專利名稱：畫像作成裝置、畫像作成方法和存儲畫像作成程序的可讀存儲媒體以及視頻游戲機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種利用存儲在光碟、磁碟、半導體記憶媒體等記憶媒體內的程序數據的畫像作成裝置、畫像作成方法和存儲圖像作成程序的可讀存儲媒體以及視頻游戲機。
到目前為止，已有大量的視頻游戲系統問世。例如有由家庭用專用機與電視監視器構成的系統，有由業務專用機與個人電腦(PC)或工作站(Workstation)配合顯示器和聲音輸出器等構成的系統。這些系統中無論哪一種都包括由游戲者操控的控制器，存儲游戲程序數據的存儲媒體，根據游戲程序數據控制產生聲音及圖像的中央處理單元(CPU)，用以產生圖像的圖像處理器，用以產生聲音的聲音處理器，用以顯示游戲畫面的CRT，用以輸出聲音的揚聲器。所述存儲媒體多采用CD-ROM，半導體存儲器，內裝有半導體存儲器的磁帶等。
如果從游戲種類來看，已經有各種各樣的游戲系統問世。其中，在監視器畫面上顯示眾多的選手角色并使這些選手角色進行比賽的游戲，例如足球游戲已為公知。足球游戲是通過操作控制器，給自己球隊的選手角色發出帶球、傳球以及射門等動作的指示從而得分進行比賽，可以使足球游戲比賽的游戲性和比賽性更加豐富。
在這樣的足球游戲中，通過作成追隨著選手角色的陰影圖像并將其表示在游戲場上，在夜間可以真實地進行游戲場面的表現。
可是，在諸如足球游戲這樣的游戲中，要求選手角色，裁判角色等許多角色必須同時在畫面上登場，而且還必須進行此較高速的動作。因此，在作成登場角色圖像的同時，需要對設定在指定位置的光源進行光源計算，從而對各角色作成真實的追隨的陰影圖像，而這種運算處理存在著運算負荷非常大的困難。
本發明鑒于以上的諸問題，目的在于提供一種只用簡單的計算就能夠對各角色以指定的濃度作成真實的追隨陰影圖像的畫像作成裝置、畫像作成方法和存儲圖像作成程序的可讀存儲媒體以及視頻游戲機。
為達到上述目的、本發明采用的技術解決方案是提供一種畫像作成裝置，包括對位于假設3維空間內的模擬場地上的登場角色作成至少朝著一個方向延伸的追隨的陰影畫像的陰影畫像作成控制單元；根據登場角色在模擬場地上所處的具體位置設定陰影畫像的濃度的濃度設定單元；以及將所作成的陰影畫像以被設定的濃度表示在畫像顯示單元上的顯示控制單元。
根據此構成，由于能夠在位于假設3維空間內的模擬場地上，對于登場角色作成至少朝著一個方向延伸的追隨的陰影畫像、還根據登場角色在模擬場地上所處的具體位置設定陰影畫像的濃度、并且以被設定的濃度將所作成的陰影畫像表示在畫像顯示單元上，因此不需要進行復雜的光源計算、只需進行簡單的計算即可作成登場角色的陰影畫像、因此能夠很容易地得到就好象在夜間有照明燈光照明一樣的逼真的畫像。
而且、本發明的登場角色還可以具有腳部，其中上述濃度設定單元還可以是以除登場角色腳部以外的其他指定部位作為登場角色在模擬場地上所處的具體位置。根據此構成，使得從登場角色的腳部到指定部位的陰影畫像的作成變得更加容易地進行。
而且、本發明的陰影畫像作成控制單元還可以通過將登場角色的腳部垂直地向下延伸并使其與模擬場地互相交叉，并將上述交叉之點作為陰影畫像的基部。根據此構成，使得陰影畫像的作成與登場角色的腳部距模擬場地的高度無關、使得陰影畫像作成的計算變得更加容易。
而且、本發明的陰影畫像作成控制單元還可以通過將上述登場角色的指定部位垂直地向下延伸并使其與模擬場地互相交叉，并以自此交叉點起沿預先指定的方向以指定的尺寸錯開的位置作為上述陰影畫像的端部。根據此構成，更加容易地求得陰影畫像的端部位置、使得陰影畫像作成的計算變得更加容易。
而且、本發明的陰影畫像作成控制單元，基于上述登場角色的除腳部以外的其他指定部位距模擬場地的高度決定上述指定的尺寸、使得陰影畫像的尺寸根據登場角色的指定部位距模擬場地的高度而變化、因此能夠作成更加逼真的陰影畫像。
而且在本發明當中還可以使，模擬場地具有互相對面配置的第一邊和第二邊，并在距此第一邊和第二邊相等距離處設置有半場線從而構成四角形模擬場地；陰影畫像作成控制單元對登場角色作成朝第一邊方向延伸的至少一個第1陰影畫像和朝第二邊方向延伸的至少一個第2陰影畫像；濃度設定單元基于登場角色所處位置距上述半場線的距離，設定上述第1陰影畫像和第2陰影畫像的濃度。
根據此構成，由于能夠對位于具有互相對面配置的第一邊和第二邊并在距此第一邊和第二邊相等距離處設置有半場線的四角形模擬場地上的登場角色、作成朝第一邊方向延伸的至少一個第1陰影畫像和朝第二邊方向延伸的至少一個第2陰影畫像、并且這些陰影畫像的濃度是基于登場角色距半場線的距離而設定、因此就恰似在模擬場地的第一邊和第二邊的外圍設置有照明燈一樣、可以作成更加逼真的陰影畫像。
而且、上述濃度設定單元還可以在登場角色位于半場線和第一邊之間指定范圍內時，使上述第1陰影畫像的濃度隨著登場角色距半場線距離的增加而降低；在登場角色位于半場線和第二邊之間指定范圍內時，使上述第2陰影畫像的濃度隨著登場角色距半場線距離的增加而降低。
根據此構成、恰似陰影畫像的濃度隨著距設置在模擬場地的第一邊和第二邊的外圍的照明燈的距離的增加被淡化一樣、可以更加逼真地作成陰影畫像。
