JPH02502788A - 対話形ビデオシステムにおける改良 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 舌　ｌビデオシスームにお番る 本発明は、対話形ビデオシステムに関する。

対話形ビデオシステムはますます重要になりで来ており、多数の分野に関係する 。対話形ビデオシステムは、例えば、車両ドライバ及び航空機パイロットの訓練 などの各種のシミュレーション訓練環境におけるより直接的な訓練目的のために 、また漫画フィルム又はコマーシャルの製作におけるアニメーションのために、 また単なる娯楽のために、使用することができる。この明細書においては、本発 明を使用することができる使用例の一例として、ビデオ・ゲーム中に組込んだ場 合の対話形ビデオシステムを説明するが、この対話形ビデオシステムが、いま列 挙した用途に限られることなく、その他の用途においても同様に使用することが できることが、理解されるであろう。

従来のビデオ・ゲームを考えて見ると、ビデオ・ゲームは一般に、ゲームの設定 と、キーボードやジツィ反ティンクのような適当な装置を介して入力される一人 又は複数のプレイヤの反応とに従って、コンピュータ（普通はマイクロコンピュ ータ）が作ったイメージが示されているビデオ・スクリーンを使用してプレイさ れる。現在評判になっている一つの代表的なゲーム・シナリオにおいては、プレ イヤは、このプレイヤの位置を攻撃する多数の敵機に対向して設定されており、 狙いを付け、ミサイルを発射することによって、敵機を破壊することができる。

この種のゲームは、初期のビデオ・ビンボン・ゲームやテニス・ゲームの上に相 当な改良を加えたものに相当するが、それでも、マイクロプロセッサによる全体 のディスプレイの作成がマイクロプロセッサの処理能力に大きな負担を課し、大 量のメモリを必要とするため、依然として、どちらかといえば限定的なものであ る。ディスプレイの解像度、複雑度及び変更速度は、プロセッサの速度、メモリ 要件及び関連制約によって限定されており、高解像度グラフインクを使用した場 合においてさえ、ディスプレイは凄いほどリアリスティンクになる傾向を示さな い。

これまでのところ、対話形ビデオの分野における作業の大部分が下記の分野に向 けられて来た： １）　メインフレーム・コンピュータ：イメージは、大型高速度メモリ中に記憶 される。

２）　多重ビデオディスク・プレイヤ・システム３）　多重へラド・ディスク・ リーグ ４）　シングル・ディスク・プレイヤ、シングル・ヘッド、シングル・オプショ ン ５）　ディスク配置 以下、上記の５種類のアプローチのそれぞの背後にある基本戦略を考慮する。

１、　メインフレーム・コンピュータ 研究の段階に到達したプロトタイプのコンポーネントのコストに関して言えば、 メインフレーム・コンピュータは最も高価であり、潜在的には最も用途が広いが 、残念なことに、最も扱いにりく、非現実的でもある。

このアプローチには、ＲＡＭと強力な中央演算装置とが関与する。

ＲＡＭの目的は下記のいずれかである：Ａ）　視覚画面情報を記憶すること：こ の場合、システムは、ビデオディスク又はその他の視覚イメージ再生媒体を不要 にすることができる。

Ｂ）　従来の多重ディスク・システム中に、フレーム又は記憶されたフレームの シーケンスのための「基準ラベル」を記憶すること。

（Ａ）の場合、メモリが非常に大きく、中央演算装置が非常に強力であることが 必要である。しかし、メモリが大きい場合であっても、メモリは、せいぜい（ベ クトル走査）線画であり、すべてのピース及びコーナの座標は、メモリ中に記憶 された「線作り」プログラムに沿うことになる。そのようなシステムがリアルタ イム対話形である場合、中央演算装置は透視変換のすべてをリアルタイム・パラ メータの中で扱わなければならず、この場合の視覚イメージ・データベース（メ モリ）は、透視効果（座標と線作り）をまったく含んでおらず、これらのものす べてを中央演算装置が作ることになる、１台のメインフレーム・コンピュータ・ メモリ中の座標にサンフランシスコ全市を割当てるために建築家及びコンビエー タ・プログラマが協力して作業を進めて来ている。その結果は、第４２図に示す 通りアウトライン・イメージとなるが、イメージを作る中央演算装置が透視変換 を「円滑に」実行するだけ十分に強力である場合、サンフランシスコ市上空の飛 行シーケンスが可能であり、運動（移動）に関しては完全な自由度を得ることが できる。このシステムにおいては、透視効果は完全に（ハードウェア）中央演算 装置によって扱われ、作られるイメージは、美学的に満足することができない線 のアウトラインである。

（Ｂ）の場合、メモリは、視覚イメージ・データベースとして、多重ビデオ・デ ィスク・システムと共に動作する。メモリ本体（ＲＡＭ）はイメージを記憶する 代りに「基準ラベル」を記憶し、その「基準ラベル」は、中央演算装置によって 対処された場合、多重ディスク・システムに命令した関連ビデオ・ディスク・プ レイヤを「オンライン」にする、関連フレーム又はフレームシーケンスが読出し ヘッドの側の位置に来た場合、ヘッドが定位置にあるときは、両方向プロトコー ルが、その時点で対処されているものをメモリに知らせ、関連イメージがディス プレイ・システムに送られる。

このシステムは僅かに扱いにくいが、メモリと特に中央演算装置との両方が（Ａ ）の場合よりも悉かに強力でなくてよい。中央演算装置には、ユーザ・インタフ ェースにおける命令に従って、どの基準ラベルが対処されているかを（中央演算 装置のプログラミングを通して）決定する役目があり、実行すべき透視変換は持 たない、また、視覚イメージ・データベースはビデオ・ディスク・プレイヤに関 与するので、イメージをフル・カラーで高解像度の画面とすることができる。す べての透視効果及びオプションがすでにフィルムに収められ、ビデオ・ディスク 上（のソフトウェア内）に納められているとはいえ、また、中央演算装置がイン タフェースにおける命令に適合する独特なフレームシーケンスをリアルタイムで 組立てることができるにもかかわらず、明らかな制約がある。制約の一′つは、 フィルムに納められたオリジナル材料がどれだけ多数（最高４個まで）のビデオ ・ディスク上に記憶されていても、記憶された材料からイメージを引き出すこと ができないことであり、他の制約は、（真実性がシミュレートされている場合） 、イメージのシーケンスが、連続的にもっともらしくなければならないというこ とである。

このシステムは、ユーザが地図に沿って独自の経路を追跡し、その後、コンピュ ータに、その旅行に呼応したイメージを示させることができるようにする。

そのようなシステムのメモリは、道路交差点における左折、右折又は直進のよう な隣接するイメージシーケンスの基準ラベルが近いパンチ中に記憶されるように 、「発見的に」構成されている。中央演算装置を使用するのは、関連フレーム及 びシーケンスをリアルタイムで、又は、可能な限り速やかに捜し、ディスプレー することができるために十分である時間内で、正確な基準ラベルを捜すためであ る。

我々が論議したメインフレーム・コンピュータ・ビデオシステムの場合、我々は すでに２つの異なった戦略を見ることができる。（ＩＡ）の場合、最終グイナミ ンク透祈変換はその全部がハードウエヱによって扱われる。このことは、自由度 が万能である（又は万能に非常に近い）理由であるが、リアルタイムでそのよう にするためには、強力な中央演算装置及び（／又は）低い情報イメージ（線のア ウトライン）の両方が必要である。

（Ｂ）の場合、最終ダイナミック透視効果は、完全にソフトウェアに、すなわち 、我々の第一の例では、ビデオ・ディスクに収容されている。代替関連（実際的 には連続している）イメージのシーケンスへの参照が可能である場合は、選択が なされると、単一フレームで、又は特定のシーケンスの中で、具体的な決定点に 自由度が生じ、その他の自由度はなく、その他の透視変換もない。簡単に言うと 、ユーザはすでに予備選択された選択物から選び出すことになる。

２、多重ビデオ・ディスク・プレイヤ・システム多重ビデオ・ディスク・プレイ ヤ・システムの背後にあり、（ＩＢ）にも適用される主目的は、１台のディスク ・プレイヤがイメージを作っている間に他のディスク・プレイヤ上のヘッドが関 連する次のシーケンスを捜し、位置決め（キュー）することができるようにし、 その結果、１つのシーケンスが終りに来たとき、可能性がある２個の後続代替物 （３個とすることもできるはずである）がすでにキュー・インされており、ｗｉ 属する２台のディスク・プレイヤ上で待機していることができるようにすること である。この場合の目的は「デッドタイム」をなくすことである。

オーバーレイ・テキスト又はグラフィックを除き、ディスクが作ったイメージの ・マイクロコンピュータ又はマイクロプロセッサ（メインフレームに代わる）の 制御による処理は、僅かしか、又は、まったくない。オーバーレイ・テキスト又 はグラフィックは、それぞれ、視覚イメージのテレテキスト・ラインの中又はマ イクロコンピュータのＲＡＭの中に記憶させることができる。ただし、この場合 も同じ制約が通用され、自由度（及び、程度は低いが、ユーザの対話）は、シス テム内のディスク・プレイヤの数と決定点自体の数を通して達成される各（ノー ド）決定点におけるオプションの数に関して数えられる。

万能自由度又は完全なユーザ対話の問題は発生しない、このシステムは（ＩＢ） に格付されている（第４３図参照）。

もちろん、多重ディスク・プレイヤを使用することの背後に潜む他の目的は、デ ータ・ファイリング用途のための資産である視覚データベースをユーザが拡大し たことである。

３、多重ヘッド・ディスク・プレイヤ 原理は（２）の場合とまったく同じであるが、費用だけは、（２）の場合より少 い、デッドタイムをなくすことを目的として、各続出しヘッドは独立して制御さ れるので、１個のヘッドが読出しを行い、その後イメージを作っている間に、そ の他の１個又は複数個のヘッドが次の決定点のための代替関連シーケンス（チャ プタ）をキューインすることができる。（２）の場合と同じ制約が適用され、ユ ーザがすでに１台のディスク・プレイヤを持っていることと、その１台のプレイ ヤ内の丈夫さ及び調整をさらに補強する必要性とがさらに考慮される。

４、　シングル・ディスク・プレイヤ、シングル・ヘッド、シングル・オプショ ン このタイプのシステムで最も進んだシステムは、「レベル３」システムと呼ばれ ており、産業用水準のディスク・プレイヤ（走査時間が早い）、インタフェース 及び外部マイクロコンピュータで構成されており、ＩＢＭ、ソニー及びフィリッ プの各社がそのようなシステムを市場に提供している。そのようなシステムには 、訓練用途において成る程度の価値がある。ただし、多重自由度を備えたリアル タイム・シミュレーションは、そのようなシステムの能力を越えている。

ただし、このことは、そのようなシステムを機略縦横に利用することができない ことを意味するのではない、そのような用途の一つは、ボイジャ宇宙探査船から のショットの追跡に関連しての使用である。このシステム中にディスクを使用す ることにより、ユーザは、ボイジャ宇宙探査船が火星に衝突したとき、金星と水 星とを通り過ぎたとき、及び、木星と木星の月とを過ぎて飛行したとき、ボイジ ャ宇宙探査船が見たものを見ることができた。そのリアルタイム・ユーザ対話は 「スロットル」の形態を取ったが、この形態は、イメージのディスプレイを効果 的にスピードアフブ又はスローダウンさせることができる。

５、ディスクの配置 ビデオシステム用途の分野においては、ビデオを分割してチャプタと呼ばれる一 連のフレームのシーケンスにすることが、非常に発達している。その原理は次の 通りである：フレーム１から１００まではチャプタＡで、道路を交差点まで歩く ：フレーム２００から３００まではチャプタＢで、直進する：フレーム３００か ら３５０まではチャプタＣで、左折し：フレーム３５０から４００まではチャプ タＤで右折する。シングル・ディスク・プレイヤ及びシングル読出しヘッドを使 用するそのようなシステムの欠点は、道路を歩いてから右折したいとユーザーが 望む場合、読出しヘッドがチャプタＡの終りからチャプタＤの初めまで、すなわ ち、フレーム１００からフレーム３５０までジャンプしなければならず、その間 に介在する２５０個のフレームを読出しへラドが「スキップ」している間、スク リーンが空白になる、すなわち、デッドタイムとなることである。

