信息处理装置、游戏装置、图像生成方法、 游戏图像生成方法 【技术领域】
本发明涉及一种适用于进行三维图像显示(3D显示)的游戏装置及适用于各种仿真器(模拟体验装置)等的图像处理技术。
背景技术
目前，众所周知的游戏装置有使用仿真枪支形状的枪型控制器来射击画面上出现的射击对象角色(例如敌人等)的装置。在这些射击游戏装置中，游戏者使用枪型控制器准确把握瞄准并射击画面上的某处是非常重要的。例如，日本专利特开平11-86038号公报(专利文献1)公开的技术，是在显示游戏图像地监视器周围的多个固定位置设置红外线发光部分，同时，在枪型控制器侧设置受光部分，上述的各个发光部分轮流发光而由受光部分轮流检测出其光通量，并利用该检测结果计算枪型控制器的枪口在瞄准画面上的哪个位置(XY坐标)。
专利文献1日本专利特开平11-86038号公报
在上述现有技术中，始终是只计算画面上的二维位置，而并没有考虑游戏者(操作者)从何处如何瞄准该画面上的位置。为此，在三维假想空间(游戏空间)配置敌方角色等，而显示从假想视点观察该假想空间内的图像(所谓的三维显示图像)的射击游戏等中，例如，有在游戏空间中即使隐藏在隐蔽处从而变得不可能阻击到的敌方角色，在游戏图像中可观察到该敌方角色时，也可通过将枪口朝向该位置来阻击等不自然的处理，从而失去身临其境之感。
【发明内容】
鉴于上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种可如实反映操作者动作，从而生成身临其境之感很强的图像的技术。
为达到上述目的，本发明涉及的信息处理装置包括：操作装置(控制器)，用于操作指示的输入的同时，具有输出用于检测自身位置以及方向的被检测波的功能；多个检测装置(传感器)，在互不相同的位置检测从该操作装置发送的被检测波强度；位置及方位(方向)计算装置，根据分别由这些多个检测装置检测出的被检测波强度的比率计算操作装置实际空间内的位置以及方向；图像生成装置生成反映使用操作装置而进行的操作指示、由位置及方向计算装置计算的操作装置的位置以及方向的图像；以及显示装置，显示由图像生成装置生成的图像。
根据该结构，由于计算实际空间内的操作装置的位置以及方向，并将其计算结果反映在图像生成上，因此，可如实反映操作者如何操作操作装置即操作者的举动，从而生成身临其境之感很强的图像。
这里，本说明书中的“操作装置(控制器)”是操作者手持或者随身携带而使用的，对其形状无限定，但希望是与图像生成装置所生成的图像有关联的形状。作为这样的操作装置，例如，可举例的有具有仿真各种枪支(手枪、来福枪、激光枪)形状的枪型控制器等。另外，本说明书中的“被检测波”，是用于检测操作装置在实际空间内的配置，对其内容无限定，但优选适用电磁波或声波等。
优选上述多个检测装置分别配置在显示装置的画面周边。另外，显示部的画面大致为四角形时，更优选的是将上述各检测装置配置在大致为四角形的画面的四个角落的附近。
多数情况下，操作者一边面向显示装置的画面观看显示在该画面上的图像，一边使用操作装置发出操作指示，因此通过将各检测装置配置在画面周边(特别是四个角落的附近等)，可灵敏地检测出从操作装置发送的被检测波，从而可提高位置等的计算精度。
另外，上述检测装置，希望面向互不相同的三个方向配置，具有三个检测面(传感器面)。更具体地，三个检测面希望是朝相互垂直的三个方向(X、Y、Z方向)配置。
由此，由于能够分别从各检测装置求出朝向操作装置的方向的向量，因此，通过进行合成该方向向量的运算，可高精度地计算出操作装置的位置以及方向。
另外，上述检测装置可分别具有一个检测面。
此时，可以从各检测面中的受光通量的比率计算出操作装置的位置以及方向，从而既有降低用于位置计算等的运算量的优点的同时，又有使检测装置的结构简单化的优点。
另外，希望使用红外线作为操作装置发送的上述被检测波。
由此，可切实识别周围的光(可见光)和被检测波，从而可避免由于周围的光噪音而导致检测精度的低下。
另外，在上述操作装置中还包括被检测波控制装置，用于进行使被检测波的状态随操作指示内容而发生变化的控制，希望上述位置、方向计算装置基于使用检测装置检测出的被检测波状态判断操作指示的内容，并将该操作指示内容输出至图像生成装置。
从而，通过使操作指示内容重叠于被检测波，无需在操作装置和图像生成装置之间接受其他信号等时，就不用在操作装置和图像生成装置之间设置连接电缆，从而可使其结构简单化。另外，可使操作装置为无线状态，而可提高其操作性。
希望上述图像生成装置，在假想空间内设定目标的同时，能使该目标状态随操作装置的位置以及方向的变化而变化，从而生成从假想视点观察假想空间内的二(三)维图像。
由此，可进行身临其境之感很强的三维显示。
在此，本说明书中的“目标”是指应配置在假想设定的空间(假象空间)内的各种对象体，对其内容无限定，但是，可以考虑构成人物或动物等的登场角色、障碍物或建筑物等物体、或者构成背景等的要素等等。
另外，图像生成装置，希望是在假想空间内配置目标，从而生成从假想视点观察该假想空间内的二维图像，并根据控制器的位置以及方向的变化改变假想视点的位置以及(或者)观察方向。