而且、上述濃度設定單元還可以在登場角色位于距半場線指定的范圍以內時，將上述第1陰影畫像的濃度和第2陰影畫像的濃度設定在一指定的水準上。根據此構成、由于在登場角色位于距半場線一指定的范圍以內時，第1陰影畫像的濃度和第2陰影畫像的濃度被設定在一指定的水準上、因此使得陰影畫像的計算變得更加容易、陰影畫像的作成變得更加容易。
而且、上述濃度設定單元還可以在登場角色位于距第一邊為一指定范圍以內時，第1陰影畫像的濃度被設定成零；在登場角色位于距第二邊為一指定范圍以內時，第2陰影畫像的濃度被設定成零。根據此構成、由于在登場角色位于距第一邊為一指定范圍以內時第1陰影畫像的濃度被設定成零；在登場角色位于距第二邊為一指定范圍以內時第2陰影畫像的濃度被設定成零、因此使得陰影畫像的計算和作成變得更加容易。
而且、本發明還包括一個禁止控制單元，用于在登場角色位于距第一邊為一指定范圍以內時禁止作成第1陰影畫像；在登場角色位于距第二邊為一指定范圍以內時禁止作成第2陰影畫像。根據此構成、由于在登場角色位于距第一邊為一指定范圍以內時禁止作成第1陰影畫像、在登場角色位于距第二邊為一指定范圍以內時禁止作成第2陰影畫像、因此使得陰影畫像變得更加與現實相一致。
而且本發明還提供一種畫像作成方法、主要包括對位于假設3維空間內的模擬場地上的登場角色作成至少朝一個方向延伸的追隨的陰影畫像的陰影畫像作成控制步驟；根據登場角色在模擬場地上所處的具體位置設定陰影畫像濃度的濃度設定步驟；將所作成的陰影畫像以被設定的濃度表示在畫像顯示單元上的畫像顯示控制步驟。
根據本發明所提供的方法、由于能夠在位于假設3維空間內的模擬場地上的登場角色作成至少朝著一個方向延伸的追隨的陰影畫像、還根據登場角色在模擬場地上所處的具體位置設定陰影畫像的濃度、并且將所作成的陰影畫像以被設定的濃度表示在畫像顯示單元上，因此不需要進行復雜的光源計算、只需進行簡單的計算即可作成登場角色的陰影畫像、因此能夠很容易地得到就好象在夜間有照明燈光照明一樣的逼真的畫像。
而且、本發明還提供一種存儲能夠在電腦上實現畫像作成的程序的可讀存儲媒體，所說的圖像作成程序主要包括對位于假設3維空間內的模擬場地上的登場角色作成至少朝一個方向延伸的追隨的陰影畫像；根據登場角色在模擬場地上所處的位置設定上述陰影畫像的濃度；將所作成的陰影畫像以被設定的濃度表示在畫像顯示單元上諸功能。
通過利用計算機讀取本發明所提供的可讀存儲媒體、由于能夠在位于假設3維空間內的模擬場地上的登場角色作成至少朝著一個方向延伸的追隨的陰影畫像、還根據登場角色在模擬場地上所處的具體位置設定陰影畫像的濃度、并且將所作成的陰影畫像以被設定的濃度表示在畫像顯示單元上，因此不需要進行復雜的光源計算、只需進行簡單的計算即可作成登場角色的陰影畫像、因此能夠很容易地得到就好象在夜間有照明燈光照明一樣的逼真的畫像。
而且、本發明還提供一視頻游戲機，包括具有如權利要求第1項至第10項所記載的特征的畫像作成裝置；用于容納游戲程序的程序儲存單元；用于響應來自外部所施加的操作并輸出操作信號的操作單元；基于操作信號按照上述游戲程序控制登場角色在模擬場地上的所處位置的游戲進展控制單元。
根據此構成、由于能夠按照存儲在程序儲存單元內的程序、基于響應來自外部所施加的操作所輸出的操作信號、控制登場角色在模擬場地上的所處位置、因此不需要進行復雜的光源計算、只需進行簡單的計算即可在模擬場地上作成追隨于移動的登場角色的陰影畫像、因此能夠很容易地得到能夠表示就好象在夜間有照明燈光照明一樣的逼真的畫像的視頻游戲機。
而且、本發明的上述程序儲存單元還可以根據指定的球賽規則存儲能夠進行模擬球賽的程序；上述模擬場地可以是能夠進行模擬球賽的場地；上述登場角色還可以包括所有的選手角色。
根據此構成、由于能夠通過簡單的計算容易地作成有關在模擬場地上進行足球球賽的所有登場角色的陰影畫像、因此能夠得到猶如在夜間進行模擬球賽的逼真的視頻游戲畫像。
附圖的簡要說明

圖1是本發明所涉及的視頻游戲機的一種實施方式的游戲系統構成方框圖。
圖2是在表示單元上所顯示的第一視頻游戲場面示意圖。
圖3是足球場地平面示意圖。
圖4是圖1所示視頻游戲機的中央處理單元及有關構成要素的功能方框圖。
圖5是在表示單元上所顯示的第二視頻游戲場面示意圖。
圖6是在表示單元上所顯示的第三視頻游戲場面示意圖。
圖7是在表示單元上所顯示的第四視頻游戲場面示意圖。
圖8是在表示單元上所顯示的第五視頻游戲場面示意圖。
圖9是有關陰影畫像作成以及濃度設定所涉及的第一主循環流程方框圖。
圖10是有關陰影畫像作成以及濃度設定所涉及的第二主循環流程方框圖。
圖11是有關陰影畫像作成以及濃度設定所涉及的第三主循環流程方框圖。
圖12是有關腳部坐標設定的分循環流程方框圖。
圖13是有關多邊形描畫分循環流程方框圖。
圖14是在表示單元上所顯示的第六視頻游戲場面示意圖。
圖15是在表示單元上所顯示的第七視頻游戲場面示意圖。
下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步詳細的敘述，以下的介紹將會使本發明的上述目的、特征變得更加顯著。
圖1是本發明所涉及的視頻游戲機的一種實施方式的游戲系統1的構成方框圖。
此游戲系統1由游戲機主體、用于輸出游戲圖像的電視監視器2、用于輸出游戲聲音的放大電路3與揚聲器4、用于存儲圖像、聲音、程序數據等游戲數據的存儲媒體5構成。所說的存儲媒體5，例如可以是存儲游戲數據或操作系統程序數據等的ROM盒并被裝在一個塑料盒內，即所謂的只讀存儲ROM盒、光盤、軟盤等。
