專利名稱：圖象顯示的設(shè)備和方法以及計算機可讀的記錄介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于游戲設(shè)備的圖象顯示設(shè)備，象賽車游戲設(shè)備或射擊游戲設(shè)備，或駕駛模擬設(shè)備，游戲參與者或使用者在汽車、空間飛行器或類似物的駕駛員座位上在看著前方三維圖象的同時進行操作；用此圖象顯示設(shè)備顯示圖象的方法；以及存儲完成此方法的控制程序的計算機可讀記錄介質(zhì)。
舉例來說，賽車游戲設(shè)備的圖象顯示設(shè)備在顯示屏幕上顯示圖象，其就象坐在方向盤后駕駛座上的駕駛員所看到的駕駛座前方的情景。游戲參與者操作賽車游戲設(shè)備玩賽車游戲，同時注視顯示屏上的圖象。當在賽車游戲設(shè)備上的賽車游戲進行時，顯示的圖象根據(jù)游戲參與者如何操作賽車游戲設(shè)備而改變。例如，當游戲參與者順時針轉(zhuǎn)動方向盤時，顯示屏幕顯示汽車右前方的圖象，使汽車看起來好象轉(zhuǎn)向右方。相反，當游戲參與者逆時針轉(zhuǎn)動方向盤時，顯示屏幕顯示汽車左前方的圖象，使汽車看起來好象轉(zhuǎn)向左方。當游戲參與者踩下加速踏板時，顯示屏以漸增的速度顯示向后移動的圖象，使得汽車看起來好象在加速。當游戲參與者踩下剎車踏板時，顯示屏以遞減的速度顯示向后移動的圖象，使得汽車看起來好象在減速。
用于這種賽車游戲設(shè)備的一個傳統(tǒng)的顯示設(shè)備如附

圖1所示。如圖1所示，公路、建筑物和公路兩邊的樹的圖象62就象從駕駛員座位上所看到的那樣，并且在游戲參與者操作賽車游戲設(shè)備的時候發(fā)生變化，為了游戲參與者易于觀察，圖象62以一放大的比例從圖象顯示設(shè)備61投影到平面投影屏幕上。
由于圖象62投影到平面投影屏幕上，來自圖象顯示設(shè)備61的圖象光線在平面投影屏幕的邊緣區(qū)域是傾斜的，而在屏幕中心區(qū)域?qū)嶋H上是垂直的。所以，投影到平面投影屏幕上的圖象62在平面投影屏幕的邊緣區(qū)域比在中心區(qū)域拉伸得多，因而對游戲參與者來說好象圖象變形了。具體的說，當九個圓圈的圖象62投影到平面投影屏幕上時，如附圖2所示，中心區(qū)域的圓圈在平面屏幕上顯示為圓圈，而在中心區(qū)域圓圈周圍的其他圓圈變形為橢圓圈，這是因為這些其他圓圈的圖象光線在平面投影屏幕的邊緣區(qū)域是傾斜的。發(fā)自圖象顯示設(shè)備61的圖象光線通過投影透鏡沿一光線路徑傳播，而此光線路徑在平面投影屏幕的邊緣區(qū)域比在中心區(qū)域的長。所以，投影到平面投影屏幕上的圖象62在平面投影屏幕邊緣區(qū)域比在中心區(qū)域放大得多。
從駕駛座前方投影的圖象得到三維的和實際視覺感覺的一個方法是在水平方向上長的平面投影屏幕上面顯示全景圖象。然而，水平方向長的平面投影屏幕存在一個問題，所顯示的圖象在平面投影屏幕的水平邊緣區(qū)域大大地被拉伸或擴大了。
有一種已知的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法用于轉(zhuǎn)換具有虛擬球形屏幕的圖象數(shù)據(jù)用于三維空間圖象的顯示。如果此數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法用于附圖3A所示的投影圖象62，那么圖象62的圖象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成顯示投影圖象63的圖象數(shù)據(jù)。然而，如果此數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法用于附圖3B所示的投影圖象62b，那么投影圖象62b的圖象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成在平面屏幕上顯示投影圖象63b的圖象數(shù)據(jù)。投影圖象63b看起來是不自然的，因為它的形狀就好象通過廣角鏡頭觀看一樣被變形。以上數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程需要一個復雜的硬件來完成，因為此硬件要以增加的數(shù)據(jù)處理速率完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能。