由此，可根据操作者举动生成在适合的位置上设定视点的图像，从而可进一步提高身临其境之感。
作为上述的操作装置，例如，最好使用模拟了枪的形状的枪型控制器。
所述的枪型控制器，特别适合于利用本发明的信息处理装置构成射击游戏(战斗游戏)或射击模拟等的场合使用，可进行反映使用枪时的特有举动的图像显示。
另外，当使用枪型控制器作为操作装置时，优选上述图像生成装置根据位置、方向计算装置所算出的计算结果，生成包含使用操作装置假想发射的枪弹轨迹的二维图像。
在本发明中，不仅仅知道被枪型控制器瞄准的画面上的二维坐标，并且还知道相对于画面，枪型控制器从画面的哪个位置指向哪个方向，因此可进行反映了控制器和假想空间内的目标等之间的相对位置和方向的现实感更强的图像显示，从而可进一步提高身临其境之感。
另外，使用枪型控制器时，上述图像生成装置根据位置、方向计算装置算出的计算结果，判断使用枪型控制器假想发射的枪弹是否击中假想空间内的目标，从而根据该判断结果生成二维图像。
通过加上枪型控制器的位置以及方向，可更精密地(即，有现实感的状态)进行中弹判断，从而可进一步提高显示图像的身临其境之感。
另外，作为上述操作装置，也可以使用具有模拟了各种剑(刀、戢等)形状的剑型控制器。另外，作为其他类型的上述操作装置，还适用诸如网球或台球等的球拍、棒球等的球棒等与显示图像相关联的各种图像。
另外，当具备多个上述操作装置时，位置和方向计算装置在每个规定定时(例如，每0.02秒等)发送出识别信号，用于识别从多个操作装置中选择出的某一个操作装置，当多个操作装置分别配备的被检测波控制装置根据位置和方向计算装置输出的识别信号，在自身的操作装置被选中时进行输出被检测波的控制。
由此，使用多个操作装置时，也可以在每个规定时刻切实特别指定一个操作装置作为位置以及方向的计算对象。操作者考虑可操作的速度，对各操作装置设定合适可分配时间，从而不会令各个操作装置的多个操作者感到不协调。
上述识别信号，希望是通过无线通信方式发送给被检测波控制部分。
由此，无须在操作装置和位置、方向计算装置之间设置用于发送该识别信号的连接电缆等，从而可使其结构简单化。另外，当接受其他信号的连接电缆等也不需要时，可以使操作装置为无线状态成为可能，从而可提高其操作性。
上述被检测波控制装置，优选可控制该被检测波的特性，以便能够识别出自身发送的被检测波和用于其他装置的被检测波；位置、方向计算装置通过传感器的检测结果判别被检测波的特性，从而识别出用于自身的操作装置。另外，作为被检测波的特性，最好控制其被检测波的频率。
由此，将多个本发明中的信息处理装置临近设置时，即使在设置多个的场合，这些多个信息处理装置之间也可以容易地识别出与各装置对应的操作装置。
另外，本发明涉及包括上述信息处理装置而构成的游戏装置。例如，可以是利用上述信息处理装置构成射击游戏等。可提供犹如同身临其境的游戏装置。
另外，本发明是包括上述信息处理装置而构成的仿真器。在此，本说明书中的“仿真器”是指可使操作者模拟体验各种状态的模拟体验装置，但并不限定于其内容，而是可以考虑例如模拟体验射击、用刀剑进行决斗的模拟体验、或者消防员的灭火活动的模拟体验(此时灭火水枪型控制器比较适合)等各种模拟体验装置。
通过利用本发明的信息处理装置，可提供能进行身临其境之感更强的模拟体验的仿真器。
另外，本发明涉及游戏装置，所述游戏装置检测出显示从假想空间内的假想视点位置以及方向观察到的游戏图像的显示装置和游戏者操作的操作装置之间的相对位置关系，并根据检测出的该位置关系进行游戏，该游戏装置包括：位置检测装置，检测操作装置相对于显示装置的显示面的的纵向以及横向位置；朝向检测装置，检测相对显示面的操作装置的方向；位置和方向计算装置，根据分别由位置检测装置以及方位检测装置得到的检测结果计算出操作装置的操作位置和操作方向；图像生成装置，根据由位置和/或方向计算装置算出的操作位置计算出假想视点的位置的同时，根据由位置和方向计算装置算出的操作方向计算出该假想视点的观察方向，从而根据视点位置和所述观察方向生成游戏图像。
根据所述结构，计算出实际空间内的显示装置和操作装置之间的相对位置以及方向并将该计算结果反映在图像的生成上，因此，可真实反映操作者如何操作操作装置，即操作者的举动，从而生成身临其境之感很强的游戏图像。
另外，本发明涉及一种图像生成方法，是检测显示装置和操作装置之间的相对位置关系，并根据检测出的该位置关系生成图像的图像生成方法，包括：第一步骤，检测装置在互不相同的多个位置检测从操作装置发送的被检测波的强度；第二步骤，位置、方向计算装置根据在上述第一步骤中检测出的被检测波强度的比率，计算出操作装置的实际空间内的位置以及方向；第三步骤，图像生成装置生成反映使用操作装置进行的操作指示以及在上述第二步骤中算出的操作装置的位置以及方向的二维图像。
计算出实际空间内的操作装置(控制器)的位置以及方向并将该计算结果反映在图像生成上，因此，可生成能真实反映操作者如何操作操作装置即操作者的举动，身临其境之感很强的游戏图像。
上述第一步骤，分别在多个位置检测互不相同的三个方向的被检测波强度；第二步骤，分别对多个位置，求出根据在三方向的被检测波强度的方向分量，希望通过合成该方向分量计算出操作装置的位置以及方向。
