(57)【要約】  双方向ビデオゲームシステムが、プレイエリアの周囲に配置されて、複数のプレーヤの各々のそれぞれの体積データを収集するように構成された体積センサのアレイを含む。このシステムは、体積センサのアレイに通信可能に結合されたコントローラを含む。コントローラは、体積センサのアレイから、複数のプレーヤの各々のそれぞれの体積データを受け取り、複数のプレーヤの各々のそれぞれの体積データを組み合わせて、複数のプレーヤの各々の少なくとも１つのそれぞれのモデルを生成し、複数のプレーヤの各プレーヤの生成された少なくとも１つのそれぞれのモデルに少なくとも部分的に基づいて、複数のプレーヤの各プレーヤのそれぞれの仮想表現を生成し、複数のプレーヤの各プレーヤの生成されたそれぞれの仮想表現を仮想環境内に提示するように構成される。【選択図】図１
2021508262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
双方向ビデオゲームシステムであって、
プレイエリアの周囲に配置され、かつ複数のプレーヤの各々のそれぞれの体積データを収集するように構成された体積センサのアレイと、
前記体積センサのアレイに通信可能に結合されたコントローラと、
を含み、前記コントローラは、
前記体積センサのアレイから、前記複数のプレーヤの各プレーヤの前記それぞれの体積データを受け取り、
前記複数のプレーヤの各プレーヤの少なくとも１つのそれぞれのモデルを生成するために、前記複数のプレーヤの各プレーヤの前記それぞれの体積データを組み合わせ、
前記複数のプレーヤの各プレーヤの前記生成された少なくとも１つのそれぞれのモデルに少なくとも部分的に基づいて、前記複数のプレーヤの各プレーヤのそれぞれの仮想表現を生成し、
仮想環境内の前記複数のプレーヤの各プレーヤの前記生成されたそれぞれの仮想表現を提示する、
ように構成される、
双方向ビデオゲームシステム。
【請求項２】
前記体積センサのアレイは、深度カメラ、ＬＩＤＡＲ装置、又はこれらの組み合わせのアレイを含む、請求項１に記載の双方向ビデオゲームシステム。
【請求項３】
前記アレイの前記体積センサは、前記プレイエリアの周辺を囲んで対称的に分散する、請求項１に記載の双方向ビデオゲームシステム。
【請求項４】
前記生成された少なくとも１つのそれぞれのモデルは、前記複数のプレーヤの各プレーヤのそれぞれの影モデルを含み、前記複数のプレーヤの各それぞれの仮想表現は、前記複数のプレーヤの各プレーヤの前記それぞれの影モデルに基づいて生成される、請求項１に記載の双方向ビデオゲームシステム。
【請求項５】
前記プレイエリアの近傍に配置されたディスプレイ装置を含み、該ディスプレイ装置は、該プレイエリア内の前記複数のプレーヤに対して前記仮想環境を表示するように構成される、請求項１に記載の双方向ビデオゲームシステム。
【請求項６】
前記コントローラは、
前記生成された少なくとも１つのそれぞれのモデルに少なくとも部分的に基づいて、前記プレイエリア内の前記複数のプレーヤの各プレーヤのゲーム内動作及び対応するゲーム内効果を決定し、
前記決定されたゲーム内動作及びゲーム内効果に基づいて、前記複数のプレーヤの各プレーヤの前記生成されたそれぞれの仮想表現及び前記仮想環境を更新する、
ように構成される、請求項１に記載の双方向ビデオゲームシステム。
【請求項７】
前記生成された少なくとも１つのそれぞれのモデルの各々は、前記複数のプレーヤの各プレーヤのそれぞれの体積モデルを含み、前記コントローラは、ゲームプレイの終了時に、前記仮想環境内の前記複数のプレーヤのうちの特定のプレーヤの前記体積モデルを含む模擬画像を生成するように構成される、請求項１に記載の双方向ビデオゲームシステム。
【請求項８】
前記プレイエリアは３次元（３Ｄ）プレイエリアであり、前記体積センサのアレイは、該３Ｄプレイエリアの幅、高さ及び深さに関して前記複数のプレーヤの各プレーヤの前記それぞれの体積データを収集するように構成される、請求項１に記載の双方向ビデオゲームシステム。
【請求項９】
前記プレイエリアは２次元（２Ｄ）プレイエリアであり、前記体積センサのアレイは、該２Ｄプレイエリアの幅及び高さに関して前記複数のプレーヤの各プレーヤの前記それぞれの体積データを収集するように構成される、請求項１に記載の双方向ビデオゲームシステム。
【請求項１０】
双方向ビデオゲームシステムであって、
プレイエリアの近傍に配置され、かつ該プレイエリア内の複数のプレーヤに対して仮想環境を表示するように構成されたディスプレイ装置と、
前記プレイエリアの周囲に配置された感知ユニットのアレイであって、該アレイの各感知ユニットは前記複数のプレーヤのうちの少なくとも１人のプレーヤの部分的モデルを決定するように構成される、感知ユニットのアレイと、
前記感知ユニットのアレイに通信可能に結合されたコントローラと、
を含み、前記コントローラは、
前記感知ユニットのアレイから前記複数のプレーヤの各プレーヤの前記部分的モデルを受け取り、
前記複数のプレーヤの各プレーヤの前記部分的モデルを融合することによって前記複数のプレーヤの各プレーヤのそれぞれのモデルを生成し、
前記複数のプレーヤの各プレーヤの前記生成されたそれぞれのモデルに少なくとも部分的に基づいて、前記複数のプレーヤの各プレーヤのゲーム内動作を決定し、
前記複数のプレーヤの各プレーヤの前記生成されたそれぞれのモデル及び前記ゲーム内動作に少なくとも部分的に基づいて、前記仮想環境内の前記複数のプレーヤの各プレーヤのそれぞれの仮想表現を前記ディスプレイ装置上に表示する、
ように構成される、
双方向ビデオゲームシステム。
【請求項１１】
前記感知ユニットのアレイの各感知ユニットは、それぞれの処理回路に通信可能に結合されたそれぞれのセンサを含み、前記感知ユニットのアレイの各感知ユニットの前記それぞれの処理回路は、前記感知ユニットのそれぞれのセンサによって収集されたデータに基づいて、前記複数のプレーヤの各プレーヤの前記生成されたそれぞれのモデルのそれぞれの部分を決定するように構成される、請求項１０に記載の双方向ビデオゲームシステム。
【請求項１２】
前記感知ユニットのアレイの各感知ユニットは、インターネットプロトコル（ＩＰ）ネットワークを介して前記コントローラに通信可能に結合される、請求項１１に記載の双方向ビデオゲームシステム。
【請求項１３】
前記感知ユニットのアレイは、前記プレイエリアの周辺を囲んで対称的に分散する深度カメラ、ＬＩＤＡＲ装置、又はこれらの組み合わせのアレイを含む、請求項１０に記載の双方向ビデオゲームシステム。
【請求項１４】
前記感知ユニットのアレイは、前記複数のプレーヤの上方に配置され、前記プレイエリアに向かって下向きの角度に向けられる、請求項１３に記載の双方向ビデオゲームシステム。
【請求項１５】
前記感知ユニットのアレイは、最大８個の感知ユニットを含む、請求項１４に記載の双方向ビデオゲームシステム。
【請求項１６】
前記コントローラに通信可能に結合された無線周波数（ＲＦ）センサを含み、前記コントローラは、前記ＲＦセンサから、前記複数のプレーヤの各プレーヤのアイデンティティ、位置、又はこれらの組み合わせを示すデータを受け取るように構成される、請求項１０に記載の双方向ビデオゲームシステム。
【請求項１７】
前記コントローラに通信可能に結合されたインターフェイスパネルを含み、該インターフェイスパネルは、ゲームプレイ中に前記複数のプレーヤからの入力を受け取るように構成された複数の入力装置を含む、請求項１０に記載の双方向ビデオゲームシステム。
【請求項１８】
前記インターフェイスパネルは、前記複数のプレーヤの各プレーヤの前記決定されたゲーム内動作に少なくとも部分的に基づいて前記複数のプレーヤに少なくとも１つの物理的効果を提供するように構成された少なくとも１つの物理的効果装置を含む、請求項１７に記載の双方向ビデオゲームシステム。
【請求項１９】
前記コントローラに通信可能に結合されたデータベースシステムを含み、前記コントローラは、該データベースシステムに前記複数のプレーヤに関する情報を問い合わせて受け取るように構成される、請求項１０に記載の双方向ビデオゲームシステム。
【請求項２０】