所以，本發(fā)明的一個目的是提供一個圖象顯示設(shè)備其能夠在水平方向長的投影屏幕上投影自然而真實的圖象，而無顯著的圖象變形，如在兩端邊緣區(qū)域的圖象延伸或擴展等。
本發(fā)明的另一個目的是提供此圖象顯示設(shè)備的圖象顯示的方法。
本發(fā)明的再一個目的是提供計算機可讀的存儲介質(zhì)來記錄完成此方法的控制程序。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，圖象顯示設(shè)備有一個關(guān)于一軸線展開的凹面投影屏幕以及把圖象投影到凹面投影屏幕的后方凸表面上的圖象投影裝置。此圖象顯示設(shè)備也具有對投影在凹面投影屏幕的分別位于軸線兩側(cè)的相對屏幕區(qū)域上的圖象數(shù)據(jù)進行水平校正的控制裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一個把圖象投影到關(guān)于一軸線展開的凹面投影屏幕的后方凸表面上的方法。此方法包括使投影在凹面投影屏幕的軸線兩側(cè)相對的屏幕區(qū)域上的圖象數(shù)據(jù)得到水平校正的步驟。
根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，提供了計算機可讀的記錄介質(zhì)用于存儲把圖象投影到關(guān)于一軸線展開的凹面投影屏幕的后方凸表面上的控制程序。此控制程序包括使投影在凹面投影屏幕的軸線兩側(cè)相對的屏幕區(qū)域上的圖象數(shù)據(jù)得到水平校正的步驟。
用圖象數(shù)據(jù)乘以沿著凹面投影屏幕的水平變形率的倒數(shù)使圖象數(shù)據(jù)得到水平校正。
每個相對的屏幕區(qū)域可有一個第一寬度，當從圖象投影裝置觀察時，水平變形率可包括一第一寬度對于每個相對的屏幕區(qū)域?qū)挾鹊乃缴扉L率。
在相對的屏幕區(qū)域之間，凹面投影屏幕可有一個中心屏幕區(qū)域，相對的屏幕區(qū)域朝中心屏幕區(qū)域傾斜，使得在離開屏幕中心區(qū)域的方向上，屏幕相對區(qū)域逐漸遠離圖象投影裝置。
凹面投影屏幕可分成許多平面屏幕區(qū)域包括相對的屏幕區(qū)域和中心屏幕區(qū)域，在觀察者位置前側(cè)展開。圖象數(shù)據(jù)好象是分別由從垂直于平面屏幕區(qū)域的方向觀察的各假想照相機產(chǎn)生。
通過下面參照附圖對本發(fā)明優(yōu)選實施例的說明，本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點將變得很明顯。
圖1是傳統(tǒng)的圖象顯示設(shè)備和平面屏幕的平面圖。
圖2是圖1所示的傳統(tǒng)的圖象顯示設(shè)備投影在平面屏幕上的變形圖象。
圖3A是由已知的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法對投影圖象進行數(shù)據(jù)處理的情況。
圖3B是由已知的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法對另一個投影圖象進行數(shù)據(jù)處理的情況。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的賽車游戲設(shè)備的方框圖。