由此，可高精度地计算出操作装置的位置以及方向。
另外，希望还包括第四步骤，被检测波控制装置使被检测波的状态发生变化从而使其包括用操作装置进行的操作指示的内容。
由此，可将操作指示的内容重叠于被检测波。
另外，上述第三步骤希望将目标配置在假想空间内的同时，使该目标的状态随上述第二步骤的计算结果发生变化，或者变更假想视点的位置，从而生成从假想视点观察假想空间内的二维图像。
由此，可进行身临其境之感很高的三维显示。
另外，第三步骤希望将目标配置在假想空间内从而生成从假想视点观察该假想空间内的二维图像，根据上述第二步骤的计算结果(控制器的位置以及方向)变更假想视点的位置。
由此，可生成将视点设定在适合操作者举动的位置的图像，从而可进一步提高身临其境之感。
另外，使用了多个上述操作装置时，希望还包括：第五步骤，位置、方向计算装置在每个规定时刻从多个操作装置中选择出某一个并发送出用于识别被选择的该操作装置的识别信号；第六步骤，被检测波控制装置根据该识别信号，只向被选择的操作装置进行发送被检测波的工作。
由此，即使是使用了多个操作装置时，也可以在每个规定定时特别指定作为位置以及方向的计算对象之一的操作装置。另外，考虑操作者可操作的速度，恰当设定分配于各操作装置的时间，从而不会令用各个操作装置的多个操作者分别感到不协调。
另外，希望是还包括：第七步骤，被检测波控制装置，可变化地设定被检测波特性，从而可识别出应为位置以及方向的计算对象的操作装置和除此之外的操作装置；第八步骤，位置、方向计算装置，通过判别被检测波的特性识别出应为位置以及方向的计算对象的操作装置。作为上述被检测波的特性，也能例如可变地设定被检测波的频率。
由此，使用本发明涉及的图像生成方法所的装置在临近位置设置多个时，也可以容易地在这些多个装置之间识别出对应各装置的操作装置。
另外，本发明提供检测显示了从假想空间内的假想视点位置以及方向观察到的游戏图像的显示装置和游戏者操作的操作装置之间的相对位置关系，并根据检测出的该位置关系生成游戏图像的游戏图像生成方法，包括：第一步骤，位置检测装置检测出相对显示装置的显示面的操作装置的纵向以及横向位置；第二步骤，方向检测装置检测相对显示面的操作装置的方向；第三步骤，位置、方向计算装置根据第一步骤以及第二步骤中得到的检测结果，计算操作装置的操作位置和操作方向；第四步骤，图像生成装置根据第三步骤中计算的操作位置计算假想视点位置，同时，根据第三步骤中计算的操作方向计算该假想视点的观察方向，从而根据视点位置和观察方向生成游戏图像。
计算出实际空间内的操作装置(控制器)的位置以及方向并使该计算结果反映在图像生成上，因此，可如实反映操作者如何操作操作装置即操作者举动，从而生成身临其境之感很强的游戏图像。
根据本发明，计算出实际空间内的操作装置的位置以及方向并使该计算结果反映在图像生成上，因此，可如实反映操作者如何操作操作装置即操作者举动，从而生成身临其境之感很强的图像。
【附图说明】
图1为适用本发明的一个实施例的游戏装置结构示意图。
图2为对具体实现游戏控制部分的硬件结构的实例进行说明的示意图。
图3为枪型控制器具体结构的示意图。
图4为枪型控制器的位置以及方向的计算方法的示意图。
图5为说明计算各枪型控制器的位置以及方向的同时判断操作指示内容的工作的流程图。
图6为表示游戏控制部分的动作顺序流程图。
图7为表示游戏运算过程的流程图。
图8为根据图7所示的处理而实现的游戏演出的具体例的示意图。
图9为表示游戏运算过程的其他具体例的流程图。
图10为表示游戏运算过程的其他具体例的流程图。
图11为表示游戏运算过程的其他具体例的流程图。
图12为关于假想视点的位置发生变化时的处理内容的具体例的示意图。
图13为说明将多个游戏装置相近配置时，识别枪型控制器的方法的示意图。
图14为表示游戏运算的其他具体例的流程图。
【具体实施方式】
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1为适用本发明的一个实施例的游戏装置结构的示意图。同图所示的游戏装置1，是最多二个游戏者(游戏者)同时看着画面上三维显示的游戏图像进行射击游戏，其结构包括游戏装置主机10和二个枪型控制器12、14。
枪型控制器12、14，是具有模拟了各种枪支(例如机关枪、手枪、来福枪、火枪祸激光枪等)的外观形状的操作装置。枪型控制器12用于第一游戏者的输入操作；枪型控制器14用于第二游戏者的输入操作。这些枪型控制器12、14为在游戏装置主机10之间未设置连接电缆的无线状态，游戏者可以自由操作，而不因连接电缆而受操作范围的限制。游戏装置主机10和各个枪型控制器12、14之间的信号等的授受是以无线通信进行。此外，关于枪型控制器12、14的详细结构将在后面叙述。
游戏装置主机10，其结构包括多个传感器20a～20d、传感器控制部分22、发信部分24、游戏控制部分26、监视器28、直流稳压电源30。
各传感器20a～20d分别配置在监视器28的画面四角附近，检测从枪型控制器12、14中的某一个发送的被检测波强度，并向传感器控制部分22输出检测结果。本实施例中的各传感器20a～20d具有分别朝互不相同的三个方向配置的传感器面(检测面)。关于传感器20a～20d的配置状态，将在后面详细叙述。这些传感器20a等，对应于“检测装置”。
