專利名稱：虛擬圖象生成方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于虛擬圖像生成技術(shù)，適用于游戲機，模擬器以及類似的技術(shù)，特別涉及一種將一個物體在虛擬三維空間(此后簡稱為虛擬空間)投影(通過透視投影)到一個對應(yīng)于給定視點的二維平面上產(chǎn)生圖像(此后簡稱為虛擬圖像)的技術(shù)。
近年來，已經(jīng)開發(fā)出具有內(nèi)置虛擬圖像生成設(shè)備的游戲機和模擬裝置，能處理在三維坐標空間移動并互相作戰(zhàn)的運動物體。這種虛擬圖像生成設(shè)備一般是由以下裝置構(gòu)成虛擬圖象生成設(shè)備主單元，內(nèi)置執(zhí)行存貯的程序的計算單元；輸入單元，發(fā)送控制信號給計算機單元，以命令它移動以虛擬圖像形式顯示在屏幕上的物體；顯示器，用來顯示計算單元利用程序生成的虛擬圖像；以及音響設(shè)備，輸出程序產(chǎn)生的聲音。
用以上描述的構(gòu)成的示例設(shè)備，有能玩賽車游戲的游戲機，汽車同敵人的汽車在環(huán)道上競爭；用以增加駕駛直升飛機或飛機經(jīng)驗的模擬器。在這種類型的設(shè)備中，高度真實的模擬汽車或直升飛機的移動情況殊為重要。例如，在圖8A所示的駕駛游戲中，輸入裝置類似真實汽車的方向盤、加速踏板、剎車踏板。圖8B所示的直升飛機或其它類似的模擬器中，設(shè)備輸入裝置如控制桿和射擊按鈕也和真實設(shè)備相似。從輸入裝置輸入的控制信號由計算機單元的CPU(中央處理單元)進行處理。計算機單元反復進行計算以確定物體在虛擬空間的相對位置，如果敵人的物體存在則計算的數(shù)據(jù)也包括敵人物體的移動。
當游戲者玩游戲的技巧提高時，就應(yīng)該不再按設(shè)定路線移動而開發(fā)可由游戲者控制的機器人、人或其它類似的對象。在游戲設(shè)備的個別領(lǐng)域，開發(fā)的游戲是物體不僅只在虛擬空間生成的地帶(以后簡稱為虛擬地帶)二維面上移動，而且會從一個虛擬地帶跳起以便跳過其它的角色或在半空中進行作戰(zhàn)。
但是，常規(guī)的虛擬圖像生成設(shè)備的輸入裝置，只適用于控制物體在虛擬空間進行二維移動，不適于象跳越這樣的三維移動。例如，在前面提到的駕駛游戲中，方向盤(主要的控制工具)控制運動物體向兩側(cè)的方向(從游戲者的視點看過去)，加速和剎車踏板控制前后的方向，沒有辦法控制運動物體在垂直方向上的進行移動。類似的，在模擬器中，用單一的控制桿來控制運動物體在三個方向上的所有移動，前后、兩側(cè)、和垂直方向。
在作戰(zhàn)類型的游戲機中，游戲機必須提供為避開敵人攻擊所要求的敏捷動作所需要的足夠的控制。在這種情形下，可使用一個控制跳越的特殊按鈕或控制桿，但是這將使操作復雜化并且不能按照游戲者想要的同等的速度感將動作傳遞給游戲機。另外，過多的特制輸入裝置必然增加成本。
改進控制的方法，具有簡單的用兩個控制桿的游戲控制器的電視游戲機，由日本公開的專利申請94-277363揭示。在這個例子中的最重要的技術(shù)是，通過每個控制桿的傾斜角來得到推力矢量，兩個推力矢量合成以產(chǎn)生復雜的動作。
但是，在這個例子中的最困難的技術(shù)是，通過兩個矢量的的合成方法在想要的方向上快速的運動物體，也不可能在三維空間中自由的運動物體到想要的位置上。