圖5是圖4所示的賽車游戲設(shè)備顯示屏幕組件的透視圖。
圖6是圖5所示的顯示屏幕組件的垂直斷面圖。
圖7是沿圖6直線Ⅶ-Ⅶ所取的水平斷面圖。
圖8是把圖象投影到如圖5所示的顯示屏幕組件的曲面投影屏幕上的方法的簡圖。
圖9是圖8所示的曲面投影屏幕的三個屏幕區(qū)域，以及從圖象投影器的方向看到的那些屏幕區(qū)域。
圖10是圖象投影到具有五個屏幕區(qū)域的曲面投影屏幕上時的方法的簡圖。
圖11是從圖象投影器的方向看到的圖10所示的曲面投影屏幕的五個屏幕區(qū)域的簡圖。
下面將結(jié)合賽車游戲設(shè)備描述根據(jù)本發(fā)明的圖象顯示設(shè)備。游戲參與者操作賽車游戲設(shè)備在虛擬的三維游戲空間中的公路車道上駕駛賽車與其他賽車比賽。
如圖4所示，具有根據(jù)本發(fā)明的圖象顯示設(shè)備的賽車游戲設(shè)備1通常包括一設(shè)備機殼3，里面有手動控制器2，游戲參與者P(見圖6)，也可稱為賽車駕駛員，坐在駕駛員座位27(見圖6)上手動操作此手動控制器2；一圖象顯示單元5，安裝在設(shè)備機殼3的前方，并具有一個圖象投影器4把從賽車駕駛員的角度所見的前方圖象投影到凹面投影屏幕29(見圖5)上，它在賽車駕駛員前方展開；一控制系統(tǒng)6，用于根據(jù)來自手動控制器2的信號執(zhí)行指令以產(chǎn)生前方圖象數(shù)據(jù)并提供給圖象投影器4；一音頻輸出單元7，由控制系統(tǒng)6控制，根據(jù)圖象投影器4投影的圖象細節(jié)輸出聲音。
控制系統(tǒng)6包括一隨機存儲器(RAM)8用于暫存各種數(shù)據(jù)；一接口(IF)9；一信號處理器10；一圖象顯示處理器11；一中央處理單元(CPU)12用于控制RAM8、接口9、信號處理器10以及圖象顯示處理器11。CPU12、RAM8、接口9、信號處理器10以及圖象顯示處理器11靠總線13相互連接，總線13包括地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線。手動控制器2通過接口14和操作信息接口15連接到總線13。所以，來自手動控制器2的信號通過接口15、14和總線13發(fā)送到CPU12,CPU12執(zhí)行基于來自手動控制器2的信號的指令。
計算機可讀記錄介質(zhì)17與接口9連接。RAM8、接口9和計算機可讀記錄介質(zhì)17共同組成存儲系統(tǒng)16。計算機可讀記錄介質(zhì)包括一個只讀存儲器(ROM)，它存儲賽車游戲數(shù)據(jù)，包括用于產(chǎn)生虛擬三維空間圖象的圖象數(shù)據(jù)、與圖象數(shù)據(jù)有關(guān)的音頻數(shù)據(jù)以及包括操作系統(tǒng)在內(nèi)的控制程序數(shù)據(jù)。由于賽車游戲在賽車游戲設(shè)備上進行，用于產(chǎn)生虛擬三維空間圖象的圖象數(shù)據(jù)包括公路車道的圖象數(shù)據(jù)和正在接近的汽車的圖象數(shù)據(jù)。
信號處理器10用于計算在三維圖象環(huán)境中的接近汽車的兩維坐標位置，產(chǎn)生音頻數(shù)據(jù)，處理透視投影計算位置的圖象數(shù)據(jù)，以及根據(jù)對于透視投影的圖象數(shù)據(jù)處理，在水平方向校正待投影到曲面投影屏幕中心區(qū)域兩側(cè)位置上圖象的圖象數(shù)據(jù)。
基于信號處理器10進行的圖象數(shù)據(jù)處理的結(jié)果，圖象顯示處理器11用于把要顯示的圖象數(shù)據(jù)寫入RAM8。
CPU12控制信號處理器10進行透視投影處理，包括水平圖象校正，并且控制圖象顯示處理器11把基于透視投影處理結(jié)果的要顯示的圖象數(shù)據(jù)和產(chǎn)生的音頻數(shù)據(jù)寫入RAM8。
