(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路，線路などのコースを進行して次々に視野範囲に入る３次元物体を演算処理して画像表示する画面表示方式において、
前記コースの視野範囲に入る３次元物体の形状データおよび各形状データに物体番号を付してなる物体データベースと、
前記各３次元物体がコース上のどの位置から視野範囲に入って出現し、どの位置から視野範囲より外れて消滅するかの地点の距離データ、出現か，消滅かを示すフラグおよびその物体を識別する物体番号とからなる出現データベースと、
現在視野範囲に入っている物体の番号を格納する表示物データベースと、
画像処理部と、
前記画像処理部で処理された画像を表示する画像表示手段と、
ゲーム全体を制御するプログラムを読み出し、読みだしたプログラムにしたがって前記画像処理部を制御するＣＰＵとを有し、
前記ＣＰＵは、
コース進行に伴って前記出現データベースを読み込み、物体の出現に対しては出現する物体番号を前記表示物データベースに追加し、消滅に対しては消滅する物体番号を前記表示物データベースより消去し、前記表示物データベースに格納されている物体番号の形状データを前記物体データベースより読み出し、前記画像処理部で画像処理して前記画像表示手段に出現する物体を表示することを特徴とする画面表示の最適化方式。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば軌道上を電車が進行していく場合、電車運転手から見える沿線の風景の画像を表示する画像表示方式、さらに詳しくいえば、画面に出ないものを如何に演算から省くかというカリング技術を考慮した画像表示の最適化方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の基本的なＣＧ（コンピュータグラフィック）による表示方法は、まず地面をつくり、その上に３次元モデルを配置してデータベースを生成している。そして、実際に表示するときにそのモデルが見える範囲だけに限定して３次元から２次元への変換演算を行う。これにより、ある点から見たい方向の画像を得ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の画像表示は、データベースを小さくし見たい方向が見えるようにする代償として画面に表示されないものまで演算しており、そのため、多くの演算能力を必要としていた。例えば、見ている方向の視野角内だけのものを演算すればよいものを、真横または真後ろまで計算していた。そのため視野角内だけを演算する場合に比較し２倍〜１６倍の計算能力を必要とし、計算能力を上げなければ画質を１／２〜１／１６に下げざるを得なかった。
本発明の課題は、演算能力の低いＣＧボードでも豪華な画像を出力することができる画面表示の最適化方式を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
カメラが軌道上を進む場合、軌道上の任意の地点において、カメラの位置と方向は正確に予測できるため軌道上の任意の地点から見える物体を予め算出することができる。ただし、計算結果をそのままデータとして使う場合、従来のＣＧの手法に比較しデータ量は従来のデータベースに軌道の長さを掛けた分の量となる。つまり、１ｍ単位で見える物体を計算した場合、軌道の長さが１０ｋｍであるとすると、１万倍のデータベースの大きさになり、このデータベースを持つことは現実的ではないので、本発明では以下に示す方法に基づく構成としている。
１．配置してある３次元物体に対して、それぞれ物体番号を付け、軌道上の各地点から見える物体そのもののデータではなく物体番号を記憶しておく。これによりデータ量を１／１０以下にすることができる。
２．軌道上を多少前後しても見えるものは変わることはないので、このことを利用して軌道を進行したときに初めて視野範囲に入る物体とその視野範囲に入る地点，視野範囲から外れる物体とその視野範囲から外れる地点だけを記憶する。これにより軌道上の所定間隔ごとにデータを持つ必要はないので、データ量を少なくできる。軌道を反対方向に進む場合も同じデータベースを用いることにより問題なく軌道から見えるものを特定できる。すなわち、軌道上の移動で視野範囲に入る物体を出現させ、視野範囲から外れる物体を消去する。
このように１，２の方法を採用することにより軌道上を移動して次々と表示が変わるように画像処理するのにも関わらず、データ量を通常のＣＧのデータベースより若干多い程度に留めることができる。
なお、上記方法によると、必ず軌道の最初または最後から表示しなければならないことから軌道上の任意の地点を表示したい場合は軌道の頭からデータベースのみを更新して頭出しする必要があるが、画面表示をしなければ十分な速度で任意地点のデータを導き出すことは可能である。
【０００５】
