WO1998010847A1 - Simulateur de ski - Google Patents

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WO1998010847A1
WO1998010847A1 PCT/JP1997/003195 JP9703195W WO9810847A1 WO 1998010847 A1 WO1998010847 A1 WO 1998010847A1 JP 9703195 W JP9703195 W JP 9703195W WO 9810847 A1 WO9810847 A1 WO 9810847A1
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ski
course
data
skier
control signal
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PCT/JP1997/003195
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Tatsuya Watanabe
Hideki Inoue
Yuji Sugimori
Makoto Sugawara
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Sega Enterprises, Ltd.
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    • A63F2300/8041Skating using skis, skates or board

Definitions

  • the present invention relates to an amusement device or a simulation device for skiing or the like, and a ski simulation device for simulating the movement of a ski plate suitable for an operator riding on a ski to practice skiing downhill or to play a ski game.
  • a ski simulation device for simulating the movement of a ski plate suitable for an operator riding on a ski to practice skiing downhill or to play a ski game.
  • a game device or a shimmering device (hereinafter simply referred to as a game device) that allows the user to experience skiing in a virtual reality. For example, a ski course is displayed, and a simulated ski provided in front of a display device is moved left and right to display a skier moving on a ski course like a car race.
  • the position of the skier in the ski course is simply calculated from the direction of the ski and the movement state to that position is simply displayed on the display screen. So, you cannot experience the unique situation of skiing.
  • One such ski-specific situation is, for example, a scar (spur) that remains on the snow after the ski passes.
  • the state of both legs that changes according to the unevenness of the snow surface on the course and the falling angle is also a movement peculiar to skiing.
  • the kickback of the ski which depends on the direction of the ski and the angle of inclination of the edge, is indispensable for the skier who controls the ski to experience virtual reality. is there.
  • a game device that allows a player to experience such points has not been proposed so far, and a proposal for such a game device is desired.
  • a drive signal is provided to the drive means so as to provide the player with encouragement.
  • the above-mentioned skiing game device or simulation device will provide some means of support for beginners of skiing and those who ski for the first time on difficult courses, to help them improve their skills. It is desired to be.
  • the progress of the game is generally reset at that point, and the display screen normally progresses far from the player's operation. If the direction is changed or the skier's state corresponding to the player is reset, the gap between the player and the progress of the game is temporarily lost, and the virtual reality is lost.
  • Namco a Japanese amusement machine maker, has announced a ski game machine called an alpine racer as a simulation game machine for skiing.
  • the player places his feet on the steps simulating a ski that can swing left and right while watching the video image of the ski resort displayed on the large screen in front of him, and swings his feet left and right at his own will, Play the ski game by controlling the direction of the ski board.
  • the ski trestle of the Timberjack Company in Sweden has a structure in which the rotation axis of the step imitating a skid is inclined at an angle.
  • the step on which the foot is placed can be swung right and left by a vertical rotation axis provided at the front center.
  • the step on which both feet are placed is such that when the foot is swung left and right, the inner foot in the direction of turning like a real ski is located in front because it rotates on the same rotation axis. I can't make the difference between the left and right feet that is unique to skiing. Also, since the axis of rotation of the step on which the foot is placed is vertical, both feet only rotate in the horizontal direction, so that the inner foot in the direction of bending like an actual ski is located on the top There is no difference between the left and right feet.
  • an object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and to provide a game apparatus in which a ski spur remains on a snow surface in a course and is displayed on a display screen.
  • An object of the present invention is to provide a game apparatus capable of displaying a state of both legs which changes according to the unevenness of a snow surface and a falling angle.
  • an object of the present invention is to mechanically change the outer foot and the inner foot during the turn operation in order to allow the operator to perform the step change operation of the load transfer from the outer foot to the inner foot performed during the parallel running of the actual ski.
  • An object of the present invention is to provide a ski simulation device that reproduces a vertical shift before, after, and after, and facilitates the stepping operation of the left and right feet as if walking. Disclosure of the invention
  • a game program is executed in response to a control signal given by a player rotating a simulated ski,
  • a skiing game device that displays a skier's object corresponding to a player on a screen
  • Ski rotation detection means for detecting the rotation direction and the degree of rotation of the simulated ski and generating the control signal
  • the current position data of the skier in the ski course is obtained from the ski course data and the control signal, and Boligon data indicating the trajectory of the skier's ski is generated in accordance with the position data and stored during running on the ski course.
  • the present invention is attained by providing a ski game apparatus comprising: a display unit that displays a trajectory of the ski along with the ski course in accordance with display data of a trajectory generated from the control unit. '
  • the spur since the polygon data of the spur, which is the trajectory of the ski, is stored during the course, the spur can be continuously displayed.
  • the above object is achieved by executing a game program in response to a control signal given by a player rotating a simulated ski, and displaying the game program on the ski course screen.
  • a ski game machine that displays the corresponding skier's object
  • Ski rotation detection means for detecting the rotation direction and the degree of rotation of the simulated ski and generating the control signal
  • the current skier's position data in the ski course is obtained from the ski course data and the control signal, the fall distance of the skier's feet on the snow surface is obtained from the displacement of the position data,
  • the present waist position data is obtained by making the distance smaller than the fall distance of the foot, and the angle of the thigh and shin set to a predetermined length in advance is obtained from the position of the foot on the snow surface and the position of the waist.
  • Image processing means for generating polygon data of the thigh and shin according to the angle data, and generating display data of the thigh and shin for display in a display screen according to the polygon data;
  • Display means for displaying both legs of the skier in a shape corresponding to the unevenness or inclination of the snow surface according to the display of the thighs and shins generated by the image processing means. This is achieved by providing a device.
  • the above object is achieved by executing a game program in response to a control signal given by a player rotating a simulated ski, and responding to the player on a ski course screen.
  • Skiing game device that displays the object of the skier
  • Ski rotation detection means for detecting the rotation direction and the degree of rotation of the simulated ski and generating the control signal
  • the current skier's speed data is obtained from the ski course data and the control signal, and when the degree of rotation of the simulated ski exceeds a predetermined threshold value corresponding to the speed data, the simulated ski is deactivated.
  • a ski driving means for supplying the driving signal to drive and apply a predetermined vibration to the simulated ski.
  • the above object is achieved by executing a game program in response to a control signal given by a player rotating a simulated ski, and displaying the game program on a screen of a ski course.
  • a ski amusement device that displays the corresponding skier's object
  • Ski rotation detection means for detecting the rotation of the simulated ski and generating the control signal
  • Storage means for storing at least ski course data having data of a predetermined route in the ski course
  • Control means for obtaining current skier position data in accordance with the control signal and generating a ski drive signal for moving the position in the direction of the predetermined route; and a ski generated from the control means.
  • Ski driving means for forcibly rotating the ski in accordance with a driving signal. This is achieved by providing a device.
  • the above objects are achieved by connecting a vertical shaft provided in parallel in a vertical direction, a pair of swing frames axially mounted on each of the vertical shafts, and a pair of swing frames.
  • a ski simulator having a moving link mechanism and a step of placing a foot provided on a front end of the swing frame.
  • the positions of the left and right feet can be moved back and forth.
  • the above object is achieved by connecting and synchronizing a vertical shaft provided in parallel in a vertical direction, a pair of swing frames axially mounted on each of the vertical shafts, and a pair of swing frames.
  • a ski simulator having a link mechanism to be moved, a substantially horizontal axis provided at a front end of the swing frame, and a step of mounting a rotatably provided foot on the substantially horizontal axis.
  • the operator's foot can be twisted left or right and the position of the foot can be moved forward and backward.
  • the above object is achieved by connecting a vertical shaft provided in parallel in the vertical direction, a pair of swing frames axially mounted on each of the vertical shafts, and a pair of swing frames.
  • a ski simulator having a link mechanism that is connected and moved in synchronization with the ski mechanism.
  • the operator's foot can be twisted to the left or right together, and the position of the foot can be moved back and forth.
  • the above object is achieved by the present invention described above, in which a ski simulator in which the substantially horizontal axis provided on the swing frame is an inclined axis slightly inclined upward and forward. According to the above invention, the operator's foot is inclined forward, and the posture of sliding on the actual slope of the ski can be taken.
  • a ski simulation device provided with a driving device for rotating a swing frame.
  • the operator can feel the reaction of actually skiing.
  • a ski simulation device provided with a display unit for displaying a moving image of a ski course in front. According to the above invention, the operator can visually feel the actual skiing while watching the ski course being projected.
  • the above object is achieved by the ski simulation device in which the display unit for displaying a moving image in the above invention is slightly inclined upward.
  • the operator can feel that the operator is sliding down the slope on the way.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a game device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing an example of a display screen of the ski game apparatus.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the ski control section 7 and the main body control section 80 in the game machine.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an algorithm for finding the position of skier P1 in a display screen corresponding to a player.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining an example of an algorithm for changing the movement of both legs of the skier P1 in the display screen according to the unevenness and the inclination angle of the snow surface.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of an algorithm for obtaining a motor drive signal 76 for kickback from the snow surface on the ski 14.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an example of the guidance algorithm.
  • FIG. 8 is a side view of the ski simulator.
  • FIG. 9 is a side view of the ski mechanism.
  • FIG. 10 is a front view of the ski mechanism.
  • FIG. 11 is a perspective view of a ski mechanism.
  • FIG. 12 is a block diagram of a ski driving unit.
  • FIG. 13 is a top view when the operator turns the step to the right to make a left turn.
  • FIG. 14 is a side view of FIG. 13 as viewed from the left rear at right angles to the frame 1 17.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a game device according to an embodiment of the present invention.
  • 1 is a display unit for displaying a ski course, obstacles in the course, a course flag, skiers, and the like.
  • 2 is a fixed rod imitating a stock, and has a grip 3 at its tip.
  • the player has a pair of simulated ski parts or steps 4 on which his / her feet are placed to control the left / right and rotation directions.
  • This ski part 4 can be moved in the left-right direction 5, and each ski 4 can also be moved in the direction of rotation 6 as if the edge of the ski is standing.
  • Reference numeral 7 denotes a ski in which a ski drive detection unit for detecting a drive direction, an angle, etc., applied by a player to the ski 4 and a ski drive unit for driving the ski, such as kickback, are housed.
  • the board control section which runs the game program in the main body of 8, changes the display screen according to the drive given to the ski by the player, and supplies the drive signal to give the drive to the ski.
  • Department o which runs the game program in the main body of 8 changes the display screen according to the drive given to the ski by the player, and supplies the drive signal to give the drive to the ski.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a display screen of the above-described ski game apparatus.
  • 10 is a ski course
  • 12 is a net provided at the end of the course
  • 13 is a flag in the course.
  • PI and P2 are skiers in the game.
  • skier P1 is displayed as a player
  • skier P2 is a competitor in the game.
  • the skiers P1 and P2 of the skis 14 Is left on the snow surface.
  • the shape of both legs of the skier P1 is displayed so as to change according to the unevenness and the inclination angle of the snow surface.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the ski control section 7 and the main body control section 80 in the game machine.
  • the ski control section 7 includes a DZA conversion section 72 that performs DZA conversion of the motor drive signal 76 from the main body control section 80, and a motor drive section 3 that is driven by the converted analog signal. It has a volume detection unit 74 for detecting the rotation direction 6 and the rotation angle of the ski 5 in the left-right direction 5 and the rotation 6 for elevating the ski edge.