传感器控制部分22，根据分别根据多个传感器20a～20d的检测出的被检测波强度的比率，计算出枪型控制器12或者14的空间内的位置以及方向。对于由传感器控制部分22的位置以及方向的计算方法，将在后面详细叙述。另外，传感器控制部分22，使用发信部分24，在每个规定时限从各枪型控制器12、14中选择出某一个，发出规定识别信号，用于表示被选中的该枪型控制器。该识别信号利用发信部分24通过无线通信发送。各枪型控制器12、14，分别根据识别信号，只是在自身被选择时进行发送被检测波的工作。该传感器控制部分22和上述各传感器20a等协动，从而具有作为“位置检测装置”以及“方向检测装置”的功能。
游戏控制部分26用于设定使用枪型控制器12、14进行的操作指示的内容、和与这些枪型控制器12等的位置以及方向对应的游戏进程，生成游戏图像；其包括游戏运算部分32、图像生成部分34以及声音生成部分36的各个功能模块。此外，该游戏控制部分26，对应“图像生成装置”。
游戏运算部分32完成游戏进程中的各种必要的运算，反映使用枪型控制器12等进行的操作指示以及由传感器控制部分22计算出的枪型控制器12等位置以及方向，进行设定假想空间内的各种目标(例如敌方角色等)的动作的处理。
图像生成部分34，按照游戏运算部分32算出的运算结果，生成从假想视点观察游戏空间内的二位图像(游戏图像)。
声音生成部分36，按照由戏运算部分32算出的运算结果，生成游戏进程中必要的各种游戏声音(例如，爆破音或BGM等)。
监视器28，将由图像生成部分34生成的游戏图像显示在画面上。另外，监视器28内置了图中未示出的扬声器，从而输出由声音生成部分36生成的游戏声音。该监视器28，对应于“显示装置”。
直流稳压电源30向游戏装置主机10的全体供电的同时，通过充电端38进行各枪型控制器12、14的充电。
图2为对具体实现上述游戏控制部分26的硬件结构的具体例子示意图。同图所示的游戏控制部分26，其结构包括输入接口100、CPU 101、ROM 102、工作RAM 103、视频处理器104、视频存储器105、数字/模拟(D/A)转换器106、声音处理器107以及声音存储器108。
输入接口100从传感器控制部分22接受各枪型控制器12、14的位置、方向、以及有无枪弹发射等信息，并将该信息(数据)写入工作RAM 103的规定地址。
CPU 101运行从ROM 102读出并写入工作RAM 103的游戏程序，从而进行设定游戏进程的游戏运算。另外，CPU 101按照设定的游戏进程，决定游戏空间内的各种角色或构造物等目标的坐标值(世界坐标系的坐标值)，进行利用规定的变换矩阵进行将该坐标值投影于视野坐标系的坐标值的处理(投影变换)。
ROM 102存储上述游戏程序或用于游戏运算的各种数据(例如多角形数据或纹理数据等)。工作RAM 103是当CPU 101进行游戏运算时，作为将各种数据同时存储的工作存储区而工作的随机存取存储器。
视频处理器104，向变换为视野坐标系的各目标贴上纹理，生成与应显示在下一桢的游戏图像相对应的描绘数据，并写入视频存储器105。另外，视频处理器104从视频存储器105读出与应显示在当前桢的游戏图像相对应的描绘数据并向D/A转换器106输出。该描绘数据被D/A转换器106变换为模拟影响信号，通过向监视器28输出，而在监视器28的画面上显示游戏图像。
声音处理器107，为了达到对应游戏进程的音响效果，生成声音数据并写入声音存储器108，与此同时，从该声音存储器108读出适当的声音数据并变换为模拟声音信号向扬声器29输出。根据该的声音信号从扬声器29输出游戏声音。
图3是说明枪型控制器12的具体结构的图。此外，枪型控制器14也具有相同结构，在此将省略其说明。如同图所示，枪型控制器12，包括操作部分40、发光部分42、发光控制部分44、接收天线45、电源/充电电路46、电池48。
操作部分40，作为游戏者指示枪弹的发射等的操作键(触发开关)来使用。此外，作为操作部分40，除作为触发开关的操作器之一外，还可以包括指示武器交换的开关(武器交换开关)或装弹开关(装弹开关)等。
发光部分42配置在枪型控制器12的枪体的前方、具体地讲为枪口附近，从而可向外部发送被检测波，由发光控制部分44执行工作控制从而发送被检测波。在本实施例中，利用红外线发送上述被检测波。此外，也可以利用红外线以外的可见光线等各种波长的电磁波、或者声波等来发送被检测波。
发光控制部分44，进行发光部分42的工作控制。对于具体的控制内容，将在后面叙述。该发光控制部分44对应于“被检测波控制部分”。
电源/充电电路46，包括电源电路，通过积蓄在电池48上的电能向枪型控制器12的全部供电；受电电路，通过充电端50从外部接受电力供应，从而给电池充电。
本实施例的游戏装置1具有所述结构，下面对其工作内容进行说明。
图4(A)以及图4(B)，是说明枪型控制器的位置以及方向的计算方法的示意图。图4(A)示出了枪型控制器和各传感器20a等之间的空间位置关系，图4(B)示出了表示枪型控制器的方向的分量定义。