游戲機主體是將由地址通道、數據通道、控制通道構成的母線7與CPU6相連接，此母線7分別與RAM存儲器8、接口電路9、10、信號處理器11、圖像處理器12以及接口電路13、14互相連接，控制器16通過操作信號接口電路15與接口電路10連接，D／A轉換器17與接口電路13連接，D／A轉換器18與接口電路14連接而構成。
在這里，上述RAM存儲器8、接口電路9以及存儲媒體5構成存儲單元19。CPU6、信號處理器11以及圖像處理器12構成用于控制游戲過程的控制單元20。控制器16、操作信號接口電路15與接口電路10構成操作輸入單元21。電視監視器2、接口電路13與D／A轉換器17構成圖像顯示單元22。放大電路3、揚聲器4、接口電路14與D／A轉換器18構成聲音輸出單元23。
而且，存儲媒體5例如采用ROM盒時，也可以將RAM存儲器8與存儲媒體5的ROM盒裝在一個塑料盒內。
信號處理器11主要進行3維空間的計算，從現實的3維空間轉換成假設的3維空間的轉換計算，光源計算，以及聲音數據的產生及加工處理。
圖像處理器(顯示控制單元)12，主要是基于信號處理器11的計算結果，在RAM存儲器8的表示區域寫入欲描畫的圖像數據，例如向多邊形定義的RAM8的區域內寫入紋理數據。有關紋理數據的寫入處理將在以后詳細地說明。
控制器16是一個由游戲者操作的操作單元，設置有啟動按鈕16a、A按鈕16b、B按鈕16c、十字鍵16d、控制棒16e、左觸發按鈕16f、右觸發按鈕16g、C1按鈕16h、C2按鈕16i、C3按鈕16j、C4按鈕16k以及深度方向移動的觸發按鈕16n。
而且，控制器16還設置有連接器16m，在此連接器16m中設置有可以自由拆裝的用來暫時保存游戲過程的由不揮發存儲器構成的存儲卡片(圖示省略)。
棒狀的控制棒16e有與操縱桿大致相同的結構。即，此控制棒16e具有直立的棒并以指定位置為支點前后左右360度可任意傾斜的結構，并且根據控制棒的傾斜方向及傾斜角度，使以直立位置為原點沿左右方向的X坐標值和沿前后方向的Y坐標值經接口電路15、10輸出至CPU6。
上述游戲系統1根據其用途的不同其表現形式也不同。即，當游戲系統1作為家庭用時，其結構是監視器2、放大電路3、揚聲器4與游戲機主體分離并另成一體。當游戲系統1作為業務使用時，圖1所示的構成要素全部變成一體并裝在殼體內。
而且，當游戲系統1以個人電腦、工作站為核心構成時，監視器2對應于電腦、工作站的顯示器，圖像處理器12對應于存儲于存儲媒體5中程序數據的一部分或裝在計算機擴充槽上的擴充硬件，接口電路9、10、13、14、D／A轉換器17、18，操作信號接口電路15對應于裝在計算機擴充槽上的擴充硬件。而且，RAM8對應于計算機的主存儲器或者擴充存儲器的各區域。在本實施方式中，以家庭用的結構為例說明游戲系統1的構成。
以下概要地說明此游戲系統1的動作過程。將電源開關(圖省略)接通，游戲系統1則被加電。這時，CPU6基于存儲于存儲媒體5中的操作系統，從存儲媒體5中讀取圖像、聲音以及程序等數據。其中被CPU6讀取的圖像、聲音、程序等數據的一部分或全部賦給RAM8。
然后，CPU6根據存儲于RAM8的程序及游戲者通過控制器16的輸入操作進行游戲控制處理。即，CPU6基于游戲者通過控制器16的指示內容產生為完成畫面描寫和聲音輸出所必需的命令。
信號處理器11根據所產生的命令執行游戲角色在3維空間(2維空間也同樣)的位置計算、光源計算、聲音數據的產生及加工處理。
接著、圖像處理器12根據上述計算結果，向RAM8的表示區域寫入欲描繪的圖像數據。此被寫入RAM8的圖像數據經接口電路13賦給D／A轉換器17。D／A轉換器17將賦給的數字信號轉換成模擬的圖像信號，然后作為圖像顯示在TV監視器2的屏幕上。
另外，從信號處理器11輸出的聲音信號經接口電路14賦給D／A轉換器18，并被轉換成模擬的聲音信號后并經放大電路3通過揚聲器4輸出。
下面參照圖1、說明圖像處理器12寫入紋理數據的過程。
如上所述，信號處理器11根據來自CPU6的命令進行計算處理。圖像處理器12則根據此計算結果，向RAM8的表示區域寫入欲描繪的圖像數據。
RAM8具有表示區域和非表示區域(幀緩沖區)，其中在非表示區域中存儲有記憶在存儲媒體5內的諸如多邊形數據、紋理指定數據以及顏色設定數據等。
在這里，多邊形是指在游戲空間內設定的構成物體形狀和游戲角色的多邊形的2維假想圖形，在本實施方式中采用三角形或四角形。紋理是指貼在多邊形上構成圖像的2維畫像，顏色數據是指定紋理顏色的數據。
構成多邊形的頂點坐標的多邊形數據和指定對應于指定多邊形的紋理的紋理指定數據、被作為一體進行保存。
作為由CPU6發出的描繪命令，包括用多邊形描繪立體圖像的命令和描繪通常的2維圖像的命令。
利用多邊形描繪立體圖像的描繪命令包括在RAM8非表示區域內的多邊形頂點地址數據，表示貼在多邊形上的紋理數據在RAM8中存儲位置的結構地址數據，指定紋理數據顏色的顏色數據在RAM8中的存儲位置的顏色地址數據以及表示該紋理亮度的亮度數據。
在這些數據中，RAM8非表示區域內的多邊形頂點地址數據，是通過信號處理器11將來自CPU6的3維空間的多邊形頂點坐標數據，根據畫面本身(視點)的移動量及回轉量，通過坐標變換及透視投影變換，轉換成2維空間的多邊形頂點坐標數據。