為了解決這個問題，本發(fā)明的目的之一是提供一個虛擬圖象生成方法和設(shè)備，允許移動的物體能在三維虛擬空間中自由的移動和沒有輸入錯誤，這里就是這樣一個裝置。
本發(fā)明的權(quán)利要求1涉及生成虛擬圖像的虛擬圖像生成方法，包括移動的物體(機器人、飛機，及其它類似的東西)正在虛擬生成的虛擬空間中(稱作現(xiàn)實坐標系)作相對移動。所述方法的步驟包括生成與多個(例如兩個)輸入裝置(控制桿、游戲搖桿，或類似物)的操作方法相關(guān)的編碼；分配控制程序文件，用于與多個輸入裝置生成的編碼組合相關(guān)的可移動物體；以及生成虛擬圖像，其中，所分配的控制程序文件反映了在虛擬空間中移動物體的相對運動。
本發(fā)明的權(quán)利要求2涉及生成虛擬圖像的虛擬圖像生成設(shè)備，包括移動的物體正在實際生成的虛擬空間中作相對移動，所述設(shè)備包括多個(例如兩個)輸入裝置(控制桿、游戲搖桿或其它類似裝置)，用于生成與操作方向相關(guān)的編碼；解碼裝置(CPU，控制器或類似物)，用于輸入經(jīng)多個輸入裝置的操作而生成的編碼，并將一個控制程序文件分配給與多個輸入編碼的組合相關(guān)的一個移動物體；圖像生成裝置(CPU，幾何分析器、圖形控制器或類似物)用于生成虛擬圖像，由此由解碼裝置分配的移動物體控制程序文件能反映在虛擬空間中移動物體的相關(guān)運動。
作為上述的控制程序文件，本發(fā)明的權(quán)利要求3涉及由權(quán)利要求2所限定的虛擬圖像生成設(shè)備，其中，當所述輸入裝置所輸入的編碼組合與一種規(guī)定的組合(例如當左輸入裝置向左傾斜，右輸入裝置向右傾斜時)相匹配時，所述解碼裝置假定與虛擬空間中相對于水平面的垂直方向相關(guān)的方向，由此移動物體可以向上移動，從而使解碼裝置分配一個控制程序文件使移動物體向上移動；以及一個圖像生成裝置，當所分配的控制程序文件使物體向上移動時，產(chǎn)生一個虛擬圖像，其中移動物體在虛擬空間中從水平面向上移動。
作為另一種可選的控制程序文件，本發(fā)明的權(quán)利要求4涉及權(quán)利要求2所定義的圖像生成設(shè)備，其中當所述輸入裝置所輸入的編碼組合與一種規(guī)定的組合(例如當左輸入裝置向前移動，右輸入裝置朝向低于游戲者的位置移動時)相匹配時，所述解碼裝置分配一個控制程序文件以使移動物體轉(zhuǎn)動但保持在虛擬空間中的同一位置；以及圖像生成裝置，當所分配的控制程序文件使移動物體轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生虛擬圖像，其中移動物體在虛擬空間中轉(zhuǎn)動并保持在同一位置。
作為另一種可選的控制程序文件，本發(fā)明的權(quán)利要求5涉及權(quán)利要求2所限定的圖像生成設(shè)備，其中當所述輸入裝置所輸入的編碼組合與一種規(guī)定的組合(例如當左輸入裝置沿對角線方向運動且右輸入裝置向右下方移動時)相匹配時，所述解碼裝置分配一個控制程序文件以使移動物體沿著一個規(guī)定的圓圈側(cè)向運動，所述圓圈中心位于虛擬空間的規(guī)定中心軸上；以及一個圖像生成裝置，當所分配的控制程序文件使移動物體沿所述圓圈側(cè)向運動時，產(chǎn)生一個虛擬圖像，其中移動物體沿所述圓圈側(cè)向運動。
本發(fā)明的權(quán)利要求6涉及權(quán)利要求2中定義的虛擬圖像生成設(shè)備，其中，輸入裝置是控制桿，當它移動到一個預定位置時生成一個中心位置碼，當從預定的位置向任意八個方向移動時生成一個不同的編碼。