前記複数のプレーヤの各プレーヤの前記それぞれの仮想表現を提示するために、前記コントローラは、前記複数のプレーヤに関する情報を問い合わせて受け取り、該受け取った情報に基づいて前記仮想表現の修正方法を決定するように構成される、請求項１９に記載の双方向ビデオゲームシステム。
【請求項２１】
前記コントローラは、前記複数のプレーヤの各プレーヤの前記それぞれのモデルに基づいて、前記複数のプレーヤの各プレーヤの前記それぞれの仮想表現を生成するように構成される、請求項１０に記載の双方向ビデオゲームシステム。
【請求項２２】
双方向ビデオゲームシステムの動作方法であって、
前記双方向ビデオゲームシステムのコントローラの処理回路を介して、プレイエリアの周囲に配置された感知ユニットのアレイから、該プレイエリア内に位置する複数のプレーヤの部分的モデルを受け取るステップと、
前記処理回路を介して、前記複数のプレーヤの各プレーヤのそれぞれのモデルを生成するために、前記複数のプレーヤの各プレーヤの前記受け取った部分的モデルを融合するステップと、
前記処理回路を介して、前記複数のプレーヤの各プレーヤの前記生成されたそれぞれのモデルに少なくとも部分的に基づいて、前記複数のプレーヤの各プレーヤのゲーム内動作を決定するステップと、
ディスプレイ装置を介して、前記複数のプレーヤの各プレーヤの前記生成されたそれぞれのモデル及び前記ゲーム内動作に少なくとも部分的に基づいて、仮想環境内の前記複数のプレーヤの各プレーヤの仮想表現を提示するステップと、
を含む、方法。
【請求項２３】
前記感知ユニットのアレイの各感知ユニットの体積センサを使用して、前記プレイエリア内に位置する前記複数のプレーヤの各プレーヤを走査するステップと、
前記感知ユニットのアレイの各感知ユニットの処理回路を介して、前記複数のプレーヤの各プレーヤの前記部分的モデルを生成するステップと、
ネットワークを介して、前記複数のプレーヤの各プレーヤの前記部分的モデルを前記コントローラの前記処理回路に提供するステップと、
を含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記生成された部分的モデルの各々は、部分的体積モデル、部分的骨格モデル、部分的影モデル、又はこれらの組み合わせを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記複数のプレーヤは、前記双方向ビデオゲームシステムを同時にプレイしている少なくとも１２人のプレーヤを含む、請求項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般にビデオゲームシステムに関し、具体的には、同時多人数型ゲームプレイを可能にする双方向ビデオゲームシステム(interactive video game system)に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ビデオゲームシステムは、プレーヤが所定の目標又は目的を達成するために、仮想環境内でキャラクタを制御することを可能にする。従来のビデオゲームシステムは、プレーヤが仮想ゲーム環境内でキャラクタを制御することを可能にするために、一般にジョイスティック、ゲームコントローラ、キーボードなどの手動入力装置に依拠する。また、いくつかの最新のビデオゲームシステムは、プレーヤの動きを追跡して、プレーヤが自身の動きに基づいてビデオゲームキャラクタを制御することを可能にするカメラを含むことができる。しかしながら、通常、これらのシステムは、プレーヤの一部が少なくとも一時的にカメラから隠されて、結果的にシステムがプレーヤの位置又は動きを正確に追跡できなくなるオクルージョンの問題を抱えている。例えば、オクルージョンは、仮想環境内のキャラクタの動きに乱れ(jittering)又はつっかえ(stuttering)を引き起こすとともに、他にもプレーヤ動作からゲーム内のキャラクタ動作への変換を不正確な又は誤ったものにしてしまう恐れがある。また、多人数型ビデオゲームシステムでは、オクルージョンの可能性がプレーヤの数と共に劇的に増加する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本実施形態は、プレイエリアの周囲に配置されて、複数のプレーヤの各々のそれぞれの体積データ(volumetric data)を収集するように構成された体積センサ(volumetric sensors)のアレイを含む双方向ビデオゲームシステムに関する。このシステムは、体積センサのアレイに通信可能に結合されたコントローラを含む。コントローラは、体積センサのアレイから、複数のプレーヤの各々のそれぞれの体積データを受け取るように構成される。コントローラは、複数のプレーヤの各々のそれぞれの体積データを組み合わせて、複数のプレーヤの各々の少なくとも１つのそれぞれのモデルを生成するように構成される。コントローラは、複数のプレーヤの各プレーヤの生成された少なくとも１つのそれぞれのモデルに少なくとも部分的に基づいて、複数のプレーヤの各プレーヤのそれぞれの仮想表現(virtual representation)を生成するようにも構成される。コントローラは、複数のプレーヤの各プレーヤの生成されたそれぞれの仮想表現を仮想環境内に提示するようにさらに構成される。
【０００４】
本実施形態は、プレイエリアの近傍に配置されて、プレイエリア内の複数のプレーヤに対して仮想環境を表示するように構成されたディスプレイ装置(display device)を有する双方向ビデオゲームシステムにも関する。このシステムは、プレイエリアの周囲に配置され、それぞれが複数のプレーヤのうちの少なくとも１人のプレーヤの部分的モデル(partial model)を決定するように構成された感知ユニット(sensing units)のアレイを含む。システムは、感知ユニットのアレイに通信可能に結合されたコントローラも含む。コントローラは、感知ユニットのアレイから複数のプレーヤの各プレーヤの部分的モデルを受け取り、複数のプレーヤの各プレーヤの部分的モデルを融合することによって複数のプレーヤの各プレーヤのそれぞれのモデルを生成し、複数のプレーヤの各プレーヤの生成されたそれぞれのモデルに少なくとも部分的に基づいて、複数のプレーヤの各プレーヤのゲーム内動作(in-game actions)を決定し、複数のプレーヤの各プレーヤの生成されたそれぞれのモデル及びゲーム内動作に少なくとも部分的に基づいて、仮想環境内の複数のプレーヤの各プレーヤのそれぞれの仮想表現をディスプレイ装置上に提示するように構成される。
【０００５】
本実施形態は、双方向ビデオゲームシステムの動作方法にも関する。この方法は、双方向ビデオゲームシステムのコントローラの処理回路を介して、プレイエリアの周囲に配置された感知ユニットのアレイから、プレイエリア内に位置する(positioned)複数のプレーヤの部分的モデルを受け取るステップを含む。方法は、処理回路を介して、複数のプレーヤの各プレーヤの受け取った部分的モデルを融合して、複数のプレーヤの各プレーヤのそれぞれのモデルを生成するステップを含む。方法は、処理回路を介して、複数のプレーヤの各プレーヤの生成されたそれぞれのモデルに少なくとも部分的に基づいて、複数のプレーヤの各プレーヤのゲーム内動作を決定するステップを含む。方法は、ディスプレイ装置を介して、複数のプレーヤの各プレーヤの生成されたそれぞれのモデル及びゲーム内動作に少なくとも部分的に基づいて、仮想環境内の複数のプレーヤの各プレーヤの仮想表現を提示するステップも含む。
【０００６】
全体を通じて同じ部分を同じ符号によって示す添付図面を参照しながら以下の詳細な説明を読めば、本開示のこれらの及びその他の特徴、態様及び利点がより良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の技術による、複数のプレーヤが３次元（３Ｄ）プレイエリア内で動作を実行することによってそれぞれの仮想表現を制御することを可能にする双方向ビデオゲームシステムの実施形態の概略図である。
【図２】本発明の技術による、２次元（２Ｄ）プレイエリアを有する双方向ビデオゲームシステムの別の実施形態の概略図である。
【図３】本発明の技術による、３Ｄプレイエリア内のプレーヤを表す骨格モデル及び影モデル、並びに仮想環境内に提示されるプレーヤの対応する仮想表現の例を示す図である。