此2維多邊形頂點坐標數據表示在RAM8表示區域上的地址數據。圖像處理器12，向由3或4個多邊形頂點地址數據所表示的RAM8的表示區域范圍內，寫入與預先給定的紋理地址數據相對應的紋理數據。這樣，在TV監視器2的顯示屏上就可以顯示出貼有紋理數據的多邊形所表現的物體(登場人物角色或背景模型等)。在本實施方式中，可以顯示出例如選手角色、裁判角色、模擬足球場、模擬球門網以及模擬看臺等。
下面，參照圖2說明本游戲系統所進行的足球游戲的概要。圖2是在監視器上所顯示的第一視頻游戲場面示意圖，在畫面的左上方顯示有競賽卡及比分，在右上方顯示有球賽所經過的時間，在畫面的左下方顯示有游戲者正在操作的選手的姓名(例如FW11)，右下方顯示有位于游戲者正在操作的選手附近的敵隊的選手的姓名(例如DF22)。
而且，在畫面中還分別顯示有足球場(模擬場地)31，由游戲者正在操作的選手角色32，位于選手角色32附近的敵隊的選手角色33，在選手角色32附近的自己隊的選手角色34及裁判角色35(參照圖5)。在這里、規定由游戲者正在操作的選手角色32基本上是控制球的選手。
而且，在畫面的下方中央部分還顯示有概要地表示足球場全體情況的圖示36。在此圖示36中，將自己隊的選手角色和敵隊的選手角色的位置以及由游戲者正在操作的選手角色分別有區別地進行表示，這樣游戲者可以掌握在足球場31上各選手角色的配置。
在這里，首先簡單地說明一下如何操作指示選手角色32的動作。選手角色32基于控制器16的操作指示進行動作，游戲者可根據自己的嗜好設定操作模式。例如，在進攻時，可利用棒狀的控制棒16e指明運球的方向。其他的動作可通過與控制棒16e互相配合使用，例如用A按鈕16b進行傳球，用B按鈕16c進行擊球，用C1按鈕16h進行長傳球，用C2按鈕16i進行奔跑，用C3按鈕16j進行拋球，用C4按鈕16k進行迂回傳球。而且，在防守時，對于敵隊的選手角色也可以利用與上述同樣的按鈕來指示進行所需要的運動模式。
另外如圖2所示，在各登場角色32、33以及34的腳下分別顯示有陰影畫像，關于這一方面將在以后詳細地說明。
下面，利用圖3所示的足球場地的平面圖，對本實施例中模擬場地31在假設的3維空間坐標系中的配置等進行說明。
模擬場地31和實際的足球場一樣，被球門線41(第一邊)、42(第二邊)，出界線43、44圍住，且在距球門線41、42相等距離處設置有半場線(中心線)45，在足球場中央處設置有中心圈46。
在本實施例中，假設模擬場地31的中心圈46的圓點是假設3維空間(X、Y、Z)的原點(O、O、O)，模擬場地31配置在X-Y平面上，出界線43，44與X軸平行，球門線41、42與Y軸平行。
而且，如圖3所示，模擬場地31被分割成F1、F2、F3三個區域。即，設定沿模擬場地31X軸方向自原點起±X1的范圍內，即自半場線45起距離為D1的范圍為F1，從±X1起至±X2的范圍，即自范圍F1的外側起距離D2的范圍為F2，從±X2起至±X3為止的范圍，即自范圍F2的外側起至球門線41、42的距離D3的范圍為F3。
而且，作為作成陰影畫像方向的向量(Vector)，設置有向量V=(1、1)，(1、-1)，(-1、-1)，(-1、1)四個向量。有關利用這四個向量進行陰影畫像方向的設定將在以后敘述。
圖4是CPU6的功能塊方框圖以及圖1所示的構成要素的一部分的方框圖。在這里，沒有圖示母線7和各功能塊之間的連接要素。
在圖4，存儲媒體5存儲有包括各種足球比賽形式的游戲程序，可以按照足球規則(球賽規則)進行足球游戲(模擬球賽)。在RAM8的非表示區域內，存儲有表示各選手角色、裁判角色位置的坐標數據。
CPU6，如圖4所示，在功能上具備有游戲執行控制單元61、陰影畫像作成控制單元62、濃度設定單元63及禁止控制單元64。而且，還有管理比賽時間、聯賽的時間表以及日歷的功能。
游戲執行控制單元61具有以下各種功能。
(1)在進行比賽之前，在監視器2上顯示各種登記畫面。首先，將比賽模式的設定畫面用像符(icon)的形式來表示。在比賽模式下，例如「國內聯賽」、「世界杯淘汰賽」以及其他的比賽等，游戲者可以用十字鍵16d對準所希望的像符(icon)，當按下A按鈕16b時就能轉換成所指定的模式。在這里，如果指定「世界杯淘汰賽」，則接著表示「比賽設定」的畫面，此時可容許設定競賽對手等。
(2)按照實際的足球規則，游戲者可根據來自控制器16的操作指示控制正在操作的選手角色，也可以控制其他的選手角色或裁判角色的動作。在這種功能中，對各選手角色以及裁判角色的位置管理是利用腰部的位置(指定部位)進行管理。然后，將各選手角色以及裁判角色的腰部的位置坐標，右腳以及左腳的指定位置(在本實施例中例如腳的先端)的坐標以指定的抽樣間隔進行抽樣并更新RAM8的非表示區域的數據。
在本實施例中，游戲者可利用一個控制器16選定一與由CPU6所控制的選手角色進行比賽的敵手隊，進行一人游戲(游戲者對CPU)，也可以用二個控制器16分別選定比賽隊，由兩個游戲者進行兩人游戲(游戲者1對游戲者2)。
在一人游戲的情況下，利用控制器16可對在自己隊的選手角色當中控制球的選手角色指派各種各樣的動作，當處于敵隊控制球的情況下，可對距控制球的選手角色最近的自己隊的選手角色指派各種各樣的動作。而且，對于其他的選手角色，游戲執行控制單元61盡可能地按照足球比賽的規則基于游戲程序對各選手角色進行運算、位置管理及控制，從而使視頻游戲整體的動作不產生失調的感覺并且可圓滑地進行游戲。