  • the motor 73 is attached to the tip of the ski by a belt or the like (not shown) so as to drive the pair of skis 4 in the left-right direction 5 similarly.
  • the volume detector 74 outputs an analog value corresponding to the left-right direction 5 of the ski board 4 and the rotation direction 6 of the edge stand provided by the player, and the analog value is output by the A / D converter 75. It is converted to a digital value and given to the I / O unit 21 in the main unit control unit 80.
  • the main body control unit 80 executes a game program in accordance with a control signal 77 input through the ski 4 of the player, and generates a corresponding image data and a motor drive signal 76 according to the game program. 1 and a display processing unit 82 that performs image processing according to the image data and supplies display data 36 to the display 1.
  • the game execution unit 81 stores a CPU 20 for executing and executing a game program, an input / output unit 21 for inputting a control signal 77 from a player and outputting a motor drive signal 76, and a game program.
  • a program ROM 23, a course data, a ROM 24 storing data on polygons and other parameters, and a RAM 22 used for calculation are connected via a bus 25.
  • the game program is executed in response to a control signal 77 from the player, and image data such as polygon data and viewpoint data is generated, and the data are sequentially stored in the RAM 2 by the buffer controller 26. Stored in 7.
  • the image data generated by the game execution unit 81 is data for, for example, moving and rotating which polygon in which direction and displaying which position as a viewpoint.
  • the geometry riser 28 An operation to expand in the coordinate space is performed, and the polygon is perspective-transformed to two-dimensional coordinates in the display screen. Therefore, the geometry riser 28 has a polygon data ROM 30 that stores ski tracks, skiers, flags, etc., and polygons that differ depending on the player's control signal for each game. It is connected to a Boligon RAM 29 where certain nets 12 and spurs 14 are stored. When the skier P1 collides and falls down, the state of the polygon of the net 12 is changed each time. After skier P1 passes, a polygon of Spr 14 is generated each time.
  • the Z value processing unit 31 processes the Z value indicating the depth in the two-dimensional coordinates of each polygon, that is, a Z value buffer to display the nearest polygon (the polygon with the smallest Z value).
  • the minimum Z value for the displayed polygon is stored in the memory 32 in pixel units.
  • the renderer 33 reads the texture 1 from the texture 1 map memory 34 as the pattern for each displayed polygon and pastes it.
  • the display data (for example, RGB signals) generated in this manner is written into the frame buffer memory 35 in pixel units, and the display data 36 is given to the display 1.
  • the display data 36 is written to the frame buffer memory 35 every 1 Z 60 seconds.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an algorithm for finding the position of skier P1 in a display screen corresponding to a player.
  • an ideal running course indicated by broken lines in the ski course 10 and points S 1, S 2... S 5 at a certain distance on the ideal running course are set, and the course Overnight, the coordinates of the ideal passage points S1 to S5 and the course width (X value) for each ideal passage point are used.
  • Such a course is stored in the data ROM 24.
  • the points where the scanner P1 is located for example, vectors B1 to B5 indicating the inclination in each direction at Pa are also used.
  • the direction vector of the skier on the point Pa is calculated by, for example, the speed vector at that time, the direction data by the control signal 77 from the ski 4, and the inclination vectors B1 to B5. Then, the next position is calculated.
  • the polygons in the pool 14 are stored in the polygon RAM 2 according to the skier position data for each frame. Stored one after another in 9
  • the coordinate system in the ski course 10 is divided by a coordinate system for each ideal passage point.
  • the position coordinates of the skier are determined according to the coordinate system of the next ideal passing point S3.
  • the calculation of the skier's movement position is all performed by the CPU 20 in accordance with the game program in the program ROM 23.
  • the skier's movement position is obtained by calculation, and the map corresponding to the movement position is stored as polygon data in the polygon RAM 29 in the image processing unit 82. Can be stored and displayed from the beginning to the end. Also, by increasing the capacity of the polygon RAM 29, it is possible to memorize and display spurs throughout a few games.For example, while displaying the spur that shows after the first time, sliding on the second time, A second spur can also be displayed. Therefore, it is possible to provide the player with a virtual reality experience closer to reality.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining an example of an algorithm for changing the movement of both legs of the skier P1 in the display screen according to the unevenness and the inclination angle of the snow surface.
  • the positions of the feet b1 to b5 of the skier P1 are determined in accordance with the position of the snow surface 40, and the fall at the waist position of the skier P1 is determined by delaying the fall of the feet, and the feet are determined.
  • the knee position c 1 is determined from the thigh (thigh) a 1—c 1 and the shin (shin) c 1 b 1 of a predetermined length from the position b 1 of the waist and the position a 1 of the waist.
  • the waist positions ai to a5 should be set so that the distance from the foot position to the waist position does not exceed the length of the thigh and shin, or the waist position does not become lower than the snow surface 40. It is forcibly adjusted so that it falls within a certain height range from the foot position bi to b5.
  • Data of the height of the snow surface 40 is stored in the data ROM 24.
  • the skier moves for each of the five frames F1 to F5.
  • First In frame F1 it is assumed that the skier's thigh a1-c1 and shin b1-c1 are at a standard angle.
  • the waist drop target position A2 at that time is calculated as the position where the foot falls from the waist a1 in the frame F1 by an integer n, for example, an integer n of the foot drop distance 1,.
  • the drop distance w [ 2 to the waist target position A2 is 1 / n.
  • fall distance of the upcoming leg is 1 2
  • fall distance w 2 3 to drop the target position A 3 of the waist
  • the waist position a4 is obtained. Furthermore, in the frame F5, the waist position is too close to the snow surface 40 or enters the snow surface 40, so that the waist position is forcibly adjusted to a predetermined height from the foot position. Is set to
  • the above-described operation algorithm is merely an example for realizing the present invention, and can be realized by other methods.
  • the shape of both legs is obtained from the position of the feet and the position of the waist, and the polygon data of both legs is given to the image processing unit 82, so that a more realistic shape of the legs can be displayed. .
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of an algorithm for obtaining a motor drive signal 76 for kickback from the snow surface on the ski 4.
  • the motor drive signal at a level according to the extent of the crossing is exceeded.
  • No. 76 is calculated and supplied to the motor drive unit 71.
  • respective threshold values V th1 and V th2 corresponding to the current speed of the skier P 1 are read from the data ROM 24. Then, it is determined whether or not the current left and right rotation volume of the ski 4 is larger than the threshold value Vth1. If it is larger, it is further determined whether or not the volume in the rotation direction 6 for erecting the edge of the ski 4 is larger than the second threshold value V th2. If it is too large, a motor drive signal 76 is generated and output. As a result, the kickback that vibrates in the left-right direction 5 with respect to the ski 4 by the motor 73 is reproduced.
  • the intensity of the vibration at this time for example, in proportion to the difference between each volume value and the threshold value, a kickback closer to reality can be reproduced. Therefore, the player can experience how much the ski 4 is rotated with respect to the speed of the skier P1 in the screen to kick back from the snow surface. This kickback will be closer to reality when it is reproduced even when the snow condition changes.
  • the level of the motor drive signal can be changed according to the condition of the snow surface in the course, and the end value can be reproduced based on two factors, speed and snow condition.
  • the position of the skier is determined according to the operation of the player. Therefore, in the present embodiment, when the skier goes off the ski course 10 or collides with an obstacle in the course, the game execution unit 8 is provided to guide the skier in the course or in the original traveling direction. In step 1, an appropriate motor drive signal ⁇ 6 is generated and given, and the display screen is switched in accordance with the change in the volume of the ski 4 due to the left-right direction 5. Alternatively, the game execution unit 81 generates an appropriate motor drive signal 76, and outputs image data such that the display screen is switched separately from the control signal from the ski 4. And may be supplied to the display processing unit 82.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an example of the guidance algorithm.
  • the position data of the ideal points S1 to S5 on the ideal course (dashed line in FIG. 4) that should normally pass through the ski course 10 are used.
  • the point closest to the goal of the course from the player's position and closest to the player is the target point.
  • the target point is S2
  • the vector in the direction connecting the points S1 and S2 is an ideal progression. It is a vector in the direction.
  • reference numeral 40 denotes a trajectory of the skier's passage by the player's operation signal.
  • the game execution unit 81 determines whether or not the X value Px of the skier position Pb in the coordinate system having the point S3 as the origin exceeds the course width X3 from the origin S3. (S34). And if it exceeds the width X3 like the position Pb, from the ski course 10 Departure is detected. Therefore, as shown in step S35, the guidance program generates a direction in which the PX, which is the X value of the skier's position, is reduced as a new traveling vector. As shown in the off-course area in Fig.
  • a new traveling vector B12 is obtained in place of the player's traveling vector B10 at that time.
  • the game execution unit generates a motor drive signal 76 corresponding to the new traveling vector B 12 according to the guidance program, drives the ski 4 with the motor 73, and drives the ski to drive the ski.
  • the screen in the display screen is also changed to the guided direction by the corresponding image data while being guided through (S36). Such forced driving for guidance is continued until the X value at the position of the player becomes sufficiently smaller than the course width X3 due to the movement (S37), and then the control by the normal game program is performed. Return.
  • the game execution unit 81 When the skier's position Pc coincides with the position of the obstacle 42 (S38), the game execution unit 81 generates a traveling vector B14 that is greatly deviated from the ideal traveling direction as a result of the collision, and the ideal traveling.
  • a game drive signal 76 corresponding to the progress vector B 16 is generated from the game execution section 81, and image data along the corresponding guidance direction is generated (S40).
  • the ski 4 is forcibly driven by the motor 73 and guides the player through the ski.
  • the display screen also becomes an image in the guidance direction according to the image data. This driving is continued until the difference between the vector angles becomes sufficiently small (S41). Then, control returns to the normal game program.
  • the guidance program gives guidance drive to the player through the ski.
  • the course width Xn is changed from the ideal course to a predetermined width.
  • the ski can be forcibly driven. That is, by giving a certain driving signal to the motor 3 from the game execution unit to the player, the player can be taught through the ski 4.
  • FIG. 1 shows an external perspective view of the ski simulator
  • FIG. 8 is a side view of the ski simulator
  • a vertical housing 8 is located in front of the rear side, and a large monitor (display unit) 1 on the front of which ski courses are displayed as moving images is displayed in front.
  • the large monument 1 is installed with a 10-degree slope on the upper front side.
  • In front of the large monitor 1 there are fixed bars imitating the stock 2 on both sides, and the tip of the stock is the grip 3.
  • a pair of steps 4 imitating a ski ⁇ is provided on the left and right in the center of the lower front.
  • ski 4 (Hereinafter, ski 4 will be referred to as step 4.)
  • This step 4 can be swung horizontally and horizontally, and each step 4 is performed along the longitudinal axis, simulating the operation of setting up a ski edge. Can be rotated in a substantially horizontal axis direction 7.
  • the driving of each step 4 is controlled by the ski driving unit 7.
  • the operator 9 inserts a coin into a coin insertion slot (not shown) and starts the game.
  • the operator 9 puts both feet on step 4, holds the grip 3 of the stock with both hands, and shakes the foot placed on step 4 right and left according to the ski course shown on the large monitor 1-1, or He does edging and skis on the ski course.