【図４】本発明の技術による、２Ｄプレイエリア内のプレーヤを表す骨格モデル及び影モデル、並びに仮想環境内に提示されるプレーヤの対応する仮想表現の例を示す図である。
【図５】本発明の技術による、双方向型ゲームシステムを動作させるプロセスの実施形態を示すフロー図である。
【図６】本発明の技術による、図５のフロー図に示す特定の動作を双方向ビデオゲームシステムが実行するプロセスの実施形態例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本明細書で使用する「体積走査データ(volumetric scanning data)」は、プレイエリア内のプレーヤの可視的外面を光学的に測定（例えば、撮像、測距）することによって収集されたポイントクラウドデータなどの３次元（３Ｄ）データを意味する。本明細書で使用する「体積モデル(volumetric model)」は、プレーヤの外面を大まかに表してテクスチャデータを含むことができる、プレーヤの体積走査データから生成された３Ｄモデルである。本明細書で使用する「影モデル(shadow model)」は、体積走査データから生成されるプレーヤのテクスチャレスな体積モデルを意味する。従って、プレーヤの影モデルは、ディスプレイ装置などの２次元（２Ｄ）表面上に提示された場合、背後から照明を当てられた時のプレーヤの影又はシルエットと実質的に同様の形状を有する。本明細書で使用する「骨格モデル(skeletal model)」は、プレイエリア内のプレーヤの位置(location)及びポーズを表すようにプレーヤの特定の骨（例えば、腕、脚、頭、背骨に関連する骨）の予想される場所(locations)及び位置(positions)を定める、プレーヤの体積走査データから生成された３Ｄモデルを意味する。
【０００９】
本実施形態は、複数の（例えば、最大１２人の）プレーヤが物理的プレイエリア内で動作を実行して、表示された仮想環境内のプレーヤの仮想表現を制御することを可能にする双方向ビデオゲームシステムに関する。開示する双方向ビデオゲームシステムは、各プレーヤを体積的に走査することができる、深度カメラ、並びに光検出及び測距（ＬＩＤＡＲ）装置などの２又は３以上の体積センサを有するアレイを含む。後述するように、システムは、センサのアレイによって収集された体積走査データに基づいて各プレーヤのモデル（例えば、体積モデル、影モデル、骨格モデル）を生成する好適な処理回路を含む。ゲームプレイ中、少なくとも２つのセンサがプレイエリア内のプレーヤの動作を取り込み、システムが、生成されたプレーヤモデルに基づいてこれらの動作の性質を決定する。従って、双方向ビデオゲームシステムは、プレーヤの動作と、その対応するゲーム内効果(in-game effects)とに基づいて、プレーヤの仮想表現及び仮想環境を継続的に更新する。
【００１０】
上述したように、開示する双方向ビデオゲームシステムのアレイは、プレイエリア内のプレーヤの動作をモニタするようにプレイエリアの周囲に配置された複数の体積センサを含む。これにより、一般にアレイの１又は２以上の体積センサの視点からの潜在的オクルージョン(potential occlusion)にもかかわらず、ゲームプレイを全体を通じて各プレーヤの骨格モデルを正確に生成できることを確実にすることができる。また、システムの処理回路は、体積走査データを使用して、仮想環境内の各プレーヤの仮想表現の態様（例えば、サイズ、形状、輪郭）を生成することができる。いくつかの実施形態では、各プレーヤの仮想表現のいくつかの態様（例えば、色、テクスチャ、スケール）を、プレーヤに関連する情報に基づいてさらに調整又は修正することができる。後述するように、この情報は、ゲームプレイに関連する情報（例えば、獲得されたアイテム、解除された成果）、及びゲーム外のプレーヤの活動に関する他の情報（例えば、他のゲームでのプレーヤ成績、プレーヤが購入したアイテム、プレーヤが訪れた場所）を含むことができる。さらに、ゲームシステムの処理回路は、体積センサのアレイによって収集された体積走査データを使用して、プレーヤの体積モデルが仮想世界内に存在するものとして示される記念画像などの追加コンテンツを生成することもできる。従って、開示する双方向ビデオゲームシステムは、複数の同時プレーヤにとっての没入的な魅力ある体験を可能にする。
【００１１】
これらを踏まえた上で、図１は、複数のプレーヤ１２（例えば、プレーヤ１２Ａ及び１２Ｂ）がプレイエリア１６内で動作を実行することによってそれぞれの仮想表現１４（例えば、仮想表現１４Ａ及び１４Ｂ）をそれぞれ制御することを可能にする双方向ビデオゲームシステム１０の実施形態の概略図である。なお、単純化のために、この説明は、２人のプレーヤ１２が双方向ビデオゲームシステム１０を使用することに向けられているが、他の実施形態では、双方向ビデオゲームシステム１０が２人よりも多くの（例えば、６人、８人、１０人、１２人又はそれ以上の）プレーヤ１２をサポートすることもできる。本明細書では、図１に示す双方向ビデオゲームシステム１０のプレイエリア１６を３Ｄプレイエリア１６Ａとして説明する。本明細書で使用する「３Ｄプレイエリア(3D play area)」という用語は、プレイエリア１６が（ｘ軸１８に対応する）幅、（ｙ軸２０に対応する）高さ、及び（ｚ軸２２に対応する）深さを有し、一般にシステム１０がｘ軸１８、ｙ軸２０及びｚ軸２２に沿った各プレーヤ１２の動きをモニタすることを意味する。双方向ビデオゲームシステム１０は、プレーヤ１２がプレイエリア１６全体を動き回ることに応答して、仮想環境３２内のｘ軸２６、ｙ軸２８及びｚ軸３０に沿ってディスプレイ装置２４上に提示される仮想表現１４の位置を更新する。３Ｄプレイエリア１６Ａは、概ね円形として示されているが、他の実施形態では、３Ｄプレイエリア１６Ａを正方形、長方形、六角形、八角形又は他のいずれかの好適な３Ｄ形状とすることもできる。
【００１２】
図１に示す双方向ビデオゲームシステム１０の実施形態は、一般にシステム１０の動作を制御する制御信号を供給する、メモリ回路３３及び処理回路３５を有する一次コントローラ３４を含む。従って、一次コントローラ３４は、３Ｄプレイエリア１６Ａの周囲に配置された感知ユニット３８のアレイ３６に通信可能に結合される。具体的には、感知ユニット３８のアレイ３６は、プレイエリア１６の周辺を囲んで対称的に分散するものとして説明することができる。いくつかの実施形態では、感知ユニット３８のアレイ３６の少なくとも一部をプレイエリア１６の上方に配置（例えば、天井から、或いは高くなったプラットフォーム又はスタンド上に懸架）し(positioned)、プレイエリア１６を撮像するように下向きの角度に向けることができる。他の実施形態では、感知ユニット３８のアレイ３６の少なくとも一部をプレイエリア１６の床の近傍に配置し、プレイエリア１６を撮像するように上向きの角度に向けることができる。いくつかの実施形態では、双方向ビデオゲームシステム１０のアレイ３６が、プレイエリア１６内のプレーヤ（例えば、プレーヤ１２Ａ及び１２Ｂ）毎に、少なくとも２つの感知ユニット３８を含むことができる。従って、感知ユニット３８のアレイ３６は、プレイエリア１６の周囲の潜在的な有利な視点(potential vantage points)のかなりの部分を撮像して潜在的プレーヤオクルージョンを低減又は排除するように好適に配置される。
【００１３】
図示の実施形態では、各感知ユニット３８が、赤外線（ＩＲ）深度カメラ、ＬＩＤＡＲ装置、又は別の好適な測距装置及び／又は撮像装置とすることができるそれぞれのセンサ４０を含む。例えば、いくつかの実施形態では、アレイ３６内の感知ユニット３８の体積センサ４０が全てＩＲ深度カメラ又はＬＩＤＡＲ装置であり、他の実施形態では、アレイ３６内にＩＲ深度カメラ及びＬＩＤＡＲ装置の混合が存在する。現在では、後述するように、ＩＲ深度カメラ及びＬＩＤＡＲ装置の両方を使用して各プレーヤ１２を体積的に走査することができ、収集された体積走査データを使用してプレーヤの様々なモデルを生成できることが認識されている。例えば、いくつかの実施形態では、アレイ３６内のＩＲ深度カメラを使用してデータの収集及び骨格モデルの生成を行うことができる一方で、アレイ３６内のＬＩＤＡＲ装置によって収集されたデータを使用してプレーヤ１２の体積モデル及び／又は影モデルを生成することができ、このことについては以下で詳述する。ポイントクラウドデータを収集するＬＩＤＡＲ装置は、一般に深度カメラよりも広い範囲を、通常はより高い精度及び解像度で走査してマッピングすることができることも認識されている。従って、いくつかの実施形態では、アレイ３６の精度又は解像度を高め、及び／又はアレイ３６内に存在する感知ユニット３８の総数を減少させるために、アレイ３６の少なくとも１つの感知ユニット３８が、ＬＩＤＡＲ装置である対応する体積センサ４０を含む。
