DE69628727T2

DE69628727T2 - System zum bearbeiten von dreidimensionalen bildinformationen

Info

Publication number: DE69628727T2
Application number: DE69628727T
Authority: DE
Inventors: Satoshi Nishiumi; Kazuo Koshima; Shigeru Miyamoto; Yasunari Nishida
Original assignee: Nintendo Co Ltd
Current assignee: Nintendo Co Ltd
Priority date: 1995-10-09
Filing date: 1996-09-20
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2016-09-21
Also published as: HK1003191A1; EP1348470A2; KR100371456B1; EP1348470B1; EP1348470A3; EP0797139A4; WO1997014088A1; MX9704155A; US6200253B1; US5897437A; US20050174328A1; CN1149465C; CA2205063A1; US20010012802A1; CN1166215A; CA2205063C; EP0797139B1; DE69638186D1; US6917356B1; DE69628727D1

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft 3D-Bild-Verarbeitungssysteme. Insbesondere betrifft diese Erfindung ein 3D-Bild-Verarbeitungssystem für Videospiel-Computer oder dergleichen, das eingerichtet ist, ein Objekt in einer Weise auf einer Anzeige anzuzeigen, wie es im dreidimensionalen Raum existieren würde, so dass das Objekt gemäß der Richtung und dem Betrag der Schrägstellung eines Bedienteils, wie beispielsweise eines analogen Joysticks, einer Bedienvorrichtung bewegt wird.
Der herkömmliche Videospiel-Computer weist eine kreuzförmige Taste auf, die auf einem Controller vorgesehen ist, so dass das auf der Anzeige angezeigte Objekt mittels Bedienens der Kreuztaste bewegt wird. Solch eine Kreuztaste ist ein so genannter digitaler Joystick, mittels dessen nur die Richtung der Bewegung bestimmt werden soll, und es ist unmöglich, die Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts zu bestimmen.
Ferner gibt es ein Verfahren, bei dem die Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts abhängig von der Länge der Zeitdauer, während der die Kreuztaste, wie oben angegeben, niedergedrückt ist, verändert wird. Bei solch einem Verfahren wird die Beschleunigung oder die Verlangsamung für das Objekt mit einer konstanten Beschleunigungsrate oder einer konstanten Verlangsamungsrate jeweils pro konstanter Niederdrück-Zeitperiode angegeben. Obwohl bei diesem Verfahren die Bewegungsrichtung und die Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts selbst unter Verwenden eines digitalen Joysticks gesteuert werden können, hat es einen Nachteil, wie weiter unten angegeben.
D. h. die Bewegungsgeschwindigkeit für das Objekt wird lediglich mit einer konstanten, mittels Software-Berechnung ermittelten Beschleunigungsrate oder Verlangsamungsrate verändert, sodass es unmöglich ist, die Bewegungsgeschwindigkeit beliebig zu steuern. Ferner wird die Geschwindigkeit mittels der Zeitdauer ermittelt, in der die Taste niedergedrückt ist, was es erforderlich macht, dass die Kreuztaste für eine bestimmte Zeitdauer oder länger niedergedrückt bleibt, was zu einer geringen Zuverlässigkeit führt.
Unter diesen Umständen hat der Anmelder mit einer provisorischen japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. H2-41342, offengelegt am 22. März 1990, eine Technik vorgeschlagen mit drei Kontakten, die an einer Kreuztaste in einer ihrer Richtungen angeordnet sind, sodass die Bewegungsgeschwindigkeit neben der Bewegungsrichtung des Objekts mittels Verwendens des Änderns des Einschalten der Kontakte in Abhängigkeit vom Betrag des Niederdrückens der Kreuztaste verändert wird.
Bei diesem Stand der Technik ist die Bewegungsrichtung jedoch auf vier Richtungen nach oben, unten, links und rechts (und deren Zwischenrichtungen) beschränkt, und die Geschwindigkeit der Bewegungen wird nur zwischen drei Geschwindigkeitszuständen variiert. D. h. bei diesem Stand der Technik bleibt die Beschränkung hinsichtlich der Bewegungsrichtung und der Bewegungsgeschwindigkeit bestehen.
Im Übrigen ist, obwohl es bereits bekannte Spielecomputer gibt, die einen analogen Joystick als einen Steuerhebel eines Flugzeugs verwenden, solch ein analoger Joystick der Spielecomputer zum Steuern der Neigung des Flugzeuges vorgesehen, und wobei die Steuerung der Bewegungsrichtung oder der Bewegungsgeschwindigkeit unmöglich ist.
Andere bekannte 3D-Bild-Anzeige-Spielsysteme sind in GB 2283302A und US 4685678A beschrieben.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist daher ein Ziel der Erfindung, ein Bildverarbeitungssystem zu schaffen, das in hohem Maße zuverlässig und fähig ist, die Bewegungsrichtung ebenso wie die Bewegungsgeschwindigkeit eines bedienbaren Zielobjekts zu steuern.
Durch die Erfindung wird ein 3D-Bildanzeige-Spielesystem geschaffen, das einen Bildverarbeitungsapparat, der mit einer Anzeige zum Erzeugen von Bilddaten zum Anzeigen eines in einem dreidimensionalen Raum vorhandenen Objekts auf der Anzeige gemäß einem Programm gekoppelt ist, und eine Bedieneinrichtung aufweist, die ein Bedienteil mit einem rotierbar abgestützten Basisende und ein von einem Benutzer bedienbares freies Ende aufweist, sodass verursacht wird, dass die Bilddaten gemäß der Bewegung des Bedienteils verändert werden, dadurch gekennzeichnet, dass:
die Bedieneinrichtung ein Schrägstellungsbetrag-Datenausgabemittel aufweist, das einen eine erste Richtungskomponente und eine zweite Richtungskomponente aufweisenden Schrägstellungsbetrag des Bedienteils erfasst, um Schrägstellungsbetrag-Daten auszugeben, und dass:
der Bildverarbeitungsapparat aufweist:
ein Richtungsermittlungsmittel, das eine Richtung, die einer Schrägstellungsrichtung des Bedienteils entspricht, basierend auf den Schrägstellungsbetrag-Daten ermittelt;
ein Bewegungsobjekt-Richtungsermittlungsmittel, das eine Bewegungsrichtung des Objekts im dreidimensionalen Raum auf der Basis der vom Richtungsermittlungsmittel ermittelten Richtung und einem Blickwinkel ermittelt, mit dem das Objekt vom Benutzer im dreidimensionalen Raum anschaut wird, wobei eine Richtung, in die das Bedienteil bewegt werden muss, um eine Vorwärtsbewegung des Objekts hervorzurufen, von einer Vorwärtsrichtung der Bedieneinrichtung um einen Winkel versetzt ist, der im Wesentlichen dem Blickwinkel entspricht;
ein Bewegungsgeschwindigkeits-Ermittlungsmittel, das eine Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts auf der Anzeige auf der Basis des Schrägstellungsbetrags ermittelt;
ein Objektpositions-Ermittlungsmittel, das eine Position des Objekts im dreidimensionalen Raum gemäß der vom Bewegungsrichtungs-Ermittlungsmittel ermittelten Bewegungsrichtung und der vom Bewegungsgeschwindigkeits-Ermittlungsmittel ermittelten Bewegungsgeschwindigkeit ermittelt; und
ein Bilddaten-Erzeugungsmittel, das Bilddaten zum Anzeigen des Objekts an einer vom Objektpositions-Ermittlungsmittel ermittelten Position erzeugt.
Die Bedieneinrichtung ist beispielsweise ein analoger Joystick, der ein innerhalb eines gegebenen Winkelbereiches rotierbar abgestütztes Basisende und ein freies Ende zum Bedienen durch einen Bediener aufweist, um das Bedienteil in beliebige Richtungen gemäß der Bedienung durch den Bediener schräg zu stellen. Beispielsweise erfasst ein Schrägstellungsbetrag-Datenausgabemittel, wie beispielsweise ein X-Zähler und ein Y-Zähler, den Betrag der Schrägstellung des Bedienteils, um Schrägstellungsbetrag-Daten auszugeben.
Der Bildverarbeitungsapparat weist ein Programmspeichermittel auf, wobei das Programmspeichermittel bevorzugt ein externes Speichermittel ist, das lösbar am Hauptgehäuse des Bildverarbeitungsapparates angeschlossen ist. Gemäß einem Programm im Programmspeichermittel weisen ein Richtungsermittlungsmittel und ein Bewegungsgeschwindigkeits-Ermittlungsmittel beispielsweise eine CPU zum Ermitteln jeweils der Bewegungsrichtung des Objekts im dreidimensionalen Raum und der Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts, das in einem Bild auf der Anzeige zu bewegen ist, basierend auf den Schrägstellungsbetrag-Daten von der Bedieneinrichtung, auf.