能夠檢測中心位置和八個方向的按鍵或控制按鈕可替代控制桿。
根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2的發(fā)明，由多個控制裝置的控制姿態(tài)決定多種的編碼組合。將各種組合與虛擬空間中的物體的各種運動相關(guān)聯(lián)，運動物體可以作出復雜的運動。這里，運動物體的動作可以通過選擇所給控制狀態(tài)清楚的定義，并且通過對運動物體、虛擬地帶和類似這種定義運動的方法的透視投影，可生成適應(yīng)于游戲、模擬機及其它類似設(shè)備的虛擬圖像。
即使是在高度的隨意操縱的情況下，如游戲者憑直覺操縱輸入裝置來避開子彈，用這樣一種方法賦給運動物體的動作，這種動作接近于那些由游戲者精減隨意的操縱后而可能打算進行的動作。這樣就能減少游戲者發(fā)出的指令。通過賦給三維動作，如使在二維運動著的運動物體的跳越，就使運動物體在三維空間的移動成為可能。
特別的，根據(jù)權(quán)利要求3，當移動方向?qū)?yīng)于虛擬空間的水平面上的垂直方向時，則賦予一種特殊的操縱，這樣就可用上述操作控制一個運動物體進行三維移動。
根據(jù)權(quán)利要求4，賦予在固定的位置旋轉(zhuǎn)為一種特殊的操作，這樣就允許通過前述的操作在虛擬空間不改變運動物體的二維坐標的情況下改變它的朝向。
根據(jù)權(quán)利要求5，賦予環(huán)繞一給定中心軸的圓周為一種特殊的操作，前述的操作可實現(xiàn)象繞著敵人角色盤旋這樣的動作。
根據(jù)權(quán)利要求6，控制桿作為一種控制裝置，每個控制桿可作出九種不同的控制姿態(tài)。這樣，使用一套多個控制桿就可提供許多種組合效果滿足對運動物體復雜動作的控制。
圖1是一個簡化的本發(fā)明的實施方案的游戲機方框圖；圖2是實施方案中的輸入裝置(控制桿)說明圖；圖3是控制桿操作方法的說明圖；圖4是顯示實施方案中左右控制桿的控制姿態(tài)和運動物體的移動相關(guān)聯(lián)的分配圖；圖5是說明實施方案中的游戲機的操縱流程圖。
圖6說明實施方案1；圖7說明實施方案2；圖8描述一個常規(guī)虛擬圖像生成設(shè)備的輸入裝置。
下面參照


本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
(1)結(jié)構(gòu)的描述實施本發(fā)明的游戲機的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。在這個實施方案中，一個機器人作為運動物體。由游戲者控制，機器人可在虛擬空間中自由的移動，同敵方機器人作戰(zhàn)。
如圖1所示，游戲機1000由下列基本結(jié)構(gòu)元件組成游戲機主體10，輸入裝置11，輸出裝置12，TV顯示器13，和揚聲器14。
輸入裝置11具有控制桿，由游戲者的左右手操縱以控制機器人的移動。輸出裝置具有多種指示燈通知游戲者設(shè)備的操作狀態(tài)。TV顯示器13顯示作戰(zhàn)游戲的圖像；頭戴式的顯示器(HMD)，投影儀，或其它類似物可替代TV顯示器。
