專利名稱：圖像處理裝置和圖像處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合在諸如其中角色(廣義上的對象)處于虛擬空間中進(jìn)行足球比賽或類似游戲的電視游戲之類的圖像處理裝置中使用的圖像處理技術(shù)，特別是涉及一種通過執(zhí)行諸如角色視線的控制，角色舉動的控制，和調(diào)節(jié)屏幕上的彩色的霧化處理之類的各種處理，使得游戲看起來更為真實和更為臨場感的圖像處理技術(shù)。本發(fā)明涉及一種通過適當(dāng)?shù)乜刂铺摂M攝像機相對于游戲中顯現(xiàn)場景的角度，或位于游戲場地中的對象的方位而提供對游戲者更容易觀看的圖像的圖像處理技術(shù)。
背景技術(shù)：
最近計算機技術(shù)的發(fā)展導(dǎo)致了用于電視游戲、模擬裝置等的圖像處理技術(shù)的廣泛使用。能夠更真實地描繪顯示內(nèi)容和顯示屏幕的圖像處理技術(shù)的完善對于提高商業(yè)價值具有極端重要的意義。
電視游戲的部件具有，例如，包括顯示監(jiān)視器和操縱盤(PAD)與操縱桿之類的操縱器械的外圍部件，以及帶有一個執(zhí)行圖像處理、聲頻處理、與外圍部件之間的數(shù)據(jù)傳輸，等等，使得能夠利用這些操縱器械進(jìn)行交互式游戲的CPU的處理器。
能夠進(jìn)行足球比賽游戲的游戲裝置是這種電視游戲機械領(lǐng)域中的一種。在這種足球比賽中，帶有一個場地和觀眾席(看臺)的足球場一般是以三維虛擬空間構(gòu)造的，并且兩隊角色(稱為顯示對象或?qū)ο?在場地上進(jìn)行一場虛擬的足球比賽。具體地講，根據(jù)來自游戲者的操縱數(shù)據(jù)計算運動，順序地處理球，處理碰撞(擊打)，處理場地，處理機器人，等等，并且把反映游戲者操縱的比賽進(jìn)展顯示在屏幕上。
由于看臺上觀眾的舉動也是此時游戲環(huán)境的一個重要因素，因此也要經(jīng)常處理觀眾的舉動?？刂朴^眾舉動的方法的例子包括1)與動畫(移動圖像)相同，為每一幀預(yù)先準(zhǔn)備大量的移動觀眾的圖像數(shù)據(jù)，和根據(jù)比賽方案用紋理結(jié)構(gòu)繪制圖像，并顯示動畫的方法；和2)準(zhǔn)備顯示觀眾的多邊形，并根據(jù)比賽方案移動多邊形的方法。
顯示屏著色是否與一整天時間的實際亮度(例如陽光)匹配的問題是改善游戲環(huán)境或臨場感的另一個重要因素。這是足球比賽的一個特別重要的特征，因為它們通常是在室外進(jìn)行的，并且與依賴于足球進(jìn)行那天中的時間段的亮度有關(guān)的物理環(huán)境中存在著微妙的變化。換言之，亮度是依賴足球比賽是在----上午、下午或晚上----哪一個時間段中進(jìn)行的，和在那些時間段中比賽是在什么地點進(jìn)行的而改變。過去已經(jīng)知道有一種根據(jù)時間段調(diào)節(jié)彩色屏幕的亮度的方法。
但是，下述的游戲機在游戲的臨場感和真實性方面存在著如下缺陷。
首先，用足球比賽作為例子，當(dāng)在現(xiàn)有的游戲機中角色運球相互對抗時，角色只能在面對他們奔跑的方向時才能運球。但是，在實際足球賽中，運球射門或傳球給對友時，正在運球的運動員觀察(環(huán)視)他奔跑的相同方向或其它方向，以便計劃踢球的時機，或?qū)ふ姨咔騾^(qū)或隊友。也就是說，僅僅通過控制運球時的奔跑運動很難真實地模擬足球運動員的實際行為，并且顯示屏上角色的動作是簡單和不自然的。一個角色面對的方向(即，眼睛的方向)的控制對于正在運球奔跑的運動員以及其他無球運動員是相同的。主隊的角色根據(jù)客隊的角色的動作也自然地轉(zhuǎn)動他們的面孔(視線)，但是，在過去沒有這種控制。
第二，觀眾的行為也是影響游戲臨場感的一個重要因素。然而，在過去沒有令人滿意地同時完成單個觀眾的各種運動，簡化軟件設(shè)計，降低計算負(fù)擔(dān)，減少存儲容量，等等。
在像過去用動畫紋理結(jié)構(gòu)繪制顯示觀眾的情況下，顯示運動的幀的數(shù)量少導(dǎo)致了觀眾運動的粗糙和不連續(xù)。為避免這種情況增加了幀的數(shù)量。結(jié)果，增加了要處理的圖像數(shù)據(jù)，需要有更大的存儲容量。軟件設(shè)計也變得更為復(fù)雜，并且增加了計算負(fù)擔(dān)。當(dāng)負(fù)擔(dān)增加過多時，妨礙了角色(或?qū)ο?控制，導(dǎo)致需要節(jié)省觀眾負(fù)擔(dān)。但是，當(dāng)為這種節(jié)省而減少觀眾控制時，顯示的屏幕就不那么精彩也缺少臨場感。
另一方面，當(dāng)用多邊形顯示觀眾時，考慮到控制他們涉及的負(fù)擔(dān)，能夠以多邊形顯示的觀眾的數(shù)量是極其有限的。如果不考慮用于這種控制的計算負(fù)擔(dān)，那么可能可以用多邊形顯示單個觀眾，和單獨地控制他們的運動，但是對于大量的觀眾實際上是十分困難的。只有特定的(選定的)主要觀眾應(yīng)當(dāng)用多邊形顯示。事實上，觀眾們確實具有各自不同的運動，但是有時他們成組地具有相同的運動。因此，特定觀眾的主要運動缺乏刺激性和臨場感。
第三，現(xiàn)有的裝置至今不能夠適應(yīng)游戲機在控制有關(guān)一天中實際亮度的物理環(huán)境方面的要求。例如，顯示屏應(yīng)當(dāng)與在整個上午、下午或晚間的給定時間段中坐在游戲機前享受足球比賽的游戲者的周圍環(huán)境相匹配。但是，當(dāng)如同在現(xiàn)有裝置中那樣僅僅調(diào)節(jié)整個屏幕的亮度時，在夜晚到來時屏幕變得更暗，使得游戲很難進(jìn)行下去。
第四，當(dāng)在屏幕上顯示以虛擬三維空間展開的游戲時，游戲可玩性程度根據(jù)轉(zhuǎn)播游戲的虛擬攝像機觀察角色(或?qū)ο?的攝像機視線的方向而改變。游戲可玩性的程度還根據(jù)虛擬攝像機的位置而改變。應(yīng)當(dāng)根據(jù)游戲的進(jìn)展范圍突出對象的三維顯示。
第五，當(dāng)在屏幕上顯示虛擬三維空間中的游戲時，應(yīng)當(dāng)把虛擬攝像機的視點和位置向后拉，以在屏幕上顯示盡可能大的游戲場地，使得游戲者能更容易地玩游戲。當(dāng)管理這種處理時，與整個虛擬空間相比，指示運動游戲場地范圍的線和標(biāo)志是很細(xì)的，并且由于屏幕解析度的原因，它們消失了。準(zhǔn)備了較粗的線以防止這種消失。但是，當(dāng)攝像機放大圖像(視點逼近主視點)，以提高比賽刺激性時，顯示出不自然的特別寬的線。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的一個目的是要提供一種允許在對足球比賽和類似游戲的圖像處理過程中以更真實和有臨場感的方式處理游戲，以便能夠適當(dāng)?shù)貪M足游戲裝置的最新要求的圖像處理裝置和方法。
本發(fā)明的另一個目的是要完成更精確的模擬，使得在足球比賽之類的游戲的圖像處理過程中角色的運動更像實際競技者的運動，從而導(dǎo)致更真實的游戲。
本發(fā)明的再一個目的是要在足球比賽之類的游戲的圖像處理的過程中更真實地表示觀眾的運動，從而導(dǎo)致更強的游戲臨場感。
本發(fā)明的再一個目的是要提供一種屏幕，其中在足球比賽之類的游戲的圖像處理過程中根據(jù)游戲者實際進(jìn)行游戲的時間段環(huán)境中的光源狀態(tài)調(diào)節(jié)彩色顯示，從而進(jìn)一步提高游戲的臨場感。
本發(fā)明的再一個目的是要提供一種根據(jù)更精確地模擬的角色的動作向游戲者提示游戲情況的新的裝置，和調(diào)節(jié)游戲的可玩性的新的裝置。
本發(fā)明的再一個目的是要提供一種更容易觀看的、保證顯示游戲者所需對象的游戲屏幕，是以使得那些在三維虛擬游戲空間中具有一特定功能但在轉(zhuǎn)變?yōu)槎S圖形時趨于消失的對象，即使在它們更小時仍然保留在二維游戲屏幕中這樣的方式保證這些對象的顯示的。
本發(fā)明的再一個目的是要提供一種用于根據(jù)虛擬攝像機與比賽場地中角色或范圍之間的相對位置關(guān)系控制視線和攝像機方向或虛擬攝像機位置的，以及用于為在這樣的范圍中的運動員形成一個具有更好透視圖的屏幕的圖像處理裝置。
為完成上述目的，本發(fā)明的圖像處理裝置是一種顯示在虛擬三維空間中模仿對手的角色舉動的裝置，其包括一個用于判定是否存在游戲內(nèi)容的關(guān)系或角色與一個通過比賽和上述角色具有關(guān)系的目標(biāo)(虛擬點)之間的位置關(guān)系(例如距離)與特定的條件匹配的特定情況的確定裝置，和一個用于在確定裝置確定了存在上述特定情況時，使上述角色的視線對準(zhǔn)上述對象的視線控制裝置?？梢允褂锰摂M空間中的任何虛點取代目標(biāo)點。
例如，當(dāng)上述游戲是一個足球比賽時，上述目標(biāo)是上述足球比賽中的球。例如，上述視線控制裝置可以包括用于轉(zhuǎn)動和控制帶有上述角色的頭部轉(zhuǎn)動的上述角色的軀干和腰部的裝置。例如，上述確定裝置可以包括用于根據(jù)上述角色和上述目標(biāo)在上述虛擬三維空間中的坐標(biāo)值計算從上述角色到目標(biāo)的角度的裝置。
最好有多個上述對象，并且上述確定裝置最好包括用于判定根據(jù)上述比賽情況應(yīng)當(dāng)把視線對準(zhǔn)上述多個目標(biāo)中哪一個的確定裝置。
本發(fā)明的圖像處理方法是一種用于顯示在虛擬三維空間中模仿對手的角色的行為的方法，其中對是否存在游戲內(nèi)容的關(guān)系或角色與一個通過比賽和上述角色具有關(guān)系的目標(biāo)(虛擬點)之間的位置關(guān)系與特定的條件匹配的特定情況作出判定，并且當(dāng)判定了存在特定情況時，使上述角色的視線對準(zhǔn)上述目標(biāo)。
在本發(fā)明的圖像處理方法中，對于在使上述角色執(zhí)行一第一行為的同時是否已經(jīng)建立了特定條件作出判定，并且當(dāng)已經(jīng)建立了上述特定條件時，使上述角色執(zhí)行一第二行為，因而能夠向游戲者提示(或暗示)有關(guān)進(jìn)展中的比賽情況的信息。
