專利名稱：圖象處理系統(tǒng)和圖象處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖象處理系統(tǒng)和圖象處理方法。特別涉及使觀賞魚等生物在虛擬三維空間內(nèi)按接近自然的狀態(tài)移動，能夠象真實生物那樣觀賞它，同時實現(xiàn)該生物的移動與觀賞者之間交互性的觀賞游戲的圖象處理。
背景技術(shù)：
伴隨著近年來計算機(jī)圖形技術(shù)的發(fā)展，無論用于工作、還是用于家庭，一般來說，模擬裝置和游戲裝置正在廣泛普及。最近，作為游戲裝置的一種類型，提出在假設(shè)游戲空間使觀賞魚等生物移動，將其模擬成寵物那樣用顯示器進(jìn)行觀賞的觀賞游戲。
該觀賞游戲裝置通常配有圖象處理的CPU、顯示器等。例如，在觀賞魚情況下，預(yù)先確定圖象化在假設(shè)游戲空間中設(shè)定的水槽內(nèi)魚動作的位置信息，要確定約幾百次。CPU根據(jù)狀況選擇圖形化的動作位置信息，根據(jù)該信息計算模擬魚的目標(biāo)位置，利用運(yùn)動捕捉等產(chǎn)生的矩陣(旋轉(zhuǎn)、移動)補(bǔ)充動作，進(jìn)行重放顯示。此外，在模擬順著海流移動的多條魚的觀賞游戲情況下，一邊提供表示海流環(huán)境的特定信息，一邊根據(jù)該信息計算顯示多條魚的位置和動作。
但是，在上述以往的觀賞魚游戲等裝置中，移動體的動作位置信息被圖形化，不斷提供海流那樣的特定信息，同時僅計算位置信息，按以往確定的運(yùn)動捕捉等產(chǎn)生的矩陣重放動作的情況下，在表現(xiàn)生命體動作方面不夠自然。就是說，以往的方法在表現(xiàn)生命體動作上有局限。而且，觀賞者僅凝視作為模擬水槽的顯示器來進(jìn)行觀賞，而沒有根據(jù)觀賞者的行動使水槽內(nèi)的魚不斷靠近或者逃跑的自然世界中可見到的交互性。
鑒于這種以往技術(shù)所面臨的狀況，本發(fā)明的目的在于提供更真實并且自然地表現(xiàn)三維虛擬空間中魚等生命體的動作，使其如同真正的生命體那樣可以觀賞的真實感強(qiáng)的觀賞游戲。
此外，本發(fā)明的其它目的在于提供可以表現(xiàn)在模擬三維虛擬空間中的魚等生命體的移動體和觀賞者之間的自然界中實際存在的交互性，由此提高真實感，同時還具有娛樂性的觀賞游戲。
發(fā)明的概述為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的圖象處理系統(tǒng)使模擬生物的移動體在三維虛擬空間內(nèi)移動，生成觀賞其移動狀況的圖象，該系統(tǒng)包括動作計算裝置和顯示控制裝置，動作計算裝置根據(jù)所述移動體的移動目標(biāo)點(diǎn)，模擬該移動體動作，計算圖象數(shù)據(jù)，而顯示控制裝置顯示由該動作計算裝置計算的圖象數(shù)據(jù)。
作為一例，所述移動體為進(jìn)入虛擬水槽的魚。這種情況下，所述顯示裝置可以是將所述圖象數(shù)據(jù)作為所述圖象顯示的顯示器，同時配有在該顯示器前面設(shè)置的水槽和在該水槽前面設(shè)置的檢測來自觀賞者對所述移動體的中斷指示信息的傳感器。該傳感器是將例如經(jīng)所述觀賞者觸摸可以輸入信息的紅外線傳感器按點(diǎn)陣狀配置的矩陣傳感器。
此外，所述動作計算裝置最好配有設(shè)定所述目標(biāo)點(diǎn)的目標(biāo)點(diǎn)設(shè)定裝置。該目標(biāo)點(diǎn)設(shè)定裝置可以形成例如帶有預(yù)先設(shè)定離散值的表，并根據(jù)該表選定離散值的裝置。在這種情況下，所述目標(biāo)點(diǎn)設(shè)定裝置最好是在所述顯示器的每個顯示圖象的預(yù)定幀數(shù)中選定調(diào)整所述離散值、然后更新所述目標(biāo)點(diǎn)的裝置。此外，所述目標(biāo)點(diǎn)設(shè)定裝置配有判斷在所述傳感器中是否有來自所述觀賞者的指示信息輸入的裝置，和在判斷該指示信息輸入時，根據(jù)該指示信息確定所述目標(biāo)點(diǎn)的裝置。例如，所述指示信息是所述觀賞者呼叫所述魚的暗號或所述觀賞者對所述魚喂食的動作。
此外，所述動作計算裝置最好可以包括按照由所述目標(biāo)點(diǎn)設(shè)定裝置設(shè)定的所述目標(biāo)點(diǎn)計算所述魚在所述三維虛擬空間內(nèi)的魚體位置的魚體位置計算裝置，采用所述位置從頭部向尾部依次計算在所述魚中設(shè)定的多個虛擬骨位置的虛擬骨位置計算裝置，采用所述虛擬骨位置計算模擬所述魚體的多邊形各頂點(diǎn)位置的頂點(diǎn)位置計算裝置，和按照所述各頂點(diǎn)位置生成所述圖象數(shù)據(jù)的圖象數(shù)據(jù)生成裝置。
而且，所述目標(biāo)點(diǎn)設(shè)定裝置最好配有按照所述水槽的假設(shè)尺寸校正所述目標(biāo)點(diǎn)設(shè)定值的目標(biāo)點(diǎn)校正裝置。
此外，所述動作計算裝置可以包括計算表現(xiàn)所述魚在所述虛擬水槽中游動的環(huán)境信息的環(huán)境信息計算裝置，和生成將所述環(huán)境信息附加在所述魚的圖象數(shù)據(jù)中的信息的信息生成裝置。所述環(huán)境信息例如為所述水槽的波浪和所述水槽的晃動水中的光波。這種情況下，所述虛擬水槽有波浪簡易模式，該簡易模式是三邊分別為預(yù)定值、并用彈簧支撐重量為預(yù)定值的正方體底邊四角的虛擬模式，所述環(huán)境信息計算裝置是通過每次中斷改變所述彈簧的彈簧常數(shù)來計算模擬波浪運(yùn)動的所述環(huán)境信息的裝置。
另一方面，本發(fā)明的圖象處理方法使模擬生物的移動體在三維虛擬空間內(nèi)移動，生成觀賞其移動狀況的圖象，其特征在于，該方法設(shè)定所述移動體的移動目標(biāo)點(diǎn)，根據(jù)該目標(biāo)點(diǎn)模擬所述移動體的動作，計算圖象數(shù)據(jù)，顯示計算的圖象數(shù)據(jù)。