  • the recoil of step 4 is transmitted according to the skiing conditions of the ski course, and the driver can turn step 4 in the direction of the horizontal axis by himself or herself, or simulate skiing while swinging step 4 left or right. .
  • FIG. 9 is a side view of the ski mechanism
  • FIG. 10 is a front view of the ski mechanism
  • FIG. 11 shows a perspective view of the ski mechanism.
  • the horizontal frame 1 11 1 runs over the middle position of the rectangular frame 1 1 0 placed on the floor, and the vertical frame 1 1 2 stands upright from the middle of the horizontal frame 1 1 1.
  • a pair of vertical shafts 113 are rotatably mounted on bearings 114 mounted above and below the vertical frame.
  • a loss sensor 115 for sensing the vertical shaft 113.
  • the upper end of the vertical axis 113 is a square angular axis, and the square cylinder circumscribing the square axis is fixed to the vertical frame.
  • the relationship between the square cylinder and the square axis is based on the position at an angle of 45 degrees, and the gap between the square cylinder and the square axis is filled with an elastic body.
  • the vertical axis 1 1 3 is centered by the return force.
  • a rotation angle detection sensor 116 such as a volume is provided at the other upper end of the bearing 111 provided on the upper side, and electrically detects the rotation angle of the vertical shaft 113.
  • a frame 1 17 extending in the front-rear horizontal direction is fixed, and at the upper ends of the vertical shafts 1 1 3, the upper ends of the vertical shafts 1 1 3 extend horizontally and bend obliquely downward.
  • One end of the frame 1 18 is fixed, and the two frames 1 17 and 1 18 are integrated to form a swing frame 1 19, which rotates horizontally with respect to the vertical axis 113.
  • the swing frames 1 19 form a pair, and are provided on the left vertical axis 1 13 respectively.
  • the rear ends 1 1 7 a of the frames 1 1 7 The pair of swing frames 1 19 rotate horizontally with each vertical axis i 13 while keeping the pair parallel with each other, while being attached to the vertical shaft 113. Can be.
  • the left and right frames 1 17 rotate right and left until the outer portions thereof contact the left and right bumper portions 121 provided on the frame body.
  • each swing frame has a step 4 on which the foot is placed. 4
  • the force is attached to the inclined shaft 1 2 2 provided slightly diagonally on the front via a roster 1 2 3 so as to be rotatable. 5a is inclined diagonally downward.
  • a rotation angle detection sensor 124 (FIG. 9) such as a potentiometer is provided at the end of the inclined shaft 1 2 2 opposite to the step 4 to electrically control the rotation angle of the inclined shaft 1 2 2.
  • the tilt axis 1 2 2 of each step 4 is connected by a link rod 1 2 5, and each step 4 rotates synchronously with the tilt axis o
  • swing frame 1 19 and step 4 are automatically centered by Ross 1 1 5 and 1 2 3 respectively.
  • a fan gear 1 26 is fixed to the upper rear end 1 19 b of the left swing frame 1 19.
  • the motor 1 2 7 provided on the base 1 1 0 a of the rectangular frame 1 1 10 is connected via the belt 1 2 8 and the gear 1 2 9 By transmitting the rotational force to the fan gear 1 26 and turning the fan gear 1 26, the swing frame 1 19 swings about the vertical axis 113.
  • FIG. 12 is a block diagram of the ski control unit, which is a simplified diagram of FIG.
  • the ski drive unit 7 sends the motor drive signal from the control unit 80 that controls the ski game to the DZA conversion unit 72 that converts a digital signal to an analog signal, and the DZA conversion unit 72 converts the motor drive signal.
  • the motor 127 is rotated clockwise or counterclockwise by the analog signal. As a result, the swing frame 1 19 swings right and left.
  • the swing of the swing frame 119 is detected by the rotation angle detection sensor 116, and the rotation of step 4 is detected by the rotation angle detection sensor 112.
  • These detection signals are converted into digital signals by an AZD conversion unit 75 that converts an analog signal into a digital signal, sent to the control unit 80, and used for calculation for the next development of the ski game.
  • the control unit 80 controls the torque of the motor 127 to add strength to the centering force of the swing frame 119, and provides vibration and impact according to the course conditions projected on the large monitor 1. Can be conveyed to the player.
  • FIG. 13 is a top view when the operator turns step 4 to the right to make a left turn.
  • FIG. 14 is a side view of FIG. 13 as viewed from the rear at a right angle to the frame 1 17.
  • the reference numbers are the same as in Fig. 11, with L and R indicating left and right, respectively.
  • the swing frame 1 19 can be swung within a range of 44 degrees as a whole, with a left and right angle of 22 degrees each.
  • step 4 Since the swing frame 1 19 moves together with the swing frame 1 19, the left and right steps 4 L and 4 R have a difference between the front and rear when the swing frame 1 19 moves left and right.
  • step 4 the rotation is performed at an angle of 75 degrees with respect to the tilt axis 122. Accordingly, as shown in FIG. 14, this rotation causes a difference between the positions of steps 4L and 4R as indicated by reference numeral 300 in the figure. In other words, during rotation, the inner leg is positioned forward and the outer leg is positioned rearward, and the inner leg is positioned upward and the outer leg is positioned downward. become.
  • step 4 The inclination of step 4 is set so that the operator can stand easily and bend his knees to apply force.
  • the step 4 for placing the left and right feet is separately performed, and each of the steps 4 has a tilt shaft 122 that rotates separately.
  • the left and right steps 4 are linked with a single link rod 1 2 5 so that they move in parallel.
  • step surface 4b on which the feet of step 4 on the left and right are placed is inclined in the direction of the forward leaning posture, which is the actual skiing down position, so that the operator must be able to slide down the inclined surface. It is easy to take.
  • the operation feeling of the conventional ski game is made closer to the actual feeling, and even from beginner skiers to advanced skiers, anyone can operate it in a clean and correct posture, so that the actual outside foot This makes it easy to perform the step change operation due to the load caused by the load or the load on the left and right feet at the time of turning over and the removal of the load without discomfort.
  • the tilt axis 1 and 2 for rotating the step 4 for placing the left and right feet are separately provided on the swing frame 1 19, and the step surface 4a is angled from the horizontal plane to reduce the vertical difference between the feet. I am making it.
  • the normal of the step surface 4a always turns inward, and the operator can easily bend his knees by leaning forward, so that the load can be moved more easily.
  • the large monitor 1 is arranged with a slope of about 10 degrees forward, so that the monitor 1 is displayed as if the ski course on the slope is in front, and this is combined with the inclination of the step on which the foot is placed. Gives a sense of realism on the ski course.
  • a game or a simulation program is executed in accordance with a control signal through a ski of a player to calculate the position of a skier.
  • the spur of the ski plate is stored and displayed as polygon data. Therefore, it is possible to keep displaying the skills on the ski course until the course ends or the game is over. Also, by increasing the memory capacity for storing the polygon data, the spur can be stored and displayed for several games.
  • the state of both legs is calculated from the position of the feet determined by the snow surface and the position of the waist that falls with a delay from the fall of the feet.
  • the movements of both legs can be displayed, giving the player a more realistic experience.
  • the game execution unit when the position of the skier in the game corresponding to the player becomes a predetermined position and it becomes necessary to guide the skier, the game execution unit A new traveling vector is generated according to the guidance program at, and a driving signal for guidance is generated according to the new traveling vector. Therefore, the player can be taught by giving the guidance driving to the player through the ski. In addition, by changing the image in the display screen with the forced driving, it is possible to provide the player with a virtual reality feeling closer to reality. it can.
  • the above structure has a swing frame that combines the left and right vertical axes and the inclination of the step, and the operator simply steps on the step and rotates the ski so that the front and rear difference between the left and right feet,
  • the vertical difference of the step surface can be generated like a real ski, and the step surface always moves toward the center of rotation. This makes it possible for beginners to ski beautifully with their feet. Also, due to the difference between the front and back, the vertical movement, the left and right load movement can be changed with the feeling of walking like a real ski.
  • the step surface is inclined forward and always faces inward, leaving the operator's body at the center and making it easier for the knee to enter the inside.
  • it was possible to express external factors such as ski skiing and edging movements of the ski by the reaction of the morning and evening.