Insbesondere werden die Zählwerte des X-Zählers und des Y-Zählers mittels Normierens in UV-Koordinaten umgewandelt. Die CPU ermittelt den Schrägstellungsbetrag (L) und die Schrägstellungsrichtung (tan^–1) mittels des UV-Koordinatenwertes (u, v). Das Richtungsermittlungsmittel ist beispielsweise die CPU, die die Bewegungsrichtung des Objekts basierend auf der Richtung (tan^–1) seiner Schrägstellung und dem Blickpunkt (point of eye), an dem das Objekt als aufzunehmen im dreidimensionalen Raum betrachtet wird (Kamerawinkel), ermittelt. Das Bewegungsgeschwindigkeits-Ermittlungsmittel ist beispielsweise die CPU, die die Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts in einem Bild (Frame) ermittelt, d. h. die Bewegungsgeschwindigkeit, basierend auf dem Schrägstellungsbetrag (L) und der maximalen Geschwindigkeit (max-speed).
Daher ermittelt das Positions-Ermittlungsmittel die Position des Objekts im dreidimensionalen Raum in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung und der Bewegungsgeschwindigkeit. Folglich gibt das Bilddaten-Ausgabemittel Bilddaten zur Anzeige des Objekts an der so ermittelten Position aus.
Erfindungsgemäß wird durch die Bedienung einer Bedieneinrichtung, wie beispielsweise eines analogen Joysticks, die Steuerung der Bewegungsrichtung und der Bewegungsgeschwindigkeiten des Objekts bereitgestellt.
Die obigen und andere Ziele, Merkmale, Aspekte und der Vorteil der Erfindung werden offensichtlicher aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Figuren gelesen wird.
Kurzbeschreibung der Figuren
1 ist eine schematische Darstellungsansicht, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
2 ist ein Blockdiagramm, das einen Bildverarbeitungsapparat im Ausführungsbeispiel von 1 im Detail zeigt;
3 ist ein Blockdiagramm, das einen Bus-Steuerschaltkreis im Ausführungsbeispiel von 2 in größerem Detail zeigt;
4 ist eine Darstellungsansicht, die eine Speicherkarte eines RAM im Ausführungsbeispiel von 2 zeigt;
5 ist ein Blockdiagramm, das einen Controller-Steuerschaltkreis im Ausführungsbeispiel von 2 im Detail zeigt;
6 ist eine Darstellungsansicht, die eine Speicherkarte eines RAM von 5 zeigt;
7 ist eine perspektivische Ansicht eines Controllers im Ausführungsbeispiel von 2, gesehen von oben;
8 ist eine perspektivische Ansicht des Controllers im Ausführungsbeispiel von 2, gesehen von unten;
9 ist ein Blockdiagramm, das den Controller und eine Erweiterungseinrichtung im Detail zeigt;
10 ist eine Darstellungsansicht, die Daten eines analogen Joysticks des Controllers und jeweilige Knöpfe zeigt;
11 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb einer CPU im Ausführungsbeispiel von 2 zeigt;
12 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb des Bus-Steuerschaltkreises im Ausführungsbeispiel von 2, d. h. eines RCP (Reality Co-Prozessors) von 3, zeigt;
13 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb des Controller-Steuerschaltkreises im Ausführungsbeispiel von 2 zeigt;
14 ist ein Flussdiagramm, das eine Subroutine zum Verändern der Position des Objekts im Ausführungsbeispiel von 2 zeigt;
15 ist eine Darstellungsansicht, die die Beziehung zwischen dem Schrägstellungsbereich des analogen Joysticks und dessen Kreiskorrektur dafür zeigt;
16 ist eine Darstellungsansicht, die die Bewegungsrichtung des Objekts zeigt;
Ausführungsbeispiele
Bezugnehmend auf 1 ist dort eine Außenansicht gezeigt, die eine Systemanordnung eines 3D-Bild-Verarbeitungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. Das Bildverarbeitungssystem ist beispielsweise ein Videospielsystem, das einschließlich ein Bildverarbeitungsapparat-Hauptgehäuse 10, eine ROM-Einsteckkarte 20 als ein Beispiel einer externen Speichervorrichtung, einen mit dem Bildverarbeitungsapparat-Hauptgehäuse 10 gekoppelten Monitor 30 als ein Beispiel eines Anzeigemittels, einen Controller 40 als ein Beispiel einer Bedieneinrichtung und eine lösbar an den Controller 40 angeschlossene RAM-Einsteckkarte 50 als ein Beispiel einer Erweiterungseinrichtung aufweist. Im Übrigen speichert die externe Speichereinrichtung Bilddaten und Programmdaten für die Bildverarbeitung für Spiele und Audiodaten für Musik, Effekt-Klänge usw. Eine CD-ROM oder eine magnetische Platte können alternativ anstelle der ROM-Einsteckkarte verwendet werden. In dem Fall in dem das Bildverarbeitungssystem dieses Beispiels auf einen Personalcomputer angewendet wird, wird eine Eingabevorrichtung, wie beispielsweise eine Tastatur oder eine Maus, als die Bedieneinheit verwendet.
2 ist ein Blockdiagramm des Bildverarbeitungssystems dieses Beispiels. Der Bildverarbeitungsapparat 10 weist eine Zentralverarbeitungseinheit (nachstehend „CPU") 11 und einen Bus-Steuerschaltkreis 12 auf. Der Bus-Steuerschaltkreis 12 ist sowohl mit einem Einsteckkarten-Verbinder 13 zum lösbaren Anschließen der ROM-Einsteckkarte 20 als auch mit einem RAM 14 gekoppelt. Der Bus-Steuerungsschaltkreis 12 ist mit einem Schaltkreis 15 zur Erzeugung von Audiosignalen zum Ausgeben eines mittels der CPU 11 verarbeiteten Audiosignals und mit einem Schaltkreis 16 zum Erzeugen eines Videosignals zum Ausgeben eines Videosignals und ferner mit einem Controller-Steuerschaltkreis 17 zum seriellen Übertragen von Betriebsdaten von einem einer Mehrzahl von Controllern 40 und/oder von Daten der RAM-Einsteckkarte(n) 50 gekoppelt. Der Controller-Steuerschaltkreis 17 ist mit Controller-Verbindern (nachstehend abgekürzt mit „Verbindern") 181–184 gekoppelt, die an einer Frontseite des Bildverarbeitungsapparates 10 vorzusehen sind. Eine Verbindungsbuchse 41 und der Controller 40 sind mittels eines Kabels 42 mit dem Verbinder 18 lösbar gekoppelt. Daher bringt die Kupplung des Controllers 40 mit dem Verbinder 181–184 den Controller 40 in elektrische Kopplung mit dem Bildverarbeitungsapparat 10, womit die Übertragung und der Empfang von Daten zwischen Ihnen möglich sind.
Insbesondere empfängt der Bus-Steuerschaltkreis 12 einen mittels eines parallelen Signals von der CPU 11 über einen Bus ausgegebenen Befehl, um auf diesen Befehl eine Parallel-zu-Seriell-Umwandlung zum Ausgeben eines Befehls mittels eines seriellen Signals zum Controller-Steuerschaltkreis 17 anzuwenden, und wandelt die vom Controller-Steuerschaltkreis 17 eingegebenen seriellen Signaldaten in ein paralleles Signal zum Ausgeben von diesem auf einen Bus um. Die über den Bus ausgegebenen Daten werden mittels der CPU 11 einer Verarbeitung, mittels des RAM 14 einem Speichern usw. unterzogen. Mit anderen Worten ist das RAM 14 ein Speicher, der die von der CPU 11 zu verarbeitenden Daten temporär speichert, wobei das Auslesen und Schreiben der Daten mittels des Bus-Steuerschaltkreises 12 möglich ist.