我々は、上記の３種類のアプローチすべてにおいて、リアルタイム・ユーザ対話 と、決定ノードにおいてだけでなくイメージ・ディスプレイの間中一定している 万能自由度の可能性とが、ノ＼−ドウエヱの処理に依存することを理解した。ま た、極度に大型のメモリを使用しない限り、フルカラーの高解像度イメージを得 ることは不可能である。極度に大型のメモリはソフトウェアである。このビデオ ・ディスク・プレイヤは大型光学メモリと呼ばれることが多い。

困難は、中央演算装Ｗ（又はマイクロプロセッサ）が、どのように高解像度カラ ー画面を構成する情報の無数のデータビット（１０’）をリアルタイムで「数値 演算する」かということである。その方法がない限り、中央演算装置を非常に大 きくすることはできない。

以下の説明から明らかになる通り、本発明は、ユーザとリアルタイムで対話し、 全部をマイクロプロセッサが作ったグラフインクを基礎とする現在のゲームより もさらに真実性があるディスプレーを、ゲームの環境において、リアルタイムで 提供することができる対話形ビデオシステムを提供することができる。そのよう にして節約された処理能力は、さらに複雑なシステム機能に、及び／又は、スク リーン上のゲーム環境を高める高解像度の充填グラフィックの提供に、与えるこ とができる。

本発明は、システム制御装置と、記録媒体に記憶された動く画面のシーケンスを 再生するためのビデオ再生装置と、上記ビデオ再生装置からのビデオ画面を再生 するためのディスプレイ装置と、ユーザが上記制御装置と対話することができる ようにするためのユーザ入力装置とから成り、上記制御装置が、予め定められた 規則と、上記入力装置を経由する入力としての上記ディスプレイ装置に対するユ ーザの応答とに従って、上記ビデオ再生装置の動作を制御するようにプログラム されているビデオシステムに係るものである。上記システム制御装置はグラフイ ンク情報を提供することができるが、このグラフインク情報は、上記再生装置か らのビデオ信号と混合させることができ、又は、再生された動く画面のシーケン スの間に挾むこともできる。このグラフインク情報もやはり、予め定めた規則と 、オプションとしてのユーザの応答とに従って、例えば、スコア、状態報告、プ ロンプト又は命令をディスプレイすることを決定することができる。動く画面（ 移動画面又は運動画面）のシーケンスは、現実行動のシーケンスのフィルム又は モデル、若しくは、アニメーションとして、フィルムに収めることができる。

予め定めた規則は、特定のビデオ・ゲームを提供するのに要求される機能を実行 するためのシステムのハードウェアの走査を調整するのに必要となる制御機構で 、構成することができる。ビデオ再生袋！（ビデオ再生装置）は、移動画面のシ ーケンスを再生するためのゲーム規則に従づてシステム制御装置によって制御す ることができ、オプションとして、システム制御装置に、ユーザの応答とゲーム の状態とに従ってグラフインク情報をディスプレイに加えさせることができる。

ゲーム中の特定の段階において、ユーザの応答によって、又は、ゲームの規則に よって、再生されている移動画面のシーケンスの次の移動画面のシーケンスを決 定することができるように、システム制御装置のプログラムを組むことができる ０次に発生することをユーザの応答又はスコアによって決定する場合、ゲームの 一般的な流れの中にブランチ点が生じることがある。

本発明の第１の局面は、リアルタイム対話形ビデオシステムが、ビデオ・プログ ラム材料を再生するための手段であるビデオ再生装置と、この再生装置から再生 されたビデオ情報をディスプレイするためのディスプレイ装置と、このディスプ レイに対する再生されたビデオ信号の配送を制御するために動作するシステム制 御装置とで構成されているため、既存のグラフィック専用ビデオシステムよりも 相当に多くの融通性と潜在性とを持っており、その結果、記録媒体に多数の代替 移動画面のシーケンスが記録されていて、各シーケンス中の新しい画面速度がビ デオ・プログラム材料のフレーム速度よりも低いとき、特定のシーケンスのフレ ームをプログラム材料から引出し、その後、再生された選択代替物のフレーム速 度がビデオ・プログラム材料のフレームと等しくなるように、各オリジナル・フ レームからデュプリケート・フレームのシーケンスを作るための処理回路によっ て処理することができる。

ビデオ・プログラム材料中にブランチ点があることがある。ブランチ点という用 語は、可能性があるフレームのシーケンスが２つ又はそれより多くあり、それら のフレームのシーケンスの１つだけが要望される場合、どのフレームのシーケン スを次に再生するかをユーザの応答が決定するという状態を指すために使用され る。都合よく考えられている通り、ブランチ点ではその通りであるが、例えば、 横に並んでいる地域のストリップ（細長い土地）をカバーするフレームシーケン スがあり、１つのストリップから隣接ストリップへの横方向コンポーネントを有 する運動が要求される場合にも、適用される。したがって、このシステムの走査 においては、動画のシーケンスは、制御装置にプログラムされた規則によって決 定される総合体制に従った連結方法のアクセスのために利用することができ、ま た、再生される動画のシーケンスの特定の順序を、規則に従って又はユーザーの 応答に従って、決定することができる。

プログラム材料中のブランチ点の１つを相当な連続層で横断させると、ビデオ情 報がビデオ・ディスク上に記憶されているかテープ上に記憶されているかにかか わらず、記憶されたビデオ情報の特定の部分にアクセスするために要する時間を 理由として、現行のビデオ再生ハードウェアに１つの問題が生じる。１つの解決 法は、グラフインクの「合間１を用意し、演算装置が作ったグラフィックだけを その中にディスプレイすることである。ただし、純粋なグラフインクと、真の動 画イメージであるかも知れないものとの間に前進後退の転移があるため、このこ とは、美学的観点からは特に喜ばしいことではない。

本発明の第１の局面は、１つの代替方法を提供する。その代替方法によると、プ ログラム・ブランチ点の１つの横断を、リアルタイムで、また、グラフインクと 動画のイメージとの間を前後にシフトする必要なく、行うことができる。従って 、本発明のこの局面は、記録媒体からの情報の連続読出しの間、代替シーケンス のそれぞれからの情報の反復シーケンスで読出すことができるようにするため、 ブランチ点からの様々な代替シーケンスからのビデオ情報を、記録媒体上にイン ターレース方式で記録することを提案している。

また、本発明のこの局面は、記録媒体上にインターリーブされた様式で連続的に 配置された代替物の代替動画シーケンスフレームの多数で構成されたビデオ・プ ログラム材料が記録されている記録媒体を提供する０代替シーケンスは、ビデオ ・プログラム材料中のブランチ点においてスタートすることができ、各代替シー ケンスに、先行するプログラム材料の代替シーケンスを構成させることができる 。

例えば、３つの代替物がある場合、フレームが３つの代替物の第１フレーム中に 連続して記録され、その後、３つの代替物の第２のフレームに連続して記録され 、以下同様に記録されるように、代替シーケンスがフレームによってインターレ ースされることが望ましい。これらのものが連続的に読出しされると仮定すると 、所望のシーケンスのフレームを検索するために時分割デマルチプレクサを使用 することができる。′″ｎ″個の代替物がある場合、いずれか１つの代替物の新 しいフレームのフレーム速度が、再生された情報の総フレーム速度のｎ分の１で あることは明らかであろう、従って、時分側逆多重化（デマルチプレクシング） の後に、所望のシーケンスの連続フレーム間の時間を充填する処理を続けなけれ ばならない。

この処理は、そのシーケンス中の最後に読出したフレームをさらにｎ−１回だけ 反復させ、原フレーム速度を回復させることによって行うことができる。ただし 、このことはやはり、再生されたイメージが、フレーム速度のｎ分の１だけ更新 されることになることを意味することになる。この事実を補償するため、ピュア ー／ユーザの目／頭脳上の情報処理要求を増加させるための手段を採択すること ができる。このことを行うための１つの提案は、フレームの反復に際しての輝度 情報及び／又は色度情報の変調が関係する。

例えば、各代替物のフレーム速度が通常速度の３分の１となるように３つの代替 シーケンスがインターリーブしている場合、本発明の第２の局面に従うと、フレ ームの最初の反復の間にカラー・バランスをシフトさせることができ、フレーム の第２の反復の間に輝度レベルをシフトさせることができる。上記の両シフトは 共に、原フレームに対比して行われる。

この特徴は、同じ入力フレームが１回よりも多くディスプレイされるビデオ・デ ィスプレイにさらに−・般的に通用することができ、上記の通りブランチ点から 放射されるインタリーブされたフレームとの使用に限定されない。

本発明の第３の局面は、特に、ユーザが、記録媒体上に記録された地域を現実的 に横切って動くように見える可能性に関して、現在までに利用することができた ものよりもさらに真実的なディスプレイの提供に関するものである。ユーザが経 路上を移動することができることが望ましいが、その経路は必ずしも、原フレー ムを撮影したカメラがたどった経路に対応する必要はなく、実際に、ユーザは、 景観中のある物体を、カメラがそれらの物体を通過した側とは別の側を通過する ことを望むことができる。すなわち、カメラがその物体の右を通過した場合に、 ユーザはその物体の左を通過することを望むことができる。各フレームについて の視点を再計算し、それに応じてフレームを調節するためには、大量のコンピュ ータ処理が要求されるため、既知のシステムにおいて、ディスプレイ中に詳細に そのような描写の変化を造ることは、困難である。

本発明の第３の曲面に従い、我々は、記録媒体上に記録された各フレー・ムが、 一時にディスプレイすることができる情報よりも事実上多くの情報を収容してい る対話形ビデオシステムを提供する。フレーム全体が記録媒体から半導体メモリ （ＲＡＭ記憶装置）中に装架される。ただし、ディスプレイのために選択される のは、記憶されているフレームの所要の部分だけである。

さらに、その選択された部分は、２つの要素、すなわち、（ｉ）所望の運動の指 示を提供するジョイスティックからのようなユーザの入力と、（１１）記録媒体 上に記憶されているフレームの間の透視変化を正確に手加減するように計算され ている、ディスプレイされた部分の現在の位置の関数とに従って、フレーム毎に 変化する。

本発明の様々な局面において本発明を具体化している例を、図面を参照して説明 する。

図示されたシステムの多数の用途の一つは、コンビエータとの制御された対話と 、例えば、ウェルシュ・バレイを通る低空飛行や土星の景観上の飛行、又は、ニ ューヨークの街路を通過するドライブをシミュレートするようにプログラムする ことができる光学的に作られたイメージとを作る用途である。原子核物理学者か らの対話形講義はもちろん、制御された話題の範囲内での論議が可能になる。

その他のシステムとの大きな相違は、例として図示したシステムが、毎秒２５メ ガバイトの画面データを扱うことができ、結果として得られた高解像度画面を、 指定されたいずれかのインタフェースにおけるユーザの入力に従って円滑に操作 することができることがであるや その操作自体は、円滑であるだけでなく、我々が、ａ、ＶＣ＜アレイ・ベクトル 調整）とＰＰＴ　（擬憤透視変換）と呼ぶテクニックを使用するシミュレーショ ンの真実性に従う。スクリーン上の結果は、記憶された世界をユーザが探険する ためにはかなり万能である自由度であり、最高４０ギガバイトまでのデータで構 成することができる。この方法で、このシステムは、僅かな見掛けの制限はある が、「ユーザをコックビットに座らせるＪことができる。

このシステムは、広範囲の用途を念頭に置いて使用することができる。「危機の ボテジシャル」のような特定の用途においてだけであるが、「リアルタイム基準 Ｊが関係している。

ハードウェアは、メモリ装置と、位置を変えることができる知能ソフト・アドレ ス・フレームスドアと、画素補間回路とで構成することができる。ソウトウエア は、正確なフレーム番号を登録する計数マイクロプロセッサを「クロックする」 フレームスドアを通して対話することができる符号化したビデオ・ディスク、コ ンパクトディスク、若しくは、ＶＨ３又はベータマックスのビデオテープ媒体（ プラス同期トランク）で構成されている。

