CN1977290B - 显示装置和显示方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于在三维图形显示中适当地进行预计到视点与对象冲突时的显示的最佳的显示装置等，显示装置(201)的存储部(202)存储虚拟三维空间中的视点和对象的坐标和移动速度等，对应部(203)将现实的时间与虚拟三维空间中的虚拟时间建立对应，移动部(204)计算建立对应的虚拟时间中的视点和对象的坐标和移动速度等，更新存储部(202)中存储的值，显示部(205)显示从该视点看的虚拟三维空间的状态，判定部(206)判定在该视点经过了规定的虚拟阈时间后是否与对象冲突，在判定为冲突的情况下，使虚拟时间的经过比现实的时间慢。

Description

显示装置和显示方法
技术领域
本发明涉及在三维图形显示中适当地进行预计视点与对象冲突时的显示的最佳的显示装置、显示方法、记录有用计算机实现所述的显示装置和显示方法的程序的计算机可读取的信息记录介质以及所述的程序。
背景技术
以前曾提出了如下的技术，即在虚拟三维空间内配置多个对象，考虑虚拟三维空间内的时间经过，根据该时间经过，使该对象适当地移动进行各种各样的模拟实验，并三维图形显示从规定的视点按规定的指向看这些对象的状态。此外，也提出了如下的方法，即根据该时间经过使看视点的位置或三维空间的指向变化的技术，典型的有将视点设定在某个对象上，在该设定的对象的移动方向上设定看三维空间的指向，或根据该设定的对象的指向来决定。
在这样的模拟实验中，需要考虑对象彼此之间的冲突。以下文献中公开了一种实时检测三维游戏中的特征彼此之间的冲突的技术。
专利文献1：(日本)特开平11-197357号公报
以前，在这样的冲突时的画面显示中，必须要考虑使虚拟三维空间内的时间经过和现实的时间经过一致后实时地进行处理。
但是，特别是在对象的形状多种多样或者对象的数量多的情况下，正确地判定冲突后正确地计算冲突时的对象的移动时，运算处理就复杂且庞大，事实上有时不可能。
另一方面，冲突的判定和近似地计算冲突时的对象的移动时，有时也产生所谓的无多边形和本来不可能有的状况(例如，视点进入到了没有空洞的对象内部中等)，显示的画面就变得不自然。
从而，要求一种适当地进行这样的冲突时的显示，清楚明了地向用户提示冲突的技术。
发明内容
本发明为了解决上述这样的问题，其目的在于提供一种用于在三维图形显示中适当地进行预计视点与对象冲突时的显示的最佳的显示装置、显示方法和记录了用计算机实现这些程序的、计算机可读取的信息记录介质及该程序。
为了达到以上的目的，按照本发明的原理，公开下述发明。
本发明的第一观点的显示装置具有存储部、对应部、移动部、显示部、判定部，如下构成。
即，在存储部中存储配置在虚拟三维空间内的对象和视点的坐标、表示从该视点看该虚拟三维空间内的指向的指向向量、表示该对象和该视点在该虚拟三维空间内移动的速度的速度向量。
典型的在DVD-ROM(Digital Versatile Disk Read Only Memory数字通用只读存储器)等的记录介质中记录着这些值的初始值，但也可以将这些值复制到RAM(Random Access Memory，即随机存取存储器)和可重写的记录介质中。然后，如后所述地适当更新这些值。
另一方面，每隔规定的更新时间，将所述虚拟三维空间中的时间(以下称作“虚拟时间”)与现实的时间(以下称作“现实时间”)建立对应。
设更新时间为常数值A，则按照
t←t+A
进行更新(“←”是指代入或值的更新)，现实时间t与虚拟时间u的对应建立更单纯地使用常数值C，成为
u＝t+C。
该情况下，就实时地显示虚拟三维空间的情况。在本发明中，如后所述地改变该建立对应。
另外，移动部求出上述对应起来的虚拟时间的所述虚拟三维空间内的所述对象、所述视点的位置及从所述视点看所述虚拟三维空间内的指向，更新上述存储部中存储的所述对象、所述视点的坐标及指向向量。
再有，视点和对象也可以是一方静止，另一方也静止。例如，在赛车游戏中适用本显示装置时，与视点共同移动的汽车的对象在经过虚拟时间的同时在虚拟三维空间内移动，但汽车行走的路面和该路面上配置的建筑物和墙壁等对象也能够在虚拟三维空间内静止。
典型的有对象或视点的速度向量等的信息、对象或视点的各种约束条件(例如受重力、受外力等相互结合不能分离等)也存储在存储部中，根据有关对象的各种约束条件求出加速度，根据加速度求速度，根据速度求位置。
