專利名稱：3維視頻游戲裝置及用該裝置的模擬攝像機(jī)視點(diǎn)移動(dòng)的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及與具有設(shè)置在游戲機(jī)框體的規(guī)定高度位置上的用于顯示圖像的顯示器、控制游戲進(jìn)行的游戲控制部和根據(jù)模擬攝像機(jī)的視點(diǎn)作成模擬3維圖像并把其顯示在上述顯示器上的顯示控制部的3D視頻游戲裝置相關(guān)的技術(shù)。
背景技術(shù)：
到目前，出現(xiàn)了在通過顯示器顯示游戲者的角色人物及敵對(duì)角色等的模擬實(shí)戰(zhàn)的對(duì)戰(zhàn)游戲中，檢測(cè)出游戲者的腳部動(dòng)作，對(duì)應(yīng)檢測(cè)出的動(dòng)作，使顯示器畫面中的游戲者角色人物動(dòng)作的游戲。并且還出現(xiàn)了在配置在坐在賽車座位上的游戲者前面的顯示器的畫面中顯示模擬3維車賽場(chǎng)面的圖像，同時(shí)對(duì)應(yīng)游戲者上半身的左右傾斜姿勢(shì)或前曲姿勢(shì)將攝像機(jī)視點(diǎn)變換到規(guī)定位置的視點(diǎn)變換技術(shù)。
后者的視點(diǎn)變換技術(shù)是根據(jù)檢測(cè)出來的坐在賽車座位上的游戲者上半身的動(dòng)作來實(shí)施視點(diǎn)變換。但是，由于這個(gè)視點(diǎn)變換只能在預(yù)先設(shè)定的多個(gè)視點(diǎn)位置之間進(jìn)行，所以，對(duì)應(yīng)游戲者上半身動(dòng)作的視點(diǎn)位置只能從預(yù)先設(shè)定的多個(gè)位置中進(jìn)行選擇，其位置變換的隨意性受到了限制。所以，對(duì)于視點(diǎn)位置的變更技術(shù)有必要進(jìn)行改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決上述的問題，其目的在于提供一種針對(duì)使模擬攝像機(jī)視點(diǎn)跟隨游戲者的自由動(dòng)作，可及時(shí)地顯示游戲者意圖視點(diǎn)圖像的3D視頻游戲的模擬攝像機(jī)視點(diǎn)移動(dòng)控制方法及視頻游戲裝置。
本發(fā)明的第1個(gè)發(fā)明是一種3D視頻游戲裝置，具有設(shè)置在游戲機(jī)框體的規(guī)定高度位置上的顯示圖像的顯示器、控制游戲進(jìn)行的游戲控制部和作成從模擬攝像機(jī)的視點(diǎn)看去的3維圖像并且在上述顯示器畫面上顯示的顯示控制部，其特征在于具有檢測(cè)出位于上述顯示器畫面前方游戲區(qū)域內(nèi)的游戲者的頭部在游戲區(qū)域空間中至少在1維方向上的位置的頭部檢測(cè)裝置、和使模擬攝像機(jī)的視點(diǎn)跟隨檢測(cè)出的游戲者頭部位置的變化方向及變化量移動(dòng)的視點(diǎn)變更裝置。
另外，本發(fā)明還提供一種在3D視頻游戲裝置中控制模擬攝像機(jī)視點(diǎn)移動(dòng)的控制方法，該游戲裝置具有設(shè)置在游戲機(jī)框體的規(guī)定高度位置上的顯示圖像的顯示器、控制游戲進(jìn)行的游戲控制部和作成從模擬攝像機(jī)的視點(diǎn)看去的3維圖像并且在上述顯示器畫面上顯示游戲畫面的顯示控制部，其特征在于通過使檢測(cè)出位于上述顯示器畫面前方游戲區(qū)域內(nèi)的游戲者的頭部在游戲區(qū)域空間中至少在1維方向上的位置的頭部檢測(cè)裝置反復(fù)進(jìn)行檢測(cè)，求出頭部的位置信息，使模擬攝像機(jī)的視點(diǎn)跟隨被求出的游戲者頭部位置的變化方向及變化量移動(dòng)。
依照這樣的構(gòu)成，通過使檢測(cè)出位于上述顯示器畫面前方游戲區(qū)域內(nèi)的游戲者的頭部在游戲區(qū)域空間中至少在1維方向上的位置的頭部檢測(cè)裝置反復(fù)進(jìn)行檢測(cè)，求出頭部的位置信息，對(duì)應(yīng)求出的頭部位置，即使模擬攝像機(jī)的視點(diǎn)跟隨被求出的游戲者頭部位置的變化方向及變化量移動(dòng)，在顯示器上形成模擬3維圖象。
本發(fā)明的第3個(gè)發(fā)明是在上述第1個(gè)發(fā)明的3D視頻游戲裝置中，具有能夠進(jìn)行外部操作的操作部，上述游戲控制部在游戲進(jìn)行中反映對(duì)上述操作部的操作內(nèi)容。依照這樣的構(gòu)成，通過對(duì)操作部進(jìn)行與視點(diǎn)的移動(dòng)相關(guān)連的操作，在游戲的進(jìn)行過程中可提高對(duì)游戲的興趣。
本發(fā)明的第4個(gè)發(fā)明是在上述第1或第3個(gè)發(fā)明的3D視頻游戲裝置中，上述頭部檢測(cè)裝置具有檢測(cè)出在水平面上的至少1個(gè)方向上的雙腳位置的墊狀壓力傳感器、和對(duì)應(yīng)檢測(cè)出的雙腳的位置信息確定頭部在上述水平面上的至少在1個(gè)方向上的位置的頭部位置確定裝置。依照這樣的構(gòu)成，可根據(jù)游戲者的雙腳位置，確定在水平面上的至少1個(gè)方向上的頭部位置。
本發(fā)明的第5個(gè)發(fā)明是在上述第4個(gè)發(fā)明的3D視頻游戲裝置中，上述頭部檢測(cè)裝置還具有遙感檢測(cè)頭部高度位置的距離測(cè)定傳感器。依照這樣的構(gòu)成，可檢測(cè)出頭部在水平面上的位置和高度位置。
本發(fā)明的第6個(gè)發(fā)明是在上述第5個(gè)發(fā)明的3D視頻游戲裝置中，上述壓力傳感器為模擬式傳感器，上述頭部位置確定裝置根據(jù)對(duì)各個(gè)腳的檢測(cè)電平計(jì)算出雙腳的重心位置并且利用求出的重心位置信息和雙腳位置信息來確定在上述水平面上的至少一個(gè)方向上的位置。依照這樣的構(gòu)成，根據(jù)壓力傳感器的檢測(cè)出腳部負(fù)荷的模擬電平信號(hào)可計(jì)算出雙腳的重心位置，利用至少這個(gè)重心位置信息可確定游戲者的頭部位置。
本發(fā)明的第7個(gè)發(fā)明是在上述第1或3個(gè)發(fā)明的3D視頻游戲裝置中，上述頭部檢測(cè)裝置具有遙感檢測(cè)頭部高度及左右方向的至少一個(gè)方向上的位置的距離測(cè)定傳感器。依照這樣的構(gòu)成，可不防礙游戲者的動(dòng)作地檢測(cè)出游戲者的頭部位置。
本發(fā)明的第8個(gè)發(fā)明是在上述第7個(gè)發(fā)明的3D視頻游戲裝置中，上述距離傳感器具有1個(gè)傳播媒體發(fā)射機(jī)和以上述傳播媒體發(fā)射機(jī)為中心并且設(shè)置在上述顯示器畫面的左右方向上的2個(gè)部位上的分別接收從游戲者的頭部反射來的由傳播媒體發(fā)射機(jī)發(fā)出的傳播媒體的第1、第2傳播媒體接收機(jī)，上述頭部檢測(cè)裝置具有根據(jù)從上述信號(hào)發(fā)射時(shí)刻到上述第1、第2傳播媒體接收機(jī)接收到該信號(hào)的經(jīng)過時(shí)間確定上述游戲者頭部位置的頭部位置確定裝置。依照這樣的構(gòu)成，可利用1個(gè)傳播媒體發(fā)射機(jī)和2個(gè)傳播媒體接收機(jī)并根據(jù)該傳播媒體的空間傳播速度來檢測(cè)出游戲者頭部的位置。作為傳播媒體可使用超聲波、聲波、光、特別是紅外線光等。
本發(fā)明的第9個(gè)發(fā)明是在上述第1或3個(gè)發(fā)明的3D視頻游戲裝置中，上述頭部檢測(cè)裝置具有檢測(cè)出頭部在3維空間中的位置的位置檢測(cè)傳感器，該位置檢測(cè)傳感器具有1個(gè)傳播媒體發(fā)射機(jī)和以上述傳播媒體發(fā)射機(jī)為中心并且在水平面上的不同的位置上至少設(shè)置有3個(gè)的分別接收從游戲者的頭部反射來的由傳播媒體發(fā)射機(jī)發(fā)出的傳播媒體的傳播媒體接收機(jī)，并且具有根據(jù)從上述信號(hào)發(fā)射時(shí)刻到上述各個(gè)傳播媒體接收機(jī)接收到該信號(hào)的經(jīng)過時(shí)間確定上述游戲者的頭部在3維空間中的位置的頭部位置確定裝置。依照這樣的構(gòu)成，可利用1個(gè)傳播媒體發(fā)射機(jī)和3個(gè)以上的傳播媒體接收機(jī)檢測(cè)出游戲者頭部在3維空間中的位置。