本發(fā)明的圖像處理裝置是一種用于顯示在面對比賽場地的看臺中的觀眾的行為的裝置，其包括以模仿多個觀眾的紋理結(jié)構(gòu)單獨繪制的多個多邊形，上述多個多邊形虛擬地重疊，和用于在與多邊形重疊方向相交的方向上移動多個多邊形的多邊形擺動裝置。
上述多個多邊形最好是虛擬地重疊，同時根據(jù)對象的順序交錯排列形成多個不同對象的多個多邊形，并且上述多邊形擺動裝置最好是一種用于在與每個對象同步和聯(lián)動的同時周期性地移動上述多個對象的裝置。上述移動方向最好是上述多邊形的垂直或水平方向。
本發(fā)明的圖像處理方法是一種用于顯示虛擬三維空間中面對比賽場地的看臺中的觀眾的行為圖像的方法，其中以模仿多個觀眾的紋理結(jié)構(gòu)單獨繪制的多個多邊形虛擬地重疊，并且在與多邊形重疊方向交叉的方向上移動上述多個多邊形。
本發(fā)明的圖像處理裝置是一種用于模擬和顯示虛擬三維空間中的比賽的裝置，包括用于感測被游戲者操作的上述比賽的時間的感測裝置，和用于根據(jù)感測裝置感測的時間局部或整體地調(diào)節(jié)上述圖像的屏幕色彩的調(diào)節(jié)裝置。例如，上述調(diào)節(jié)裝置可以包括以不同參數(shù)值的形式存儲至少兩個具有一天中最適合于游戲的亮度的標(biāo)準(zhǔn)時間段的預(yù)定屏幕彩色狀態(tài)的數(shù)據(jù)的存儲裝置，和當(dāng)上述感測裝置感測到的游戲時間是在上述兩個上述標(biāo)準(zhǔn)時間段的任何一個中的時候，根據(jù)相應(yīng)的一個上述基準(zhǔn)值產(chǎn)生用于游戲顯示的遮掩數(shù)據(jù)，并且當(dāng)上述時間不在上述兩個標(biāo)準(zhǔn)時間段中任何一個中的時候，根據(jù)基于上述時間之前和之后的兩個基準(zhǔn)值插入到上述至少兩個基準(zhǔn)值中的屏幕彩色狀態(tài)的數(shù)據(jù)來產(chǎn)生上述遮掩數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置。
本發(fā)明的圖像處理方法是一種用于模擬和顯示虛擬三維空間中的比賽的方法，其中感測游戲者進(jìn)行上述游戲的一天中的實時，并且根據(jù)該實時來調(diào)節(jié)上述圖像的屏幕色彩。
本發(fā)明的圖像處理裝置是一種用于使對象在通過計算機系統(tǒng)形成的虛擬空間中定位，在根據(jù)輸入控制和設(shè)定規(guī)則來控制上述對象的運動的同時展開比賽，和如同從一個虛擬攝像機看屏幕那樣來顯示上述虛擬空間中的環(huán)境的圖像處理裝置，包括在作為上述虛擬空間中的基準(zhǔn)的基準(zhǔn)平面上定位的多邊形，用于確定上述多邊形與上述虛擬攝像機之間的位置關(guān)系的確定裝置，以及用于根據(jù)確定的結(jié)果傾斜上述多邊形，以便增大從上述虛擬攝像機看到的上述多邊形的表面積的多邊形傾斜裝置。
上述基準(zhǔn)平面最好是地面，并且上述多邊形最好是由位于上述地面上的線形成的多邊形。
上述多邊形具有多個邊，并且上述多邊形傾斜裝置變更上述多邊形的相互對著的兩個邊之一邊的頂點的坐標(biāo)值。
本發(fā)明的圖像處理裝置是一種用于使對象在通過計算機系統(tǒng)形成的虛擬空間中定位，在根據(jù)輸入控制和設(shè)定規(guī)則控制上述對象的運動的同時展開比賽，和如同從一個虛擬攝像機看屏幕那樣來顯示上述虛擬空間中的環(huán)境的圖像處理裝置，包括用于確定上述對象是否在上述虛擬空間中的一個特定區(qū)域中的確定裝置，和用于根據(jù)上述確定的結(jié)果調(diào)節(jié)上述虛擬攝像機的角度的攝像機角度調(diào)節(jié)裝置。
上述攝像機角度調(diào)節(jié)裝置最好根據(jù)上述確定的結(jié)果和上述對象移動的方向來調(diào)節(jié)上述虛擬攝像機的角度。
上述攝像機角度調(diào)節(jié)裝置最好在上述虛擬空間中的水平和垂直方向中至少一個方向上調(diào)節(jié)上述虛擬攝像機的角度。
本發(fā)明的圖像處理裝置是一種用于使對象在通過計算機系統(tǒng)形成的虛擬空間中定位，在根據(jù)輸入控制和設(shè)定規(guī)則控制上述對象的運動的同時展開比賽，和如同從一個虛擬攝像機看屏幕那樣來顯示上述虛擬空間中的環(huán)境的圖像處理裝置，包括用于確定上述對象是否在上述虛擬空間中的一個特定區(qū)域中的確定裝置，和用于根據(jù)上述確定的結(jié)果調(diào)節(jié)上述虛擬攝像機觀察的場地的范圍的圖像縮放調(diào)節(jié)裝置。
圖像處理裝置是一種具有一個用于把由多個多邊形組成的三維模型構(gòu)成的虛擬空間轉(zhuǎn)換成從在任何位置的虛擬攝像機看到的二維圖像，并將它們在一顯示裝置上顯示的圖像產(chǎn)生顯示裝置的圖像處理裝置，包括一個用于計算表示上述虛擬攝像機面對方向(攝像機取景器方向)的視線矢量與一個表示位于上述虛擬空間中的特定多邊形的平面方位的法線矢量之間的角度的角度計算裝置，和用于改變上述多邊形頂點坐標(biāo)值，使得上述角度計算裝置計算出的角度假定為一個特定值的多邊形傾斜裝置。
本發(fā)明的圖像處理裝置是一種具有用于產(chǎn)生從任何視點(或一個虛擬攝像機)展現(xiàn)由多個多邊形組成的三維模型構(gòu)成的虛擬空間的二維圖像，并且用于把它們顯示在一顯示裝置上的圖像產(chǎn)生顯示裝置的圖像處理裝置，其中上述多邊形包括具有防止它們消失屬性并且包含用于操作一程序以防止多邊形消失的數(shù)據(jù)的不消失的多邊形，上述防止消失程序包括用于確定上述不消失的多邊形與上述視點之間位置關(guān)系的位置確定裝置，和用于根據(jù)上述位置確定裝置確定的結(jié)果來變換上述不消失的多邊形的頂點坐標(biāo)值的坐標(biāo)變更裝置，并且上述圖像處理裝置還包括用于當(dāng)在上述顯示裝置上顯像的多邊形是上述不消失的多邊形時執(zhí)行上述防止消失程序的防止消失執(zhí)行裝置。
本發(fā)明的數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)記錄一個使一計算機系統(tǒng)能夠具有上述圖像處理裝置中任何一個的功能的程序。


圖1是說明本發(fā)明的一個實施例中的游戲機的功能結(jié)構(gòu)的方框圖；圖2是概括說明CPU處理的流程圖；圖3以圖解方式說明了在視線控制中的角度計算；圖4以圖解方式說明了在視線控制中的角度計算；圖5示出了在視線控制過程中的一個角色的外貌；圖6是描繪視線控制的一個實例的流程圖；圖7是與圖6一同描繪視線控制的一個實例的流程圖；圖8示出了基于多邊形的觀眾數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；圖9是說明控制觀眾舉動的處理的一個實例的流程圖；圖10示出了在觀眾舉動控制的一個實例中的一幀；圖11示出了在觀眾舉動控制的一個實例中的另一幀；圖12示出了在觀眾舉動控制的一個實例中的另一幀；圖13示出了在觀眾舉動控制的一個實例中的另一幀；圖14示出了在觀眾舉動控制的一個實例中的另一幀；圖15示出了在觀眾舉動控制的一個實例中的另一幀；圖16示出了在觀眾舉動控制的一個實例中的另一幀；圖17示出了在觀眾舉動控制的一個實例中的另一幀；圖18是關(guān)于霧化控制的一個實例的流程圖；圖19示出了用于霧化控制的時間段劃分；圖20示出了基于霧化控制的顯示屏的一個實例；圖21示出了基于霧化控制的顯示屏的另一個實例；圖22是作為一個角色的視線的控制的結(jié)果顯示在屏幕上的一個圖像的示意圖；圖23示出了一個游戲裝置的總體結(jié)構(gòu)的一個實例；圖24是說明游戲裝置的電路結(jié)構(gòu)的方框圖；圖25示出了由游戲裝置形成的虛擬游戲空間；圖26示出了畫在攝像機位置與地面之間的一條線的透視圖；圖27示出了提高線多邊形的內(nèi)邊緣上的頂點以使線可見的處理過程；圖28是說明防止線消失的過程的流程圖；
圖29示出了攝像機與線多邊形的頂點之間的位置關(guān)系；圖30示出了攝像機與線多邊形的頂點之間的位置關(guān)系；圖31示出了用于線多邊形的頂點的數(shù)據(jù)的一個實例；圖32a示出了運動員遠(yuǎn)離和靠近觀看者的運動；圖32b示出了此時攝像機的法線矢量的方向；圖33a示出了一個運動員的橫向運動；圖33b示出了此時攝像機的視線矢量的方向；圖34a示出了一個運動員的橫向運動；圖34b示出了此時攝像機的視線矢量的方向；圖35是說明調(diào)節(jié)攝像機水平角度的過程的流程圖；圖36是說明調(diào)節(jié)攝像機水平角度的過程的流程圖的繼續(xù)；圖37示出了攝像機的主視點是出自一游戲者的情況；圖38示出了當(dāng)主視點是在處罰區(qū)的8m內(nèi)時攝像機角度調(diào)節(jié)的實例；圖39示出了運動員向觀看者前進(jìn)的情況；圖40示出了運動員離開觀看者前進(jìn)的情況；圖41示出了當(dāng)運動員離開和朝向觀看者前進(jìn)時攝像機的視線矢量的一個實例；圖42示出了運動員向左移動的實例；圖43示出了當(dāng)運動員向左移動時的攝像機角度調(diào)節(jié)；圖44示出了運動員向右移動的實例；圖45示出了當(dāng)運動員向右移動時的攝像機角度調(diào)節(jié)；圖46示出了當(dāng)攝像機的主視點是出自球時的實例；圖47示出了當(dāng)球與運動員隔開至少15m時攝像機角度調(diào)節(jié)的實例；圖48示出了當(dāng)球與運動員隔開至少15m時攝像機角度調(diào)節(jié)的另一個實例；圖49示出了攝像機的主視點是在處罰區(qū)的8m內(nèi)的情況；圖50示出了當(dāng)攝像機的主視點是在處罰區(qū)的8m內(nèi)時的攝像機角度調(diào)節(jié)；圖51示出了攝像機的主視點不在處罰區(qū)的8m內(nèi)的情況；
圖52示出了當(dāng)攝像機的主視點不在處罰區(qū)的8m內(nèi)時的攝像機角度調(diào)節(jié)；圖53是說明攝像機的垂直角度調(diào)節(jié)的流程圖；圖54示出了攝像機的垂直角度調(diào)節(jié)；圖55是說明攝像機圖像縮放調(diào)節(jié)的流程圖；圖56示出了屏幕上的運動員出現(xiàn)在其中的一個區(qū)域；圖57是說明被防止消失的一個對象的另一個實例的流程圖；圖58示出了被防止消失的一個對象；圖59是包括觀眾的紋理結(jié)構(gòu)的另一個實例；圖60是其另一個實例；圖61是當(dāng)以紋理結(jié)構(gòu)繪制的多邊形被重疊時紋理結(jié)構(gòu)顯示的一個實施例；圖62是運動多邊形的一個實施例；以及圖63是另一個實施例。