利用当前对应的虚拟时间u与之前对应的虚拟时间的差，得到该情况下的虚拟三维空间中的经过时间。如上所述，在现实时间和虚拟时间同样经过的情况下，其差等于常数值A。
这样求出与现实时间t建立对应的虚拟时间u中的虚拟三维空间内的对象的位置r(u)、视点的位置c(u)、指向向量d(u)，将它们写入到存储部的规定区域中。
然后，显示部每隔所述更新时间，显示图像，该图像表示从所述视点向所述指向向量的指向看上述建立对应的虚拟时间的所述虚拟三维空间内的对象的状态。
典型的有更新时间A等于画面的垂直同步时间(例如，一般的电视装置的约1/60秒)。因此，每隔该更新时间一显示图像，就在画面中动画显示对象的状态。
另一方面，判定部根据所述视点的坐标、所述对象的坐标以及表示所述虚拟三维空间中的所述视点与所述对象的相对速度的速度向量，判定所述视点与所述对象是否在从所述虚拟三维空间中的当前起经过该虚拟三维空间中的阈时间为止的期间(以下称作“虚拟阈时间内”)冲突。
在此进行的判定也可以正确地调查对象彼此之间的冲突，也可以使用如“专利文献1”中公开的近似方法。
作为除此以外的近似方法，在对象如墙壁或建筑物这样的静止的情况下，也可以适用在求出了表示相对速度的速度向量v(u)之后，使用虚拟阈时间的长度P，判定向量Pv(u)与表示当前两者的相对位置关系的向量r(u)-c(u)之差是否在规定的范围内等的技术。
另外，对应部直到判定为在所述虚拟阈时间内所述视点与该对象冲突为止，使所述虚拟时间的经过与所述现实时间的经过一致地建立对应，在判定为所述冲突之后，使所述虚拟时间的经过比所述现实时间的经过慢地建立对应。
即，在判明了将来视点与对象在虚拟阈时间内冲突的情况下，就变更对应部中的对应建立。例如，在判明冲突前，按照
t←t+A
u←u+A
进行更新，以进行满足
u＝t+C
的关系的对应建立，但在判明了将来冲突之后，使用常数值B(B＜A)，按照
t←t+A
u←u+B
进行更新。利用这样的更新来进行现实时间t与虚拟时间u的对应建立。
这样，在判明了冲突之后，直到实际引起冲突为止，能看到好像用慢镜头再现了画面的动画显示。
利用本发明，通过使虚拟三维空间内的时间经过变慢，慢镜头显示画面，就能够向用户提示已判断为将来视点与对象冲突的意思。
此外，在本发明的显示装置中，上述存储部中还存储与所述对象的外表面正交的法线向量，
在所述对象在所述虚拟三维空间内静止的情况下，当所述虚拟阈时间内所述视点通过的路径与所述对象交叉，并满足以下条件
(a)该法线向量与该指向向量所成的角包含在规定的第一范围内，
(b)该指向向量与该速度向量所成的角包含在规定的第二范围内，
(c)该速度向量与该法线向量所成的角包含在规定的第三范围内
中的至少一个条件时，上述判定部判定为在所述虚拟阈时间内所述视点与所述对象冲突。
根据实施方式，可以从条件(a)(b)(c)的组合中采用任一个期望的方法。例如，在指向向量与法线向量所成的角位于180度附近时，指向向量与速度向量大致成为相同指向(所成的角接近于0度)的情况下，视点(配置着视点的其他对象)与对象对应于正面冲突的状况。
在本发明中，通过进行如上所述的条件追加，预先预测冲突的方式，能够适当地选择是与该预测相应地进行慢镜头再现，还是使其看到通常再现的碰撞的状态。
此外，在本发明的显示装置中，显示部可以构成为在判定为冲突之后，使所述生成的图像和规定的运动图像或者规定的静止图像平滑转换来进行显示。
例如，与全黑的静态图像的平滑转换就成为组合了慢镜头和熄灭灯光的动画显示，与全白的静态图像的平滑转换就成为组合了慢镜头和涂白的动画显示。除此以外，在冲突时对象被损坏，或者从对象喷出气体或液体，或者对象爆炸了的情况下，也可以使用表现这些状态的与运动图像的平滑转换。
一般地，在近似地判断冲突的情况下，显示出无多边形等异常是在视点与对象邻近的情况下引起的。
根据本实施方式，即使在引起这样的异常显示的可能性高的状况下，通过流畅地过渡画面显示为熄灭灯光、涂白、爆炸的动画等，就能够并不复杂地进行运算处理，不让用户察觉到。
此外，在本发明的显示装置中，显示部可以构成为在判定为所述冲突之后，将生成所述要显示的图像的间隔设为比判定为所述冲突之前长，来进行显示。
根据本发明，由于更新时间A变长，因此能够对直到冲突的动画显示赋予停格摄影的效果，对用户简易地提示引起冲突的意思。
本发明的其他观点的显示方法控制具有存储部、对应部、移动部、显示部、判定部的显示装置，在上述存储部中存储配置在虚拟三维空间内的对象和视点的坐标、表示从所述视点看所述虚拟三维空间内的指向的指向向量、表示所述对象和所述视点在所述虚拟三维空间内移动的速度的速度向量，具有对应步骤、移动步骤、显示步骤、判定步骤，如下构成。