Der im Bildverarbeitungsapparat 10 in 2 enthaltene Bus-Steuerschaltkreis 12 ist insbesondere mittels eines RCP (Reality Co-Prozessors) als ein RISC-Prozessor ausgebildet, wie in 3 gezeigt, der eine E/A-Steuerung 121, einen Signalprozessor 122 und einen Drawing-Prozessor 123 aufweist. Die E/A-Steuerung 121 steuert nicht nur die Datenübertragung zwischen der CPU 11 und dem RAM 13 sondern auch den Datenfluss zwischen dem Signalprozessor 122 oder dem Drawing-Prozessor 123 und dem RAM 14 oder der CPU 11. D. h. die Daten von der CPU 11 werden an das RAM 14 mittels der E/A-Steuerung 121 geliefert, und ferner werden die Daten vom RAM 14 dem Signalprozessor 122 und dem Drawing-Prozessor 123 zugeführt, um sie dort zu verarbeiten. Der Signalprozessor 122 und der Drawing-Prozessor 123 verarbeiten Musiksignaldaten bzw.
Bildsignaldaten, um sie dann erneut in das RAM 14 zu speichern. Die E/A-Steuerung 121 liest dann die Musiksignaldaten und die Bildsignaldaten aus dem RAM 14 gemäß Befehlen von der CPU 11 aus, so dass die jeweiligen Signale einem Musiksignal-Erzeugungsschaltkreis (D/A-Wandler) 15 und einem Bildsignal-Erzeugungsschaltkreis (D/A-Wandler) 16 zugeführt werden. Das Musiksignal wird mittels eines Verbinders 195 einem in einem Fernsehbildschirm 30 enthaltenen Lautsprecher 31 zugeführt. Das Bildsignal wird mittels eines Verbinders 196 einer im Fernsehbildschirm 30 enthaltenen Anzeige 32 zugeführt.
Im Übrigen kann anstelle oder zusammen mit dem externen ROM 20 ein Plattentreiber 21 mit dem Bildverarbeitungsapparat 10, wie in 3 gezeigt, gekoppelt sein, wobei der Plattentreiber bei einer optischen oder einer magnetischen Platte Daten von ihr auslesen bzw. auf sie schreiben kann. In diesem Fall ist der Plattentreiber 21 mit dem RCP 21, d. h. der E/A-Steuerung 121, mittels eines Verbinders 197 gekoppelt.
4 ist ein Darstellungsdiagramm, das Speicherräumen der CPU 11 zugewiesene Speicherbereiche zeigt. Der von der CPU mittels des Bus-Steuerschaltkreises, d. h. des RCP 12, zugreifbare RAM weist einen Bilddatenbereich 201, der mit Bilddaten bespeichert ist, die erforderlich sind, um den Bildverarbeitungsapparat 10 dazu zu bringen, für das Spiel Bildsignale zu erzeugen, und einen Programmdatenbereich 202 auf, der mit Programmdaten bespeichert ist, die für einen vorbestimmten Betrieb der CPU 11 erforderlich sind. Im Programmdatenbereich 202 sind fest gespeichert ein Bildanzeigeprogramm zum Durchführen der Bildanzeige basierend auf Bilddaten 201, ein Zeitmessprogramm zum Durchführen der Zeitmessung und ein Ermittlungsprogramm zum Ermitteln, dass sich die Einsteckkarte 20 und eine Erweiterungseinrichtung 50, nachstehend referenziert, in einer vorbestimmten Beziehung befinden. Das RAM 14 weist ferner einen Bereich 141 zum temporären Speichern von Daten, die einen Betriebszustand repräsentieren, von einem Steuerungspaneel und einen Geschwindigkeitsdatenbereich 142 zum Speichern von Daten der Geschwindigkeit der Objektbewe gung auf (der Betrag der Bewegung, über den sich das Objekt in einem Anzeigebild bewegt).
Der Controller-Steuerschaltkreis 17 ist zur Übertragung und zum Empfang von seriellen Daten zwischen dem Bus-Steuerschaltkreis 12, d. h. dem RCP, und dem Verbinder 181–184 vorgesehen und weist, wie in 5 gezeigt, einen Datenübertragungs-Steuerschaltkreis 171, einen Signal-Übertragungsschaltkreis 172, einen Signal-Empfangsschaltkreis 173 und ein RAM 174 zum temporären Speichern der Sende- und Empfangsdaten auf. Der Datenübertragungs-Steuerschaltkreis 171 weist einen Parallel-zu-Seriell-Wandlerschaltkreis und einen Seriell-zu-Parallel-Wandlerschaltkreis zur Umwandlung eines Datenformats während der Datenübertragung auf, der ferner die Steuerung des Schreiben-In und Lesen-Aus des das bzw. dem RAM 174 durchführt. Der Seriell-zu-Parallel-Wandlerschaltkreis wandelt vom Bus-Steuerschaltkreis 12 zugeführte serielle Daten in parallele Daten um, um sie dem RAM 174 oder dem Signal-Übertragungsschaltkreis 172 bereitzustellen. Der Parallel-zu-Seriell-Wandlerschaltkreis wandelt vom RAM 174 oder dem Signal-Empfangsschaltkreis 173 zugeführte parallele Daten in serielle Daten um, um sie dem Bus-Steuerschaltkreis 12 bereitzustellen. Der Signal-Übertragungsschaltkreis 172 wandelt Daten zur Steuerung des Signal-Einlesens des Controllers 40, die vom Datenübertragungs-Steuerschaltkreis 171 zugeführt worden sind, und Schreiben-In-Daten (parallele Daten) zu der RAM-Einsteckkarte 50 in serielle Daten um, welche Daten über einen entsprechenden Kanal CH1–CH4 zum jeweiligen der Mehrzahl von Controllern 40 übertragen werden. Der Signal-Empfangsschaltkreis 173 empfängt serielle Daten, die einen Betriebszustand des jeweiligen der Controller 40 repräsentieren, die mittels eines entsprechenden Kanals CH1– CH4 dem jeweiligen Controller 40 eingegeben worden sind, ebenso wie von der RAM-Einsteckkarte 50 ausgelesene Daten, um sie in parallele Daten umzuwandeln, um sie dem Datenübertragungs-Steuerschaltkreis 171 bereitzustellen.
Das RAM 174 des Controller-Steuerschaltkreises 17 weist Speicherbereiche oder Speicherregionen 174a–174h auf, wie in einem Speicherabbild von 6 gezeigt. Insbesondere ist der Bereich 174a mit einem Befehl für den Kanal 1 bespeichert, während der Bereich 174b mit Übertragungsdaten und Empfangsdaten für den Kanal 1 bespeichert ist. Der Bereich 174c ist mit einem Befehl für den Kanal 2 bespeichert, während der Bereich 174d mit Übertragungsdaten und Empfangsdaten für den Kanal 2 bespeichert ist. Der Bereich 174e ist mit einem Befehl für den Kanal 3 bespeichert, während der Bereich 174f mit Übertragungsdaten und Empfangsdaten für den Kanal 3 bespeichert ist. Der Bereich 174g ist mit einem Befehl für den Kanal 4 bespeichert, während der Bereich 174h mit Übertragungsdaten und Empfangsdaten für den Kanal 4 bespeichert ist.
Demgemäß wirkt der Datenübertragungs-Steuerschaltkreis 171 derart, dass die Schreiben-In-Steuerung auf die vom Bus-Steuerschaltkreis 12 übertragenen Daten des RAM 174 oder die mittels des Signal-Empfangsschaltkreises 173 empfangenen Daten des Betriebszustands des Controllers 40 oder die ausgelesenen Daten von der RAM-Einsteckkarte 50 durchgeführt wird und die Daten aus dem RAM 174 basierend auf einem Befehl vom Bus-Steuerschaltkreis 12 ausgelesen werden, um sie zum Bus-Steuerschaltkreis 12 zu übertragen.