作為圖像生成裝置，游戲機主體10有計數(shù)器100和CPU(中央處理器)101；還裝備有ROM102，RAM103，聲卡104，I/O接口106，上卷數(shù)據(jù)處理器107，協(xié)處理器108，地域數(shù)據(jù)ROM109，幾何分析器110，形態(tài)數(shù)據(jù)ROM111，顯示器112，紋理數(shù)據(jù)ROM113，紋理映射RAM114，幀緩存器115，圖像合成裝置116，D/A轉(zhuǎn)換器117。游戲機主體10在預定的時間間隔內(nèi)生成新的虛擬圖像(例如，每1/60秒，對應(yīng)于電視圖像格式的垂直同步周期。)CPU101，作為解碼裝置，通過總線和存貯初始值的計數(shù)器100，存貯游戲和圖像生成程序的ROM102，存貯臨時數(shù)據(jù)的RAM103，聲卡104，I/O接口106，上卷數(shù)據(jù)處理器107，協(xié)處理器108，幾何分析器110相連接。
RAM暫時存貯多邊形數(shù)據(jù)坐標變換和其它功能所需的臨時數(shù)據(jù)，存貯幾何分析器的多種指令(如物體顯示命令)，在變換運算中矩陣處理的結(jié)果，及其它數(shù)據(jù)。
當游戲者通過輸入裝置11輸入指令時，I/O接口106向CPU101發(fā)出中斷請求；CPU101送數(shù)據(jù)到指示燈時，數(shù)據(jù)被送到輸出設(shè)備12。
聲卡104通過功放105和揚聲器14相連。由聲卡104輸出的聲音信號經(jīng)過功放105放大送到揚聲器14。
ROM111存貯著生成不同的物體如游戲者的機器人，敵人的機器人，炸彈爆炸的圖像，和虛擬地形的元素如障礙物，背景及地形特征所需的多邊形數(shù)據(jù)。
ROM109存貯著真實物體(建筑，障礙物，地形特征及其它類似的東西)的形態(tài)數(shù)據(jù)，它們用于重疊判斷，如，一個物體是否應(yīng)當與一個地形特征相碰撞或被一個地形特征所隱藏起來。與存貯在ROM111的用于圖像顯示的較詳細多邊形數(shù)據(jù)不同，存貯在ROM109的數(shù)據(jù)是構(gòu)成能夠滿足形成重疊判定或其它類似功能的較為粗糙的數(shù)據(jù)。例如，地形特征數(shù)據(jù)包括定義地形特征每個表面的ID，這些ID與地形特征的表面的相對關(guān)系被作成表的形式存貯在ROM111。
所謂的多邊形數(shù)據(jù)是一組復雜的頂點數(shù)據(jù)組，以相對坐標或絕對坐標的形式表示多邊形的頂點(通常是三角形或四邊形)、構(gòu)成實際物體的形狀的元素。
為了生成虛擬圖像，顯示物體，障礙物，和其它實際物體的相對位置的坐標系統(tǒng)(實際坐標系)，必須變換為從指定的視點(如，一臺照像機或其它類似的東西)所看到的虛擬空間的二維坐標系(視點坐標系)上。視點可放在某些預定的位置(如，物體的對角線上)以使被控制的物體是可見的。這樣，視點坐標變換為物體坐標。物體坐標作為控制信號從輸入裝置11送到CPU101。
整個輸入裝置11如圖2A所示。為便于在圖中辨別清楚，輸入裝置11由游戲者左手操縱的左控制桿11L和右手操縱的右控制桿11R構(gòu)成。每個控制桿都有總共9種的控制姿態(tài)，向前向后，向左向右，對角，和中心(如圖3所示)。對應(yīng)于不同控制姿態(tài)的控制信號以數(shù)字信號方式輸出。圖2B所示，控制桿上有射擊鍵11S和加速用的加速鍵11T；當它們被按下時會發(fā)出信號。