而且，其它發(fā)明的圖象處理系統(tǒng)使縱向方向的立體形狀的移動體在三維虛擬空間內(nèi)移動，生成其移動狀態(tài)的圖象，其特征在于，該系統(tǒng)包括動作計算裝置和顯示控制裝置，動作計算裝置根據(jù)所述移動體的移動目標(biāo)點(diǎn)模擬所述移動體動作，計算圖象數(shù)據(jù)，而顯示裝置顯示由該動作計算裝置計算的圖象。
而且，本發(fā)明的其它形態(tài)的特征在于，所述動作計算裝置算出所述多個虛擬骨節(jié)的位置，按照該虛擬骨節(jié)位置模擬所述移動體的動作，計算圖象數(shù)據(jù)。而且，其它形態(tài)的特征在于，所述動作計算裝置包括設(shè)定所述目標(biāo)點(diǎn)的目標(biāo)點(diǎn)設(shè)定裝置，按照所述設(shè)定的目標(biāo)點(diǎn)計算所述移動體的所述三維虛擬空間內(nèi)位置的移動體位置計算裝置，采用所述位置從移動方向側(cè)的虛擬骨節(jié)依次計算求出所述移動體虛擬骨節(jié)位置的虛擬骨節(jié)位置計算裝置，采用所述虛擬骨節(jié)的位置計算形成所述移動體的多邊形各頂點(diǎn)位置的頂點(diǎn)位置計算裝置，和按照所述各頂點(diǎn)生成所述圖象數(shù)據(jù)的圖象數(shù)據(jù)生成裝置。
附圖的簡單說明圖1是本發(fā)明一實施例的圖象處理系統(tǒng)的整體透視圖。
圖2是表示該實施例的顯示器、水槽和傳感器安裝狀態(tài)的圖。
圖3是表示游戲處理板功能的示意方框圖。
圖4是游戲處理板的電氣功能方框圖。
圖5是由CPU執(zhí)行的主處理程序的示意流程圖。
圖6是由CPU執(zhí)行的目標(biāo)點(diǎn)設(shè)定的子程序。
圖7是說明作為移動體的熱帶魚和其魚坐標(biāo)系統(tǒng)的獲取方法。
圖8是表示作為移動體的熱帶魚的多邊形例和虛擬骨的位置的圖。
圖9是表示虛擬骨位置控制例的圖。
圖10是說明波浪簡易模式的圖。
圖11是說明光波投影的圖。
圖12是說明光波投影的圖。
圖13是根據(jù)光源矢量和法線矢量光照射位置判定的說明圖。
圖14是說明根據(jù)波浪簡易模式計算的水中的光源矢量的圖。
圖15是根據(jù)光源矢量和法線矢量判定光照射位置的說明圖。
圖16是模式地說明觀賞者對傳感器(模擬水槽)的觸摸情況的圖。
圖17是說明波浪表現(xiàn)方法的其它例(海浪)的圖。
圖18至圖20是說明涉及虛擬骨節(jié)位置控制的其它實施例動作的圖。
實施發(fā)明的最佳形態(tài)以下，參照


本發(fā)明的一個實施例。
圖1表示實施例的圖象處理系統(tǒng)的示意結(jié)構(gòu)的一例。該圖象處理系統(tǒng)進(jìn)行使虛擬游戲空間移動的熱帶魚觀賞游戲。
如圖所示，圖象處理系統(tǒng)包括顯示圖象的顯示器1a、用于在該顯示器1a上顯示圖象處理的裝置本體1、在該顯示器1a中設(shè)置的水槽2和在該水槽2前面安裝的傳感器3。
裝置本體1包括在整體形成橫向立方體狀的機(jī)殼內(nèi)配置的處理板10、揚(yáng)聲器14和各種輸出裝置12。這些要素的電氣結(jié)構(gòu)和動作后面論述。
顯示器1a是具有寬橫向顯示畫面的顯示裝置，安裝在裝置本體1上。利用該顯示器1a，除了顯示用多邊形表現(xiàn)的魚(這里為熱帶魚)之外，還顯示背景圖象。顯示器1a的顯示畫面尺寸不限于形狀為橫向上寬的尺寸，按照用途可以采用各種尺寸和形狀。
為了產(chǎn)生實際水槽的環(huán)境，裝載水槽2，同時產(chǎn)生氣泡，表現(xiàn)水。該水槽2還與顯示器1a的形狀一致，有橫向?qū)挷⑶疫M(jìn)深薄的形狀，用透明的玻璃制成。如圖2所示，水槽2被安裝在顯示器1a的前面，通過從水槽2側(cè)觀察在顯示器1a的畫面中顯示的魚和背景，可以模擬產(chǎn)生觀賞在實際水槽內(nèi)的魚的狀態(tài)。
傳感器3由將紅外線傳感器按點(diǎn)陣狀配置的矩陣傳感器構(gòu)成，如圖2所示，重疊配置在水槽2的前面。就是說，該系統(tǒng)的顯示部分具有矩陣傳感器3、水槽2和顯示器1a的疊層結(jié)構(gòu)。如果觀賞者輕拍水槽或觸摸水槽，那么傳感器3檢測該操作，將對應(yīng)檢測位置的二維位置信號輸出給裝置本體1的游戲處理板10(參照圖3)。如下所述，游戲處理板10根據(jù)該位置信號進(jìn)行三維虛擬空間中的多邊形(魚等)的移動處理、視點(diǎn)攝象機(jī)的位置控制、以及波浪處理等圖象處理。
在裝置本體1的內(nèi)部，設(shè)有圖4所示的游戲處理板10。在該游戲處理板10中，將顯示器(顯示器)1a、傳感器2、指示器等的輸出裝置12、揚(yáng)聲器14等裝置進(jìn)行電連接。觀賞者一邊觀察在顯示器1a中顯示的熱帶魚的畫面，同時在高興時可以觸摸傳感器2來進(jìn)行觀賞游戲。
如圖4所示，游戲處理板10包括計數(shù)器100、CPU(中央處理器)101、ROM 102、RAM 103、聲音裝置104、輸入輸出接口106、滾動數(shù)據(jù)計算裝置107、協(xié)處理器(輔助計算處理裝置)108、地形數(shù)據(jù)ROM109、幾何裝置110、形狀數(shù)據(jù)ROM 111、描繪裝置112、紋理數(shù)據(jù)ROM113、紋理圖RAM 114、幀緩沖器115、圖象合成裝置116和D/A轉(zhuǎn)換器117。
其中，CPU 101通過總線與存儲預(yù)定程序和圖象處理程序等的ROM 102、存儲計算數(shù)據(jù)的RAM 103、聲音裝置104、輸入輸出接口106、滾動數(shù)據(jù)計算裝置107、協(xié)處理器108和幾何裝置110連接。RAM103具有緩沖器的功能，用于對于幾何裝置的各種指令的寫入(對象的顯示等)、以及在進(jìn)行各種計算時所需數(shù)據(jù)的寫入等。
輸入輸出接口106與傳感器3連接。由此，來自傳感器3的位置信號等的操作信號作為數(shù)字量進(jìn)入CPU 101。聲音裝置104通過功率放大器105與揚(yáng)聲器14連接。由此，將聲音裝置104生成的聲音信號功率放大，從揚(yáng)聲器14輸出聲音。