フレームスドアの中には、ウィンドウ位置が作られており、その位置アドレスは 、大規模に増やすことができる。幾何的機能や歪みの採用によって自然の透視を 作ることはできない。その結果、イメージと付帯する光学的透視性の完全性は、 大量のゲオマセマテイカル変換（ナンバー・クランチング）によることなく、持 続される。

ビデオ・ディスクの位置のアドレス決めと特殊符号化との規則は、自然の透視変 換を含むリアルタイム対話効果を作るために重要である。

データ保管媒体としてコンパクト・ディスクを使用する場合、帯域幅とデータ移 動速度とが減少する結果、イメージの詳細が十分でなくなる。ただし、もう一度 、対話がリアルタイムで起きるようにすることができる。

記憶された各「ゲームの世界コは、光学的なプレイヤのシナリオを多数持つこと ができるので、イメージとともに５本のステレオ音響トランクをディスク上に記 憶させることが可能になる（マルチビジュアル概念）ディスク・プレイヤ（シス テム内の「ビデオ供給源」となることを意図した）に関する詳細な仕様の入手可 能性に応じて、この原理は、８　ｋＨｚチャンネル内の省略レシオ（オミッショ ン・レシオ）と、可能性がある周波数との変調に基づ＜４０ｋＨｚ（ＰＣＭ）の 帯域幅内の１００ｋＨｚのデータ・バンキングに関与することになる。このよう にして、各パホーマンスについてのイメージと附属音響トランクとの両方を、独 自の方法で探求することができる。

具体的な規則がフィルム作りと後製作（ポスト・プロダクション）とを支配する 。符号化した特定のパラメータをディスク上に記憶させ、各プログラム走行の初 めに下方に荷重（ダウンロード）させることができる。

このシステムは、家庭用と職業用との両方のレジャー、教育、訓練及びビジネス の用途に適している。

図示した望ましいシステムは、シングル読出しヘッド及びシングル・ディスク・ プレイヤを使用するものであり、ウェルシュ・バレイを通る低空飛行やニューヨ ーク市を通るドライブなど、真実味があるシミュレーションを作ることができる 。このシステムは、最終のイメージまでを通して、準万能自由度を作ることがで き、付随するダイナミック透視変化は、ディスプレイされたイメージを作るため にハードウェアとソウトウエアとの両方が結合された結果である。

このシステムがディスプレイしたイメージは、フルカラーで高解像度の画面とす ることができるが、ディスプレイされるダイナミフり透視は、予め選択されるの ではなく、ユーザが選択した「飛行経路」に適するように連続的に変化すること ができる。

リアルタイムの準万能自由度を達成するため、すべてが一つのシステム内にある 下記の３つのテクニックを、このシステムが採用することが望ましい、我々は、 この望ましいシステムをＲＩＶシステムと呼んでいる。

１）ＲＩＶ：符号化及び復号化 ２）ＲＩＶ：クロマトロン ３）ＲＩＶ：透視効果 −Ａ、Ｖ、Ｃ（アレイ・ベクトル調整）−Ｎ、Ｐ、Ａ（自然透視アルゴリズム） Ａ、Ｖ、ＣとＮ、Ｐ、Ａとは結合して −Ｐ、Ｐ、Ｔ（擬似透視変換）を提供する。

１、ＲＩＶ：符号化及び復号化 ＲＩＶビデオ・ディスクには、特殊なディスク形状があり、その第１の局面は、 時間のチャプタ５個が連続的にインタリーブされているため、異なった５つのシ ーケンスを示すイメージがチャプタＡ。

ＢＳＣ，Ｄ及びＥに連続してフィルムに収められた場合、それらのイメージは、 連続的にインタリーブされた方法で特殊ディスク上に記憶される：すなわち、（ フレーム）　Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋ＡＪｚＣＪＪｚＡＪｓＣ３ＤＪｓ・・−−− −−−’Ａ　ｌ　００ＢＩＤ。Ｃ１゜。ＤＩＯｏＥ、。。となり、各チャプタが １００フレームの長さである場合、この５個のチャプタが５００個のフレームを 占める。

ビデオ・ディスクから来る信号は、イメージが混同した無意味なものである。５ ／６０秒又は５１５０秒毎に５個の異なった長めを示すこの混同したイメージを 、ＲＩＶ符号と呼ぶ。

ＲＩＶ：符号化は、この連続的にインタリーブされた方法によるビデオ・ディス クの支配のことである。

各チャプタ内の各フレームと、グループ内の付随チャプタ中の関連フレームとの 間の関係は、アレイ・ベクトル調整（Ａ、Ｖ、Ｃ）に属する（ＲＩ　Ｖ　：透視 効果参照）。

ＲＩＶ：符号化は、このシステムのソウトウエア・コンポーネントのことである 。ＲＩＶ：復号化は、すべてのハードウェア・コンポーネント、特に、ＲＩＶ符 号化信号の復号化の責任を負うすべてのハードウェア・コンポーネントのことで ある。

ＲＩＶビデオ・ディスクプレイヤは、標準速度（３０／　２５　ｒ、ｐ、ｓ。

であるが、我々は３０という）で回転するが、ヘッドは、通常の速度の倍の速度 でディスク上を移動し、毎秒６０本の溝を読出す、その結果、ヘッドが善導の上 にある時間は、移動前の回転の半分の間だけであり、従って、ヘッドは、善導の ２個のフィールドのうちの１つのフィールドしか読出さない、ヘッドの運動は、 各フィールド内の（ＶＢＩ）垂直ブランキング期間ラインによって同期されてい るので、ヘッドは、各フィールド（２個のフィールドから）を完全に読出した後 、善導から移動する。従って、ディスク・プレイヤを離れる信号には、毎秒６０ 個の完全なフィールドが含まれている。

従って、毎秒６０個のフィールドを、下記の通り表現することができる： Ａ　＋　Ｂ　＋　Ｃ＋　Ｄ＋　Ｅ＋ＡＪｚＣｚＤｚＥｚ’−−−’−−ＡｉｏＢ ｉｏＣｉｏＤｂ　ｏＥｈｓフレーム・グラバには、入力ストリームから５個目毎 のフィールドを位相サイクルで掴む役割があり、従って、フレーム・グラバを離 れる信号は、下記の通り表現することができる：Ａ　＋　’−−−−−・−−− −−１ｔ・・・−・・−・Ａ、・−−−−ｍ＝・・−Ａ４−・・−・−・Ａ５・ −・−−−−−一・−フレームスドア・コンポーネントは、記憶されたフィール ドから、フルフレーム反復フィールドのインクレースされた走査画面を作る。

フレームスドアはまた、第２及び第３の反復されたフレーム画面にカラー情報を 追加する。これがクマトロン・システムであり、下記のように示される： （Ａ’＋Ａ’＋Ａ”＋Ａ”＋Ａ’＋Ａ’□７＋ｔｐ、２！−・−・−・−）フレ ームスドア・マイクロプロセッサはまた、フレームスドア内にウィンドウ・バッ ファを作る。そのウィンドウ・バッファは単独でモニタへの読出しを行う、この ウィンドウは、「リフレッシュ・アレイＪ（ＲＩＶ：ｉ視効果参照）と呼ばれ、 マイクロプロセッサの制御を通して運動すると、擬像透過変換（Ｐ、Ｐ、Ｔ、） が生じる（ＲＩ　Ｖ　：透視効果参照）。

２、ＲＩＶ：クロマトロン 心理学的知能モデルに基づく原理を通して、赤及び青のスペクトルに向かう交互 のシフトを伴うビデオ信号の色褪間は、フレームスドア（Ｃ，Ｔ、Ｌ、）　、す なわちカラー・ルックアップテーブルのマイクロプロセッサ制御を通して行われ る。この補間は、総合Ｒ１■戦略を支援する、人による処理の要求を増大する。

３、ＲＩＶ：透視効果 Ａ、Ｖ、Ｃ０調整は、フィルム撮影テクニックのカメラ移動軸と、その後のハー ドウェア処理との両方を指す、フィルム撮影テクニックの中で、各チャプタはア レイ・ベクトルと呼ばれ、３次元（２次元プラス運動（時間））の実体として処 理される。

ＲＩＶ透視テクニックは、ＲＩＶが準万能自由度を作ることができるようにする 責任の大部分を負う。

基本原則は、最終ダイナミック透視変化が、観察された環境上のカメラ移動の結 果であるビデオ・ディスク上に記憶された透視効果と、マイクロプロセッサが制 御したリフレッシュ・アレイの運動とによってフレームスドア内に作られた透視 効果との立社であることであり、ユーザ・スクリーン上の最終のダイナミック透 視変化は、我々が擬似透視変換ＣＰ、Ｐ、Ｔ、　）と呼ぶものであり、Ｐ、Ｐ。

Ｔ、は本質的に、通常の「リアルな」透視変化の場合と同じ規則に従っているの で、説得力がある。

フレームスドア中のリフレッシュ・アレイ運動（ＲＡＭＩＩ　）を支配する特定 の規則があるが、その規則は、以下の説明の中で詳細に説明する。

以下、添付図面を参照し、例を挙げて、本発明をさらに説明する。

第１図は、本発明の一つの実施例の機能ブロック図である。

第２図は、第１図のシステムの動作を示す。

第３図は、第１図のシステムの動作の間のビデオ信号の処理を示す。

第４図は、第１図のシステムのビデオ信号処理回路の一つの形態の機能ブロック 図である。

第５図は、記録されたフレームを、第１図のシステムによってディスプレイされ た景観上の飛行に関係させることができる方法を、いくらか線図的に示す。

第６図は、ビデオ記録媒体を通していずれかの方向に読出すことができるように するためのフレームの２つのシリーズの配置を、線図的に示す。

第７図は、第５図に対応するが、異なった飛行経路を、ビデオ記録媒体上のフレ ームシーケンスに関係させる方法を示す。

第８図は、第１図のシステムに多チヤンネル音響を追加することができる方法を 、線図的に示す。

第９図は、第８図の装置の動作を示す。

第１０図は、リフレッシュ・アレイとフレームスドアとの間の関係を示す。

第１１図は、第１０図に類似した図であり、モニタ上でのディスプレイのために リフレッシュ・アレイが選択した、フレームスドア内の画面の部分を示す。

第１２圀は、リフレッシュ・アレイを定義するための座標の使用を示す。

第１３図は、擬憤迅視変換の動作を示すシーケンスである。

第１４図は、物体を「間違ったＪ側で追い抜く幻想が作られる様子を示す。

第１５図と第１５Ａ図とは、リフレッシュ・アレイの運動の速度と、カメラの経 路の側への距離が異なるいくつかの物体に関するフレームスドアの中心からの距 離との間の関係を示す曲線を示す。

第１６図は、上記曲線の一つを詳細に示す。

第１７図は、３つの隣接シーケンスを作成するに際してカメラが従った平行経路 を示す。

第１８図は、３つの放射状カメラ経路を示す。

第１９図は、上記３つの経路の一つについての連続フレームを示す。

第２０図は、連続フレームのシーケンスの一つのフレーム中の画面の縁に移動し ているリフレッシュ・アレイを示す。

第２１図は、上記３つのシーケンスのフレームの相関関係を示す。

第２２図は、隣接チャンネルからのフレームの番号付けと、インクリーブされた ストレージとを示す。

第２３図は、１個のフレームの４個の象限への分割を示す。

第２４図から第２７図までは、３つのフレームシーケンスによって１個のパノラ マを作る方法を示す。

第２８図と第２８Ａ図とは、３６０度をカバーするために、シーケンスＡ、Ｂ、 Ｃを横に並べて反復させる方法を示す。

第２９図は、結果として生じたパノラマを示す。

第３０図は、第１６図を基礎とした図であり、曲線運動に対する関係を示す。

第３０Ａ図と第３０Ｂ図とは、インタリーブされたシーケンス間に変更がある場 合の、第１６図のセクタ間の運動をさらに示す。

第３１図は、前景、中量及び背景の増分運動の速度が異なる様子を示す。

第３２図は、低空飛行中の航空機に関係する垂直面内の、第１５図に基づく曲線 を示す。

第３２Ａ図と第３２Ｂ図とは、得られた効果と、その効果を得るための動作の方 法とを示す。

第３３図、第３３Ａ図、第３４図、第３４Ａ図及び第３４Ｂ図は、自然透視アル ゴリズムの理論的基礎を示す。

第３５図から第３ＳＪ図までは、１つの物体について、異なったフレームシーケ ンスが異なった眺め曲面を与える様子を示す。

第３６図は、フレームスドア上におけるリフレッシュ・アレイの「回転−の効果 を示す。

第３７Ａ図から第３７Ｅ図までは、運動視差を可能にするためのＮＰＡソフトウ ェアの動作を示すフロー・チャートである。

第３８図は、望ましいフレームスドアのブロック図である。

第３９図は、望ましいフレーム・グラバのブロック図である。

第４０図は、望ましいカラー処理サブシステムのブロック図である。

第４１図は、多重再生装置とバッファ型フレームスドアとに基づく改良型ビデオ 供給のブロック線図の詳細である。

第４２図と第４３図とは、既知の対話形ビデオシステムを示す。

第４４Ａ図から第４４Ｈ図までは、教育モードにおける上記システムの使用を示 す、　゛ 第４５図は、基本コンポーネントの一部を示す総合システムのブロック図である 。

第４６図は、一つの象限から他の象限への移動の方法を定義するテーブルである 。

以下において、本発明の上記の各種の特徴を、ビデオ・ゲーム・システムとして 使用するだめのリアルタイム対話形ビデオシステムにおける用途を参照して、説 明する。ただし、各種の概念と特徴とを、以下に挙げるいくつかの用途を含むそ の他の各種の用途に適用することができることは、明らかであろう。