即，在对应步骤中，对应部每隔规定的更新时间，将所述虚拟三维空间中的时间(以下称作“虚拟时间”)与现实的时间(以下称作“现实时间”)建立对应。
另一方面，在移动步骤中，移动部求出上述建立对应的虚拟时间的所述虚拟三维空间内的所述对象、所述视点的位置及从所述视点看所述虚拟三维空间内的指向，更新上述存储部中存储的所述对象、所述视点的坐标及指向向量。
另外，在显示步骤中，显示部每隔所述更新时间，显示图像，该图像表示从所述视点向所述指向向量的指向看上述建立对应的虚拟时间的所述虚拟三维空间内的对象的状态。
另一方面，在判定步骤中，判定部根据所述视点的坐标、所述对象的坐标以及表示所述虚拟三维空间中的所述视点与所述对象的相对速度的速度向量，判定所述视点与所述对象是否在从所述虚拟三维空间中的当前起经过该虚拟三维空间中的阈时间为止的期间(以下称作“虚拟阈时间内”)冲突。
另外，在对应步骤中，对应部直到判定为在所述虚拟阈时间内所述视点与该对象冲突为止，使所述虚拟时间的经过与所述现实时间的经过一致地建立对应，在判定为所述冲突之后，使所述虚拟时间的经过比所述现实时间的经过慢地建立对应。
本发明的其他观点的程序构成为，使计算机发挥上述的显示装置的功能，或者，使计算机执行上述显示方法。
此外，本发明的程序能够记录在紧凑型激光唱盘、软盘、硬盘、光磁盘、数字录像盘、磁带、半导体存储器等计算机可读取的信息记录介质中。
上述程序能够独立于执行该程序的计算机，通过计算机通信网进行散发和买卖。此外，上述信息记录介质能够独立于该计算机进行散发和买卖。
发明效果
根据本发明，能够提供一种用于在三维图形显示中适当地进行预计视点与对象冲突时的显示的最佳的显示装置、显示方法和记录了由计算机实现这些程序的计算机可读取的信息记录介质及该程序。
附图说明
图1是示出实现本发明的实施方式之一的显示装置的典型的游戏装置的概要结构的说明图。
图2是示出本发明的实施方式之一的显示装置的概要结构的模式图。
图3是示出虚拟三维空间中的视点与对象的关系的说明图。
图4是示出由所述显示装置执行的显示方法的控制的流程的流程图。
附图标记的说明
100  游戏装置
101  CPU
102  ROM
103  RAM
104  接口
105  控制器
106外部存储器
107图像处理部
108DVD-ROM驱动器
109NIC
110声音处理部
201显示装置
202存储部
203对应部
204移动部
205显示部
206判定部
301视点
302视点的位置向量
303视点的速度向量
304视线的指向向量
311对象
312对象的位置向量
313对象的速度向量
314对象的法线向量
321表示从视点向对象的相对位置的位移向量
322表示从视点向对象的相对速度的速度向量
具体实施方式
以下说明本发明的实施方式。为了容易理解，以下说明在进行三维图形显示的游戏装置中适用本发明的实施方式，但在各种计算机、PDA(个人数字助理)、便携式电话机等的信息处理装置中，也能够同样地适用本发明。即，以下说明的实施方式是用于说明的，不限制本发明的范围。从而，只要是本领域的技术人员就能采用将这些各要素或者全部要素置换为与其均等的实施方式，但这些实施方式也包含在本发明的范围内。
实施例1
图1是示出实现本发明的显示装置的典型的游戏装置的概要结构的说明图。以下，参照该图进行说明。
游戏装置100具有CPU(Central Processing Unit，即中央处理器)101、ROM102、RAM103、接口104、控制器105、外部存储器106、图像处理部107、DVD-ROM驱动器108、NIC(Network Interface Card，即网卡)109、声音处理部110。
通过将存储了游戏用的程序和数据的DVD-ROM装在DVD-ROM驱动器108中后，接通游戏装置100的电源，由此执行该程序，实现本实施方式的显示装置。
CPU101控制游戏装置100整体的工作，与各结构要素连接，交换控制信号或数据。此外，CPU101能够对称作寄存器(未图示)的能高速存取的记录区域，使用ALU(Arithmetic Logic Unit即，算术逻辑单元)(未图示)进行加减乘除等算术运算，或者逻辑和、逻辑积、逻辑非等逻辑运算，或者位和、位积、位倒转、位移动(ビツトシフト)、位旋转等的位运算等。另外，还有CPU101自身构成的装置和通过具有处理器来实现装置，它们能高速进行用于对应于多媒体处理的加减乘除等的饱和运算和三角函数等向量运算等。