具體實施例方式
以下參照圖1至22說明本發(fā)明的第一實施例，參照圖23至31說明本發(fā)明的第二實施例，和參照圖32至58說明本發(fā)明的第三實施例。這些實施例涉及與本發(fā)明圖像處理裝置結(jié)合成整體的游戲。在這些實施例中的應(yīng)用軟件采用足球比賽軟件為例，但是它們同樣可以用其它類型的軟件，例如用于棒球游戲，壘球游戲和蘭球游戲的軟件來實現(xiàn)。
圖1示出了關(guān)于第一實施例的游戲裝置的方框結(jié)構(gòu)。該游戲裝置具有一個CPU(中央處理單元)1，并帶有全部通過一總線連接于這個CPU1的ROM2，RAM3，一個輸入裝置4，和一個視頻顯示處理器(VDP)5。該CPU1順序地執(zhí)行事先存儲在ROM2中的比賽程序。在VDP5周期性地執(zhí)行存儲在ROM2中的程序時，實現(xiàn)了有關(guān)本發(fā)明的各種處理過程。有關(guān)本發(fā)明的三個處理過程包括，通過控制角色線條的顯現(xiàn)的處理過程，通過控制觀眾舉動的處理過程，和顯示屏幕彩色調(diào)節(jié)形式的霧化控制處理過程。除了被CPU1或VDP5處理的程序之外，角色多邊形數(shù)據(jù)以及三個處理過程所需的程序和固定數(shù)據(jù)(例如觀眾多邊形數(shù)據(jù)和霧化基準(zhǔn)數(shù)據(jù))也事先存儲在ROM2中。
在執(zhí)行比賽過程中，操作RAM3臨時存儲各種類型的數(shù)據(jù)。輸入裝置4裝配有游戲者操作的器械，例如游戲操縱桿，并且用來輸入執(zhí)行比賽所需的數(shù)據(jù)，例如在控制角色的移動和運動時。
一視頻RAM(VRAM)6，成像裝置7和操作RAM8連接于VDP5。來自ROM2的多邊形數(shù)據(jù)被存儲在VRAM6中。多邊形數(shù)據(jù)包括用于將要顯示的頂點數(shù)碼的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，和用于頂點的以調(diào)色板形式給出的彩色數(shù)據(jù)。VDP5有一個數(shù)字信號處理器(DSP)。響應(yīng)諸如幀開關(guān)定時之類的周期定時信號，VDP5啟動和執(zhí)行一個事先存儲在ROM2中的圖像處理專用程序。存儲在VRAM6中的多邊形坐標(biāo)被轉(zhuǎn)換和處理為VDP5的處理結(jié)果，并被傳送到成像裝置7。
紋理結(jié)構(gòu)ROM9和幀緩沖存儲器10連接于成像裝置7。由成像裝置7將紋理結(jié)構(gòu)繪制成經(jīng)過坐標(biāo)變換的多邊形數(shù)據(jù)，并且被以每幀(屏幕)像素數(shù)據(jù)的形式寫入幀緩沖存儲器10中。
幀緩沖存儲器10由D/A轉(zhuǎn)換器11連接于一種CRT之類的圖像顯示裝置12。D/A轉(zhuǎn)換器11具有視頻信號產(chǎn)生電路的功能，從幀緩沖存儲器10讀取像素數(shù)據(jù)，并將其變換成模擬信號。將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)順序地以視頻信號的形式傳送到顯示裝置12，并顯示圖像。
游戲裝置還包括連接于總線BUS的霧化電路13和實時時鐘14。實時時鐘14具有計時和日歷的功能，以便賦予CPU1真實的每日時間數(shù)據(jù)。如下所述，霧化電路13具有被稱為“霧化功能”的功能，“霧化功能”包括根據(jù)游戲裝置操作的時間(即，游戲者正在操作游戲裝置的真實每日時間)通過使用被稱為霧化數(shù)據(jù)的專門建立的彩色數(shù)據(jù)遮掩來調(diào)節(jié)顯示屏彩色，并且霧化電路13在CPU1的控制下產(chǎn)生霧化數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送到VDP5。
圖2示出了CPU1執(zhí)行的每幀的處理實例。首先，CPU1從輸入裝置4接收對應(yīng)于來自游戲者的操作數(shù)據(jù)的角色運動(例如奔跑，轉(zhuǎn)向，和踢球)命令，并且計算在三維虛擬空間中角色的運動(S1)。
然后，CPU1處理三維虛擬空間中的球(S2)，例如推進(jìn)足球的位置，并且處理三維虛擬空間中的碰撞(擊打)(S3)。碰撞處理是各種類型的碰撞的確定和處理，例如角色與地面之間的碰撞，角色之間的碰撞，以及角色與球之間的碰撞。然后，CPU1響應(yīng)來自游戲者的操作數(shù)據(jù)處理在三維虛擬空間中被游戲者操作的角色(機器人)的行為(S4)。
CPU1還處理角色視線的控制(S5)。這種視線的控制，在提供游戲過程中更為多樣化的角色動作和提高足球比賽的真實性的嘗試中，構(gòu)成了本發(fā)明的特征部分。以下詳細(xì)地說明這種處理。
當(dāng)控制視線的處理完成時，CPU1處理足球比賽場地(S6)。這種場地處理包括在把在三維空間中角色在場地中所處位置作為參數(shù)來確定哪些角色在越位線和哪些角色在門區(qū)時發(fā)布處理游戲所需的命令以便推進(jìn)游戲。
接下來，CPU1處理觀眾舉動的控制(S7)，和發(fā)布用于霧化控制(S8)的命令。這兩個處理也構(gòu)成本發(fā)明的特征的一部分?？刂朴^眾舉動的處理是企圖在抑制計算負(fù)擔(dān)的同時通過表現(xiàn)各種觀眾舉動增強真實性和臨場感，并在后文詳細(xì)說明。霧化控制處理是企圖通過根據(jù)游戲者實際進(jìn)行游戲的一天中的時間來控制屏幕的亮度(基于是在白天還是在晚間進(jìn)行比賽的彩色調(diào)節(jié))來提高真實性和臨場感，并在下文詳細(xì)說明。最后，執(zhí)行其它必要的處理(S9)。
在步驟S5的視點控制中僅判定了角色的主視點；在隨后的處理時間S1可以控制使角色實際轉(zhuǎn)向的運動。可同樣控制步驟S4。換言之，從數(shù)據(jù)的獲取、主視點的確定至實際上向相關(guān)方向進(jìn)行運動，可設(shè)定至多1/60秒的定時。
CPU1對每一幀重復(fù)上述處理。因此，在游戲展開時，CPU1把對應(yīng)于游戲者操作的用于運動之類的命令發(fā)送給VDP5。在CPU1的控制下把需要的多邊形數(shù)據(jù)從ROM2傳送到VDP5。VDP5將多邊形數(shù)據(jù)暫時存儲在VRAM6中，根據(jù)命令多邊形數(shù)據(jù)受到從虛擬三維空間到透視二維空間的坐標(biāo)變換，并且把變換后的坐標(biāo)傳送到成像裝置7。成像裝置7把紋理結(jié)構(gòu)繪制成已經(jīng)坐標(biāo)變換的多邊形數(shù)據(jù)，并將其寫入幀緩沖存儲器10。結(jié)果，把每一幀的帶有新的像素數(shù)據(jù)的圖像顯示在顯示裝置12上。
以下參照圖3至7說明用于上述角色視線控制的處理。這個處理是圖2中步驟S5中所執(zhí)行的步驟。
首先說明確定角色C視線的角度計算的原則。這里假設(shè)角色C位于三維虛擬空間中的坐標(biāo)(Xp，Yp，Zp)，并且作為目標(biāo)的足球B位于同一空間中的坐標(biāo)(Xt，Yt，Zt)。在這種情況下，根據(jù)從圖3中Y軸方向看到的幾何圖形，可以計算出以下值X′＝Xt-XpZ′＝Zt-Zp并且可以從值X′和Z′計算出在X-Z平面上的角色C與球B之間的角度θx和距離L。同樣，可以根據(jù)這個幾何圖形獲得水平軸上的角色C和球B之間的距離L，并且可以把在Y軸是垂直軸時獲得的幾何圖形設(shè)想為圖4中所示的圖形。換言之，可以確定角色C的坐標(biāo)(Yp，Lp)，和球B的坐標(biāo)(Yt，Lt)。在這種情況下，可以計算出值Y′＝Y(jié)t-LtL′＝Lt-Lp并且可以根據(jù)Y′和L′計算出在Y-Z平面上角色C看球B的角度θy。換言之，例如，每個角色看球時的視線是由參數(shù)θy，L，和θx確定的。目標(biāo)并不限于球，并且當(dāng)目標(biāo)為另一個運動員，球門或裁判員時，可以用同樣的方法計算。換言之，可以通過給予自身角色的坐標(biāo)和另一個游戲者或裁判員的一個指定點的坐標(biāo)或諸如球門之類的某一位置的坐標(biāo)的方法來計算。
視線雖然是以這種方式確定的，但是當(dāng)他的眼睛指向該方向時，角色的身體朝向各種不同的方向(轉(zhuǎn)動方式)。圖5示出了這種情況。在本實施例中，在視線控制過程中把角色C的頭HD，軀干BD和腰部HP作為身體轉(zhuǎn)向(轉(zhuǎn)動)部位的組成部分。因此，對于游戲的每種方案角色所處的每種場合，可以控制諸如以下各種轉(zhuǎn)動模式1)當(dāng)頭部HD首先轉(zhuǎn)動(垂直或水平轉(zhuǎn)動)，然后軀干BD轉(zhuǎn)動，然后腰部HP轉(zhuǎn)動時；2)當(dāng)頭部HD與軀干BD首先同時轉(zhuǎn)動，然后腰部HP轉(zhuǎn)動時；和3)當(dāng)僅有軀干轉(zhuǎn)動時。
例如，可以通過存儲每一幀的HD，BD和HP每一部分轉(zhuǎn)動的角度，發(fā)出基于在后續(xù)幀中使當(dāng)前轉(zhuǎn)動角度少許增加的動作的命令，和在每一身體部位達(dá)到計算角度θx和θy的幀中終止轉(zhuǎn)動動作命令的方法進(jìn)行這種控制。
總之，人體的運動是基于自然結(jié)構(gòu)原理的，并且如果在使角色運動時應(yīng)用這些自然原理身體運動顯得最自然。例如，當(dāng)轉(zhuǎn)動身體時，如圖5中所示，頸部轉(zhuǎn)動最快，其次是身體的上半部分，最后是整個身體。因此，當(dāng)身體轉(zhuǎn)動時，頸部應(yīng)當(dāng)比身體的上半部分轉(zhuǎn)動得快，并且身體的上半部分應(yīng)當(dāng)比整個身體轉(zhuǎn)動得快。