音頻輸出單元7包括一與總線13連接的接口18；一用于把來自接口18的數(shù)字音頻信號轉(zhuǎn)換成模擬音頻信號的數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器19；用于放大來自數(shù)模轉(zhuǎn)換器19的模擬音頻信號的集成放大器20；用于輻射基于來自集成放大器20的放大了的模擬音頻信號的聲音的揚聲器21。被圖象顯示處理器11寫入RAM8的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)通過總線13和接口18進入數(shù)模轉(zhuǎn)換器19，它通過集成放大器20把模擬音頻信號提供給揚聲器21，揚聲器21然后根據(jù)賽車游戲的進程發(fā)出聲音。
圖象顯示單元5包括接口22，它與總線13和數(shù)模轉(zhuǎn)換器23相連，數(shù)模轉(zhuǎn)換器23把來自接口22的數(shù)字圖象信號轉(zhuǎn)換成模擬圖象信號。圖象投影器4投射基于來自數(shù)模轉(zhuǎn)換器23的模擬圖象信號的圖象，并向曲面投影屏幕29映射圖象的光線。被圖象顯示處理器11寫入RAM8的數(shù)字圖象數(shù)據(jù)通過總線13和接口22進入數(shù)模轉(zhuǎn)換器23，它提供模擬圖象信號給圖象投影器4。基于所提供的模擬圖象信號，圖象投影器4以一放大的比例把前方圖象投射到曲面投影屏幕29上，從坐在駕駛員座位27上的賽車駕駛員P所見，投影的圖象包括公路車道、賽車和接近的汽車。
圖象顯示單元5和控制系統(tǒng)6共同組成了根據(jù)本發(fā)明的圖象顯示設(shè)備，控制系統(tǒng)校正圖象數(shù)據(jù)，用投射相反方向變形的圖象來消除包括圖象延伸和圖象擴展在內(nèi)的圖象變形。
圖5到圖7顯示了賽車游戲設(shè)備1的顯示屏幕組件。
如圖6所示，安裝在設(shè)備機殼3內(nèi)的手動控制器2包括方向盤24、加速踏板25和剎車踏板26。設(shè)備機殼3也包括賽車駕駛員P坐的駕駛員座位27。如圖5到7所示，顯示屏幕組件有一個位于設(shè)備機殼2前面的外部機殼28，用于遮蓋圖象顯示單元5、控制系統(tǒng)6和音頻輸出單元7。外部機殼28也遮蓋曲面投射屏幕29，它在坐在駕駛員座位27上的賽車駕駛員前方區(qū)域展開。外部機殼28是有一個倒L形的底部中空結(jié)構(gòu)，前方有一個開口，由曲面投影屏幕29將其封閉。
如圖6和圖7所示，圖象投影器4安裝在外部機殼28的底板上，有一個投影透鏡(未示出)用于把從賽車駕駛員方向所見到的前方圖象的光線投射到曲面投影屏幕29上。外部機殼28里面有一個反射鏡30，安裝在投影透鏡的前方，并向上傾斜用于向上傾斜地反射來自圖象投影器4的圖象光線，還有一個反射鏡31安裝在反射鏡30的對面，用于把來自反射鏡30的圖象光線向上反射到曲面投影屏幕29。所以，發(fā)自圖象投影器4的圖象光線以一放大比例依次被反射鏡30和31反射到曲面投影屏幕的后方凸表面上。
當賽車駕駛員P順時針轉(zhuǎn)動方向盤24時，CPU12檢測到方向盤24的順時針轉(zhuǎn)動。CPU控制信號處理器10，根據(jù)轉(zhuǎn)動角度和方向盤24轉(zhuǎn)動時的速度，基于包括圖象數(shù)據(jù)和記錄介質(zhì)17儲存的控制程序數(shù)據(jù)在內(nèi)的游戲數(shù)據(jù)來完成各種信號處理；控制圖象顯示處理器11基于信號處理器10完成的各種信號處理結(jié)果把要顯示的圖象數(shù)據(jù)寫入RAM8；并且控制圖象投影器4根據(jù)RAM8提供的圖象數(shù)據(jù)把圖象投影到曲面投影屏幕上，使得曲面投影屏幕29顯示賽車右前方的圖象使賽車看起來好象向右轉(zhuǎn)動方向。相反，當賽車駕駛員P逆時針轉(zhuǎn)動方向盤24時，CPU12控制信號處理器10和圖象顯示處理器11在曲面投影屏幕29上顯示賽車左前方的圖象，使賽車看起來好象向左轉(zhuǎn)動方向。當賽車駕駛員P踩下加速踏板25時，CPU12控制信號處理器10和圖象顯示處理器11在曲面投影屏幕29上顯示以增加的速度向后移動的圖象，使賽車看起來好象在加速。當游戲參與者踩下剎車踏板時，CPU12控制信號處理器10和圖象顯示處理器11在曲面投影屏幕29上顯示以遞減的速度向后移動的圖象，使賽車看起來好象在減速。