在兩人游戲的情況下，可由兩個控制器16分別對控制球的選手角色和距控制球的選手角色最近的對方隊的選手角色進行控制，對于其他的選手角色與一人游戲時同樣，由游戲執行控制單元61按照足球比賽的規則進行控制。
畫像作成控制單元62，具有作成顯示在監視器2的畫面上的登場選手角色及裁判角色(以后為說明方便起見，全部稱為「登場角色」)的陰影畫像的功能。下面具體地說明陰影畫像的作成次序。
假設要作成的陰影畫像的先端部的坐標(Xs、Ys)為Q(Xs、Ys)=(Xm、Ym)+V×Zm……(1)其中，Xm、Ym、Zm為登場角色腰部的坐標，V為圖3所示的向量V。而且，由于陰影畫像是形成在模擬場地31上，因此陰影畫像的Zs坐標為0，可以省略。
從上式(1)可以看出，陰影畫像的先端部的位置是將腰部的位置垂直地向下延伸到與模擬場地31相交叉、自此交叉點起沿向量V的方向以指定的尺寸錯開的位置。其中指定的尺寸是指與算式(1)的右邊第二項所示的登場角色腰部的高度相對應的尺寸。
在向量V=(1、1)，(1、-1)方向的陰影畫像(第1陰影畫像)，是表示由設置在球門線42外側的兩個假設照明光源所引起的陰影。在向量V=(-1、-1)，(-1、1)方向的陰影畫像(第2陰影畫像)，是表示由設置在球門線41外側的兩個假設照明光源所引起的陰影。每個向量V的方向是呈鄰接互相垂直的方向。
而且，陰影畫像的基部(如以下所要敘述的那樣)，是通過將左腳或右腳的指定位置(例如先端部)垂直地向下延伸使其與模擬場地31相交叉的點。
濃度設定單元63具有設定上述陰影畫像濃度的功能。可利用以下所示算式(2)、算式(3)設定陰影畫像的濃度。HA=1．0-(|Xm|-X1)／D2……(2)在這里，HA表示陰影畫像的透明度，Xm表示上述登場角色腰部的X坐標，X1表示上述圖3所示的領域F1、F2的境界線的正的X坐標值，D2表示上述圖3所示領域F2沿X軸方向的寬度。
上述算式(2)是當登場角色位于模擬場地31的F2領域(參照圖3)時，即X1≤|Xm|≤X2時所采用的算式。從上述算式可以看出在F2的區域內，隨著距半場線45的距離的增加，陰影畫像的透明度呈逐漸減少的趨勢(陰影畫像變淡)。
而且、當登場角色位于模擬場地31的F1區域時，由于HA=1．0，因此PC=BC×(1．0-PA×HA)+PA×HA……(3)在這里，PC表示畫素的顏色，BC表示背景畫像的顏色，PA表示多邊形的透明度。在上述算式(3)中的右邊第一項，是表示背景畫像的顏色被陰影畫像透明度所減少的那部分(通過將陰影畫像疊加在背景畫像上而形成)，算式(3)表示只將PA×HA的陰影顏色施加在畫素上構成畫素的顏色。
而且、禁止控制單元64有以下(1)和(2)兩個功能。
(1)當登場角色腰部的坐標位于圖3所示右側(球門線41側)F3區域時，禁止作成向量V=(1、1)，(1、-1)方向的陰影畫像，即朝著球門線41(第一邊)方向延伸的陰影畫像(第1陰影畫像)。
(2)當登場角色腰部的坐標位于圖3所示左側(球門線42側)F3區域時，禁止作成向量V=(-1、-1)，(-1、1)方向的陰影畫像，即朝著球門線42(第二邊)方向延伸的陰影畫像(第2陰影畫像)。
下面參照表示游戲場面的圖2、圖5～圖8以及表示模擬場地31的圖3，按照圖9～圖13所示的程序流程圖，說明利用畫像作成控制單元62和濃度設定單元63進行陰影畫像和濃度設定的處理過程。其中圖9～圖11是進行陰影畫像和濃度設定的主程序流程圖，圖12是設定腳坐標的子程序流程圖，圖13是多邊形描畫處理的子程序流程圖。
圖9～圖11的循環是針對每個登場角色分別進行的循環程序。在圖9中，首先判斷登場角色腰部的X坐標是否位于圖3所示區域F1內(步驟ST10)，如果判斷結果為位于區域F1內(步驟ST10的判斷結果為YES)則進展到步驟ST15，如果判斷結果為不位于區域F1內(步驟ST10的判斷結果為NO)則進展到圖10的步驟ST60。下面以登場角色腰部的X坐標位于圖3所示區域F1內為例利用圖5來說明。
下面再返回圖9，假設HA=1．0(步驟ST15)，向量V=(1，1)(步驟ST20)，接著執行腳坐標設定子程序(步驟ST25)。
在圖12的腳坐標設定子程序中，首先將左腳坐標的X、Y成分XL、YL設定為頂點P1(步驟ST410)，然后執行多邊形描畫處理子程序(步驟ST415)。
在圖13的多邊形描畫處理子程序中，首先將頂點P1的透明度設定為0．7(步驟ST510)，接著將頂點P1和由算式(1)所決定的頂點Q用直線連結，求出通過點Q并與上述連結線互相垂直的單位向量E(步驟ST515)。在這里，由于在步驟ST20中將向量設定成為V=(1、1)，因此由算式(1)求出的頂點Q為Q(Xs，Ys)=(Xm+Zm，Ym+Zm)。
接著，將單位向量E的始點P2和終點P3的透明度設定為0．4(步驟ST520)，按照算式(3)來描畫由頂點P1、P2、P3構成的多邊形(步驟ST525)。
以上，完成了圖12的多邊形描畫處理子程序(步驟ST415)，即描畫了圖5中例如選手角色32的左腳沿向量V=(1、1)方向的陰影畫像71L。
接著進入圖12的步驟ST420，將右腳坐標的X、Y成分XR、YR設定為頂點P1，然后執行多邊形描畫處理子程序(步驟ST425)。根據此處理，描畫了圖5中例如選手角色32的右腳沿向量V=(1、1)方向的陰影畫像71R。