本發(fā)明的第10個(gè)發(fā)明是在上述第7個(gè)發(fā)明的3D視頻游戲裝置中，上述距離測(cè)定裝置具有多個(gè)在上述游戲區(qū)域上方的水平面上至少在1維方向上排列的朝向下方的傳播媒體發(fā)射接收機(jī)，上述頭部檢測(cè)裝置具有根據(jù)上述各個(gè)傳播媒體發(fā)射接收機(jī)中的某個(gè)從信號(hào)發(fā)射時(shí)刻到接收到該信號(hào)的經(jīng)過時(shí)間確定上述游戲者的頭部在上述1維方向中的位置的頭部位置確定裝置。依照這樣的構(gòu)成，可確定在1維方向上的游戲者頭部的位置及高度，即在垂直面上的頭部位置。作為傳播媒體可使用超聲波、聲波、光、特別是紅外線光等。
本發(fā)明的第11個(gè)發(fā)明是在上述第1或3個(gè)發(fā)明的3D視頻游戲裝置中，上述頭部檢測(cè)裝置具有光學(xué)攝像裝置和從所拍攝的圖像中提取游戲者頭部的頭部提取裝置。依照這樣的構(gòu)成，可根據(jù)游戲者的攝像圖像來確定游戲者的頭部位置。
本發(fā)明的第12個(gè)發(fā)明是在上述第9個(gè)發(fā)明的3D視頻游戲裝置中，在攝像裝置對(duì)面一側(cè)設(shè)有形成夾住游戲區(qū)域的具有背景隔離面的部件。依照這樣的構(gòu)成，可根據(jù)游戲者的攝像圖像容易地提取輪廓。
本發(fā)明的第13個(gè)發(fā)明是在上述第1或3個(gè)發(fā)明的3D視頻游戲裝置中，上述頭部檢測(cè)裝置具有紅外線攝象機(jī)、佩帶在游戲者頭部上的紅外線發(fā)光部件和從對(duì)該紅外線發(fā)光部件的紅外線光的感光圖象中提取游戲者頭部的頭部提取裝置。依照這樣的構(gòu)成，可根據(jù)對(duì)從游戲者佩帶的紅外線發(fā)光部件發(fā)出的紅外線光的感光圖像來確定游戲者的頭部位置。
本發(fā)明的第14和15個(gè)發(fā)明是在上述第13個(gè)發(fā)明的3D視頻游戲裝置中，在紅外線攝象機(jī)對(duì)面一側(cè)設(shè)有形成夾住游戲區(qū)域的具有紅外線光吸收面或紅外線光反光面的部件。依照這樣的構(gòu)成，可增強(qiáng)游戲者輪廓區(qū)域與其他區(qū)域的輝度對(duì)比度，從而可容易地檢測(cè)出頭部位置。


圖1是表示本發(fā)明的模擬3維(3D)視頻游戲裝置的實(shí)施例1的立體圖。
圖2是3D視頻游戲裝置的方框構(gòu)成圖。
圖3是說明頭部檢測(cè)部的位置計(jì)算部的檢測(cè)原理的原理圖。
圖4的(a)～(d)是表示在游戲者的頭部向上下方向移動(dòng)時(shí)的顯示器顯示圖像的視點(diǎn)變化的一例的示意圖。
圖5是說明游戲者的游戲狀況的示意圖。
圖6的(a)～(d)是表示在游戲者的頭部向左右方向移動(dòng)時(shí)的顯示器顯示圖像的視點(diǎn)變化的一例的示意圖。
圖7是說明游戲者的游戲狀況的示意圖。
圖8是表示CPU所執(zhí)行的一例游戲程序處理的流程圖。
圖9是表示步驟ST4的“游戲主處理程序”的處理順序的流程圖。
圖10是表示在步驟ST18的“根據(jù)視點(diǎn)位置的聲音處理”中的針對(duì)敵對(duì)方的射擊的聲音處理的流程圖。
圖11是表示本發(fā)明的3D視頻游戲裝置的第實(shí)施例2的立體圖。
圖12是由圖11所示的游戲裝置進(jìn)行檢測(cè)游戲者頭部的方框圖。
圖13是表示頭部檢測(cè)部的其他實(shí)施例的方框圖。
圖14表示頭部檢測(cè)部的又一實(shí)施例，圖(a)是方框圖，(b)是說明確定位置的坐標(biāo)圖。
圖15是表示頭部檢測(cè)部的又一實(shí)施例的方框圖。
圖16是表示頭部檢測(cè)部的壓感墊的其他實(shí)施例的視圖。
圖中，1-游戲裝置，10-游戲機(jī)主機(jī)，100-游戲控制部，101-CPU，110-圖像控制部，120-聲音控制部，11-顯示器，12、21-揚(yáng)聲器，20-操作臺(tái)部，22-槍(操作部)，30、130、230、330、430、530-頭部檢測(cè)部，31-超聲波發(fā)射機(jī)，32、33-超聲波接收機(jī)，34-傳感器驅(qū)動(dòng)部，35-位置計(jì)算部，131-CCD攝像機(jī)，132c-屏幕，231-紅外線攝像機(jī)，236-護(hù)目鏡，236a-紅外線發(fā)光部件，331-測(cè)距傳感器，431-壓感墊，433-位置檢測(cè)部，433d-重心計(jì)算部，433a-左右腳位置計(jì)算部。
具體實(shí)施例方式
圖1是表示本發(fā)明的模擬3維(3D)視頻游戲裝置的實(shí)施例1的立體圖。本游戲裝置由游戲機(jī)主機(jī)10、設(shè)置成與該前部形成一體或能夠組合分離，或獨(dú)立的操作臺(tái)部20和頭部檢測(cè)部30構(gòu)成，在操作臺(tái)部20的前面是游戲者進(jìn)行游戲的游戲區(qū)域。
游戲機(jī)主機(jī)10是長方體狀的落地式箱體，在該前面的大致中央，最好是在進(jìn)行游戲的游戲者的通常姿勢(shì)的狀態(tài)下使其頭部位于畫面的大致中央位置的高度，設(shè)置規(guī)定尺寸的用于顯示游戲圖像的顯示器11。顯示器11可使用CRT、LCD、等離子顯示器以及液晶投影儀。在游戲機(jī)主機(jī)10上部的兩側(cè)設(shè)置播放聲音效果的揚(yáng)聲器12、12，在其中間設(shè)置寫有游戲名等的面板。在內(nèi)部設(shè)置具有控制游戲動(dòng)作所必要的控制部等的電路板等。另外，在上部設(shè)有向前面類似房檐狀延伸出來的四角形狀的框架13，在框架13的左右側(cè)邊部上的適當(dāng)位置與操作臺(tái)部20的側(cè)面之間設(shè)有支撐桿13a。在框架13的前邊部設(shè)置朝向游戲機(jī)主機(jī)側(cè)用于燈光裝飾的規(guī)定個(gè)數(shù)的光源部14，例如按3原色的各個(gè)色分別設(shè)置3個(gè)光源。
由于框架13具有可設(shè)置頭部檢測(cè)部30的構(gòu)造，所以把頭部檢測(cè)部30設(shè)置在游戲區(qū)域的上方也就是游戲者頭部以上的位置。頭部檢測(cè)部30就是框架13的前邊部，在其左右方向的中央部設(shè)有作為傳播媒體的發(fā)射聲波、超聲波發(fā)射機(jī)31，在其左右對(duì)稱的位置設(shè)有作為同一傳播媒體的接收超聲波的超聲波接收機(jī)32、33。作為傳播媒體也可以使用其他的諸如光，特別是紅外線光。超聲波發(fā)射機(jī)31、接收機(jī)32、33全由壓電元件等構(gòu)成。超聲波發(fā)射機(jī)31具有覆蓋游戲區(qū)域的信號(hào)發(fā)射范圍，以規(guī)定的周期例如1/60秒或能夠以所需要的分辨率來跟隨游戲者頭部的位置變化的時(shí)間周期發(fā)射規(guī)定振幅的超聲波脈沖。超聲波接收機(jī)32、33具有相同的構(gòu)造，并具有可充分接收被位于游戲區(qū)域內(nèi)的游戲者的頭部反射來的超聲波發(fā)射機(jī)31的超聲波的接收范圍。在這個(gè)頭部檢測(cè)部30的內(nèi)部設(shè)有如圖2所示的向超聲波發(fā)射機(jī)31供給驅(qū)動(dòng)信號(hào)(周期諧振脈沖信號(hào))的傳感器驅(qū)動(dòng)部34和與傳感器驅(qū)動(dòng)部34及2個(gè)超聲波接收機(jī)32、33連接的進(jìn)行游戲者頭部在空間內(nèi)的位置計(jì)算的位置計(jì)算部35。另外，傳感器驅(qū)動(dòng)部34及位置計(jì)算部35也可以設(shè)置在游戲機(jī)主機(jī)10內(nèi)。