在ROM102中记录接通电源之后执行的IPL(Initial Program Loader即，程序初载器)，通过执行它，向RAM103读出记录于DVD-ROM中的程序，开始CPU101的执行。此外，在ROM102中记录游戏装置100整体的工作控制所需要的操作系统的程序和各种数据。
RAM103用于暂时存储数据或程序，保持从DVD-ROM读出的程序或数据、其他游戏的进行或聊天通信所需的数据。此外，在RAM103中设置变量区域，进行如下处理，即，CPU101对该变量中存储的值直接作用ALU进行运算，或者将保存在RAM103中的值暂时保存到寄存器中后会寄存器进行运算，将运算结果重写到存储器中等处理。
通过接口104连接的控制器105，接受用户在赛车游戏等游戏执行时进行的操作输入。
在通过接口104可自由拆卸地连接的外部存储器106中，可重写地存储着表示赛车游戏等的进行状况(过去的成绩等)的数据、表示游戏的进行状态的数据、聊天通信的日志(记录)的数据等。用户通过控制器105进行指示输入，能够在外部存储器106中适当存储这些数据。
在装在DVD-ROM驱动器108中的DVD-ROM中，记录用于实现游戏的程序和附随着游戏的图像数据及声音数据。利用CPU101的控制，DVD-ROM驱动器108对装在其中的DVD-ROM进行读出处理，读出必要的程序或数据，并将它们暂时存储在RAM103等中。
图像处理部107在利用CPU101或图像处理部107所具有的图像运算处理器(未图示)对加工处理从DVD-ROM读出的数据之后，将其记录在图像处理部107所具有的帧存储器(未图示)中。在规定的同步定时，将帧存储器中记录的图像信息转换为视频信号，向与图像处理部107连接的监视器(未图示)输出。这样，能进行各种图像显示。
图像运算处理器能够高速地执行二维图像的叠加运算或α混合等的透过运算、各种饱和运算。
此外，也可以配置在虚拟三维空间中，能够高速执行如下的运算，该运算中利用Z缓冲器法描绘已附加了各种纹理信息的多边形信息，得到从规定的视点位置朝向规定的视线方向俯视配置在虚拟三维空间中的多边形的描绘图像。
另外，通过CPU101和图像运算处理器协调工作，可以按照定义字符形状的字体信息，将字符串作为二维图像，向帧存储器描绘，或者向各多边形表面描绘。
NIC109是用于将游戏装置100与因特网等的计算机通信网(未图示)连接的装置，包括：按照在构成LAN(Local Area Network即，局域网)时使用的10BASE-T/100BASE-T标准的装置、用于使用电话线路与因特网连接的模拟调制解调器、ISDN(Integrated Services Digital Network即，综合业务数字网)调制解调器、ADSL(Asymmetric Digital SubscriberLine即，非对称数字用户线)调制解调器、用于使用有线电视线路与因特网连接的有线调制解调器等和进行这些调制解调器与CPU101的中继的接口(未图示)构成。
声音处理部110将从DVD-ROM读出的声音数据转换为模拟声音信号，使其从与声音处理部110连接的扩音器(未图示)输出。此外，在CPU101的控制下，生成应该在游戏的进行中产生的效果音或乐曲数据，从扩音器输出与其相对应的声音。
在声音处理部110中，在DVD-ROM中记录的声音数据是MIDI数据的情况下，参照其具有的音源数据，将MIDI数据变换为PCM数据。此外，在ADPCM格式或Ogg Vorbis格式等已压缩声音数据的情况下，将其展开后变换为PCM数据。PCM数据通过按照与其采样频率对应的定时进行D/A(Digital/Analog)转换后输出到扩音器，能进行声音输出。
此外，游戏装置100也可以使用硬盘等大容量外部存储装置，发挥与ROM102、RAM103、外部存储器106、装在DVD-ROM驱动器108中的DVD-ROM等相同的功能。
图2是示出本发明的实施方式之一的显示装置的概要结构的模式图。以下，参照该图进行说明。
本实施方式的显示装置201包括：存储部202、对应部203、移动部204、显示部205、判定部206。
在此，存储部202中存储如下的信息。
(1)配置在虚拟三维空间内的对象的坐标(位置向量)
(2)表示该对象移动的速度的向量
(3)该对象的法线向量
(4)配置在虚拟三维空间内的视点的坐标(位置向量)
(5)表示该视点移动的速度的向量