如同图所示，各传感器20a～20d分别配置在监视器28的画面28a的四角附近。详细地分别配置在：传感器20a为画面28a的左上、传感器20b为画面28a的右上、传感器20c为画面28a的左下、传感器20d为画面28a的右下。在本例中，被这些传感器20a～20d包围的范围基本上是检测区域。该检测区域是指应由枪型控制器12瞄准的范围。各传感器可以检测出由枪型控制器12发送的被检测波的范围，是受各传感器灵敏度的影响的，但比上述检测区域更广的范围。
各传感器20a～20d，分别具有朝向互不相同的方向配置的三个传感器面，这些三个传感器面分别朝向X方向(水平方向)、Y方向(垂直方向)、Z方向(深度方向)。各传感器20a等，由这些三个传感器面检测出从枪型控制器12(或者14)的发光部分42发送的检测用信号的X、Y、Z方向的强度(本例中是红外线的入光通量)
传感器控制部分22，根据各传感器20a～20d的X、Y、Z方向的入光通量的比率，求出表示以各传感器20a等的配置位置为基点的枪型控制器12的位置的三维方向分量。如图所示，分别求出对应传感器20a的方向分量va、对应传感器20b的方向分量vb、对应传感器20c的方向分量vc、对应传感器20d的方向分量vd。通过将这些方向分量va、vb、vc以及vd的合成，得到了三维坐标值(x、y、z)的控制器位置。另外，关于控制器方向，根据与XZ平面构成的角度θ、与XY平面构成的角度φ两个角度得到。
此时，只要知道以最低2个位置的传感器为基点的方向分量，即可知道枪型控制器12(或者14)的位置。另外，枪型控制器12的发光部分42在任意位置向任意方向发光时，各传感器20a等的入光通量比率基本被决定。从而，传感器控制部分22根据对应各传感器20a～20d的入光通量比率，计算出枪型控制器12的瞄准方向。此外，恰当定义枪型控制器12的方向即可，例如可与枪身方向相对应。
由此，当算出枪型控制器12的位置以及方向时，可判断使用了该枪型控制器12的游戏者从哪个角度瞄准画面的哪个位置，还可以判断出游戏者相对画面的距离(远近)。从而，将枪型控制器12的位置(即游戏者的位置)换算为游戏空间内的位置，从而可判断与存在于该游戏空间内的目标之间的相对位置关系(距离、方向)，有效利用该判断结果来进行各种游戏演出。
下面，对计算出各枪型控制器的位置以及方向等的工作顺序进行说明。
图5对算出各枪型控制器的位置以及方向的同时判断操作指示内容的工作进行说明的图。
传感器控制部分22在每个规定时刻(例如，每0.1秒)，从各枪型控制器12、14中选择出一个控制器，并通过发信部分24发送(步骤S100)用于识别被选择的该控制器的识别信号。
各枪型控制器12、14所具有的发光控制部分44，通过接收天线45收识别信号，并根据该识别信号判断自身的枪型控制器是否被选定，当自身控制器被选定时，进行使其向发光部分42输出被检测波的控制。其结果，只有被选定的一个枪型控制器(被选择的控制器)进行被检测波的发送工作(步骤S102)。例如，假设枪型控制器12为被选中的控制器，进行以下的说明。在这种实施例中，各控制器无需始终进行发光工作，而是只有作为被选择的控制器时才进行发光即可，因此可抑制功耗，从而电池48的持久力将变得更强。另外，在某一时段，因为只有一个控制器被选定并进行发光工作，因此可抑制光噪声等的发光。
另外，与步骤S102所示的工作并行，被选择的控制器枪型控制器12的发光控制部分44，进行使发光部分42输出的被检测波状态随操作指示内容(本例中为触发开关40的操作状况)发生变化的控制(步骤S104)。例如，在本实施例中，进行使被检测波脉冲闪亮的控制，通过使用显示数字信号(串行信号)，使该闪亮状态可以变化，从而将操作指示内容叠加在被检测波上。
从枪型控制器12发送被检测波时，其强度分别由各传感器20a～20d检测(步骤S106)。传感器控制部分22根据由各传感器20a等检测出的被检测波强度，计算出枪型控制器12(被选择的控制器)的位置以及方向(步骤S108)。关于具体的计算方法，与上述方法相同(参照图4)。
另外，传感器控制部分22根据由各传感器20a等检测出的被检测波的状态，判别重叠于该被检测波的操作指示内容(步骤S110)。如上所述，在本例中根据被检测波的状态表示数字信号，因此，通过该数字信号判别操作指示的内容。此外，对于各传感器20a等的检测结果，例如从信号强度较强的起顺序抽出三个，并与根据这些检测结果判别的数字信号的内容进行比较，进行由多数决定的处理，从而可提高操作指示的内容的判别精度。由此得到的枪型控制器12(被选择的控制器)的位置以及方向的计算结果和操作指示的内容，从传感器控制部分22输出给游戏运算部分32。然后返回到上述步骤S100，反复其后的处理。
下面，对与上述图5所示的处理并行进行的游戏控制部分26的工作顺序进行说明。
图6是表示游戏控制部分26的工作顺序的流程图。图6所示的一系列处理，对应于游戏图像的生成定时，例如在每个1/60秒反复进行。
游戏控制部分26内的游戏运算部分22，获得各枪型控制器12、14的位置以及方向、以及关于操作指示的内容的信息(步骤S200)。具体地，表示出由传感器控制部分22算出的计算结果的标志(数据)，随时写入工作RAM 103(参照图2)，并可通过参照该标志获得各控制器的位置等信息。