CPU 101根據(jù)ROM 102中存儲的程序，讀入來自傳感器3的操作信號和來自地形數(shù)據(jù)ROM 109的地形數(shù)據(jù)，或來自形狀數(shù)據(jù)ROM 111的形狀數(shù)據(jù)(‘模擬熱帶魚的對象’和‘地形、天空、巖石、海底、各種結(jié)構(gòu)物等的背景’等的三維數(shù)據(jù))，進(jìn)行包括對象游動計算的計算。
游動計算是模擬虛擬三維空間(游戲空間)中的對象(熱帶魚)動作的計算。在進(jìn)行該計算時，在虛擬三維空間對象的多邊形坐標(biāo)值確定后，將該坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換成二維視野坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣和形狀數(shù)據(jù)(多邊形數(shù)據(jù))指定給幾何裝置110。在協(xié)處理器108中連接地形數(shù)據(jù)ROM109，同時將預(yù)定的地形數(shù)據(jù)傳送給協(xié)處理器108和CPU 101。協(xié)處理器108主要承擔(dān)浮動小數(shù)點(diǎn)的計算。因此，利用協(xié)處理器108執(zhí)行各種判定，通過將該判定結(jié)果提供給CPU 101，可以減輕CPU的計算負(fù)荷。
幾何裝置110與形狀數(shù)據(jù)ROM 111以及描繪裝置112連接。在形狀數(shù)據(jù)ROM 111中，如上所述，預(yù)先存儲多個多邊形構(gòu)成的形狀數(shù)據(jù)(由各頂點(diǎn)構(gòu)成的對象、地形、背景等三維數(shù)據(jù))。該形狀數(shù)據(jù)傳送給幾何裝置110。幾何裝置110按從CPU 101不斷傳送的轉(zhuǎn)換矩陣進(jìn)行指定形狀數(shù)據(jù)的透視轉(zhuǎn)換，獲得從三維虛擬空間的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成視野坐標(biāo)系的數(shù)據(jù)。
描繪裝置112在轉(zhuǎn)換的視野坐標(biāo)系的形狀數(shù)據(jù)中固定紋理，輸出給幀緩沖器115。為了進(jìn)行該紋理的固定，描繪裝置112與紋理數(shù)據(jù)ROM 113和紋理圖RAM 114連接，同時與幀緩沖器115連接。
再有，多邊形數(shù)據(jù)指相對于多個頂點(diǎn)集合構(gòu)成的多邊形(多角形主要為三角形、四角形)的各頂點(diǎn)沒有絕對坐標(biāo)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)組。在所述地形數(shù)據(jù)ROM 109中，存儲滿足執(zhí)行預(yù)定判定(接觸判定等)方面的粗略設(shè)定的多邊形數(shù)據(jù)。與此相對，在形狀數(shù)據(jù)ROM 11中存儲與構(gòu)成對象、背景等畫面的形狀有關(guān)的更精細(xì)設(shè)定的多邊形數(shù)據(jù)。
滾動數(shù)據(jù)計算裝置107計算文字等滾動畫面的數(shù)據(jù)(存儲在ROM102中)。該計算裝置107和幀緩沖器115通過圖象合成裝置116和D/A轉(zhuǎn)換器117到達(dá)顯示器1a。由此，在幀緩沖器115中暫時存儲的地形(背景)等多邊形畫面(模擬結(jié)果)和文字信息等滾動畫面按指定優(yōu)先順序合成，在每個固定時間生成最終的幀圖象數(shù)據(jù)。該幀圖象數(shù)據(jù)用D/A轉(zhuǎn)換器117轉(zhuǎn)換成模擬信號，傳送至顯示器1a，作為游戲畫面被實時地顯示。
該圖象處理系統(tǒng)以CPU 101為中心，通過圖5、圖6所示的計算處理進(jìn)行熱帶魚的觀賞游戲。圖5表示在與顯示器1a的顯示幀周期同步的每次中斷中(例如，1/60秒)重復(fù)的主處理例行程序，圖6表示圖5所示的目標(biāo)點(diǎn)確定處理的詳細(xì)子程序。
首先，CPU 101讀入傳感器3的輸出信號(圖5所示的步驟S1)，接著，按照該讀入結(jié)果，進(jìn)行確定魚的移動目標(biāo)點(diǎn)的處理(步驟S2)。
該目標(biāo)點(diǎn)確定處理由CPU 101按圖6所示那樣來執(zhí)行。CPU 101首先判斷從傳感器2是否輸出信號(圖6所示的步驟S2-1)。在該判斷為NO(否)，即觀賞者未觸摸傳感器時，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的某個離散表(也可以為亂數(shù))移動的目標(biāo)點(diǎn)m(m.x，m.y，m.z)按以下那樣選定(步驟S2-2)。
m.x＝表[timer1].xm.y＝表[timer1].ym.z＝表[timer1].z
其中，timer1表示更新表的計數(shù)器。x、y、z表示魚(觀賞魚)的當(dāng)前坐標(biāo)位置。該目標(biāo)點(diǎn)m例如每30～40次中斷就更新。在喂養(yǎng)多條魚時，可改變每條魚的目標(biāo)點(diǎn)和更新的中斷數(shù)。由于該目標(biāo)點(diǎn)的設(shè)定成為本發(fā)明的特征之一，所以可表現(xiàn)魚的自然活動方式。
在步驟S2-1的判斷為是時，在步驟S2-3中進(jìn)一步判斷是表示通過觀賞者的傳感器2顯示獲得的信號為簡單的位置，還是表示目前的餌料位置(參照圖16)。其中，觀賞者觸摸傳感器2時的傳感器信號被確認(rèn)為表示單個位置的信號，而觀賞者改變例如觸摸的次數(shù)和觸摸時間時的傳感器信號被確認(rèn)為表示餌料的信號。
在該步驟S2-3的判斷為NO，就是說，有表示位置的信號或有表示餌料的信號，但在判斷餌料位置比預(yù)定值大時，移至步驟S2-4，設(shè)定為‘傳感器信號產(chǎn)生的矩陣位置＝目標(biāo)點(diǎn)’。就是說，按m.x＝所檢測位置的xm.y＝所檢測位置的ym.z＝所檢測位置的z來設(shè)定。
