン９２０の手前に表示されるべきものである。
ここではポリゴン９２０、９２２のＺ代表値はＺ１、Ｚ
２になっている。このように通常はＺ代表値は上記「平
均値」に設定されている。すると図１７においてはＺ２
＞Ｚ１（奥側にゆくほどＺ値は大きくなる）の関係にな
っているため、ポリゴン９２２の画像の一部が欠落す
る。そこでこれを避けるために、例えばポリゴン９２０
のＺ代表値Ｚ１に正のシフト値を加算（あるいはＺ２に
負のシフト値を加算）しＺ１＞Ｚ２の関係になるように
する。これにより画像の欠落を防止できる。同様にＺ１
を、所定の値に固定し常にＺ１＞Ｚ２の関係になるよう
にしてもよい。これによっても画像の欠落を防止でき
る。

【００６０】本実施例では、例えば背景表示体５４０の
Ｚ代表値に正のシフト値を加算する、マップ５４８に負
のシフト値を加算する、あるいは背景表示体５４０のＺ
代表値を所定値に固定することで、マップ５４８が背景
表示体５４０の中に消えるという事態を防止している。
特に背景表示体５４０は、通常、他の表示物よりも常に
奥側に表示されるものである。従って背景表示体５４０
のＺ代表値を、ポリゴン用・オブジェクト用Ｚ固定値設
定部９０４、９０８により固定する手法が最も適当なも
のとなる。

【００６１】このようにしてソーティング用Ｚ値が求め
られた後、このソーティング用Ｚ値に基づいてソーティ
ング部９１０によりポリゴンの並べ替え処理、即ちソー
ティング処理が行われる。

【００６２】なお、本発明は、上記第１、第２の実施例
で説明したものに限らず、種々の変形実施が可能であ
る。

【００６３】例えば上記第１、第２の実施例では、背景
表示体として半球状の背景ドームを例にとり説明した
が、本発明はこれに限らずあらゆる種類の形状の背景表
示体を採用できる。例えば円筒状の背景表示体、あるい
は自機の前面に配置された板状の背景表示体等を採用で
きる。

【００６４】また背景表示体と自機（又は視点）との相
対位置の設定は、ワールド座標系において行ってもよい
し、例えば視点座標系、ローカル座標系等によりおこな
ってもよい。

【００６５】また本発明は、上記第１、第２の実施例で
説明した戦闘機ゲームのみならず、宇宙船ゲーム等の種
々の３次元ゲーム装置に適用できる。

【００６６】また、本発明は、業務用の３次元ゲーム装
置のみならず、例えば、家庭用のゲーム装置にも適用で
きる。図１８には家庭用のゲーム装置に本発明を適用し
た場合のブロック図の一例が示される。このゲーム装置
は、本体装置１０００、操作部１０１２、ゲームプログ
ラム等が記憶される記憶媒体（ＣＤ−ＲＯＭ、ゲームカ
セット、メモリカード等）１３０６を含み、生成された
画像及び音声をテレビモニタ１０１０等に出力してゲー
ムを楽しむものである。本体装置１０００は、仮想３次
元空間演算部の機能等を有するＣＰＵ１１００、画像合
成部１２００、音声合成部１３００、作業用のＲＡＭ１
３０２、データをバックアップするためのバックアップ
メモリ（メモリカード等）１３０４を含む。そして表示
物の位置情報の演算等は例えばＣＰＵ１１００により行
われ、視界画像の合成等は画像合成部１２００により行
われる。

【００６７】また本発明は、いわゆるマルチメディア端
末、あるいは多数のプレーヤが参加する大型アトラクシ
ョン型のゲーム装置にも適用できる。

【００６８】また、仮想３次元空間演算部、画像合成部
（３次元演算部、画像形成部）等において行われる演算
処理は、専用の画像処理デバイスを用いて処理してもよ
いし、汎用のマイクロコンピュータ、ＤＳＰ等を利用し
てソフトウェア的に処理してもよい。