Die 7 und 8 sind äußere Gestaltungen an der Haupt- und der Unterseite eines Controllers 40. Der Controller 40 hat eine Form, die mit beiden Händen oder einer Hand gegriffen werden kann, und weist ein Gehäuse mit einer Außenseite, die mit einer Mehrzahl hervorstehender Knöpfe ausgebildet ist und zum Erzeugen eines elektrischen Signals eingerichtet ist, wenn die Knöpfe niedergedrückt werden, sowie einen aufrecht stehenden Steuerabschnitt auf. Insbesondere ist der Controller 40 durch ein oberes Gehäuse und ein unteres Gehäuse gebildet. Das Gehäuse des Controllers 40 weist einen Bedienbereich auf, der auf einer oberen Oberfläche seitwärts lang in einer ebenen Form ausgebildet ist. Auf dem Bedienbereich des Controllers 40 sind ein kreuzförmiger digitaler Richtungsschalter (nachstehend bezeichnet als „Kreuz-Schalter") 403 an einer linken Seite, eine Mehrzahl von Knopfschaltern (nachstehend nur abgekürzt mit „Schaltern") 404A–404F an einer rechten Seite, ein Startschalter 405, im Allgemeinen an einer lateralen Mittelposition, und ein Joystick 45 zum Ermöglichen des analogen Eingebens an einen zentral weiter unten befindlichen Abschnitt vorgesehen. Der Kreuz-Schalter 403 ist ein Richtungsschalter zum Bestimmen der Bewegungsrichtung einer Heldenfigur oder eines Zeigers, welcher Kreuz-Schalter 403 obere, untere, linke und rechte Niederdrückstellen aufweist, die verwendet werden, um die Bewegung in vier Richtungen zu bestimmen. Die Schalter 404A–404F, die aufgrund der Spielesoftware unterschiedliche Funktionen aufweisen, werden beispielsweise verwendet, um ein Geschoss in einem Shooting-Spiel abzuschießen oder verschiedene Aktionen zu bestimmen, wie beispielsweise Springen, Treten oder das Nehmen eines Gegenstandes in einem Action-Spiel. Obwohl der Joystick 45 anstelle des Kreuzschalters 403 verwendet wird, um die Bewegungsrichtung eines Objekts zu bestimmen, kann er die Richtung im gesamten Winkelbereich über 360° bestimmen, wobei er als ein analoger Schalter zum Bestimmen der Richtung verwendet wird.
Das Gehäuse des Controllers 40 weist drei Griffe 402L, 402C und 402R auf, die in einer Weise ausgebildet sind, dass sie sich von drei Positionen des Bedienbereiches aus abwärts erstrecken. Die Griffe 402L, 402C und 402R sind stabförmig so ausgeführt, dass, wenn sie von der Hand gegriffen werden, sie von der Handfläche, dem Mittelfinger, dem Ringfinger und dem kleinen Finger umschlossen werden, wobei jeder der Griffe an einem Basisabschnitt schmal, an einem Mittenabschnitt dick und in Richtung eines offenen Endes dünner ausgebildet ist (unten in 7). Das untere Gehäuse des Controllers 40 weist eine Einführungsöffnung 409 auf, die an einem unteren Mittenabschnitt ausgebildet ist, der von der Unterseite zum entnehmbaren Anschließen einer RRM-Einsteckkarte 50 als eine Erweiterungseinrichtung hervorsteht. Das Gehäuse weist einen Knopfschalter 406L und einen Knopf 406R auf, die links und rechts auf oberen Seitenflächen des Gehäuses an Positionen entsprechend den Positionen vorgesehen sind, zu denen sich der linke und der rechte Zeigefinger eines Spielers hin erstrecken. An einer Rückseite des Basisabschnitts des mitt leren Griffs 402C ist ein Schalter 407 als ein Schalter mit einer Funktion alternativ zum Schalter 406L vorgesehen, wenn der Joystick 45 anstelle des Kreuzschalters 403 verwendet wird.
Die untere Hälfte des Gehäuses an einer Rückseitenfläche erstreckt sich so in Richtung einer unteren Oberfläche, dass sie eine Öffnung 408 aufweist, die an ihrem äußeren Ende ausgebildet ist. An einem vertieften Ende der Öffnung 408 ist ein Verbinder (nicht gezeigt) vorgesehen, mit dem eine Erweiterungs-Einsteckkarte 50 zu koppeln ist. In der Öffnung 408 ist ferner ein Hebel 409 zum Auswerfen der Einsteckkarte 50 ausgebildet, die in der Öffnung 408 eingeführt ist. An einer gegenüber dem Hebel 409 liegenden Seite in der Öffnung 408 zum Einführen einer Erweiterungs-Einsteckkarte 50 ist eine Aussparung 410 ausgebildet, die Platz zum Herausziehen der Erweiterungs-Einsteckkarte 50 auf das Entfernen der Erweiterungs-Einsteckkarte 50 hin unter Verwenden des Hebels 409 bereitstellt.
9 ist ein detailliertes Schaltkreisdiagramm eines Controllers 40 und einer RAM-Einsteckkarte 50 als ein Beispiel einer Erweiterungseinrichtung. Der Controller 40 weist im Gehäuse elektronische Schaltkreise auf, wie beispielsweise einen Betriebssignal-Verarbeitungsschaltkreis 44 usw. auf, um Betriebszustände der Schalter 403–407 oder des Joysticks 45 oder dergleichen zu erfassen und die erfassten Daten an den Controller-Steuerschaltkreis 17 zu übertragen. Der Betriebssignal-Verarbeitungsschaltkreis 44 weist einen Signal-Empfangsschaltkreis 441, einen Steuerschaltkreis 442, einen Schaltsignal-Erfassungsschaltkreis 443, einen Zählerschaltkreis 444, einen Signal-Übertragungsschaltkreis 445, einen Joyport-Steuerschaltkreis 446, einen Rücksetz-Schaltkreis 447 und ein Nicht-ODER-Gatter 448 auf.
Der Signal-Empfangsschaltkreis 441 wandelt ein serielles Signal, wie beispielsweise ein vom Controller-Steuerschaltkreis 17 übertragenes Steuersignal, Schreib-In-Daten zu der RAM-Einsteckkarte 50 und dergleichen in ein paralleles Signal um, um dies dem Steuerschaltkreis 442 zuzuführen. Ist das vom Controller-Steuerschaltkreis 17 übertragene Signal ein Rücksetzsignal für eine X, Y-Koordinate des Joysticks 45, erzeugt der Steuerschaltkreis 442 erzeugt ein Rücksetzsignal, um das Rücksetzen (0) von gemessenen Werten eines X-Achsen-Zählers 444X und eines Y-Achsen-Zählers 444Y durchzuführen, welche Zähler im Zähler 444 enthalten sind, durchzuführen. Der Joystick 45 weist Photo-Interrupter für die X-Achse und die Y-Achse auf, so dass die Anzahl der Impulse proportional zum Schrägstellungsbetrag eines Hebels in Richtungen der X-Achse und der Y-Achse erzeugt wird, dabei bereitstellend entsprechende Impulssignale den Zählern 444X und 444Y. Wird der Joystick 45 in die X-Achsen-Richtung geneigt, misst der Zähler 444X die Anzahl der proportional zum Schrägstellungsbetrag erzeugten Impulse. Wird der Joystick 45 in die Y-Achsen-Richtung geneigt, misst der Zähler 444Y die Anzahl der proportional zum Schrägstellungsbetrag erzeugten Impulse. Demgemäß bestimmt der mittels der im X-Achsen- und im Y-Achsen-Zähler 444X und 444Y gemessenen Werte ermittelte resultierende Vektor die Bewegungsrichtung und die Bewegungsgeschwindigkeit für das Objekt oder den Zeiger.
Im Übrigen werden der Zähler 444X und der Zähler 444Y ebenfalls von ihren gemessenen Werten mittels eines vom Rücksetzsignal-Erzeugungsschaltkreis 447 auf das Einschalten der Energiequelle hin zugeführten Rücksetzsignals oder mittels eines vom Schaltsignal-Erfassungsschaltkreis 443 zugeführten Rücksetzsignals, wenn der Spieler gleichzeitig zwei im Voraus bestimmte Schalter niederdrückt, zurückgesetzt.
Der Schaltsignal-Erfassungsschaltkreis 443 antwortet auf ein Ausgabe-Befehlssignal, das einen Schaltzustand repräsentiert, der mit einer konstanten Zeitdauer (beispielsweise in einem Intervall von 1/30 s in einer Frame-Periode eines Fernsehers) zugeführt wird, und liest ein durch den Zustand des Niederdrückens des Kreuzschalters 403 und der Schalter 404A–404F, 405, 406L, 406R und 407 verändertes Signal, um es dem Steuerschaltkreis 442 zuzuführen.
Der Steuerschaltkreis 442 antwortet auf ein Lesen-Aus-Befehlssignal von Betriebszustands-Daten vom Controller-Steuerschaltkreis 17 und führt die Betriebszustands-Daten in den Schaltern 403–407 und die gemessenen Werte der Zähler 444X, 444Y dem Signal-Übertragungsschaltkreis 445 in einer vorbestimmten Datenformat-Reihenfolge zu. Der Signal-Übertragungsschaltkreis 445 wandelt diese vom Steuerschaltkreis 442 ausgegebenen parallelen Signale mittels eines Umwandlungsschaltkreises 43 in serielle Daten um, um sie zum Controller-Steuerschaltkreis 17 mittels einer Signalleitung 42 zu übertragen.