到此，圖9的步驟ST25的腳坐標設定子程序結束，接著設定向量V=(1、-1)(步驟ST30)，執行腳坐標設定子程序(步驟ST35)。根據此子程序的處理，可描畫圖5中例如選手角色32的左腳及右腳沿向量V=(1、-1)方向的陰影畫像72L、72R。
接著，再設定向量V=(-1、1)(步驟ST40)，執行腳坐標設定子程序(步驟ST45)。根據此子程序的處理，可描畫圖5中例如選手角色32的左腳及右腳沿向量V=(-1、1)方向的陰影畫像73L、73R。
更進一步，設定向量V=(-1、-1)(步驟ST50)，執行腳坐標設定子程序(步驟ST55)。根據此子程序的處理，可描畫圖5中例如選手角色32的左腳及右腳沿向量V=(-1、-1)方向的陰影畫像74L、74R。
如此，當登場角色腰部的X坐標位于圖3所示區域F1內時，由于固定HA=1．0(步驟ST15)，因此全部的陰影畫像都是以相同的濃度被作成。
在圖9的步驟ST10中，如果判斷登場角色腰部的X坐標不位于區域F1內(步驟ST10的判斷結果為NO)，則進展到圖10的步驟ST60。在圖10的步驟ST60中，首先判斷登場角色腰部的X坐標是否位于圖3所示區域F2內(步驟ST60)，如果判斷結果為位于區域F2內(步驟ST60的判斷結果為YES)則進展到步驟ST65，如果判斷結果為不位于區域F2內(步驟ST60的判斷結果為NO)，則進展到圖11的步驟ST170。
在步驟ST65中，判斷登場角色腰部的X坐標是否為正，如果判斷結果為正(步驟ST65的判斷結果為YES)，則進展到步驟ST70，如果判斷結果不為正(步驟ST65的判斷結果為NO)，則進展到步驟ST120。
以下自步驟ST70以后，將以登場角色腰部的X坐標位于圖3所示的右側區域F2為例、來說明圖2所示的游戲狀態。
在圖10的步驟ST70，根據算式(2)計算出陰影畫像的透明度HA，接著設定向量V=(1、1)(步驟ST75)，執行腳坐標設定子程序(步驟ST80)。根據此子程序的處理，可描畫圖2中例如選手角色32的左腳及右腳沿向量V=(1、1)方向的陰影畫像81L、81R。
接著，在圖10的步驟ST85設定向量V=(1、-1)，執行腳坐標設定子程序(步驟ST90)。根據此子程序的處理，可描畫圖2中例如選手角色32的左腳及右腳沿向量V=(1、-1)方向的陰影畫像82L、82R。
接著，在圖10的步驟ST95，設定HA=1．0，向量V=(-1、1)，執行腳坐標設定子程序(步驟ST105)。根據此子程序的處理，可描畫圖2中例如選手角色32的左腳及右腳沿向量V=(-1、1)方向的陰影畫像83L、83R。
更進一步，在圖10的步驟ST110設定向量V=(-1、-1)，執行腳坐標設定子程序(步驟ST115)。根據此子程序的處理，可描畫圖2中例如選手角色32的左腳及右腳沿向量V=(-1、-1)方向的陰影畫像84L，84R。
如此，當登場角色腰部的X坐標位于圖3所示右側區域F2內時，向球門線41方向延伸的陰影畫像81L、81R、82L、82R被作成由算式(2)所決定的低濃度(圖2用疏隔的交叉圖案表示)，向球門線42方向延伸的陰影畫像83L、83R、84L、84R被作成與區域F1相同的濃度(圖2用稠密的交叉圖案表示)。
另一方面，步驟ST120以后，以登場角色腰部的X坐標位于圖3所示左側區域F2為例利用圖6來說明。
在圖10的步驟ST120，根據算式(2)計算出陰影畫像的透明度HA，接著設定向量V=(-1、1)(步驟ST125)，執行腳坐標設定子程序(步驟ST130)。根據此子程序的處理，可描畫圖6中例如選手角色32的左腳及右腳沿向量V=(-1、1)方向的陰影畫像93L、93R。
接著，在圖10的步驟ST135設定向量V=(-1、-1)，執行腳坐標設定子程序(步驟ST140)。根據此子程序的處理，可描畫圖6中例如選手角色32的左腳及右腳沿向量V=(-1、-1)方向的陰影畫像94L、94R。
接著，在圖10的步驟ST145設定HA=1．0，設定向量V=(1、1)(步驟ST150)，執行腳坐標設定子程序(步驟ST155)。根據此子程序的處理，可描畫圖6中例如選手角色32的左腳及右腳沿向量V=(1、1)方向的陰影畫像91L、91R。
更進一步，在圖10的步驟ST160設定向量V=(1、-1)，執行腳坐標設定子程序(步驟ST165)。根據此子程序的處理，可描畫圖6中例如選手角色32的左腳及右腳沿向量V=(1、-1)方向的陰影畫像92L、92R。
如此，當登場角色腰部的X坐標位于圖3所示左側區域F2內時，向球門線42方向延伸的陰影畫像93L、93R、94L、94R被作成由算式(2)所決定的低濃度(圖6用疏隔的交叉圖案表示)，向球門線41方向延伸的陰影畫像91L、91R、92L、92R被作成與區域F1相同的濃度(圖6用稠密的交叉圖案表示)。
在圖10的步驟ST60中，如果登場角色腰部的X坐標不位于圖3所示區域F2內(步驟ST60的判斷結果為NO)，則可判斷登場角色腰部的X坐標位于圖3所示區域F3內。于是，進展到圖11的步驟ST170，判斷登場角色腰部的X坐標是否為正，如果判斷結果為正(步驟ST170的判斷結果為YES)，則進展到步驟ST175，如果判斷結果不為正(步驟ST170的判斷結果為NO)，則進展到步驟ST200。