第１図には、リアルタイム対話形ビデオシステム１が、機能ブロック図の形態で 示されている。大まかに言うと、主要システム・コンポーネントは下記の通りで ある： （１）マイクロコンピュータ１０：マイクロプロセッサを中心として作ることが でき、システムのすべての動作を制御するように、また、ユーザと対話するよう に、さらにまた、ディスプレイ用グラフィック情報を作るように、プログラムさ れている。

（２）ユーザ・インタフェース２０：２１のようなジョイスティック制ｍ装置及 び／又はキーボード（オプションとしてのビジュアル・ディスプレイ装置付き） ２２で構成することができる。

（３）ディスプレイ・システム３０：ビデオ・モニタ・テレビジョン・セント、 投写ＴＶ、又は、ビデオ画面をディスプレイするためのその他の適当な装置で、 構成することができる。

（４）ビデオ再生装置４０：記録媒体４１上に記憶された動画のシーケンスの再 生用。

（５１７４クロコンヒユータ１０とビデオ再生装置４０との間のインタフェース ５０：ゲームの過程で要求された通りの動画のシーケンスにアクセスするため、 ビデオ再生装置の動作をマイクロコンピュータが制御することができるようにす る。

（６）ビデオ信号処理回路６０：ビデオ再生装置４０の出力であるビデオ信号の 処理のため、その信号をマイクロコンピュータ１０によるグラフインク情報出力 とミンクスするため、及び、コンバインされた信号をディスプレイ・システム３ ０に送るためのもの。

マイクロコンピュータ１０は、適当なタイプのものとすることができ、また、シ ステムｌに専用とすることができ、さらにまた、ユーザ・インタフェース２０を 組み込むことができる。システム１を動作させるために必要なソフトウェアは、 マイクロコンピュータ１０内の不揮発性メモリー、例えば、フロッピー・ディス ク、ＲＯＭ（読出し専用メモリー）、カートリッジ又はテープカセットに記憶さ せることができる０代替方法として、ソフトウェアの少なくとも一部をビデオ記 録媒体４１に記憶させ、その後、システムの動作の初めにおいてソフトウェアに アクセスするためのブーツストランプ・ルーチンをマイクロコンピュータ１０に 組込み、マイクロコンピュータ１０を自己のＲＡＭ　（ランダム・アクセス・メ モリ）に装荷させることができる。特定のゲートをプレイするために要求される システム・ソフトウェアの部分だけでも、取外し可能な媒体上に記憶させ、プレ イされるゲームを他のゲームとすぐに交換することができるようにすることは、 望ましいことである。

ビデオ再生装置は、ビデオ・ディスク・プレイヤであるのが適当であり、レーザ ー走査型の品種であるのが望ましい０周知の通り、ビデオ情報は、ディスク上に らせんトランクとして配置された一連の顕微鏡的凹みの形態でレーザー走査型ビ デオ・ディスク上に符号化されている。再生の間、サーボ機構の制御の下でディ スクを半径方向に横切って移動する読取りヘッドは、非常に精細なレーザ・ビー ムをビットの列に向ける。光検出装置の構成は、らせんトラック上にサーボ・ロ ックされた読取りヘッドを保持させる役目と、記録されたピントによって符号化 されたビデオ情報を読取る役目とを果たす、従来と同様に、各ビデオ・フレーム は、２個のインタフェースされたフィールドで構成される０通常、整数個のフレ ーム（通常は１個のフレーム）がディスクの１回転毎に記録されており、そのデ ィスクは、再生の間、記録されているビデオ信号が通常のフレーム速度で再生さ れるように回転する構成となっている。米国において使用される場合、ディスク は通常１８００ｒｐｍで回転し、フレーム速度は３０フレ一ム／秒になる。

大まかに言うと、ビデオシステム１の動作は次の通りである：すなわち、マイク ロコンピュータ１０に記憶されたソフトウェアがゲームの一般的進行を指令し、 スコアがある場合はスコアを付ける等の作業を行い、インタフェース５０を経由 してビデオ・ディスク・プレイヤ４０を制御して、ゲームの特定の段階において 要求される動画のシーケンスにアクセスさせる。このシーケンスは、回路６０に よる処理とディスプレイとのため、出力時に届けられる。

いずれか特定のゲームのためには、ゲームが行われる視覚セフティングを提供す る一連の動作のシーケンスが記録されたビデオ・ディスク４１が使用される。動 画は、本質的に、マイクロコンピュータ１０によつて作られた別のグラフインク 情報のリアルタイム・スーパーインポジションから誘導したゲーム「アクシツン Ｊとともに背景を提供することができ、又は、ゲーム・アクションの少なくとも 一部を動画中に含めることができる。動画のシーケンスは、実生活中でもしくは モデルを使用して、フィルムに収めることができ、又は、芸術家が描いたか、も しくは、コンビ二一夕の支援を得た、解像度が極めて高いアニメーション・シス テム（このアニメーション・システムが現在使用に供されるようになっている） の１つで作られたアニメーションとすることができる。

上記の通り、プログラムを２つ又はそれより多い代替シーケンスに枝分れさせる １個又はそれより多いブランチ点をビデオ・プログラム材料中に含ませることが できる。どのシーケンスを選択するかは、ゲームの規則に従うが、ユーザ・イン タフェース２０を通した入力としてのユーザの選択に従わせることができ、又は 、例えば、ゲームにおけるユーザのそれまでの成績によって決定することができ る０例えば、スコアがある特定の値に達したとき、一つのオプションを動作させ ることができ、又は、スコアがあまり高くないときに他のオプションを動作させ ることができ、又は、すでにディスプレイされたシーケンスに従って次のシーケ ンスを選択することができる。

ゲームを、ビデオ・ディスク４１の１回の完全な読出しに限定する必要はない、 ゲームのセグメントをビデオ・ディスク上に様々に分散させ、そのセグメントを 、インタフェース５０を介してマイクロコンピュータ１０がディスク・プレイヤ ４０に届ける適当なアクセス命令によって、適当な材料中に結合させることがで きる。

インタフェース５０に使用される回路は、なかでも、そのシステムにおいて使用 される特定のマイクロコンピュータとビデオ再生装置とによって決まる。主とし て、回路の機能は、要求された動画のシーケンスにアクセスするため、及び、そ の要求された動作のシーケンスを、要求された順序で、要求されたときに読取る ための命令を、マイクロコンピュータ１０からビデオ再生装置に提供することで ある。再生装置がビデオ・ディスク・プレイヤである場合、ディスクに記憶され たプログラム材料にアクセスするために、ディスク上の特定の半径位置に読出し ヘッドを移動させる命令を、上記の命令の中に含めることができる。通信プロト コルを実行させて、命令された位置に到達したとき、ヘッドがビデオ・トラック の所要の部分にロックされたとき等を示す信号を、再生装置に提供させることが できるようにするため、インタフェースをツー・ウェーとすることができる。ま た、システムのビデオ同期をビデオ再生装置の出力から誘導させ、それによって 、インタフェース５０が、フレーム信号、カラー・フレーム信号並びにライン及 び垂直フィールド信号などの同期信号を再生装置のビデオ出力からマイクロコン ピュータ１０に提供することができるようにすることが、好都合であることがあ る。

第２図は、このシステムの一般的機能を線図的に示す。第２図に示しである通り 、マイクロコンピュータ１０はユーザ・インタフェースにおける入力をモニタし 、ゲーム・ソフトウェアに従ってユーザ活動を解釈し、適切な動画シーケンスに アクセスするため、及び、必要であれば、適切な追加グラフインクを作るための 適当な読出し命令を、ビデオ・ディスク・プレイヤ４０に送る。ビデオ・ディス ク・プレイヤ４０からの信号出力は、処理回路６ｏにょワて処理され、同時発生 する代替動画シーケンスを利用することができる場合は、適当な動画シーケンス が選択されて、マイクロコンピュータ１０の出力による処理を受ける。出力とな るビデオ信号は、マイクロコンピュータ１０から来たコンピュータが作ったグラ フインクと処理回路６０中でミックスされ、コンバインされた出力が、ディスプ レイ・システム３０を通してユーザのためにディスプレイされる。

スコア、プロンプト及びユーザに対する命令などのテキスト情報はもちろん、例 えば、移動ミサイルやロケット、爆発、星や遊星、地形や景観の特徴等を提供す るように、コンピュータが作ったグラフィックを、予め記録されたビデオ画面が 提供する画面中に統合することができる。

第３図の目的は、ビデオ・ディスク４１に記録された信号のフォーマットと、信 号処理回路６０の動作とを説明することである。第３ａ図は、１つの動画シーケ ンスのフレームＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４−・−・・・・・−・を示す、これらの フレームは、ビデオ・ディスク上のらせんトランクの周囲に連続的に記録されて おり、１個のフレームがビデオ・ディスクの１回転を占有する。ビデオ・ディス ク・プレイヤ４０の読出しヘッドが、隣接するフレームを読出すように制御され ていると仮定した場合、第３ａ図中の縦座標が、ビデオ・ディスク上のらせんト ラックに沿った距離を代表するほか、時間をも代表していることは明らかである 。

第３ｂ図は、ビデオ・ディスク４１上のビデオ・プログラム材料中のブランチ点 の１つにおける対応状態を示す、第３ｂ図は、３個のオプション、すなわちＡ、 Ｂ、Ｃがある場合の状態を示す。各オプションの連続フレームは、連続インタリ ーブ方式でビデオ・ディスフ４１上に記録されている。すなわち、オプションＡ の第１のフレームの後にはオプションＢの第１のフレームが続き、その後にはオ プションＣの第１のフレームが続き、その後にはオプションＡの第２のフレーム が続き、以下同様である。このようにインクリーブされているため、読出しヘッ ドがビデオ・ディスク４１から隣接フレームを連続的に読出すと仮定すると、ビ デオ・ディスク・プレイヤ４０の出力の時分割逆多重化（デマルチプレクシング ）によって、１つのオプション（例えば：　ＦＩＢ、、Ｆ２Ｂ、Ｆ３Ｂ・・−・ −・・・・−）のフレームを選択することができる。このプロセスを第３Ｃ図に 示す。

第３Ｃ図から明らかになる通り、連続フレームの間にはタイムギャップがあり、 ディスプレイのための連続ビデオ信号を提供するため、各フレームは、そのギャ ップを埋めるのに、第３Ｄ図に示す通り反復される。従って、実際にディスプレ イされるものは、フレームＦＩＢＳＦＩＢ’、ＦＩＢ’、Ｆ２Ｂ、Ｆ２Ｂ′等の シーケンスである。その時の新しい画面速度はりプレイ・フレーム速度の３分の １であるため、信号処理回路６０を、目／頭脳に対する情報処理負荷を増大させ るようにビデオ信号を適切に修正するように、構成することができる。