すなわち、本発明は上記課題を解決するために道路，線路などのコースを進行して次々に視野範囲に入る３次元物体を演算処理して画像表示する画面表示方式において、前記コースの視野範囲に入る３次元物体の形状データおよび各形状データに物体番号を付してなる物体データベースと、前記各３次元物体がコース上のどの位置から視野範囲に入って出現し、どの位置から視野範囲より外れて消滅するかの地点の距離データ、出現か，消滅かを示すフラグおよびその物体を識別する物体番号とからなる出現データベースと、現在視野範囲に入っている物体の番号を格納する表示物データベースと、画像処理部と、前記画像処理部で処理された画像を表示する画像表示手段と、ゲーム全体を制御するプログラムを読み出し、読みだしたプログラムにしたがって前記画像処理部を制御するＣＰＵとを有し、前記ＣＰＵは、コース進行に伴って前記出現データベースを読み込み、物体の出現に対しては出現する物体番号を前記表示物データベースに追加し、消滅に対しては消滅する物体番号を前記表示物データベースより消去し、前記表示物データベースに格納されている物体番号の形状データを前記物体データベースより読み出し、前記画像処理部で画像処理して前記画像表示手段に出現する物体を表示するように構成してある。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面等を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。
図１は、本発明による画面表示の最適化方式を適用した電車運転シュミレーションゲーム機の実施の形態を示す斜視図である。
プレーヤが座る椅子１０の前面に操作部と表示部２が設置されている。
椅子１０の下部には電車の進行時に生じるゴトン，ゴトンという音などの比較的低い音を出力するバスシェーカー９が組み込まれている。
【０００７】
表示部２の左右にはスピーカ１２が、上部にはタイトルパネル７が設けられている。操作部には架線電圧計１１，スピードメータ５およびブレーキの圧力計６が配置されている。
電車の運転はマスコン（マスタコントロール）レバー３とブレーキレバー４により行うことができる。マスコンレバー３は、手前に引くと停止状態から加速することができ、ブレーキレバー４は上から見て反時計方向に回転させるとブレーキ解除状態からブレーキの効き具合が増加する方向に働く。
足元には警笛を発するための警笛ペダル８が備わっている。
【０００８】
図示しないコイン投入口よりコインを投入すると、画面には路線およびラウンド（電車の種類）を選択する画面が表示され、図示しない操作装置２３（図２参照）により選択することができる。
路線および電車の種類を選択した後、スタートボタンを押すことにより電車運転のシュミレーションを進行させることができる。
【０００９】
図２は、図１のゲーム機の回路の実施の形態を示すブロック図である。
コイン関連装置２２へのコイン投入により、入出力制御装置２４を介してＣＰＵ１４に伝達され、ゲームが起動される。バックアップメモリ１３にはコイン数・プレイ数などの設定値が格納される。ＣＰＵ１４はＲＯＭ１８よりゲーム全体を制御するプログラムを読み出し、読み出したプログラムにしたがって画像処理部２１を制御し初期画面をＣＲＴ２に表示させる。ＣＰＵ１４は表示物データベース３２に現在表示している表示物体番号を保持する。
ワークＲＡＭ１７はＣＰＵ１４が演算をする場合に一時的にデータを格納するエリアである。
【００１０】
コミュニケーションＲＡＭ１５は、サウンドに関するＣＰＵ１４の指令を格納するもので、ＣＰＵ１４がサウンド状況を確認するときに用いられる。
サウンドシステム回路１６によりサウンドが生成され、スピーカ１２およびバスシェーカー９より運転時の種々のサウンドおよび音声が出力される。
ＲＯＭ１８はゲーム全体を制御するプログラムの他に、各電車路線の運転手の視界に入る沿線の画像を作るためのマップデータを格納するマップデータメモリ部１９を有している。
マップデータメモリ部１９には、視野範囲にはいる沿線の物体の形状データおよびその物体の形状データの物体番号よりなる物体データベース２５、ならびに物体が出現するか、または消滅する地点の距離データ，この距離データ対応に物体の出現，消滅を示すフラグおよびその物体を識別する物体番号とからなる出現データベース２６が格納されている。また、途中駅で停車するか、通過するかを示すチェックポイントデータのテーブルを多数格納するチェックポイントデータメモリ部２０−１〜２０−ｎを有している。
【００１１】
図３は本発明による画面表示の最適化方式を説明するための軌道および沿線風景の一例を示す図である。
電車が図３に示すような軌道３１上を進行し、軌道３１の沿線には標識２７，家２８，ビル２９および郵便局３０が存在しているとする。
標識２７，家２８，ビル２９および郵便局３０の形状データは、ＲＯＭ１８のマップデータメモリ部１９の物体データベース２５に格納されている。物体データベース２５は図４に示すように物体番号とその形状データにより構成されており、標識２７，家２８，ビル２９および郵便局３０にはそれぞれ物体番号１，２，３および４が付されている。
【００１２】
図５は、出現データベースのテーブルの一例を示す図である。