設(shè)定操作臺(tái)部20的高度低于顯示器11，在前面略有傾斜的上面部的中央即相對(duì)揚(yáng)聲器12的靠近游戲者一側(cè)的位置設(shè)有播放聲音效果的揚(yáng)聲器21，并且在其附近的適當(dāng)位置設(shè)有連接有兼用于控制信號(hào)等的傳送線的電纜23的作為控制器的模擬槍22。模擬槍22在不使用時(shí)被放置在如圖所示的收容箱20a內(nèi)，在使用時(shí)，即在進(jìn)行游戲時(shí)游戲者將其握在手中，如后述的那樣，對(duì)顯示器畫面中的敵方人物進(jìn)行射擊操作。另外，在操作臺(tái)部的前面設(shè)有開始開關(guān)24、硬幣投入口25等。在與硬幣投入口25連通的硬幣通路的中途設(shè)有檢測(cè)是否有硬幣投入的硬幣開關(guān)25a(參照?qǐng)D2)。
圖2是3D視頻游戲裝置的方框圖。在游戲機(jī)主機(jī)10內(nèi)的電路板上設(shè)置有游戲控制部100、圖像形成控制部110及聲音控制部120。
另外，本游戲例如是對(duì)戰(zhàn)游戲，是設(shè)想的在有顯示器畫面所顯示的手持槍的一個(gè)或多個(gè)敵方人物與游戲者之間進(jìn)行槍擊對(duì)戰(zhàn)的游戲。是通過游戲控制部100的控制使顯示器畫面中的敵方人物對(duì)準(zhǔn)模擬攝像機(jī)的視點(diǎn)進(jìn)行射擊，另一方的游戲者一邊躲開這個(gè)敵方人物的攻擊一邊對(duì)顯示器中的敵人用槍進(jìn)行還擊的游戲。
游戲控制部100具有對(duì)游戲進(jìn)行的處理進(jìn)行控制的例如微處理器(以下稱為CPU)101，與存儲(chǔ)有本游戲的槍戰(zhàn)等的游戲程序的記錄媒體ROM102連接，并且與頭部檢測(cè)部30以及其他所必要的各個(gè)部連接。作為記錄媒體也可以使用其他的諸如ROM卡、光盤及軟盤等。
圖像形成處理部110用于進(jìn)行在模擬3維空間中從模擬攝像機(jī)的視點(diǎn)看去的各個(gè)人物角色(敵方人物、在游戲空間內(nèi)所配置的各種建筑物以及其他的物體等)的坐標(biāo)位置等的計(jì)算、光源計(jì)算處理、進(jìn)行從計(jì)算出的模擬3維空間的坐標(biāo)位置轉(zhuǎn)換成2維空間坐標(biāo)位置的計(jì)算及對(duì)在RAM111的顯示區(qū)域內(nèi)構(gòu)成應(yīng)形成的圖像的多邊形進(jìn)行確定位置處理、以及對(duì)各個(gè)多邊形進(jìn)行貼圖處理。關(guān)于角色人物的坐標(biāo)位置計(jì)算的模擬攝像機(jī)的視點(diǎn)信息，如后面所述的那樣使用從頭部檢測(cè)部30發(fā)射的位置信息。所以，模擬攝像機(jī)的視點(diǎn)與游戲者的視點(diǎn)一致，對(duì)應(yīng)游戲者的人物不顯示在顯示器11的畫面上。
聲音控制部120對(duì)應(yīng)游戲場(chǎng)面從音源數(shù)據(jù)記憶部121讀出由游戲程序所設(shè)定的音源數(shù)據(jù)，使任意揚(yáng)聲器12、21輸出聲音。作為音源數(shù)據(jù)，包括BGM、各種音樂以及與射擊相關(guān)的效果音的射擊音、中彈音、子彈從身邊滑過時(shí)的與空氣的摩擦聲和擊中視點(diǎn)前面的障礙物的聲音等。音源數(shù)據(jù)例如以PCM數(shù)據(jù)形式記憶，當(dāng)被讀出后進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換處理、濾波處理和放大處理，然后作為聲音信號(hào)輸出到揚(yáng)聲器12、21。
與聲音控制部120相關(guān)的還有由CPU101執(zhí)行軌道計(jì)算處理的功能部，這個(gè)功能部根據(jù)從顯示器畫面中的敵方角色人物通過CPU101的射擊處理控制向游戲者進(jìn)行射擊時(shí)的子彈彈道的發(fā)射位置及射擊方向的信息依次地進(jìn)行計(jì)算并且使圖像形成控制部110進(jìn)行根據(jù)這個(gè)逐次的計(jì)算結(jié)果把子彈圖像依次地形成在顯示器畫面上的處理(也可以對(duì)剛射擊時(shí)的畫面不進(jìn)行槍彈的圖像形成)。另外，聲音控制部120如后面所述的那樣具有對(duì)應(yīng)計(jì)算出的槍彈彈道與模擬攝像機(jī)的視點(diǎn)的距離進(jìn)行有選擇地切換揚(yáng)聲器12、21的發(fā)音處理的功能部。
另外，在本游戲中，CPU101具有確定敵方的射擊是否命中游戲者的功能，根據(jù)敵方人物與模擬攝像機(jī)的視點(diǎn)位置之間是否存在障礙物和距離的遠(yuǎn)近進(jìn)行這個(gè)判斷，也可以隨意地設(shè)定命中率，或?qū)?yīng)游戲的進(jìn)行等適當(dāng)?shù)刈兏鲜雒新?，或根?jù)游戲者的生命標(biāo)尺來變更命中率。另外，CPU101還具備當(dāng)游戲者中彈時(shí)以規(guī)定量減少生命標(biāo)尺的功能以及判斷生命標(biāo)尺是否已經(jīng)下降到0的功能。
下面，對(duì)游戲槍22的構(gòu)造及動(dòng)作進(jìn)行說明。本實(shí)施例采用眾所周知的構(gòu)造及動(dòng)作原理的槍22。即，游戲槍22具有與真槍相同的外形，它通過使摳動(dòng)由還原裝置還原在初期位置側(cè)的扳機(jī)的操作與開關(guān)的可動(dòng)片連動(dòng)來檢測(cè)出射擊信號(hào)，射擊指示信號(hào)通過電纜23輸入到游戲控制部100。在游戲槍22的槍口內(nèi)設(shè)置有具有窄指向性的光傳感器。并且，當(dāng)射擊指示信號(hào)被輸入到游戲控制部100時(shí)，發(fā)揮游戲控制部100的射擊位置檢測(cè)部功能的CPU101中斷對(duì)顯示器11的圖像形成處理，例如進(jìn)行一楨的H(水平)、V(垂直)方向的輝點(diǎn)掃描，游戲槍22內(nèi)的光傳感器進(jìn)行從掃描開始時(shí)間到接收到這個(gè)輝點(diǎn)的時(shí)間的計(jì)時(shí)。由于根據(jù)所采用的掃描方式可得知一楨的掃描時(shí)間，根據(jù)這個(gè)計(jì)時(shí)時(shí)間可反算出該輝點(diǎn)在顯示器畫面上的坐標(biāo)位置，所以，算出的坐標(biāo)位置正好是游戲槍22所瞄準(zhǔn)的位置，即，進(jìn)行完成射擊的處理?；蛘咭部梢圆捎迷跇尶趦?nèi)設(shè)置紅外線CCD攝像機(jī)，在顯示器11附近的固定位置配置1個(gè)或2個(gè)紅外線點(diǎn)光源，根據(jù)摳動(dòng)扳機(jī)時(shí)的CCD攝像機(jī)的拍攝圖像內(nèi)的點(diǎn)光源的拍攝坐標(biāo)，檢測(cè)出攝像機(jī)的朝向即游戲槍22所瞄準(zhǔn)的位置的方式。
另外，CPU101依次地執(zhí)行對(duì)由游戲者射出的子彈在顯示器11畫面中的游戲空間內(nèi)的彈道計(jì)算，理想的是在每次進(jìn)行計(jì)算時(shí)在畫面內(nèi)顯示子彈等來判斷是否命中了畫面中的敵人。判斷是否命中的判斷是通過對(duì)照逐次的彈道計(jì)算結(jié)果與敵人位置坐標(biāo)是否一致或基本一致來進(jìn)行。