第４図は、信号処理回路６０についての可能性がある１つの構成を示す。ビデオ ・ディスク・プレイヤ４０の出力は、処理のため、入力端子６１に与えられる。

ビデオ信号の要求された処理に関する命令をマイクロコンピュータ１０から受領 するため、及び、受領した命令が実行されるようにその他の回路を制御するため 、タイミング及び制御回路６２がマイクロコンピュータ１０に接続される。マイ クロコンビ二−タ１０からの命令には、なかでも、オプション・ブランチ点の１ つの後に、選択された代替動画シーケンスを信号処理回路が復号化しなければな らないかどうかが含まれている。信号処理回路を適切に調整することができるよ うにするため、タイミング制御回路６２は、入来するビデオ信号中の垂直及び／ 又は水平同期信号に対応するタイミング信号を提供する同期ストリンパ６３の出 力を受けることができる。別の方法として、マイクロコンピュータ１０が適当な 同期信号を提供することができる。

アナログ時分割デマルチプレクサ及びデータ選択器６４は、入来するビデオ信号 を受け、タイミング及び制御回路６２からの制御信号に応じて、選択されたオプ ションの連続フレームを、連続フレームが読出されるフレームスドア６５までを 通じて、ゲート制御する。

このフレームスドア６５は、適当なアナログ又はデジタルの形態とすることがで き、第３Ｄ図に示す通りギャップを満たすために、選択された各フレームが出力 において十分な回数反復されるように構成されている。この出力は、変調器又は 変更子６６に与えられる。

変調器６６は、この変調器６６が提供する情報処理負荷が増大するように、ビデ オ信号を処理する。３つのオプションがあるために、選択された各フレームを２ 回反復させなければならない場合、第１の反復は、原フレームと比較して変動し ている色差信号の１つの相対的なレベルを備えることができ、第２の反復は、変 動している輝度レベルを持つことができ、又は、第１と第２の反復がこれとは反 対のものを持つことができる。タイミング及び制御回路６２は、変調器６６の出 力又は原人力ビデオ信号のいずれかを、ある特定の時点でどちらが要求されてい るかに応じて、出力に届けることができるように、ゲート又は電子スイッチ６７ を制御する。

処理された出力は、ミキサ６８を経由して届けられる。ミキサ６８を使用するの は、処理されたビデオ信号を、マイクロコンピュータ１０からの入力グラフィッ ク・データとミックスするためである。

第４図のブロック６９は、要求されることがあるビデオ信号のその後の処理を引 受ける。

システムが、調整することなく、異なったフレーム速度を取扱うことができるよ うに、特に、ヨーロッパで使用されている２５ｆｐｓのフレーム速度と、米国で 使用されている３０ｆｐｓとを取扱うことができるようになって゛いることが、 望ましい。このことは、例えば、システム・タイミング回路中にスイッチ又はジ ャンパ・ワイヤを配置することによって達成することができる。別の方法として 、例えば、ビデオ再生装置からのビデオ信号をモニタし、適当な指示信号を、を マイクロコンピュータ１０、又は、システム・タイミング信号を作る責任を負う その他の回路に提供するように配置された、フレーム速度を自動的に検出するた めの回路を、システム・ハードウェア中に含めることができる＊７、デコーダ６ ０が正確に機能することを保証するため、使用されているフレーム速度にシステ ムを調整する必要があるのは、もちろんである。

第５図は、３つの異なった飛行経路Ａ、Ｂ、Ｃを示すための景観上の飛行の表示 において使用されている、ゲーム中のブランチ点において利用することができる ３つのオプションを示す。３つのオプションで利用することができる３つの自由 度は、同様に、水平飛行、上昇飛行及び下降飛行の間の選択を提供することがで きるはずである。同時に、５つのオプションで、上／下、左／右及び直進のオプ ションを収容することができるはずである。第５図はまた、マイクロコンピュー タ１０が作ったグラフィックによって、都市１００及び１０１のように景観の特 定の細部を動作の景観中に挿入する方法を示している。このグラフィックはまた 、ゲームを反復する場合、又は、同じ景観がゲーム中で１回よりも多く反復使用 される場合、変化を提供するために、その景観及び／又は空の色を変えるのに使 用することができるはずである。マイクロコンピュータ１０が、航空機、宇宙船 、兵器類等々のイメージを作ることができるはずであることは、明らかである。

挿入されたグラフインク材料が、リプレイされている動画オプションに従って、 例えば、別々のオプションが異なった飛行経路に関連している場合に従って、透 視又は高度を適切に変えるように、マイクロコンピュータ１０をプログラムする ことができるはずであることは、明らかである。

プログラム材料の成る点において、いずれかの方向にディスク上を移動すること ができることが、望ましいことがある。このことは、第６図に示す通り、インタ ーリーブしたフレームからなるディスクの２個の物理的点の間にプログラム材料 を置き、その中の１セントは内側への移動の間に読出され、他のセントは外側へ の移動の間に読出されるようにすることによって、達成することができる。第６ 図においては、内側に向けて移動中の読出しヘッドが読出すフレームは、Ｉ　　 （１）　−Ｉ　　（ｎ）と示されており、外側に向けての移動中に読出すフレー ムは、Ｏ（１）　−０（ｎ）と示されている。第６図のＸ−Ｙスパン間の移動の 間、すべてのフレームが読出しヘッドによって読取られるが、要求される方向に 応じて、■フレーム又はＯフレームのいずれかだけがディスプレイされることが 、理解されるであろう、このことは、信号処理回路６０を用いて、要求されるフ レームが選択されるようにタイミング及び制御回路６２に時分割デマルチプレク サを適切に動作させることによって、容易に達成することができる。まったく任 意に、第６図においては、外側に行くフレームの数の２倍の数の、内側に行くフ レームがある。ゲームの「ストーリｊが正確な方向に進行するように、フレーム の順序を適当にすることができることに、注目しなければならない。

この方法の使用法の一例は、動画シーケンスの一部が、ディスク・プレイヤの読 出しヘッドの内側に向けての運動の間に読出されるフレームと、ディスク・プレ イヤの読出しヘッドの外側に向けての運動の間に読出される残りのフレームとで 、構成されている。短い動画のシーケンスを２回又はそれより多く反復させるこ とによって、長いシーン、例えば、景観上の長い飛行をディスプレイすることが できるようにすることである。マイクロコンピュータ１ｏが提供する追加グラフ インク情報（例：地形の色と地形の特＠）を変更させることによってシーケンス を反復させた場合、実際にディスプレイされる眺めを変化させることができる。

、「オプシッンＪ復号化モードの間は、前のフレームの反復が完了するまでは新 しく読出されるフレームは要求されないので、反復によって、読出しヘッドが新 しい読出し位置に移動するための時間を提供することができる。このことは、ツ リー構造（木構造）を作り、各オブシッンのグループのブランチ点が提供するノ ードを備えるために使用されるシーケンスオプションのグループのシリーズを、 連続的に記録することができるようにする。このシリーズは、復号化の間のフレ ーム反復によって利用することができる時間が許す限り、拡大することができる 。前のパラグラフで説明した双方向通路と、ツリーの１個又はそれより多いブラ ンチとそのツリー中の先行ノードとの間にループを作るような他のテクニックと を使用して、ツリーを連結させることにより、総合構造をさらに作ることができ る。

例えば、ゲームをプレイするためにこのシステムを使用するに際して、ゲームが プレイされる度に異なったシーケンスが発生することができるようにするため、 プログラム材料を通して、非常に多数のオプション経路を築くように、これらの 原則を使用することができることが、理解されるであろう。

ビデオ・ディスク・プレイヤの読出しヘッドに、ディスクの異なった半径ゾーン の間のジャンプを実行させることが必要になることがある０図示したシステムの 場合、「オプシッンＪモードにおけるリプレイの間にビデオ信号のフレームを反 復させることは、環フレームの２回又はそれよりも多い反復の間、新しいフレー ムが要求されないことを意味する。さらに、ディスク上の大きなジャンプは、こ のジャンプの間にディスプレイされる連続した動画のフレームを所定のインタバ ルで配列し、前のフレームの重複によって利用することができる時間に対応する 距離を通じての読出しヘッドのスキップにより達することができるようにするこ とによって、達成することができる。

これらのテクニック、すなわち、記録媒体上のフレームのインタリーピングと、 リプレイの間のフレーム選択及び反復と、ディスク上のスキップ及びジャンプを 可能にするようにフレームが配置されたｒピントストップｊ又は「ステンピング ストーン」の方法とが、例えばビデオテープ、コンパクト・ディスクのような他 の記録媒体や、新しい画面へのアクセスの間に連続画面をディスプレイすること が望ましい例えばデータベースへのアクセス等にも適用することができることを 、理解することができるであろう。

第７図は、特定の地形上のゲームの過程における「出Ｈａを示す。

内側に向かう移動のためのフレームＺは、戻り移動のためのフレームＤとインタ リープしており、プレイヤは３つのオプショナル飛行正面Ａ、Ｂ、Ｃの一つを選 択することができ、この３つの経路の一つに沿った飛行が完了した後、画面は、 戻りシーケンスＤに切り換わる。このような動作は、ディスク・プレイヤ４ｏ及 び処理回路６０の動作をマイクロコンピュータ１０が適当に調整することによっ て、実行される。

このシステムには、プログラム材料に音響効果及び音楽伴奏を提供するため、多 チヤンネルオーディオ・セクションを含めることができる。

第８図は、その１例を示す。この例においては、やはりマイクロコンピュータ１ ０の制御下にある第２のビデオ・ディスク・プレイヤ１１０が、ビデオ・プログ ラムに伴うための８チヤンネルの音響を再生する。この８チヤンネルは、やはり マイクロコンピュータ１０の制御下にあるミキサ１２０がミックスし、ミックス された音響は、例えば、４チヤンネル構成で設定されたラウドスピーカ１３０３ 〜１３０ｄによって再生される。

第９図は、可能性がある８チヤンネルの一つの割当てを示す（８チヤンネルのそ れぞれのチャンネルは、適当な復号化可能な形態で、ステレオ情報を収容するこ とができる）、ゲームｒ環境」を向上させ、プレイヤへのフィードバックを提供 するため、音響効果、音楽並びにｒ破壊Ｊサウンド及び「成功Ｊサウンドが用意 されているさとか、認められるであろう、ゲームの現段階とゲームの進行状態と に応じて、各チャンネルの再生の相対レベル（０を含む）を特定のレベルに設定 するため、マイクロコンピュータ１０がミキサ１２０を制御することができる。

ゲームの状態に適した適応手段を音楽に備えるため、２又はそれより多いチャン ネルを、例えばバス・トランクのような、テンポの異なる音楽の低周波数コンポ ーネント用に取っておくことができ、その結果、それらのチャンネルをミックス することによって、音楽のベースが変化したように間がせることができる。上記 のゲーム・システムを家庭用とすることができ、アーシード・ゲーム機のような 丈夫なキャビネットに適当に内蔵させることができることが、理解されるであろ う。

上記においては、ビデオ・ゲームへの応用に関して本発明を説明したが、本発明 を使用することができるその他の応用が多数あることは明らかであろう。例えば 、本発明は、飛行及びドライブのシミュレーションのような各種のシミュレーシ ョン、学問主題に関する対話形指導、スポーツ及びレジャー活動等や１．対話形 コンピュータ・ソフトウェアのためのフレンドリ−なユーザ・インタフェースを 提供するために、使用することができる。ゲーム用途に関して説明した特徴は、 必要な修正を加えた上で、これらの他の用途において採用することができる。プ ログラム材料中のツリー及びループによって利用することができるようになった プログラム経路は、例えば、指導用途において、生徒がさらに詳細な説明を要求 し、必要な場合は指導材料の一部等の反復を助けることができるようにすること ができる。