(6)表示从该视点看该虚拟三维空间内的指向的指向向量
(7)对象的约束条件
在此，作为对象的约束条件，可以采用对象的质量和惯性矩、连结对象之间的情况、赋予对象的重力或摩擦力等外力。
此外，可以采用将视点配置在某个对象上，与该对象共同移动，指向向量与该对象的指向(法线向量)具有一定的角度的方式。
从而，游戏装置100的RAM103发挥存储部202的功能。再有，如上所述，从DVD-ROM下载这些值的初始值，或者是预先利用各种模拟实验求得的值。
除此以外，在RAM103中准备如下的变量区域。
(1)记录现实的经过时间(现实时间)的变量区域t
(2)记录在虚拟三维空间内的经过时间(虚拟时间)的变量区域u
(3)存储现实时间的节距宽度的变量区域A
(4)存储虚拟时间的节距宽度的变量区域B
(5)缓冲区域
(6)VRAM(Video RAM)区域
(7)表示视点与某个对象将来是否冲突的标志区域
在本实施方式中，在所谓实时工作的情况下，t＝u成立，虚拟时间与现实时间一致。
图3是表示虚拟三维空间中虚拟时间u中的视点与对象的关系的说明图。以下，参照该图进行说明。
视点301配置在坐标302c(u)上，对象311配置在坐标312r(u)上。视点301按向量303h(u)的速度移动，对象311按向量313k(u)的速度移动。
对从视点301向指向向量304d(u)的方向俯视包括所述对象311的配置在虚拟三维空间中的对象群的状态进行三维图形处理。将在后面叙述该处理的详细情况。
此外，利用多边形(多角形)表现对象311，在该多边形上设定了朝外的法线向量314n(u)。在任意的RAM103内存储这些信息，进行适当的变更。
另一方面，可以如v(u)＝h(u)-k(u)计算表示对象311与视点301的相对速度的速度向量322v(u)。
此外，若将坐标302c(u)与坐标312r(u)作为向量来考虑，则可以如m(u)＝r(u)-c(u)计算表示对象311与视点301的相对位置关系的位移向量321m(u)。
图4是示出用该显示装置执行的显示方法的控制的流程的流程图。以下，参照该图进行说明。
开始本实施方式的显示装置201中的显示处理后，首先清除变量t、变量u(步骤S401)，变量A、变量B则均在发生垂直同步中断的间隔内设定(步骤S402)。然后，等待到发生垂直同步中断(步骤S403)。
垂直同步中断是在游戏装置100中用于进行画面显示的更新的中断，与该中断同步，图像处理部107读出VRAM区域中保存的图像信息，将其显示在监视器上。从VRAM区域向监视器的传输与本处理并行协同进行，因此，为了容易理解，在该图中省略了图示。
在发生了垂直同步中断后，对应部203如下地更新变量t、变量u(步骤S404)。
t←t+A；
u←u+B
从而，CPU101与RAM103协作，发挥对应部203的功能。再有，开始本显示处理的最初如上所述A＝B，因此，t与u的值的变化一致。
接着，移动部204参照更新后的虚拟时间u中的RAM103内存储的以下的值等，计算以下的值，更新RAM103内存储的值(步骤S405)。
(1)视点301的坐标302c(u)
(2)表示视点301的移动速度的向量303h(u)
(3)指向向量304d(u)
(4)对象311的坐标312r(u)
(5)表示对象311的移动速度的向量313k(u)
(6)对象311的法线向量314n(u)
可以适用在各种三维图形中使用的对象的物理模型进行这些值的计算。
例如，由于虚拟时间u的节距(与前一虚拟时间的差)如上所述是B，因此，若将附加在当前的对象上的外力除以当前的对象的质量后乘以B，则得到表示移动速度的向量的增量。这样就能够更新表示移动速度的向量。此外，若在表示移动速度的向量的更新前和更新后的平均值乘以B，则得到对象的位移。这样就能够更新对象的坐标。同样，能够根据对象的惯性矩与施加外力的地方的关系，更新法线向量。
在某个对象上设定了视点301的情况下，能够将该对象的移动或姿势的变化反映在表示视点301的坐标和移动速度的向量和指向向量上。
为了进行这样的计算，CPU101与RAM103协作，发挥移动部204的功能。
接着，显示部205利用RAM103中存储的上述信息或另外准备的对象用的纹理信息，生成表示从配置在虚拟三维空间内的坐标302c(u)上的视点301向指向向量304d(u)的方向俯视虚拟三维空间内的状态的图像信息，将其存储在RAM103内的缓冲部中(步骤S406)。
从而，被CPU101控制的图像处理部107与RAM103协作，发挥显示部205的功能。