以下自步驟ST175以后，將以登場角色腰部的X坐標位于圖3所示右側區域F3為例利用圖7來說明。
在圖11的步驟ST175，假設HA=1．0，向量V=(-1、1)(步驟ST180)，執行腳坐標設定子程序(步驟ST185)。根據此子程序的處理，可描畫圖7中選手角色32的左腳及右腳沿向量V=(-1、1)方向的陰影畫像103L、103R。
接著，在圖11的步驟ST190設定向量V=(-1、-1)，執行腳坐標設定子程序(步驟ST195)。根據此子程序的處理，可描畫圖7中選手角色32的左腳及右腳沿向量V=(-1、-1)方向的陰影畫像104L、104R。
如上所示，當登場角色腰部的X坐標位于圖3所示右側區域F3時，不描畫選手角色朝球門線41方向延伸的陰影畫像，而只是用與區域F1相同的濃度描畫選手角色朝球門線42方向延伸的陰影畫像103L、103R、104L、104R。
另一方面，自步驟ST200以后，將以登場角色腰部的X坐標位于圖3所示左側區域F3為例利用圖8來說明。
在圖11的步驟ST200，假設HA=1．0，向量V=(1、1)(步驟ST205)，執行腳坐標設定子程序(步驟ST210)。根據此子程序的處理，可描畫圖8中例如選手角色32的左腳及右腳沿向量V=(1、1)方向的陰影畫像111L、111R。
接著，在圖11的步驟ST215中，假設向量V=(1、-1)，執行腳坐標設定子程序(步驟ST220)。根據此子程序的處理，可描畫圖8中例如選手角色32的左腳及右腳沿向量V=(1、-1)方向的陰影畫像112L、112R。
如此，當登場角色腰部的X坐標位于圖3所示左側區域F3時，不描畫選手角色朝球門線42方向延伸的陰影畫像，而只是用與區域F1相同的濃度描畫選手角色朝球門線41方向延伸的陰影畫像111L、111R、112L、112R。
圖14、圖15是在監視器上所表示的足球游戲的另一場面示意圖。圖14中的登場角色32的左腳32L、圖15中的登場角色32的左右腳32L、32R全都處于沒有與模擬場地31相接觸的狀態，各陰影畫像的基端37L(圖14)、38L、38R(圖15)如圖12的步驟ST410、步驟ST420所示，是將每只腳的坐標垂直地向下延伸與模擬場地31的交叉的點。
而且，如圖15所示的登場角色32那樣，由于跳躍使腰部的Z坐標距模擬場地31的距離升高，通過算式(1)可知會使由將腰部的坐標垂直地向下沿伸與模擬場地31的交叉點起到陰影畫像的尖端為止的尺寸變長，如圖15所示描畫出尺寸較長的陰影畫像39。
如此，通過本發明的實施例，由于陰影畫像的濃度是基于在模擬場地31上的登場角色的腰部X坐標來決定的，因此不必進行復雜的光源計算，只需簡單的計算也能夠在2維監視器上逼真地作成畫像。特別是在如足球游戲這樣有許多選手角色在畫面上登場并且進行高速動作的模擬球賽的視頻游戲當中，更能夠發揮其顯著的技術效果。
本發明不僅僅局限于如上所述的實施方式，還可以采用以下的各種變形方式來實現。
(1)在上述實施例中，盡管如圖3所示將模擬場地沿X軸方向分割成F1、F2、F3三個區域，根據算式(2)，陰影畫像的濃度是基于登場角色的腰部的X坐標值來決定的，然而也可以不局限于此。例如，也可以將模擬場地沿Y軸方向進行分割，基于Y坐標的不同使得沿向量V=(1、1)方向的陰影畫像的濃度與沿向量V=(1、-1)方向的陰影畫像的濃度有所不同，或者使得沿向量V=(-1、-1)方向的陰影畫像的濃度與沿向量V=(-1、1)方向的陰影畫像的濃度有所不同。
(2)在上述實施例中，當登場角色腰部的X坐標位于圖3所示右側區域F2內時，朝球門線42方向延伸的陰影畫像83L、83R、84L、84R(圖2)是以與區域F1相同的濃度被作成。當登場角色腰部的X坐標位于圖3所示左側區域F2內時，朝球門線41方向延伸的陰影畫像91L、91R、92L、92R(圖6)是以與區域F1相同的濃度被作成。但是，也可以不局限于此，也可以基于X坐標的變化來改變陰影畫像的濃度。即，當登場角色腰部的X坐標位于圖3所示右側區域F2內時，可以使朝球門線42方向延伸的陰影畫像的濃度隨著距半場線45的距離的增加而上升，當登場角色腰部的X坐標位于圖3所示左側區域F2內時，可以使朝球門線41方向延伸的陰影畫像的濃度隨著距半場線45的距離的增加而上升。
(3)在上述實施例中，陰影畫像的尺寸是基于登場角色腰部的Z坐標而決定，但是也可以不局限于此，也可以基于登場角色腰部的X坐標而決定。在此種變形實施例中，由于陰影畫像的尺寸是隨著登場角色在模擬場地31上的位置而變化，因此更能夠逼真地作成畫像。
(4)在本實施例中，選手角色或裁判角色的位置是利用腰部的位置坐標來進行管理，陰影畫像的尺寸是基于登場角色腰部的Z坐標而決定，但是也可以不局限于此，也可以用腦袋或其他部位的坐標來代替腰部的坐標。
(5)在上述實施例中，還設置有禁止控制單元64。盡管當登場角色腰部的X坐標位于圖3所示右側區域F3內時，禁止作成沿向量V=(1、1)，(1、-1)方向的陰影畫像，當登場角色腰部的X坐標位于圖3所示左側區域F3內時，禁止作成沿向量V=(-1、-1)，(-1、1)方向的陰影畫像，但是也可以不局限于此。例如，代替上述的禁止控制單元64，在登場角色腰部的X坐標位于圖3所示右側區域F3內時，可使沿向量V=(1、1)，(1、-1)方向的陰影畫像的濃度變成零，在登場角色腰部的X坐標位于圖3所示左側區域F3內時，可使沿向量V=(-1、-1)，(-1、1)方向的陰影畫像的濃度變成零。