Landscapes

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Description

明 細 書
スキ一シュミ レ一ション装置 技術分野
本発明は、 スキー等の遊戯装置またはシュミレーシヨン装置に関し、 更に、 操 作者がスキー板に乗って、 スキーの滑降練習や、 スキーゲームを行うに好適なス キー板の動きを模擬するスキーシュミレーション装置に関する。 背景技術
スキーを仮想現実的に体験できる遊戯装置またはシユミレーンヨン装置 (以下 単に遊戯装置と称する) については、 種々提案されている。 例えば、 スキーコ一 スを表示し、 表示装置の前に設置された模擬的なスキー板を左右に動かすことで 、 自動車レースの如くスキーヤーがスキーコースを移動する様子を表示する等で める。
特に、 スキーの初心者や、 滑降等の通常のスキーヤーでは経験できないコース を滑りたい者にとり、 このような遊戯装置は有用である。 従って、 できるだけ現 実に近い形でスキーの仮想現実体験ができることが望まれる。
第一に、 前述した様に、 自動車のレースの遊戯装置の様に、 単にスキー板の方 向からスキーコース内のスキーヤーの位置を演算し、 その位置への移動状態を表 示画面に表すだけでは、 スキー特有の状況を体験することができない。 その様な スキー特有の状況として、 例えばスキー板が通過した後に雪面上に残る跡 (シュ プール) がある。 また、 コース内の雪面の凹凸や落下角度等に応じて変化する両 脚の状態もスキー特有の動きである。 さらに、 スキー板の方向やエッジの傾斜角 度に依存してスキー板に対して雪面からの反動 (キックバック) は、 スキー板の コントロールを行うスキーヤーにとり仮想現実体験には欠かせないものである。 しかしながら、 かかる点についてまで遊戯者に体験させる遊戯装置は従来提案 されておらず、 そのような遊戯装置の提案が望まれている。
第二に、 自動車のレースの遊戯装置の場合において、 臨場感を出す為にハンド ルを大きくきった時のキックバックゃ路面伏態によるハンドルや車の筐体への振 励を遊戯者に与える様に、 駆動手段に駆動信号を与えることが行われる。
しかしながら、 遊戯者に対してゲームの進行のサポートをする為の同様の駆動 を提供することは一股に行われていない。 上記したスキーのゲーム装置或いはシ ミュレ一ション装置では、 スキーの初心者や難易度の高いコースを初めて滑る者 に対して、 何らかのサポートをする為の手段を設けることで、 その技量上達の助 けになるようにすることが望まれる。
また、 スキーコースを大きく外れた場合やコース内の障害物に衝突した場合等 は、 一般にはその時点でゲームの進行がリセッ トされ、 遊戯者の操作とはかけ離 れて表示画面が通常進行方向に変更されたり遊戯者に対応するスキーヤーの状態 のリセッ ト等が行われ、 一旦遊戯者とゲームの進行との間が遊離してしまい、 仮 想現実感が失われるという問題がある。
第三に、 スキーの模擬遊戯機として日本の遊戯機メーカーであるナムコ社から アルペンレーサーと称されるスキーゲーム機が発表されている。 これは遊戯者が 手前の大画面に映し出されるスキー場の動画映像をみながら、 左右に揺動可能な スキー板を摸したステップに足を載せて遊戯者自らの意志で足を左右に振り、 ス キー板の向きをコントロールしてスキーゲームを行う。
また、 スウェーデンのティンバージャック社のスキーシュミ レー夕一では、 ス キ一板を摸したステップの回転軸を斜めに傾けた構造となっている。
上述したナムコ社のスキーゲーム機では、 足を載せるステツプは前方中央に設 けた鉛直方向の回転軸で左右に揺動可能となっている。 このスキーゲーム機にお いて、 両足を載せているステップは、 足を左右に振った時に、 同じ一つの回転軸 で回転するために、 実際のスキーの様に曲がる方向の内足が前に位置するという スキー特有の左右の足の前後差を出すことができない。 また、 足を乗せるステツ プの回転軸が鉛直方向であることから、 両足は水平方向に回転するだけであるの で、 実際のスキーの様に曲がる方向の内足が上に位置するというスキー特有の左 右の足の上下差も発生しない。
—方、 スウェーデンのティ ンバージャック社のスキーシユミ レ一夕一は、 ナム コ社の機構でステップの回転軸を斜めに傾けることによって、 左右に足を振った 際に、 鉛直方向から見ると左右の足に上下差が発生する。 しかし、 別に設けたェ ッジング機構により、 エッジング操作をしない限り、 左右の足の接地面は同一平 面上にある。 この面を基準に見た場合は、 左右の足に上下差はないのである。 ナムコ社の場合は、 スキーゲーム機の左右の足の接地面の法線が基本的に鉛直 方向を向いており、 また、 ティンバージャック社の場合は左右の足の接地面の法 線が表示画面の中心より外側を向いてしまう。 従って、 操作者にとって臨場感の 乏しい姿勢になる。
そこで、 本発明の目的は、 上記従来の問題点を解決し、 スキー板のシュプール がコース内の雪面上に残り表示画面に表示される遊戯装置を提供することにある 更に、 本発明の目的は、 雪面の凹凸や落下角度に応じて変化する両脚の状態を 表示することができる遊戯装置を提供することにある。
更に、 本発明の目的は、 スキー板に対して雪面からの仮想的なキックバックが 与えられる遊戯装置を提供することにある。
更に、 本発明の目的は、 上記の問題点を解決し、 スキー遊戯装置等において遊 戯者に何らかの技術上達の為のサボ一ト手段を有する機能を提供することにある 更に、 本発明の目的は、 スキー遊戯装置等においてスキーコースを外れた時や 障害物に衝突して遊戯者が制御不能状態になつた時に、 強制的に通常の状態また は制御不能になる前の状態等に戻すことができ、 しかもその時に遊戯者に対して その強制的な誘導を与えることで遊戯者とゲームの進行との間が遊離しないよう にすることができる遊戯装置を提供することにある。
更に、 本発明の目的は、 実際のスキーのパラレル走行時に行う外足から内足へ の荷重移動の踏み換え動作を操作者にさせるため、 ターン動作の最中に機構的に 外足と内足の前後、 上下のずれを再現し、 歩く様な感じで左右の足の踏み換え動 作を容易にするスキー模擬装置を提供することにある。 発明の開示
上記の目的は、 本発明によれば、 遊戯者が模擬的スキー板を回転操作すること により与えられる制御信号に応答してゲームプログラムを実行し、 スキーコース 画面上に遊戯者に対応するスキーヤーのオブジェク 卜を表示するスキ一遊戯装置 において、
前記模擬的スキー板の回転方向と回転程度とを検出して前記制御信号を生成する スキー板回転検出手段と、
スキーコースのデータと前記制御信号から現在のスキーヤーのスキーコース内の 位置データを求め、 該位置データに従って該スキ—ヤーのスキー板の軌跡を示す ボリゴンデータを生成して該スキーコ一スを走行中の間記憶し、 該記憶した軌跡 のポリゴンデータに従つて表示画面内に表示するための軌跡の表示データを生成 するコン トロール手段と、
該コントロール手段から生成される軌跡の表示データに従って、 前記スキーコー スと共に該スキー板の軌跡を表示する表示手段とを有することを特徴とするスキ 一遊戯装置を提供することにより達成される。 '
上記発明によれば、 スキー板の軌跡であるシュプールのポリゴンデータをコー ス走行中記憶するので、 そのシュプールを表示し続けることができる。
更に、 上記目的は、 本発明によれば、 遊戯者が模擬的スキー板を回転操作する ことにより与えられる制御信号に応答してゲ一厶プログラムを実行し、 スキーコ ース画面上に遊戯者に対応するスキーヤーのオブジェク 卜を表示するスキー遊戯 装置において、
前記模擬的スキー板の回転方向と回転程度とを検出して前記制御信号を生成する スキー板回転検出手段と、
スキーコースのデータと前記制御信号から現在のスキーヤーのスキーコース内の 位置データを求め、 該位置データの変位から雪面でのスキーヤーの足の落下距離 を求め、 当該スキーヤーの腰の落下距離を前記足の落下距離より少なく して現在 の腰の位置データを求め、 該雪面での足の位置と前記腰の位置から、 予め所定の 長さに設定されている腿と脛の角度を求め、 該腿と脛の角度データを生成するゲ —ム実行手段と、
該角度デ一夕に従って該腿と脛のポリゴンデータを生成し、 そのポリゴンデ一夕 に従って表示画面内に表示する為の腿と脛の表示データを生成する画像処理手段 と、 該画像処理手段から生成される該腿と脛の表示デ一夕に従って、 前記スキーヤー の両脚を雪面の凸凹や傾斜に応じた形状で表示する表示手段とを有することを特 徵とするスキー遊戯装置を提供することにより達成される。
更に、 上記の目的は、 本発明によれば、 遊戯者が模擬的スキー板を回転操作す ることにより与えられる制御信号に応答してゲームプログラムを実行し、 スキー コース画面上に遊戯者に対応するスキーヤーのォブジェクトを表示するスキー遊 戯装置において、
前記模擬的スキー板の回転方向と回転程度とを検出して前記制御信号を生成する スキー板回転検出手段と、
スキーコースのデータと前記制御信号から現在のスキーヤーのスピードデ一夕を 求め、 該模擬的スキー板の回転の程度が該スピードデータに応じた所定の閾値を 越えている時に該模擬的スキー板を駆動する駆動信号を生成するコントロール手 段と、
該駆動信号を供給されて駆動し、 該模擬的スキー板に所定の震動を与えるスキー 板駆動手段とを有することを特徴とするスキー遊戯装置を提供することにより達 成される。
また、 上記の目的は、 本発明によれば、 遊戯者が模擬的スキー板を回転操作す ることにより与えられる制御信号に応答してゲームプログラムを実行し、 スキー コースの画面上に遊戯者に対応するスキーヤーのォブジ Xクトを表示するスキー 遊戯装置において、
前記模擬的スキー板の回転を検出して前記制御信号を生成するスキー板回転検出 手段と、
少なくともスキーコース内の所定ルー卜のデータを有するスキーコースデータを 格納する記憶手段と、
該制御信号に応じて現在のスキーヤーの位置データを求め、 該位置を前記所定ル ―卜の方向に移動させる様なスキー板駆動信号を生成するコントロール手段と、 該コントロール手段から生成されるスキー板駆動信号に従って、 前記スキー板を 強制的に回転駆動するスキー板駆動手段とを有することを特徴とするスキー遊戯 装置を提供することにより達成される。
遊戯者にコースから外れたり障害物に衝突した時 (こ、 適切な方向への誘導をス キー板を駆動させることで遊戯者に提供することができる。 そして、 表示画面の 変更とスキー板の間が遊離されることなく一定の関係が保たれ、 遊戯者に対して より現実に近い体験を提供することができる。
上記の目的は、 本発明によれば、 平行して鉛直方向に設けた鉛直軸と、 該鉛直 軸毎に軸着された一対のスウイングフレームと、 一対のスウイングフレームを連 結して同期して動かすリンク機構と、 前記スウィングフレームの手前端に設けた 足を載せるステップと、 を有するスキー模擬装置により達成される。
上記発明によれば、 操作者の足が左右に移動すると左右の足の位置を前後にす ることができる。
更に上記の目的は、 本発明によれば、 平行して鉛直方向に設けた鉛直軸と、 該 鉛直軸毎に軸着された一対のスウィングフレームと、 一対のスウイングフレーム を連結して同期して動かすリンク機構と、 前記スウィングフレームの手前端に設 けた略水平軸と、 該略水平軸に回動可能に設けた足を載せるステップと、 を有す るスキー模擬装置により達成される。
上記発明によれば、 操作者の足を左右のいずれかにひねられると共に足の位置 が前後に移動することができる。