図３の軌道３１の地点Ａでは、運転手の視野（点線で示す三角形３１ａ）には物体番号２の家２８が入り始め、物体番号１の標識２７が視野から外れる。地点Ｂでは、物体番号３のビル２９と物体番号４の郵便局３０が運転手の視野（点線で示す三角形３１ｂ）に入り始める。
地点Ａが距離０ｍ，地点Ｂが距離１ｍ，地点Ｃが距離２ｍにそれぞれ対応する。
【００１３】
ＣＰＵ１４は、電車運転シュミレーションが開始されると、マップデータメモリ部１９よりマップデータを読み出し画像処理を実行する。まず、出現データベース２６より現在地点対応のデータを読み出す。例えば、軌道３１の地点Ａが出発位置であると、物体番号２と出現フラグが読み出され、表示物データベース３２に物体番号２が表示物体番号として格納される。この表示物データベース３２より物体番号２を読み出し、物体番号２の家２８の形状データを物体データベース２５より読み出し、画像処理部２１で画像処理して表示を行う。
つぎに地点Ｂまでは新規物体が画面に出現したり、今出現している物体すなわち家２８が視野から外れて消滅したりすることはないので、地点ＡとＢの間のデータは出現データベース２６には書き込まれていない。
【００１４】
ＣＰＵ１４はつぎに出現，消滅が発生する地点の対応のデータを読み出す。
地点Ｂでは物体番号３と４およびそれぞれの出現フラグが読み出され、表示物データベース３２に物体番号３と４が表示物体番号として格納される。これにより表示物データベース３２には表示物体番号として２に加えて３および４が格納される。地点Ｂに達すると、物体番号２の家２８の形状データの他に、物体番号３および４のビル２９と郵便局３０の形状データを物体データベース２５より読み出し、画像処理部２１で画像処理して表示を行う。
地点Ｃでは物体番号２の家２８は視野から外れるため、表示物データベース３２より物体番号２が消去される。地点Ｃに達したときには、表示物データベース３２には物体番号２の消去フラグが送られるため、画面には物体番号２の家２８は表示されない。
図６に表示物データベースの一例を示す。
【００１５】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明は、道路，線路などのコースを進行して次々に視野範囲に入る３次元物体を演算処理して画像表示する画面表示方式において、前記コースの視野範囲に入る３次元物体の形状データおよび各形状データに物体番号を付してなる物体データベースと、前記各３次元物体がコース上のどの位置から視野範囲に入って出現し、どの位置から視野範囲より外れて消滅するかの地点の距離データ、出現か，消滅かを示すフラグおよびその物体を識別する物体番号とからなる出現データベースと、現在視野範囲に入っている物体の番号を格納する表示物データベースと、画像処理部と、画像処理部で処理された画像を表示する画像表示手段と、ゲーム全体を制御するプログラムを読み出し、読みだしたプログラムにしたがって画像処理部を制御するＣＰＵとを有し、前記ＣＰＵは、コース進行に伴って前記出現データベースを読み込み、物体の出現に対しては出現する物体番号を前記表示物データベースに追加し、消滅に対しては消滅する物体番号を前記表示物データベースより消去し、前記表示物データベースに格納されている物体番号の形状データを前記物体データベースより読み出し、前記画像処理部で画像処理して前記画像表示手段に出現する物体を表示するように構成されている。
したがって、軌道上を移動して次々と表示が変わるように画像処理するのにも関わらず、データベース量を少なくすることができ、演算能力の低いＣＧボードでも豪華な画像を表示させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による画面表示の最適化方式を適用した電車運転シュミレーションゲーム機の実施の形態を示す斜視図である。
【図２】図１のゲーム機の回路の実施の形態を示すブロック図である。
【図３】本発明による画面表示の最適化方式を説明するための軌道および沿線風景の一例を示す図である。
【図４】物体データベースのテーブルの一例を示す図である。
【図５】出現データベースのテーブルの一例を示す図である。
【図６】表示物データベースのテーブルの一例を示す図である。
【符号の説明】
１…電車運転シュミレーションゲーム機
２…表示部
３…マスコンレバー
４…ブレーキレバー
５…スピードメータ
６…圧力計
７…タイトルパネル
８…警笛ペダル
９…バスシェーカー
１０…椅子
１１…架線電圧計
１２…スピーカ
１３…バックアップメモリ
１４…ＣＰＵ
１５…コミュニケーションＲＡＭ
１６…サウンドシステム回路
１７…ワークＲＡＭ
１８…ＲＯＭ
１９…マップデータメモリ部
２０−１〜２０−ｎ…チェックポイントデータテーブル
２１…画像処理部
２２…コイン関連装置
２３…操作装置
２４…入出力制御装置
２５…物体データベース
２６…出現データベース
２７…表示物データベース
【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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