相反，在步驟S2-3中為YES，就是說如果判斷有表示餌料的信號，并且判斷該餌料位置處于魚的目前位置(在以該魚為中心的范圍內(nèi))，那么移至步驟S2-5，按‘傳感器信號產(chǎn)生的矩陣位置＝餌料的位置＝目標(biāo)點(diǎn)’來設(shè)定。就是說，按m.x＝餌料位置的xm.y＝餌料位置的ym.z＝餌料位置的z來設(shè)定。
這樣，在設(shè)定目標(biāo)點(diǎn)后，再進(jìn)行目標(biāo)點(diǎn)的校正(步驟S2-6)。該校正處理根據(jù)表示在三維虛擬空間中設(shè)定的虛擬水槽的空間位置最大值(Xmax，Ymax，Zmax)和表示虛擬水槽的空間位置最小值(Xmin，Ymin，Zmin)來進(jìn)行。具體地說，設(shè)定的目標(biāo)點(diǎn)m(m.x，m.y，m.z)按m.x＞水槽的Xmax時，m.x＝水槽的Xmaxm.x＜水槽的Xmin時，m.x＝水槽的Xminm.y＞水槽的Xmax時，m.y＝水槽的Xmaxm.y＜水槽的Xmin時，m.y＝水槽的Xminm.z＞水槽的Xmax時，m.z＝水槽的Xmaxm.z＜水槽的Xmin時，m.z＝水槽的Xmin來設(shè)定。由此，目標(biāo)點(diǎn)不會從虛擬水槽中脫離。
然后，CPU 101將其處理返回圖5所示的主處理步驟S3。在該步驟S3中，例如預(yù)先設(shè)定魚的行進(jìn)速度speed，例如參照各類魚的表來適當(dāng)確定。如上所述，該行進(jìn)速度speed也可以通過觀賞者觸摸傳感器3按照拋投餌料的出現(xiàn)、水溫等來改變。由此，可以調(diào)整魚的動作的活潑性。
接著，按照步驟S4，CPU 101計算魚所需要的旋轉(zhuǎn)分量的力Fw(Fw.x，F(xiàn)w.y，F(xiàn)w.z)。其細(xì)節(jié)如下。
首先，從目前的位置p(p.x，p.y，p.z)朝向目標(biāo)點(diǎn)m(m.x，m.y，m.z)，也可以為單位矢量，方向矢量h(h.x，h.y，h.z)按h.x＝(m.x-p.x)/Lh.y＝(m.y-p.y)/Lh.z＝(m.z-p.z)/L算出。其中，L是點(diǎn)p與點(diǎn)m之間在x、y、z各方向上的距離。
接著，計算旋轉(zhuǎn)分量的力Fw。首先，魚的Y軸旋轉(zhuǎn)力Fw.y和X軸旋轉(zhuǎn)力Fw.x按
Fw.y＝-(h.z*sin(r，y)-h.x*cos(r，y))*speed*k0Fw.x＝(m.y-p.y)*k1求出。其中，k0、k1為常數(shù)。此外，(r，y)表示用球面坐標(biāo)觀察的魚的旋轉(zhuǎn)角度r的y坐標(biāo)成分。
而且，使用定時器timer，如果將魚行進(jìn)時使魚體左右晃動的旋轉(zhuǎn)力假設(shè)為timer 3％2＝0(用2除定時器3的值時的余數(shù)為0)，那么Fw.y＝Fw.y+(k0+speed*k1)。
除此之外(其余數(shù)為1)，按Fw.y＝Fw.y-(k0+speed*k1)的方法求出。
而且，求出回避針對虛擬水槽壁的旋轉(zhuǎn)力。這可以判斷假設(shè)距壁的距離是否在某個值以下，當(dāng)在某個值以下時，按Fw.x＝Fw.x+回避壁的旋轉(zhuǎn)力的X分量Fw.y＝Fw.y+回避壁的旋轉(zhuǎn)力的Y分量計算求出?；乇鼙诘男D(zhuǎn)力是作為常數(shù)確定的值。
而且，求出回避其它魚的旋轉(zhuǎn)力。這可以判斷距其它魚距離是否在某個值以下，當(dāng)在某個值以下時，按Fw.x＝Fw.x+回避其它魚的旋轉(zhuǎn)力的X分量Fw.y＝Fw.y+回避其它魚的旋轉(zhuǎn)力的Y分量計算求出。使其它魚回避的旋轉(zhuǎn)力也是預(yù)定值。
整體旋轉(zhuǎn)分量的力Fw按上述各狀況的力的合成來計算。
接著，CPU 101移至步驟S5，計算魚的旋轉(zhuǎn)角。此時，角加速度為aw(aw.x，aw.y，aw.z)，角速度為w(w.x，w.y，w.z)，旋轉(zhuǎn)角為r(r.x，r.y，r.z)，水的阻力系數(shù)為resist。
由此，旋轉(zhuǎn)角速度的衰減影響按本次新的w.x＝上次w.x*k本次新的w.y＝上次w.y*k本次新的w.z＝上次w.z*k來計算。k為常數(shù)，并且0＜k＜1。
角加速度按aw.x＝(Fw.x-resist*w.x)*kaw.y＝(Fw.y-resist*w.y)*k來計算。k為常數(shù)。
Z旋轉(zhuǎn)角按r.z＝(-w.y*k)來計算。k為常數(shù)。
角速度按本次新的w.x＝上次的w.x+aw.x本次新的w.y＝上次的w.y+aw.y來計算。
而且，x、y旋轉(zhuǎn)角按本次新的r.x＝上次的r.x+w.x本次新的r.y＝上次的r.y+w.y公式來更新。
接著，CPU 101按步驟S6計算對魚施加的力Fv(Fv.x，F(xiàn)v.y，F(xiàn)v.z)。
具體地說，首先，計算作為對象的魚的推進(jìn)力。
而且，根據(jù)與其它魚的沖突來計算力。就是說，按該沖突判定，在對其它魚判定為潛入時，計算Fv.x＝Fv.x+潛入的距離*kFv.y＝Fv.y+潛入的距離*k。k為常數(shù)。
施加在魚上的合力Fv按上述各力的合成來計算。
假設(shè)根據(jù)與虛擬水槽的沖突判定為受到外力的情況下，那么該外力作為Fv來合成。如果潛入內(nèi)壁和地面，那么作為常數(shù)k，按Fv.x＝潛入的距離*kFv.y＝潛入的距離*k來計算。
接著，CPU 101的操作移至步驟S7，計算魚的位置。此時，加速度為av(av.x，av.y，av.z)，速度為v(v.x，v.y，v.z)，位置為p(p.x，p.y，p.z)，水的阻力系數(shù)為resist。
由此，對魚推進(jìn)速度衰減的影響按本次新的v.x＝上次v.x*k本次新的v.y＝上次v.y*k本次新的v.z＝上次v.z*k來計算。k為常數(shù)，并且0＜k＜1。
加速度按av.x＝(Fv.x-resist*v.x)*kav.y＝(Fv.y-resist*v.y)*kav.z＝(Fv.z-resist*v.z)*k來計算。K為常數(shù)。
