專利名稱：目標(biāo)方向控制方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于控制在每個(gè)家庭和在拱頂走道的視頻游戲設(shè)備的監(jiān)視器上的目標(biāo)方向的方向控制方法和設(shè)備，特別是涉及應(yīng)用于具有輸入單元的游戲設(shè)備的方向控制和設(shè)備，游戲者利用該輸入單元指定目標(biāo)的方向。
視頻游戲設(shè)備根據(jù)用途粗略地分為家庭的和在拱頂走道的。家庭視頻游戲設(shè)備一般有游戲設(shè)備機(jī)身和控制器，例如操縱小鍵盤，每個(gè)操縱小鍵盤與游戲設(shè)備機(jī)身一起連接到家庭視頻監(jiān)視器。在盒式ROM插入游戲設(shè)備機(jī)身和按下開(kāi)始按鍵時(shí)，由游戲設(shè)備機(jī)身讀出存儲(chǔ)在盒式ROM中的游戲程序。在游戲者操作該控制器給出操作信號(hào)到游戲設(shè)備機(jī)身時(shí)，在游戲設(shè)備機(jī)身中開(kāi)始游戲程序產(chǎn)生視頻信號(hào)和音頻信號(hào)，它們被傳送到視頻監(jiān)視器并且分別作為圖象顯示和作為聲音輸出。
許多拱頂走道的視頻游戲設(shè)備有類似駕駛間的殼體，在其中裝備包含游戲程序和大顯示屏幕的游戲設(shè)備機(jī)身。面對(duì)該顯示設(shè)備裝備游戲者的操作座位。游戲者觀看游戲屏幕，同時(shí)通過(guò)操作諸如設(shè)置在游戲者座位的操作型輸入單元的控制單元玩該游戲。
在視頻監(jiān)視器或顯示器上顯示的移動(dòng)器或車輛(一個(gè)可移動(dòng)的人)的方向由游戲者操作在視頻游戲設(shè)備中的操作小鍵盤和/或操作型輸入單元進(jìn)行控制。有各種移動(dòng)器。根據(jù)情況要求一些移動(dòng)器在兩個(gè)方向進(jìn)行控制。例如，一些游戲具有軍用坦克作為移動(dòng)器。在這種情況下，這兩方向是坦克機(jī)身的移動(dòng)方向和裝在坦克上的加農(nóng)炮的視線方向。在坦克的方向，以及加農(nóng)炮的側(cè)視角被控制時(shí)，要求兩個(gè)操作部件；一個(gè)正常的操作部件和一個(gè)用于測(cè)試角控制的第二操作部件。替代地，提供和操作一個(gè)方向鍵和一個(gè)操作部件。
在很多情況下，家庭視頻游戲設(shè)備只有一個(gè)操作小鍵盤作為控制單元。因此，在很多情況下，組合使用該操作小鍵盤和操作部件。在按下在操作小鍵盤上的按鍵開(kāi)關(guān)的同時(shí)操作該操作部件時(shí)，控制加農(nóng)炮側(cè)視角的方向，而只在操作該操作部件時(shí)，控制坦克本身的方向。
但是，在分開(kāi)地提供兩個(gè)設(shè)備控制相同移動(dòng)器的兩個(gè)方向時(shí)，游戲設(shè)備的整個(gè)控制單元變得尺寸大而且復(fù)雜。由于要求游戲者同時(shí)或并行地操作兩個(gè)設(shè)備，操作本身變得復(fù)雜和游戲者想要提供的方向控制不能視情況及時(shí)地提供，以致復(fù)雜的方向控制可降低游戲者對(duì)游戲本身的興趣。
本發(fā)明的主要目的是提供一種方向控制方法和設(shè)備，它簡(jiǎn)化了游戲者在游戲中方向控制的操作，這種游戲要求在同一移動(dòng)器中控制多個(gè)方向。
本發(fā)明的另一個(gè)主要目的是提供一種方向控制方法和設(shè)備，它簡(jiǎn)化了游戲者在游戲中對(duì)方向控制的操作，該游戲要求在同一移動(dòng)器中控制多個(gè)方向，和避免游戲設(shè)備的控制單元的尺寸大和復(fù)雜。
本發(fā)明的目的之一是提供方向控制方法和設(shè)備，在移動(dòng)或運(yùn)動(dòng)時(shí)，游戲中的移動(dòng)器或車輛諸如軍用坦克的方向和安裝在坦克上的加農(nóng)炮的側(cè)視角方向是平行的控制的，本發(fā)明簡(jiǎn)化了游戲者對(duì)方向控制的操作。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供在監(jiān)視器上顯示目標(biāo)的目標(biāo)方向控制方法，該目標(biāo)有多個(gè)方向控制部件，每個(gè)控制部件可與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中的背景一起以旋轉(zhuǎn)的方向控制，該方法包括步驟對(duì)多個(gè)方向控制部件指定一個(gè)目標(biāo)角，在該目標(biāo)角的基礎(chǔ)上控制多個(gè)方向控制部件的任一特定的方向控制單元的旋轉(zhuǎn)角，和控制其余的方向控制部件的旋轉(zhuǎn)角，以便跟蹤特定的方向控制部件。
方向控制部件的數(shù)目為兩個(gè)。目標(biāo)例如包括用在游戲設(shè)備的坦克游戲中的單元坦克，被控制的兩個(gè)方向部件包括坦克主體和瞄準(zhǔn)器。最好是，定向控制的特定部件包括瞄準(zhǔn)器，和定向控制的其余部件包括坦克主體。
例如，定向控制的特定部件根據(jù)目標(biāo)角以給定的速度旋轉(zhuǎn)。最好是，定向控制的特定部件的新的旋轉(zhuǎn)角Ya由以下給出Ya＝Y(jié)b＋Kaθ這里θ是目標(biāo)角，Yb是定向控制的特定部件的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)角，和Ka是常數(shù)。