このように、ビデオ・ディスク４１又はその他の記録媒体上のフレームのインク リーピングは、ブランチ点におけるアクセス時間を減少させ、ディスプレイの主 観的品質を改善する。ただし、ジョイスティック装置２１からの入力のようなユ ーザの入力に従って変動することができない限り、ディスプレイを非常に興味あ るものとすることができない、したがって、軌道上のレーシング・カーの例を挙 げると、軌道に沿って車が走るとき、車が軌道上を左右に動くように見えること が必要である。この運動のシミュレーションは、ディスプレイ・システム３０上 にディスプレイすることができるよりも這かに多数の画面を、システムが各フレ ームに記憶させることと、いずれの瞬間においても、ディスプレイのために、大 きな画面の正しい部分を選択することとを、要求する。このシステムは、ディス プレイ上にディスプレイされる２個のフレームの間のインターバルの間にビデオ ・ディスクから新しいフレームを読出し、その新しいフレームのどの部分をディ スプレイする必要があるかを決定しなければならないので、この動作は、非常に 本質的なデータ処理動作になる。ユーザ（又は車）は、軌道上を移動していると 仮定されているので、このフレームは、ディスプレイされた直前のフレームとは 異なったフレームになる。高品質ディスプレイに近付きつつあるものが、従来の テレビ放送において使用されているものと同じ順序の詳細の基準で達成されなけ ればならないのであれば、利用することができる短い時間中に処理しなければな らないデータの量は、現在商業的に利用することができるマイクロプロセッサの 容量を越えたものとなる。

我々は、関係する問題を解析し、また、処理要件を劇的に減少させて、対応した 画面品質の改善を実現することができるようにする解決を提供した。

ビデオ・ディスク４１からの各フレームが、成る時間の間、フレームスドア６５ 中に記憶されることが理解されるであろう。継続時間は、ビデオ・ディスク・プ レイヤが次の関連フレームを供給する速度によって定まる。利用することができ る時間は、最低でも、ｒ車Ｊが、「軌道」に沿って、そのシステムで可能な最高 速度で移動している場合の時間である。したがって、利用することができるフレ ームを作る速度は、フレームがビデオ・ディスク上にインターリフレームストア ６５の中では、完全フレーム画面を構成するすべてのビクセル（画素）のサブセ ント（部分集合）が作られる。このサブセントのことをリフレッシュ・アレイと 呼ぶ、第１０図に示す通り、フレームスドア６５は比較的大きな画面１５０から 成っており、サブセットすなわちリフレッシュ・アレイは、その大きな画面の中 にある遥かに小さな画面１５２からなっている。モニタ３０に供給されるのは、 リフレッシュ・アレイ１５２だけである。第１１図は、大きな画面１５０の一部 １５２が、モニタ上でディスプレイされた画面１５４となることを示す、ユーザ は、決して全フレームを見ることはなく、フレーム全体のサブセットだけを見る 。

フレームスドアに関係したレジスタは、大きな画面１５０のどの部分がリフレッ シュ・アレイ１５２を構成するかを定める値を保持する。この「ウィンドウｊは 、以下に説明する通り、座標方式で定義される。リフレッシュ・アレイは、フレ ームインタバル内において、フレームスドア内のいずれかの新しい位置に移転す ることができる０本発明に従ってこの変更を実行するため、フレームスドア６５ を制御するマイクロコンピュータ１０は、リフレッシュ・アレイを定義する座標 レジスタ内のＸ座標及びｙ座標の値を均等に調節するだけである。第１２図は、 座標値をフレームスドアの四隅及びリフレッシュ・アレイの四隅に関連させるこ とができる方法を図示する純粋な線図である。実際には、座標は、第１２図に示 すより遥かに精細に定義される。

実際には、やがて明らかになる理由のため、座標の原点（０，０）をフレームス ドアの中心点であると定義することが好都合である。

使用されているフレームシーケンスをフィルムに納めるために使用されたカメラ の運動の厚方向によって規定された中心経路に正確に沿ってユーザがｒ移動する ｊ場合、リフレッシュ・アレイの中心はフレームスドアの中心と一致し、さらに 、その点に留まることになる。従って、リフレッシュ・アレイの寸法は変更され ないで残るのであるから、座標ストア内に保持された値を変更させる必要はない 。

ただし、おそらくは、やはり中心を離れている物体を追って正面を向ける意図の もとに、原経路を離れる運動を示すため、ユーザがジョイスティック・ア゛レイ をその中心位置から移動させるや否や、リフレッシュ・アレイとして選択される ことになるフレームスドアの部分を連続的に変化させることが必要になって来る 。要求される変化のタイプの論議に際しては、以下の用語を使用する：ＮＰＡ＝ 自然透視アルゴリズム ＰＰＴ＝擬憤透視変換 ＡＶＣ−アレイ・ベクトル座標 さて、リフレッシュ・アレイをフレームワークの中心から離して動かすためにジ ョイスティックを移動させると、ＮＰＡは、リフレッシュ・アレイのＸ座標及び ｙｗ標のための増分をつくる。これらの増分は、追跡される物体の認識された経 路及び速度にリフレッシュ・アレイを適合させるものである。このソフトウェア は、ユーザが向かっている物体のフレームスドア（及び環フィルム）内の変位に 想到する均等な増分を大量に作ることによってリフレッシュ・アレイの運動を作 る。’！！７１体は、最初は、徐々に、その後は速度を増して、スクリーンの緑 に向かって通過することになる。この運動は、追跡されている物体が、リフレフ シュ・アレイの中心及びディスプレイの中心に留まる運動である。ユーザが物体 の追跡に成功している場合、その物体はリフレッシュ・アレイの中心に留まって いなけき、その物体は中心にはなかった。したがって、カメラが連続フレームを 撮影し、物体に近接した場合、その物体は画面の中心からますます多く、ますま す迅速に離れて移動する。

このことは、＋ａ）、（ｂｌ、（Ｃ１のシーケンスからの３個のフレームを示す 第１３図中に示されたシーケンス中に示されている。道路の遠端が画面の中心に あるので、車のかじ取りが正確に画面の中心を向いている場合、フレームスドア 中のリフレッシュ・アレイの位置に変更を加える必要はない、ただし、ジョイス ティックの運動によってユーザが僅かに右に逸脱し、標識１６０に正対したと仮 定して見よう、この場合、リフレッシュ・アレイは、標識１６０がリフレッシュ ・アレイの中心になるまで移動し、そこで、ジョイスティックは、このジョイス ティックの中心位置に戻されることになる。ここで、その標識は、常に、リフレ ッシュ・アレイの、すなわち、ディスプレイされた画面の中心位置に留まって見 えなければならない、しかし、連続フレーム、例えば（ｂ）及び（Ｃ）が通過す ると、連続フレームが近くになるにつれ、その標識はますますフレームスドア内 の中心を離れて運動することになる。従って、リフレッシュ・アレイは速度を増 して右に移動しなければならない、標識が、モニタのスクリーンの領域内で逸脱 しないことが、この図の重要な部分である。

上記の説明から、フレームスドア内におけるリフレッシュ・アレイの運動が２つ の要素によって起きることを知ることができる。第１の要素は、ジョイスティッ クの運動であり、第２の要素は、実際はフレームスドアの中心を離れている物体 に向かって正対し続けているとの幻影を与えるために必要な運動である。この要 素はＮＰＡが扱う。このＮＰＡはまた、記憶されたフレームを当初フィルム化し たときに発生した、直線からのすべての逸脱も扱う、ＮＰＡは、マイクロコンピ ュータ１０内の適当なソフトウェア・ルーチンによって実行ささる。

ジョイスティック制御によるリフレッシュ・アレイ・アドレス座標の増分が、フ レームスドア内に表示された物体の変位より先に進んだ場合、例えば、環カメラ が物体の右で物体を追い越したとき、モニタ・ディスプレイ上では、ユーザは、 物体を左で追い越した印象を得ることになる。これが、ユーザ運動制御の原理で あって、第１４図に示されている。３個の連続フレームｆａｌ、（ｂ）、（ｅ） が示されている。（ａ）においては、物体１７０はフレームスドアの中心のやや 右にあるので、もし、ユーザがジョイスティックを動かすことなく前進を続ける と、物体は、リフレッシュ・アレイの右及びディスプレイの右に、速度を増して 飛出すことになるはずである。ユーザは、物体がユーザの右でユーザを追い越し たことを見ることになるはずである。ただし、ユーザは鋭い右折を始めることが できるはずである。示された瞬間において物体がスクリーン上を５　ａａ　／　 ｓの速度で右に「動いているＪと仮定して見よう、１Ｑｃｓｏ／ｓの右方向運動 に相当する右折を開始すると、リフレッシュ・アレイは、物体の移動よりも迅速 に右に移動することになる。物体は、５　ｃｍ　／　ｓの速度で、リフレッシュ ・アレイに対して左に移動する。ディスプレイ上で見られるのは、この現象であ る。従って、ユーザは、物体がユーザの左を通過したとの幻影を得る。

同じ理由で、カメラが物体の右を追い越したが、リフレッシュ・アレイの増分が 変位に適合する場合、ユーザは、その物体と衝突するコース上に現われることに なる。この方法で、ユーザは、意のままに動き回ることができる怒覚を得ること になり、環カメラ経路の方向にも、透視にも拘束されない。

リフレッシュ・アレイ・アドレス座標の増介値の計算を、以下に説明する。

当初、景観をフィルムに収めるために使用したカメラが、一定の速度で直線経路 をたどったと仮定する。もしそうでなかった場合、この仮定からの逸脱は、フレ ームに沿って記録され、以下の方法によって得られた値に対して適切な修正を行 うために使用することができる。フレームスドア内のすべての物体の運動は正確 に予測することができ、運動視差を考慮する通常のユークリッド幾何学の原則に 従ってグラフ化することができる。これらのグラフは、第１５図に示す形態を取 ることになる。第１５図において、水平軸は、フレームスドアの中心点からの距 離すなわち逸脱を示し、垂直軸は、リフレッシュ・アレイの中心点までに要求さ れる増分の量、すなわち、運動の速度を示す、１つの曲線群があり、示されてい る３本の曲線は、レンズを通る垂直面及びイメージ（像）の水平面の様々な距離 に対応する。例えば、空の星は、実際上は無限大の距離にあり、動いているよう に見えることは決してなく、常に、シーケンスのすべてのフレーム上の同じとこ ろにある。他方、道路際の標識は、非常に迅速に通り過ぎて行くことになる。こ の曲線の形状は、ＮＡＰソフトウェア中に保持されている。このことは、以下、 さらに詳細に説明する。１本の曲線と関連フレームスドアの内容とを第１５Ａ図 に示す。

別に２個の曲線群があることが理解されるであろう、１個の曲線群は、垂直方向 の運動、すなわち、プレイヤＧ：′向かう運動に関していて、フレームスドアの 中心からの、イメージ部分の水平逸脱によって決まり、他の曲線群は、水平方向 の運動、すなわち、スクリーン上の横方向の運動に関していて、フレームスドア の中心からの、イメージ部分の垂直逸脱によって決まる。結果として成るイメー ジ点において生じる運動は、上記の２つのコンポーネント運動のベクトル和によ って与えられる。以下において、上記の第１のコンポーネントを原理的に考慮す る。

さて、フレームスドア内のリフレッシュ・アレイの運動が、ユーザ・インタフェ ースにおけるユーザの制御と、ＮＰＡによって与えられた増分とに従っているこ とが示されている。

第１６図を参照すると、１本の曲線が詳細に示されており、その曲線によって限 定された区域が説明されている。フレームスドアの中心の右の、点Ｐにある物体 を考えて見よう。点Ｐから引いた垂直線は、点Ｒによって与えられた変位の速度 に対応する点Ｑにおいて、その曲線と交差する。このため、ジョイスティック制 御によって設定された運動の速度を追加しなければならない。ジョイスティック 制御に呼応して要求される運動がない場合は、線（０）からの逸脱はな（６、運 動視差調節のみが行われる。もし、ジョイスティック制御による運動が運動視差 による運動と同じ方向である場合、！［１ｉＰＱは区域（＋）中に延長される。

もし、ジョイスティック制御による運動が運動視差による運動と反対の方向であ るが、その大きさが運動視差による運動の大きさよりも小さい場合、その結果と して、線ＰＱは区域（−）中に延長される。もし、ジョイスティック制御による 運動が、距離ＰＱによって示される運動よりも太き（、反対の方向である場合、 その結果として、運動は負となる。すなわち、線ｏＰの下の、（−一）としめさ れた区域に来る。