而且，速度按本次新的v.x＝上次的v.x+av.x本次新的v.y＝上次的v.y+av.y本次新的v.z＝上次的v.z+av.z來更新。
再有，位置按本次新的p.x＝上次的p.x+v.x本次新的p.y＝上次的p.y+v.y本次新的p.z＝上次的p.z+v.z來更新。
本發(fā)明的特征在于，上述魚動作的模擬及控制在魚中假設(shè)的虛擬骨的位置。這樣的處理由CPU 101按步驟S8～S10執(zhí)行。圖8表示虛擬骨1～6的實例。
在步驟S8中，將按步驟S7求出的魚的位置作為針對多個虛擬骨1～6中頭部的最初骨位置來設(shè)定，依次算出后面的骨位置。此時，求出后節(jié)的骨位置條件為a.骨節(jié)之間的距離是一定的(骨不能伸縮)b.骨的彎曲角度有限制(骨節(jié)不能轉(zhuǎn)動一圈)c.骨僅沿X和Y軸旋轉(zhuǎn)(骨不能扭歪)。
此外，在進(jìn)行近似實際魚動作的模擬中，與魚的重心相比，由于在后側(cè)的骨節(jié)上附加作為魚樣子的角速度更好，所以在該處理中，在尾巴方向的魚體中旋轉(zhuǎn)地附加作為魚樣子的角速度。附加作為魚意思的角速度的骨通過魚來預(yù)先確定。具體地說，將以下處理僅按骨節(jié)數(shù)反復(fù)進(jìn)行。
更新的骨節(jié)位置為
p0＝bone[i-1].p，以后更新的骨節(jié)位置為p1＝bone[i].p，方向矢量按v.x＝(p1.x-p0.x)/Lv.y＝(p1.y-p0.y)/Lv.z＝(p1.z-p0.z)/L求出。L是點(diǎn)p0和點(diǎn)p1之間各軸方向的距離。
按如下方法求出v.x矢量與v.z矢量構(gòu)成的沿Y軸的角度angY。如果骨節(jié)在腹部后方，就是說，如果在魚的重心后方，那么angY＝angY+(作為魚樣子的角速度)此外，如果angY-骨節(jié)[i-1]構(gòu)成的角度＞骨的上限角度，那么按bone[i].r.y(骨節(jié)i構(gòu)成的角度)＝骨的上限角度來設(shè)定，如果angY-骨節(jié)[i-1]構(gòu)成的角度＜骨的下限角度，那么按bone[i].r.y(骨節(jié)i構(gòu)成的角度)＝骨的下限角度來設(shè)定，除此之外，按bone[i].r.y(骨節(jié)i構(gòu)成的角度)＝angY來設(shè)定。
同樣，求出沿X軸的角度angX。
采用求出的角度angY、angX從骨節(jié)i-1中求出朝向骨節(jié)i的方向矢量bone[i]。新的骨節(jié)i的位置bone[i].p采用前一個(前方)骨節(jié)i-1位置bone[i-1].p和從i-1中朝向骨節(jié)i的方向矢量bone[i].v如下求出。
bone[i].p.x＝bone[i-1].p.x+bone[i].v.x*骨節(jié)i與骨節(jié)i-1的距離bone[i].p.y＝bone[i-1].p.y+bone[i].v.y*骨節(jié)i與骨節(jié)i-1的距離bone[i].p.z
＝bone[i-1].p.z+bone[i].v.z*骨節(jié)i與骨節(jié)i-1的距離以上處理僅按骨節(jié)數(shù)重復(fù)，可分別計算各虛擬骨的位置。
接著，CPU 101按步驟S9和S10求出算出各虛擬骨位置的行列(Y旋轉(zhuǎn)、X旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)換)，計算與骨對應(yīng)的魚體部分的各頂點(diǎn)位置(參照圖8)。圖9(a)、(b)表示該虛擬骨的位置控制的一例。
接著，在步驟S11中，CPU 101針對觀賞者觀著的魚和餌料等焦點(diǎn)設(shè)定虛擬的攝象機(jī)視點(diǎn)。因此，通過下述描繪處理，顯示器1a上顯示的畫面變?yōu)閺脑撛O(shè)定的攝象機(jī)視點(diǎn)看到的景色。
接著，CPU 101進(jìn)行步驟S12～S13的處理。由于該處理改善了魚在水中的環(huán)境，所以采用波浪的簡易模式來表現(xiàn)在波浪中浮動的魚，同時采用該簡易模式的旋轉(zhuǎn)和位置數(shù)據(jù)表現(xiàn)水中投影的光波。
首先，在步驟S12中，設(shè)定小波浪的簡易模式，計算與該模式有關(guān)的物理常數(shù)。具體地說，讀出預(yù)先設(shè)定裝入的如圖10所示的簡易模式。該簡易模式形成邊長度為2A、2B、2C質(zhì)量為M的正方體形狀，其底邊的四角由彈簧支撐。各彈簧的上下方向和水平方向的彈性系數(shù)分別為k1、k2。以重心位置作為原點(diǎn)，慣量為I1，I2和I3，加速度矢量為av(x，y，z)，速度矢量為v(x，y，z)，位置為p(x，y，z)，角加速度為aw(x，y，z)，而角速度為w(x，y，z)，角度為r(x，y，z)。
通過改變該簡易模式的初始條件，同時在每個中斷中改變彈簧常數(shù)，可以自如地表現(xiàn)大波浪的浮動物體和小波浪中浮動的物體的運(yùn)動。就是說，對于該簡易模式來說，成立的運(yùn)動方程式有M*av.x+4*k2*p.x＝0M*av.y+4*k2*p.y＝0M*ay.z+4*k1*p.z＝0I1*aw.x+4*(k1*B*B+k2*C*C)*r.x＝0
I2*aw.y+4*(k1*A*A+k2*C*C)*r.y＝0I3*aw.z+4*k2*(A*A+C*C)*r.z＝0I1＝M*(B*B+C*C+A*A)/3I2＝M*(C*C+A*A)/3I3＝M*(A*A+B*B)/3。
根據(jù)這些方程式，求出每個中斷位置p(x，y，z)和角度r(x，y，z)。
例如，如果任意地確定彈簧常數(shù)k1、k2，那么加速度可以按av.x＝-4.0*k2*p.x/Mav.y＝-4.0*k2*p.y/Mav.z＝-4.0*k1*p.z/M的公式算出，角加速度可以按aw.x＝-4.0*(k1*B*B+k2*C*C)*r.x/I1aw.y＝-4.0*(k1*A*A+k2*C*C)*r.y/I2aw.z＝-4.0*k2*(A*A+B*B)*r.z/I3的公式算出。而且，速度可以按本次新的v.x＝上次的v.x+av.x本次新的v.y＝上次的v.y+av.y本次新的v.z＝上次的v.z+av.z的公式算出。而且，角速度可以按本次新的w.x＝上次的w.x+aw.x本次新的w.y＝上次的w.y+aw.y本次新的w.z＝上次的w.z+aw.z的公式算出。因此，位置根據(jù)本次新的p.x＝上次的p.x+v.x本次新的p.y＝上次的p.y+v.y本次新的p.z＝上次的p.z+v.z分別求出，此外，旋轉(zhuǎn)角根據(jù)本次新的r.x＝上次的r.x+w.x本次新的r.y＝上次的r.y+w.y本次新的r.z＝上次的r.z+w.z分別求出。