圖4所示的是為物體移動而分配的控制狀態(tài)。既然每個控制桿有九個按鈕，同時操縱左右兩個控制桿就會有81種可能性(9個可能×9個可能)。如果下一個時間段將被移動的物體移動的方向被賦予每種組合，用兩個控制桿可得到81種動作。
應(yīng)該按照這樣一種方法來選定動作，即，實際物體的移動方向盡可能的按照游戲者所試圖移動物體的方向。既然能在真實的水平方向上進行水平方向的移動，對角線方向的移動，旋轉(zhuǎn)，以及在虛擬空間水平面上的垂直方向上(實際坐標系中的z軸)跳越也可以實現(xiàn)。這些特殊的動作賦給預設(shè)的控制狀態(tài)。
當游戲者被敵人攻擊的時候，他或她本能的移動控制桿避開敵人的子彈以避免被攻擊?？刂茥U為實現(xiàn)這種方案，動作賦值是按照游戲者的打算作的動作的方式來影響物體的移動，甚至那些游戲者反射性的動作。
一但圖4所指的編碼組合從輸入裝置11輸入，CPU101，按照圖4所示方式指定的程序，生成下一個時間段視點坐標系和物體坐標。一旦這些坐標生成，CPU101將對實際物體進行碰撞判斷和重疊判斷。
物體，障礙物，和其它實際物體是一組復雜的多邊形數(shù)據(jù)。對于每個實際物體，作為實際物體的一個組成部分的多邊形的頂點被選作原點，整個形狀由指示出其它頂點坐標的坐標系和構(gòu)成實際物體的多邊形數(shù)據(jù)來決定。為了能顯示出一幅當物體或障礙物被子彈或激光擊中后的爆炸圖像，需要計算實際物體間的相對位置和判斷實際物體是否相碰。為得到以物體坐標表示的實際物體的相對位置，必須變換坐標為構(gòu)成虛擬空間的前述坐標(實際坐標系統(tǒng))。一但確定每個實際物體的相對位置，就可以判斷實際物體在什么位置上相碰。
為了能對一個障礙物進行顯現(xiàn)顯示，從觀察虛擬空間的視點，一個物體或類似的東西從障礙物后經(jīng)過，就有必須判定物體的重疊狀態(tài)。為達此目的，在虛擬空間的物體被變換到視點坐標系下，計算出障礙物同物體的相對矢量及物體同視點的視線矢量。一但計算出兩個矢量的夾角，就可確定物體是否被障礙物隱藏。因為這些計算都包括了坐標變換，則需要含原點數(shù)運算的矩陣運算。矩陣運算由協(xié)處理器108進行，引用存貯在ROM109的地域數(shù)據(jù)和類似的數(shù)據(jù)；因此，CPU101進行碰撞或重疊的判定。
對圖像顯示進一步的裝置是在虛擬空間的物體被投影到構(gòu)成視覺空間的二維平面上，它以與從一個給定視點觀察存在于虛擬空間的物體相似的方式構(gòu)成一個視場(例如，照片)。這就是所謂的透視投影，對透視投影而言通過矩陣運算進行的坐標變換的投影可稱為透視變換。幾何分析器110執(zhí)行透視變換以生成實際顯示的虛擬圖像。
幾何分析器110和形態(tài)數(shù)據(jù)ROM111及顯示器112相連。由CPU101提供的數(shù)據(jù)是透視變換所需的數(shù)據(jù)和透視變換所需的矩陣數(shù)據(jù)給幾何分析器110。在由CPU101所提供的矩陣(數(shù)據(jù))的基礎(chǔ)上，幾何分析器110對形狀數(shù)據(jù)ROM111存貯的多邊形執(zhí)行透視變換，以產(chǎn)生從虛擬空間的三維坐標系變換為視平面坐標系。這時，如果需要顯示由CPU101判定碰撞發(fā)生而產(chǎn)生的爆炸圖像的話，就可使用爆炸圖像的多邊形數(shù)據(jù)。