下面，參照?qǐng)D3對(duì)頭部檢測(cè)部30的位置計(jì)算部35的檢測(cè)原理進(jìn)行說明。從超聲波發(fā)射機(jī)31發(fā)出的具有寬指向性的超聲波脈沖在下面的游戲者身體上形成反射，其中的一部分被超聲波接收機(jī)32、33接收。由于游戲者的游戲動(dòng)作通常都是頭部位于最高位置，所以可以做到超聲波接收機(jī)32、33所接收的脈沖信號(hào)都是從游戲者頭部反射的發(fā)射波。位置計(jì)算部35分別對(duì)從發(fā)射時(shí)刻到超聲波接收機(jī)32、33接收到的脈沖信號(hào)的上升沿時(shí)刻的時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)，利用根據(jù)空中聲音傳播速度對(duì)兩個(gè)計(jì)時(shí)時(shí)間進(jìn)行換算所得出的距離數(shù)據(jù)、超聲波發(fā)射機(jī)31與接收機(jī)32及發(fā)射機(jī)31與接收機(jī)33的各個(gè)距離以及高度信息進(jìn)行幾何運(yùn)算處理，計(jì)算出游戲者頭部的高度方向及左右方向的位置。即，在超聲波接收機(jī)32一側(cè)的計(jì)時(shí)時(shí)間確定以超聲波發(fā)射機(jī)31和接收機(jī)32為焦點(diǎn)的橢圓球。同樣，在超聲波接收機(jī)33一側(cè)的計(jì)時(shí)時(shí)間確定以超聲波發(fā)射機(jī)31和接收機(jī)33為焦點(diǎn)的橢圓球。然后，由于超聲波發(fā)射機(jī)31的位置相同，所以能夠計(jì)算出2個(gè)橢圓球最下點(diǎn)的交點(diǎn)(交點(diǎn)的計(jì)算處理351)，并且利用超聲波發(fā)射機(jī)31、接收機(jī)32、33的高度信息可以確定空間內(nèi)的高度方向及左右方向的位置(位置確定處理352)。另外，為了簡化計(jì)算，也可以視為游戲者頭部位于超聲波發(fā)射機(jī)31、接收機(jī)32、33的直下方，即只通過橢圓計(jì)算來算出交點(diǎn)。另外，也可以構(gòu)成預(yù)先計(jì)算求出兩計(jì)時(shí)時(shí)間(即兩距離數(shù)據(jù))與頭部位置的關(guān)系，利用以表格(LUT)的形式記憶的數(shù)據(jù)的形式。位置計(jì)算部35把這樣求出的游戲者頭部在游戲空間中的高度位置及左右方向的位置作為模擬攝像機(jī)的視點(diǎn)信息輸出到游戲控制部100。這樣，對(duì)應(yīng)游戲者的頭部位置，或者說跟隨頭部位置的變化量及變化方向使模擬攝像機(jī)的視點(diǎn)移動(dòng)。
圖4的(a)～(d)是表示一例在游戲者頭部在上下方向移動(dòng)時(shí)的顯示器顯示圖像的視點(diǎn)變化的示意圖。圖5是說明游戲者的游戲狀況的示意圖。(a)～(d)是對(duì)應(yīng)各個(gè)時(shí)間的視圖，分別表示游戲者在游戲機(jī)主機(jī)10的跟前從躬腰的姿勢(shì)(參照?qǐng)D5)如箭頭所示地逐漸地站起到接近直立的姿勢(shì)，即，游戲者的頭部(眼)從下方變化到上方位置的4個(gè)場(chǎng)面。(a)表示在視點(diǎn)的正前方有像桌子那樣的障礙物B，游戲者隱藏在這個(gè)障礙物B跟前的下方，只能看到在對(duì)面的手持槍的敵人AC1頭部的一部分。(b)表示游戲者從這個(gè)狀態(tài)稍微抬起頭部狀態(tài)的畫面，表示游戲者的眼睛與障礙物B位于同一平面上的狀況，可以看到敵人AC1的胸部，同時(shí)還看到了在其后面的另外2個(gè)敵人AC2、AC3的頭部。然后，(c)表示游戲者進(jìn)一步直起身抬起頭的狀態(tài)的畫面，呈現(xiàn)出游戲者的眼睛略高出障礙物B的上面Bs的狀況，可以看到了3個(gè)敵人AC1～AC3的上半身，同時(shí)可以看到障礙物B的上面Bs。然后，(d)表示游戲者完全直立狀態(tài)的畫面，呈現(xiàn)出游戲者的頭部暴露在障礙物B之上的狀況，可更清楚地看到上面Bs。隨著游戲者的眼睛的抬起，可以看到障礙物的上面如圖(a)～(d)所示的那樣依次地下降。
圖6的(a)～(d)是表示一例在游戲者頭部在左右方向移動(dòng)時(shí)的顯示器顯示圖像的視點(diǎn)變化的示意圖。圖7是說明游戲者的游戲狀況的示意圖。(a)～(d)是對(duì)應(yīng)各個(gè)時(shí)間的視圖，分別表示游戲者在游戲機(jī)主機(jī)10的右側(cè)(參照?qǐng)D7)向箭頭方向移動(dòng)到左側(cè)，即，游戲者的頭部(眼)從右側(cè)變化到左側(cè)位置的4個(gè)場(chǎng)面。(a)表示在視點(diǎn)的跟前右側(cè)有象門或墻壁那樣的障礙物B，游戲者隱藏在這個(gè)障礙物B的后面，只能看到在對(duì)面的手持槍的敵人AC1手臂的一部分。(b)表示游戲者從這個(gè)狀態(tài)把頭稍微向左移動(dòng)的狀態(tài)的畫面，呈現(xiàn)出游戲者的眼睛從左端稍微露出障礙物B的狀況，可以看到敵人AC1的面部及胸部。然后，(c)表示游戲者進(jìn)一步把頭向左移動(dòng)的狀態(tài)的畫面，呈現(xiàn)出游戲者的頭部暴露出障礙物B的左端外的狀況，可以看到了敵人AC1的上半身，同時(shí)開始到在其后面的其他敵人AC2的一部分。然后，(d)表示游戲者欲從障礙物B向左側(cè)跳出來的暴露出上半身的狀態(tài)的畫面，除了2個(gè)敵人AC1、AC2，還可以看到另外的一個(gè)敵人AC3。
另外，由于頭部檢測(cè)部30能夠檢測(cè)出游戲者頭部的上下、左右位置，所以在游戲者的頭部形成包括上下方向及左右方向的兩個(gè)方向成分的移動(dòng)時(shí)，視點(diǎn)能夠與其對(duì)應(yīng)，即向斜的方向移動(dòng)。
圖8是表示一例由CPU101執(zhí)行的游戲進(jìn)行處理的流程圖。在電源開啟后，本程序開始運(yùn)行，首先，在顯示器11上顯示演示畫面(步驟ST1)。然后，當(dāng)硬幣開關(guān)25a檢測(cè)出投入了規(guī)定數(shù)的硬幣時(shí)(步驟ST2的“是”)，顯示開始畫面(步驟ST3)，開始執(zhí)行作為射擊游戲的游戲主體處理(步驟ST4)。在游戲是由規(guī)定數(shù)的等級(jí)作構(gòu)成的情況下，判斷在各個(gè)等級(jí)的途中是否滿足規(guī)定的條件，例如，判斷通過發(fā)揮作為生命標(biāo)尺管理裝置功能的CPU101的控制被顯示在顯示器11畫面上部區(qū)域等中的生命標(biāo)尺是否在規(guī)定值以下，例如是否下降到0，當(dāng)在生命標(biāo)尺還未下降到0之前滿足了在該等級(jí)中出現(xiàn)的敵人全部被擊中等的條件時(shí)，判斷下一等級(jí)是否是最終等級(jí)(步驟ST5)。相反地如果在游戲途中生命標(biāo)尺下降到0，則在該時(shí)刻切換成游戲結(jié)束畫面，強(qiáng)制地結(jié)束游戲。
另外，如果過關(guān)的等級(jí)是最終等級(jí)，則顯示表示表彰內(nèi)容的終了演示畫面(步驟ST6)，或根據(jù)必要顯示得分等然后轉(zhuǎn)換為游戲結(jié)束畫面(步驟ST7)，結(jié)束本游戲。
圖9是表示步驟ST4的“游戲主處理”的程序的流程圖。游戲主處理首先通過內(nèi)置計(jì)時(shí)器判斷是否已經(jīng)用完對(duì)各個(gè)等級(jí)所設(shè)定的游戲時(shí)間，如果還在時(shí)間內(nèi)，則判斷生命標(biāo)尺是否還有余額(步驟ST11、ST12)。如果都為否，則轉(zhuǎn)移到步驟ST7。如果生命標(biāo)尺還有余額，則進(jìn)行I/O輸入處理，也就是進(jìn)行從頭部檢測(cè)部30接收游戲者的頭部位置信息即實(shí)際是游戲者的眼睛的位置信息的處理(步驟ST13)。
然后，判斷是主觀視點(diǎn)還是客觀視點(diǎn)(步驟ST14)。在本游戲中，通過發(fā)揮主、客觀視點(diǎn)切換裝置功能的CPU101及計(jì)時(shí)器在各個(gè)等級(jí)的最初一段時(shí)間內(nèi)客觀地演示游戲空間的全體狀況，即，為了使游戲者了解自己究竟在游戲空間內(nèi)的何處等，以包括游戲者角色的模擬攝像機(jī)的視點(diǎn)范圍進(jìn)行大范圍地圖像形成，在這一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行客觀視點(diǎn)的圖像形成處理。另一方面，當(dāng)結(jié)束了這個(gè)客觀視點(diǎn)的圖像形成處理后，切換到以游戲者的視點(diǎn)為基準(zhǔn)的主觀視點(diǎn)。在步驟ST14中，如果是客觀視點(diǎn)，則以不依賴于通過I/O輸入處理所得出的信息的視點(diǎn)進(jìn)行游戲圖像的圖像形成(步驟ST15)，另外，在進(jìn)行槍戰(zhàn)的過程中生成聲音控制的插入處理，通過揚(yáng)聲器12(或揚(yáng)聲器12及21)輸出與射擊相關(guān)的各種聲音(步驟ST16)。