【００１４】
さらに、図示の各感知ユニット３８は、好適なメモリ回路４４及び処理回路４６を有するセンサコントローラ４２を含む。各センサユニット３８の処理回路４６は、メモリ回路４４に記憶された命令を実行して、感知ユニット３８がプレーヤ１２を体積的に走査して各プレーヤ１２の体積走査データを生成することを可能にする。例えば、図示の実施形態では、感知ユニット３８が、双方向ビデオゲームシステム１０の装置間の低遅延データ交換を可能にする高速インターネットプロトコル（ＩＰ）ネットワーク４８を介して一次コントローラ３４に通信可能に結合される。また、いくつかの実施形態では、感知ユニット３８の各々が、センサコントローラ４２を体積センサ４０と共にパッケージ化するそれぞれのハウジングを含むことができる。
【００１５】
なお、他の実施形態では、感知ユニット３８が、それぞれのセンサコントローラ４２を含まないこともできる。このような実施形態では、一次コントローラ３４の処理回路３５、又はシステム１０の他の好適な処理回路が、アレイ３６のそれぞれの体積センサ４０に通信可能に結合されて、体積センサ４０との間で直接制御信号のやり取りを行う。しかしながら、現在では、これらの各体積センサ４０によって収集された体積走査データの処理（例えば、フィルタ処理、骨格マッピング）がプロセッサ集約的であると認識されている。従って、いくつかの実施形態では、専用プロセッサ（例えば、各センサコントローラ４２のプロセッサ４６）を利用することによって作業負荷を分割して、それぞれのセンサ４０によって収集された体積データを処理した後に処理データを一次コントローラ３４に送信することが有利となり得る。例えば、図示の実施形態では、後述するように、センサコントローラ４２の各プロセッサ４６が、それぞれのセンサ４０によって収集された体積走査データを処理して各プレーヤ１２の部分的モデル（例えば、部分的体積モデル、部分的骨格モデル、部分的影モデル）を生成し、一次コントローラ３４の処理回路３５が、これらの部分的モデルを受け取って融合又は結合して各プレーヤ１２の完全なモデルを生成する。
【００１６】
また、いくつかの実施形態では、一次コントローラ３４が、プレイエリア１６内及びその周囲の他の感知装置(sensing devices)から情報を受け取ることもできる。例えば、図示の一次コントローラ３４は、３Ｄプレイエリア１６Ａの近傍（例えば、上方、下方、近隣）に配置された無線周波数（ＲＦ）センサ４５に通信可能に結合される。図示のＲＦセンサ４５は、各プレーヤ１２によって装着された、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグを有するブレスレット又はヘッドバンドなどのウェアラブル装置４７から、一意的に識別を行うＲＦ信号を受け取る。これに応答して、ＲＦセンサ４５は、プレイエリア１６内のプレーヤ１２のアイデンティティ及び相対的位置(relative positions)に関する信号を一次コントローラ３４に供給する。従って、図示の実施形態では、一次コントローラ３４の処理回路３５が、アレイ３６及び潜在的に他のセンサ（例えば、ＲＦセンサ４５）によって収集されたデータを受け取って組み合わせ、ゲームプレイ中のプレイエリア１６内のプレーヤ１２のアイデンティティ、位置(locations)及び動作を特定する。また、図示の一次コントローラ３４は、データベースシステム５０、又はプレーヤ情報を記憶する他のいずれかの好適なデータリポジトリに通信可能に結合される。データベースシステム５０は、プレーヤモデル（例えば、体積モデル、影モデル、骨格モデル）、プレーヤ統計（例えば、勝ち、負け、得点、総ゲームプレイ時間）、プレーヤ属性又はインベントリ（例えば、能力、テクスチャ、アイテム）、ギフトショップにおけるプレーヤ購入、及びロイヤリティ報酬プログラムにおけるプレーヤポイントなどのプレーヤ１２に関連する情報の記憶及び検索を行う、メモリ回路５４に記憶された命令を実行する処理回路５２を含む。一次コントローラ３４の処理回路３５は、データベースシステム５０によって記憶されたプレーヤ１２に関する情報の問い合わせ、検索及び更新を行って、システム１０が本明細書に示すような動作を行えるようにする。
【００１７】
また、図１に示す双方向ビデオゲームシステム１０の実施形態は、一次コントローラ３４に通信可能に結合された出力コントローラ５６を含む。一般に、出力コントローラ５６は、メモリ回路６０に記憶された命令を実行してプレイエリア１６内のプレーヤ１２が観察及び体験する刺激出力（例えば、オーディオ信号、ビデオ信号、光、物理的効果）を制御する処理回路５８を含む。従って、図示の出力コントローラ５６は、聴覚装置６２及びディスプレイ装置２４に通信可能に結合されて、これらの装置を特定の出力を提供するように動作させるための好適な制御信号を供給する。他の実施形態では、出力コントローラ５６を、あらゆる数のオーディオ及び／又はディスプレイ装置に結合することができる。ディスプレイ装置２４は、プレイエリア１６内のプレーヤ１２に仮想環境３２の好適な視野を提供するように配置され設計されたプロジェクタ及び画面、平面型ディスプレイ装置、又は平面型ディスプレイ装置のアレイなどの、いずれかの好適なディスプレイ装置とすることができる。いくつかの実施形態では、プレイエリア１６の周囲に聴覚装置６２をアレイ状に配置して、ゲームプレイ中のプレーヤの没入感を高めることができる。他の実施形態では、システム１０が出力コントローラ５６を含まずに、一次コントローラ３４の処理回路３５を聴覚装置６２及びディスプレイ装置３４などに通信可能に結合して、プレイエリア１６内のプレーヤ１２が観察及び体験する様々な刺激を生成することもできる。
【００１８】
図２は、複数のプレーヤ１２（例えば、プレーヤ１２Ａ及び１２Ｂ）がプレイエリア１６内で動作を実行することによって仮想表現１４（例えば、仮想表現１４Ａ及び１４Ｂ）を制御することを可能にする双方向ビデオゲームシステム１０の別の実施形態の概略図である。図２に示す双方向ビデオゲームシステム１０の実施形態は、一次コントローラ３４と、感知ユニット３８のアレイ３６と、出力コントローラ５６と、ディスプレイ装置２４とを含む、本明細書で図１に関して説明した特徴の多くを含む。しかしながら、本明細書では、図２に示す双方向ビデオゲームシステム１０の実施形態を、２Ｄプレイエリア１６Ｂを有するものとして説明する。本明細書で使用する「２Ｄプレイエリア」という用語は、プレイエリア１６が（ｘ軸１８に対応する）幅及び（ｙ軸２０に対応する）高さを有し、一般にシステム１０がｘ軸１８及びｙ軸２０に沿った各プレーヤ１２の動きをモニタすることを意味する。図２に示す実施形態では、プレーヤ１２Ａ及び１２Ｂに２Ｄプレイエリア１６Ｂの区域７０Ａ及び７０Ｂがそれぞれ割り当てられ、プレーヤ１２がゲームプレイ中にそれぞれの割り当て区域外に出ることはない。双方向ビデオゲームシステム１０は、プレーヤ１２が２Ｄプレイエリア１６Ｂ内で動いたこと（例えば、ｘ軸１８に沿って走ったこと、ｙ軸２０に沿ってジャンプしたこと）に応答して、ディスプレイ装置２４上に提示される仮想表現１４の位置を仮想環境３２内のｘ軸２６及びｙ軸２８に沿って更新する。
【００１９】