接着，CPU101根据RAM103中存储的信息，利用
m(u)＝r(u)-c(u)
计算表示对象311与视点301的相对位置关系的位移向量321m(u)(步骤S407)。
另外，判定部206调查RAM103的标志区域中是否存储着表示“已经判定了将来冲突”的值(步骤S408)。
在还未存储的情况下(步骤S408；否)，即，不知道视点301与对象311将来是否冲突的情况下，利用
v(u)＝h(u)-k(u)
计算表示对象311与视点301的相对速度的速度向量322v(u)(步骤S409)。
然后，根据这些值和预先设定的虚拟阈时间P，判定视点301与对象311将来是否冲突(步骤S410)。
作为判定的方法，考虑如下方法。
(1)根据在从当前经过了虚拟阈时间P后，视点301是否位于对象311附近来进行判定的方法。具体地说，是使用判定是否是附近的常数ε，根据是否
|m(u)-Pv(u)|≤ε，
或者是否
|m(u)-Pv(u)|2≤ε2，
来进行判定的方法。再有，||是指求出向量的大小的运算。
(2)在上述的条件的基础上，还根据向量m(u)与向量v(u)所成的角是否包含在0度附近的规定的范围内，来进行判定的方法。可以利用
arccos〔m(u)·v(u)/(|m(u)||V(u)|)〕
求除两者所成的角。在此，“·”是指向量的内积。
(3)求出对对象311和视点301设想的最大的加速度，求出该情况下两者可移动的范围，根据在该范围内是否有共同部分来进行判定的方法。本方法计算量大，但可以高精度推断是否冲突。
这样，CPU101与RAM103协作，发挥判定部206的功能。
然后，在判定为将来冲突的情况下(步骤S410；是)，在RAM103内的标志区域记录该意思(步骤S411)，减小变量区域B中存储着的值(步骤S412)。典型地，在变量区域B存储预先设定的常数D(D＜A)。
这样，在判定为在虚拟三维空间内视点301与对象311将来(从当前到经过虚拟阈时间P为止)冲突的情况下，u的节距宽度变小，与现实时间t相比，虚拟时间u经过得慢。之后，进入步骤S413。
另一方面，在标志区域中已经记录了将来冲突的意思的情况下(步骤S408；是)，或者判定为将来不冲突的情况下(步骤S410；否)，进入步骤S413。
然后，之后，等待到发生垂直同步中断(步骤S413)。该待机时也可以执行另外准备的其他处理。
在发生了垂直同步中断后，将缓冲区域中存储着的图像信息传送到VRAM区域中(步骤S414)。这是所谓的双缓冲技术。
如上所述，由于与垂直同步中断同步地向监视器输出VRAM区域中保存的图像信息，因此，通过与垂直同步中断同步地进行向VRAM区域的传送，能进行没有闪变的动画显示。
然后，调查视点301与对象311的距离是否小于规定的常数，即视点301与对象311是否冲突(步骤S415)。具体地说，可以使用常数δ，根据是否
|m(u)|＜δ，
或者是否
|m(u)|2＜δ2
来判定是否已冲突。将该常数δ优选调整为小于上述常数ε。
除此以外，在视点301与某个对象(例如汽车对象)一同移动的情况下，根据与视点301一同移动的对象也可以与其他对象(例如墙壁对象)冲突，也可以假设为步骤S415中的“视点301与对象311冲突”。
这样的调查结果，在视点301与对象311冲突了的情况下(步骤S415；是)，结束本处理。另一方面，在没冲突的情况下(步骤S415；否)，返回到步骤S404。
在判明了冲突之后，直到实际引起冲突为止，能看到好像用慢镜头再现画面的动画显示，通过使虚拟三维空间内的时间经过变慢，来以慢镜头显示画面，由此能够向用户提示已判断为将来视点与对象冲突。
再有，在上述处理的说明中，为了容易理解，只对视点301考虑一个对象311来进行说明，但实际上对象311有多个，因此，需要对它们分别进行适当的判断。但是，若判明了与某一个对象311冲突，则从该时刻开始慢镜头显示。
此外，作为对象311的属性，也可以赋予用于识别是否进行冲突判定的值，关于各对象311，将其存储在RAM103中后，选择进行冲突判定的对象311。例如，在赛车游戏中适用本显示装置201的情况下，一般不认为配置了视点的汽车的对象与配置在路面或远方的建筑物冲突。因此，区别不可能有这样的冲突的对象和像构成跑道墙壁这样的对象，仅对有可能冲突的对象进行如上所述的判定处理。
实施例2
在上述实施方式中，若判定为将来冲突，则在此后进行慢镜头显示，但本实施方式同时进行平滑转换。