Mit dem Steuerschaltkreis 442 sind ein Adressbus, ein Datenbus und ein Port-Steuerschaltkreis mittels eines Port-Verbinders gekoppelt. Der Port-Steuerschaltkreis 446 führt eine Eingabe-Ausgabe-Steuerung (oder Signal-Übertragungs- oder -Empfangs-Steuerung) auf Daten gemäß den Befehlen von der CPU 11 durch, wenn die RAM-Einsteckkarte 50 als ein Beispiel einer Erweiterungseinrichtung mit einem Port-Verbinder 46 gekoppelt ist. Die RAM-Einsteckkarte 50 ermöglicht es einem RAM 51, mit dem Adressbus und dem Datenbus gekoppelt zu sein, welche RAM-Einsteckkarte 50 eine Batterie 52 für eine Energieversorgung des RAM 51 aufweist. Das RAM 51 ist ein RAM, das eine Kapazität aufweist, die kleiner als die Hälfte einer maximalen Speicherkapazität ist, auf die unter Verwenden eines Adressbusses zugegriffen werden kann, und das beispielsweise ein 256 kBit-RAM aufweist. Das RAM 51 speichert zu einem Spiel gehörende Backup-Daten, so dass die gespeicherten Daten mittels Empfangens zugeführter Energie von der Batterie 52 gehalten werden, wenn die RAM-Einsteckkarte aus dem Port-Verbinder 46 entfernt ist.
10 ist eine grafische Darstellung eines Datenformats, mittels dessen der Bildverarbeitungsapparat Daten vom Controller 40 ausliest, die repräsentativ für einen Betriebszustand der Schalter 403–407 und des Joysticks 45 sind. Die vom Controller 40 erzeugten Daten sind als 4 Byte-Daten konfiguriert. Die Daten des ersten Bytes repräsentieren B, A, G, Start, Oben, Unten, Links und Rechts, d. h. das Nieder drücken der Niederdrück-Punkte für Oben, Unten, Links und Rechts, der Schalter 404B, 404A, 407, 405 und des Kreuzschalters 403. Ist beispielsweise der Knopf B, d. h. der Schalter 404B, niedergedrückt, wird das höchstwertige Bit des ersten Bytes zu „1". In ähnlicher Weise repräsentiert das zweite Byte JSRST, 0 (bei diesem Ausführungsbeispiel nicht genutzt), L, R, E, D, C und F, d. h. das Niederdrücken der Schalter 409, 406L, 406R, 404E, 404D, 404C und 404F. Das dritte Byte stellt eine Binärzahl des X-Koordinaten-Wertes (mittels des X-Zählers 444X gemessener Wert) dar, der vom Schrägstellungswinkel des Joysticks 45 in die X-Richtung abhängig ist. Das vierte Byte stellt eine Binärzahl des Y-Koordinaten-Wertes (mittels des Y-Zählers 444Y gemessener Wert) dar, der vom Schrägstellungswinkel des Joysticks 45 in die Y-Richtung abhängig ist. Da die X- und Y-Koordinaten-Werte mittels 8 Bit einer Binärzahl ausgedrückt werden, ist es durch Umwandlung dieser Werte in eine Dezimalzahl möglich, die Schrägstellung des Joysticks 45 durch eine Zahl von 0–255 darzustellen. Wird das höchstwertige Bit durch ein Kennzeichen ausgedrückt, das einen negativen Wert kennzeichnet, kann der Schrägstellungswinkel des Joysticks 45 durch eine Zahl zwischen –128 und 127 ausgedrückt werden.
Dann werden Erläuterungen auf die Übertragung und den Empfang von Daten zwischen dem Bildverarbeitungsapparat 10 und dem Controller 40 ebenso wie auf den Betrieb hinsichtlich der Bewegungssteuerung für das Objekt gemäß den Daten vom Controller 40 getätigt.
Bezugnehmend zunächst auf ein Flussdiagramm für die CPU 11 des Bildverarbeitungsapparates 10 in 11 werden Erläuterungen über die Bildverarbeitung gegeben. In einem Schritt S11 wird mittels der CPU 11 eine initiale Einstellung basierend auf einem im Programmdatenbereich 202 in 5 gespeicherten Ursprungswert (nicht gezeigt) durchgeführt. In Schritt S11 stellt die CPU 11 beispielsweise den Ursprungswert der Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts im Programmdatenbereich 142 (4) des RAM 14 ein. Dann gibt die CPU 11 in einem Schritt S12 einen Befehl zum Anfordern von Steuer-Pad-Daten im Programmdatenbereich 202 zum RCP oder dem Bus-Steuerschaltkreis 12 aus. Demgemäß empfängt die CPU 11 in Schritt S12 zu diesem Zeitpunkt Befehle, wie in 10 gezeigt, um sie zu speichern, so dass sie an den Stellen zum Aufnehmen von Befehlen 174a–174d für die jeweiligen Kanäle gespeichert werden. Zu diesem Zeitpunkt werden deshalb die Zählwerte des X-Zählers 444X und des Y-Zählers 444Y der CPU 11 als XY-Koordinaten-Daten bereitgestellt.
Dann führt die CPU 11 in Schritt S12a Prozesse durch, um die Position des Objekts gemäß den Joystick-Daten vom Controller 40 zu ändern, die an den Stellen zum Aufnehmen von Befehlen 174a–174d für die Kanäle gespeichert sind (6). Es ist zu bemerken, dass der Schritt S12a später unter Bezugnahme auf 14 näher im Detail erläutert wird.
In einem Schritt S13 führt die CPU 11 eine vorbestimmte Bildverarbeitung basierend auf dem im Programmdatenbereich 202 und im Bilddatenbereich 201 gespeicherten Programm durch. Während die CPU 11 den Schritt S13 ausführt, befindet sich der Bus-Steuerschaltkreis 12 in der Ausführung der Schritte S21–S24, gezeigt in 12. Dann gibt die CPU 11 in einem Schritt S14 Bilddaten basierend auf den im Steuer-Pad-Datenbereich 141 in 3 gespeicherten Steuer-Pad-Daten aus. Nach dem Abschließen von Schritt S14 führt die CPU 11 die Schritte S12–S14 wiederholt aus.
Der Betrieb des RCP oder des Bus-Steuerschaltkreises 12 wird unter Verwendung von 12 erläutert. In einem Schritt S21 ermittelt der Bus-Steuerschaltkreis 12, ob die CPU 11 einen Befehl zum Anfordern von Controllerdaten ausgegeben hat oder nicht (einen Anforderungs-Befehl für Daten in den Schaltern des Controllers 40 oder Daten in der Erweiterungseinrichtung 50). Wurde kein Befehl zur Anforderung von Controllerdaten ausgegeben, wartet die CPU 11 auf das Ausgeben. Ist ein Befehl zum Anfordern von Controllerdaten ausgegeben, wird im Prozess mit Schritt S22 fortgefahren. In Schritt S22 gibt der Bus-Steuerschaltkreis 12 einen Befehl zum Einlesen von Daten des Controllers 40 in den Controller-Steuerschaltkreis 17 aus. Dann ermittelt der Bus-Steuerschaltkreis 12 in einem Schritt S23, ob der Controller-Steuerschaltkreis 17 Daten vom Controller 40 empfangen hat oder nicht, um sie im RAM 174 zu speichern. Hat der Controller-Steuerschaltkreis 17 keine Daten vom Controller 40 empfangen, um sie im RAM 174 zu speichern, wartet der Bus-Steuerschaltkreis in Schritt S23, während der Controller-Steuerschaltkreis 17 Daten vom Controller 40 empfangen hat, um sie im RAM 174 zu speichern, und im Prozess wird mit Schritt S24 fortgefahren. In Schritt S24 überträgt der Bus-Steuerschaltkreis 12 die im RAM 174 gespeicherten Daten des Controllers 40 zum RAM 14. Ist die Datenübertragung zum RAM 14 abgeschlossen, kehrt der Bus-Steuerschaltkreis 12 in der Verarbeitung zu Schritt S21 zurück, um die Ausführung von Schritt S21 bis Schritt S24 zu wiederholen.
Im Übrigen haben die Flussdiagramme von 11 und 12 beispielhaft gezeigt, dass die CPU 11 die im RAM 14 gespeicherten Daten verarbeitet, nachdem der Bus-Steuerschaltkreis 12 Daten vom RAM 174 zum RAM 14 übertragen hat. Jedoch kann die CPU 11 die Daten im RAM 174 direkt mittels des Bus-Steuerschaltkreises 12 verarbeiten.