例如，定向控制的其余部件根據(jù)目標(biāo)的移動(dòng)速度和定向控制的特定部件的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行控制。最好是，定向控制的其余部件的新旋轉(zhuǎn)角Za由以下給出Zo＝Y(jié)aZa＝Zb＋Kb·V·(Zo－Zb)這里Zo是定向控制的其余部件的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角，Ya是定向控制的特定部件的旋轉(zhuǎn)角，Zb是定向控制的其余部件的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)角，Kb是一個(gè)常數(shù)，而V是目標(biāo)的移動(dòng)速度。
而且最好是，定向控制的特定部件的給定旋轉(zhuǎn)速度稍高于定向控制的其余部件的最大旋轉(zhuǎn)跟蹤速度。
本發(fā)明提供一種目標(biāo)方向控制設(shè)備，用于在監(jiān)視器上顯示有多個(gè)方向控制部件的目標(biāo)以及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中的背景，每個(gè)方向控制部件可以旋轉(zhuǎn)方向控制，它包括目標(biāo)角指定裝置，用于指定多個(gè)方向控制部件的目標(biāo)角，第一方向控制裝置，用于根據(jù)該目標(biāo)角控制多個(gè)方向控制部件的任一特定方向，控制部件的旋轉(zhuǎn)主向，和第二方向控制裝置，用于通過(guò)跟蹤特定方向控制部件控制其余方向，控制部件的旋轉(zhuǎn)方向。
例如，方向控制部件數(shù)目為兩個(gè)。目標(biāo)是用在游戲設(shè)備的坦克游戲中的軍用坦克。定向控制的兩個(gè)單元包括坦克本體和瞄準(zhǔn)器。目標(biāo)角指定裝置包括單個(gè)方向輸入單元，用于人工地輸入有關(guān)目標(biāo)角的方向數(shù)據(jù)。
例如，坦克游戲中瞄準(zhǔn)器的旋轉(zhuǎn)方向由單個(gè)方向輸入單元來(lái)的輸入信息控制，而車輛的旋轉(zhuǎn)方向被控制跟蹤加農(nóng)炮的瞄準(zhǔn)器。因此，控制單元例如只要求具有一個(gè)瞄準(zhǔn)器操作部件(方向輸入單元)。因此，操作簡(jiǎn)單而且游戲者有更大的范圍充分地享受使用本發(fā)明玩游戲。利用本發(fā)明，控制單元的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化了，而且整個(gè)設(shè)備的體積減少了并被簡(jiǎn)化。


圖1是應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的目標(biāo)方向控制方法和設(shè)備的游戲設(shè)備一個(gè)實(shí)施例的透視圖；圖2圖解地表示軍用坦克作為一個(gè)目標(biāo)；圖3是實(shí)施例的電氣系統(tǒng)方框圖；圖4是電氣系統(tǒng)的方框圖，包括中央處理單元及其外圍電路的功能塊結(jié)構(gòu)；圖5是流程圖，它指示主要提供中央處理單元的方向控制的過(guò)程概況；圖6說(shuō)明坦克和瞄準(zhǔn)器的移動(dòng)速度和該坦克主體的旋轉(zhuǎn)速度之間的關(guān)系；圖7A—7C表示虛攝象機(jī)和坦克之間的位置關(guān)系；圖8表示虛攝象機(jī)的視野和坦克的移動(dòng)方向；圖9表示視頻視器屏幕；圖10表示在坦克以低速移動(dòng)時(shí)以時(shí)間順序指示瞄準(zhǔn)器和坦克本體的旋轉(zhuǎn)情況的矢量；和圖11表示在坦克以最高速度移動(dòng)時(shí)以時(shí)間順序指示加農(nóng)炮瞄準(zhǔn)器和坦克主體的旋轉(zhuǎn)情況的矢量。
下面對(duì)照附圖敘述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
圖1表示這個(gè)實(shí)施例的在拱頂走道視頻游戲設(shè)備的外觀。根據(jù)本發(fā)明該游戲設(shè)備包括功能上安裝的目標(biāo)方向控制方法和設(shè)備。
圖1的游戲設(shè)備有構(gòu)成駕駛間的一個(gè)殼體1。該殼體1有一個(gè)底1A和一個(gè)前面1B，前面1B延續(xù)到底1A的一端以致垂直該底。該底1A有一個(gè)游戲者的操作座席2，游戲者坐在該席位上操作該游戲設(shè)備。前面1B中有一個(gè)游戲設(shè)備方體10。在游戲者的座席2上裝備有控制單元20，它包括一個(gè)操作部件20A，一個(gè)加速器20B和一個(gè)視野改變開(kāi)關(guān)20C；在上前部裝一個(gè)視頻監(jiān)視器30和一個(gè)揚(yáng)聲器40。
游戲設(shè)備控制坦克游戲。操作部件20A是唯一的控制單元。它給出方向數(shù)據(jù)給該游戲設(shè)備。坦克游戲控制該坦克作為移動(dòng)的或運(yùn)動(dòng)的顯示目標(biāo)(車輛)。坦克31可圖解地表示，如2所示的，并且有一個(gè)主體32和一個(gè)加農(nóng)炮瞄準(zhǔn)器33。