其次，游戏运算部分26利用各枪型控制器的位置等信息，进行(步骤S202)设定配置在游戏空间内的各目标状态等的规定游戏运算。在本实施例中，通过得到各枪型控制器的位置以及方向，可进行未曾有过的各种游戏演出。关于游戏演出的具体例将在后面叙述。
当通过游戏运算部分26完成规定游戏运算时，根据其运算结果由图像生成部分34生成游戏图像，同时，由声音生成部分36生成(步骤S204)游戏声音。通过将这些被生成的游戏图像以及游戏声音发送给监视器28，显示游戏图像并输出游戏声音(步骤S206)。
另外，游戏运算部分26判断是否处于游戏结束状态(步骤S208)。当不必结束游戏时，在步骤S208中为肯定判断，从而返回到上述步骤S200并重复之后的处理。另外，当结束游戏时，游戏运算部分26将结束一连串处理。
图7是表示上述步骤S202中处理的具体例的流程图。例如，举例说明由枪型控制器12阻击敌方目标时的处理例程。
首先，游戏运算部分32，以监视器28为基准根据枪型控制器的实际空间内的位置(发射点)以及方向的检测结果，计算(步骤S300)枪型控制器12所阻击的画面28a上的位置和从枪型控制器12朝向该位置的分量的方向(方向)。更具体地，画面上的发射点，由以画面28a的规定位置(例如左上角)为基准的二维坐标计算，而分量方向则利用了上述步骤S200中得到的角度θ以及φ。
其次，游戏运算部分32，将画面28a上的发射点变换为假想空间内的发射点，从而计算从该变换后的发射点朝向假想空间内的分量(步骤S302)。此时，当枪型控制器12正对画面28a时，即配置在大致垂直的方向时，优选设画面28a上的发射点位置为画面中心。
其次，游戏运算部分32根据在步骤S200中取得的操作指示的内容，判断操作者是否扣动扳机(步骤S304)。当未扣动扳机时为否定判断，从而结束本例的处理例程。
另外，当扳机被扣动时，在步骤S304中为肯定判断，游戏运算部分32判断阻击是否击中敌方角色等的对象目标(步骤S306)。更具体地，游戏运算部分32通过检查在假想空间内从发射点的分量方向的延长线上是否存在对象目标来进行步骤S306的判断。
当击中对象目标时，步骤S306中为肯定判断，游戏运算部分32在假想空间内将从发射点的分量方向和对象目标的交点设置为中弹点坐标(步骤S308)。完成这些游戏运算时，在本例的处理例程结束后，敌方角色等对象目标被击中，从而生成表现该反应的图像并被显示。
另外，当未击中对象目标时，步骤S306中为否定判断，游戏运算部分32在假想空间内，将中弹点坐标设定在沿从发射点方向延伸的远方(例如大致为无限远)(步骤S310)。完成这些游戏运算时，在本例的处理例程结束后，生成并显示表现敌方角色等对象目标未被击中的状态的图像。
由此，在本例的游戏运算中，在画面28a上的二维坐标基础上，再考虑该坐标所对应的方向(方向)从而完成中弹判断，从而可得到更真实的如同身临其境的游戏演出。
图8(A)以及图8(B)是说明通过上述图7所述的处理来实现的游戏演出的具体例的示意图。图8(A)表示游戏图像的显示例，图8(B)表示对应于图8(A)所示的游戏图像的游戏空间(假想空间)内的目标和枪型控制器的位置以及方向之间的对应关系。
如图8所示，在游戏空间内，将敌方角色200隐藏在物体201的隐蔽处(深侧)。敌方角色200被枪型控制器12(或者14)从如图8(B)所示的位置P1阻击时，由于敌方角色200隐蔽在物体201后，因此变成相当难以阻击的状态。从该位置P1阻击敌方角色200时，将枪型控制器12提到在高位，变成从上面以大角度(主要对应θ)的阻击。另外，如图8(B)所示，当敌方角色200被枪型控制器12从位置P2阻击时，则形成可从物体201的侧面阻击敌方角色200的位置关系。通过从该位置P2在横向上以大角度(主要对应φ)来阻击，可阻击敌方角色200。由此，使反应游戏空间内的各目标位置关系的游戏演出成为可能，从而身临其境的感觉很强的游戏演出也成为了可能。作为比较例考虑仅检测画面上的二维位置的现有方法时，在如图8所示的情形下，无论在怎样的位置怎样的方向阻击，只要瞄准画面上的敌方目标200的显示位置即可阻击，从而变成缺乏如实感的游戏演出。
另外，还可以对作为射击对象的敌方目标200，判断出从哪个方向中弹、以及以何种程度的距离中弹，因此进行中弹表现时也可以表现得更有身临其境之感。下面，说明用于进行这些表现的游戏运算例。
图9为表示上述步骤202中的处理的其他具体例的流程图。例如，举例说明了由枪型控制器12阻击敌方目标时，考虑了中弹时的方向和距离从而进行中弹表现时的处理例程。
首先，游戏运算部分32，计算出枪型控制器12所阻击的画面28a上的位置和从枪型控制器12朝向该位置的分量方向(方向)(步骤S400)。其次，游戏运算部分32将画面28a上的发射点变换为假想空间内的发射点，从而计算从该变换后的发射点朝向假想空间内的分量(步骤S402)。这些步骤S400、S402中的具体处理内容分别与上述图7中的步骤S300、S302相同。
另外，游戏运算部分32计算出(步骤S404)枪型控制器12和画面28a之间的相对距离。