13 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern des Betriebs des Controller-Steuerschaltkreises 17. In Schritt S31 wird ermittelt, ob auf ein Schreiben-In vom Bus-Steuerschaltkreis gewartet wird oder nicht. Wird nicht auf ein Schreiben-In gewartet, wartet der Datenübertragungs-Steuerschaltkreis 171, bis ein Warten auf Schreiben-In vom Bus-Steuerschaltkreis 12 kommt. Wird auf ein Schreiben-In gewartet, bringt der Datenübertragungs-Steuerschaltkreis 171 in einem nächsten Schritt S32 das RAM 174 dazu, Befehle für den ersten bis vierten Kanal und/oder Daten (nachstehend abgekürzt mit „Befehl/Daten") zu speichern. In einem Schritt S33 werden der Befehl/die Daten für den ersten Kanal zum Controller 40 übertragen, der mit dem Verbinder 181 gekoppelt ist. Der Steuerschaltkreis 442 führt eine vorbestimmte Operation basierend auf dem Befehl/den Daten aus, um zum Bildverarbeitungsapparat 10 zu übertragende Daten auszugeben. Der Inhalt der Daten wird später beim Erläutern des Betriebs des Steuerschaltkreises 442 dargelegt. In einem Schritt S34 empfängt der Datenübertragungs-Steuerschaltkreis 171 vom Steuerschaltkreis 442 ausgegebene Daten, um das RAM dazu zu bringen, die Daten zu speichern.
Von nun an werden in einem Schritt S35 der Befehl/die Daten für den zweiten Kanal zum Controller 40 in einer Weise ähnlich dem Betrieb für den ersten Kanal in den Schritten S33 und S34 übertragen. Der Steuerschaltkreis 442 führt einen vorbestimmten Betrieb basierend auf diesem Befehl/diesen Daten aus, um die zum Bildverarbeitungsapparat 10 zu übertragenden Daten auszugeben. In einem Schritt S36 werden die Prozesse zur Datenübertragung und zum Schreiben-In für den zweiten Kanal durchgeführt. Inzwischen werden in einem Schritt S37 der Befehl/die Daten für den dritten Kanal zum Controller 40 übertragen. Der Steuerschaltkreis 442 führt einen vorbestimmten Betrieb basierend auf diesem Befehl/ diesen Daten aus, um die zum Bildverarbeitungsapparat 10 zu übertragenden Daten auszugeben. In einem Schritt S38 werden die Prozesse der Datenübertragung und des Schreiben-In für den dritten Kanal durchgeführt. Ferner werden in einem Schritt S39 der Befehl/die Daten für den vierten Kanal zum Controller 40 übertragen. Der Steuerschaltkreis 442 des Controllers 40 führt einen vorbestimmten Betrieb basierend auf diesem Befehl/diesen Daten aus, um die zum Bildverarbeitungsapparat 10 zu übertragenden Daten auszugeben. In einem Schritt S40 werden die Prozesse der Datenübertragung und des Schreiben-In für den vierten Kanal durchgeführt. In einem nachfolgenden Schritt S41 überträgt der Daten-Übertragungsschaltkreis 171 die in den Schritten S34, S36, S38 und S40 empfangenen Daten in Stapelverarbeitungsweise zum Bus-Steuerschaltkreis 12.
In der Weise, wie oben dargelegt, werden die Daten für den ersten Kanal bis vierten Kanal, d. h. die Befehle für die mit den Verbindern 181–184 gekoppelten Controller 40, und die aus den Controllern 40 auszulesenden Betriebszustandsdaten mittels Zeitteilungs-Verarbeiters zwischen dem Datenüber tragungs-Steuerschaltkreis 171 und dem Steuerschaltkreis 442 entsprechend innerhalb der Controller 40 übertragen.
Unter Bezugnahme auf 14 wird der Schritt S12a in 11 ausführlich erläutert. In einem ersten Schritt S301 in
11 führt die CPU 11 eine Korrektur der Joystick-Daten, d. h. der X-Koordinaten-Daten und der Y-Koordinaten-Daten, vom Controller 40 durch. Der Joystick 45 (7) weist eine Anordnung auf, die innerhalb eines achteckigen Bereichs 451 in einer Ebene, wie in 15 gezeigt, schräggestellt werden kann, und demgemäß werden in Schritt S301 die Daten innerhalb des achteckigen Schrägstellungsbs in Daten innerhalb eines Kreisbereichs 452 umgewandelt oder korrigiert. Im Übrigen ist es nicht notwendig, den Korrekturschritt speziell durchzuführen. D. h. die nachfolgenden Schritte können mit den Daten des achteckigen Schrägstellungsbereichs durchgeführt werden.
In Schritt S301 werden die XY-Koordinaten-Daten für den Joystick 45 in Koordinaten-Daten (u, v) in einer UV-Ebene, wie in 15 gezeigt, umgewandelt. Bei dieser Gelegenheit wird der Maximalbetrag der Schrägstellung des Joysticks 45 auf "1" normiert. D. h. für den Joystick 45 ist es in der UV-Ebene in 15 möglich, sich innerhalb jeweiliger Bereiche von –1,0 ≤ u ≤ 1,0 und –1,0 ≤ v ≤ 1,0 zu neigen. Da eine quadratische Kurve verwendet wird, um die Bewegungsgeschwindigkeit S des Objekts, wie später dargelegt, zu berechnen, muss der geringe Geschwindigkeitsbereich des Objektes erweitert werden. Damit wird es möglich, das Objekt mit einer ziemlich niedrigen Geschwindigkeit zu bewegen.
In nachfolgenden Schritten S302, S303 und S304 berechnet oder erfasst die CPU 11 den Schrägstellungsbetrag L des Joysticks 45, die Bewegungsgeschwindigkeit S des Objekts und seine Bewegungsrichtung α gemäß den folgenden Gleichungen (1), (2) und (3) basierend auf den korrigierten Joystick-Daten (u, v),

wobei gilt L: der Schrägstellungsbetrag des Joysticks; u, v: der Schrägstellungsbetrag in der jeweiligen Achse (Koordinaten-Positionen); S: die Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts; max-speed: eigene maximale Laufgeschwindigkeit (beispielsweise 32 cm/Frame); α: die Richtung der Objektbewegung. Gleichung (3) bedeutet, dass die Richtung α der Objektbewegung in einem dreidimensionalen Raum mittels der Relativ-Beziehungen zwischen der Richtung der Schrägstellung des Joysticks 45 und dem Winkel einer Kamera (Kamera-Winkel) ermittelt wird.
Nach dem jeweiligen Berechnen in den Schritten S302, S303 und S304 des Schrägstellungsbetrags L des Joysticks, der Bewegungsgeschwindigkeit S des Objekts und seiner Bewegungsrichtung α gemäß den Gleichungen (1), (2), (3) vergleicht die CPU 11 in einem Schritt S305 die im Geschwindigkeits-Datenbereich 142 des RAM 14 gespeicherte tatsächliche Bewegungsgeschwindigkeit S1 des Objekts im vorherigen Frame mit der in Schritt S303 berechneten Geschwindigkeit, dabei ermittelnd, ob sie gleich sind oder nicht. Stimmen sie nicht überein (S1 ≠ S), ermittelt die CPU 11 in einem nächsten Schritt S306, ob S1 > S gilt oder nicht.
Wird in Schritt 306 „Nein" ermittelt, wird der Prozess der Beschleunigung in einem Schritt S307 ausgeführt, während, wenn „Ja" ermittelt wird, in einem Schritt S308 der Prozess der Verlangsamung durchgeführt wird. Beim Beschleunigungsprozess in Schritt S307 wird eine vorbestimmte Beschleunigung A zu der tatsächlichen Bewegungsgeschwindigkeit S1 im vorherigen Frame gemäß Gleichung (4) addiert. Es ist zu bemerken, dass die Beschleunigung A mittels der folgenden Gleichung (5) als ein Beispiel bereitgestellt wird: S = S1 + A (4) A = 1,1 – S1/43,0 (5).
Ferner wird beim Verlangsamungsprozess in Schritt S308 eine vorbestimmte Verlangsamung B von der tatsächlichen Bewegungsgeschwindigkeit S1 im vorherigen Frame gemäß Gleichung (6) abgezogen. Es ist zu bemerken, dass die Verlangsamung B mittels der folgenden Gleichung (7) als ein Beispiel bereitgestellt wird: S = S1 – B (6) B = 2,0 (7).