圖3中表示出該游戲設(shè)備的電氣方框圖。游戲設(shè)備主體10包括一個(gè)中央處理單元(CPU)101，一個(gè)輔助處理器102，一個(gè)程序/數(shù)據(jù)ROM103，一個(gè)數(shù)據(jù)RAM104，一個(gè)備份RAM105，一個(gè)輸入接口106，一個(gè)選擇開(kāi)關(guān)(dip switch)107，一個(gè)發(fā)聲器件108，一個(gè)功率放大器109，一個(gè)多邊形參數(shù)存儲(chǔ)器110，一個(gè)稱為幾何圖形器的坐標(biāo)變換器111，一個(gè)多邊形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器112，一個(gè)稱為再生單元的多邊形顯象單元113和一個(gè)幀存儲(chǔ)器114。
中央處理單元(CPU)101通過(guò)總線接到輔助處理器102，程序/數(shù)據(jù)ROM103，數(shù)據(jù)RAM104，備份RAM105，輸入接口106，發(fā)聲單元108和多邊形參數(shù)存儲(chǔ)器110。輸入接口106接到控制單元20和選擇開(kāi)關(guān)107。CPU101與輔助處理器102合作讀出預(yù)先包含在程序/數(shù)據(jù)ROM103中的有關(guān)游戲程序的數(shù)據(jù)，以便執(zhí)行該程序。游戲程序包含作為在視頻監(jiān)視器30上顯示的目標(biāo)的坦克的位置、方向和角度的控制以及確定顯示屏視野的虛攝象的位置與角度的控制。圖5中表示該控制的概況。
在描繪計(jì)算機(jī)圖形時(shí)，虛攝象機(jī)可與正規(guī)攝象機(jī)在觀察點(diǎn)和所用的圖象角上進(jìn)行比較。虛攝象機(jī)的設(shè)定是通過(guò)指定位置、光軸方向(鏡頭的方向)、圖象角度(變焦寬度)和轉(zhuǎn)動(dòng)度(沿光軸的旋轉(zhuǎn)角度)進(jìn)行的。換句話說(shuō)，虛攝象機(jī)是一個(gè)虛擬設(shè)定的觀察點(diǎn)。虛攝象機(jī)理解為一個(gè)虛視野方向的確定裝置，用于確定在視頻監(jiān)視器上顯示的圖象的視野方向。已經(jīng)從該圖固有的主體坐標(biāo)系統(tǒng)成型地變換為由一個(gè)世界坐標(biāo)系統(tǒng)的目標(biāo)(圖)在視野中被變換為由虛攝象機(jī)(的位置和角度)確定的視野坐標(biāo)系統(tǒng)，該世界坐標(biāo)系統(tǒng)規(guī)定在三維空間中該圖(目標(biāo))的布局，然后得到的目標(biāo)圖在監(jiān)視器30上顯示。
發(fā)聲器件108通過(guò)功率放大器109接到揚(yáng)聲器40。發(fā)聲器件108產(chǎn)生的聲頻信號(hào)由放大器109放大并傳送到揚(yáng)聲器40。
多邊形參數(shù)存儲(chǔ)器110的讀出端接到坐標(biāo)變換單元111，存儲(chǔ)器110中的多邊形參數(shù)傳送到該坐標(biāo)變換單元111。坐標(biāo)變換單元111接到多邊形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器112，以便從存儲(chǔ)器112接收多邊形數(shù)據(jù)。在給定的多邊形參數(shù)和多邊形數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，坐標(biāo)變換單元111變換被顯示的三維多邊形坐標(biāo)值為二維相應(yīng)的坐標(biāo)值。坐標(biāo)變換單元111的輸出連接到多邊形顯象單元113，以便已變換的具有相應(yīng)坐標(biāo)的多邊形數(shù)據(jù)傳送到多邊形顯象單元113，它顯示具有存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器114中的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的接收的多邊形數(shù)據(jù)，以形成圖象數(shù)據(jù)。多邊形顯象單元113的輸出接到視頻監(jiān)視器30，由顯象單元113形成的圖象數(shù)據(jù)在該視頻監(jiān)視器上顯示。
控制單元20的加速器20B輸出指示加速器開(kāi)口A的電信號(hào)，它響應(yīng)于游戲者的操作由在視頻監(jiān)視器30上的目標(biāo)的移動(dòng)速度V反映出該加速器開(kāi)口。類似地，操作部件20A輸出指示方向θ的電信號(hào)，其中反映目標(biāo)的動(dòng)作。在本發(fā)明中操作部件20A包括目標(biāo)角度指定裝置。視野改變開(kāi)關(guān)20C是一個(gè)開(kāi)關(guān)，游戲者利用該開(kāi)關(guān)指定虛攝象機(jī)的位置，該虛攝象機(jī)的位置確定在視頻監(jiān)視器30上顯示的圖象視野。
圖4表示圖3的CPU101及其外圍電路(由點(diǎn)劃線圍起來(lái))的一部分功能性的方框圖。CPU101及外圍電路執(zhí)行在后面敘述的圖5的處理，在功能上實(shí)現(xiàn)游戲者位置角計(jì)算系統(tǒng)121，攝象機(jī)位置角計(jì)算系統(tǒng)131和一個(gè)n目標(biāo)位置角計(jì)算系統(tǒng)。游戲者位置角計(jì)算系統(tǒng)121在功能上包括一個(gè)移動(dòng)器或車輛速度計(jì)算裝置122，瞄準(zhǔn)器方向控制裝置123和一個(gè)移動(dòng)器或車輛跟蹤數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置124。