更に、 上記の目的は、 本発明によれば、 平行して鉛直方向に設けた鉛直軸と、 該鉛直軸毎に軸着された一対のスウイングフレームと、 一対のスウイングフレー ムを連結して同期して動かすリンク機構と、 前記一対のスウィングフレームの手 前端毎に設けた一対の略水平軸と、 該略水平軸に回動可能に設けた足を載せる一 対のステップと、 一対のステップを連結して同期して動かすリンク機構と、 を有 するスキー模擬装置により達成される。
上記発明によれば、 操作者の足を合わせて左右の何れかにひねられると共に、 足の位置が前後に移動することができる。
さらに、 上記の目的は、 上述してきた本発明に、 スウィングフレームに設けた 略水平軸は手前上方にやや傾斜した傾斜軸であるスキー模擬装置により達成され 上記発明によれば、 操作者の足が前方に傾斜しており、 実際のスキーの傾斜面 を滑っている姿勢が取れるのである。
さらに、 上記の目的は、 上述してきた発明のいずれかにおいて、 スウィングフ レームを回動させる駆動装置を設けたスキー模擬装置により達成される。
上記発明によれば、 操作者は実際にスキー滑走している反動感覚が得られるの である。
さらに、 上記の目的は、 上述してきた発明のいずれかにおいて、 前方にスキー コースの動画を映し出す表示部を設けたスキー模擬装置により達成される。 上記発明によれば、 操作者は映し出されるスキーコースに見ながら視覚的にも 、 実際に滑っている感覚を得ることができる。
さらに、 上記の目的は、 上記発明において動画を映し出す表示部は上方にやや 傾けたスキー模擬装置により達成される。 '
上記発明によれば、 操作者は下方に向かっていかにも傾斜地を滑走している感 覚が得られるのである。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明の実施の形態例の遊戯装置の概略斜視図である。
第 2図は、 スキー遊戯装置の表示画面の一例を示す図である。
第 3図は、 遊戯装置内のスキー板コントロール部 7と本体コントロール部 8 0 内の構成を示すプロック図である。
第 4図は、 遊戯者に対応する表示画面内のスキーヤー P 1の位置を求めるアル ゴリズ厶の例について説明する図である。
第 5図は、 表示画面内のスキーヤー P 1の両脚の動きを雪面の凹凸や傾斜角度 によって変更するアルゴリズムの例を説明するための図である。
第 6図は、 スキー板 1 4に対して雪面からのキックバックの為のモータ駆動信 号 7 6を求める場合のアルゴリズムの例を示すフローチヤ一ト図である。
第 7図は、 誘導アルゴリズムの一例を示すフローチヤ一ト図である。
第 8図は、 スキー模擬装置の側面図である。
第 9図は、 スキー板機構の側面図である。 第 1 0図は、 スキー板機構の正面図である。
第 1 1図は、 スキー板機構の斜視図である。
第 1 2図は、 スキー板駆動部のブロック図である。
第 1 3図は、 操作者が左ターンをすべくステップを右側に回転した場合の上面 図である。
第 1 4図は、 図 1 3をフレーム 1 1 7に直角に左後方から見た側面図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の最良の実施の形態について図面に従って説明する。 しかしなが ら、 本発明の技術的範囲がその実施の形態に限定されるものではない。
第 1図は、 本発明の実施の形態例の遊戯装置の概略斜視図である。 1は、 スキ 一コースとその中の障害物やコース旗、 スキーヤー等を表示する表示部、 2はス トツクを模した固定棒で、 その先端に握り部 3を有する。 そして、 遊戯者が両足 を載せて左右、 回転方向のコントロールを行う模擬的なスキー板部またはステツ プ 4を一対備えている。 このスキー板部 4は、 左右方向 5に動かすことができ、 またそれぞれのスキー板 4をスキー板のエツジを立てる如く回転方向 6にも動か すことができる。
7は、 スキー板 4に遊戯者から加えられた駆動方向、 角度等を検出するスキー 板駆動検出部とスキー板に対してキックバック等の駆動を与えるスキー板駆動部 とが収納されているスキー板コントロール部であり、 8の本体内にはゲームプロ グラムを実行し、 遊戯者がスキー板に与える駆動に応じて表示画面を変更し、 ス キー板に駆動を与える駆動信号を供給する本体コントロール部が設けられている o
第 2図は、 上記のスキー遊戯装置の表示画面の一例を示す図である。 1 0はス キーコース、 1 2はそのコースの端に設けられたネッ ト、 1 3はコース内の旗で ある。 P I , P 2はゲーム内のスキーャ一であり、 例えばスキーヤー P 1が遊戯 者の姿を表示されており、 スキーヤー P 2はゲーム内の競争者を示している。 そ して、 本実施の形態例では、 スキーヤー Pし P 2のスキー板のシュプール 1 4 が雪面上に残される。 また、 スキーャ P 1の両脚の形状が雪面の凹凸や傾斜角度 に応じて変化する様に表示される。
第 3図は、 遊戯装置内のスキー板コントロール部 7と本体コントロール部 8 0 内の構成を示すブロック図である。 スキー板コントロール部 7には、 本体コント ロール部 8 0からのモー夕駆動信号 7 6を D ZA変換する D ZA変換部 7 2、 そ の変換されたアナログ信号により駆動されるモー夕 Ί 3、 スキー扳 4の左右方向 5の回転 5とスキーエッジを立てる如き回転 6の回転方向 6と回転角度を検出す るボリューム検出部 7 4等を有する。 この例では、 モータ 7 3は一対のスキー板 4を同様に左右方向 5に駆動する様に図示しないベルト等でスキー板の先端に取 り付けられている。 また、 ボリューム検出部 7 4は遊戯者により与えられたスキ 一板 4の左右方向 5とエツジ立ての回転方向 6に対応するアナログ値を出力し、 そのアナログ値が A/D変換器 7 5によりデジタル値に変換され本体コントロー ル部 8 0内の Iノ 0部 2 1に与えられる。
本体コントロール部 8 0は、 遊戯者のスキー板 4を介して入力される制御信号 7 7に従ってゲームプログラムを実行し、 それに応じた画像データとモー夕駆動 信号 7 6とを生成するゲーム実行部 8 1 と、 その画像デ一夕に従って画像処理を 行い表示ディスプレイ 1に表示データ 3 6を供給する表示処理部 8 2を有する。 ゲーム実行部 8 1内には、 ゲームプログラムを演算実行する C P U 2 0、 遊戯 者からの制御信号 7 7を入力し、 モータ駆動信号 7 6を出力する入出力部 2 1、 ゲームプログラムが格納されているプログラム R O M 2 3、 コースデータ、 ポリ ゴンやその他のパラメ一夕に関するデータが格納されている R O M 2 4、 そして 演算時に使用される R A M 2 2がバス 2 5を介して接続されている。
そして、 遊戯者からの制御信号 7 7に応答してゲームプログラムが実行され、 ポリゴンデータや視点デ一夕等の画像データが生成され、 バッファコントローラ 2 6によってそれらのデ一夕が次々に R A M 2 7に格納される。
ゲーム実行部 8 1で生成される画像データは、 例えばどのポリゴンをどの方向 に移動、 回転させてどの位置を視点として表示せよの如きデータである。 R A M 2 7に格納されたかかる画像デ一夕に従って、 ジオメ夕ライザ 2 8はポリゴンを 座標空間内で展開させる演算を行い、 そのポリゴンについて、 表示画面内の二次 元座標への透視変換を行う。 従って、 ジオメ夕ライザ 2 8には、 スキーコースや スキーヤー、 旗等のボリゴンデ一夕が格納されているポリゴンデ一夕 R O M 3 0 と、 ゲーム毎に遊戯者の制御信号によって異なるポリゴン、 例えばコース端にあ るネッ ト 1 2やシュプール 1 4等が格納されるボリゴン R A M 2 9とが接続され る。 ネッ ト 1 2は、 スキーヤー P 1が衝突して倒れた場合等はその都度ネッ ト 1 2のポリゴンの状態が変更される。 また、 スキーヤー P 1が通過した後にシュプ —ル 1 4のポリゴンがその都度生成される。
Z値処理部 3 1 にて、 各ポリゴンの二次元座標内の奥行きを示す Z値について の処理、 つまり最も手前にあるポリゴン (Z値が最も少ないポリゴン) を表示す る為に、 Z値バッファメモリ 3 2内に、 表示されるポリゴンに対する最小の Z値 を画素単位で格納する。 そして、 レンダラ 3 3にて、 各表示されるポリゴンに対 してその模様として、 テクスチャ一がテクスチャ一マップメモリ 3 4から読みだ されて貼り付けられる。
この様にして生成された表示用のデータ (例えば R G B信号) が画素単位でフ レームバッファメモリ 3 5に書き込まれ、 その表示データ 3 6がディスプレイ 1 に与えられる。 例えば、 フレームの周波数が 6 O H zの場合は、 1 Z 6 0秒毎に フレームバッファメモリ 3 5への表示デ一夕 3 6の書き込みが行われる。
[シュプール表示]
第 4図は、 遊戯者に対応する表示画面内のスキーヤー P 1の位置を求めるアル ゴリズムの例について説明する図である。 この例では、 スキーコース 1 0内に破 線で示した理想的な走行コースとその理想的走行コース上の或る距離毎の点 S 1 , S 2 . . . S 5とが設定され、 コースデ一夕としてはその理想通過点 S 1〜S 5の座標と、 その理想通過点毎のコースの幅 (X値) が使用される。 かかるコー スデ一夕はデータ R O M 2 4内に格納されている。 また、 それ以外に、 スキ一ャ 一 P 1が位置する点、 例えば P aでの各方向の傾斜度を示すべク トル B 1〜B 5 も利用される。 点 P a上のスキーヤーの方向ベク トルは、 例えば、 その時の速度 べク トル、 スキー板 4から制御信号 7 7による方向デ一夕、 及び傾斜度べク トル B 1〜B 5によって演算で求められ、 更に次の位置が演算で求められる。 かく して、 例えば理想通過点 S 1から出発したスキーヤー P 1が図中一点鎖線 4 0の如く移動していくと、 各フレーム毎のスキーヤーの位置データに従ってシ ュプール 1 4のポリゴンがポリゴン R A M 2 9内に次々に格納されていく。 尚、 この例では、 スキーコース 1 0内の座標系は各理想通過点毎の座標系で分割され ている。 従って、 例えばスキーヤーが理想通過点 S 2の X軸を通過した時点で、 次の理想通過点 S 3の座標系に従ってスキーヤーの位置座標が決定される。 上記のスキーヤーの移動位置の演算は、 全てプログラム R O M 2 3のゲームプ 口グラムに従って C P U 2 0にて行われる。
上記の様に、 スキーヤーの移動位置を演算で求めて、 その移動位置に対応した シュプ一ルをポリゴンデ一夕として画像処理部 8 2内のポリゴン R A M 2 9内に 格納するので、 一つのスキーコースの最初から最後までのシュプ一ルを記憶し表 示することができる。 また、 ポリゴン R A M 2 9の容量を大きくとることで、 数 ゲームの間中シュプールを記憶し表示することができ、 例えば、 1回目に滑った 後を示すシュプールを表示しながら、 2回目を滑り、 更に 2回目のシュプールも 表示することもできる。 従って、 遊戯者に対しより現実に近い仮想現実体験を提 供することができる。
[スキーャの両脚表示]