また、図２に示す双方向ビデオゲームシステム１０の実施形態は、強化されたプレーヤ相互作用を可能にすることができるインターフェイスパネル７４を含む。図２に示すように、インターフェイスパネル７４は、ゲームプレイ中にプレーヤ１２からの入力を受け取るように設計された複数の入力装置７６（例えば、クランク、ホイール、ボタン、スライダ、ブロック）を含む。従って、図示のインターフェイスパネル７４は、一次コントローラ３４に通信可能に結合されて、ゲームプレイ中にプレーヤ１２がどのように入力装置７６を操作しているかを示す信号をコントローラ３４に供給する。図示のインターフェイスパネル７４は、ゲームプレイ中にプレーヤ１２に聴覚刺激、視覚刺激及び／又は物理的刺激を提供するように設計された複数の出力装置７８（例えば、聴覚出力装置、視覚出力装置、物理的刺激装置）を含む。従って、図示のインターフェイスパネル７４は、出力コントローラ５６に通信可能に結合されて制御信号を受け取り、一次コントローラ３４からの好適な信号に応答してプレイエリア１６内のプレーヤ１２に好適な刺激を提供する。例えば、出力装置７８は、スピーカ、ホーン及びサイレンなどの聴覚装置を含むことができる。出力装置７８は、インターフェイスパネル７４のライト又はディスプレイ装置などの視覚装置を含むこともできる。いくつかの実施形態では、インターフェイスパネル７４の出力装置７８が、一次コントローラ３４又は出力コントローラ５６からの好適な制御信号に応答して暖かい又は冷たい空気又はミストを噴出させる、圧縮空気管に結合された電子制御式放出弁などの物理的効果装置(physical effect devices)を含む。
【００２０】
図２に示すように、図示の双方向ビデオゲームシステム１０の実施形態の２Ｄプレイエリア１６Ｂの周囲に配置された感知ユニット３８のアレイ３６は、少なくとも２つの感知ユニット３８を含む。すなわち、図１に示す双方向ビデオゲームシステム１０の実施形態は、プレーヤ毎に少なくとも２つの感知ユニット３８を有するアレイ３６を含み、図２に示す双方向ビデオゲームシステム１０の実施形態は、プレーヤの数にかかわらず、わずかに２つの感知ユニット３８しか含まないことができるアレイ３６を含む。いくつかの実施形態では、アレイ３６が、２Ｄアレイエリア１６Ｂ内のプレーヤ１２に対して直角（９０°）に配置された少なくとも２つの感知ユニットを含むことができる。いくつかの実施形態では、これに加えて、又はこれとは別に、アレイ３６が、プレイエリア１６Ｂ内のプレーヤ１２に対して両側（１８０°）に配置された少なくとも２つの感知ユニットを含むことができる。具体例として、いくつかの実施形態では、アレイ３６が、２Ｄプレイエリア１６Ｂ内のプレーヤ１２の異なる（例えば、両）側に配置されたたった２つの感知ユニット３８を含むことができる。
【００２１】
上述したように、図１及び図２に示すアレイ３６は、プレイエリア１６内の各プレーヤ１２の体積走査データを収集することができる。いくつかの実施形態では、後述するように、収集された体積走査データを使用して各プレーヤの様々なモデル（例えば、体積モデル、影モデル、骨格モデル）を生成し、その後にゲームプレイ中のプレーヤの動きに基づいてこれらのモデルを更新することができる。しかしながら、現在では、テクスチャデータを含む体積モデルを使用することは、このテクスチャデータを欠いた影モデルを使用するよりも大幅にプロセッサ集約的である（例えば、追加のフィルタ処理、追加のデータ処理を伴う）と認識されている。例えば、いくつかの実施形態では、一次コントローラ３４の処理回路３５が、アレイ３６によって収集された体積走査データから、プレイエリア１６内のプレーヤ１２のエッジとプレーヤ１２の周囲とを区別するエッジ検出法を使用することによって各プレーヤ１２の影モデルを生成することができる。現在では、このようなエッジ検出法の方が、テクスチャデータを含む体積モデルを使用するよりもプロセッサ集約的でなく、フィルタ処理も大幅に少ないと認識されている。従って、現在では、双方向ビデオゲームシステム１０のいくつかの実施形態は、テクスチャを含む体積モデルの代わりに、一次コントローラ３４の処理回路３５のサイズ、複雑性及びコストの低減を可能にする影モデルを生成して更新すると認識されている。また、後述するように、処理回路３４は、生成された影モデルに少なくとも部分的に基づいてプレーヤ１２の仮想表現１４を生成することもできる。
【００２２】
上述したように、双方向ビデオゲームシステム１０のアレイ３６によって収集された体積走査データを使用して、各プレーヤの様々なモデル（例えば、体積モデル、影モデル、骨格モデル）を生成することができる。例えば、図３は、３Ｄプレイエリア１６Ａ内のプレーヤを表す骨格モデル８０（例えば、骨格モデル８０Ａ及び８０Ｂ）及び影モデル８２（例えば、影モデル８２Ａ及び８２Ｂ）を示す図である。図３には、本発明の技術による、ディスプレイ装置２４上の仮想環境３２内に提示されたこれらのプレーヤの対応する仮想表現１４（例えば、仮想表現１４Ａ及び１４Ｂ）も示す。図示のように、ゲームプレイ中、表現されるプレーヤは、骨格モデル８０及び影モデル８２の位置(locations)によって示すような双方向ビデオゲームシステム１０の３Ｄプレイエリア１６Ａ内の異なる位置(positions)に存在する。図示の仮想環境３２内のプレーヤの仮想表現１４は、プレーヤの影モデル８２に少なくとも部分的に基づいて生成される。上述したように、プレーヤが３Ｄプレイエリア１６Ａ内で動くと、一次コントローラ３４がこれらの動きを追跡して、更新された骨格モデル８０及び影モデル８２、並びに各プレーヤの仮想表現１４を適宜に生成する。
【００２３】
また、図１及び図３に示すような３Ｄプレイエリア１６Ａを有する双方向ビデオゲームシステム１０の実施形態は、ｚ軸２２に沿ったプレーヤの動き及び追跡を可能にして、この動きをｚ軸３０に沿った仮想表現１４の動きに変換する。図３に示すように、これにより、骨格モデル８０Ａ及び影モデル８２Ａによって表されたプレーヤは、３Ｄプレイエリア１６Ａの前端８４に移動することができ、この結果、対応する仮想表現１４Ａは、仮想環境３２内のｚ軸３０に沿った相対的に深い地点又は高さ８６に提示されるようになる。これにより、骨格モデル８０Ｂ及び影モデル８２Ｂによって表されたプレーヤは、３Ｄプレイエリア１６Ａの後端８８に移動することができ、この結果、対応する仮想表現１４Ｂは、仮想環境３２内のｚ軸３０に沿った大幅に浅い地点又は高さ９０に提示される。さらに、図示の実施形態では、３Ｄプレイエリア１６Ａ内のｚ軸２２に沿ったプレーヤの位置に基づいて、提示される仮想表現１４のサイズが修正される。すなわち、仮想環境３２内のｚ軸３０に沿って比較的深く配置された仮想表現１４Ａは、仮想環境３２内のｚ軸３０に沿って浅い深さ又は層に配置された仮想表現１４Ｂよりも大幅に小さく提示される。
【００２４】
なお、図１及び図３に示すような３Ｄプレーヤエリア１６Ａを有する双方向ゲームシステム１０の実施形態では、仮想表現１４が、仮想環境３２内のｚ軸３０に沿った同様の深さに位置する仮想オブジェクトとしか相互作用することができない。例えば、図３に示す実施形態では、仮想表現１４Ａは、仮想環境３２内のｚ軸３０に沿って深く配置された仮想オブジェクト９２と相互作用することができ、仮想表現１４Ｂは、仮想環境３２内のｚ軸３０に沿った比較的浅い深さに配置された別の仮想オブジェクト９４と相互作用することができる。すなわち、モデル８０Ａ及び８２Ａによって表されるプレーヤが３Ｄプレイエリア１６Ａ内のｚ軸２２に沿った位置を変更することによって、仮想環境３２内の仮想表現１４Ａが仮想オブジェクト９４と同様の深度に移動しない限り、仮想表現１４Ａは仮想オブジェクト９４と相互作用することができない。
【００２５】