在下面將敘述CPU101與輔助處理器102合作執(zhí)行的圖5的處理。這個(gè)過(guò)程例如以預(yù)定的間隔Δt在定時(shí)器中斷的基礎(chǔ)上執(zhí)行。
首先，讀出來(lái)自加速器20B的加速器開(kāi)口A(步驟201)。從加速器的開(kāi)口度數(shù)A，例如在表查找的基礎(chǔ)上計(jì)算作為目標(biāo)的坦克31的移動(dòng)速度(步驟202)。
讀出指示操作部件20A的操作角度θ的信號(hào)(步驟203)，在操作角度θ的基礎(chǔ)上計(jì)算用于控制瞄準(zhǔn)器方向的瞄準(zhǔn)器角度Ya如下(步驟204)Ya＝Y(jié)b＋Kaθ(1)式中Yb是當(dāng)前瞄準(zhǔn)器角度33，Ka是以給定速度α旋轉(zhuǎn)瞄準(zhǔn)器角度33的一個(gè)常數(shù)，將對(duì)照?qǐng)D5敘述。如圖6中所示的，在程序/數(shù)據(jù)ROM103中預(yù)先設(shè)定的是一個(gè)表，它已事先存儲(chǔ)由坦克31移動(dòng)速度V(水平軸)和坦克31或其主體32的旋轉(zhuǎn)速度Vr(垂直軸)之間的直線δ表示的關(guān)系的數(shù)據(jù)。如在后面敘述的，直線δ用于從移動(dòng)或運(yùn)動(dòng)速度V確定旋轉(zhuǎn)速度Vr并且從移動(dòng)運(yùn)動(dòng)速度V＝O(在這時(shí)，旋轉(zhuǎn)速度Vr＝O)到最高移動(dòng)速度V＝Vmax(在這時(shí)，最大旋轉(zhuǎn)速度Vr＝Vrmax)確定比例狀態(tài)。在圖6中，預(yù)定的速度α總是設(shè)定在稍高于最高旋轉(zhuǎn)速度Vrmax的一個(gè)預(yù)定速度而不管移動(dòng)速度V。
如上所述，在計(jì)算瞄準(zhǔn)器角度Ya時(shí)，它根據(jù)操作角θ以預(yù)定的速度旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，當(dāng)前值Yb以新計(jì)算的值Ya更新用于下一個(gè)操作(步驟205)。
然后CPU101設(shè)定計(jì)算的瞄準(zhǔn)器角度Ya作為坦克31的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)方向Zo以產(chǎn)生目標(biāo)跟蹤數(shù)據(jù)(步驟206)，和計(jì)算坦克31的旋轉(zhuǎn)角度Za如下Za＝Zb＋Ka·V·(Zo－Zb)(2)式中V是坦克31的移動(dòng)速度，Zb是坦克的當(dāng)前移動(dòng)方向，而Kb＝γ/Vmax(常數(shù)(O＜γ≤1)，這里Vrmax是坦克31的最高移動(dòng)速度。
表達(dá)式(2)的第二項(xiàng)Kb·V由圖5的直線δ(＝Kb·V)表示。在坦克31的移動(dòng)速度V為低時(shí)，例如V＝Vs，則根據(jù)直線δ該旋轉(zhuǎn)速度Vr變?yōu)榈退俣萔r＝Vrs。在坦克31的移動(dòng)速度V為中等時(shí)，例如Vr＝Vms，則旋轉(zhuǎn)速度Vr也變?yōu)橹械人俣萔r＝Vrmd。在坦克31的移動(dòng)速度V是最高的速度V＝Vmxa時(shí)，旋轉(zhuǎn)速度Vr變?yōu)樽罡咚俣萔rmsx，它稍低于瞄準(zhǔn)器32的旋轉(zhuǎn)速度α。
如上所述，在確定坦克31的新旋轉(zhuǎn)角度Za時(shí)，設(shè)定這個(gè)旋轉(zhuǎn)角度Za以代替當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)角度Zb，以便產(chǎn)生下一次的跟蹤數(shù)據(jù)(步驟208)。
然后CPU101讀出由游戲者而不是加速器開(kāi)口A和操作角度θ確定的視野改變開(kāi)關(guān)20C操作有關(guān)的信息(步驟209)。
在有關(guān)該操作的信息中，如上所述的，來(lái)自視野改變開(kāi)關(guān)20C的已處理的開(kāi)關(guān)信息和操作部件20A的操作角度用于計(jì)算虛攝象機(jī)的位置和角度。更具體地講，在計(jì)算的最后瞄準(zhǔn)器角度Ya，車輛主體旋轉(zhuǎn)角度Za和有關(guān)該操作的信息的基礎(chǔ)上計(jì)算在視頻監(jiān)視器30上顯示優(yōu)化的攝象機(jī)位置和角度(方向)(步驟210)。攝象機(jī)的位置和方向是確定在三維地構(gòu)成的游戲世界中在監(jiān)視器上顯示的圖象的條件。從視野改變開(kāi)關(guān)20C來(lái)的開(kāi)關(guān)信息改變坦克31和該攝象機(jī)之間的位置關(guān)系。更具體地講，它改變坦克31相對(duì)于攝象機(jī)的位置(距離)和上升角度。