第 5図は、 表示画面内のスキーヤー P 1の両脚の動きを雪面の凹凸や傾斜角度 によって変更するアルゴリズムの例を説明するための図である。 基本的には、 雪 面 4 0の位置に従ってスキーヤー P 1の足の位置 b 1〜b 5を決定し、 スキーャ 一 P 1の腰の位置の落下を足の落下に遅延させて求め、 その足の位置 b 1 と腰の 位置 a 1から予め決められた長さの腿 (もも) a 1— c 1 と脛 (すね) c 1一 b 1に従って膝の位置 c 1が求められる。 但し、 足の位置から腰の位置までの距離 が腿と脛の長さ以上にならない様に、 または腰の位置が雪面 4 0より低くならな いように、 腰の位置 a i〜a 5は足の位置 b i〜b 5からある範囲内の高さ領域 内に入る様に強制的に調整される。
以下、 そのアルゴリズムの具体例について説明する。 雪面 4 0の高さのデータ がデータ R O M 2 4に格納されている。 第 5図中に示される通り、 ここではスキ —ヤーが 5つのフレーム F 1〜F 5に対してそれぞれ移動していくとする。 先ず 、 フレーム F 1では、 スキーヤーの腿 a 1— c 1 と脛 b 1 - c 1が標準の角度に あるとする。 次のフレーム F 2に移動した時に、 足の位置 b 2は雪面 4 0に接し ているので足の落下距離は図中 1 , である。 従って、 その時の腰の落下目標位置 A 2は、 足の落下距離 1 , の例えば整数 n分の 1だけフレーム F 1での腰 a 1か ら落下した位置と演算する。 従って腰の目標位置 A 2までの落下距離 w【2は 1 , / nとなる。 但し、 腰の位置は足の落下よりも遅延すると考えられ、 更に整数 m 分の 1だけ実際に落下したとして、 フレーム F 2での腰の位置 a 2が求められる 。 即ち、 腰の位置 a 2の高さは、 a 2 = a 1 — w 1 2Zmである。
次に、 フレーム F 2から F 3に移動する場合を考えると、 今度の足の落下距離 は 1 2 であり、 腰の落下目標位置 A 3までの落下距離 w 2 3は、 フレーム F 1から F 2の落下時の落下距離 w 1 2が累積されて、 w 2 3 = 1 2 / n + w , 2と計算される 。 そして、 実際の落下位置は腰の落下の遅延分を見込んで、 a 3 0 = a 2—w 2 3 Zmと求められる。 但し、 その位置 a 3 0では、 雪面 4 0の足の位置 b 3から腰 の位置 a 3 0までの距離が腿と脛の長さの合計よりも長くなり、 その場合は強制 的に調整されて図中 a 3の位置に腰の高さが求められる。 従って、 フレーム F 3 では両脚が延びきった状態で表示されることになる。
フレーム F 4においても、 同様に計算されて、 腰の位置 a 4が求められる。 更 に、 フレーム F 5では腰の位置が雪面 4 0に近づき過ぎまたは雪面, 4 0内に入つ てしまい、 従って、 強制的に調整されて腰の位置が足の位置から所定の高さに設 定される。
上記した演算アルゴリズムは本発明を実現する為の一例に過ぎず、 他の方法で も実現することができる。 いずれの演算アルゴリズムでも、 足の位置と腰の位置 から両脚の形状を求め、 その両脚のポリゴンデータを画像処理部 8 2に与えるこ とで、 より現実に近い両脚の形状を表示することができる。
[スキー板への反動]
第 6図は、 スキー板 4に対して雪面からのキックバックの為のモー夕駆動信号 7 6を求める場合のアルゴリズムの例を示すフローチャート図である。 この例で は、 スキー板 4の左右方向 5のボリュ一ムとエツジの回転方向 6のボリユームと がそれぞれの閲値を越える時に、 その越える程度に応じたレベルのモー夕駆動信 号 7 6を演算してモータ駆動部 7 1に供給する様にする。
第 6図に従って説明すると、 最初にスキーヤー P 1の現在のスピードに応じた それぞれの閾値 V t h 1 , V t h 2をデ—夕 R O M 2 4から読みだす。 そして、 現在のスキー板 4の左右の回転のボリユームが閾値 V t h 1より大きいか否かの 判定を行う。 もし、 大きければ更にスキー板 4のエッジを立てる為の回転方向 6 のボリュ―ムが第二の閾値 V t h 2より大きいか否かの判定を行う。 それも大き い場合は、 モータ駆動信号 7 6を生成して出力する。 その結果、 モー夕 7 3によ りスキー板 4に対して左右方向 5に震動するキックバックを再現させる。
この時の、 震動の強さは、 例えばそれぞれのボリューム値と閾値との差に略比 例して変更することで、 より現実に近いキックバックを再現させることができる 。 従って、 遊戯者は、 画面内のスキーヤー P 1の速度に対してどの程度スキー板 4を回転させると雪面からのキックバックがあるかを体験することができる。 このキックバックは、 雪面の状態が変わることによつても再現されるとより現 実に近いのもとなる。 例えば、 モータ駆動信号のレベルをコース内の雪面の状態 に応じて変更したり、 閻値の選択をスピードと雪面の状態の 2つの要素を基に行 う等により再現させることができる。
以上の説明にあったスキーのシュプールを 1つのコースが終了するまで記憶し て表示したり、 数ゲームにわたりシュプールを記憶し表示することは、 例えば砂 漠の中の車のラリーゲーム等にも応用できる。 また、 その他の何らかの軌跡が残 るような対象の遊戯装置にも応用できる。
[スキー板の誘導]
さて、 本発明にかかる実施の形態例では、 遊戯者の操作に応じてスキーヤーの 位置を求めていく。 そこで、 本実施の形態例では、 スキーヤーがスキーコース 1 0から外れた場合やコース内の障害物に衝突した場合に、 スキーヤーをコース内 或いは本来の進行方向に誘導する為に、 ゲーム実行部 8 1にて適切なモー夕駆動 信号 Ί 6を生成して与え、 それに伴いスキー板 4に加えられた左右方向 5による ボリュームの変化に従って表示画面の切り替えを行う。 或いは、 ゲーム実行部 8 1にて適切なモータ駆動信号 7 6を生成すると共に、 スキー板 4からの制御信号 と切り離して表示画面の切り替えが行われる様な画像データをゲーム実行部 8 1 内で生成して、 表示処理部 8 2に供給してもよい。
即ち、 スキー板の駆動手段であるモータ 7 3をゲーム実行部 8 1内の誘導プロ グラムにより制御することで、 遊戯者に対してスキーゲームを上手に行うことが できる様に誘導させることができる。 具体的には、 第 4図内の一点鎖線の如くス キーヤーが移動した場合、 点 P bの様にスキーコース 1 0を外れた時は、 コース の中央に誘導するようにスキー板 4を強制的に駆動する。 また、 点 P cの様にス キーコース 1 0の中ではあるが障害物 4 2に衝突して進行方向が大きく変わって しまった場合は、 本来の進行方向に誘導できるようにスキー板 4を強制的に駆動 する。 これらの誘導の為のモー夕駆動信号 7 6は、 ゲーム実行部 8 1内のプログ ラム R O M 2 3に格納された誘導プログラムによって行われる。
そこで、 具体的な誘導のアルゴリズムについて説明する。 第 7図は、 その誘導 アルゴリズムの一例を示すフローチャート図である。 前述した様に、 誘導プログ ラムでは、 コースデータとしてスキーコース 1 0内の通常通過すべき理想のコー ス (第 4図中の破線) 上の理想点 S 1〜S 5の位置デ一夕の集合を有する。 それ ぞれの理想点 S 1〜S 5の位置を示す座標値を含むデ一夕である。 そして、 プレ —ヤーの位置からコースのゴールに近い点であってプレーヤ一に最も近い点を目 標点とする。 例えば、 第 4図中のプレーヤー位置 P aでは、 目標点は S 2であり 、 プレーヤーが点 S 1を通過した時点では、 点 S 1 と S 2を結ぶ方向のべク トル が理想的な進行方向のべク トルとされる。 点 S 2を通過すると S 2と S 3を結ぶ べク トルが新たな理想進行方向のべク トルと変更される。 かく して、 プレーヤ一 の位置に従って、 理想通過点間を結ぶ方向のべク トルが理想進行べク トルとして 定義される。 以上が、 第 7図中のステップ S 3 0〜S 3 2である。
また、 スキーヤーの位置が理想通過点を通過すると、 その座標系が目標とする 理想通過点を原点とする座標系に変更される (S 3 3 ) 。
第 4図の 4 0は遊戯者の操作信号によりスキーヤーが通過した軌跡である。 今 、 スキーヤーが P bの如くスキーコース 1 0から外れたとする。 その場合は、 点 S 3を原点とする座標系でのスキーヤー位置 P bの X値 P xが、 原点 S 3からの コース幅 X 3を越えたか否かの判定が、 ゲーム実行部 8 1にて行われる (S 3 4 ) 。 そして、 位置 P bの様に幅 X 3を越えている場合は、 スキーコース 1 0から 外れたことが検出される。 そこで、 誘導プログラムは、 ステップ S 3 5に示され るように、 スキーヤーの位置の X値である P Xが減じられる方向を新たな進行べ ク トルとして生成する。 第 4図中のコース外の部分に示した通り、 その時のプレ —ヤーの進行べク トル B 1 0に変えて新たな進行べク トル B 1 2が求められる。 そして、 ゲーム実行部は誘導プログラムに従って、 新たな進行べク トル B 1 2 に対応するモータ駆動信号 7 6を生成し、 スキー板 4をモータ 7 3で駆動し、 遊 戯者をスキー板の駆動を通じて誘導しながら、 対応画像デー夕により表示画面内 の画面も誘導される方向に変更される (S 3 6 ) 。 この様な誘導の為の強制的な 駆動は、 その移動によりプレーヤ一の位置の X値がコース幅 X 3より十分小さく なるまで続けられ (S 3 7 ) 、 やがて、 通常のゲームプログラムでの制御にもど る。
次に、 第 4図中に示した通り、 スキーヤーがコース内の樹木等の障害物 4 2と 衝突した場合の誘導プログラムのアルゴリズ厶について説明する。 スキーヤーの 位置 P cが障害物 4 2の位置と一致した場合 (S 3 8 ) 、 ゲーム実行部 8 1では 、 その衝突の結果理想進行方向から大きくずれた進行べク トル B 1 4 と理想進行 べク トル R 4 5との間の角度の差分を小さくする様なべク トル、 例えば B 1 6を 新たな進行ベク トルとして生成する (S 3 9 ) 。
そして、 ゲーム実行部 8 1から、 その進行べク トル B 1 6に対応するモー夕駆 動信号 7 6を生成し、 対応する誘導方向に沿った画像データを生成する ( S 4 0 ) 。 その結果、 モータ 7 3によりスキー板 4が強制的に駆動され、 遊戯者をスキ 一板を通じて誘導する。 同時に、 表示画面内も画像データにより誘導方向の画像 になる。 この駆動は、 前記のベク トルの角度の差分が十分小さくなるまで継続さ れる (S 4 1 ) 。 その後、 通常のゲームプログラムでの制御にもどる。
尚、 上記のスキーヤーがスキーコースから外れた場合に誘導プログラムにより 、 遊戯者にスキー板を通じて誘導駆動を与えることで説明したが、 例えば、 コー スの幅 X nを理想のコースから所定の幅に置き換えることで、 遊戯者に理想コー ス近傍を滑る為のスキー板の動かし方をモータによる誘導駆動により示すことが できる。 また、 障害物に衝突する前に、 それを避けて理想コース方向に誘導する 様にスキー板を強制的に駆動されることもできる。 即ち、 遊戯者に対してゲーム 実行部から何らかの誘導駆動信号をモータ Ί 3に与えることで、 スキー板 4を通 じて遊戯者にティ一チングすることができる。
[スキー模擬装置の機構]