下面參照圖8到圖11說明投影并顯示在曲面投影屏幕29上的前方圖象的圖象數(shù)據(jù)的形狀和尺寸的水平校正。
曲面投影屏幕29在水平方向被分成許多平面屏幕區(qū)域。例如，象在圖8到圖9中所示的，曲面投影屏幕29在水平方向被分成三個平面屏幕區(qū)域E1、E2和E3，每個區(qū)域有寬度W1和高度L。位于曲面投影屏幕29后面的圖象投影器4投射出的圖象光線投射到曲面投影屏幕29的后方凸表面上，顯示一個賽車駕駛員所看到的相應的圖象，就好象通過前方的擋風玻璃一樣。如圖8所示，曲面投影屏幕29的屏幕區(qū)域E1、E2和E3離賽車駕駛員P的距離相等，使得曲面投影屏幕29展開為圍繞曲面投影屏幕29的水平全景屏幕。所以賽車駕駛員P在其前方的寬范圍內(nèi)能看到真實顯示的圖象。
在圖8和圖9中，曲面投影屏幕29的每個屏幕區(qū)域E1、E2和E3在水平方向都以平面展開。然而，曲面投影屏幕29的每個屏幕區(qū)域E1、E2和E3中在水平方向也可以成為曲面。
圖象投影器4分別以各自的角度把圖象光線映射到每個屏幕區(qū)域E1、E2和E3上，使得各自的圖象顯示在屏幕區(qū)域E1、E2和E3上。具體的說，未經(jīng)過任何特別圖象處理的圖象投射到中心區(qū)域E1上，其寬度與中心區(qū)域E1的寬度W1相同。從圖象投影器4方向來看，位于中心屏幕區(qū)域E1兩邊的屏幕區(qū)域E2、E3分別投影為屏幕區(qū)域E2’、E3’，屏幕區(qū)域E2’、E3’的寬度為W2(比寬度W1小)以及高度為L。屏幕區(qū)域E2、E3向中心屏幕區(qū)域E1傾斜，使得屏幕區(qū)域E2、E3在離開中心屏幕區(qū)域E1的方向上逐漸遠離圖象投影器4。所以，未經(jīng)過任何特別圖象處理的圖象從投影器4投射到屏幕區(qū)域E2、E3上時，在水平方向被拉長。為了在屏幕區(qū)域E2、E3上投射未被拉長的圖象，投射到屏幕區(qū)域E2、E3上的圖象的圖象數(shù)據(jù)要乘以水平延伸率的倒數(shù)，水平延伸率是寬度W1與寬度W2之比(W1/W2)，由此產(chǎn)生校正了的圖象數(shù)據(jù)，它對于屏幕區(qū)域E2’、E3’具有調(diào)整后的縱橫比和視角。然后，根據(jù)校正了的圖象數(shù)據(jù)，圖象光線從圖象投影器4發(fā)出并且投射到屏幕區(qū)域E2、E3。實際上，當圖象光線投射到屏幕區(qū)域E2、E3時，屏幕區(qū)域E2’、E3’的圖象光線所代表的圖象在屏幕區(qū)域E2、E3處在水平方向被拉長。由于圖象數(shù)據(jù)已經(jīng)乘以水平延伸率W1/W2的倒數(shù)，基于校正了的圖象數(shù)據(jù)顯示在屏幕區(qū)域E2、E3上的圖象沒有水平圖象延伸并且顯得是自然的。