在頭部、軀干和腰部的轉(zhuǎn)動定時相互交錯時，可以通過在頭部HD的轉(zhuǎn)動角度達(dá)到某一值時使軀干BD開始轉(zhuǎn)動表現(xiàn)轉(zhuǎn)動的身體。
圖6和7描述了控制以這種方式確定的視線的處理過程的實例?？刂平巧暰€的過程可以采用各種不同形式。這里所示的僅是一種實例，本發(fā)明不限于這個實例?？梢詫龅厣纤袑拐?角色)實施控制視線處理，或可以僅對指定可見場地中的角色進(jìn)行控制視線處理，以減輕計算負(fù)擔(dān)。甚至可以僅對指定可見場地內(nèi)的特定角色進(jìn)行控制視線處理，例如對特別相關(guān)的角色(例如，處于與球有關(guān)的運動中的角色，或在游戲者(獨自操作游戲裝置)控制下的角色)。
例如，如圖5中所示，判定一個指定角色是否正在奔跑，是(在跑)或否(沒有跑)(S21)。如果為是，那么進(jìn)一步判定另一隊是否有球(S22)。如果確定為是(另一隊有球)，那么再判定另一隊中的一個角色是否正在運球(S23)。如果是(正在運球)，那么在計算距離的基礎(chǔ)上判定正在運球的角色是否在3米之內(nèi)(S24)。如果是(在3米之內(nèi))，那么使正被控制的角色的視線朝向球(S25)。在步驟25的處理中，加入上述圖5中的轉(zhuǎn)動處理。例如，由于步驟25中的角色正在奔跑，例如，對于在奔跑同時使角色的視線朝向球這種情況，適用轉(zhuǎn)動模式1)。
如果在步驟S24中為否(不在3米之內(nèi))，那么使正被控制的角色的視線朝向正在運球的角色(S26)。此時的轉(zhuǎn)動控制可以是參照圖5所述的任何一種形式，并且應(yīng)當(dāng)根據(jù)此時與其他角色的角度關(guān)系選擇。
如果在步驟S23中為否(不在運球)，并且在步驟S22中為否(對方隊沒有球)，那么判定當(dāng)前球的行為是否是一個“高球”(S27)。這里一個“高球”是指球的位置高于角色的頭頂。如果為是(高球)，那么向正被控制的角色發(fā)出命令，使他的眼睛朝向球(S28)。另一方面，如果為否(不是高球)，那么不控制視線，并且保持了與運動有關(guān)的視線(S29)。例如，由于角色至少正在奔跑，所以眼睛保持在角色奔跑的方向上?！芭c運動有關(guān)的”表示不控制眼睛的方向，并且不加修改地使用由程序確定的角色動作圖形的移動(運動)。
如果在步驟S21中為否，即，當(dāng)確定自身角色沒有奔跑時，接著判定角色是在運球(圖7，S30)還是在中區(qū)(S31)。如果在步驟31為是，由于角色正在運球并且正在中區(qū)，因此角色將自然地瞄準(zhǔn)球門。在這種情況下，角色的眼睛對準(zhǔn)球門(S32)。
當(dāng)在步驟S31中角色不在中圈時，角色的眼睛以每4秒一次的速率對準(zhǔn)頂尖運動員(S33)，例如，角色的眼睛以每4秒一次的速率對準(zhǔn)球門(S34)。如果在步驟S30中為否(不在運球)，那么判定游戲是否正在設(shè)定游戲(S35)。如果為是(設(shè)定游戲)，那么判定另一個角色是否已經(jīng)決定傳球并準(zhǔn)備踢出(S37)，如果為是，那么將視線朝向經(jīng)過的角色(S37)，如果為否，那么保持與運動有關(guān)的視線，而不對視線進(jìn)行任何特定控制(S38)。
圖22示出了顯示一個角色的視線的控制結(jié)果的屏幕。在圖中，運動員A把他的視線對準(zhǔn)正在經(jīng)過的角色運動員B(腳)的方向。運動員B將他的視線對準(zhǔn)被傳的球的方向。
以這種方式控制角色的視線使得能夠更接近地模擬實際足球比賽的體育行為。視線不再是如同過去那類型，例如，突然把球踢向另一個方向而角色正面對其奔跑的方向。也是在這種情況下，角色的眼睛首先對準(zhǔn)踢出的方向或可能踢出的方向，因此可以更真實地描繪角色的行為，并能夠提供具有更好的臨場感的更刺激的游戲裝置。此外，當(dāng)視線正被控制的時候，不僅頭部被轉(zhuǎn)動，而且軀干和腰部也被按需要相繼或同時轉(zhuǎn)動，因而使得在視線控制過程中的行為以更真實的方式實現(xiàn)。
上述視線控制的另一個優(yōu)點在于角色眼睛對準(zhǔn)的方向本身為游戲者(獨自操作游戲裝置)提供了角色的下一個動作將是什么的線索(暗示)。例如，當(dāng)一個正在運球的角色開始頻繁地向后看時，可以推斷來自其它隊的角色正在從背后接近，使得游戲者(獨自操作游戲裝置)能夠避免追趕。因此角色的行為可以把比賽形勢泄露(暗示)給游戲者(獨自操作游戲裝置)。
相反，在圖6和7中的判定步驟中可以作出誤導(dǎo)暗示。換言之，可以故意地將視線轉(zhuǎn)向與實際確定完全不同的方向。這可以迷惑游戲者(獨自操作游戲裝置)的判斷，可以進(jìn)一步地提高游戲裝置的趣味和刺激性，并且可以增加游戲的難度。
以下參照圖8至17說明控制觀眾舉動的處理。
首先參照圖8說明本發(fā)明中用于描繪觀眾的圖像數(shù)據(jù)(觀眾數(shù)據(jù))的結(jié)構(gòu)。首先，觀眾坐在看臺中的向看臺后方逐漸增高的m(＞2)列坐位上，并且m列中的觀眾分為n(＞2)行。在“m列×n行”中，每m′列(＞0)的“m′列×n行”的觀眾由含有多個觀眾的紋理結(jié)構(gòu)繪制成每個矩形多邊形代表。例如，圖8示出了虛擬空間中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中A至D，A′至D′，和A″至D″指示12個矩形多邊形，并且這些多邊形根據(jù)向看臺的縱深方向逐漸升高的圖形一層一層地布置。例如，多邊形A至D，A′至D′和A″至D″中的每一個是一個單獨的多邊形，并且代表3列(＝m′)×4行(＝n)部分中的多個觀眾。例如，位于虛擬空間中的第一多邊形A后面的第二多邊形B假定為一個較高列的一種初始狀態(tài)，例如第三多邊形C假定為一個更高列的初始狀態(tài)，和例如第四多邊形D假定為一個更高列的初始狀態(tài)。這樣，例如，憑借A至D，A′至D′和A″至D″12個多邊形將“14列×4行”的觀眾排列在看臺上。
例如，在12個多邊形A至D，A′至D′和A″至D″中將頭四個多邊形A至D共同連接在一個觀眾圖形中，將下四個多邊形A′至D′共同連接在一個觀眾圖形中，并且將最后四個多邊形A″至D″共同連接在一個觀眾圖形中。于此同時，在12個多邊形A至D，A′至D′和A″至D″中的第一、第五和第九三個多邊形A、A′和A″構(gòu)成了一個它們以相同方式移動的對象OB1。同樣，另外三個多邊形，第二、第六和第十多邊形B、B′和B″，構(gòu)成了一個它們以同樣方式移動的對象OB2。另三個多邊形，第三、第七和第十一多邊形C、C′和C″同樣構(gòu)成了一個對象OB3，并且另三個多邊形，第四、第八和第十二多邊形D、D′和D″也構(gòu)成了一個對象OB4。每個對象的觀眾圖形不關(guān)聯(lián)。即，本發(fā)明中的觀眾數(shù)據(jù)的特征在于，多個多邊形構(gòu)成了一個對象，而它們在虛擬空間中是相互獨立的。每個對象的觀眾圖形無需關(guān)聯(lián)。
CPU1利用以這種方式構(gòu)成的數(shù)據(jù)來執(zhí)行圖9中所示的控制觀眾舉動的處理。即，CPU1在所有觀眾數(shù)據(jù)多邊形中確定其行為受到控制的多邊形組(S41)。因此，例如可以從虛擬攝像機(視點)看到的觀眾中選出排列在他們所喜愛的隊旁邊的觀眾多邊形(例如，圖10中的12個多邊形A至D，A′至D′和A″至D″)中的任何一組。當(dāng)然，也可以選擇多個多邊形組。
然后，CPU1選擇一種行為圖形以移動確定的(選定的)多邊形組(S42)。事先已經(jīng)準(zhǔn)備好了一組或數(shù)組多邊形被上下(垂直地)或從一側(cè)至另一側(cè)(水平地)移動的圖形作為行為圖形。當(dāng)行為圖形被選中時，CPU1根據(jù)選定的行為圖形執(zhí)行移動一或多個多邊形組的處理(S43a至S43n)。
圖10至17描述了移動多邊形方法的實例。在這些圖中的多邊形組是一個組的實例，并且具有與圖8中同樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。圖10示出了多邊形被移動之前的狀態(tài)，并且狀態(tài)一幀接一幀地相繼地變?yōu)閳D11，12，13，14，15和16中所示的多邊形位置狀態(tài)，在數(shù)幀之后返回到圖17所示的多邊形位置狀態(tài)(與圖10相同)。
具體地講，在圖11中所示的第一新幀中，構(gòu)成第一對象OB1的從前向后數(shù)的第一、第五和第九多邊形A、A′和A″在虛擬空間中升高(向上)。在圖12中所示的下一個新幀中，對象OB1的三個多邊形A、A′和A″進(jìn)一步升高(向上)，并且構(gòu)成第二對象OB2的第二、第六和第十多邊形B、B′和B″升高(向上)。在圖13所示的下一個新幀中，對象OB1的多邊形A、A′和A″降低(向下)，第二對象OB2的多邊形B、B′和B″進(jìn)一步升高(向上)，并且構(gòu)成第三對象OB3的第三、第七和第十一多邊形C、C′和C″升高(向上)。在圖14所示的下一個新幀中，第二對象OB2的多邊形B、B′和B″，以及第三對象OB3的多邊形C、C′和C″降低(向下)，而第四對象OB4的三個多邊形D、D′和D″升高(向上)。在圖15所示的下一個新幀中，第三對象OB3的多邊形C、C′和C″，以及對象OB4的多邊形D、D′和D″降低(向下)。在接下來的新幀中，更緩慢降低的對象OB4的多邊形D、D′和D″進(jìn)一步降低(向下)。因此，如圖17中所示，序列返回到多邊形位置的初始狀態(tài)。可以用同樣的方法使多邊形從一側(cè)向另一側(cè)移動。
每次一組或多組多邊形被移動(例如從圖10中的狀態(tài)至圖11中的狀態(tài))，CPU1把從虛擬攝像機看到的部分觀眾數(shù)據(jù)賦予VDP5(S44)。處理隨后返回到步驟S41中的處理，對每一新幀重復(fù)上述行為圖形控制處理。可以對顯示幀的多個組執(zhí)行這種控制觀眾舉動的處理，而不是一幀接一幀的處理，以便簡化處理。也可以在某種模式過程中(例如在射門過程中)執(zhí)行控制觀眾舉動的處理。三維虛擬空間中的顯示對象是從虛擬空間中虛擬攝像機(可以被獨自操作游戲裝置移動)的某一視點以相對于顯示屏變化的透視圖顯示。必須注意，角色視線控制中的視點和對應(yīng)于投射中心和虛擬攝像機位置的視點應(yīng)當(dāng)是分離的。