例如，它確定攝象機(jī)130是否直接地放置在坦克31上面，如圖7A中所示的，攝象機(jī)130是否傾斜地放置在坦克31上面和后面，如圖7B所示的，或者攝象機(jī)130是否放置在坦克31后面的空中高處，如圖7C所示的。在圖7的位置關(guān)系的情況下，攝象機(jī)130的圖像拾取范圍ρR呈現(xiàn)在坦克31的移動(dòng)方向中，它與攝象機(jī)130的圖象拾取范圍ρR的中心線對(duì)劑，如圖8所示的。根據(jù)在操作角度的基礎(chǔ)上確定的瞄準(zhǔn)器33的角度Ya，確定一個(gè)眼睛(觀察點(diǎn)的左和右方向)，它繞著正交于地表面的軸旋轉(zhuǎn)。在視頻監(jiān)視器30(圖9)上顯示這樣確定的，由攝象機(jī)的位置和角度規(guī)定的眼睛方向中坦克前面的圖象。
在視頻監(jiān)視器30上顯示優(yōu)化的目標(biāo)的位置和角度在最后瞄準(zhǔn)器角度Ya，車輛主體旋轉(zhuǎn)角度Za和其它操作信息的基礎(chǔ)上選擇(步驟211)。由于多個(gè)(n)目標(biāo)，諸如一個(gè)敵人的坦克、一個(gè)游戲者的坦克，一個(gè)背景和天空預(yù)先準(zhǔn)備的，落入攝象機(jī)視野中的合適的目標(biāo)從幾個(gè)目標(biāo)中選擇。
計(jì)算用于在如上述得到的計(jì)算的各個(gè)結(jié)果的基礎(chǔ)上顯示的多邊形參數(shù)。多邊形參數(shù)與用于給多邊形參數(shù)存儲(chǔ)器110顯示的有關(guān)多邊形目的地的信息一起傳送(步驟212、213)。即，有關(guān)坐標(biāo)變換(運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、增大、減少等)和各目標(biāo)的顯示/不顯示的信息被存儲(chǔ)在多邊形參數(shù)存儲(chǔ)器110中。
圖5的處理構(gòu)成本發(fā)明的第一和第二方向控制裝置。功能上處理步驟201—208構(gòu)成游戲者位置角度計(jì)算系統(tǒng)121。步驟201和202相應(yīng)于車輛速度計(jì)算裝置122。步驟203—205相應(yīng)于瞄準(zhǔn)器方向控制裝置123。步驟206—208相應(yīng)于車輛跟蹤數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置124。步驟210和211在功能上分別實(shí)現(xiàn)攝象機(jī)位置角度計(jì)算系統(tǒng)131的主要部分和幾個(gè)目標(biāo)位置角度計(jì)算系統(tǒng)的主要部分。
坐標(biāo)變換器(幾何圖形器)111讀出存儲(chǔ)在多邊形參數(shù)存儲(chǔ)器110中的信息和在該讀出信息因而提供顯示數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上執(zhí)行坐標(biāo)變換，包括對(duì)存儲(chǔ)在多邊形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器112中的目標(biāo)的矩陣操作，然后該顯示數(shù)據(jù)傳送到多邊形顯象單元113，在該多邊形顯象單元113中該顯示數(shù)據(jù)以存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器114中的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)覆蓋(Coat)。然后以該結(jié)構(gòu)映象非常真實(shí)地表示的顯示數(shù)據(jù)傳送到視頻監(jiān)視器30，和在實(shí)時(shí)的基礎(chǔ)上在背景BK中顯示包括坦克31的各個(gè)目標(biāo)，如圖9所示的。
隨后，在下面將敘述該設(shè)備的說(shuō)明性的規(guī)定操作。
現(xiàn)在假定由游戲者進(jìn)行的加速器20B的降低量是小的而且加速器開(kāi)口A是小的。加速器開(kāi)口A通過(guò)輸入接口106傳送到CPU101。CPU101在加速器開(kāi)口A的基礎(chǔ)上計(jì)算坦克31的移動(dòng)速度V。如果操作部件20A還未工作，則計(jì)算相應(yīng)于移動(dòng)速度V的多邊形參數(shù)。因此，坦克31及其背景BK在監(jiān)視器30的顯示屏上像是彼此相對(duì)地以慢速度V變化，而坦克31像是以相對(duì)速度V移動(dòng)。
現(xiàn)在假定在坦克移動(dòng)期間，游戲者試圖拐彎操作部件20A，一個(gè)希望的角度θ(在本例子中為90度)。這個(gè)操作角度由CPU101通過(guò)輸入接口106讀出，CPU101使用表達(dá)式(1)計(jì)算瞄準(zhǔn)器角度Ya，瞄準(zhǔn)器32在操作部件的操作方向中以在給定速度α(圖6)的時(shí)刻改變操作角的小增量的單元旋轉(zhuǎn)一個(gè)瞄準(zhǔn)器角度Ya。瞄準(zhǔn)器角度Ya作為目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角Zo對(duì)待，并且計(jì)算旋轉(zhuǎn)角Za，坦克主體32跟隨瞄準(zhǔn)器33旋轉(zhuǎn)一個(gè)旋轉(zhuǎn)角Za。在這個(gè)計(jì)算中，旋轉(zhuǎn)角Za作為比瞄準(zhǔn)器角度Ya小了表達(dá)式(2)的系數(shù)“Kb·V”的一個(gè)角度進(jìn)行計(jì)算。在這種情況下，由于移動(dòng)速度V是慢的，系數(shù)“Kb·V”是小的，以致與瞄準(zhǔn)器角度Ya相比有關(guān)車輛主體32的旋轉(zhuǎn)角Za的數(shù)據(jù)大大地延遲了。