另外，如圖8所示，屏幕區(qū)域E2、E3的內(nèi)邊到圖象投影器4的距離是最短距離d1，而屏幕區(qū)域E2、E3的外邊到圖象投影器4的距離是最長距離d2。實際上，在中心區(qū)域E1的整個寬度W1范圍內(nèi)距離d1大體上保持常數(shù)。所以，根據(jù)圖象數(shù)據(jù)投射到屏幕區(qū)域E2、E3上的圖象以一比例擴大，d1、d2的差值越大此比例越大。因為屏幕區(qū)域E2、E3向中心屏幕區(qū)域E1傾斜，所以圖象擴展率隨離圖象投射器4的距離從d1到d2的增加而增加。為了在屏幕區(qū)域E2、E3上投影不擴大的圖象，投射到屏幕區(qū)域E2、E3上的圖象的圖象數(shù)據(jù)，根據(jù)到圖象投影器4的距離，乘以一個圖象縮小率，以產(chǎn)生屏幕區(qū)域E2’、E3’的圖象數(shù)據(jù)。然后，根據(jù)校正了的圖象數(shù)據(jù)，圖象光線從投影器4發(fā)出并且投射到屏幕區(qū)域E2、E3。因為投射到屏幕區(qū)域E2、E3上的圖象隨離投影器4的距離的增加而擴大，所以圖象減小率朝屏幕區(qū)域E2、E3的外邊逐漸增加。由于圖象數(shù)據(jù)已經(jīng)以圖象減縮率減少，此圖象減縮率朝屏幕區(qū)域E2、E3外邊逐漸增加，所以根據(jù)校正了的圖象數(shù)據(jù)在屏幕區(qū)域E2、E3上顯示的圖象被擴大到正常的尺寸，因此，在屏幕區(qū)域E2、E3上看起來是自然的。
中心屏幕區(qū)域E1離圖象投影器4的距離在邊緣區(qū)域是d1，在中心區(qū)域是最小距離d1′。盡管d1和d1′的差值不很大，它是包括圖象拉伸和圖象擴大在內(nèi)的某些圖象變形形成的原因。如果d1和d1′的差值小，也就是中心屏幕區(qū)域E1的寬度W1小，這些圖象變形也小。減小中心屏幕區(qū)域E1寬度W1的一個方法是把曲面投影屏幕分成許多屏幕區(qū)域。
圖10和圖11顯示了在水平方向分成五個屏幕區(qū)域E11-E15的曲面投影屏幕29a。如圖10所示，五個屏幕區(qū)域E11-E15的寬度都是W11。從圖象投影器4方向觀察時，位于中心屏幕區(qū)域W11兩邊的屏幕區(qū)域E12、E14和E13、E15分別投影為屏幕區(qū)域E12′、E14′和E13′、E15′。屏幕區(qū)域E12′、E14′的寬度分別是W12、W13(比寬度W11和寬度W1、W2小)，并且屏幕區(qū)域E13′、E15′的寬度分別是W12、W13(比寬度W11和寬度W1、W2小)。由于這些屏幕區(qū)域E11-E15的寬度比圖8和圖9所示的屏幕區(qū)域E1-E3的寬度窄，所以顯示在屏幕區(qū)域E11-E15上的投影圖象比顯示在屏幕區(qū)域E1-E3上的圖象的圖象變形小。另外，如果寬度W11-W13選擇適當，曲面投影屏幕29a可以在水平方向上比曲面投影屏幕29長，提供一個位于賽車駕駛員前方的水平方向上更長的全景圖象，它更寬更真實。
要在圖8和圖9所示的屏幕區(qū)域E1-E3上顯示的圖象的圖象數(shù)據(jù)好象是由各自的假想照相機所產(chǎn)生，這些假想照相機相應屏幕區(qū)域E1-E3分別有不同的觀察方向。具體的說，這些假想照相機可能有各自不同的垂直于每個屏幕區(qū)域E1-E3展開的觀察方向。從賽車駕駛員P的角度看，每個屏幕區(qū)域E1-E3對于賽車駕駛員P的張角都是30°。由于當賽車駕駛員P在30°內(nèi)把頭或眼睛轉(zhuǎn)向屏幕區(qū)域E1-E3時，由假想照相機產(chǎn)生并顯示在每個屏幕區(qū)域E1-E3上的圖象在視覺上覺得好象是由眼睛直接面對所看到的圖象，所顯示的圖象看上去更真實并具有三維感。
基于儲存在計算機可讀介質(zhì)17中的控制程序數(shù)據(jù)，CPU12控制信號處理器10處理虛擬三維透視投影的圖象數(shù)據(jù)，并且在水平方向上校正要投影到曲面投影屏幕29上的圖象的圖象數(shù)據(jù)；控制圖象顯示處理器11把圖象數(shù)據(jù)寫入RAM8；控制圖象投影器4把基于來自RAM8的圖象數(shù)據(jù)的圖象投影到曲面投影屏幕29上。由于圖象數(shù)據(jù)得到水平方向的校正，在曲面投影屏幕29的水平兩相對邊緣區(qū)域上，顯示在曲面投影屏幕29上的圖象沒有水平方向的拉伸和擴大。此外，因為曲面投影屏幕29給賽車駕駛員一個在賽車駕駛員前方的水平方向上長的全景圖象，顯示在曲面投影屏幕29上的圖象看起來很寬并且真實。