第 1図に、 スキー模擬装置の外観斜視図を示したが、 第 8図は、 スキー模擬装 置の側面図である。 奥側正面には縦型の筐体 8が位置し、 正面にはスキー場のコ ースが動画映像として映し出される大型モニター (表示部) 1がある。 大型モニ 夕一 1は手前上側に 1 0度の傾斜を有して設置してある。 大型モニタ一 1の手前 両側にはストック 2を摸した固定棒があり、 ストックの先端は握り部 3となって いる。 手前下部中央の左右にはスキー扳を模した一対のステップ 4が一対設けて ある。 (以下、 スキー板 4をステップ 4と称す。 ) このステップ 4は水平左右方 向 5に揺動することができ、 各ステップ 4はスキーのエツジを立てる動作を摸し て、 略前後軸に沿って略水平軸方向 7に回動させることができる。 各ステップ 4 はスキー板駆動部 7により駆動制御される。
操作者 9は図示しない硬貨投入口に硬貨を投入してゲームを開始する。 操作者 9はステップ 4に両足を載せて、 ストックの握り部 3を両手で握り、 大型モニタ 一 1に映し出されるスキ一コースに合わせて、 ステップ 4に載せた足を左右に振 つたり、 あるいはエッジングをしてスキーコースを滑るのである。 スキーコース の滑走状況に応じてステップ 4の反動が伝わり、 自力でステップ 4を略水平軸方 向に回動させエツジングをしたり、 ステップ 4を左右に振り動かしながらスキー の動作を模擬するのである。
第 9図はスキー板機構の側面図で、 第 1 0図はスキー板機構の正面図である。 図 1 1はスキー板機構の斜視図を示す。 これらを用いて、 スキー板機構を説明す る o
床面に置かれる方形枠体 1 1 0の中程位置に水平フレーム 1 1 1を駆け渡し、 該水平フレーム 1 1 1の中程から縦枠体 1 1 2が立設されている。 該縦枠体 1 1
2の左右には、 一対の鉛直軸 1 1 3を回動自在に該縦枠体の上下に取り付けた軸 受 1 1 4に軸着している。 上側に設けた軸受の一方の上端には鉛直軸 1 1 3をセ ン夕リングするロス夕 1 1 5が設けてある。 ロス夕 1 1 5では、 鉛直軸 1 1 3の上端を四角の角軸にし、 該角軸が外接する 四角の角筒が縱枠体に固定される。 そして、 角筒と角軸との関係を角度 4 5度の 位置を基準とし、 角筒と角軸との隙間に弾性体を充塡して、 鉛直軸が回動するこ とにより、 弾性体の戻し力で鉛直軸 1 1 3をセンタリングをするものである。 上側に設けた軸受 1 1 4の他方の上端にはボリューム等の回転角検出センサー 1 1 6が設けてあり、 鉛直軸 1 1 3の回動角度を電気的に検出する。
一対の鉛直軸 1 1 3の下端には、 前後水平方向長手に延びたフレーム 1 1 7が 固着され、 鉛直軸 1 1 3の上端には、 手前水平方向に伸びて斜め下方向に曲がつ たフレーム 1 1 8の一端が固着され、 両フレーム 1 1 7、 1 1 8は一体となって スウィングフレーム 1 1 9を構成しており、 鉛直軸 1 1 3に対し水平に回動する o
このスウィングフレーム 1 1 9は、 対をなしており、 左 の鉛直軸 1 1 3にそ れぞれ設けてあり、 フレーム 1 1 7の後端 1 1 7 a同士がリンク捧 1 2 0で平行 に接続されており、 鉛直軸 1 1 3との軸着とあいまって、 一対のスウィングフレ ーム 1 1 9は互いに平行を保ちながら、 それぞれの鉛直軸 i 1 3で水平に回動す ることができる。 そして、 左右のフレーム 1 1 7の外側部が枠体に設けた左右の バンパー部 1 2 1に当接するまで左右に回動する。
各スウィングフレームの手前下端 1 1 9 aには、 足を載せるステップ 4力 \ や や手前斜めに設けた傾斜軸 1 2 2に回動自在にロスタ 1 2 3を介して軸着され、 ステップ面 5 aは斜め下方に傾斜している。 傾斜軸 1 2 2のステップ 4との反対 側端部には、 ボリューム等の回転角検出センサー 1 2 4 (第 9図) が設けてあり 、 傾斜軸 1 2 2の回動角度を電気的に検出する。 各ステップ 4の傾斜軸 1 2 2は リンク棒 1 2 5により連結されており、 各ステップ 4は同期して傾斜軸で回動す る o
これらの構造によりスウィングフレーム 1 1 9、 ステップ 4は、 ロス夕 1 1 5 、 1 2 3によりそれぞれ自動的にセンタリングする。
次に本体コントロール部 8の駆動について説明する。 左側のスウイングフレー ム 1 1 9の上後端 1 1 9 bには、 扇ギア 1 2 6が固着されている。 方形枠体 1 1 0の基台部 1 1 0 aに設けたモー夕 1 2 7が、 ベルト 1 2 8とギア 1 2 9を介し て扇ギア 1 2 6に回転力を伝達し、 扇ギア 1 2 6を回すことにより、 鉛直軸 1 1 3を中心にスウィングフレーム 1 1 9を揺動させる。
第 1 2図は、 スキー板コントロール部のブロック図であり、 第 3図の簡略化さ れた図である。 スキー板駆動部 7には、 スキーゲームを制御する制御部 8 0から のモータ駆動信号を、 デジタル信号からアナログ信号に変換する D ZA変換部 7 2に送り、 D ZA変換部 7 2で変換されたアナログ信号によりモータ 1 2 7を右 回転または左回転させる。 これによりスウィングフレーム 1 1 9が左右に揺動す る。
一方スウィングフレーム 1 1 9の揺動は、 回転角検出センサ一 1 1 6にて検出 され、 ステップ 4の回動は、 回転角検出センサ一 1 2 にて検出される。 これら の検出信号は、 アナログ信号からデジタル信号に変換する A Z D変換部 7 5によ りデジタル信号に変換され、 制御部 8 0に送られ、 スキーゲームの次なる展開へ の演算に利用される。
制御部 8 0では、 モータ 1 2 7のトルクを制御することによりスウィングフレ ー厶 1 1 9のセンタリング力に強弱を付けて、 大型モニター 1 に映し出されるコ ースの状況に応じた振動、 衝撃を遊戯者に伝えることができる。
これにより、 スウィングフレーム 1 1 9をモ一夕 1 2 7で回動させることがで きるので、 モー夕 1 2 7を制御することによりステップ 4に振動ゃショック感を 与え、 操作者にいかにもスキー板からの動きが伝えわっているように感じさせら れ、 実際のスキー走行の臨場感を出している。 第 1 3図は、 操作者が左ターンをすべくステップ 4を右側に回転した場合の上 面図である。 また、 第 1 4図は、 図 1 3をフレーム 1 1 7に直角に後方から見た 側面図である。 引用番号は図 1 1 と同じであり、 それぞれ左と右を示す Lと Rを 付記した。 スウィングフレーム 1 1 9は、 左右にそれぞれ 2 2度づつ、 全体で 4 4度の範囲内で揺動可能である。 しかも、 スイングフレーム 1 1 9はそれぞれ鉛 直軸 1 1 3を中心にして、 リンク棒 1 2 0及び 1 2 5と共に平行四辺形を保ちな がら回転する。 従って、 第 1 3図に示される通り、 ステップ 4 L、 4 Rの位置は 、 図中 2 0 0に示される通り前後差を有する。 つまり、 ステップ 4は、 スウィン グフレーム 1 1 9と一体に動くから、 スウイングフレーム 1 1 9が左右に動くこ とにより、 左右のステップ 4 L、 4 Rに前後の差が生じる。
また、 ステップ 4は、 傾斜軸 1 2 2に対して 7 5度の角度の傾きで回動する。 従って、 第 1 4図に示される通り、 この回動によりステップ 4 L、 4 Rの位置が 、 図中 3 0 0で示される通り上下差を生じる。 以上要すれば、 回転動作時に、 内 足が前方に外足が後方に位置し、 さらに、 内足が上方に外足が下方に位置し、 現 実のスキーのターンの時と同じ両脚の動きになる。
ステップ 4の傾きの具合は、 操作者が容易に立つことが可能で、 且つ膝を曲げ て力を入れやすい角度となっている。
本実施例では、 上述してきた構造により、 左右の足を載せるステップ 4をそれ ぞれ分けて、 それぞれに別個に回動する傾斜軸 1 2 2を有している。 且つ操作性 を容易にするためと、 初心者でも正しい姿勢で操作することができる様にするた めに左右のステップ 4を平行に動く様に一本のリンク棒 1 2 5でリンクしてある o
さらに、 左右のステップ 4の足を載せるステップ面 4 bを、 実際のスキーの滑 降姿勢である前傾姿勢となる方向に傾斜を付けてあるので、 操作者は傾斜面を滑 降する姿勢が取りやすいのである。
これらによって、 今までのスキーゲームの操作感をより実際に近いものとし、 尚且つ、 スキー初心者から上級者まで、 誰が操作しても綺麗な正しい姿勢で操作 ができる様にして、 実際の外足荷重によるターンや、 ターンの切り返し時に左右 の足の荷重、 抜重による踏み換え動作を違和感なく容易にできる。
そのために左右の足を載せるステップ 4を回動する傾斜軸 1 2 2をそれぞれ別 個にスウィングフレーム 1 1 9に設け、 ステップ面 4 aに水平面から角度を付け ることによって、 足の上下差をつくり出している。 また、 ステップ面 4 aの法線 は常に内側を向いて回動し、 且つ、 操作者が前傾する事でその膝を曲げやすく、 荷重をより容易に移動させることができる。
以上のことから、 本実施例では、 より実際に近く、 より簡単な操作、 かつ綺麗 で正しい姿勢を操作者のスキー技術の格差を余り問わずに実現させている。 また 、 本実施例では、 大型モニター 1による動画表示が無くとも、 機構部だけでも充 分スキーの練習を行うことができるのである。 さらに、 大型モニター 1は前方に 約 1 0度の傾斜を有して配置しており、 斜面のスキーコースが前方に存在するよ うにモニタ一 1に表示され、 足を載せるステップの傾きと相まって実際のスキー コースの臨場感を出している。 産業上の利用分野
以上説明した通り、 本発明によれば、 スキー遊戯装置ゃシユミ レ一シヨン装置 において、 遊戯者のスキー板を介しての制御信号に従ってゲームまたはシミュレ ーションプログラムを実行してスキーヤーの位置を演算し、 その位置に従ってス キー板のシュプールをポリゴンデータとして記憶し表示している。 従って、 コー スを終了あるいはゲームオーバーになるまでの間、 スキーコース内にそのシュプ —ルを表示し続けることができる。 また、 そのポリゴンデータを記憶するメモリ 容量を大きくすることで、 数ゲームにわたりそのシュプールを記憶して表示し続 けることができる。
また、 雪面から決まる足の位置と、 足の落下から遅延して落下する腰の位置と から両脚の状態を演算で求めているので、 表示画面内に雪面の凹凸や傾斜角度に 応じた両脚の動きを表示することができ、 より現実に近い体験を遊戯者に与える ことができる。
さらに、 遊戯者が操作するスキー板の左右の方向の大きさとエツジを立てる為 の回転の大きさを所定の閾値と比較してそれらより大きい時に、 モ一夕を介して スキー板に震動を与えるようにするので、 遊戯者はより現実に近い体験をするこ とができる。
また、 本発明によれば、 スキー遊戯装置やシミュレーション装置において、 遊 戯者に対応するゲーム内のスキーャ一の位置が所定の位置になって、 スキーヤー を誘導する必要が発生した時に、 ゲーム実行部にて誘導プログラムに従って新た な進行べク トルが生成され、 それに従う誘導用の駆動信号が生成される。 従って 、 遊戯者に対してスキー板を通じてその誘導の駆動を与えることで遊戯者をティ 一チングすることができる。 また、 その強制的な駆動に伴って表示画面内の画像 も変化させることで、 遊戯者に対しより現実に近い仮想現実感を提供することが できる。
また、 コースから外れたり、 障害物に衝突してその進行方向をリセッ トする時 に、 表示画面の変化と共にスキー板 4に対して強制的に駆動力がかけられるので 、 遊戯者と表示画面との間の対応関係が維持され、 より現実に近い仮想現実を体 験させることができる。