在圖10(1)—(7)中示意地表示這種情況。更具體地講，由于時(shí)間從t1到t7，相應(yīng)于操作角度θ至90度的相應(yīng)時(shí)間相關(guān)變化，瞄準(zhǔn)器角度33例如以0度(在開(kāi)始，時(shí)間t1)，30度(時(shí)間t2)，60度(時(shí)間t3)和90度(在時(shí)間t4之后)的順序變化。與此并行地，車輛主體32的旋轉(zhuǎn)(方向)改變或者相對(duì)于測(cè)試角逐漸地延遲，例如，以0度(時(shí)間t1)(在這個(gè)情況下車輛主體的旋轉(zhuǎn)角度和瞄準(zhǔn)器角度是相同的(0度))，15度(時(shí)間t2)，30度(時(shí)間t3)，45度(時(shí)間t4)，60度(時(shí)間t5)，75度(時(shí)間t6)和90度(時(shí)間t7)的順序。即，在坦克31以低速移動(dòng)時(shí)，延遲量比較大。
相反地，現(xiàn)在假定由游戲者所提供的加速器20B的降低量是大的，例如加速器開(kāi)口A為最大。如上所述，由CPU101讀出加速器開(kāi)口A，并且計(jì)算坦克31的移動(dòng)速度V＝Vmax。現(xiàn)在假定操作部件20A還未工作。在這種情況下，計(jì)算相應(yīng)于移動(dòng)速度Vmax的多邊形參數(shù)，以致坦克31和背景BK像是在監(jiān)視器30的顯示屏上彼此相對(duì)地以高速度V＝Vmax變化，而且坦克31像是以最高速度Vmax運(yùn)動(dòng)。
現(xiàn)在假定在坦克移動(dòng)期間游戲者試圖拐彎操作部件20A一個(gè)希望的角度θ(在本例中為90度)。這個(gè)操作角度θ中CPU101讀出，它利用表達(dá)式(1)計(jì)算瞄準(zhǔn)器角度Ya，瞄準(zhǔn)器角度32在操作部件的操作方向中以在給定速度θ(圖6)的時(shí)刻改變操作角度的小增量的單元旋轉(zhuǎn)一個(gè)瞄準(zhǔn)器角度Ya。瞄準(zhǔn)器角度Ya作為目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角Zo對(duì)待和計(jì)算旋轉(zhuǎn)角Za，坦克主體32跟著瞄準(zhǔn)器角度33旋轉(zhuǎn)一個(gè)旋轉(zhuǎn)角Za。另外，將瞄準(zhǔn)器角度Ya作為目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角Zo對(duì)待，計(jì)算旋轉(zhuǎn)角Za，坦克主體32被旋轉(zhuǎn)一個(gè)旋轉(zhuǎn)角Za，同時(shí)跟蹤該瞄準(zhǔn)器39。在這個(gè)計(jì)算中，旋轉(zhuǎn)角Za作為比瞄準(zhǔn)器角度Ya小了表達(dá)式(2)的系數(shù)“Kb·V”的一個(gè)角度進(jìn)行計(jì)算。在這種情況下，由于移動(dòng)速度V是高的，而且系數(shù)“Kb·V”的一個(gè)角度進(jìn)行計(jì)算。在這種情況下，由于移動(dòng)速度V是高的，而且系數(shù)“Kb·V”的值也是大的，坦克主體32的預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度α相同，與瞄準(zhǔn)器角度Ya相比，有關(guān)坦克主體32的旋轉(zhuǎn)角Za的數(shù)據(jù)稍微延遲了。
這種情況在圖11(1)—(5)中作為一個(gè)例子示意地表示出。更具體地講，由于時(shí)間從t11到t15，例如，相應(yīng)于操作角度θ的相應(yīng)時(shí)間相關(guān)的相位增直到90度為止，瞄準(zhǔn)器33以0度(在開(kāi)始，時(shí)間t11)，30度(時(shí)間t12)，60度(時(shí)間t13)和90度(在時(shí)間t14之后)的順序變化。與此并行地，車輛主體32的旋轉(zhuǎn)(方向)例如以0度(在開(kāi)始，時(shí)間t11)，29度(時(shí)間t12)，58度(時(shí)間13)，87度(時(shí)間t14)，90度(時(shí)間t15)。即，當(dāng)坦克31以遞增的速度移動(dòng)時(shí)，坦克主體32在實(shí)時(shí)的基礎(chǔ)上基本上跟蹤瞄準(zhǔn)器的同時(shí)旋轉(zhuǎn)，因此延遲量減少了。特別地，當(dāng)坦克為最高速度V＝Vmax時(shí)，坦克主體32以與瞄準(zhǔn)器33基本上相同的速度旋轉(zhuǎn)。
如從圖10和11可看到的，當(dāng)控制單元20所操作部件20A工作時(shí)，和當(dāng)坦克31的移動(dòng)速度V相對(duì)慢(例如，在圖6中的V＝Vs)時(shí)，車輛主體32的旋轉(zhuǎn)速度Vr是慢的。因此，車輛主體32以顯著地延遲的方法跟蹤瞄準(zhǔn)器33的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)坦克31的移動(dòng)速度為中速(例如，在圖6中的V＝Vmd時(shí)，車輛主體32的旋轉(zhuǎn)速度Vr取一個(gè)中間值。因此，車輛主體32以中等延遲跟隨瞄準(zhǔn)器33旋轉(zhuǎn)，這個(gè)延遲隨著坦克31以遞增的速度移動(dòng)而遞減。當(dāng)V＝Vmax時(shí)，二者以基本上相同的速度旋轉(zhuǎn)，如圖11所示的。