リフレッシュ・アレイの縁がフレームスドアの縁に到達したとき、何かをしなけ ればならないことは、明白である。フレームのシーケンスを作るために景観の写 真を撮影したカメラが、その景観上を直線状に通過したことが回想されるであろ う。従って、そのカメラは、第１のスイープに平行であって、ただし、第１のス ィーブに隣接して、反復スィーブを行ったのである。我々は、３本の平行経路が ３つのフレームシーケンスすなわちチャプタを作る位置を考えて見よう、第１７ 図は、３本の経路Ａ、Ｂ、Ｃを図示しており、結果として得られた３つのフレー ムシーケンスの丘の位置が異なっていることを示す。これを、３つのアレイ・ベ クトルと呼ぶことができる。

一部の事例においては、アレイ・ベクトルが平行ではなく、第１８図に示す通り 放射方向である方が適切であることがある。第１８図は、第５図及び第７図を基 礎とした図であるが、カメラが撮影したフレームの形状を示している。これらの フレーム列の一つの詳細を、連続帯域Ｂの連続フレーム中で見られた眺めを地形 の特徴と関係付けている第１９図に、明瞭に示す、第２０図は、リフレッシュ・ アレイが、ジョイスティックの制御の下で、少なくともフレームの一部を横切り 、フレームの縁に向かって次第に動く状況を示している。

第２１図に示されている通り、１個のシーケンスの中の与えられた１個のフレー ムは、少なくとも遠い景観の特徴に関して、隣接するシーケンスの対応フレーム と重複することになる。景観の特徴は、フレームの異なった部分に現れることに なる。

３つのシーケンスは、フレームＡ１．、Ａ２−・−−−−−−Ａ−；　Ｂ＋　、 Ｂｔ・−・−・−・・Ｂ−；　Ｃ１，Ｃｚ’−−−−−−−−−−・Ｃ力　；で 構成されている。これらのフレームは、既に説明した通り、インクレース方式で 、すなわち、下記の順序で記憶されている： Ａ＋、Ｂ＋１Ｃ＋、Ａｚ、Ｂｚ、Ｃｚ・・−・・−・−Ａ、１、Ｂ１１、Ｃ力そ の結果、１つのフレームシーケンス中の１個のフレームの一点から、その他のフ レームシーケンスの１個のフレームの対応点まで、横方向に移動することが容易 になる。このシステムは、ビデオ・ディスクプレイヤ又はその他のビデオ記憶装 置から来る合成信号から、関連するシーケンスから来るフレームのみを取上げ、 その取上げたフレームをフレームスドアに送る。インタリーピングとは、代替眺 めを代表するフレーム情報が、読出しヘッドから離れた１個のフレームよりも決 して多くならないことを意味する。

フレームの番号付けとインタリーブ記憶とを、第２２図に示す。

各アレイ・ベクトル又はシーケンスの各フレームは、第２３図に示す通り、４個 のａ、＠に分割される。リフレッシュ・アレイが１つのフレームから他のフレー ムに移るのが見えてはならず、１つのアレイ・ベクトルが他のアクセス・ベクト ルに移るのが見えてもならず、１つの象限から他の象限に移らなければならない 。第２４図から第２７図までは、アレイ・ベクトル内の隣接フレームが効果的に パノラマを作り上げる方法の３例を示している。そのようなパノラマは、第２９ 図に示された全周効果を得るため、第２８図と第２８Ａ図に示す通り、アレイ・ ベクトルＡ＋　−Ｂ＋　、Ｃｔ　Ａのシーケンスを反復することによって、３６ ０度の景観をシミュレートするのに使用することができる。

３つのアレイ・ベクトルの１２個の象限を、第２７図に示す。これらの象限間の 相関関係が、ＡＶＣソフトウェア中のマイクロプロセンサに内蔵されている。ユ ーザが飛び回っている山の正確な顔をこのユーザが見ることと、ユーザが通り過 ぎた物体が突然また現れるか或いはスクリーン上で光を放って過ぎて行くことが ないこととを保証するためには、この象限間の相関関係が重要である。

例えば、第２７図、特に、ベクトルＡ中の木を参照すると、ユーザは象限Ａ３中 におり、運動視差よりも早く移動していると仮定されるであろう、換言すると、 リフレッシュ・アレイを転位させる増分は、第１６図の（＋）部分内に見えなけ ればならない、ディスプレイ上では、物体は、左側から入って来て右側に去って 行くように見えることになり、ユーザは、反時計方向の曲線を描いて移動してい るとの印象を受けることになる。いずれかの点において、ユーザが曲線旅行を中 止し、真直ぐに進みたいと望む場合は、すでに説明した通り、リフレッシュ・ア レイの運動は、運動視差の速度に適合しなければならない、従って、第１６図は 、第３０図に示す通りに作り直すことができる。

従って、象限Ａ３の縁（フレームスドアの縁でもあり、従って、ベクトル・アレ イＡの縁でもある）にリフレッシュ・アレイが近付くと、このシステムは、ハー ドウェアがアレイ・ベクトルＡからのフレームの読出しを停止し、アレイ・ベク トルＣからのフレームの読出しを開始することと、リフレッシュ・アレイがフレ ームの象限Ｃ４に位置を移すこととのｍ保証する。それだけでなく、ジョイステ ィックが命令した象限Ｃ６内の運動は、今では、リフレッシュ・アレイを、運動 視差による方向とは反対の方向に、すなわち、フレームスドアの中心に向けて移 動させる原因となる。従って、速度及びベクトルは、第３０Ａ図に示すように、 第１６図の（−一）部分中の、原点を横切ったほぼ反対の点で見られなければな らない。

この方法によって、反時計方向曲線の同じシーンが維持され、物体は、再び、ユ ーザ・モニタの左側から入りで来て、右側から去って行く、多数の連続移転を発 生させることができる方法を示す第３０Ｂ図に、連続した運動が示されている。

第１６Ｉｉ１１！Ｉ及び第３０図に定義された運動区域と、アレイ・ベクトル象 限との間の関係を、第４６図のテーブルに示す、矢印はベクトルの方向を示す、 フレームスドア内でリフレッシュ・アレイを定義することができるのは、リフレ ッシュ・アレイの中心座標と、フレームスドアの中心（０，０）からの変位だけ である。第１６図に示すリフレッシュ・アレイの移動状態（０）及び（−）は、 常に、１個の象限を離れ、次のアレイ・ベクトル中の対応象限に再び入る。

このことを、リフレッシュ・アレイの運動（ＲＡＭｓ）に関して下記のように表 現することができる。

（Ｃｔ　　Ａ、）’又は（Ｃ３Ａ３）’及び（Ｃｔ　　ＡＩ）−又は（Ｃｍ　　 Ａ３）−逆に、条件（＋）とく−一）は、隣接象限内を通過する。このことを、 同様に下記の通り表現することができる。

（Ｃｚ　　　Ａｒ　）　’　−−−−・−（Ｃ＋　　　Ｃｔ　）−＝−−−一・ −（Ｂｚ　　　Ｃｔ　）”及び（ＡＩ　　Ａｚ）−・−・−（Ａｔ　　Ｂ＋　） ’・−・−・−（ＢＩ　　Ｂ２　）　−。

したがって、象限の相関関係においては、アレイ・ベクトル座標が重要である。

各象限は、フレームスドアの中心に関係したリフレッシュ・プレイの中心点のｘ 、ｙ座標の符号の具体的組合わせに関係する。

正確な変位量を提供するためには、第１５図に示す曲線群の中の正確な１つを選 択しなければならない、各曲線は、運動視差方程式のセントの異なった一つを代 表している０選択は、画面部分に背景、中量又は前景が圧倒的に含まれているか 否かに関しての決定に基づいて行われる。それが前景等であるか否かのような変 数は符号化され、垂直ブランク期間中に記憶され、マイクロプロセッサに供給さ れる。矛盾がある場合は、前景物体が優先する。

リフレッシュ・アレイの増分運動は、リアルタイムでなく、フレームとフレーム との間で発生するので、重要度の高い方、例えば前景の物体が中央に保持される 。この増分は、第１５図の曲線群の中のいずれが要求されるかを決定するための 変数を与える。

フレームを当初フィルムに収めた後、フレームは、ビデオ・ディスク上に記録さ れる前に、ポストプロダクション段階を通る。このポストプロダクション操作に おいて、オペレータは選択されたキー・フレームを呼出し、そのフレーム内の主 要特徴を記録する。運動がフレームの間で行われるため、第１５図に示す曲線群 の中から正しい１つを選択するための関連定数を決定することができる。これら の定数は、選択されたフレームと共にビデオ・ディスク上に記憶される。

この方法で、オペレータは、物体が前景、中量又は背景であるかどうかに関する 必要な決定を効果的に行う、その結果、前景物体がフレームスドアの中で背景物 体と正確に同じである位置を占めることがあるが、前景物体と背景物体とのその 後の運動速度は非常に相違する。第３１図は、渓谷を通して遠方の水平線まで見 通したシーンを示している。この図において、水平線はｉａ）にある背景であり 、狭い渓谷は（ｂｌにある前景であり、中量は中間の画面（Ｃ１によって構成さ れている。これらの画面を（ｄ）におけるように重ねると、点ｐは３つのコンポ ーネントのすべてについて同じ座標を持っているにもかかわらず、点ｐのその後 の運動速度は、それぞれの事例について相違する。

第１５図を参照することによって、前景、中量及び背景についての曲線の輪郭す なわち形状が相違することが想起されるであろう。

実際には、そのような曲線の連続体であること、すなわち、無数に存在すること が理解されるであろう、適切な輪郭の選択は、垂直ブランキング期間中に符号化 された変数によって決まる。この変数は、物体が前景、中量又は背景であるかど うかに関する情報をマイクロプロセッサに与えるが、これらの情報はすべて、そ のフレームを撮影するために当初使用されたカメラのレンズの中心に関係する。

フレームを象限に分割することの重要な概念は、その象限が圧倒的に含んでいる ものが前景情報等であるかどうかを示す個別の変数を、各象限が持っていること である０例えば、晴天の日に低空水平飛行する航空機が見たであろう画面は、前 景情報に関係した深い輪郭を有するグラフを作る２個の下部象限に関する類似し た変数と、背景情報のみにふされしい２個の上部象限に関する類似した変数とを 持つことになる。各象限が、原カメラ・レンズのシーンの部分における主要物体 の近さを示すそのような独自のｒ近似変数」を持っているので、前景情報及び前 景情報を組合わせるための相当に大きな範囲が存在する。そのような環境におい ては、曲線、特に垂直変位に関する曲線は、第３２図に示す通り、水平軸に関し て非対象になる。ディスプレイ及び曲線の変化を、滑走路に近接する低空飛行航 空機の例について、それぞれ、第３２Ａ図及び第３２Ｂ図に示す。

上記で説明した自然透視アルゴリズム（Ｎ　Ｐ　Ａ）の逸脱を、以下に説明する 。このアルゴリズムはソフトウェア中で実行され、その目的は、フレームスドア の中にあるすべての物体の自然運動を再生することである。従って、このアルゴ リズムは、運動視差を再生することができなければならない。

環カメラ運動が直線でなければならないことに加えて、又は、経路及び速度中の 変化に細部まで留意するため、及び、各景観又は環境を平行スィーブでフィルム に収めるため、注記して置かなければならない要素が他にも２つある。その要素 とは、隣接する平行スイープ間の距離、すなわち、アレイ間隔と、各露出の間に カメラが移動した距離、すなわち、露出間隔とである。

露出間隔を考えてみると、この値がない場合、フレームスドア内のＸとｙの座標 増分を計算することができない、このことは、スクリーン上のイメージの運動と 、スクリーン上のイメージの運動が暗示する仮想イメージとの間の関係を示す第 ３３Ｕ！Ｊから見ることができるであろう、物体が観察者の平面に近接すると、 与えられた横方向距離の間隔に関してモニタ・スクリーン上で注目される運動の 程度は、大きく増加する。第３３図及び第３３Ａ図は、Ｘ座標及びベクトルの増 分を与えるの運動視差方程式の一部の逸脱を示す、第３４図は、第３３図の仮想 イメージと、カメラが当初作成した真のフィルムに収められたイメージとの間の もっと複雑で重要な関係を示す、第３４Ａ図は、各種の物体平面を示し、第３４ Ｂ図は、各種の運動曲線の輪郭を示す、第３３図及び第３４図は、ｙすなわち垂 直増分変位に関するものである。Ｘ座標についても、同様な関係が存在する。