通過將該位置p(x，y，z)和旋轉(zhuǎn)角r(x，y，z)反映在魚體、波面、背景上，可以表現(xiàn)晃動的波。
在步驟S13中，形成表現(xiàn)光波的數(shù)據(jù)。在本實施例中，在通常的魚的多邊形模式上，描繪在該多邊形模式中投影光波的紋理，表現(xiàn)投影在魚上的光波。由此，不需要用硬件產(chǎn)生環(huán)境的轉(zhuǎn)變。
光波的紋理如圖11、12示意性地所示的那樣，在球坐標(biāo)中常常通過X-Z平面投影，投影在魚上。(作為實際問題，在海中，由于魚受到來自上面的光，所以有近似該X-Z平面投影的狀態(tài)。)由于魚的位置和旋轉(zhuǎn)狀態(tài)實時地變化，所以紋理的投影處理也實時地用軟件來進(jìn)行。
此外，為了表現(xiàn)魚反射的光的亮度，按照光的具體情況可改變平行投影結(jié)構(gòu)的魚的各多邊形的透明度。例如，如圖13示意性地所示的那樣，越靠近海面就越明亮，光未觸及的地方成為透明多邊形。在進(jìn)行該處理中，對虛擬水槽從外部按預(yù)定角度照射光源矢量，根據(jù)波浪的簡易模式計算該光源矢量。由此，如果光源矢量進(jìn)入虛擬水槽，那么就進(jìn)行擂槌式運(yùn)動地旋轉(zhuǎn)(參照圖14)。因此，如圖15(b)所示，在光源矢量和多邊形的法線矢量構(gòu)成的角度為銳角時判斷為光未照射，成為透明多邊形。相反地，如圖15(a)所示，在鈍角時，由于其構(gòu)成的角度越大就變得越明亮，所以其構(gòu)成的角度變得越小，透明度就越大。
定量地說，如果模式(魚)的當(dāng)前的4行×4列矩陣為
mat00 mat01 mat02 mat03mat10 mat11 mat12 mat13mat20 mat21 mat22 mat23mat30 mat31 mat32 mat33，那么多邊形頂點(diǎn)(x，y，z)的紋理指針(U，V)變?yōu)閁＝x*mat00+y*mat01+z*mat02+mat30V＝x*mat20+y*mat21+z*mat22+mat32。
將可以選擇的多邊形透明度分成32個等級，多邊形的透明度T可以按光源矢量light與多邊形的法線矢量n的內(nèi)積(light、n矢量共同的單位矢量)T＝(light.x*n.x+light.y*n.y+light.z*n.z)*2來計算。但是，由于構(gòu)成的角度為銳角時光未照射，所以設(shè)定成T＝0。
按該紋理指針(U，V)和多邊形透明度T描繪多邊形。
將這樣得到的各種計算信息在步驟S14中傳送給幾何裝置110和滾動數(shù)據(jù)計算裝置107，指示每個中斷的描繪處理。
由此，在顯示器1a的畫面上表現(xiàn)實時動作的魚。該魚的動作與以往的動作不同，采用目標(biāo)點(diǎn)控制，并且該目標(biāo)點(diǎn)在每次預(yù)定數(shù)目的中斷中更新，同時按照來自觀賞者對傳感器的觸摸進(jìn)行適當(dāng)變更。設(shè)定該目標(biāo)點(diǎn)的方法在表現(xiàn)熱帶魚等生物的行動方面處理還比較簡單，此外，其處理量也少，與不斷補(bǔ)充預(yù)先作成動作數(shù)據(jù)(移動數(shù)據(jù)、旋轉(zhuǎn)/擴(kuò)大縮小的矩陣數(shù)據(jù))的方法相比，動作表現(xiàn)得自然。
就是說，該目標(biāo)點(diǎn)的設(shè)定在魚的游動上與以往相比更具真實感，由于采用接近自然的動作，所以觀賞者可以象觀賞真魚那樣來觀賞三維虛擬空間的魚，可以享受真實感強(qiáng)的觀賞游戲。
此外，如圖16模式地所示，觀賞者通過拍打和觸摸傳感器，向魚傳送暗號，可以進(jìn)行喂食，同時魚按照來自觀賞者的指示進(jìn)行驚慌逃跑或靠近的應(yīng)答。因此，觀賞者可以與三維虛擬空間水槽中的魚象在實際水槽中那樣交流，可以在具有對話性的同時欣賞觀賞游戲。
而且，由于針對觀賞者注目的魚和餌料等焦點(diǎn)可以用攝象機(jī)視點(diǎn)顯示圖象，所以還可以獲得實際水槽的個人感受、趣味不同的虛擬現(xiàn)實感，可以提供娛樂性強(qiáng)的觀賞游戲。
再有，在上述實施例中，雖然說明了表現(xiàn)在簡單波浪的水中浮動的魚，但該波浪也可以用‘海浪’來表現(xiàn)。在表現(xiàn)海浪時，使雙層多邊形的紋理移動(但是，多邊形的位置不變)。紋理成為半透明的雙環(huán)結(jié)構(gòu)。多邊形的頂點(diǎn)p(x，y，z)按p.y＝sin(Timer*(p.x+p.z))的正弦函數(shù)移動，表現(xiàn)波浪的上下運(yùn)動。如圖17示意性地所示，多邊形的頂點(diǎn)(x，y，z)的紋理指針(U，V)的第一層按新的本次的U＝上次的U+TX新的本次的V＝上次的V+TZ來設(shè)定。TX、TZ為常數(shù)。第二層按新的本次的U＝上次的U+TX新的本次的V＝上次的V-TZ來設(shè)定。也可以按紋理指針(U，V)描繪多邊形。由此，通過重疊雙層的多邊形紋理，如圖17(c)所示，可以表現(xiàn)海浪。
再有，作為該觀賞游戲?qū)ο蟮纳锊幌抻谏鲜鰺釒~，也可以是鳥類和昆蟲類生物。
此外，如上述實施例那樣，除了虛擬水槽周圍之外，目標(biāo)點(diǎn)可以適當(dāng)選定為與作為控制對象的觀賞魚不同的其它觀賞魚、虛擬水槽外側(cè)的空間點(diǎn)、區(qū)域、范圍等。