【００６９】また、仮想３次元空間演算部、画像合成部
（３次元演算部、画像形成部）等の構成及び演算処理手
法も本実施例で説明したものに限定されるものではな
い。

【００７０】更に、本発明は、ヘッドマウントディスプ
レイ（ＨＭＤ）を用いた３次元ゲーム装置、画像合成方
法にも当然に適用できる。

【００７１】

【発明の効果】請求項１又は７の発明によれば、プレー
ヤが感じる不自然さを軽減でき、より高品質な視界画像
を提供できる。

【００７２】また請求項２又は８の発明によっても、プ
レーヤが感じる不自然さを軽減でき、より高品質な視界
画像を提供できる。

【００７３】また請求項３の発明によれば、飛行機シミ
ュレーションゲーム等に最適な背景表示体を提供でき
る。

【００７４】また請求項４の発明によれば、マップと隙
間領域との境界を目立たなくすることができ、プレーヤ
が感じる不自然さを更に軽減できる。

【００７５】また請求項５又は９の発明によれば、マッ
プが背景表示体の中に消えてしまうような事態を防止で
きる。

【００７６】また請求項６又は１０の発明によれば、ソ
ーティング用Ｚ値の設定を変更するという簡易な手法
で、マップが背景表示体の中に消えてしまうような事態
を防止できる。

【００７７】

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の構成を示すブロック図である。

【図２】自機（視線）と背景ドームとの関係を示す図で
ある。

【図３】図３（Ａ）、（Ｂ）は本実施例により得られる
ゲーム画面（視界画像）の一例である。

【図４】図４（Ａ）〜（Ｃ）は自機と背景ドームとマッ
プとの関係を示す図である。

【図５】図５（Ａ）〜（Ｃ）は自機がドーム中心よりも
下にある場合の自機と背景ドームとマップとの関係を示
す図である。

【図６】図６（Ａ）〜（Ｃ）は隙間領域が生じない場合
の自機と背景ドームとマップとの関係を示す図である。

【図７】図７（Ａ）〜（Ｃ）は自機が上昇した場合に背
景ドームを下降させる場合の自機と背景ドームとマップ
との関係を示す図である。

【図８】第２の実施例の構成を示すブロック図である。

【図９】第２の実施例の構成を示すブロック図である。

【図１０】第２の実施例を業務用のゲーム装置に適用し
た場合の外観図である。

【図１１】表示物情報について説明するための図であ
る。

【図１２】マップ分割パターン（マップ展開）の一例を
示す図である。

【図１３】第１〜第３の分割マップを示す図である。

【図１４】３次元演算処理について説明するための図で
ある。

【図１５】デプスキューイング演算について説明するた
めの図である。

【図１６】ソーティング処理部のブロック図の一例であ
る。

【図１７】Ｚ代表値Ｚ１、Ｚ２を持つポリゴンの関係を
示す図である。

【図１８】本発明を家庭用ゲーム装置に適用した場合の
ブロック図の一例である。

【図１９】図１９（Ａ）は仮想３次元空間の一例を示す
図であり、図１３（Ｂ）は視界画像の一例を示す図であ
る。

【図２０】自機（視点）と背景ドームとマップとの関係
を示す図である。

【符号の説明】

１０ ディスプレイ １２ 操作部 １００ 仮想３次元空間演算部 １０２ 処理部 １０４ 仮想３次元空間設定部 １０６ 移動情報演算部 １０８ 表示物情報記憶部 １１０ マップ設定部 ２００ 画像合成部 ２１０ ３次元演算部 ２１２ 画像情報記憶部 ２１５ 処理部 ２１８ 座標変換部 ２２０ クリッピング処理部 ２２２ 透視投影変換部 ２２６ ソーティング処理部 ２２７ ソーティング用Ｚ値固定部 ２２８ 画像形成部 ２２９ 描画処理部 ２４２ テクスチャ情報記憶部 ２４８ フィールドバッファ部 ２５０ デプスキューイング演算部 ２５２ カラーパレット回路 ５３０ 自機 ５３１ ドーム中心 ５４０ 背景ドーム ５４２ 雲 ５４４ ドーム端部 ５４６ 隙間領域 ５４８ マップ ５４９ マップ端部 ９００ Ｚ代表値演算部 ９０２ ポリゴン用シフト値加算部 ９０４ ポリゴン用Ｚ固定値設定部 ９０６ オブジェクト用シフト値加算部 ９０８ オブジェクト用Ｚ固定値設定部 ９１０ ソーティング部