另外，如果轉(zhuǎn)移到主觀視點(diǎn)，則以根據(jù)通過I/O輸入處理所得出的信息的主觀視點(diǎn)進(jìn)行游戲圖像的圖像形成(步驟ST17)，并且通過在進(jìn)行槍戰(zhàn)時(shí)的插入處理，使揚(yáng)聲器12或揚(yáng)聲器21分別輸出相應(yīng)的與射擊相關(guān)的各種效果音(步驟ST18)。當(dāng)步驟ST16、18的聲音處理結(jié)束后，判斷是否本等級(jí)已經(jīng)結(jié)束，如果未結(jié)束，轉(zhuǎn)移到步驟ST11再次執(zhí)行步驟ST11～ST18的處理，如果已經(jīng)結(jié)束，則轉(zhuǎn)移到步驟ST6，跳出本子程序。
圖10是表示在步驟ST18的“基于視點(diǎn)位置的聲音處理”中的對(duì)于敵人的射擊的“插入處理”的流程圖。在圖中，聲音輸出處理的插入處理在敵人射擊時(shí)開始，判斷在聲音發(fā)生對(duì)像與模擬攝像機(jī)的視點(diǎn)的游戲空間上的距離是否小于預(yù)設(shè)的遠(yuǎn)近判斷閥值(步驟ST21)。上述的聲音發(fā)生對(duì)像是指敵人射擊的子彈和這個(gè)子彈擊中視點(diǎn)跟前的障礙物時(shí)的該障礙物。即，在敵人的子彈擊中跟前的障礙物時(shí)，如果到該障礙物的距離小于閥值(如果近)，則從揚(yáng)聲器21輸出中彈聲音(步驟ST22)，如果大于閥值(如果遠(yuǎn))則從揚(yáng)聲器12輸出中彈的聲音(步驟ST23)。
另外，聲音控制部120具有根據(jù)由逐次的彈道計(jì)算結(jié)果得出的子彈位置與視點(diǎn)位置之間的距離計(jì)算結(jié)果來判斷射出的子彈可認(rèn)為是命中了游戲者地通過了接近視點(diǎn)位置的判斷功能，作為命中游戲者的命中處理(作為命中畫面的處理，例如使畫面發(fā)生暫時(shí)的振動(dòng)等，并且減少生命標(biāo)尺的規(guī)定值的同時(shí))通過揚(yáng)聲器21輸出命中音(步驟ST22)。另外，在既沒有命中視點(diǎn)前方的障礙物也沒有命中游戲者時(shí)，在通過逐次彈道計(jì)算得出的子彈與視點(diǎn)的距離的計(jì)算結(jié)果小于閥值的時(shí)刻，通過揚(yáng)聲器21輸出子彈的風(fēng)聲(步驟ST22)。雖然與射擊相關(guān)的其他效果音是通過揚(yáng)聲器12輸出，但也可以把游戲者的射擊音通過揚(yáng)聲器21輸出。由于這樣地進(jìn)行在聲音發(fā)生對(duì)像遠(yuǎn)離視點(diǎn)時(shí)，從遠(yuǎn)離游戲者的揚(yáng)聲器12發(fā)出聲音，在臨近視點(diǎn)時(shí)，從臨近游戲者的揚(yáng)聲器21發(fā)出聲音的切換，可以提供更具有聲音臨場(chǎng)感的游戲。
當(dāng)進(jìn)行完一個(gè)聲音輸出處理時(shí)，然后判斷是否已完成對(duì)全聲音對(duì)像的聲音處理，即，判斷對(duì)應(yīng)射出的一棵子彈是否發(fā)生了任意一項(xiàng)現(xiàn)場(chǎng)事件(在該時(shí)刻命中了前方的障礙物、命中了游戲者、或從面前飛過)(步驟ST24)，如果未發(fā)生現(xiàn)場(chǎng)事件，則轉(zhuǎn)移到步驟ST21，如果有發(fā)生，結(jié)束對(duì)該子彈的聲音輸出處理，返回到主程序。另外，不限于1個(gè)揚(yáng)聲器21，也可以分別設(shè)置在左右兩邊。在這個(gè)場(chǎng)合，對(duì)應(yīng)游戲者頭部在游戲區(qū)域內(nèi)的左右任意位置切換左右揚(yáng)聲器的聲音輸出，或通過對(duì)應(yīng)調(diào)整音量比率配合音響的遠(yuǎn)近切換和左右方向的切換等，可進(jìn)一步營造出音響的臨場(chǎng)感。
圖11是表示本發(fā)明的3D視頻游戲裝置的實(shí)施例2的立體圖，圖12是進(jìn)行游戲者頭部檢測(cè)的方框圖。本游戲裝置在外觀上雖然與圖1所示的游戲裝置有一些區(qū)別，但除了頭部檢測(cè)部30的構(gòu)成不同之外，其他功能基本相同。
在實(shí)施例2中，頭部檢測(cè)部130位于顯示器11的正下方，由設(shè)置在左右方向的中央位置上的攝像裝置例如CCD攝像機(jī)131和游戲區(qū)域后的背景遮擋板132構(gòu)成，并且具有作為處理功能部的輪廓影像提取裝置133、記憶人體輪廓特征數(shù)據(jù)的人體輪廓特征數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器134及位置確定處理部135。把CCD攝像機(jī)131的攝像區(qū)域朝向游戲區(qū)域。
背景遮擋板132由擋住游戲區(qū)域的呈直立長方形狀的支撐體132a、使這個(gè)支撐體132a保持直立狀態(tài)的與游戲機(jī)主機(jī)10連接的上部水平連接臂132b和粘貼在支撐體132a上半部上的規(guī)定顏色的，例如具有單色藍(lán)或2色的直線圖案的表面的屏幕132c構(gòu)成。屏幕132c具有可覆蓋游戲者在通常的游戲姿勢(shì)時(shí)的頭部位置變化范圍的形狀，最好是直角四邊形，并且設(shè)置在從游戲者的躬腰姿勢(shì)至直立姿勢(shì)之間可覆蓋頭部的高度位置上。屏幕132c也可以是半透明，這樣，可使在屏幕132c后面的觀眾看到游戲者的動(dòng)作和顯示器11的圖像。
設(shè)定CCD攝像機(jī)131的視角為可拍攝到全體屏幕132c，使屏幕132c后面的背景物(例如游戲廳中的各種物體，如其他的游戲機(jī)等和人物等)不被拍攝到拍攝圖像中，最好是使用在CCD元件的前面排列設(shè)置RGB各色濾鏡的彩色攝像裝置。CCD攝像機(jī)131對(duì)屏幕132c以規(guī)定的周期，例如每1/60秒一次或能以需要的分辨率跟隨游戲者頭部的位置變化的時(shí)間周期進(jìn)行拍攝，將拍攝的圖像記憶在規(guī)定地址下的內(nèi)部圖像存儲(chǔ)器131a中。輪廓影響提取部133通過從被保存在圖像存儲(chǔ)器131a中的包含游戲者及其后面的屏幕132c的圖像數(shù)據(jù)中除去藍(lán)色圖像(在黑白攝像機(jī)的場(chǎng)合，沒有紋理的區(qū)域的圖像)來提取人體輪廓。這個(gè)提取處理可以把單色藍(lán)區(qū)域作為無數(shù)據(jù)區(qū)域進(jìn)行處理。另外，在屏幕132c為條紋圖形的情況下，只要進(jìn)行除去該基本圖形區(qū)域的處理即可。
位置確定部135利用圖像識(shí)別技術(shù)等從通過輪廓影響提取部133提取出的人體輪廓及人體輪廓特征數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器134的人體輪廓特征數(shù)據(jù)將該頭部從人體輪廓中提取出來，通過運(yùn)算，求出頭部中的眼部位置，例如是頭部區(qū)域的中心位置，將這個(gè)位置作為眼的位置進(jìn)行位置確定。將得出的位置信息提供給游戲控制部100，之后，與實(shí)施例1相同把其作為視點(diǎn)信息使用。
本發(fā)明除了實(shí)施例1、2的頭部檢測(cè)部30、130以外，也可以采用以下的形式。