比較のために、図４は、２Ｄプレイエリア１６Ｂ内のプレーヤを表す骨格モデル８０（例えば、骨格モデル８０Ａ及び８０Ｂ）及び影モデル８２（例えば、影モデル８２Ａ及び８２Ｂ）の例を示す図である。図４には、ディスプレイ装置２４上に提示されたプレーヤの仮想表現１４（例えば、仮想表現１４Ａ及び１４Ｂ）も示す。上述したように、プレーヤが２Ｄプレイエリア１６Ｂ内で動くと、一次コントローラ３４がこれらの動きを追跡し、各プレーヤの骨格モデル８０、影モデル８２及び仮想表現１４を適宜に更新する。上述したように、図２及び図４に示す２Ｄプレイエリア１６Ｂを有する双方向ビデオゲームシステム１０の実施形態は、ｚ軸（例えば、図１及び図３に示すｚ軸２２）に沿ったプレーヤの動きを追跡しない。代わりに、２Ｄプレイエリア１６Ｂを有する実施形態では、ゲームプレイ内及び／又はゲームプレイ外のプレーヤの状態又は条件に基づいて、提示される仮想表現１４のサイズを修正することができる。例えば、図４では、仮想表現１４Ａの方が仮想表現１４Ｂよりも大幅に大きい。いくつかの実施形態では、ゲームプレイの現在又は以前のラウンド中に仮想表現１４Ａがパワーアップを取得したことなどの、仮想表現１４Ａ又は１４Ｂが特定のアイテムと相互作用したことに応答して、仮想表現１４Ａ及び１４Ｂのサイズを強化又は誇張することができる。後述するように、他の実施形態では、仮想表現１４Ａの誇張されたサイズ、及び仮想表現の他の修正（例えば、テクスチャ、色、透明度、仮想表現が装着又は携帯しているアイテム）を、対応するプレーヤが双方向ビデオゲームシステム１０の外部の物体又はアイテムと相互作用した結果とすることができる。
【００２６】
現在では、図２及び図４に示すような２Ｄプレイエリア１６Ｂを利用する双方向ビデオゲームシステム１０の実施形態は、図１に示すような３Ｄプレイエリア１６Ａを利用する双方向ビデオゲームシステム１０の実施形態に勝る特定の利点を可能にすると認識されている。例えば、上述したように、図２に示すような２Ｄプレイエリア１６Ｂを有する双方向ビデオゲームシステム１０内の感知ユニット３８のアレイ３６は、図１に示すような３Ｄプレイエリア１６Ａを有する双方向ビデオゲームシステム１０よりも少ない感知ユニット３８を含む。すなわち、図２及び図４に示すような２Ｄプレイエリア１６Ｂを有する双方向ビデオゲームシステム１０では深度（例えば、図１に示すようなｚ軸２２に沿った位置及び動き）が追跡されない。また、プレーヤ１２Ａ及び１２Ｂが２Ｄプレイエリア１６Ｂのそれぞれの割り当て区域７０Ａ及び７０Ｂ内に留まるので、オクルージョンの可能性が大幅に低下する。例えば、２Ｄプレイエリア１６Ｂの割り当て区域７０内にプレーヤを留めることにより、プレーヤ間のオクルージョンはｘ軸１８のみに沿って発生すると予測される。従って、２Ｄプレイエリア１６Ｂを使用することにより、図２に示す双方向ビデオゲームシステム１０の実施形態は、図１の双方向ビデオゲームシステム１０の実施形態と比べて、プレーヤ１２を追跡するための感知ユニット３８の数が少ない小型アレイ３６の使用を可能にする。
【００２７】
従って、２Ｄプレイエリア１６Ｂを有する双方向ビデオゲームシステム１０の実施形態で使用される感知ユニット３８の小型アレイ３６が生成する処理対象のデータも、３Ｄプレイエリア１６Ａを有する実施形態よりも大幅に少ないと認識される。例えば、図２及び図４の２Ｄプレイエリア１６Ｂでは、プレーヤ１２間のオクルージョンが大幅に制限されるとともに予測可能であるため、アレイ３６内で少ない数の感知ユニット３８を使用しながらプレイエリア１６の周囲の潜在的な有利な視点のかなりの部分をカバーすることができる。従って、２Ｄプレイエリア１６Ｂを有する双方向ゲームシステム１０の実施形態では、一次コントローラ３４の処理回路３５が、３Ｄプレイエリア１６Ａを有する双方向ゲームシステム１０の実施形態の一次コントローラ３４の処理回路３５に比べて小型、単純、及び／又はエネルギー効率の高いものになり得る。
【００２８】
上述したように、双方向ビデオゲームシステム１０は、プレーヤ１２の様々なモデルを生成することができる。具体的に言えば、いくつかの実施形態では、一次コントローラ３４の処理回路３５が、アレイ３６の様々な感知ユニット３８から部分的モデルデータ(partial model data)（例えば、部分的体積モデル、影モデル及び／又は骨格モデル）を受け取って、これらの部分的モデルを各プレーヤ１２の完全なモデル（例えば、完全な体積モデル、影モデル及び／又は骨格モデル）に融合するように構成される。以下では、一次コントローラ３４の処理回路３５がアレイ３６の様々な感知ユニット３８から受け取られた部分的骨格モデルを融合する例を示す。いくつかの実施形態では、一次コントローラ３４の処理回路３５が、同様のプロセスを使用して部分的影モデルデータを影モデルに融合し、及び／又は部分的体積モデルデータを融合することができると理解することができる。
【００２９】
ある例では、部分的骨格モデルが、双方向ビデオゲームシステム１０の各感知ユニット３８によって生成された後に一次コントローラ３４の処理回路３５によって融合される。具体的に言えば、処理回路３５は、プレイエリア１６に対して異なる角度で（例えば、両側に、垂直に）配置された異なる感知ユニット３８によって生成された各部分的骨格モデルにおける各プレーヤ１２の対応する骨を１対１でマッピングすることができる。いくつかの実施形態では、仮想表現１４を滑らかにしてぎくしゃくした動きを防ぐように、異なる感知ユニット３８によって生成された部分的骨格モデル間の比較的わずかな差分を処理回路３５による融合時に平均化することができる。また、特定の感知ユニットによって生成された部分的骨格モデルが、少なくとも２つの他の感知ユニットによって生成された部分的骨格モデルと大幅に異なる場合、一次コントローラ３４の処理回路３５は、データに誤りがあり、従ってこのデータを骨格モデル８０に含めないと判断することができる。例えば、他の部分的骨格モデルに存在する骨が特定の部分的骨格モデルに欠けている場合、処理回路３５は、欠けている骨がオクルージョンの結果である可能性が高いと判断し、これに応じて部分的骨格モデルの全部又は一部を廃棄することができる。
【００３０】
なお、仮想環境３２内の仮想表現１４の滑らかで迅速な動きをもたらすには、双方向ゲームシステム１０のコンポーネントの正確な協調が望ましい。具体的に言えば、処理回路３５は、感知ユニット３８によって生成された部分的モデル（例えば、部分的骨格モデル、体積モデル及び／又は影モデル）を正しく融合するために、各部分的モデルが感知ユニット３８によって生成された時点を考慮することができる。いくつかの実施形態では、双方向ビデオゲームシステム１０が、システム１０内の動作を同期させるために使用される、図１及び図２に示すようなシステムクロック１００を含むことができる。例えば、システムクロック１００は、双方向ビデオゲームシステム１０のネットワーク４８を介して一斉送信される時間信号を生成することができる、一次コントローラ３４又は別の好適な電子装置のコンポーネントとすることができる。いくつかの実施形態では、ネットワーク４８に結合された様々な装置が、特定の時点（例えば、ゲームプレイの開始時）にそれぞれのクロックを調整するための時間信号を受け取って使用し、その後に一次コントローラ３４にゲームプレイデータを提供する際に、これらのそれぞれのクロックからの信号に基づくタイミングデータを含めることができる。他の実施形態では、ネットワーク４８に結合された様々な装置が、ゲームプレイを全体を通じてシステムクロック１００からの時間信号を継続的に（例えば、規則的なマイクロ秒間隔で）受け取り、その後に一次コントローラ３４にデータ（例えば、体積走査データ、部分的モデルデータ）を提供する際に、この時間信号からのタイミングデータを含める。また、一次コントローラ３４の処理回路３５は、センサユニット３８によって生成された部分的モデル（例えば、部分的体積モデル、影モデル又は骨格モデル）が完全なモデルの生成又は更新に使用できるほど十分に新鮮なもの（例えば、最新のもの、他のデータと同時期のもの）であるかどうか、或いはデータを古いものとして廃棄すべきであるかどうかを判定することができる。従って、いくつかの実施形態では、システムクロック１００が、様々な感知ユニット３８によって生成された部分的モデルを処理回路３５がプレーヤ１２の好適な体積モデル、影モデル及び／又は骨格モデルに正しく融合することを可能にする。
【００３１】
図５は、本発明の技術による、双方向ゲームシステム１０を動作させるプロセス１１０の実施形態を示すフロー図である。他の実施形態では、図示のプロセス１１０のいくつかのステップを本発明の開示に従って異なる順序で実行し、複数回繰り返し、又は完全にスキップすることもできると理解することができる。図５に示すプロセス１１０は、一次コントローラ３４の処理回路３５が単独で実行することも、或いはシステム１０の他の好適な処理回路（例えば、処理回路４６、５２及び／又は５８）と組み合わせて実行することもできる。