例如，与全黑的静态图像的平滑转换就成为组合了慢镜头和涂黑(blackout)的动画显示，与全白的静态图像的平滑转换就成为组合了慢镜头和涂白(whiteout)的动画显示。
除此以外，在冲突时对象被损坏，或者从对象喷出气体或液体，或者对象爆炸了的情况下，也可以使用表现这些状态的与运动图像的平滑转换。
在进行平滑转换的情况下，优选在求出2个图像的混合比(也称作“α值”)后，将在缓冲区域中得到的图像与规定的静止图像或运动图像进行α混合。
能够用如下的步骤得到α值。首先，准备RAM103内存储α值的变量区域α。
首先，在步骤S411之后，即在最初判别为冲突之后，马上将变量区域α清除为0。
另一方面，在步骤S413中的“其他处理”中，按照
α←α+B/P
更新RAM103内的变量区域α。
于是，在从判断为产生冲突时开始到实际产生冲突为止，变量区域α中存储的值就从0向着1依次递增。
之后，在步骤S414中，只要将用混合比(1-α)∶α混合了在缓冲区域得到的图像和规定的静态图像或运动图像的结果，向VRAM区域传送即可。
一般在近似地判断冲突的情况下，在视点与对象邻近的情况下产生显示无多边形等的异常显示。
根据本实施方式，即使在引起这样的异常显示的可能性高的状况下，通过流畅地过渡画面显示为涂黑、涂白、爆发的动画等，就能够并不复杂地进行运算处理，不让用户察觉到。
实施例3
在本实施方式中，考虑被认为与视点冲突的对象静止的情况。例如视点配置在汽车的对象上，考虑视点与体现墙壁的对象是否冲突的情况。
该情况下，在该虚拟阈时间内该视点通过的路径与该对象交叉，满足以下条件中的至少一个条件时，判定为在该虚拟阈时间内该视点与该对象冲突，
(a)该法线向量与该指向向量所成的角包含在规定的第一范围内，
(b)该指向向量与该速度向量所成的角包含在规定的第二范围内，
(c)该速度向量与该法线向量所成的角包含在规定的第三范围内。
具体地说，按照适用实施方式的模拟实验的种类特质，从如下7个项中适用某一个期望的项，
(1)满足这3个条件的全部，
(2)仅满足条件(a)、(b)，
(3)仅满足条件(b)、(c)，
(4)仅满足条件(c)、(a)，
(5)仅满足条件(a)，
(6)仅满足条件(b)，
(7)仅满足条件(c)。
例如，在指向向量与法线向量所成的角位于180度附近时，指向向量与速度向量大致成为相同指向(所成的角接近于0度)的情况，对应于视点(配置有视点的其他对象)与对象正面冲突的状况。仅在该情况下可以判定为“冲突”。
在本实施方式中，通过进行如上所述的条件追加，预先预测冲突的方式，能够适当地选择是与该预测相应地进行慢镜头再现，还是使其看到通常再现的碰撞的状态。
实施例4
在本实施方式中，通过在判定为该冲突之后，比判定为该冲突之前使生成该图像的间隔更长来进行显示，从而对冲突之前的动画显示赋予停格摄影的效果，对用户简易地提示引起冲突。
具体地说，在判定为发生冲突之后，拉长对缓冲区域的图像信息的生成与从缓冲区域向VRAM区域的传送的间隔来进行。
可以通过在RAM103中准备新的变量区域s来适用拉长间隔的方法。
设体现拉长间隔的频率的常量参数为E(E＞A)。E越大，拉长间隔幅度就越大。
首先，在步骤S411之后，即最初判别为冲突之后，马上将变量区域s清除为0。
此外，在步骤S404中，按照
s←s+A
的方式更新变量区域s。
另外，仅在s≥E成立的情况下执行步骤S406中的向缓冲区域的图像生成处理和步骤S414中的从缓冲区域向VRAM区域的传送处理，在执行了这些的情况下，在步骤S414与步骤S415之间，按照
s←s-E
更新变量区域s。
除此以外，同样作为使用变量区域s的方法，也可以采用下述这样的方法，即，在步骤S411之后即在最初判别为冲突之后，使
s←t，
在步骤S404中不进行更新，而仅在t-s≥E成立的情况下，执行向缓冲区域的图像生成和向VRAM区域的传送，在执行了这些的情况下，在步骤S414与步骤S415之间，按照
s←s+E
更新变量区域s。
这样，通过使用停格摄影，能够大幅度地减少冲突临近时画面显示所需的各种运算，能够将CPU101的计算时间转到其他处理上。
再有，在本申请中，在主张以日本专利申请2004-163825号为基础的优先权，并将该基础的申请的内容全部拿来作为本申请的内容。
工业上的可利用性
如上所述，根据本发明，能够提供一种用于在三维图形显示中适当地进行预计视点与对象冲突时的显示的最佳显示装置、显示方法和记录了用计算机实现这些的程序的、计算机可读取的信息记录介质及该程序，除了在游戏装置中实现赛车游戏或打斗游戏等的情况以外，可以适用于提供各种虚拟体验的虚拟现实技术中。