顯示裝置112將紋理施加到變換了的視場坐標系統(tǒng)形狀數(shù)據(jù)上并輸出幀緩存器115的結(jié)果。如果，重疊發(fā)生，物體或類似的東西隱藏在障礙物后面，則運行給定的顯現(xiàn)顯示(網(wǎng)格處理或半透明處理)。為施加紋理，顯示器112和紋理數(shù)據(jù)ROM113，紋理映像RAM114以及幀緩存器115相連。
上卷數(shù)據(jù)處理器107計算文本和其它上卷數(shù)據(jù)(存貯在ROM102)。圖像合成裝置116將處理器107輸出的文本數(shù)據(jù)合成到由上述的幀緩存器115提供的圖像數(shù)據(jù)并且重新合成圖像。重新合成的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器輸出到TV監(jiān)視器13。
下面，結(jié)合圖5中的流程圖來對本實施方案的操作方法進行描述。
當游戲者移動左控制桿11L，右控制桿或者二者同時移動，就會輸入一個新的控制信號到I/O接口106，I/O接口106會產(chǎn)生一個中斷請求給CPU101。如果沒有中斷(S1步NO)，CPU執(zhí)行其它的程序(S2步)；但如果有中斷請求，(S1步Y(jié)ES)，CPU將獲得控制信號。
在本實現(xiàn)方案中，為了確定是否是無意輸入，在一個中斷請求后的每個時間間隔都要檢測控制信號。如果，同樣的輸入信號輸入八次，則確定得到一個正確的輸入。為作到這點，計數(shù)器首先設(shè)置初值n(步驟S3)，輸入左控制桿控制信號和右控制桿控制信號(步驟S4，S5)。
CPU101比較在前一時間段輸入的控制信號的值和當前輸入的控制信號值(步驟S6)。如果二者不匹配(步驟S6NO)，判斷為無意輸入，CPU等待下一中斷請求(步驟1)。如前一時間段輸入的控制信號的值和當前的控制信號值相等，(步驟S6YES)，CPU判斷是否已經(jīng)有八次同樣的判斷(步驟S7)，如果小于八次(步驟S7NO)則重復同一過程(步驟S4-S7)。如果同樣的值輸入了八次(步驟S7YES)，系統(tǒng)按正確的控制信號生成一幅虛擬圖像。
步驟S9，在游戲者的機器人(物體)的目的點的坐標的基礎(chǔ)上，CPU101生成透視變換矩陣，即一個將在虛擬空間的形狀數(shù)據(jù)變換為視點坐標系的透視變換的矩陣，并將變換矩陣傳給幾何分析器110。同時，CPU101向協(xié)處理器108提供存貯在ROM109的地形數(shù)據(jù)并指令協(xié)處理器協(xié)助進行碰撞判斷的運算；如果一個“碰撞”發(fā)生，指示需要的多邊形的數(shù)據(jù)輸送給幾何分析器110。當判斷重疊的矢量運算得到重疊的結(jié)果時，CPU101指令幾何分析器110生成透視效果顯示。
步驟S10，同步驟S9類似的處理用于敵方的機器人。敵方的機器人可通過存貯在ROM102中的程序協(xié)調(diào)的移動，或者由另一個游戲者控制的裝置設(shè)備進行移動。
在步驟S11，進行透視變換所需的特定的多邊形的數(shù)據(jù)提供給幾何分析器110。
在步驟S12，幾何分析器110利用得到的透視變換矩陣對指定的形狀數(shù)據(jù)進行透視變換，并將結(jié)果送到顯示裝置112。顯示裝置112完成紋理應(yīng)用程序和類似的進行透視變換過的多邊形，并將結(jié)果送到幀緩存器115。