目標(biāo)點(diǎn)與觀賞魚的動作一致，例如，無論觀賞魚是否達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)，在適當(dāng)?shù)亩〞r、期間、時期等中都可移動，也可以設(shè)定新的目標(biāo)點(diǎn)。由此，可以用很少的數(shù)據(jù)自由地模擬多彩的生物(魚)的動作。
下面，就上述魚的骨位置控制，說明其它實施例。
對于上述魚的骨位置控制，有如下規(guī)定或前提。
a.骨的骨節(jié)之間的距離是一定的(骨不能伸縮)b.骨的彎曲角度有限制(骨節(jié)不能轉(zhuǎn)動一圈)c.骨僅在X和Y軸上翹曲旋轉(zhuǎn)(骨沒有彈性)就是說，如圖18所示，如果一幀前的骨節(jié)位置用○表示，位置變更后新的骨節(jié)位置用□表示，更新的骨節(jié)位置為Pn-1(□的Pn-1)，以后更新的骨節(jié)位置為Pn(○的Pn)，那么連結(jié)相鄰兩個骨節(jié)的方向矢量如下所示。
Vn.x＝Pn.x-Pn-1.xVn.y＝Pn.y-Pn-1.yVn.z＝Pn.z-Pn-1.z其中，求出Vn矢量與Vn-1矢量構(gòu)成的角度，如圖18所示，除了在該角度上的限制外，校正Vn矢量，確定新的骨節(jié)的位置Pn(□的Pn)。
與此相反，這里說明的變形例即使未進(jìn)行這種角度的計算，也可以認(rèn)為魚的動作可以真實地再現(xiàn)。就是說，上述“b.骨的彎曲角度有限制(骨節(jié)不能轉(zhuǎn)動一圈)”可替換為‘將Vn矢量在使魚達(dá)到筆直的方向(矢量f)上按預(yù)定的力拉伸’。通過該變更，變更后的實施例具有可以省略求出角度的計算時間的優(yōu)點(diǎn)?？梢允÷杂嬎銜r間的理由之一在于，不必進(jìn)行反正切的計算。
此外，與上述限制角度的情況相比，該變更后的實施例具有可以使魚的動作變得平滑的優(yōu)點(diǎn)。如果限制角度，那么在受限制范圍的角度中，魚的動作變得固定，與自然界的魚的游動相比，成為不靈活的游動。但是，由于利用該實施例在角度上未設(shè)置限制，所以魚的游動不會不自然。
圖19表示由變更后的實施例產(chǎn)生的魚的骨節(jié)位置控制。在圖19中，圖18的Vn矢量被變更為V’n矢量。該矢量如下變更。
V’n矢量的方向是Vn矢量與矢量f相加的方向。
V’n.x＝Pn.x-Pn-1.x+f.xV’n.y＝Pn.y-Pn-1.y+f.yV’n.z＝Pn.z-Pn-1.z+f.z其中，通過適當(dāng)變更矢量f的大小，可以適當(dāng)改變魚體的柔軟程度。
而且，如上述實施例說明的那樣，求出的魚的骨節(jié)位置如下。
Pn.x＝Pn-1.x+U.x*(骨節(jié)n與骨節(jié)n-1的距離)Pn.y＝Pn-1.y+U.y*(骨節(jié)n與骨節(jié)n-1的距離)Pn.z＝Pn-1.z+U.z*(骨節(jié)n與骨節(jié)n-1的距離)矢量U為矢量V’n的單位矢量。
圖20是骨節(jié)數(shù)增加至4的圖19的發(fā)展例。對于前一幀的骨節(jié)位置(用○表示)來說，矢量f保持從前頭(魚的頭部)的骨節(jié)Pn-1朝向魚重心的方向。該實施例的情況是將魚的中心即把骨節(jié)Pn和骨節(jié)Pn+1之間規(guī)定為重心。最好采用圖18說明的方法對順序連續(xù)的骨節(jié)進(jìn)行新的骨節(jié)位置的計算。也可以分別變更不同骨節(jié)的矢量f、f+1、f+2。隨著進(jìn)入到尾部骨節(jié)Pn+2，通過改變矢量f的大小，特別是通過順序減少的值，隨著進(jìn)行至尾部，可以實現(xiàn)更柔和的魚的游動。本發(fā)明的發(fā)明人認(rèn)為該游動更接近自然界的魚的游動。再有，由于矢量f越小越反映前幀的骨節(jié)位置(變更前的狀態(tài))，換句話說，由于要維持前面的狀態(tài)，所以骨節(jié)的位置不要大變化，魚的游動就變得更柔和。
在前面的實施例和本實施例中，以魚為例進(jìn)行了說明，但并不限于此。作為魚以外的對象，有象節(jié)狀運(yùn)動的昆蟲類和爬蟲類。另外，即使要提供長帶狀的東西、毛發(fā)的動作、西裝的動作等那樣的虛擬的節(jié)狀的運(yùn)動，也不會有控制動作的障礙。此外，可以進(jìn)行蛇行狀的動作。
總之，按照本實施例，通過對這些對象提供多個骨節(jié)，依次實時地計算相鄰骨節(jié)的位置，可更真實豐富地顯示對象的游動。工業(yè)上利用性如以上說明，按照本發(fā)明的圖象處理系統(tǒng)和圖象處理方法，由于根據(jù)移動體的移動目標(biāo)點(diǎn)，模擬該移動體的動作，計算圖象數(shù)據(jù)，顯示該圖象數(shù)據(jù)，所以雖然進(jìn)行比較簡單的處理，但可以更真實并且自然地表現(xiàn)三維虛擬空間中魚等生命體的動作，因此可以提供好象原物的生命體那樣的可觀賞的真實感強(qiáng)的觀賞游戲。此外，可以表現(xiàn)模擬三維虛擬空間內(nèi)的魚等生命體的移動體與觀賞者中間的對話性，由此使真實感提高，同時可以提供適合娛樂性的觀賞游戲。
再有，所述ROM 102相當(dāng)于存儲使上述說明的圖象處理動作程序在游戲機(jī)上實現(xiàn)的存儲介質(zhì)。作為ROM，有CD-ROM、盒式ROM。此外，軟盤、硬盤或通信介質(zhì)也可以。另外，在RAN中還包括服務(wù)程序。
權(quán)利要求
1.一種圖象處理系統(tǒng)，使模擬生物的移動體在三維虛擬空間內(nèi)移動，產(chǎn)生觀賞其移動狀況的圖象，該系統(tǒng)包括動作計算裝置和顯示控制裝置，動作計算裝置根據(jù)所述移動體的移動目標(biāo)點(diǎn)，模擬該移動體動作，計算圖象數(shù)據(jù)，而顯示控制裝置顯示由該動作計算裝置計算的圖象數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的圖象處理系統(tǒng)，其中所述移動體為進(jìn)入虛擬水槽中的魚。
3.如權(quán)利要求2所述的圖象處理系統(tǒng)，其中所述顯示控制裝置控制以所述圖象數(shù)據(jù)作為所述圖象顯示的顯示器，同時配備在該顯示器前面設(shè)置的水槽和配置于該水槽前面的檢測來自觀賞者的對于所述移動體的人機(jī)對話指示信息的傳感器。