Claims (4)

1.一种显示装置(201)，其特征在于，具有：
存储部(202)，存储配置在虚拟三维空间内的对象和视点的坐标、表示从所述视点看所述虚拟三维空间内的指向的指向向量以及与所述对象的外表面正交的法线向量；
对应部(203)，每隔规定的更新时间，将所述虚拟三维空间中的时间即虚拟时间与现实的时间即现实时间建立对应；
移动部(204)，求出上述建立对应的虚拟时间的所述虚拟三维空间内的所述对象、所述视点的位置及从所述视点看所述虚拟三维空间内的指向，更新上述存储部(202)中存储的所述对象、所述视点的坐标及指向向量；
显示部(205)，每隔所述更新时间，显示图像，该图像表示从所述视点向所述指向向量的指向看上述建立对应的虚拟时间的所述虚拟三维空间内的对象的状态；以及
判定部(206)，根据所述视点的坐标、所述对象的坐标以及表示所述虚拟三维空间中的所述视点与所述对象的相对速度的速度向量，判定所述视点与所述对象将来是否在从所述虚拟三维空间中的当前起经过该虚拟三维空间中的阈时间为止的将来的期间冲突，将该从所述虚拟三维空间中的当前起经过该虚拟三维空间中的阈时间为止的将来的期间称作虚拟阈时间内；
直到判定为将来在所述虚拟阈时间内所述视点与所述对象冲突为止，上述对应部(203)使所述虚拟时间的经过与所述现实时间的经过一致地建立对应，在判定到所述将来冲突之后，上述对应部(203)使所述虚拟时间的经过比所述现实时间的经过慢地建立对应，
在所述对象在所述虚拟三维空间内静止的情况下，当所述虚拟阈时间内所述视点通过的路径与所述静止的对象交叉，并满足以下条件中的至少一个条件时，上述判定部(206)判定为将来在所述虚拟阈时间内所述视点与所述静止的对象冲突，所述条件包括：
(a)所述法线向量与所述指向向量所成的角包含在规定的第一范围内，
(b)所述指向向量与所述速度向量所成的角包含在规定的第二范围内，
(c)所述速度向量与所述法线向量所成的角包含在规定的第三范围内。
2.如权利要求1所述的显示装置(201)，其特征在于，
在判定到所述将来冲突之后，上述显示部(205)使所述生成的图像和规定的运动图像或者规定的静止图像平滑转换来进行显示。
3.如权利要求1所述的显示装置(201)，其特征在于，
在判定到所述将来冲突之后，上述显示部(205)将生成所述要显示的图像的间隔设为比判定到所述将来冲突之前长，来进行显示。
4.一种显示方法，使用存储部，其特征在于，
在上述存储部中存储配置在虚拟三维空间内的对象和视点的坐标、表示从所述视点看所述虚拟三维空间内的指向的指向向量、以及与所述对象的外表面正交的法线向量，
该显示方法具有：
对应步骤，每隔规定的更新时间，将所述虚拟三维空间中的时间即虚拟时间与现实的时间即现实时间建立对应；
移动步骤，求出上述建立对应的虚拟时间的所述虚拟三维空间内的所述对象、所述视点的位置及从所述视点看所述虚拟三维空间内的指向，更新上述存储部中存储的所述对象、所述视点的坐标及指向向量；
显示步骤，每隔所述更新时间，显示图像，该图像表示从所述视点向所述指向向量的指向看上述建立对应的虚拟时间的所述虚拟三维空间内的对象的状态；
判定步骤，根据所述视点的坐标、所述对象的坐标以及表示所述虚拟三维空间中的所述视点与所述对象的相对速度的速度向量，判定所述视点与所述对象将来是否在从所述虚拟三维空间中的当前起经过该虚拟三维空间中的阈时间为止的将来的期间冲突，将该从所述虚拟三维空间中的当前起经过该虚拟三维空间中的阈时间为止的将来的期间称作虚拟阈时间内，
在上述对应步骤中，直到判定为将来在所述虚拟阈时间内所述视点与所述对象冲突为止，使所述虚拟时间的经过与所述现实时间的经过一致地建立对应，在判定到所述将来冲突之后，使所述虚拟时间的经过比所述现实时间的经过慢地建立对应，
在所述对象在所述虚拟三维空间内静止的情况下，当所述虚拟阈时间内所述视点通过的路径与所述静止的对象交叉，并满足以下条件中的至少一个条件时，在上述判定步骤判定为将来在所述虚拟阈时间内所述视点与所述静止的对象冲突，所述条件包括：
(a)所述法线向量与所述指向向量所成的角包含在规定的第一范围内，
(b)所述指向向量与所述速度向量所成的角包含在规定的第二范围内，
(c)所述速度向量与所述法线向量所成的角包含在规定的第三范围内。
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