在所示的實施例中，曲面投影屏幕在水平方向分成三個或五個平面屏幕區(qū)域。然而，曲面投影屏幕在水平方向分成的屏幕區(qū)域可以多于五個，這些區(qū)域可以是平面的或是連續(xù)曲面。當屏幕區(qū)域的數(shù)量增加時，顯示在這些屏幕區(qū)域上的圖象更光滑并且它們之間的連接線更不明顯。如果平面區(qū)域的數(shù)量相對較少，那么為了使連接線不明顯，就需要處理待投影到平面區(qū)域上的圖象的圖象數(shù)據(jù)。
在圖8和圖9所示的實施例中，基于針對透視投影和水平圖象校正而處理的圖象數(shù)據(jù)的圖象投影到屏幕區(qū)域E1、E2′和E3′上。如果圖象數(shù)據(jù)針對透視投影和垂直及水平方向圖象校正進行了處理，投影到屏幕區(qū)域上的最后圖象如圖9中的虛線所示。
結(jié)合賽車游戲設(shè)備，上面已經(jīng)描述了根據(jù)本發(fā)明的圖象顯示設(shè)備。然而，根據(jù)本發(fā)明的圖象顯示設(shè)備也可以作為拱形游戲機器用于其他游戲設(shè)備或駕駛模擬設(shè)備。如果圖象顯示設(shè)備用于家庭游戲機或個人計算機，控制程序數(shù)據(jù)和圖象數(shù)據(jù)可以存儲在如軟盤、CD-ROM、磁光盤或DVD-ROM等計算機可讀記錄介質(zhì)中，由家庭游戲機或個人計算機的讀入器讀入內(nèi)存。
雖然上面說明并詳細描述的是本發(fā)明的某些優(yōu)選實施例，但是應該理解為可能的各種變化和修改都沒有超出所附權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
1．一種圖象顯示設(shè)備包括一沿軸線展開的凹面投影屏幕；用于把圖象投影到所述凹面投影屏幕后面的凸表面上的圖象投影裝置；用于水平方向校正投影到位于所述軸線兩側(cè)的所述凹面投影屏幕的相對的屏幕區(qū)域上的圖象的圖象數(shù)據(jù)的控制裝置。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的圖象顯示設(shè)備，其中所述控制裝置包括沿所述凹面投影屏幕將所述圖象數(shù)據(jù)乘以水平變形率的倒數(shù)的裝置。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的圖象顯示設(shè)備，其中所述每個屏幕外側(cè)區(qū)域具有第一寬度，所述水平變形率包括水平拉伸率，它是所述第一寬度對于從所述圖象投影裝置的方向觀察時每個所述相對屏幕區(qū)域的寬度之比。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的圖象顯示設(shè)備，其中所述凹面投影屏幕具有一位于所述相對屏幕區(qū)域之間的中心屏幕區(qū)域，所述相對屏幕區(qū)域向所述中心屏幕區(qū)域傾斜，使得所述相對屏幕區(qū)域在離開所述中心屏幕區(qū)域的方向上逐漸遠離所述圖象投影裝置。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的圖象顯示設(shè)備，其中所述凹面投影屏幕被分成許多平面屏幕區(qū)域，包括所述相對屏幕區(qū)域和所述中心屏幕區(qū)域，所述凹面投影屏幕在觀察者位置前方展開，所述圖象數(shù)據(jù)好象由各自的假想照相機所產(chǎn)生，各假想照相機分別有各自的垂直于所述平面屏幕區(qū)域展開的觀察方向。
6．把圖象投影到沿一軸線展開的凹面投影屏幕后面的凸表面上的方法，包括以下步驟在水平方向校正投影到位于所述軸線兩側(cè)的所述凹面投影屏幕的相對的屏幕區(qū)域上的圖象的圖象數(shù)據(jù)。