如上所述的實施方案，控制桿輸出數(shù)字形式的控制信號，然后將無意輸入的可能性減到最小。對運動物體的移動的控制能使物體正確的移動，控制很容易，甚至在隨意移動的情形下。特殊的賦值可實現(xiàn)游戲者通常認為不太可能的控制狀態(tài)，如跳，旋轉(zhuǎn)，跟敵人繞圈，快速加速和急停，這樣允許物體在虛擬空間中自由的進行三維運動。
本專利不僅僅局限于以上描述的實施方案，還可以采用不同的方式。
例如，上述的實施方案采用了兩個輸入裝置，但是本發(fā)明也可用任何可輸出數(shù)字控制信號的裝置，如可產(chǎn)生八個方向的游戲搖桿或控制按鈕?？刂品较蛞膊粌H限于八個；能提供更多或更少的方向的裝置也是可以的。
控制姿態(tài)的分配不僅限于圖4描述的，允許對特殊的游戲機，模擬器，或其它可能用到本發(fā)明的圖形生成裝置進行適當?shù)母淖儭?br> 本發(fā)明的設(shè)計的基本目標是使在虛擬空間運動物體更加容易，虛擬圖像生成的方法可以采用各種適合計算機圖形的方法。舉例以下描述的是本發(fā)明的實施方案的范例---游戲機1000。
圖6描述了例1(屏幕1)，舉例說明如何移動以躲避作戰(zhàn)對手(敵人)發(fā)射的子彈。
圖A描述的是在敵人發(fā)射子彈的瞬間的相對位置關(guān)系；這是俯視觀察的位置。在前面所述的實施方案中，游戲者操縱圖4(1)所示的控制桿來避開子彈。如果控制桿是按圖4所示進行狀態(tài)定義的話，游戲者的物體可作“慢慢地逆時針向右”。如圖6B所示，游戲者的物體進行環(huán)繞敵人的運動。場景1，當真正在顯示器上顯示虛擬圖像時，同一圖形將如圖C顯示的那樣。因為游戲者物體的移動而使虛擬圖像的視點旋轉(zhuǎn)，當游戲者物體按顯示的情況繞著敵人作圓周運動時，敵人所顯示的位置實際上并未改變。這個圖像顯示減化了游戲者視線的移動，減少了對游戲者的要求，提供了可以承受的真實戰(zhàn)斗的刺激。
圖D，改進的游戲者的物體是在環(huán)繞敵人后應(yīng)面對敵人以便還擊，游戲者應(yīng)該在向前的方向上將兩個控制桿都向下(圖4(2))。實現(xiàn)快速轉(zhuǎn)動并在短時間內(nèi)朝前，游戲者可按圖4(3)所示，適時的將控制桿向下。
按圖4所定義的，如此頻繁的用控制狀態(tài)使物體按照游戲者試圖方式移動，因此游戲者的物體能朝向敵人。就是，當通過兩個控制桿的矢量的組合控制物體時，如技術(shù)背景所描述的，圖4(3)定義的操作可以容易的進行隨心所欲的移動；在本例中，圖4(3)所定義的操作“向前對角慢慢的向左”，可以使物體按所要的方向移動而不減慢游戲的步調(diào)。
圖7描述了例2(場景2)，顯示了一個敵人和游戲者的物體都環(huán)繞著一個障礙物。
圖A是顯示敵人和游戲者的物體的位置關(guān)系。如果可確定僅是在虛擬空間的二維移動。如通常的游戲機那樣，僅是兩個物體盡可能的繞著同一個障礙物作圓周運動，藉此減慢步調(diào)。
在這個例子時，游戲者的物體可以在作圓周運動時“跳越”，如圖4(4)所示。游戲者的物體可以從上跳向敵人并且攻擊敵人，如圖7B所示實際的虛擬圖像。在作完“跳”這個控制移動后，進行“向前”的控制移動，游戲者的物體可以朝向敵人而保持同一姿態(tài)。這就提供了快步調(diào)的游戲而沒有使移動的控制復雜化。
和本發(fā)明一致，具有一個復合的輸入裝置控制狀態(tài)，每種控制狀態(tài)都定義了一種特殊的移動方式。這就減少了隨意移動的可能性并使控制更加容易，這使在虛擬空間自由的控制移動物體成為可能。