其次，游戏运算部分32判断(步骤S406)由枪型控制器12发射的枪弹是否击中敌方角色等对象目标。具体地，游戏运算部分32通过检查从假想空间内的发射点的分量方向的延长线上是否存在对象目标来进行步骤S406的判断。
当枪弹击中对象目标时，步骤S406为肯定判断，游戏运算部分32在假想空间内根据从发射点的分量方向设定目标动作(步骤S408)。例如，在上述分量方向上设定目标被驱散的动作。
另外，游戏运算部分32与上述步骤S408所示的处理并行，还根据枪型控制器12和画面28a的距离设定目标的动作(步骤S410)。具体地，通过在控制器和画面之间的距离乘以规定倍数从而变换为假想空间内的距离，根据该距离的长短设定目标的动作。例如，被设定为：当该距离短时，目标被严重破坏而驱散；当该距离长时，目标被部分破坏等举动。或者，当游戏设定为具备用于照亮枪型控制器的阴暗处的亮光时，可设定为当枪型控制器比较近时，由上述亮光照射区域变广；当枪型控制器比较远时，上述照射区域变窄。
当完成这些游戏运算时，在本例的处理例程结束后，敌方角色等对象目标被击中时，生成表现上述动作的图像并显示。
通过上述图9所示的处理，例如从上述位置P2(参照图8)射击时，可以使敌方角色200的右手一侧的(画面上的左侧)负伤程度更重，或使其从右手侧飞散等多样的表现。另外，从位置P1射击时，可根据所在角度不同，而使多样表现物体201的整个被爆破时或上面被爆破时等的样态成为可能。另外，也可以表现从更近位置(具体地为接近监视器28的位置)阻击时，使敌方角色200的负伤程度更大，或者使物体201的破坏程度更大等的演示。
另外，可判断敌方角色200或物体201和枪型控制器之间的相对距离的大小，因此反映了该相对距离大小的显示成为可能。下面，对用于进行所述显示的游戏运算的例进行说明。
图10为示出上述步骤202中的处理的其他具体例的流程图。例如，举例说明用枪型控制器12阻击敌方目标时，设定使得目标的举动随枪型控制器12和画面之间的距离变化而变更时的处理例程。
首先，游戏运算部分32算出枪型控制器12所瞄准的画面28a上的位置和从枪型控制器12朝向该位置的分量的方向(方向)(步骤S500)。其次，游戏运算部分32将画面28a上的发射点变换为假想空间内的发射点，从而算出从变换后的该发射点向假想空间内的分量(步骤S502)。这些步骤S500、S502中的具体处理内容分别与上述图7中的步骤S300、S302相同。另外，游戏运算部分32，算出枪型控制器12和画面28a之间的相对距离(步骤S504)。
其次，游戏运算部分32判断枪型控制器12和画面28a之间的相对距离是否等于小于规定值(步骤S506)。或者，本步骤中的处理也可以是在控制器和画面之间的距离上乘以规定倍数，并变换为假想空间内的距离，从而判断该距离是否在等于或小于规定值的判断处理。
当控制器和画面之间的距离为等于小于规定值时，步骤S506中为肯定判断，游戏运算部分32对目标设定规定动作(步骤S508)。例如，枪型控制器比较近时，设定敌方角色200(参照图8)胆怯而逃跑等举动。进行这些游戏运算时，在本例的处理例程结束后，当敌方角色等对象目标中弹时，生成并显示表现了上述举动的图像。
另外，还可以考虑到控制器和敌方角色200之间的位置关系，进行移动生成游戏图像时的假想视点(摄像观察角度)的位置的处理。下面，将说明用于进行这些显示的游戏运算的例子。
图11是示出上述步骤202中的处理的其他具体例的流程图。例如，举例说明了由枪型控制器12阻击敌方目标时，根据枪型控制器12和目标之间的位置关系进行假想视点的移动时的处理例程。
首先，游戏运算部分32，计算出枪型控制器12瞄准的画面28a上的位置及从枪型控制器12朝向该位置分量的方向(方向)(步骤S600)。其次，游戏运算部分32，将画面28a上的发射点变换为假想空间内的发射点，从而算出从该变换后的发射点朝向假想空间的分量(步骤S602)。这些步骤S600、S602中的具体处理内容分别与上述图7中的步骤S300、S302相同。
其次，游戏运算部分32，判断操作者是否指示了视点移动(步骤S604)。该指示希望是例如在枪型控制器或游戏装置主机等上设置用于指示视点移动的开关(图中未示出)，并用该开关来进行。
当被指示了视点移动时，进行步骤S604的肯定判断，游戏运算部分32，算出控制器的位置和方向基准位置之间的误差(步骤S606)。当枪型控制器12的发光部分42在任意位置向任意方向发光时，各传感器20a等的入光通量的比率被决定。从而，游戏运算部分32，将四个传感器全部得到相等的入光通量时的分量(相当于画面的法线分量)作为方向基准位置，算出该位置和控制器现在的位置之间的误差。
其次，游戏运算部分32，使假想空间内的假想视点的位置(观察角度位置)随控制器位置的方向基准位置的误差的比率来变更(步骤S608)。进行这样的游戏运算时，在本例的处理例程结束后，生成并显示变更假想视点后的游戏图像。