如上所述，響應(yīng)于操作部件的操作，瞄準(zhǔn)器33和車輛主體32二者根據(jù)操作角θ轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度。根據(jù)該移動(dòng)速度V，車輛主體32以一個(gè)延遲量跟蹤瞄準(zhǔn)器33。瞄準(zhǔn)器33的旋轉(zhuǎn)具有優(yōu)先性，使得只要求游戲者通過(guò)意識(shí)到的瞄準(zhǔn)器33的旋轉(zhuǎn)方向執(zhí)行操作。因此，這時(shí)不要求兩個(gè)操作部件的操縱，而常規(guī)的要求這種操作，因而大大地簡(jiǎn)化了目標(biāo)的方向控制和游戲者有更大的范圍享受該游戲。由于與常規(guī)的系統(tǒng)比較減少了操作部件的數(shù)量，通過(guò)減少部件數(shù)量獲得了成本的降低并且避免了游戲設(shè)備的控制單元體積大和復(fù)雜。
由于在本實(shí)施例中優(yōu)先響應(yīng)操作部件的操作控制瞄準(zhǔn)器33，對(duì)瞄準(zhǔn)器33控制的游戲操作例如從加農(nóng)炮發(fā)射子彈沒(méi)有障礙。由于這種優(yōu)先控制，操作角度，瞄準(zhǔn)器33的位置和在監(jiān)視器30上顯示的圖像(即虛攝象機(jī)的視野)總是彼此同相，這對(duì)坦克游戲是方便的。
雖然本實(shí)施例已說(shuō)明為在拱頂走道的視頻游戲設(shè)備，但是根據(jù)本發(fā)明的方向控制方法和設(shè)備也有和地應(yīng)用于家庭視頻游戲設(shè)備。雖然在常規(guī)的家庭游戲設(shè)備中已要求提供兩個(gè)方向控制部件，即，操作小鍵盤和操作部件，和在操作中組合起來(lái)，而根據(jù)本發(fā)明，只要求操作一個(gè)方向控制單元，例如，一種操作小鍵盤。因此，操作容易；而且游戲設(shè)備簡(jiǎn)單旦體積小。
雖然在該實(shí)施例中坦克已作為要求多個(gè)方向控制的目標(biāo)進(jìn)行說(shuō)明，該目標(biāo)不必限于坦克。當(dāng)然可使用其它的可運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)，諸如戰(zhàn)視、戰(zhàn)斗機(jī)等。
雖然在該實(shí)施例中優(yōu)先地控制作為移動(dòng)目標(biāo)的坦克的兩個(gè)方向控制部件的瞄準(zhǔn)器，即，車輛主體和瞄準(zhǔn)器，并且控制車輛主體以便跟蹤該瞄準(zhǔn)器，但是可能先控制車輛主體的旋轉(zhuǎn)和瞄準(zhǔn)器可跟蹤該車輛主體運(yùn)動(dòng)。如果坦克的戰(zhàn)斗游戲的內(nèi)容著重在于車輛主體的移動(dòng)崦不是任意使用該瞄準(zhǔn)器，則實(shí)現(xiàn)這方面的控制可視情況增加游戲性。
權(quán)利要求
1.一種在監(jiān)視器上顯示一個(gè)目標(biāo)的目標(biāo)方向控制的方法，該目標(biāo)具有多個(gè)方向控制部件，每個(gè)控制部件與在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的背景一起在旋轉(zhuǎn)方向是可控制的，包括步驟為多個(gè)方向控制部件指定目標(biāo)角度，在該目標(biāo)角度的基礎(chǔ)上控制多個(gè)方向控制部件的任一特定控制部件的旋轉(zhuǎn)角度，和控制其余的方向控制部件的旋轉(zhuǎn)角度以便跟蹤特定的方向控制部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的目標(biāo)方向控制方法，其中方向控制部件數(shù)目為兩個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的目標(biāo)方向控制方法，其中該目標(biāo)包括在游戲設(shè)備的坦克游戲中使用的軍用坦克，和被定向控制的兩個(gè)部件包括坦克的主體和瞄準(zhǔn)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的目標(biāo)方向控制方法，其中定向控制的特定部件包括瞄準(zhǔn)器，和方向被控制的其余部件包括坦克主體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的目標(biāo)方向控制方法，其中定向控制的特定部件根據(jù)目標(biāo)角度以給定的角度旋轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的目標(biāo)方向控制方法，其中在方向上被控制的特定部件的新的旋轉(zhuǎn)角度Ya由Ya＝Y(jié)b＋Ka·θ得到，這里θ是目標(biāo)角度，Yb是定向控制的特定部件的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)角，而Ka是常數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的目標(biāo)方向控制方法，其中定向控制的其余部件根據(jù)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度和定向控制的特定部件的旋轉(zhuǎn)角度被旋轉(zhuǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