7．根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述水平校正圖象數(shù)據(jù)的步驟包括把所述圖象數(shù)據(jù)沿所述凹面投影屏幕乘以水平變形率的倒數(shù)這一步驟。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中每個所述相對屏幕區(qū)域具有一第一寬度，所述水平變形率包括水平拉伸率，它是所述第一寬度對于從所述圖象投影裝置的方向觀察時每個所述相對屏幕區(qū)域的寬度之比。
9．根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述凹面投影屏幕有一個位于所述相對屏幕區(qū)域之間的中心屏幕區(qū)域，所述相對屏幕區(qū)域向所述中心屏幕區(qū)域傾斜，使得在離開所述中心屏幕區(qū)域的方向上，所述相對屏幕區(qū)域逐漸遠離所述圖象投影裝置。
10．根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述凹面投影屏幕被分成許多平面屏幕區(qū)域，包括所述相對屏幕區(qū)域和所述中心屏幕區(qū)域，所述凹面投影屏幕在觀察者位置前方展開，所述圖象數(shù)據(jù)好象由各自的假想照相機所產(chǎn)生，各假想照相機分別有各自的垂直于所述平面屏幕區(qū)域展開的觀察方向。
11．一種計算機可讀的記錄介質(zhì)，用于存儲把圖象投影到沿一軸線展開的凹面投影屏幕后面的凸表面上的控制程序，所述控制程序包括以下步驟在水平方向校正投影到位于所述軸線兩側(cè)的所述凹面投影屏幕的相對的屏幕區(qū)域上的圖象的圖象數(shù)據(jù)。
12．根據(jù)權(quán)利要求11的計算機可讀記錄介質(zhì)，其中所述水平校正圖象數(shù)據(jù)的步驟包括把所述圖象數(shù)據(jù)沿所述凹面投影屏幕乘以水平變形率的倒數(shù)的步驟。
13．根據(jù)權(quán)利要求12的計算機可讀記錄介質(zhì)，其中每個所述相對屏幕區(qū)域具有一第一寬度，所述水平變形率包括水平拉伸率，它是所述第一寬度對于從所述圖象投影裝置的方向觀察時每個所述相對屏幕區(qū)域的寬度之比。
14．根據(jù)權(quán)利要求11的計算機可讀記錄介質(zhì)，其中所述凹面投影屏幕具有一位于所述相對屏幕區(qū)域之間的中心屏幕區(qū)域，所述相對屏幕區(qū)域向所述中心屏幕區(qū)域傾斜，使得所述相對屏幕區(qū)域在離開所述中心屏幕區(qū)域的方向上逐漸遠離所述圖象投影裝置。
15．根據(jù)權(quán)利要求11的計算機可讀記錄介質(zhì)，其中所述凹面投影屏幕被分成許多平面屏幕區(qū)域，包括所述相對屏幕區(qū)域和所述中心屏幕區(qū)域，所述凹面投影屏幕在觀察者位置前方展開，所述圖象數(shù)據(jù)好象由各自的假想照相機所產(chǎn)生，各假想照相機分別具有各自的垂直于所述平面屏幕區(qū)域展開的觀察方向。
全文摘要
一種諸如賽車游戲設(shè)備的游戲設(shè)備,具有一CPU,根據(jù)儲存在計算機可讀記錄介質(zhì)中的程序來控制信號處理器處理要投影到曲面投影屏幕上的圖象的投影透視和水平圖象變形校正的三維圖象數(shù)據(jù),并控制圖象顯示處理器把處理過的圖象數(shù)據(jù)寫入RAM,再從RAM把圖象數(shù)據(jù)提供給圖象投影器以把圖象投影到曲面投影屏幕。給游戲參與者例如賽車駕駛員一個在游戲參與者位置前方水平方向上長的全景視圖,使顯示在曲面投影屏幕上的圖象看起來很寬并且真實。
文檔編號G06T13/20GK1213809SQ98119189
公開日1999年4月14日 申請日期1998年9月15日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月17日
發(fā)明者田村裕司, 舛田英智 申請人:科樂美股份有限公司