图12(A)以及图12(B)是对变更了假想视点的位置时的处理内容进行具体举例说明的示意图。图12(A)示出了游戏图像的显示例，图12(B)示出了相对于图12(A)所示的游戏图像的游戏空间内的目标和枪型控制器的位置以及方向之间的对应关系。如图12(B)所示，枪型控制器在位置P2时，考虑到该位置和敌方角色200之间的关系，可移动生成游戏图像时的假想视点的位置。由此，例如从如上述图8所示的游戏图像被替换为如图12(A)所示的游戏图像。由此，可生成并显示设定了反映游戏者举动的真实的视点位置的游戏图像，从而可进一步提高游戏身临其境之感。这样的演出，尤其对只有一个游戏者时有效。
此外，在图11所示的处理中，有视点位置的移动指示时，进行假想视点的移动，但是也可以不随该指示而进行视点位置的移动。例如，设定为战斗模式时，也可以与控制器同时移动，使显示在画面上的瞄准移动的图像显示。另外，设定为移动模式(非战斗模式)时，也可以与控制器同时移动从而使视点位置随时被移动。
从而，在本实施例的游戏装置中，计算出实际空间内的枪型控制器12(或者14)的位置以及方向并将该计算结果反映在游戏图像的生成上，因此，可如实反映操作者如何操作操作装置即操作者举动，从而生成身临其境之感很强的图像。
但是，当根据上述本实施例的游戏装置存在多个，而且这些装置被设置在相对较近的位置时，必须对用在自身游戏装置的枪型控制器及用在其他游戏装置上的枪型控制器进行识别。下面，描述可各自识别对应各游戏装置的枪型控制器的结构以及方法。
图13是在将多个游戏装置临近设置时，对识别枪型控制器的方法进行说明的示意图。图13中，各枪型控制器12-1、14-1对应游戏装置主机10-1，各枪型控制器12-2、14-2对应游戏装置主机10-2。此时，各枪型控制器所具有的发光控制部分，也可以控制被检测波的特性使得可识别出自身发送的被检测波和用在其他装置的被检测波。在本实施例中，将对应于游戏装置主机10-1的各枪型控制器发送的被检测波L11以及L12的频率f1、和对应于游戏装置主机10-2的各枪型控制器发送的被检测波L21以及L22的频率f2设定为不同值。各游戏装置10-1或10-2所具备的传感器控制部分，通过判断从各传感器检测的检测结果判断被检测波的特性(频率)从而识别出用在自身装置的枪型控制器，并进行位置等的计算。此外，游戏装置为三台以上时，同样可以识别出对应于各游戏装置的控制器。
此外，上述实施例的内容并非限定本发明，可以在本发明的要旨范围内进行种种的变形实施。例如，在上述实施例中，仅举例说明了其结构具有两个枪型控制器，最多两个游戏者可同时进行的游戏构成，但是也可以适当追加枪型控制器等，从而形成可更多的游戏者同时进行游戏的结构。
另外，在上述的实施例中，各传感器分别包括三个方向的传感器面，但是也可以使用只有一个传感器面的传感器。这样的优点是：可由于结构简单而实现低成本化，或者减轻在位置计算等时的处理负担。
另外，在上述的实施例中，对作为一个使用枪型控制器的游戏装置例子进行了说明，但是本发明的实用范围并非限定于此，本发明也可适用于其他的剑型控制器或使用其他各种控制器的游戏装置。例如，使用剑型控制器的游戏中，得到该控制器的位置以及方向，从而通过控制器位置演出使斩断配置在游戏空间内的敌方角色的深度或浅或深，可设定将敌方角色从何处向哪个方向斩断的各种图案等的演出。下面，说明此时的游戏运算的例。
图14为表示游戏运算的其他具体例的流程图。本例的处理也是上述图6的步骤S202所示的游戏运算的具体例的一个。例如，举例说明用剑型控制器斩断敌方目标时的处理例程。
首先，游戏运算部分32，计算出剑型控制器瞄准的画面28a上的位置以及从剑型控制器向该位置的分量的方向(方向)(步骤S700)。
其次，游戏运算部分32算出来自控制器的位置的方向基准位置的变化量(步骤S702)。该变化量也可以乘以规定倍数来转换成假想空间内的移动量。例如，从移动前的控制器位置、和移动后的控制器位置之差(相当于单位时间的移动量)计算出方向分量。作为适合的一例，在控制器上附上“攻击按钮”，游戏者通过按下该按钮来斩断。此时，将按下攻击按钮时的控制器位置作为“移动前”的位置，从而算出相当于一个桢(1/60秒)的移动量。
其次，游戏运算部分32，根据在上述步骤S702中计算出的变化量，设定假想空间内的目标举动(步骤S704)。例如，根据向控制器的深度方向(Z方向)的移动距离，设定目标被斩断(或者被刺)时的深度。进行这样的游戏运算时，在本例的处理例程结束后，生成并显示变更了假想视点位置后的游戏图像。
由此，可进行在现有的单一的处理中，难以实现的的身临其境之感洋溢的游戏演出、进行图像显示。此外，图14所示的处理，拳击游戏的手腕移动的显示(向深度方向伸手的显示等)或手腕速度、或者显示打击的深度等时，也是同样适用于其他游戏装置。
另外，本发明的实用范围并非只限定在游戏装置上，本发明同样适用于对于可进行各种模拟体验的所谓仿真器(模拟体验装置)也，从而可实现身临其境之感很强的仿真效果。
符号说明
10 游戏装置主机 12、14 枪型控制器
20a～20d 多个传感器 22 传感器控制部分
24 发信部分 26 游戏控制部分
28 监视器 30 直流稳定电源
32 游戏运算部分 34 图像生成部分
36 声音生成部分 40 触发开关
42 发光部分 44 发光控制部分
45 接收天线 46 电源/充电电路
48 电池