【００３２】
図示のプロセス１１０の実施形態は、双方向ゲームシステム１０が各プレーヤの体積走査データを収集すること（ブロック１１２）から開始する。図１〜図４に示すようないくつかの実施形態では、プレイエリア１６の周囲に位置する感知ユニット３８がプレーヤ１２を走査又は撮像することができる。例えば、いくつかの実施形態では、ゲームプレイの開始前に、アレイ３６の感知ユニット３８が各プレーヤに関する体積走査データを収集している間にプレーヤ１２に特定のポーズを取るように促すことができる。他の実施形態では、プレーヤ１２がプレイエリア１６に入る前に独立したシステムがプレーヤ１２を体積的に走査することができる。例えば、一連の待機中のプレーヤを、各プレーヤを（例えば、特定のポーズを取っている間に）個別に体積的に走査する（例えば、空港のセキュリティスキャナと同様の）事前走査システムに通して、各プレーヤの体積走査データを収集することができる。いくつかの実施形態では、事前走査システムを、感知ユニット３８のアレイ３６が個々のプレーヤの近傍に位置して体積走査データを収集する、図１に示すような３Ｄプレイエリア１６Ａ又は図２の２Ｄプレイエリア１６Ｂの小型版とすることができる。他の実施形態では、事前走査システムが、個々のプレーヤの周囲に位置する少ない数（例えば、１つ、２つ、３つ）の感知ユニット３８を含むことができ、これらの感知ユニット３８がプレーヤの周囲を回転して完全な体積走査データを収集する。現在では、双方向ゲームシステム１０の効率を高めてプレーヤの待機時間を減少させるように、プレーヤ１２がプレイエリア１６内に存在している間にブロック１１２に示す体積走査データを収集することが望ましいと認識されている。
【００３３】
次に、双方向ビデオゲームシステム１０は、収集された各プレーヤの体積走査データに基づいて、各プレーヤの対応するモデルを生成する（ブロック１１４）。上述したように、いくつかの実施形態では、一次コントローラの処理回路３５が、アレイ３６の各感知ユニット３８から各プレーヤの部分的モデルを受け取り、これらの部分的モデルを好適に融合して各プレーヤの好適なモデルを生成することができる。例えば、一次コントローラ３４の処理回路３５は、各プレーヤの２Ｄ又は３Ｄ形状を大まかに定める各プレーヤの体積モデルを生成することができる。これに加えて、又はこれとは別に、一次コントローラ３４の処理回路３５は、各プレーヤのテクスチャレスな３Ｄ形状を大まかに定める各プレーヤの影モデルを生成することもできる。さらに、処理回路３５は、プレイエリア内の各プレーヤの予測される骨格の位置(positions)及び場所(locations)を大まかに定める骨格モデルを生成することもできる。
【００３４】
プロセス例１１０を継続すると、次に、双方向ビデオゲームシステム１０は、収集された各プレーヤの走査データ及び／又は生成された各プレーヤの１又は２以上のモデルに少なくとも部分的に基づいて、各プレーヤの対応する仮想表現を生成する（ブロック１１６）。例えば、いくつかの実施形態では、一次コントローラ３４の処理回路３５が、プレーヤの仮想表現を生成する基礎として、ブロック１１４において生成された影モデルを使用することができる。いくつかの実施形態では、仮想表現１４が、図３及び図４に示すような対応するプレーヤの影モデルと実質的に同様の形状又は輪郭を有することができると理解することができる。仮想表現１４は、形状に加えて、表現されるプレーヤの特性に対応するように修正できる他の特性を有することもできる。例えば、プレーヤは、他のゲームシステムにおける成績、ギフトショップでの購入、及びロイヤリティプログラムへの加入などを反映する様々な特性（例えば、アイテム、状態、得点、統計値）に関連することができる。従って、対応するプレーヤに関連する様々な特性に応じて仮想表現の特性（例えば、サイズ、色、テクスチャ、アニメーション、仮想アイテムの存在）を設定し、ゲームプレイ中のプレーヤの特性の変更に基づいてこれを修正することができる。
【００３５】
なお、いくつかの実施形態では、プレーヤ１２の仮想表現１４が、生成された体積モデル又は影モデルに実質的に類似する外見又は形状を有していないこともできる。例えば、いくつかの実施形態では、双方向ビデオゲームシステム１０が、架空キャラクタに基づく仮想表現の予め生成されたライブラリ（例えば、アバター）を含み、又はこのようなライブラリに通信可能に結合することができ、システムが、プレーヤの生成された体積モデル又は影モデルに大まかに基づいて特定の仮想表現を選択し、或いは特定の選択可能な仮想表現をプレーヤに推奨することができる。例えば、ゲームが大柄なヒーローと小柄な相棒とを含む場合、双方向ビデオゲームシステム１０は、予め生成されたライブラリから、大人のプレーヤのための比較的大柄なヒーローの仮想表現と、子供のプレーヤのための比較的小柄な相棒の仮想表現とを選択又は推奨することができる。
【００３６】
次に、プロセス１１０では、双方向ビデオゲームシステム１０が、仮想環境３２内の各プレーヤの対応する仮想表現１４をディスプレイ装置２４上に提示する（ブロック１１８）。いくつかの実施形態では、ブロック１１８の動作が、提示することに加えて、ゲームプレイの開始前にプレイエリア１６内のプレーヤ１２にウェルカムメッセージ又は配向／操作情報などの他の導入プレゼンテーションを示すことを含むこともできる。さらに、いくつかの実施形態では、一次コントローラ３４の処理回路３５が、プレイエリア１６内の環境のパラメータを設定又は修正するための好適な信号を供給することもできる。例えば、これらの修正は、家のライトの明るさ及び／又は色の調整、ゲーム音楽又はゲーム効果音の再生、プレイエリアの温度の調整、及びプレイエリア内の物理的効果の作動などを含むことができる。
【００３７】
ゲームプレイが開始すると、ブロック１１６で生成されてブロック１１８で提示された仮想表現１４が、本明細書で図３及び図４に関して説明したように互いに及び／又は仮想環境３２内の仮想オブジェクト（例えば、仮想オブジェクト９２及び９４）と相互作用することができる。ゲームプレイ中、一般に双方向ビデオゲームシステム１０は、プレイエリア１６内の各プレーヤ１２のゲーム内動作と、これらのゲーム内動作の対応するゲーム内効果とを決定する（ブロック１２０）。また、一般に双方向ビデオゲームシステム１０は、ブロック１２０において決定されたプレイエリア１６内のプレーヤ１２のゲーム内動作と対応するゲーム内効果とに基づいて、プレーヤ１２の対応する仮想表現１４及び／又は仮想環境３２を更新する（ブロック１２２）。矢印１２４によって示すように、双方向ビデオゲームシステム１０は、例えばプレーヤ１２のうちの１人がゲームプレイのラウンドに勝利するか、或いは割り当てられたゲームプレイ時間が終了することによってゲームプレイが完了するまで、ブロック１２２及び１２２に示すステップを繰り返すことができる。
【００３８】
図６は、双方向ビデオゲームシステム１０が図５のブロック１２０及び１２２に示す動作を実行するさらに詳細なプロセス１３０の実施形態例を示すフロー図である。すなわち、図６に示すプロセス１３０は、括弧１２０によって示すような、プレイエリア内の各プレーヤのゲーム内動作とこれらのゲーム内動作の対応するゲーム内効果とを決定するための複数のステップ、並びに各プレーヤの対応する仮想表現及び／又は仮想環境を更新するための複数のステップを含む。いくつかの実施形態では、プロセス１３０において説明する動作を、一次コントローラ３４のメモリ回路３３などの好適なメモリに命令として符号化し、双方向ビデオゲームシステム１０の一次コントローラ３４の処理回路３５などの好適なプロセッサによって実行することができる。なお、図示のプロセス１３０はほんの一例として示すものであり、他の実施形態では、説明するいくつかの動作を異なる順序で実行し、繰り返し、又は完全にスキップすることもできる。
【００３９】