結(jié)果，多個多邊形被連接成一個單獨的對象，多個組中的多邊形被較錯排列在橫截面的分組中，并且每個組是由連接圖形構(gòu)成的，因此只要通過在它們的對象單元中移動多邊形就可以更真實地描繪出穩(wěn)定移動觀眾的多種不同的行為。例如，由于它們在對象單元中移動，因此可以用少量的命令簡化軟件設(shè)計。
行為控制本身是簡單的，這種控制導(dǎo)致較低的計算負(fù)擔(dān)。與用多邊形單獨地描繪觀眾相比，可以用少得多的數(shù)據(jù)處理量完成控制，而顯示行為則更為真實。若這樣，只需要少的存儲容量來存儲觀眾數(shù)據(jù)。當(dāng)然，可以用比以動畫來顯示這種行為更少的數(shù)據(jù)更真實和即時地顯示觀眾舉動。
以下參照圖19至21說明上述的霧化控制處理。如上所述，這種霧化控制是一種把一種類型具有彩色值的遮掩數(shù)據(jù)重疊在圖像數(shù)據(jù)上的處理。這能夠提供更真實的圖像顯示，僅使用通常的亮度數(shù)據(jù)只是在屏幕上反映出伴隨一天中陽光變化的亮度變化是不能獲得更真實的圖像顯示的。
例如，如圖18所示，這種處理是由CPU1執(zhí)行的。VDP5也執(zhí)行圖18中的處理。
CPU1首先從實時時鐘13讀出當(dāng)前時間，即，游戲者(獨自操作游戲裝置)正在操作游戲裝置的標(biāo)準(zhǔn)時間(S51)。然后，判定該時間是否偏離了作為對白天、傍晚或夜間基準(zhǔn)的預(yù)定時間段(S52)。例如，白天、傍晚和夜間的標(biāo)準(zhǔn)時間段是像圖19中所示的那樣確定的。例如，建立的白天標(biāo)準(zhǔn)時間段相對較長6:00至16:00，傍晚時間段設(shè)置為17:00至18:30，夜間的標(biāo)準(zhǔn)時間段設(shè)置為19:30至5:00。白天標(biāo)準(zhǔn)時間段較長是為了避免在上午操作的游戲者與傍晚操作的游戲者之間由于屏幕亮度變化而造成的游戲結(jié)果的差異。
當(dāng)在步驟S52中為是時，從ROM2中讀出白天、傍晚和夜間標(biāo)準(zhǔn)時間段的預(yù)定霧化參數(shù)(S53)。三個參數(shù)是紅，藍(lán)和綠霧化彩色碼，偏移值(是指霧化深度)，和密度(相對于深度施加霧化的程度)，并且這些參數(shù)是預(yù)定的，以便適合于標(biāo)準(zhǔn)時間段。
然后，CPU1計算霧化數(shù)據(jù)，并以遮掩數(shù)據(jù)的形式向VSP5輸出該數(shù)據(jù)(S54，S55)。
如果在步驟S52中為否，那么計算當(dāng)前時間與標(biāo)準(zhǔn)時間段之間的偏差(S56)。例如，當(dāng)時間是上午5:45時，偏差是15分鐘，正好在夜間標(biāo)準(zhǔn)參考時間段和白天標(biāo)準(zhǔn)參考時間段之間。
然后，CPU1讀出用于偏差時間正好落在其間的兩個標(biāo)準(zhǔn)時間段的霧化數(shù)據(jù)參數(shù)(R，G，B彩色碼，偏移值和密度)(S57)。例如，當(dāng)時間是5:45時，讀出用于夜間和白天的標(biāo)準(zhǔn)時間段。
校準(zhǔn)偏移和密度參數(shù)值(S58)。例如，當(dāng)時間是5:45時，偏移值和密度是夜間和白天標(biāo)準(zhǔn)時間段的偏移和密度值的1/2的平均值。當(dāng)時間更接近標(biāo)準(zhǔn)時間段之一時，通過給予接近的時間段的值以更大重視的方式平均化(校準(zhǔn))這些值。
當(dāng)時間如此偏離標(biāo)準(zhǔn)時間段時，用這種校準(zhǔn)方法確定偏移值和密度，并且計算霧化數(shù)據(jù)和用與上述相同的方式輸出霧化數(shù)據(jù)(S54，S55)。
這導(dǎo)致了實時顯示圖像，該圖像根據(jù)假定的游戲者(獨自操作游戲裝置)正在進(jìn)行的比賽時間的陽光狀態(tài)進(jìn)行了霧化處理。例如，當(dāng)比賽是在傍晚進(jìn)行時，比賽場地以上的背景具有淺黑的霧化(見圖20中的斜線)。例如，當(dāng)比賽是在夜間進(jìn)行時，假設(shè)月亮出現(xiàn)在背景中，背景具有淺黑的霧化和來自月光的淺黃色霧化(見圖21中的斜線)。
因此可以更真實地表現(xiàn)光譜的變化和光源的亮度，不象過去那樣的情況，僅僅通過亮度的控制來顯示描繪比賽場地及其環(huán)境的圖像中的陽光(物理亮度)狀態(tài)。特別是，由于彩色霧化數(shù)據(jù)的遮掩，使得能夠更容易地控制局部亮度，例如在月亮出現(xiàn)的部分。在本實施例中，根據(jù)利用用于白天、傍晚和夜間中的兩個的標(biāo)準(zhǔn)時間段而獲得的校準(zhǔn)參數(shù)，可以處理諸如出現(xiàn)旭日或落日時之類的標(biāo)準(zhǔn)時間段的微秒光澤。
也就是說，彩色狀態(tài)是通過事先準(zhǔn)備對應(yīng)于適當(dāng)?shù)挠糜诎滋?、傍晚和夜間比賽的彩色狀態(tài)，并通過根據(jù)白天與傍晚、傍晚與夜間、或夜間與白天之間的標(biāo)準(zhǔn)值對適合于進(jìn)行比賽的時間的彩色狀態(tài)的校正(具體地講，混合彩色的處理；在也可以加上根據(jù)兩組標(biāo)準(zhǔn)值校正的亮度值)而確定的。因此，在屏幕變暗時操作比賽不會再出現(xiàn)僅僅利用亮度值進(jìn)行調(diào)節(jié)時所遇到那種困難。預(yù)定了開始彩色調(diào)節(jié)的點(一個標(biāo)準(zhǔn)值)及其結(jié)束點(另一個標(biāo)準(zhǔn)值)，并且設(shè)定了適合于游戲的狀態(tài)，因此無論什么時間進(jìn)行游戲，屏幕彩色狀態(tài)也不會造成有利或不利情況。也就是說，由于比賽非常自然，當(dāng)表示“根據(jù)時間變化的彩色變化”時，“不會遇到由于游戲進(jìn)行的時間段造成的有利或不利結(jié)果而感到不公平”是十分重要的，本實施例中的裝置可以做到這一點。因此，可以在描繪包括比賽場地及其周圍景物的環(huán)境的亮度中，提供更好的臨場感圖像。
并不需要同時進(jìn)行上述的角色視線的控制，觀眾舉動的控制和霧化控制?？梢钥刂破渲腥魏我粋€或兩個。
以下參照圖23至58說明本發(fā)明的第二實施例。
圖23示出了一種以使用與本發(fā)明的另一個實施例相關(guān)的圖像處理裝置為特征的視頻游戲機的外貌。在圖中，視頻游戲機的主要單元50大致為一個箱形，用于處理游戲的電路板等安裝在其內(nèi)部。在視頻游戲機主單元50的前表面上設(shè)有兩個連接器60a，游戲操縱盤60b通過電纜60c連接于連接器60a。當(dāng)兩個游戲者進(jìn)行比賽時，使用兩個操縱盤60b。
在視頻游戲機主要單元50的頂部設(shè)有一個用于連接ROM卡的卡座I/F 50a，和一個用于讀取CD-ROM的CD-ROM驅(qū)動器50b。盡管圖中沒有示出，在視頻游戲機主要單元50的背面設(shè)有視頻輸出端和聲頻輸出端。視頻輸出端由電纜70a連接到電視接收機80的視頻輸入端，聲頻輸出端由電纜70b連接到電視接收機80的聲頻輸入端。使用者操縱這種視頻游戲中的操縱盤60b進(jìn)行比賽，同時觀看投射在電視接收機80上的圖像。
圖24是顯示本實施例的視頻游戲機的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖像處理裝置包括一個用于控制整個系統(tǒng)的CPU塊51，一個用于控制游戲屏幕顯示的視頻塊52，一個用于產(chǎn)生聲音效果和類似效果的件音塊53，一個用于讀取CD-ROM的子系統(tǒng)54，等等。
CPU塊51包括一個SCU(系統(tǒng)控制單元)100，一個主CPU101，一個RAM102，一個ROM103，一個卡座I/F 50a，一個子CPU104，一個CPU總線105，等等。主CPU101控制整個系統(tǒng)。主CPU101具有與內(nèi)部DSP(數(shù)字信號處理器)一樣的計算功能，使得應(yīng)用軟件得以迅速執(zhí)行。RAM102作為主CPU101的一個工作區(qū)。在ROM103中寫入一個用于初始化的初始化程序之類的程序。SCU100控制總線105，106，和107，以便保證主CPU101，VDP120和130，DSP140，CPU141等之間的穩(wěn)定的數(shù)據(jù)輸入和輸出。SCU100具有一個安裝在內(nèi)部的DMA控制器，使得游戲中的鬼怪?jǐn)?shù)據(jù)能夠傳送到視頻塊52中的VRAM。因而可以迅速地執(zhí)行游戲等的應(yīng)用軟件?？ㄗ?0a用來輸入以ROM卡形式提供應(yīng)用軟件。
子CPU104被稱為SMPC(系統(tǒng)管理和外圍控制)，并且具有響應(yīng)來自主CPU101的命令通過連接器60a收集來自操縱盤60b的外圍數(shù)據(jù)的功能。主CPU101根據(jù)從CPU104接收的外圍數(shù)據(jù)執(zhí)行處理。來自操縱盤，操縱桿，鍵盤等的任何外圍設(shè)備都可以連接到連接器60a。子CPU104具有自動識別連接到連接器60a(主單元側(cè)接線端)上的外圍設(shè)備類型的功能，和根據(jù)對應(yīng)于外圍設(shè)備類型的傳輸模式收集外圍數(shù)據(jù)的功能。
視頻塊52裝配有一個用于使由視頻游戲多邊形數(shù)據(jù)組成的角色等成像的VDP(視頻顯示處理器)120，和一個用于背景屏幕成像，合成多邊形圖像數(shù)據(jù)和背景圖像，削波處理等的VDP130。VDP120連接于VRAM121，和幀緩沖器122和123。用于表現(xiàn)視頻游戲機角色的多邊形的成像數(shù)據(jù)從主CPU101通過SCU100傳送到VDP120，并被寫入VRAM121。例如，由成像幀緩沖器122和123將寫入VRAM121的成像數(shù)據(jù)以16-或8-比特/像素的形式成像。在幀緩沖器122或123中的成像數(shù)據(jù)被傳送到VDP130。把控制成像的數(shù)據(jù)從主CPU101經(jīng)過SCU100傳送到VDP120。因此VDP120執(zhí)行成像處理。