的目標(biāo)方向控制方法，其中定向控制的其余部件的新的旋轉(zhuǎn)角度Za由下式得到Zo＝Y(jié)aZo＝Zb＋Kb·V·(Zo－Zb)這里Zo是定向控制的其余部件的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角度，Ya是定向控制的特定部件的旋轉(zhuǎn)角度，Zb是定向控制的其余部件的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)角度，Ka是常數(shù)，而V是該目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的目標(biāo)方向控制方法，其中定向控制的特定部件的給定旋轉(zhuǎn)速度稍高于定向控制的其余部件的最大旋轉(zhuǎn)跟蹤速度。
10.一種在監(jiān)視器上顯示一個(gè)目標(biāo)的目標(biāo)方向控制設(shè)備，該目標(biāo)有多個(gè)方向控制部件，每個(gè)控制部件與在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的背影一起在旋轉(zhuǎn)方向上是可控制的，反義該控制設(shè)備包括目標(biāo)角度指定莊園，用于對(duì)多個(gè)方向控制部件指定目標(biāo)角度，第一方向控制裝置，在該目標(biāo)角度的基礎(chǔ)上控制多個(gè)方向控制部件的任一特定控制部件的旋轉(zhuǎn)方向；和第二方向控制裝置，通過(guò)跟蹤該特定方向控制部件控制其余方向控制部件的旋轉(zhuǎn)方向。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的目標(biāo)方向控制設(shè)備，其中多個(gè)方向控制部件數(shù)目為兩個(gè)，其中該目標(biāo)是在游戲設(shè)備的坦克游戲中使用的一個(gè)軍用坦克，和其中定向控制的兩個(gè)部件包括坦克主體和瞄準(zhǔn)器。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的目標(biāo)方向控制設(shè)備，其中所述目標(biāo)角度指定裝置包括單個(gè)方向輸入單元，用于人工地輸入有關(guān)目標(biāo)角度的方向數(shù)據(jù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的目標(biāo)方向控制設(shè)備，其中第一方向控制裝置包括根據(jù)該目標(biāo)角度以給定的速度旋轉(zhuǎn)定向控制的特定部件的裝置，和用于計(jì)算定向控制的特定部件的新的旋轉(zhuǎn)角度Ya的裝置，新的旋轉(zhuǎn)角度Ya由下式得到Y(jié)a＝Y(jié)b＋Ka·θ這里θ是該目標(biāo)角度，Yb是定向控制的該特定部件的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)角度，和Ka是常數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的目標(biāo)方向控制設(shè)備，其中第二方向控制裝置包括根據(jù)該目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度和定向控制的特定部件的旋轉(zhuǎn)角度旋轉(zhuǎn)定向控制的其余部件的裝置，和由下式計(jì)算定向控制的其余部件的新的旋轉(zhuǎn)角度Za的裝置Za＝Y(jié)aZa＝Zb＋Kb·V·(Zo－Zb)這里Zo是定向控制的其余部件的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角度，Ya是定向控制的特定部件的旋轉(zhuǎn)角度，Zb是定向控制的其余部件的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)角度，和V是該目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度。
全文摘要
一種方向控制方法和設(shè)備控制例如在視頻游戲設(shè)備的監(jiān)視器上的移動(dòng)目標(biāo)的方向。一個(gè)目標(biāo)例如有定向控制的兩個(gè)部件，每個(gè)部件旋轉(zhuǎn)方向是可控制的，該目標(biāo)與其移動(dòng)狀態(tài)的背景一起在監(jiān)視器上顯示。定向控制的兩個(gè)部件包括一個(gè)主體(32)和一個(gè)瞄準(zhǔn)器(33)。由單個(gè)方向輸入單元20A對(duì)主體(32)和瞄準(zhǔn)器(33)指定目標(biāo)角度。瞄準(zhǔn)器(33)的旋轉(zhuǎn)方向根據(jù)該目標(biāo)角度控制。主體(32)的旋轉(zhuǎn)角度在目標(biāo)的移動(dòng)速度和瞄準(zhǔn)器(33)旋轉(zhuǎn)角度Y
文檔編號(hào)A63F13/06GK1129403SQ95190551
公開(kāi)日1996年8月21日 申請(qǐng)日期1995年6月20日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月20日
發(fā)明者片岡洋 申請(qǐng)人:世雅企業(yè)股份有限公司