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プレーヤが操作手段を操作して所定の移
   動体にて仮想３次元空間内を移動できる３次元ゲームを
   形成する３次元ゲーム装置であって、 前記仮想３次元空間内に配置される表示物であって、前
   記移動体、背景が表示される背景表示体及び前記仮想３
   次元空間を構成するマップを含む表示物の少なくとも位
   置情報を演算する仮想３次元空間演算手段と、 表示物の前記位置情報を含む情報に基づいて、前記仮想
   ３次元空間内において見える視界画像を合成する手段と
   を含み、 前記仮想３次元空間演算手段が、前記移動体又は前記プ
   レーヤの視点と前記マップとの距離である第１の距離が
   増加し前記背景表示体の前記マップ側の端部と該マップ
   との距離である第２の距離が増加した場合に、前記第２
   の距離の増加分を前記第１の距離の増加分よりも減少さ
   せる演算を行うことを特徴とする３次元ゲーム装置。
2. 【請求項２】 プレーヤが操作手段を操作して所定の移
   動体にて仮想３次元空間内を移動できる３次元ゲームを
   形成する３次元ゲーム装置であって、 前記仮想３次元空間内に配置される表示物であって、前
   記移動体、背景が表示される背景表示体及び前記仮想３
   次元空間を構成するマップを含む表示物の少なくとも位
   置情報を演算する仮想３次元空間演算手段と、 表示物の前記位置情報を含む情報に基づいて、前記仮想
   ３次元空間内において見える視界画像を合成する手段と
   を含み、 前記仮想３次元空間演算手段が、前記移動体又は前記プ
   レーヤの視点と前記マップとの距離である第１の距離が
   増加した場合に、該第１の距離が増加する方向と逆方向
   に前記背景表示体を移動させる演算を行うことを特徴と
   する３次元ゲーム装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２のいずれかにおいて、 前記背景表示体が、前記移動体の周りを囲むように形成
   されたドーム状の表示体であることを特徴とする３次元
   ゲーム装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかにおいて、 前記マップの色情報を、該マップの端部に近づくにつれ
   て色補間により所定色に近づける演算を行う手段を含む
   ことを特徴とする３次元ゲーム装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかにおいて、 前記背景表示体よりも手前側に前記マップが描画される
   ように描画順序を設定する手段を含むことを特徴とする
   ３次元ゲーム装置。
6. 【請求項６】 請求項５において、 前記描画順序設定手段が、 前記背景表示体よりも手前側に前記マップが描画される
   ようにソーティング用Ｚ値の設定を行う手段と、 前記ソーティング用Ｚ値に基づいて前記表示物の画像の
   描画順序の並べ替えを行うソーティング処理手段とを含
   むことを特徴とする３次元ゲーム装置。
7. 【請求項７】 プレーヤが操作手段を操作して所定の移
   動体にて仮想３次元空間内を移動できる３次元ゲームを
   形成するための画像合成方法であって、 前記仮想３次元空間内に配置される表示物であって、前
   記移動体、背景が表示される背景表示体及び前記仮想３
   次元空間を構成するマップを含む表示物の少なくとも位
   置情報を演算するステップと、 表示物の前記位置情報を含む情報に基づいて、前記仮想
   ３次元空間における視界画像を合成するステップとを含
   み、 前記演算ステップにおいて、前記移動体又は前記プレー
   ヤの視点と前記マップとの距離である第１の距離が増加
   し前記背景表示体の前記マップ側の端部と該マップとの
   距離である第２の距離が増加した場合に、前記第２の距
   離の増加分を前記第１の距離の増加分よりも減少させる
   演算を行うことを特徴とする画像合成方法。
8. 【請求項８】 プレーヤが操作手段を操作して所定の移
   動体にて仮想３次元空間内を移動できる３次元ゲームを
   形成するための画像合成方法であって、 前記仮想３次元空間内に配置される表示物であって、前
   記移動体、背景が表示される背景表示体及び前記仮想３
   次元空間を構成するマップを含む表示物の少なくとも位
   置情報を演算するステップと、 表示物の前記位置情報を含む情報に基づいて、前記仮想
   ３次元空間における視界画像を合成するステップとを含
   み、 前記演算ステップにおいて、前記移動体又は前記プレー
   ヤの視点と前記マップとの距離である第１の距離が増加
   した場合に、該第１の距離が増加する方向と逆方向に前
   記背景表示体を移動させる演算を行うことを特徴とする
   画像合成方法。
9. 【請求項９】 請求項７又は８のいずれかにおいて、 前記背景表示体よりも手前側に前記マップが描画される
   ように描画順序を設定するステップを含むことを特徴と
   する画像合成方法。
10. 【請求項１０】 請求項９において、 前記描画順序設定ステップが、 前記背景表示体よりも手前側に前記マップが描画される
    ようにソーティング用Ｚ値の設定を行うステップと、 前記ソーティング用Ｚ値に基づいて前記表示物の画像の
    描画順序の並べ替えを行うソーティング処理ステップと
    を含むことを特徴とする画像合成方法。