(1)相對(duì)于實(shí)施例2的頭部檢測(cè)部130的CCD攝像機(jī)，也可以在該CCD攝像面的前面設(shè)置紅外線濾鏡使其形成紅外線攝像機(jī)，并且，在其近旁位置上設(shè)置可照射全屏幕132c范圍的紅外線光源，同時(shí)在屏幕132c的表面上涂布吸收紅外線的涂層。這樣的構(gòu)成由于紅外線光不能從屏幕132c反射回來，所以屏幕132c的攝像區(qū)域?yàn)榈洼x度，從而可以加強(qiáng)與游戲者的反射區(qū)域之間的明暗對(duì)比度，容易地提取人體輪廓。另外，也可以在屏幕132c的表面涂抹反射紅外線光的材料。這樣的構(gòu)成，由于紅外線攝像機(jī)在屏幕132c上形成強(qiáng)反射，所以屏幕132c的攝像區(qū)域?yàn)楦咻x度，從而可以加強(qiáng)與游戲者的反射區(qū)域之間的明暗對(duì)比度，容易地提取人體輪廓。
另外，也可以使用由紅外線反射材料區(qū)域和吸收材料區(qū)域構(gòu)成條紋圖形的屏幕，這樣，也可以與實(shí)施例2的條紋圖形一樣，容易地提取人體輪廓。
(2)圖13是表示頭部檢測(cè)部的其他實(shí)施例的方框圖。頭部檢測(cè)部230具有上述(1)所述的紅外線攝像機(jī)231、和可帶在游戲者面部至頭部上的在其正面?zhèn)仍O(shè)有規(guī)定個(gè)數(shù)例如3個(gè)進(jìn)行紅外線點(diǎn)光發(fā)光的紅外線發(fā)光部件236a的目鏡或頭部佩帶物236，同時(shí)還具有處理部內(nèi)的圖像存儲(chǔ)器231a、圖像解析部237、唯一圖形特征數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器238以及位置確定處理部239。當(dāng)紅外線攝像機(jī)231對(duì)游戲者進(jìn)行拍攝時(shí)，圖像存儲(chǔ)器231a獲取3個(gè)輝點(diǎn)236b作為圖像數(shù)據(jù)，這個(gè)由3點(diǎn)構(gòu)成的圖形通過圖像解析部238與唯一圖形特征數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器238中的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，確定圖像存儲(chǔ)器231a內(nèi)的存儲(chǔ)位置，即地址。位置確定部239利用3點(diǎn)的地址信息根據(jù)預(yù)先設(shè)定的關(guān)系式計(jì)算出游戲者的眼的位置，然后提供給游戲控制部100。另外，把紅外線發(fā)光部件236a設(shè)定為3個(gè)，其實(shí)只要有1個(gè)就能夠進(jìn)行檢測(cè)，不過如果有2個(gè)或更多的話，可同時(shí)檢測(cè)出頭部和面部的移動(dòng)，所以具有可更準(zhǔn)確地確定游戲者的眼的位置的優(yōu)點(diǎn)。
另外，也可以構(gòu)成取代紅外線發(fā)光部件236a在目鏡236上設(shè)置需要個(gè)數(shù)的反射紅外線光的反射鏡，同時(shí)在游戲機(jī)主機(jī)10的一側(cè)設(shè)置具有寬照射角的紅外線發(fā)光光源，使紅外線攝像機(jī)231能夠拍攝到從上述反射鏡反射的光，這樣也可以得到與上述相同的效果。在這個(gè)場(chǎng)合，由于不需要在目鏡236中設(shè)置用于發(fā)射紅外線光的電源和驅(qū)動(dòng)裝置，所以可實(shí)現(xiàn)目鏡236的輕巧化。
(3)圖14表示頭部檢測(cè)部的又一實(shí)施例，圖中的(a)是方框圖，(b)是位置確定的說明圖。
頭部檢測(cè)部330具有由在游戲區(qū)域上部的左右方向上以規(guī)定的間隔排列設(shè)置的多個(gè)超聲波發(fā)射接收機(jī)331a、…所構(gòu)成的測(cè)距傳感器部331，同時(shí)還具有在處理部內(nèi)的位置檢測(cè)處理部332、峰值點(diǎn)檢測(cè)部333及位置確定處理部334。超聲波發(fā)射接收機(jī)如眾所周知的那樣，至少由壓電元件、對(duì)這個(gè)壓電元件實(shí)施脈沖信號(hào)激振使其發(fā)射超聲波脈沖的激振部、接收反射波的接收部、和切換信號(hào)的輸入輸出方向的電路等構(gòu)成。測(cè)距傳感器部331也可以是具有發(fā)光部和感光部的反射式光(最好是紅外線光)傳感器器。測(cè)距傳感器部331的各個(gè)超聲波發(fā)射接收機(jī)331a具有在游戲區(qū)域內(nèi)的游戲者的頭部能夠被其中任意一個(gè)(最好是多個(gè))檢測(cè)出來的垂直向下的指向幅度。或設(shè)置其間隔小于通常的頭部寬度。
超聲波發(fā)射接收機(jī)331a可同時(shí)發(fā)射超聲波，但為了防止相鄰的互相干擾，也可以依次高速地或至少相隔1個(gè)地使相鄰的超聲波發(fā)射接收機(jī)331a互換地進(jìn)行發(fā)射檢測(cè)。不過，由于對(duì)于窄指向性的超聲波束被發(fā)射該波的超聲波發(fā)射接收機(jī)接收到時(shí)為最短的測(cè)距數(shù)據(jù)，所以，即使被相鄰的超聲波發(fā)射接收機(jī)混波接收，但獲得最短測(cè)距數(shù)據(jù)的超聲波發(fā)射接收機(jī)331a已得到確定，所以不會(huì)發(fā)生問題。
如圖14所示，從游戲者頭部反射來的反射波被同一超聲波發(fā)射接收機(jī)331a接收，通過由位置檢測(cè)部332根據(jù)從發(fā)射時(shí)刻到接收時(shí)刻的時(shí)間利用音速換算出距離，可得出超聲波發(fā)射接收機(jī)331a的間隔與距離的數(shù)據(jù)(大體概念上如曲線圖332a所示)之間的關(guān)系。峰值點(diǎn)檢測(cè)部333根據(jù)上述間隔尺寸和距離的數(shù)據(jù)檢測(cè)出如圖14(b)所示的峰值點(diǎn)的高度位置Pe及左右方向位置Xp。由于波形在高度方向如圖14(b)所示的那樣為山形，所以通過使位置檢測(cè)部332具備利用預(yù)先設(shè)定好的函數(shù)模型等生成連續(xù)數(shù)據(jù)的功能，即使峰值點(diǎn)位于超聲波發(fā)射接收機(jī)331a之間，也可以被峰值點(diǎn)檢測(cè)部333檢測(cè)出來。位置確定處理部334通過從游戲者頭頂部的高度位置Pe減去規(guī)定的值來確定游戲者眼的高度位置，另外，左右方向位置可根據(jù)超聲波發(fā)射接收機(jī)331a的排列間隔來確定。把這樣得出的游戲者眼的高度位置及左右方向位置的信息提供給游戲控制部100。
(4)圖15是表示頭部檢測(cè)部的又一實(shí)施例的視圖。頭部檢測(cè)部430具有鋪設(shè)在游戲區(qū)域內(nèi)的壓感式腳墊431，用于檢測(cè)游戲者雙腳的位置同時(shí)利用這些信息及后述的其他信息來確定頭部位置。
壓感腳墊431具有把向前后方向延長的傳感器部以小于游戲者腳部寬度的間隔，最好是充分窄的間隔(為了便于說明以及制圖，加寬了圖中的間隔)并排設(shè)置的構(gòu)造。壓感腳墊431可以采用一般性的材料，例如是在2片柔軟膠片基材431a的相對(duì)面上的對(duì)應(yīng)位置上分別用壓感導(dǎo)電性墨水431b，例如是由均勻混合有導(dǎo)電性粒子和非導(dǎo)電性粒子的熱塑性樹脂構(gòu)成的墨水，印刷成細(xì)長狀的條紋，然后將兩片膠片基材431a粘合而成。另外，從各個(gè)壓感導(dǎo)電性墨水條紋431b分別把一根引線(均勻混合有銀等的導(dǎo)電性粒子的熱塑性樹脂)在被絕緣的狀態(tài)下引出到膠片外，對(duì)一方的膠片基材431a的引線施加規(guī)定的電壓，把另一方的膠片基材431a的引線連接成使電壓檢測(cè)電路可識(shí)別出各個(gè)引線。在粘合在一起的兩片膠片基材431a的兩面對(duì)向的壓感導(dǎo)電性墨水431b的接觸面上形成存在微小的凹凸(由于在印刷時(shí)存在微小粒子)的狀態(tài)，通過對(duì)膠片基材431a的表面加壓，使墨水表面的相互實(shí)際接觸面積發(fā)生變化，即，根據(jù)接觸面的阻抗變化來模擬地檢測(cè)出另一方的引線上的電壓。