VDP130連接于VRAM131，并且把從VDP130輸出的圖像數(shù)據(jù)通過存儲器132輸出到編碼器160。編碼器160通過把合成信號等加入到圖像數(shù)據(jù)中而產(chǎn)生圖像信號，并且把它們輸出到電視接收機80。因此在電視接收機80上顯示出游戲屏幕。
聲音塊53包括一個用于根據(jù)PCM模式或FM模式合成聲音的DSP140，和一個用于控制DSP140的CPU141。D/A轉(zhuǎn)換器170把DSP140合成的聲頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成二信道信號，并且輸出到揚聲器80b。
子系統(tǒng)54包括一個CD-ROM驅(qū)動器，CD I/F 180，CPU181，MPEG音頻182，MPEG視頻183，等等。子系統(tǒng)54具有讀出以CD-ROM形式提供的應(yīng)用軟件和重放動畫的功能。CD-ROM驅(qū)動器50b從CD-ROM讀出數(shù)據(jù)。CPU181執(zhí)行諸如CD-ROM驅(qū)動器50b的控制和改正讀出數(shù)據(jù)中的錯誤之類的處理。從CD-ROM讀出的數(shù)據(jù)經(jīng)過CD I/F 180，總線106，和SCU100饋給CPU101，在這里將其作為應(yīng)用軟件使用。MPEG音頻182和MPEG視頻183是用來恢復(fù)根據(jù)MPEG標(biāo)準(zhǔn)(活動畫面專家組)壓縮的數(shù)據(jù)的裝置?？梢酝ㄟ^利用MPEG音頻182和MPEG視頻183恢復(fù)寫入CD-ROM的壓縮數(shù)據(jù)以重放動畫。
圖25示出了作為游戲的一個實例的，在由計算機系統(tǒng)形成的3D虛擬空間中進(jìn)行中的足球比賽的情景。
在圖中，足球場是在3D虛擬空間中的x-z平面上形成的。場地的長度方向(左-右方向)是x軸的方向，場地的寬度方向(縱深方向)是y軸的方向，高度方向是z軸的方向。在圖中未示出的各種運動員對象位于場地上，游戲裝置操作者憑借輸入裝置控制角色運動員的移動。線對象描繪在地面上，形成足球場地。比賽由一個虛擬的攝像機(視點)轉(zhuǎn)播，虛擬攝像機被設(shè)置以通過坐標(biāo)變換之類的方法在二維監(jiān)視器屏幕上顯示虛擬游戲空間中的可見場地內(nèi)的情況。
圖26和27示出了本發(fā)明中的透視圖。在圖26中，線對象是通過在地面上形成線條的多邊形(此后稱為線多邊形)組合安排的，并且如圖25中所示，形成了一個由線畫出的足球場地。當(dāng)比賽空間中的攝像機位置處于從上方俯視場地的角度時，線條很好地顯示在屏幕上，但是當(dāng)攝像機的垂直(y軸)角度逼近水平方向時線條的表面積在屏幕上變小，并且逐漸地從監(jiān)視器屏幕上消失。此外，在線多邊形與攝像機相互面對的場合，即，當(dāng)線多邊形的法線矢量與攝像機視線方向矢量平行時，有時線多邊形變得如此細(xì)，以致它們不能在二維投影屏幕上顯示，在二維投影屏幕中當(dāng)視點足夠遠(yuǎn)時三維虛擬空間要經(jīng)受坐標(biāo)變換。這對在這種線內(nèi)(或一個場地)進(jìn)行的游戲是不利的。
因此，本發(fā)明中，在難于將線投射在監(jiān)視器屏幕上的條件下，變更一些線多邊形頂點的位置坐標(biāo)，以增大攝像機投射的表面積。即，在與攝像機的相互關(guān)系中，如圖27中所示，通過把從攝像觀看位于縱深方向的地面上的線多邊形的頂點位置稍微提高，使得攝像機投射的線多邊形的表面積增大。
圖28是說明這種處理的算法的流程圖。
首先，當(dāng)線多邊形(線對象)存在于觀看位于虛擬游戲空間中的對象的攝像機的視場中時，由未在圖中示出的程序建立一個相應(yīng)的標(biāo)記。當(dāng)在主程序(圖中未示出)中確定了這種情況時，執(zhí)行防止線消失的處理(S102，是)。
首先判定線多邊形的頂點是位于遠(yuǎn)離攝像機的位置還是靠近攝像機的位置。如圖29中所示，為此目的的一種方法是，計算攝像機與頂點P1之間的距離11，和攝像機與頂點P3之間的距離12，并根據(jù)兩個距離的大小確定較遠(yuǎn)和較近的頂點。
如圖30中所示，另一種方法是，比較頂點P1和P3的角度θ1和θ3，和攝像機的角度φ1和φ3，以確定較遠(yuǎn)和較近的頂點P1和P3。盡管兩種方法的任何一個都可以在本實施例中使用，但后者更好一些，因為后者要求硬件的計算量比前一種方法少。
以下用后一種比較角度的方法來說明在步驟S104至S110中確定線多邊形的較遠(yuǎn)和較近的頂點。
從圖中未示出的給出位于場景中的對象組的對象表讀出線多邊形的數(shù)據(jù)(S104)。圖31是線多邊形數(shù)據(jù)的一個實例，例如，在多邊形頂點P1至P4的數(shù)據(jù)中使一個完全坐標(biāo)系的坐標(biāo)值(xn，zn)與預(yù)定的用于確定較遠(yuǎn)和較近頂點的角度等相關(guān)。
如圖30中所示，然后讀出攝像機在完全坐標(biāo)系中的當(dāng)前位置(x-z平面)和從攝像機位置看的在一線多邊形的頂點Pn方向上的角度φn。角度φn可以用三角幾何函數(shù)從線多邊形頂點Pn的坐標(biāo)和攝像機位置的坐標(biāo)確定(S106)。
然后比較線多邊形頂點和攝像機的角度(S108)。例如，在圖30中，頂點P 1的預(yù)定角度是90度，頂點P3的預(yù)定角度是270度。當(dāng)從攝像機與頂點P1之間的視線矢量的x軸開始的角度φ1是120度，那么120度-90度＝30度＜90度(90度在此情況下是用于判定的基準(zhǔn)值)(S108)，讓被確定的點是多邊形較遠(yuǎn)邊上的頂點(S110)。
當(dāng)從攝像機與頂點P3之間的視線矢量的x軸開始的角度φ3是150度，那么150度-270度＝ABS(120度)＞90度(90度在這里是用于判定的基準(zhǔn)值，ABS是絕對值)(S108)，讓被確定的點是線多邊形較近邊上的頂點(S110)。
當(dāng)頂點Pn是一個線對象的較近的邊時，不對頂點Pn進(jìn)行高度調(diào)節(jié)，并且讀出下一個線多邊形頂點的數(shù)據(jù)(S110，否)。
當(dāng)頂點Pn是一個線對象的較近邊時(S110，是)，判定至頂點Pn的距離是否是10m或更小。如果是10m或更小(S112，是)，即，當(dāng)攝像機靠近線時，線可以在屏幕上正常地看到，所以不調(diào)節(jié)頂點Pn的高度，并且讀出下一個線多邊形頂點的數(shù)據(jù)(S112，否)。
當(dāng)至頂點Pn的距離大于10m時(S112，否)，即，當(dāng)攝像機遠(yuǎn)離線時，通常很難看到該線，所以把線的較遠(yuǎn)邊上的頂點Pn的坐標(biāo)數(shù)據(jù)中的y軸方向上的(高度方向)值增加一定的量，以把線多邊形的遠(yuǎn)邊從地面升高(S114)。對屏幕中所有線多邊形的每個頂點進(jìn)行這樣的處理(S116)。
結(jié)果，如圖27中所示，位于虛擬游戲空間中的線對象的遠(yuǎn)邊被升高，使得它們可以容易地從攝像機中看到。
以下說明本發(fā)明的第三實施例。第三實施例包括把比賽場地(足球場)劃分為規(guī)定的區(qū)域，確定球所在的區(qū)域，并調(diào)節(jié)攝像機的角度，使得能夠容易地看到球前進(jìn)的方向(游戲者想要看到的方向)。
圖32至34示出了游戲裝置運動員移動的方向，以及當(dāng)向這個方向移動時適當(dāng)?shù)臄z像機方向。
如圖25中所示，首先攝像機基本上是沿邊線移動的，并且朝向運動員的方向。當(dāng)然，攝像機可以移動到場地內(nèi)以跟隨比賽。
當(dāng)被游戲裝置操縱者控制的運動員在x-y平面中朝向和離開取景器的方向(z軸方向)上移動時(圖32a)，攝像機朝向z軸方向(圖32b)。
當(dāng)被游戲機操縱者控制的運動員在x-y平面中向左方向(-x軸方向)移動時(圖33a)，攝像機從z軸方向轉(zhuǎn)動一個特定的角度，例如-15度，以增大球前進(jìn)方向上的屏幕顯示的面積(圖33b)。這里，從z軸順時針方向(正方向)測量的角度是正值，逆時針方向(負(fù)方向)測量的角度是負(fù)值。
當(dāng)被游戲裝置操縱者控制的運動員在x-y平面中向右方向(x軸方向)移動時(圖34a)，攝像機從z軸方向轉(zhuǎn)動一個特定的角度，例如15度，以增大球前進(jìn)方向上的屏幕顯示面積(圖34b)。
參照圖35和36說明一個實例，在這個實例中攝像機視點的方向是通過攝像機角度調(diào)節(jié)和比賽場地面積的結(jié)合來確定的。
首先根據(jù)未在圖中示出的主程序中確定的規(guī)定的定時(條件)來執(zhí)行水平攝像機角度調(diào)節(jié)的主程序，并判定攝像機的主視點是在運動員一側(cè)還是在球的一側(cè)(S132)。
當(dāng)在運動員一側(cè)時時(S132，運動員一側(cè))，則判定主視點是否在離足球場地處罰區(qū)的規(guī)定距離內(nèi)，例如等于或小于8m(A134)。當(dāng)在8m內(nèi)時(S134，是)，對方運動員和本方隊友集中在處罰區(qū)附近，具有較大的機會傳球或射門(圖37)，因此攝像機相對于z軸傾斜大約-15度，以提供處罰區(qū)附近較好的視野(S136，圖38)。
當(dāng)離處罰區(qū)距離大于8m時(S134，否)，則判定運動員前進(jìn)的方向(S138)。當(dāng)運動員是朝向取景器移動(圖39)或是離開取景器(圖40)時，攝像機在x-z平面中相對于運動員的角度是0度(S140，圖41)。當(dāng)運動員向左移動時(圖42)，從z軸開始，攝像機相對于運動員的角度是-15度(S142，圖43)。當(dāng)運動員是向右移動時圖44)，從z軸開始，攝像機相對于運動員的角度是15度(S144，圖45)。
當(dāng)球是攝像機的主視點時(S132，球一側(cè))，則判定球與運動員之間的距離是否在規(guī)定的距離之內(nèi)，例如等于或大于15m(S146)。如果是等于或大于15m(S146，是，圖46)，則判定攝像機的角度，使得從球到運動員的視線矢量與z軸的夾角是20度(S154，圖47)。當(dāng)運動員與球之間的位置相對與z軸相反的時候，則判定攝像機的角度，使得從球到運動員的視線矢量是-20度(S154，圖48)。