4.如權(quán)利要求3所述的圖象處理系統(tǒng)，其中所述傳感器是將所述觀賞者觸摸的可以輸入信息的紅外線傳感器按點(diǎn)陣狀配置的矩陣傳感器。
5.如權(quán)利要求2所述的圖象處理系統(tǒng)，其中所述動作計算裝置具有設(shè)定所述目標(biāo)點(diǎn)的目標(biāo)點(diǎn)設(shè)定裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的圖象處理系統(tǒng)，其中所述目標(biāo)點(diǎn)設(shè)定裝置是具有預(yù)先設(shè)定離散值的表并根據(jù)該表選定離散值的裝置。
7.如權(quán)利要求6的圖象處理系統(tǒng)，其中所述目標(biāo)點(diǎn)設(shè)定裝置是在所述顯示器的每個顯示圖象的預(yù)定幀數(shù)中選定并調(diào)整所述離散值、并更新所述目標(biāo)點(diǎn)的裝置。
8.如權(quán)利要求6的圖象處理系統(tǒng)，其中所述目標(biāo)點(diǎn)設(shè)定裝置配有判斷在所述傳感器中是否有來自所述觀賞者的指示信息輸入的裝置，以及在判斷有該指示信息輸入時，根據(jù)該指示信息確定所述目標(biāo)點(diǎn)的裝置。
9.如權(quán)利要求8的圖象處理系統(tǒng)，其中所述指示信息是所述觀賞者呼叫所述魚的暗號或所述觀賞者對所述魚喂食的動作。
10.如權(quán)利要求5的圖象處理系統(tǒng)，其中所述動作計算裝置包括按照由所述目標(biāo)點(diǎn)設(shè)定裝置設(shè)定的所述目標(biāo)點(diǎn)計算所述魚在所述三維虛擬空間內(nèi)的魚體位置的魚體位置計算裝置，采用所述位置從頭部向尾部依次計算在所述魚中設(shè)定的多個虛擬骨位置的虛擬骨位置計算裝置，采用所述虛擬骨位置計算模擬所述魚體的多邊形各頂點(diǎn)位置的頂點(diǎn)位置計算裝置，和按照所述各頂點(diǎn)位置生成所述圖象數(shù)據(jù)的圖象數(shù)據(jù)生成裝置。
11.如權(quán)利要求5的圖象處理系統(tǒng)，其中所述目標(biāo)點(diǎn)設(shè)定裝置配備有目標(biāo)點(diǎn)校正裝置，其按照所述虛擬水槽的尺寸校正所述目標(biāo)點(diǎn)設(shè)定值。
12.如權(quán)利要求2所述的圖象處理系統(tǒng)，其中所述動作計算裝置包括環(huán)境信息計算裝置，計算表現(xiàn)所述魚在所述虛擬水槽中游動的環(huán)境信息，以及信息生成裝置，其產(chǎn)生將所述環(huán)境信息附加在所述魚圖象數(shù)據(jù)中的信息。
13.如權(quán)利要求12所述的圖象處理系統(tǒng)，其中所述環(huán)境信息為所述水槽的波浪。
14.如權(quán)利要求12的圖象處理系統(tǒng)，其中所述環(huán)境信息是所述水槽的晃動水中的光波。
15.如權(quán)利要求13或14的圖象處理系統(tǒng)，其中所述虛擬水槽有波浪簡易模式，該簡易模式是三邊分別為預(yù)定值、而用彈簧支撐重量為預(yù)定值的正方體底邊四角的虛擬模式，所述環(huán)境信息計算裝置是通過每次中斷改變所述彈簧的彈簧常數(shù)來計算模擬波浪運(yùn)動的所述環(huán)境信息的裝置。
16.一種圖象處理方法，使模擬生物的移動體在三維虛擬空間內(nèi)移動，產(chǎn)生可觀賞其移動狀況的圖象，其特征在于，該方法設(shè)定所述移動體的移動目標(biāo)點(diǎn)，根據(jù)該目標(biāo)點(diǎn)模擬所述移動體的動作，計算圖象數(shù)據(jù)，然后顯示計算的圖象數(shù)據(jù)。
17.一種圖象處理系統(tǒng)，使具有縱向方向的立體形狀的移動體在三維虛擬空間內(nèi)移動，生成其移動狀態(tài)的圖象，該系統(tǒng)包括動作計算裝置和顯示控制裝置，動作計算裝置根據(jù)所述移動體的移動目標(biāo)點(diǎn)模擬所述移動體的動作，計算圖象數(shù)據(jù)，而顯示裝置控制由該動作計算裝置計算的圖象。
18.如權(quán)利要求17所述的圖象處理系統(tǒng)，其特征在于，所述動作計算裝置算出所述多個虛擬骨節(jié)的位置，按照該虛擬骨節(jié)位置模擬所述移動體的動作，計算圖象數(shù)據(jù)。
19.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，所述動作計算裝置包括設(shè)定所述目標(biāo)點(diǎn)的目標(biāo)點(diǎn)設(shè)定裝置，按照所述設(shè)定的目標(biāo)點(diǎn)計算所述移動體在所述三維虛擬空間內(nèi)位置的移動體位置計算裝置，采用所述位置從移動方向側(cè)的虛擬骨節(jié)依次計算求出所述移動體虛擬骨節(jié)位置的虛擬骨節(jié)位置計算裝置，采用所述虛擬骨節(jié)的位置計算形成所述移動體的多邊形各頂點(diǎn)位置的頂點(diǎn)位置計算裝置，和按照所述各頂點(diǎn)生成所述圖象數(shù)據(jù)的圖象數(shù)據(jù)生成裝置。
20.一種存儲程序的存儲介質(zhì)，該程序用于使在權(quán)利要求1至15、17至19中任何一項所述的系統(tǒng)中的所述各裝置運(yùn)行。
全文摘要
一種圖象處理系統(tǒng),使模擬魚的對象在三維虛擬空間內(nèi)移動,產(chǎn)生可觀賞該對象移動姿態(tài)的圖象。該系統(tǒng)包括根據(jù)對象的移動目標(biāo)點(diǎn)模擬其動作來計算圖象數(shù)據(jù)的動作計算裝置(步驟S1～S13),以及顯示圖象數(shù)據(jù)的裝置(步驟S14)。
文檔編號G06T13/40GK1268236SQ98808589
公開日2000年9月27日 申請日期1998年8月28日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月29日
發(fā)明者久保田浩 申請人:世雅企業(yè)股份有限公司