更に、 上記の構造により、 左右の鉛直軸とステップの傾斜を組み合わせたスゥ イングフレームを有し、 操作者はステップに載り、 スキー板の回転動作をするだ けで、 左右の足の前後差、 ステップ面の上下差を実際のスキーの如く発生するこ とができ、 更にステップ面は回動中心方向に常に向く動作を行う。 これにより、 スキーの初心者でも綺麗な足の動きをする事が可能となっている。 また、 足の前 後、 上下差により、 左右の荷重移動が、 実際のスキーと同様の歩く様な感覚で踏 み換え動作できる。
更にはステップ面が前傾かつ常に内側に向く事により、 操作者の体を中心に残 し、 膝を内側に入れ易くさせる。 また、 モー夕のリアクションでスキー板の滑り 、 エッジング動作によるスキー板の跳ね返りなど、 外的要因の表現が可能となつ た。

Claims

請 求 の 範 面
1 . 遊戯者が模擬的スキー板を回転操作することにより与えられる制御信号 に応答してゲームプログラムを実行し、 スキーコース画面上に遊戯者に対応する スキーヤーのオブジェクトを表示するスキー遊戯装置において、
前記模擬的スキー板の回転方向と回転程度とを検出して前記制御信号を生成す るスキー板回転検出手段と、
スキーコースのデータと前記制御信号から現在のスキーヤーのスキーコース内 の位置データを求め、 該位置データに従って該スキーヤーのスキー板の軌跡を示 すポリゴンデ一夕を生成して該スキーコースを走行中の間記憶し、 該記憶した軌 跡のポリゴンデータに従って表示画面内に表示するための軌跡の表示デ一夕を生 成するコントロール手段と、
該コントロール手段から生成される軌跡の表示データに従って、 前記スキーコ —スと共に該スキー板の軌跡を表示する表示手段とを有することを特徴とするス キー遊戯装置。
2 . 遊戯者が模擬的スキー板を回転操作することにより与えられる制御信号 に応答してゲームプログラムを実行し、 スキーコース画面上に遊戯者に対応する スキーヤーのオブジェクトを表示するスキー遊戯装置において、
前記模擬的スキー板の回転方向と回転程度とを検出して前記制御信号を生成す るスキー板回転検出手段と、
スキーコースのデータと前記制御信号から現在のスキーヤーのスキーコース内 の位置データを求め、 該位置デ一夕の変位から雪面でのスキーヤーの足の落下距 離を求め、 当該スキーヤーの腰の落下距離を前記足の落下距離より少なく して現 在の腰の位置データを求め、 該雪面での足の位置と前記腰の位置から、 予め所定 の長さに設定されている腿と脛の角度を求め、 該腿と脛の角度データを生成する ゲーム実行手段と、
該角度データに従って該腿と脛のポリゴンデ一夕を生成し、 そのポリゴンデ一 夕に従って表示画面内に表示する為の腿と脛の表示データを生成する画像処理手 段と、
該画像処理手段から生成される該腿と脛の表示データに従って、 前記スキーャ 一の両脚を雪面の凸凹や傾斜に応じた形状で表示する表示手段とを有することを 特徴とするスキー遊戯装置。
3 . 遊戯者が模擬的スキー板を回転操作することにより与えられる制御信号 に応答してゲームプログラムを実行し、 スキーコース画面上に遊戯者に対応する スキーヤーのオブジェクトを表示するスキー遊戯装置において、
前記模擬的スキー板の回転方向と回転程度とを検出して前記制御信号を生成す るスキー板回転検出手段と、
スキーコースのデ一夕と前記制御信号から現在のスキーヤーのスピードデ一夕 を求め、 該模擬的スキー板の回転の程度が該スピードデ一夕に応じた所定の閾値 を越えている時に該模擬的スキー板を駆動する駆動信号を生成するコントロール 手段と、
該駆動信号を供給されて駆動し、 該模擬的スキー板に所定の震動を与えるスキ -板駆動手段とを有することを特徴とするスキー遊戯装置。
4 . 請求項 1、 2または 3記載のスキー遊戯装置において、
前記模擬的スキー板が、 左右方法の回転とエツジ方向の回転を前記遊戯者から 与えられる構造を有し、 該スキー板回転検出手段が、 該左右方向の回転とエッジ 方向の回転についての方向と程度を検出することを特徴とするスキー遊戯装置。
5 . 遊戯者が模擬的操作手段を操作することにより与えられる制御信号に応 答してゲームプログラムを実行し、 コース画面上に遊戯者に対応するゲーム内の オブジェクトの移動を表示する遊戯装置において、
前記模擬的操作手段の操作方向と操作程度とを検出して前記制御信号を生成す る模擬的操作手段検出手段と、
コースのデータと前記制御信号から現在のオブジェクトのコース内の位置デー 夕を求め、 該位置データに従って該ォブジェク 卜の軌跡を示すポリゴンデ一夕を 生成して該コ一スを走行中の間記憶し、 該記憶した軌跡のボリゴンデ—夕に従つ て表示画面内に表示するための軌跡の表示デー夕を生成するコントロール手段と 該コン トロール手段から生成される軌跡の表示データに従って、 前記コースと 共に該オブジェク トの軌跡を表示する表示手段とを有することを特徴とする遊戯 装置。
6 . 遊戯者が模擬的スキー板を回転操作することにより与えられる制御信号 に応答してゲームプログラムを実行し、 スキーコースの画面上に遊戯者に対応す るスキーヤーのォブジヱク トを表示するスキー遊戯装置において、
前記模擬的スキー板の回転を検出して前記制御信号を生成するスキー板回転検 出手段と、 '
少なく ともスキーコース内の所定ルート上の複数の通過点の位置データと該通 過点における該スキ一コースの所定幅とスキーコース内の傾斜データとを有する スキ一コースデータを格納する記憶手段と、
該スキ一コースデ一夕と前記制御信号から現在のスキーヤーのスキーコース内 の位置データを求め、 該位置が前記スキーコースの所定幅の外側に位置したこと を検出し、 その時の該スキーヤーの位置が前記所定ルートに近づく方向の進行べ ク トルを求め、 該進行べク トルに従うよう前記スキー板を駆動する駆動信号を生 成するコントロール手段と、
該コントロール手段から生成されるスキー板駆動信号に従って、 前記スキー板 を強制的に回転駆動するスキー板駆動手段とを有することを特徴とするスキー遊 戯装置。
7 . 遊戯者が模擬的スキー板を回転操作することにより与えられる制御信号 に応答してゲームプログラムを実行し、 スキーコースの画面上に遊戯者に対応す るスキーヤーのオブジェク トを表示するスキー遊戯装置において、
前記模擬的スキー板の回転を検出して前記制御信号を生成するスキー板回転検 出手段と、 少なく ともスキーコース内の所定ルート上の複数の通過点の位置データと該通 過点における該スキーコース幅とスキーコース内の傾斜データとを有するスキー コースデータを格納する記憶手段と、
該スキーコースデータと前記制御信号から現在のスキーヤーのスキーコース内 の位置デ一夕を求め、 該位置が該スキーコース内の障害物と一致または近接した ことを検出し、 その時の該スキーヤーの位置が前記所定ルートに近づく方向の進 行べク トルを求め、 該進行べク トルに従うよう前記スキー板を駆動する駆動信号 を生成するコントロール手段と、
該コン卜ロール手段から生成されるスキー板駆動信号に従って、 前記スキー板 を強制的に回転駆動するスキー板駆動手段とを有することを特徴とするスキー遊 戯装置。
8 . 遊戯者が模擬的スキー板を回転操作することにより与えられる制御信号 に応答してゲームプログラムを実行し、 スキーコースの画面上に遊戯者に対応す るスキーヤーのオブジェク トを表示するスキー遊戯装置において、
前記模擬的スキー板の回転を検出して前記制御信号を生成するスキー板回転検 出手段と、
少なく ともスキーコース内の所定ルート上の複数の通過点の位置データと該通 過点における該スキーコース幅とスキーコース内の傾斜デー夕とを有するスキー コースデータを格納する記憶手段と、
該スキ一コースデータと前記制御信号から現在のスキーヤーのスキーコース内 の位置デ一夕を求め、 該位置が該スキーコース内の障害物と一致または近接した ことを検出し、 その時の該スキーヤーの進行べク トルと前記通過点間を結ぶ方向 の理想進行べク トルとの間の角度の差分を小さくする新たな進行べク トルを求め 、 該進行べク トルに従うよう前記スキー板を駆動する駆動信号を生成するコント ロール手段と、
該コントロール手段から生成されるスキー板駆動信号に従って、 前記スキー板 を強制的に回転駆動するスキー板駆動手段とを有することを特徴とするスキー遊
9 . 遊戯者が模擬的スキー板を回転操作することにより与えられる制御信号 に応答してゲームプログラムを実行し、 スキーコースの画面上に遊戯者に対応す るスキーヤーのオブジェクトを表示するスキー遊戯装置において、
前記模擬的スキー板の回転を検出して前記制御信号を生成するスキー板回転検 出手段と、
少なくともスキーコース内の所定ル一トのデ一夕を有するスキーコースデータ を格納する記憶手段と、
該制御信号に応じて現在のスキーヤーの位置データを求め、 該位置を前記所定 ルートの方向に移動させる様なスキー板駆動信号を生成するコントロール手段と 該コントロ一ル手段から生成されるスキー板駆動信号に従って、 前記スキー板 を強制的に回転駆動するスキー板駆動手段とを有することを特徴とするスキー遊 戯装置。
1 0 . 遊戯者が模擬的操作手段を操作することにより与えられる制御信号に 応答してゲームプログラムを実行し、 コース画面上に遊戯者に対応するオブジェ ク トを表示する遊戯装置において、
少なくともコース内の所定ルートのデ一夕を有するコースデータを格納する記 憶手段と、
該制御信号に応じて現在のォブジェクトの位置データを求め、 該位置を前記所 定ルートの方向に移動させる様な模擬的操作手段の駆動信号を生成するコン ト口 ール手段と、
該コントロール手段から生成される駆動信号に従って、 前記模擬的操作手段を 強制的に駆動する駆動手段とを有することを特徴とする遊戯装置。
1 1 . 平行して鉛直方向に設けた鉛直軸と、
該鉛直軸毎に軸着された一対のスウィングフレームと、
一対のスウィングフレームを連結して同期して動かすリンク機構と、 前記スウィングフレームの手前端に設けた足を載せるステップと、 から構成されることを特徴とするスキー模擬装置。
1 2 . 平行して鉛直方向に設けた鉛直軸と、
該鉛直軸毎に軸着された一対のスウィングフレームと、
一対のスウィングフレームを連結して同期して動かすリンク機構と、 前記スウィングフレームの手前端に設けた略水平軸と、
該略水平軸に回動可能に設けた足を載せるステップと、
から構成されることを特徴とするスキー模擬装置。
1 3 . 平行して鉛直方向に設けた鉛直軸と、
該鉛直軸毎に軸着された一対のスウィングフレームと、
—対のスウィングフレームを連結して同期して動かすリンク機構と、
前記一対のスウィングフレームの手前端毎に設けた一対の略水平軸と、 該略水平軸に回動可能に設けた足を載せる一対のステップと、
—対のステップを連結して同期して動かすリンク機構と、
から構成されることを特徴とするスキー模擬装置。
擬装置。
1 4 . 請求項 1 2または 1 3のいずれかにおいて、
スウィングフレームに設けた略水平軸は手前上方にやや傾斜した傾斜軸であるこ とを特徴とするスキー模擬装置。
1 5 . 請求項 1 1乃至 1 4のいずれかにおいて、
スウィングフレームを回動させる駆動装置を設けたことを特徴とするスキー模擬
1 6 . 請求項 1 1乃至 1 5のいずれかにおいて、
前方にスキーコースの動画を映し出す表示部を設けたことを特徴とするスキー模 擬装置。
I 7 . 請求項 1 6において、 動画を映し出す表示部は上方にやや傾けたこと を特徴とするスキー模擬装置。
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