當(dāng)球與運動員之間的距離不是特定，例如等于或大于15m的距離時(S146，否)，則判定攝像機的主視點是否在處罰區(qū)的8m內(nèi)(S148)。當(dāng)攝像機的主視點是在處罰區(qū)的8m內(nèi)時(S148，是，圖49)，則把攝像機的視線矢量設(shè)定為-15度角(圖50)。當(dāng)球與運動員之間的位置相反時，如圖48中所示，那么把攝像機的方向設(shè)定為離開z軸15度。
當(dāng)球與運動員之間的距離是在15m以內(nèi)，并且攝像機的主視點不在處罪區(qū)的8m內(nèi)時，則把攝像機的視線矢量相對于球的角度設(shè)定為0度(相對與z軸0度)(圖52)。當(dāng)完成了這些處理時，系統(tǒng)返回主程序。
在游戲裝置操縱者用操縱盤或操縱桿之類的輸入裝置輸入使運動員在x和y方向上移動的情況下，當(dāng)攝像機沿邊線移動時，如果攝像機離開z軸的角度太大，有時候會使與屏幕上運動員移動方向成直角的游戲變得困難。因此，大約15度的攝像機角度是有利的。
因此，根據(jù)比賽場地的面積來調(diào)節(jié)運動員在x-z平面中的攝像機角度，以提供球前進(jìn)方向上的較好的視野。
以下說明垂直(y軸方向)攝像機角度調(diào)節(jié)。圖53是用于調(diào)節(jié)垂直攝像機角度的處理過程的流程圖，它是根據(jù)圖中未示出的主程序中確定的規(guī)定定時(條件)執(zhí)行的。通常把攝像機高度設(shè)置為大約10m，但并不受此限制。如圖54中所示，主程序根據(jù)比賽面積建立了攝像機跟蹤比賽場地的角度。即，確定了攝像機的主視點的位置(S162)。當(dāng)運動員是主視點時(S162，運動員)，則判定主視點是否靠近處罪區(qū)(S164)。當(dāng)主視點不靠近處罪區(qū)時(S164，否)，則判定攝像機方向，使得攝像機視線矢量離開z軸-8度，以提供相對寬廣的視野范圍(S166)。這里，當(dāng)攝像機向下看時，角度是負(fù)的，當(dāng)它向上看時，角度是正的，并且當(dāng)它是水平的時候，角度是0。當(dāng)主視點靠近處罪區(qū)時時(S164，是)，確定攝像機的方向，使得攝像機的視線矢量離開z軸-11度(S168)。這使得攝像機能夠給出俯視場地的較好的視野，導(dǎo)致具有更好縱深和寬度感的圖像。
當(dāng)主視點為球時(S162，球)，則判定主視點是否靠近處罪區(qū)(S170)。當(dāng)主視點不靠近處罪區(qū)時(S170，否)，則判定攝像機方向，使得攝像機的視線矢量線離開z軸-11度(S166)。當(dāng)主視點靠近處罪區(qū)時(S170，是)，則設(shè)定攝像機方向，使得攝像機的視線矢量離開z軸-13度(S174)。
在完成這些處理過程時，系統(tǒng)返回主程序。
圖55是攝像機變焦縮放調(diào)節(jié)的流程圖。當(dāng)主程序中確定需要攝像機縮放調(diào)節(jié)時，處理過程移向主程序。
首先，判定攝像機的主視點是否靠近處罪區(qū)(S182)。當(dāng)它靠近處罪區(qū)時，攝像機從主視點退回到一個規(guī)定的距離(S184)。這使得能夠看到整個處罪區(qū)。
當(dāng)攝像機的主視點不靠近處罪區(qū)(S182，否)，并且運動員在屏幕以外時(S186，是)，攝像機退回以把運動員投射到屏幕上(S186，否)。如圖56中所示，當(dāng)運動員在屏幕中(S186，否)并且運動員是在屏幕的3/4中(S190，是)，攝像機從主視點前移規(guī)定的距離，進(jìn)行圖形放大(S190)。這使得能夠在一固定范圍不能看到的情況下靠近運動員。當(dāng)運動員被投射到了屏幕上但不是在屏幕的3/4中(S190，否)，那么保持?jǐn)z像機與主視點之間的距離(S194)。
圖57是使應(yīng)當(dāng)防止從屏幕上消失的對象，例如上述的線多邊形，能夠顯示的另一個實例的流程圖。
在圖中，指示一個要防止消失的對象的標(biāo)記數(shù)據(jù)被加入到應(yīng)當(dāng)防止消失的多邊形的數(shù)據(jù)中。當(dāng)在虛擬攝像機的視場中的對象組被顯示在屏幕上時，計算機系統(tǒng)確定是否有一個要防止其從視場中消失的多邊形(S202)。
當(dāng)有一個應(yīng)當(dāng)防止其消失的多邊形時，例如線多邊形(S202，是)，執(zhí)行一個防止多邊形性消失的程序。也就是說，如圖58中所示，從攝像機的主視點和攝像機的位置來確定出一個單位視線矢量(S204)。從要防止其消失的多邊形的數(shù)據(jù)來確定單位法線矢量(S206)。確定單位視線矢量與單位法線矢量之間的角度。這可以確定為單位視線矢量與單位法線矢量的內(nèi)積(S208)。調(diào)節(jié)多邊形頂點坐標(biāo)值，使得該角在一個規(guī)定的角度(S210)。對每一個要防止其從視場中消失的多邊形執(zhí)行從步驟204至210的處理。這里，步驟202對應(yīng)于防止這種消失的裝置，步驟204至208對應(yīng)于角度計算裝置，步驟310對應(yīng)于多邊形傾斜裝置。
這使得能夠防止對于游戲不可缺少的線和類似物消失。
本發(fā)明并不限于足球比賽，并可以應(yīng)用到其地面或場地是由線描繪的各種游戲，例如網(wǎng)球，棒球，籃球，排球，橄欖球，和美式足球。
因此，攝像機縮放是根據(jù)面積和顯示狀態(tài)調(diào)節(jié)的。
可以用記錄在諸如CD-ROM，DVD-ROM和ROM卡之類的記錄介質(zhì)上的數(shù)據(jù)，提供執(zhí)行上述圖形處理裝置和執(zhí)行在計算機系統(tǒng)顯示圖像的方法的程序。
參照圖8至17說明的實施例并不限于其中多邊形A至D″的表面是用面對比賽場地的觀眾的紋理繪制成的實施例，即，在作為游戲空間的三維虛擬空間中顯示的顯示對象的實例。例如，在繪制到多邊形表面的紋理中，不是模仿觀眾的顯示對象的背景部分可以被用作透明的點紋理結(jié)構(gòu)理結(jié)構(gòu)，顯示對象的部分可以被用作不透明的點紋理結(jié)構(gòu)。
圖59是這種紋理的示意圖。不透明點紋理區(qū)包括觀眾顯示對象300，和按需要的周圍部分301。圖60是有關(guān)另一個觀眾實施例的紋理的實例。背景302同樣是透明的點，角色304是不透明點。把這種紋理繪制到不是用圖59中的紋理繪制的多邊形的多邊形上，并且把用圖60中的紋理繪制的多邊形安排在用圖59中的紋理結(jié)構(gòu)繪制的多邊形之前，也就是說，更靠近虛擬視點一側(cè)。圖61示出了把這些疊放的狀態(tài)，即，如圖8至17中所示，重疊。圖60中的角色304重疊在圖59的透明背景部分上。因此，當(dāng)把圖59和60中的多邊形重疊時，在混合、分組和重疊的同時帶有兩種紋理結(jié)構(gòu)的觀眾被顯示在屏幕上。當(dāng)把是這些多邊形角色的觀眾重疊在一起時，三維空間底部的觀眾，即，具有最低優(yōu)先次序多邊形的觀眾，在具有最高優(yōu)先次序的多邊形的下方，并且不被顯示在屏幕上。
可以用與觀眾舉動的上述實施例的同樣方式，如圖8至17中所示，通過沿垂直于或相交于多個多邊形重疊方向的平面，或者在與三維空間中面對多邊形A至D″的虛擬攝像機相交的方向上，或是在與它們重疊方向相交的方向上，移動用這種紋理繪制的多個多邊形來重放或模擬觀眾移動。
圖62和63是圖59中所述的多邊形400，圖60中所述的多邊形402重疊的情況，其中圖62示出了多邊形400向上移動，圖63示出了多邊形402向上移動。
因此，在本發(fā)明中，可以更有效地產(chǎn)生一些動作，比如觀眾圍繞一足球比賽場地的場合下的數(shù)個顯示對象移動那樣的移動，包括數(shù)個顯示對象的組的移動，和數(shù)個顯示對象被劃分為幾個塊并且在這些塊受控的同時被移動(動物和昆蟲的移動)的場合中的移動。這些移動是以特定模式產(chǎn)生的，比如在足球比賽的場合，和當(dāng)運動員們爭球射門時。值得重復(fù)說明的是，這里所述的紋理結(jié)構(gòu)可以是包括諸如觀眾和背景(云，波浪等)之類圖畫數(shù)據(jù)。此外，除了用透明紋理構(gòu)造圖59中的背景部分之外，也可以使用單色的紋理結(jié)構(gòu)，并且可以用另一種可以與這個單色不同的顏色構(gòu)造圖60中的紋理結(jié)構(gòu)。另外，圖60中的背景部分可以用一種單色紋理結(jié)構(gòu)構(gòu)成，并且圖59中的背景部分可以使用透明顏色，而至少圖59中的角色的輪廓不是上述單色的。在圖8至17的場合，可以把多邊形排列在使它們在虛擬空間中逐漸向上傾斜的位置中，因而也能把多邊形排列在一個虛擬水平平面中，但是并不限于此。
在上述實施例中，當(dāng)判定了是否與游戲的內(nèi)容有關(guān)，或判定了是否與諸如角色與通過游戲和上述匹配于某些條件的角色之間的距離之類的位置關(guān)系有關(guān)時，一個角色的眼睛朝向一目標(biāo)，使得當(dāng)一角色在，例如，足球比賽中運球的同時受到競爭時，該角色看望(觀察)其它方向以尋找隊友或踢球區(qū)，使得能夠更真實地模擬實際足球運動員的行為，提供更自然的動作，和達(dá)到更大的真實性和臨場感。
視點的控制提供了這樣的效果1)提供在游戲中使用的戰(zhàn)略和游戲難度等級，和2)根據(jù)足球比賽中的有球角色的行為更容易理解和處理足球可能(應(yīng)當(dāng))傳遞的位置或地點。
在這些實施例中，把模仿多個觀眾的、由紋理結(jié)構(gòu)繪制的多個多邊形虛擬地重疊，并且使多個多邊形在與它們重疊的方向相交的方向上移動，因而能夠表現(xiàn)各個觀眾的各種動作(更真實的行為)。簡化了軟件設(shè)計，減少了計算負(fù)擔(dān)，并減少了存儲容量?？梢酝瑫r提出這些和其它的要求，并且可以進(jìn)一步提高游戲臨場感。