對選擇控制狀態(tài)，通過定義跳越動作可使三維移動更容易，定義旋轉(zhuǎn)動作可使旋轉(zhuǎn)移動物體更容易，而定義沿某軸進行圓周運動使繞著敵人兜圈子更加容易。
權(quán)利要求
1.一種用于生成移動物體虛擬圖像的方法，所述移動物體在虛擬空間中作相對運動，包括以下步驟產(chǎn)生與多個輸入裝置的操作方向相關(guān)的編碼；對所述移動物體分配控制程序文件，使這與由多個輸入裝置產(chǎn)生的編碼組合相關(guān)；生成虛擬圖像，其中，所述分配的控制程序文件能反映所述移動物體在所述虛擬空間中的相關(guān)運動。
2.一種虛擬圖像生成設(shè)備，用于生成移動物體的虛擬圖像，所述移動物體在虛擬空間中作相關(guān)運動，包括多個輸入裝置，用于生成與操作方向相關(guān)的編碼；解碼裝置，用于輸入經(jīng)多個輸入裝置產(chǎn)生的編碼，并為所述移動物體分配一個控制程序文件使之與多個輸入編碼的組合相關(guān)；以及圖像生成裝置，用于產(chǎn)生所述虛擬圖像，其中由所述解碼裝置分配的移動物體控制程序文件能反映所述移動物體在虛擬空間中的相關(guān)移動。
3.權(quán)利要求2的虛擬圖像生成設(shè)備，其中，當由所述多個輸入裝置輸出的一種編碼組合與一種規(guī)定的組合相匹配時，所述解碼裝置假定與移動物體在其中移動的所述虛擬空間中水平面相垂直的方向是向上的方向，對此指定一個控制程序文件以使移動物體向上移動；以及所述移動物體在垂直方向上移動，產(chǎn)生一個虛擬圖像，其中所述移動物體在所述虛擬空間中沿與水平面相垂直的方向移動。
4.權(quán)利要求2的虛擬圖像生成設(shè)備，其中，當由所述多個輸入裝置輸出的一種編碼組合與一種規(guī)定的組合相匹配時，所述解碼裝置指定一種控制程序文件以使移動物體在虛擬空間中轉(zhuǎn)動但保持在同一位置；當所指定的控制程序文件使移動物體轉(zhuǎn)動時，所述圖像生成裝置產(chǎn)生一種虛擬圖像，其中所述移動物體在虛擬空間中轉(zhuǎn)動但保持在同一位置。
5.權(quán)利要求2的虛擬圖像生成設(shè)備，其中，當由所述多個輸入裝置輸出的一種編碼組合與一種規(guī)定的組合相匹配時，所述解碼裝置指定一種控制程序文件以使移動物體沿一規(guī)定的圓圈側(cè)向運動，所述圓圈的中心位于虛擬空間的規(guī)定中心軸上；以及當所述指定的控制程序文件使移動物體沿一規(guī)定圓圈作側(cè)向運動時，所述圖像生成裝置產(chǎn)生一虛擬圖像，其中所述移動物體沿所述圓圈側(cè)向運動。
6.權(quán)利要求2的虛擬圖像生成設(shè)備，其中，所述輸入裝置是控制桿，當它移動到規(guī)定位置時產(chǎn)生一中心位置編碼，當它以繞所述規(guī)定位置的八個方向中的任一方向移動時產(chǎn)生不同的編碼。
全文摘要
虛擬圖像生成設(shè)備，包括多個輸入裝置；解碼裝置；以及圖像生成裝置。該設(shè)備可數(shù)字化地檢測輸入裝置的控制姿態(tài)，并賦予相應(yīng)的移動，由此，最大程度地減少了無意輸入并允許控制物體在虛擬空間自由地進行三維運動。
文檔編號G06T13/20GK1161095SQ96190887
公開日1997年10月1日 申請日期1996年8月9日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月10日
發(fā)明者亙重郎, 苑田良博 申請人:世雅企業(yè)股份有限公司