図６のプロセス１３０は、処理回路３５がプレイエリア内の複数のセンサユニットから部分的モデルを受け取ること（ブロック１３２）から開始する。本明細書で図１及び図２に関して説明したように、双方向ビデオゲームシステム１０は、プレイエリア１６の周囲の異なる位置に配置された感知ユニット３８のアレイ３６を含み、これらの感知ユニット３８の各々は、プレーヤ１２の少なくとも一部を表す１又は２以上の部分的モデル（例えば、部分的体積モデル、影モデル及び／又は骨格モデル）を生成するように構成される。また、上述したように、処理回路３５は、プレイエリア１６内に配置されたプレーヤ１６の動作に関するデータを他の装置（例えば、ＲＦスキャナ４５、入力装置７６）から受け取ることもできる。さらに、上述したように、これらの部分的モデルには、クロック１００からの信号に基づいてタイムスタンプを与え、高速ＩＰネットワーク４８を介して一次コントローラ３４の処理回路３５に提供することができる。
【００４０】
図示のプロセス１３０の実施形態では、処理回路３５が、感知ユニット３８からの部分的モデルを受け取った後に、受け取った部分的モデルに基づいてこれらの部分的モデルを融合して各プレーヤの更新されたモデル（例えば、体積モデル、影モデル及び／又は骨格モデル）を生成する（ブロック１３４）。例えば、処理回路３５は、図５のプロセス１１０のブロック１１４において生成された初期骨格モデルなどの以前に生成されたモデルを更新することができる。また、上述したように、処理回路３５は、部分的モデルを組み合わせる際に、潜在的オクルージョン又はネットワーク遅延にもかかわらずにプレーヤを追跡する際の精度を高めるように、整合しない又は遅延のあるデータをフィルタ処理又は除去することができる。
【００４１】
次に、図示のプロセス１３０では、処理回路３５が、ブロック１３４において生成された最新のプレーヤモデルに少なくとも部分的に基づいて、各プレーヤ１２の対応する仮想表現１４の１又は２以上のゲーム内動作を識別する（ブロック１３６）。例えば、ゲーム内動作は、仮想環境３２内の仮想表現１４がジャンプすること、走ること、滑ること、又は別の動きを含むことができる。ゲーム内動作は、仮想環境３２内の仮想オブジェクトなどのアイテムと相互作用すること（例えば、アイテムを動かすこと、取得すること、失うこと、消費すること）を含むこともできる。ゲーム内動作は、目標を達成すること、別のプレーヤを倒すこと、ラウンドに勝利すること、又は他の同様のゲーム内動作を含むこともできる。
【００４２】
次に、処理回路３５は、各プレーヤ１２の識別されたゲーム内動作に応答して引き起こされる１又は２以上のゲーム内効果を決定することができる（ブロック１３８）。例えば、決定されたゲーム内動作がプレーヤの動きである場合、ゲーム内効果は、仮想環境内の対応する仮想表現の対応する位置の変化とすることができる。決定されたゲーム内動作がジャンプである場合、ゲーム内効果は、図１〜図４に示すようなｙ軸２０に沿って仮想表現を動かすことを含むことができる。決定されたゲーム内動作が特定のパワーアップアイテムを作動させることである場合、ゲーム内効果は、プレーヤ１２に関連する状態（例えば、健康状態、能力状態）を修正することを含むことができる。また、場合によっては、仮想表現１４の動きをプレーヤ１２の実際の動きに対して強調又は拡張する(augmented)こともできる。例えば、仮想表現の外見の修正に関して上述したように、ゲームプレイ中に獲得したアイテム、他のゲームプレイセッション中に獲得したアイテム、及びギフトショップで購入したアイテムなどを含むプレーヤに関連する特性に基づいて、プレーヤの仮想表現の動きをプレーヤの実際の動きに対して一時的に又は恒久的に誇張（例えば、高くジャンプできるように、遠くにジャンプできるように）することができる。
【００４３】
次に、図示のプロセス１３０では、括弧１２２によって示すように、一般に処理回路３５が、各プレーヤのゲーム内動作及び対応するゲーム内効果に基づいてプレイエリア１６内のプレーヤへの提示を更新する。具体的に言えば、処理回路３５は、ブロック１３４において生成された最新の各プレーヤのモデル（例えば、影モデル及び骨格モデル）、ブロック１３６において識別されたゲーム内動作、及び／又はブロック１３８で決定されたゲーム内効果に基づいて、各プレーヤ１２の対応する仮想表現１４及び仮想環境３２を更新してゲームプレイを進める（ブロック１４０）。例えば、図１及び図２に示す実施形態では、処理回路３５が、ディスプレイ装置２４上に提示された仮想表現１４及び仮想環境３２を出力コントローラ５６の処理回路５８が更新するように、出力コントローラ５６に好適な信号を供給することができる。
【００４４】
また、処理回路３５は、決定されたゲーム内効果に少なくとも部分的に基づいて、プレイエリア１６内の１又は２以上の音（ブロック１４２）及び／又は１又は２以上の物理的効果（ブロック１４４）を生成するための好適な信号を供給することもできる。例えば、ゲーム内効果が、プレーヤの特定の仮想表現が仮想プールに突っ込むことであると決定された場合、一次コントローラ３４は、スピーカ６２に好適な飛沫音を発生させる信号、及び／又は物理的効果装置７８に一陣のミストを発生させる信号を出力コントローラ５６に送信させることができる。また、例えばパワーアップの獲得、パワーアップの消失、ポイントの計上、又は特定のタイプの環境を通じた移動を含むあらゆる数のゲーム内効果に応答して音及び／又は物理的効果を発生させることもできる。図５に関して上述したように、図６のプロセス１３０は、ゲームプレイが完了するまで矢印１２４によって示すように繰り返すことができる。
【００４５】
さらに、双方向ビデオゲームシステム１０は、体積センサ３８のアレイ３６によって収集された体積走査データを使用して他の機能を可能にすることもできる。例えば、上述したように、いくつかの実施形態では、一次コントローラ３４の処理回路３５が、各プレーヤのテクスチャ及び形状の両方を含む体積モデルを生成することができる。ゲームプレイの最後に、一次コントローラ３４の処理回路３５は、プレーヤのモデルを使用して仮想環境３２の一部におけるプレーヤの２Ｄ又は３Ｄ肖像を表現した模擬画像(simulated images)を生成し、これらをゲームプレイ体験の記念品としてプレーヤ１２に提供（例えば、印刷、電子的に転送）することができる。例えば、この画像は、プレーヤの体積モデルが仮想環境３２からのシーン内でゴールラインを横切っている様子を示す模擬画像の印刷物を含むことができる。
【００４６】
本方法の技術的効果は、複数の（例えば、２人又は３人以上の、４人又は５人以上の）プレーヤが物理的プレイエリア（例えば、２Ｄ又は３Ｄプレイエリア）内で動作を実行して、プレイエリアの近傍のディスプレイ装置上に提示された仮想環境内の対応する仮想表現を制御することを可能にする双方向ビデオゲームシステムを含む。開示するシステムは、体積走査データを収集して、各プレーヤの体積モデル、影モデル及び／又は骨格モデルなどの様々なモデルを生成するように構成された、複数のセンサ及び好適な処理回路を含む。システムは、生成されたプレーヤモデルに少なくとも部分的に基づいて各プレーヤの仮想表現を生成する。また、この双方向ビデオゲームシステムは、プレーヤに関連するポイント、購入、パワーアップなどの様々な特性に基づいて、仮想表現のサイズ、テクスチャ及び／又は色などの特性を設定又は修正することもできる。
【００４７】
本明細書では、本技術のいくつかの特徴のみを図示し説明したが、当業者には多くの修正及び変更が思い浮かぶであろう。従って、添付の特許請求の範囲は、本開示の実際の趣旨に該当する全てのこのような修正及び変更を含むものであると理解されたい。また、本明細書に示して特許請求する技術は、本技術分野を確実に改善する、従って抽象的なもの、無形のもの又は純粋に理論的なものではない実際的性質の有形物及び具体例を参照し、これらに適用される。さらに、本明細書の最後に添付するいずれかの請求項が、「．．．［機能］を［実行］する手段」又は「．．．［機能］を［実行］するステップ」として指定されている１又は２以上の要素を含む場合、このような要素は米国特許法１１２条（ｆ）に従って解釈すべきである。一方で、他のいずれかの形で指定された要素を含むあらゆる請求項については、このような要素を米国特許法１１２条（ｆ）に従って解釈すべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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