壓力數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器432分別對(duì)應(yīng)記憶由壓感導(dǎo)電性墨水431b的電壓檢測(cè)電路檢測(cè)出來的電壓值即壓力數(shù)據(jù)，圖中表示記憶內(nèi)容的概念分布圖。左右腳位置檢測(cè)部433a通過根據(jù)壓力數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器432的記憶內(nèi)容求出可判斷出承受左右腳負(fù)荷的區(qū)域內(nèi)的中心，計(jì)算出在壓感腳墊431上的左右方向上的各個(gè)腳的位置信息，把計(jì)算出的位置信息存儲(chǔ)在各個(gè)腳位置信息存儲(chǔ)器433b中。另外，左右腳位置檢測(cè)部433a把各個(gè)腳的腳區(qū)域內(nèi)的壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行累加，分別把累加值作為體重偏量存儲(chǔ)到各個(gè)腳的體重偏量信息存儲(chǔ)器433c中。
重心計(jì)算部433d根據(jù)壓力數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器432所記憶的內(nèi)容計(jì)算出在壓感腳墊431上的左右方向的負(fù)荷的重心位置，即腰部位置，將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在重心位置信息存儲(chǔ)器433e中。統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)模型存儲(chǔ)器433f用于存儲(chǔ)以人類工程學(xué)的觀點(diǎn)以及經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，根據(jù)兩腳的位置、體重的偏量及腰部的位置等推算出頭部位置的模型數(shù)據(jù)。另外，位置確定部433g根據(jù)各個(gè)腳的位置信息存儲(chǔ)器433b、各個(gè)腳的體重偏量信息存儲(chǔ)器433c、重心位置信息存儲(chǔ)器433e以及統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)模型存儲(chǔ)器433f的信息，確定游戲者的頭部位置。把被確定的頭部位置信息送至游戲控制部100。
這樣，通過在游戲區(qū)域內(nèi)設(shè)置壓感腳墊431，可以根據(jù)游戲者兩腳的位置信息確定頭部在壓感腳墊431上的左右方向上的位置，所以，省略了設(shè)置頭部檢測(cè)部的空間及構(gòu)造。
(5)圖16是表示頭部檢測(cè)部的壓感式腳墊的其他實(shí)施例的視圖。頭部檢測(cè)部530具有鋪設(shè)在游戲區(qū)域內(nèi)的壓感式腳墊531，在對(duì)游戲者的雙腳進(jìn)行檢測(cè)的同時(shí)，使用這些信息以及后述的其他信息來確定頭部位置。
壓感腳墊531基本上可采用上述(4)所述的原理、材料來制造。即，如圖16(a)所示，在一方的膠片基材5311的背面以規(guī)定的間隔形成縱向細(xì)長的壓感導(dǎo)電性墨水5312，又如圖16(b)所示，在另一方的膠片基材5313的背面一規(guī)定的間隔形成左右方向細(xì)長的壓感導(dǎo)電性墨水5314，通過把兩個(gè)背面相互粘合，便制成如圖16(c)所示的形成矩陣格狀的壓感部的膠片基材5311。另外，在一方，例如高速地依次對(duì)膠片基材5311的各個(gè)壓感導(dǎo)電性墨水5312的引線施加規(guī)定的電壓，在另一方的膠片基材5313的各個(gè)壓感導(dǎo)電性墨水5314的引線連接電壓檢測(cè)電路。這樣，可根據(jù)對(duì)壓感導(dǎo)電性墨水5312的電壓施加時(shí)刻和由電壓檢測(cè)電路檢測(cè)出來的被施加電壓的壓感導(dǎo)電性墨水5314來確定在壓感腳墊531上的腳的位置，檢測(cè)出該電平。采用這個(gè)壓感腳墊531，可在左右方向及前后方向2維地檢測(cè)出游戲者雙腳的位置。在這個(gè)實(shí)施例中，如采用圖15所示的位置檢測(cè)部433，使這時(shí)的位置確定處理部433g具備2維的位置確定處理功能，可在壓感腳墊5311上3維地確定游戲者頭部的位置。
這樣，能夠3維地確定游戲者頭部的位置的結(jié)果，可以使在顯示器11畫面上的游戲空間內(nèi)的視點(diǎn)向縱深方向移動(dòng)。
(6)對(duì)于實(shí)施例2的頭部檢測(cè)部130及上述(1)～(3)的頭部檢測(cè)部，當(dāng)附加在前后方向并排設(shè)置壓感導(dǎo)電性墨水的(4)所述的壓感腳墊時(shí)，由于這個(gè)壓感腳墊可確定游戲者頭部在縱深方向上的位置，所以可全體地確定出游戲者頭部的3維位置。
(7)在實(shí)施例1中，把超聲波接收機(jī)32、33設(shè)置在位于超聲波發(fā)射機(jī)31左右兩側(cè)的同一條直線上，從而可檢測(cè)出頭部的高度位置及左右方向位置，不過也可以在超聲波發(fā)射機(jī)的水平面上設(shè)置3個(gè)超聲波接收機(jī)，根據(jù)各個(gè)超聲波接收機(jī)的測(cè)量時(shí)間即距離信息確定3個(gè)橢圓球，檢測(cè)出這些交點(diǎn)作為頭部位置。這樣的構(gòu)成具有可檢測(cè)出頭部在3維空間上的位置的優(yōu)點(diǎn)。另外，只要至少設(shè)置3個(gè)以上的超聲波接收機(jī)即可。
(8)另外，本實(shí)施例例舉了適用于射擊游戲的實(shí)例，但除了射擊游戲以外，也適用于游戲者與其他角色人物對(duì)戰(zhàn)形式的游戲，例如拳擊游戲等。另外，本發(fā)明也可適用于不需要特別使用游戲槍等的操作部，例如通過從各個(gè)方向進(jìn)行觀望來找出隱藏物的捉迷藏游戲等。
依照上述本發(fā)明的第1個(gè)發(fā)明和所提供的方法，通過使模擬攝像機(jī)跟隨游戲者的自由動(dòng)作，可及時(shí)地顯示出從游戲者的意圖視點(diǎn)所觀察的圖像，可豐富游戲內(nèi)容，提供富有趣味的游戲。
依照上述本發(fā)明的第3個(gè)發(fā)明，由于可對(duì)操作部進(jìn)行與視點(diǎn)的移動(dòng)相關(guān)連的操作，所以在游戲的進(jìn)行過程中可提高對(duì)游戲的興趣。
依照上述本發(fā)明的第4個(gè)發(fā)明，可通過檢測(cè)雙腳位置的墊狀的壓力傳感器，確定在水平面上的至少1個(gè)方向上的頭部位置。
依照上述本發(fā)明的第5個(gè)發(fā)明，可檢測(cè)出頭部在水平面上的位置和高度位置。
依照上述本發(fā)明的第6個(gè)發(fā)明，可計(jì)算出雙腳的重心位置，至少利用這個(gè)重心位置信息可確定游戲者的頭部位置。
依照上述本發(fā)明的第7個(gè)發(fā)明，可不防礙游戲者的動(dòng)作地檢測(cè)出游戲者的頭部位置。
依照上述本發(fā)明的第8個(gè)發(fā)明，可利用1個(gè)傳播媒體發(fā)射機(jī)和2個(gè)傳播媒體接收機(jī)檢測(cè)出游戲者頭部的位置。
依照上述本發(fā)明的第9個(gè)發(fā)明，可利用1個(gè)傳播媒體發(fā)射機(jī)和3個(gè)以上的傳播媒體接收機(jī)檢測(cè)出游戲者頭部在3維空間中的位置。
依照上述本發(fā)明的第10個(gè)發(fā)明，可確定在1維方向上的游戲者頭部的位置及高度，即在垂直面上的頭部位置。
依照上述本發(fā)明的第11個(gè)發(fā)明，可根據(jù)游戲者的攝像圖像來確定游戲者的頭部位置。
依照上述本發(fā)明的第12個(gè)發(fā)明，可根據(jù)游戲者的攝像圖像容易地提取輪廓。
依照上述本發(fā)明的第13個(gè)發(fā)明，可根據(jù)對(duì)從游戲者佩帶的紅外線發(fā)光部件發(fā)出的紅外線光的感光圖像來確定游戲者的頭部位置。