Der Grund des Ermittelns der Beschleunigung A in Gleichung (5) basierend auf der Geschwindigkeit S1 im vorherigen Frame ist der, eine plötzliche Geschwindigkeitsänderung zu vermeiden. Obwohl die Verlangsamung B in Gleichung (7) als eine Konstante gesetzt ist, kann sie alternativ als eine Funktion von der Bewegungsgeschwindigkeit S1 im vorherigen Frame in einer Weise ähnlich der Beschleunigung A eingestellt werden. Ferner kann die Beschleunigung A ein konstanter Wert sein.
Wurde in Schritt S305 „Ja" ermittelt, wird im Prozess mit einem Schritt S309 in einer Weise ähnlich dem Fall des Ausführens der Schritte S307 oder S308 fortgefahren. In Schritt S309 wird entweder die in Schritt S307 ermittelte Bewegungsgeschwindigkeit S oder die in Schritt S308 ermittelte Bewegungsgeschwindigkeit in den Geschwindigkeitsdatenbereich 142 des RAM 14 geschrieben, wodurch die Geschwindigkeitsdaten aktualisiert werden.
In einem nächsten Schritt S310 wird die Position x und z des Objekt gemäß den folgenden Gleichungen (8) und (9) basierend auf der so ermittelten Bewegungsgeschwindigkeit ermittelt.
D. h. die Position des Objekts wird mittels des Vektorbetrags S und des Vektorwinkels α berechnet: x = x + S·sinα (8) z = z + S·cosα (9).
In einem Schritt S311 gibt die CPU 11 die mittels der Gleichungen (8) und (9) ermittelten Positionsdaten zum Bus-Steuerschaltkreis oder dem RCP 12 aus. Als Antwort darauf führt der RCP 12 eine Signalverarbeitung und eine Bildverarbeitung in Abhängigkeit von den ihm übermittelten Objekt-Positionsdaten aus und gibt mittels der E/A-Steuerung 12 dem D/A-Wandler 16 Bilddaten aus.
Auf diese Weise werden die Bewegungsrichtung und der Bewegungsbetrag (die Bewegungsgeschwindigkeit) des Objekts im obigen Beispiel basierend auf den Schrägstellungsbetrag-Daten für den Joystick des Controllers 40 ermittelt, wodurch die Position des Objekts im dreidimensionalen Raum geändert wird. Mit anderen Worten wird das Objekt an einer Position angezeigt, die im nächsten Frame auf der Anzeige 32 somit geändert ist (Monitor 30).

Claims

Dreidimensionales Bildanzeige-Spielsystem, aufweisend einen mit einer Anzeige (30) verbundenen Bildverarbeitungsapparat (10) zum Erzeugen von Bilddaten, um ein in einem dreidimensionalen Raum existierendes Objekt gemäß einem Programm auf der Anzeige anzuzeigen, und eine Betriebseinheit (40), welche ein Betriebsteil (45) mit einem drehbar abgestützten Basisende und einem von einem Bediener bedienbaren freien Ende aufweist, so dass das Bilddatum gemäß einer Bewegung des Betriebsteils zum Verändern veranlasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass: die Betriebseinheit ein Schrägstellungsbetrag-Datenausgabemittel (444) aufweist, welches einen eine erste Richtungskomponente und eine zweite Richtungskomponente aufweisenden Schrägstellungsbetrag des Betriebsteils detektiert, um Schrägstellungsbetrag-Daten auszugeben, und dass: der Bildverarbeitungsapparat aufweist: ein Richtungsermittlungsmittel (11, S302), welches eine Richtung ermittelt, die einer Schrägstellungsrichtung des Betriebsteils basierend auf den Schrägstellungsbetrag-Daten entspricht; ein Bewegungsobjekt-Richtungsermittlungsmittel (11, S304), welches eine Bewegungsrichtung des Objekts in dem dreidimensionalen Raum auf der Basis der von dem Richtungsermittlungsmittel ermittelten Richtung und einen Aussichtspunktwinkel ermittelt, in welchem das Objekt von dem Bediener in dem dreidimensionalen Raum betrachtet wird, wobei eine Richtung, in welche das Betriebsteil zum Verursachen einer Vorwärtsbewegung des Objekts bewegt werden muss, von einer Vorwärtsrichtung des Betriebsteils um einen Winkel versetzt ist welcher im Wesentlichen dem Aussichtspunktwinkel entspricht; ein Bewegungsgeschwindigkeit-Ermittlungsmittel (11, S303), welches eine Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts auf der Anzeige auf der Basis des Schrägstellungsbetrags ermittelt; ein Objektpositions-Ermittlungsmittel (11, S310), welches eine Position des Objekts in dem dreidimensionalen Raum gemäß der von dem Bewegungsrichtungs-Ermittlungsmittel ermittelten Bewegungsrichtung und der von dem Bewegungsgeschwindigkeits-Ermittlungsmittel ermittelten Bewegungsgeschwindigkeit ermittelt; und ein Bilddaten-Erzeugungsmittel (12, S311), welches Bilddaten zum Anzeigen des Objekts an einer von dem Objektpositions-Ermittlungsmittel ermittelten Position erzeugt.
Dreidimensionales Bildanzeige-Spielsystem gemäß Anspruch 1, bei welchem das Bewegungsgeschwindigkeits-Ermittlungsmittel aufweist ein erstes Berechnungsmittel, das die Bewegungsgeschwindigkeit basierend auf den Schrägstellungsbetrag-Daten berechnet, ein Bewegungsgeschwindigkeits-Speichermittel, das unmittelbar zuvor eine tatsächliche Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts speichert, ein Vergleichsmittel, das die tatsächliche Bewegungsgeschwindigkeit in dem Bewegungsgeschwindigkeits-Speichermittel mit der Bewegungsgeschwindigkeit von dem ersten Berechungsmittel vergleicht, und ein Bewegungsgeschwindigkeits-Veränderungsmittel, das die Bewegungsgeschwindigkeit mittels Vergrößerns und Verkleinerns der in dem Bewegungsgeschwindigkeits-Speichermittel gespeicherten Bewegungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von einem Vergleichsergebnis von dem Vergleichsmittel verändert.
Dreidimensionales Bildanzeige-Spielsystem gemäß Anspruch 2, bei welchem das erste Berechnungsmittel aus den Schrägstellungsbetrag-Daten eine Bewegungsgeschwindigkeit berechnet, welche zusammen mit einem vorgegebenen Wert in die Bewegungsgeschwindigkeit umgerechnet wird.
Dreidimensionales Bildanzeige-Spielsystem gemäß Anspruch 2, bei welchem das Bewegungsgeschwindigkeits-Veränderungsmittel die Bewegungsgeschwindigkeit mittels Vergrößerns und Verkleinerns der in dem Bewegungsgeschwindigkeits-Speichermittel gespeicherten Bewegungsgeschwindigkeit gemäß einer Funktion der in dem Bewegungsgeschwindigkeits-Speichermittel gespeicherten Bewegungsgeschwindigkeit verändert.
Dreidimensionales Bildanzeige-Spielsystem gemäß Anspruch 2, bei welchem das Bewegungsgeschwindigkeits-Veränderungsmittel die Bewegungsgeschwindigkeit mittels Vergrößerns und Verkleinerns der in dem Bewegungsgeschwindigkeits-Speichermittel gespeicherten Bewegungsgeschwindigkeit gemäß einem konstanten Wert verändert.
Dreidimensionales Bildanzeige-Spielsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem das Bewegungsrichtungs-Ermittlungsmittel ein zweites Berechnungsmittel aufweist, das die Schrägstellungsrichtung des Betriebsteils basierend auf den Schrägstellungsbetrag-Daten berechnet, wobei die Bewegungsrichtung basierend auf der Schrägstellungsrichtung und dem Aussichtspunktwinkel ermittelt wird.