在這些實施例中，可以感測到游戲裝置的游戲者正在進(jìn)行的游戲的時間，并且通過基于事先對游戲進(jìn)行了優(yōu)化的屏幕彩色的改正，可以根據(jù)時間確定用于圖像的屏幕彩色，因而可以根據(jù)游戲進(jìn)行的時間加入具有屏幕彩色變化的表現(xiàn)，使得能夠以這種方式穩(wěn)定地保持屏幕彩色，以避免干擾游戲。還可以避免像過去那樣在僅用亮度來調(diào)節(jié)屏幕彩色狀態(tài)時所發(fā)生的缺陷，并且還能夠更一致和精確地在與顯示屏的彩色狀態(tài)兼容的一天中的光澤中進(jìn)行改變，進(jìn)一步地提高游戲臨場感。
在三維虛擬空間中展開的游戲中有時會產(chǎn)生由于攝像機的位置難于在虛擬空間中看到的多邊形，因此在另一實施例中，例如，利用圖像處理防止了畫在地面場線的對象消失。
另一實施例還提供了用于根據(jù)對象移動的方向或游戲區(qū)域調(diào)節(jié)攝像機位置，攝像機方向，視場范圍，等等的游戲裝置，導(dǎo)致了使游戲更容易進(jìn)行的屏幕。
如上所述，本發(fā)明的圖像處理裝置使得在虛擬空間中的模擬(例如游戲)可以更可見地顯示，并且對于觀看者(例如操作游戲裝置的個人)更具臨場感。本發(fā)明特別適用于視頻(或電視)游戲機。
權(quán)利要求
1.一種顯示在虛擬三維空間中模仿對手的角色的行為的圖像處理裝置，其中所述圖像處理裝置的特征在于包括用于判定是否存在一種與游戲內(nèi)容的關(guān)系或與角色和通過該游戲與所述角色具有一種關(guān)系的目標(biāo)之間的位置關(guān)系與某種條件匹配的特定情況的確定裝置；和用于當(dāng)確定裝置判定了所述特定情況存在時把所述角色的眼睛對準(zhǔn)所述對象的視線控制裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其中所述游戲是足球比賽，并且所述對象是所述足球比賽中的球。
3.如權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其中所述視線控制裝置包括用于利用所述角色的頭部的轉(zhuǎn)動來旋轉(zhuǎn)和控制所述角色的軀干和腰部的裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其中所述確定裝置包括用于根據(jù)在所述虛擬三維空間中的所述角色和所述目標(biāo)的坐標(biāo)值來計算從所述角色到所述目標(biāo)的角度的裝置。
5.如權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其中有多個所述對象，并且所述確定裝置包括用于根據(jù)所述比賽情況判定視線應(yīng)當(dāng)對準(zhǔn)所述多個目標(biāo)中哪一個的確定裝置。
6.一種用于顯示在虛擬三維空間中模仿對手的角色的行為的圖像處理方法，其中所述圖像處理方法的特征在于，作出判定是否存在一種與游戲內(nèi)容的關(guān)系或與角色和通過該游戲與所述角色具有一種關(guān)系的目標(biāo)之間的位置關(guān)系與某種條件匹配的特定情況，和當(dāng)判定了存在特定情況時把所述角色的眼睛對準(zhǔn)所述目標(biāo)。
7.一種用于顯示虛擬三維空間中模仿對手的角色的行為的圖像處理方法，其中所述圖像處理方法的特征在于，在使所述角色執(zhí)行第一行為的同時作出是否已經(jīng)建立了特定的條件的確定，并且當(dāng)所述特定條件已經(jīng)被建立時，使所述角色執(zhí)行第二行為，因而能夠?qū)⑦M(jìn)展中的比賽情況提示給游戲者。
8.一種用于顯示在虛擬三維空間中的顯示對象的行為的圖像處理裝置，其中所述圖像處理裝置的特征在于包括多個其中紋理結(jié)構(gòu)被獨立地繪制成多個顯示對象的多邊形，所述多個多邊形被虛擬地重疊；和用于沿與多邊形重疊的方向相交的平面移動多個多邊形的多邊形擺動裝置。
9.如權(quán)利要求8所述的圖像處理裝置，其中把所述多個多邊形虛擬地重疊，同時根據(jù)對象的順序使形成多個對象的多個多邊形交錯排列，并且所述多邊形擺動裝置是一種用于在與每個對象同步和聯(lián)動的同時，周期性地移動所述多個對象的裝置。
10.如權(quán)利要求9所述的圖像處理方法，其中所述移動方向是所述多邊形的垂直或水平方向。
11.一種用于顯示在虛擬三維空間中的顯示對象的行為的圖像處理方法，其中所述圖像處理方法的特征在于把用模仿多個顯示對象的紋理結(jié)構(gòu)獨立地繪制的多個多邊形虛擬地重疊，并且在與多邊形重疊方向相交的方向上移動所述多個多邊形。
12.一種用于在虛擬三維空間中模擬和顯示比賽的圖像處理裝置，其中所述圖像處理裝置的特征在于包括用于感測操縱者正在進(jìn)行的所述比賽的時間的感測裝置；和用于根據(jù)感測裝置感測到的時間來調(diào)節(jié)所述圖像的屏幕彩色的調(diào)節(jié)裝置。
13.如權(quán)利要求12所述的圖像處理裝置，其中所述調(diào)節(jié)裝置包括以不同基準(zhǔn)值的形式存儲為適用于比賽情況建立的至少兩個標(biāo)準(zhǔn)時間段的屏幕彩色的值的存儲裝置；和數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置，數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置在所述感測裝置感測的時間在所述標(biāo)準(zhǔn)時間段中任何一個內(nèi)時，根據(jù)所述基準(zhǔn)值中對應(yīng)的一個產(chǎn)生用于游戲顯示屏幕的遮掩數(shù)據(jù)，并且當(dāng)所述時間不在所述標(biāo)準(zhǔn)時間段中的任何一個內(nèi)時，根據(jù)基于在所述至少兩個基準(zhǔn)值中的所述時間之前和之后的兩個基準(zhǔn)值臨時插入的用于屏幕彩色狀態(tài)的信息來產(chǎn)生所述遮掩數(shù)據(jù)。
14.一種用于在虛擬三維空間中模擬和顯示游戲的圖像處理方法，其中所述圖像處理方法的特征在于感測操縱者正在進(jìn)行的所述游戲的時間，和根據(jù)所述時間調(diào)節(jié)所述圖像的屏幕彩色。
15.一種將模仿虛擬三維空間中活動生物的顯示對象從一給定視點改變透視而顯示在顯示屏上的圖像處理方法，其中所述圖像處理方法的特征在于步驟將在所述虛擬空間中確定的成像點的位置與所述顯示對象的位置比較；判定所述比較的結(jié)果是否與程序設(shè)定的特定條件相匹配；和當(dāng)所述結(jié)果與所述特定條件匹配時，建立所述成像點作為所述顯示對象的主視點。
16.一種將模仿虛擬三維空間中活動生物的顯示對象從一給定視點改變透視而顯示在顯示屏上的圖像處理方法，其中所述圖像處理方法的特征在于步驟將在所述虛擬空間中確定的多個成像點的位置與所述顯示對象的位置相比較；和選擇所述成像點作為所述顯示對象的主視點。
17.一種用于將對象放置在通過計算機系統(tǒng)形成的虛擬空間中，在根據(jù)輸入的控制和設(shè)定的規(guī)則控制所述對象的移動的同時展開游戲，和把所述虛擬空間中的場景顯示為從一虛擬攝像機觀看的屏幕的圖像處理裝置，其中所述圖像處理裝置的特征在于包括用于判定所述對象是否在所述虛擬空間中的一個特定區(qū)域中的確定裝置；和用于根據(jù)所述確定的結(jié)果來調(diào)節(jié)所述虛擬攝像機的角度的攝像機角度調(diào)節(jié)裝置。
18.如權(quán)利要求17所述的圖像處理裝置，其中所述攝像機角度調(diào)節(jié)裝置根據(jù)所述確定結(jié)果和所述對象被移動的方向來調(diào)節(jié)所述虛擬攝像機的角度。
19.如權(quán)利要求17所述的圖像處理裝置，其中所述攝像機角度調(diào)節(jié)裝置在所述虛擬空間中的水平和垂直方向的至少一個方向上調(diào)節(jié)所述虛擬攝像機的角度。
20.一種用于將對象放置在通過計算機系統(tǒng)形成的虛擬空間中，在根據(jù)輸入的控制和設(shè)定的規(guī)則控制所述對象的移動的同時展開游戲，和把所述虛擬空間中的場景顯示為從一虛擬攝像機觀看的屏幕的圖像處理裝置，其中所述圖像處理裝置的特征在于包括用于判定所述對象是否在所述虛擬空間中的一個特定區(qū)域中的確定裝置；和用于根據(jù)所述確定的結(jié)果來調(diào)節(jié)所述虛擬攝像機的視場的范圍的縮放調(diào)節(jié)裝置。
21.一種具有用于把用包括多個多邊形的由三維模型構(gòu)成的虛擬空間轉(zhuǎn)換成從一個在任何位置中的虛擬攝像機觀看的二維圖像，并將它們顯示在顯示裝置上的圖像顯示裝置的圖像處理裝置，其中所述圖像處理裝置包括用于計算示出所述虛擬攝像機面對的方向的視線矢量與示出位于所述虛擬空間中的特定多邊形的平面的方位的法線矢量之間角度的角度計算裝置；和用于改變所述多邊形的頂點坐標(biāo)值，因而使得所述角度計算裝置計算出的角度采用了一特定值的多邊形傾斜裝置。
22.一種數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)，其上記錄了用于使計算機系統(tǒng)具有如權(quán)利要求1至5，8，9，12，13和17至21中任何一項所述的圖像處理裝置功能的程序。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于成像和顯示模仿虛擬三維空間中對手的角色的行為的圖像處理裝置。作出判定(S21至S24)是否存在一種其中與游戲內(nèi)容的關(guān)系(例如，在中心區(qū))或角色與通過該游戲和所述角色具有一種關(guān)系的目標(biāo)之間的位置關(guān)系(例如距離)匹配于某種條件的特定情況，和當(dāng)確定了存在特定情況時把所述角色的眼睛對準(zhǔn)所述目標(biāo)(S25，S26，S28，等等)。本發(fā)明特別適用于足球比賽。
文檔編號G06T15/00GK1640519SQ20041008218
公開日2005年7月20日 申請日期1998年2月18日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月18日
發(fā)明者芳賀憲夫, 沼田忠信, 三船敏, 山本信, 山本花織, 山下昌紀(jì) 申請人:世嘉股份有限公司