依照上述本發(fā)明的第14、15個(gè)發(fā)明，可增強(qiáng)游戲者輪廓區(qū)域與其他區(qū)域的輝度對(duì)比度，從而可容易地檢測(cè)出頭部位置。
權(quán)利要求
1.一種3維視頻游戲裝置，具有設(shè)置在游戲機(jī)框體的規(guī)定高度位置上的顯示圖像的顯示器、控制游戲進(jìn)行的游戲控制部和作成從模擬攝像機(jī)的視點(diǎn)看去的3維圖像并且在上述顯示器畫面上顯示游戲畫面的顯示控制部，其特征在于具有檢測(cè)出位于上述顯示器畫面前方游戲區(qū)域內(nèi)的游戲者的頭部在游戲區(qū)域空間中至少在1維方向上的位置的頭部檢測(cè)裝置、和使模擬攝像機(jī)的視點(diǎn)跟隨檢測(cè)出的游戲者頭部位置的變化方向及變化量移動(dòng)的視點(diǎn)變更裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3維視頻游戲裝置，其特征在于具有能夠進(jìn)行外部操作的操作部，上述游戲控制部在游戲進(jìn)行中反映對(duì)上述操作部的操作內(nèi)容。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的3維視頻游戲裝置，其特征在于上述頭部檢測(cè)裝置具有檢測(cè)出在水平面上的至少1個(gè)方向上的雙腳位置的墊狀壓力傳感器、和對(duì)應(yīng)檢測(cè)出的雙腳的位置信息確定頭部在上述水平面上的至少在1個(gè)方向上的位置的頭部位置確定裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的3維視頻游戲裝置，其特征在于上述頭部檢測(cè)裝置還具有遙感檢測(cè)頭部高度位置的距離測(cè)定傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的3維視頻游戲裝置，其特征在于上述壓力傳感器為模擬式傳感器，上述頭部位置確定裝置根據(jù)對(duì)各個(gè)腳的檢測(cè)電平計(jì)算出雙腳的重心位置，利用求出的重心位置信息和雙腳位置信息來確定在上述水平面上的至少一個(gè)方向上的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的3維視頻游戲裝置，其特征在于上述頭部檢測(cè)裝置具有遙感檢測(cè)頭部高度及左右方向的至少一個(gè)方向上的位置的距離測(cè)定傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的3維視頻游戲裝置，其特征在于上述距離傳感器具有1個(gè)傳播媒體發(fā)射機(jī)和以上述傳播媒體發(fā)射機(jī)為中心并且設(shè)置在上述顯示器畫面的左右方向上的2個(gè)部位上的分別接收從游戲者的頭部反射來的由傳播媒體發(fā)射機(jī)發(fā)出的傳播媒體的第1、第2傳播媒體接收機(jī)，上述頭部檢測(cè)裝置具有根據(jù)從上述信號(hào)發(fā)射時(shí)刻到上述第1、第2傳播媒體接收機(jī)接收到該信號(hào)的經(jīng)過時(shí)間確定上述游戲者頭部位置的頭部位置確定裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的3維視頻游戲裝置，其特征在于上述頭部檢測(cè)裝置具有檢測(cè)出頭部在3維空間中的位置的位置檢測(cè)傳感器，該位置檢測(cè)傳感器具有1個(gè)傳播媒體發(fā)射機(jī)和以上述傳播媒體發(fā)射機(jī)為中心并且在水平面上的不同的位置上至少設(shè)置有3個(gè)的分別接收從游戲者的頭部反射來的由傳播媒體發(fā)射機(jī)發(fā)出的傳播媒體的傳播媒體接收機(jī)，同時(shí)具有根據(jù)從上述信號(hào)發(fā)射時(shí)刻到上述各個(gè)傳播媒體接收機(jī)接收到該信號(hào)的經(jīng)過時(shí)間確定上述游戲者的頭部在3維空間中的位置的頭部位置確定裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的3維視頻游戲裝置，其特征在于上述距離測(cè)定裝置具有多個(gè)在上述游戲區(qū)域上方的水平面上至少在1維方向上排列的朝向下方所設(shè)置的多個(gè)傳播媒體發(fā)射接收機(jī)，上述頭部檢測(cè)裝置具有根據(jù)上述各個(gè)傳播媒體發(fā)射接收機(jī)中的某個(gè)從信號(hào)發(fā)射時(shí)刻到接收到該信號(hào)的經(jīng)過時(shí)間確定上述游戲者的頭部在上述1維方向中的位置及高度的頭部位置確定裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的3維視頻游戲裝置，其特征在于上述頭部檢測(cè)裝置具有光學(xué)攝像裝置和從所拍攝的圖像中提取游戲者頭部的頭部提取裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的3維視頻游戲裝置，其特征在于在攝像裝置對(duì)面一側(cè)設(shè)有形成夾住游戲區(qū)域的具有背景隔離面的部件。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的3維視頻游戲裝置，其特征在于上述頭部檢測(cè)裝置具有紅外線攝象機(jī)、佩帶在游戲者頭部上的紅外線發(fā)光部件和從對(duì)該紅外線發(fā)光部件的紅外線光的感光圖象中提取游戲者頭部的頭部提取裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的3維視頻游戲裝置，其特征在于在紅外線攝象機(jī)對(duì)面一側(cè)設(shè)有形成夾住游戲區(qū)域的具有紅外線光吸收面的部件。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的3維視頻游戲裝置，其特征在于在紅外線攝象機(jī)對(duì)面一側(cè)設(shè)有形成夾住游戲區(qū)域的具有紅外線光反光面的部件。
15.一種3維視頻游戲裝置中的模擬攝像機(jī)視點(diǎn)移動(dòng)的控制方法，該游戲裝置具有設(shè)置在游戲機(jī)框體的規(guī)定高度位置上的顯示圖像的顯示器、控制游戲進(jìn)行的游戲控制部和作成從模擬攝像機(jī)的視點(diǎn)看去的3維圖像并且在上述顯示器畫面上顯示的顯示控制部，其特征在于通過使檢測(cè)出位于上述顯示器畫面前方游戲區(qū)域內(nèi)的游戲者的頭部在游戲區(qū)域空間中至少在1維方向上的位置的頭部檢測(cè)裝置反復(fù)進(jìn)行檢測(cè)，求出頭部的位置信息，使模擬攝像機(jī)的視點(diǎn)跟隨被求出的游戲者頭部位置的變化方向及變化量移動(dòng)。
全文摘要
一種3維視頻游戲裝置具有設(shè)置在游戲機(jī)框體10的規(guī)定高度位置上的顯示圖像的顯示器11、控制游戲進(jìn)行的游戲控制部100和作成從模擬攝像機(jī)的視點(diǎn)看去的3維圖像并且在顯示器11畫面上顯示游戲畫面的圖像形成控制部110,通過1個(gè)超聲波發(fā)射機(jī)31和2個(gè)超聲波接收機(jī)32、33檢測(cè)出位于顯示器11畫面前方游戲區(qū)域內(nèi)的游戲者的頭部在游戲區(qū)域空間中的左右方向及高度的位置,使模擬攝像機(jī)的視點(diǎn)跟隨檢測(cè)出的游戲者頭部位置的變化方向及變化量移動(dòng)。使用這種裝置能夠使模擬攝像機(jī)的視點(diǎn)跟隨游戲者的自由動(dòng)作移動(dòng),及時(shí)地顯示從游戲者意圖視點(diǎn)看去的圖像。
文檔編號(hào)A63F13/04GK1338690SQ01123588
公開日2002年3月6日 申請(qǐng)日期2001年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月11日
發(fā)明者奧田直也, 小林達(dá)也, 藤本博文, 松上重信 申請(qǐng)人:科樂美股份有限公司