In einem dreidimensionalen Bildanzeige-Spielsystem, aufweisend einen mit einer Anzeige (30) verbundenen Bildverarbeitungsapparat (10) zum Erzeugen von Bilddaten, um ein in einem dreidimensionalen Raum existierendes Objekt gemäß einem Programm auf der Anzeige anzuzeigen, und eine Betriebseinheit (40), welche ein Betriebsteil (45) mit einem drehbar abgestützten Basisende, einem von einem Bediener bedienbaren freier. Ende und einem Schrägstellungsbetrag-Datenausgabemittel, welches einen eine erste Richtungskomponente und eine zweite Richtungskomponente aufweisenden Schrägstellungsbetrag detektiert, um Schrägstellungsbetrag-Daten auszugeben, aufweist, so dass die Bilddaten in Abhängigkeit von einer Bewegung des Betriebsteils zum verändern veranlasst werden, wobei in einem Programmspeichermedium ein Programm zum Erzeugen der Bilddaten gespeichert ist, wobei das Programmspeichermedium dadurch gekennzeichnet ist, dass das Programm zum Ausführen der nachfolgenden Schritte eingerichtet ist: (a) Ermitteln einer Richtung, die einer Schrägstellungsrichtung basierend auf den Schrägstellungsbetrag-Daten entspricht; (b) Ermitteln einer Bewegungsrichtung des Objekts in dem dreidimensionalen Raum auf der Basis der in dem Schritt (a) ermittelten Richtung und eines Aussichtspunktwinkels, in welchem das Objekt von dem Bediener in dem dreidimensionalen Raum betrachtet wird, wobei eine Richtung, in welche das Betriebsteil zum Verursachen einer Vorwärtsbewegung des Objekts bewegt werden muss, von einer Vorwärtsrichtung des Betriebsteils um einen Winkel versetzt ist, welcher im Wesentlichen dem Aussichtspunktwinkel entspricht; (c) Ermitteln einer Bewegungsgeschwindigkeit des auf der Anzeige zu bewegenden Objekts auf der Basis des Schrägstellungsbetrags; (d) Ermitteln einer Position des Objekts in dem dreidimensionalen Raum in Abhängigkeit von der in dem Schritt (b) ermittelten Bewegungsrichtung und der in dem Schritt (c) ermittelten Bewegungsgeschwindigkeit; und (e) Erzeugen der Bilddaten zum Anzeigen des Objekts an der in dem Schritt (d) derart ermittelten Position.
Programmspeichermedium gemäß Anspruch 7, bei welchem der Bildverarbeitungsapparat ein Speichermittel aufweist, das eine tatsächliche Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts speichert, und bei welchem das Programm eingerichtet iat (c1) zum Ermitteln der Bewegungsgeschwindigkeit basierend auf den Schrägstellungsbetrag-Daten, (c2) zum Vergleichen der in dem Speichermittel gespeicherten tatsächlichen Bewegungsgeschwindigkeit mit der ermittelten Bewegungsgeschwindigkeit und (c3) zum Verändern der Bewegungsgeschwindigkeit mittels Vergrößerns und Verkleinerns der in dem Bewegungsgeschwindigkeits-Speichermittel gespeicherten Bewegungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von einem Vergleichsergebnis von dem Vergleichsmittel.
Programmspeichermedium gemäß Anspruch 8, bei welchem das Programm eingerichtet ist zum Ermitteln der Bewegungsgeschwindigkeit aus einer Bewegungsgeschwindigkeit, die basierend auf den Schrägstellungsbetrag-Daten berechnet ist, und aus einem vorgegebenen Wert.
Programmspeichermedium gemäß Anspruch 8, bei welchem das Programm eingerichtet ist zum Verändern der Bewegungsgeschwindigkeit mittels Vergrößerns und Verkleinerns der in dem Bewegungsgeschwindigkeits-Speichermittel gespeicherten Bewegungsgeschwindigkeit gemäß einer Funktion der in dem Bewegungsgeschwindigkeits-Speichermittel gespeicherten Bewegungsgeschwindigkeit.
Programmspeichermedium gemäß Anspruch 8, bei welchem das Programm eingerichtet ist zum Verändern der Bewegungsgeschwindigkeit mittels Vergrößerns und Verkleinerns der in dem Bewegungsgeschwindigkeits-Speichermittel gespeicherten Bewegungsgeschwindigkeit gemäß einem konstanten Wert.
Programmspeichermedium gemäß einem der Ansprüche 7 bis 11, bei welchem das Programm eingerichtet (a1) zum Berechnen der Schrägstellungsrichtung basierend auf den Schrägstellungsbetrag-Daten und (a2) zum Ermitteln Bewegungsrichtung basierend auf der Schrägstellungsrichtung und dem Aussichtspunktwimkel.
Verfahren zum Erzeugen von Bilddaten zum Verwenden in einem dreidimensionalen Bildanzeige-Spielsystem, das aufweist einen mit einer Anzeige (30) verbundenen Bildverarbeitungsapparat (10) zum Erzeugen von Bilddaten, um ein in einem dreidimensionalen Raum existierendes Objekt gemäß einem Programm auf der Anzeige anzuzeigen, und eine Betriebseinheit (40), die ein Betriebsteil (45) mit einem drehbar abgestützten Basisende, einem von einem Bediener bedienbaren freien Ende und einem Schrägstellungsbetrag-Datenausgabemittel, welches einen eine erste Richtungskomponente und eine zweite Richtungskomponente aufweisenden Schrägstellungsbetrag detektiert, um Schrägstellungsbetrag-Daten auszugeben, aufweist, so dass die Bilddaten in Abhängigkeit von einer Bewegung des Betriebsteils zum Verändern veranlasst werden, wobei in einem Programmspeichermedium ein Programm zum Erzeugen der Bilddaten gespeichert ist, wobei das Programmspeichermedium dadurch gekennzeichnet ist, dass das Programm zum Ausführen der nachfolgenden Schritte eingerichtet ist: (a) Ermitteln einer Richtung, die einer Schrägstellungsrichtung basierend auf den Schrägstellungsbetrag-Daten entspricht; (b) Ermitteln einer Bewegungsrichtung des Objekts in dem dreidimensionalen Raum auf der Basis der in dem Schritt (a) ermittelten Richtung und eines Aussichtspunktwinkels, in welchem das Objekt von dem Bediener in dem dreidimensionalen Raum betrachtet wird, wobei eine Richtung, in welche das Betriebsteil zum Verursachen einer Vorwärtsbewegung des Objekts bewegt werden muss, von einer Vorwärtsrichtung des Betriebsteils um einen Winkel versetzt ist, welcher im Wesentlichen dem Aussichtspunktwimkel entspricht; (c) Ermitteln einer Bewegungsgeschwindigkeit des auf der Anzeige zu bewegenden Objekts auf der Basis des Schrägstellungsbetrags; (d) Ermitteln einer Position des Objekts in dem dreidimensionalen Raum in Abhängigkeit von der in dem Schritt (b) ermittelten Bewegungsrichtung und der in dem Schritt (c) ermittelten Bewegungsgeschwindigkeit; und (e) Erzeugen der Bilddaten zum Anzeigen des Objekts an der in dem Schritt (d) derart ermittelten Position.
Verfahren gemäß Anspruch 13, bei welchem der Bildverarbeitungsapparat ein Speichermittel aufweist, das eine tatsächliche Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts speichert, und bei welchem das Programm eingerichtet ist (c1) zum Ermitteln der Bewegungsgeschwindigkeit basierend auf den Schrägstellungsbetrag-Daten, (c2) zum Vergleichen der in dem Speichermittel gespeicherten tatsächlichen Bewegungsgeschwindigkeit mit der ermittelten Bewegungsgeschwindigkeit und (c3) zum Verändern der Bewegungsgeschwindigkeit mittels Vergrößerns und Verkleinerns der in dem Bewegungsgeschwindigkeits-Speichermittel gespeicherten Bewegungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von einem Vergleichsergebnis von dem Vergleichsmittel.
Verfahren gemäß Anspruch 14, bei welchem das Programm eingerichtet ist zum Ermitteln der Bewegungsgeschwindigkeit aus einer Bewegungsgeschwindigkeit, die basierend auf den Schrägstellungsbetrag-Daten berechnet ist, und aus einem vorgegebenen wert.
Verfahren gemäß Anspruch 14, bei welchem das Programm eingerichtet ist zum Verändern der Bewegungsgeschwindigkeit mittels Vergrößerns und Verkleinerns der in dem Bewegungsgeschwindigkeits-Speichermittel gespeicherten Bewegungsgeschwindigkeit gemäß einer Funktion der in dem Bewegungsgeschwindigkeits-Speichermittel gespeicherten Bewegungsgeschwindigkeit.
Verfahren gemäß Anspruch 14, bei welchem das Programm eingerichtet ist zum Verändern der Bewegungsgeschwindigkeit mittels Vergrößerns und Verkleinerns der in dem Bewegungsgeschwindigkeits-Speichermittel gespeicherten Bewegungsgeschwindigkeit gemäß einem konstanten wert.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 17, bei welchem das Programm eingerichtet ist (a1) zum Berechnen der Schrägstellungsrichtung basierend auf den Schrägstellungsbetrag-Daten und (a2) zum Ermitteln der Bewegungsrichtung basierend auf der Schrägstellungsrichtung und dem Aussichtspunktwinkel.