(6)在上述實施例中，作為模擬球賽的一個例子采用了足球游戲，但是也可以不局限于此。也可以適用于在夜間照明狀況下所進行的各種球賽例如棒球、田徑比賽、以及在室內照明狀況下的所進行的比賽例如籃球比賽等。
盡管對本發明通過以上所述的實施例并參照附圖已經作了完整的說明、但是必需指出那些對本發明所作的任何輕微的改變和變形形式都屬于本技術領域的專業技術人員所能夠輕易完成的范圍。因此、除非那些改變和變形形式已經脫離了本發明所要求保護的范圍、否則將落入本發明的保護范圍以內。
權利要求
1．一種畫像作成裝置，其特征在于包括陰影畫像作成控制單元，用于對位于假設3維空間內的模擬場地上的登場角色作成至少朝一個方向延伸的追隨的陰影畫像；濃度設定單元，用于根據登場角色在上述模擬場地上所處的位置設定上述陰影畫像的濃度；畫像顯示單元；及顯示控制單元，用于將所作成的陰影畫像以被設定的濃度表示在上述畫像顯示單元上。
2．根據權利要求1所述的畫像作成裝置，其特征是上述登場角色具有腳部，而上述登場角色在上述模擬場地上所處的位置是除登場角色腳部以外的其他指定部位。
3．根據權利要求2所述的畫像作成裝置，其特征是上述陰影畫像作成控制單元是將上述登場角色的腳部垂直地向下延伸至與模擬場地的交叉之點，并將其作為上述陰影畫像的基部。
4．根據權利要求2所述的畫像作成裝置，其特征是上述陰影畫像作成控制單元是將上述登場角色的指定部位垂直地向下延伸至與模擬場地的交叉，并以自此交叉點起沿預先指定的方向以指定的尺寸錯開的位置作為上述陰影畫像的端部。
5．根據權利要求4所述的畫像作成裝置，其特征是上述陰影畫像作成控制單元，基于上述登場角色的除腳部以外的其他指定部位距模擬場地的高度決定上述指定的尺寸。
6．根據權利要求第1項至第5項其中之一所述的畫像作成裝置，其特征是上述模擬場地，具有互相對面配置的第一邊和第二邊，并在距此第一邊和第二邊相等距離處設置有半場線從而構成四角形模擬場地；上述陰影畫像作成控制單元，對登場角色作成朝第一邊方向延伸的至少一個第1陰影畫像和朝第二邊方向延伸的至少一個第2陰影畫像；上述濃度設定單元，基于登場角色所處位置距上述半場線的距離，設定上述第1陰影畫像和第2陰影畫像的濃度。
7．根據權利要求6所述的畫像作成裝置，其特征是上述濃度設定單元，在登場角色位于半場線和第一邊之間指定范圍內時，使上述第1陰影畫像的濃度隨著登場角色距半場線距離的增加而降低；在登場角色位于半場線和第二邊之間指定范圍內時，使上述第2陰影畫像的濃度隨著登場角色距半場線距離的增加而降低。
8．根據權利要求7所述的畫像作成裝置，其特征是上述濃度設定單元，當登場角色位于距半場線指定的范圍以內時，將上述第1陰影畫像的濃度和第2陰影畫像的濃度設定在一指定的水準上。
9．根據權利要求第7項或第8項所述的畫像作成裝置，其特征是上述濃度設定單元，在登場角色位于距第一邊為一指定范圍以內時，將上述第1陰影畫像的濃度設定成為零；在登場角色位于距第二邊為一指定范圍以內時，將上述第2陰影畫像的濃度設定成為零。
10．根據權利要求第7項或第8項所述的畫像作成裝置，其特征是還包括禁止控制單元，用于在登場角色位于距第一邊為一指定范圍以內時禁止作成上述第1陰影畫像；在登場角色位于距第二邊為一指定范圍以內時禁止作成上述第2陰影畫像。
11．一種畫像作成方法，其特征在于包括以下的步驟對位于假設3維空間內的模擬場地上的登場角色、作成至少朝一個方向延伸的追隨的陰影畫像；根據登場角色在上述模擬場地上所處的位置、設定上述陰影畫像的濃度；將所作成的陰影畫像以被設定的濃度表示在畫像顯示單元上。
12．一種存儲能夠在電腦上實現畫像作成的程序的可讀存儲媒體，其特征在于所說的圖像作成程序包括以下的步驟對位于假設3維空間內的模擬場地上的登場角色作成至少朝一個方向延伸的追隨的陰影畫像；根據登場角色在模擬場地上所處的位置設定上述陰影畫像的濃度；將所作成的陰影畫像以被設定的濃度表示在畫像顯示單元上。
13．一種視頻游戲機，其特征在于包括畫像作成裝置，具有如權利要求第1項至第10項所記載的特征；程序儲存單元，用于容納游戲程序；操作單元，用于響應來自外部所施加的操作并輸出操作信號；游戲進展控制單元，基于操作信號按照上述游戲程序控制登場角色在模擬場地上所處的位置。
14．根據權利要求13所述的視頻游戲機，其特征是上述程序儲存單元所存儲的是根據指定的球賽規則能夠進行模擬球賽的程序；上述模擬場地是進行模擬球賽的場地；上述登場角色包括所有的選手角色。
全文摘要
一種畫像作成裝置,能夠利用簡單的計算即可以一定的濃度對位于假設3維空間內的模擬場地上的每個登場角色作成至少沿一個方向延伸的追隨的陰影畫像。此畫像作成裝置的游戲進展控制單元61將各選手角色和裁判角色的腰部位置作為其在模擬場地上所處的位置進行管理;陰影畫像作成控制單元62作成追隨于各選手角色和裁判角色的陰影畫像;濃度設定單元63利用登場角色的腰部坐標X,根據登場角色在上述模擬場地上所處的位置設定上述陰影畫像的濃度。
文檔編號G06T15/80GK1282052SQ0012110
公開日2001年1月31日 申請日期2000年7月26日 優先權日1999年7月26日
發明者澤信二, 中川榮治 申請人:科樂美股份有限公司