第３４図を参照すると、自然透視アルゴリズムが与える運動視差を可能にするた めに要求されるリフレッシュ・アレイの位置は、次の通りである； 次の位置は、下記の通りになる。

従って、相違は下記の通りである： ［Ｙ）増分−新しい〔Ｙ〕−古い（Ｙ）Ｘ座標とＸ座標がどの瞬間においても下 記に関連していることに注目しなければならない： 古い（Ｘ）　　新しい〔Ｘ〕 古い（Ｙ）　　新しい［Ｙ） したがって、新しい（Ｘ）−古い（Ｘ）から、（Ｘ）増分を同様に計算すること ができる。

ＮＰＡソフトウェア中の各種の段階を、第３７Ａ図から第３７Ｅ図までのフロー チャート中に規定する。第３７Ａ図から第３７Ｅ図までは、上記の詳細な説明に 関して、十分な注釈が付いており、自明である。

アレイの間隔は、隣接アレイ・ベクトルのフレーム内で正確な度合のイメージが 重複することを保証するように選択されている。各フレームは、成る物体の前面 と他の物体の側面とを表わす情報を有している。このことが第３５図に示されて いる。物体の右側及び左側をユーザが見ることができるようにするため、その情 報は、ビデオ・ディスク上に記憶された情報中のどこかの場所において代表され ていなければならず、迅速に利用することができなければならない、（Ｃ）にお いて示された周辺部分に対する第３５図中の（ｂ）に示されている中央部分の比 率が、アレイの間隔を決定する。この比率は、レンズの性質と、原レンズと眺め の中の物体との間の距離との２つの要素に支配される。第３５Ａ図は、中央領域 と周辺領域との間の複雑な関係と、表示パノラマを作るために１つのアレイ・ベ クトルから次にアレイ・ベクトルへと中央領域と周辺領域とが噛み合う方法とを 示す。

第３５Ｂ図は、第３５図及び第３５Ａ図に示したように、中央領域と周辺領域と の間の関係と、フレーム中の眺め上の物体の曲面の方向付けとを示す、第３５Ｃ 図から第３ＳＪ図までは、ｒ山の周囲の飛行Ｊを示す、第３５Ｃ図は、飛行の各 点において表示眺めをどのように作らなげればならないかを示す、以下の図面上 の「飛行Ｊシーケンスは、３個のフレームの５組のセントに分割されており、こ のことが、５組のセントそれぞれの第１フレームにキー・インされている。第３ ５　ＪＩＦは、１５個のフレーム全文の「コックピント外の１眺め（モニタ・デ ィスプレイ）を示す。

第３５Ｄ図から第３５Ｊ図までは、第３５Ｃ図に近接して示された飛行径路が、 フレームの選択と、フレームスドアの中のリフレッシュ・アレイの運動とによっ て作られる様子を、グラフで示す。

第３５Ｊ図を参照すると、第３０図が、各ジョイスティック増分（曲線又は直線 飛行に関する）、すなわち（＋）又は（−）に起因する曲線を与えることが想起 されるであろう０人々が期待するであろう通り、ジョイスティック増分だけで、 曲線飛行が作られる。ジョイスティック増分が記録されない場合、ＲＡ　Ｍ　ｏ は、常に、運動視差に従う、すなわち、航空機は直線上を飛行する。

上記のことから、上記で説明したシステムが導入した透視要素が完全ではなく、 ユーザの頭脳が、ユーザの目の本質的には平坦である二次元の網膜上の提示され た情報から、透視の間隔を作るという事実に、このシステムが依存していること が理解されるであろう。

透視は、この網膜上に存在するのではなく、脳によって、最終製品として作られ る。このシステムが導入する変換は、適当で非常に効果的な主観的透視効果を作 るのに頭脳が使用するために、十分に適当である。説明したシステムは、認識さ れた自然透視を作るために最も重要であることを頭脳が発見したキューの認識を 基礎としている。

フレーム選択器を通して１個又はそれより多いフレームスドアに結合したビデオ ・テ゛イスクのような複数の異なったイメージ源の追加によって、第１図に示す 構造を改変することができることに、注目しなければならない、１個又は複数個 のフレームスドア中に記憶させるフレームの選択は、マイクロプロセッサが制御 する。交差考慮することを条件として、イメージ源は、マイクロプロセッサがア クセスすることができるソリッドステート・メモリ装置とすることができる。

図示されたこのシステムには、テキスト・データを信号と共にフレームスドアに 送り、スクリーン上にディスプレイすることができるようにするための、適当な テレテキスト・タイプのデータ送信システムを備えることができる。１本又は複 数本のオーディオ・チャンネルをレーザ・ディスク上に符号化することができ、 そのレーザ・ディスクをユーザのために作られた効果を高めるのに使用すること ができる。

第３６図に示す通り、回転又はローリング効果は、リフレッシュ・アレイがフレ ーム・ストア上のリフレッシュ・アレイの位置で効果的に回転できるようにする ことによって、達成することができる。

この特徴は、例えば、航空機がターンに戻る効果をシミュレートするために使用 することができ、第１図の７０におけるように用意されている。

説明したこのシステムには、説明したタイプのビデオ娯楽システムにおける用途 以外にも、他の多くの用途がある。その例の中には、教育、シミュレーションが 含まれるが、これは、このシステムが、谷間を通る低空飛行や都市環境を通るド ライブ、ビジネスとスポーツとの訓練、実際に見えるものと比較することができ る情報描写を提供すことによる航海支援、及び、最後に、アニメーションで作る 漫画風娯楽又はテレビ・コマーシャル等のような多種類の状況をシミュレートす ることができるからである。特に、この最後の用途に関連して、実際に提示され ているものよりも高いアニメーション速度の印象を与えるために、アニメーショ ン化されたビデオ画面シーケンスのカラー構造の知能修正を、このシステムに使 用することができる。

インタリーピングを使用する場合、フレームスドアに対する実際のフレーム・リ フレッシュ速度は、インタリープされるフレームシーケンスの数（この明細書中 では、一般に３個を示した）の半分に相当するファクタだけ、効果的に減少する 。これは、ビデオ・ディスク（又はコンパクト・ディスク）の場合、読取りヘッ ドは、半回転の間だけ谷溝の上をさまよい、１個のフィールドだけを読取る。

モニタ・リフレッシュ速度は、フレームスドアが供給し、定速度である。各新フ レーム中のイメージの運動は、単にソフトウェア・イメージだけに依存するので はないが、これは、リフレッシュ・アレイの運動が運動を作るからである。この 運動は、従って、フレームスドアが作る運動である。ただし、インタリーピング の一つの結果は、原イメージがモニタに達する速度を低下させることである。

この効果は、特定のフレーム・イメージが示される３個の連続フレーム期間の間 、そのイメージのカラー・スペクトル・バランスを改変することにより、本発明 の特徴に従って隠される。このことは、フレームスドアとモニタ・ディスプレイ との間に挿入されたメモリ中のカラー・ルックアップテーブルによって行われる 。

第１図の要素の一部のこれ以上の詳細は、第３８図から第４０図までに示されて いる。第３８図は、望ましい形態でフレームスドア６０をさらに詳細に示してお り、第３９図は、マイクロコンピュータ１０からの制御信号に従ってビデオ・デ ィスク・プレイヤが出力した適当なフレームを選択するフレーム・グラバ回路を 示す、このマイクロコンピュータは、フレーム・グラバを毎フレーム型又は毎フ ィールド型とすることができるので、必要であればどのフレーム又はフィールド でもデジタル化し、フレームスドア中に記憶させることができる。ビデオ′信号 は、ＰＡＬ又はＮＴＳＣフォーマントからＲＧＢコンポーネント・フォーマント に復号化され、その３つのコンポーネントが、同時に、ただし、個別にデジタル 化される。フレームスドアはモニタを連続的にリフレッシュする。このリフレッ シュ作業は、ビデオ・ディスクから受けるビデオデータと同期させなければなら ないが、ビデオ・ディスクの信号を利用することができない場合は、例えば「捜 し」操作の間、自己のクロックを供給しなければならない、マイクロコンピュー タがフレーム・バッファ中に直接書込みをし、フレーム・バッファからの読出し も行うのが望フレームの基本シーケンスは、 であり、この５フレームシーケンスが連続的に反覆される。このサイクルは、主 観的効果を最適にするために望ましい同じ周波数で、自動的に継続する。フレー ムスドアの読取りの変化も継続するように、繰返されたフィールド上でも画面が 導入した運動の変化が継続する。

第４０図は、繰返されたフレーム上のカラー・キャスト又はスペクトルバランス を変動させるクロマトロンの特徴を実行するために要求される追加回路を示す、 特定のリフレッシュ・フレームのために必要なカラーの変更は、フレーム・バッ ファとビデオ出力との間に挿入されたカラー・ルックアンプテーブル（ＣＬＴ） の内容を改変することによって計算され、実行される。ＣＬＴはまた、特殊効果 を作ることができる。

特殊効果の中には、下記が含まれる： ｆａｌ　　フレーム・バッファからの草色平面を選択的に見ること、この方法は 、ビデオ・ディスクやその他の追加処理パワーを使用することなく、２色イメー ジの限定された「ループ」アニメーションができるようにする。

〜）　機構１ａｌを拡張し、同じフレーム・バッファ中に多数の限定色イメージ を記憶させることができる。ＣＬＴを使用すると、ビデオ・ディスクとは無関係 に、システムをこれらのイメージ間に、どのような速度ででも切換えることがで きる。

（Ｃ１フレーム・バッファを２個の別個のフレーム・バッファに分割し、それぞ れにカラ一平面の総数の半分を持たせることができる。

このことは、ＲＩＶシステムが「二重パフファリング」機構を採用することがで きるようにする。ビデオ・リフレッシュがフレーム・バッファの一つからの完成 したイメージを示している間に、グラフインク・プロセッサは、もう一方のフレ ーム・バッファ中にイメージを作り上げることができる。これは、ユーザが半分 しか完成しないイメージを見ることが決してないことと、ＴＩＶシステムがいま までにないほど複雑なコンピュータ製アニメーション（「透視歪み」、「フルス クリーン回転」）をリアルタイムで作るために要求される通り、「優雅な劣化」 を展示することを意味する。

（ｄ）　　カラー反転、コントラストの拡張、「ポスタリゼーシシン」、擬似カ ラー及びサイクル式カラー変化効果のような特殊カラー効果。

ｆｅｌ　　フレーム・バンファ平面の一つを、２つのビデオ源（ビデオ・ディス ク及びフレーム・バンファ）の間の切換え専用にすることができる。このことは 、画面情報の残りの部分をビデオ・ディスクから直接得ている間に、コンピュー タが作ったイメージを収容するための区域を静的に又は動的に変化させることが できるようにする。

第４１図は、望ま１いビデオ供給装置と関連回路とを示す、いくつかのレーザ・ ディスク・リーグ又はその他の再生装置がある。透視変換は、完全に記憶された フレームを保持する第１のフレームスドア中で発生し、その他の２個のバンファ されたフレームスドアは、ディスプレイのための完全なイメージを保持する。

このＲＩＶシステムは、フィルムのフィート数をコンビ二一夕の制御下に置くた めに使用することができる。この場合、コンピュータは、フィルム化された原イ メージを再生するが、眺め及び運動の点をユーザが制御すると、コンピュータは 、ＮＰＡソフトウアアを使用して先ず原透視要素を適合させ、その後、ＮＰＡソ フトウェアを使用した擬僚透視変換作りに進む、これらのことはすべて、フレー ム・リフレッシュ間隔内で行われるので、ユーザには、フィルムに収められた原 環境を探求するためのリアルタイム能力が与えられる。

このＲＴＶシステムに毎秒２５メガバイトのイメージを作る能力があることは、 このシステムをその他のコンピュータ製イメージと連係させて、完全に真実的で ある質怒描出及び透視要素を備えた真実性がある背景と、数学的な精密性を備え て前景中に作られた物体との両方を作ることができ、その背景と物体とを真実性 がある運動制御設定中に設定し、その結果、前景物体と背景物体との両方の透視 要素が完全で完璧でハードウェアに制御されることができることを意味する。

フレーム記憶がインタリーブ性であることは、指導用途に特に適している。イン タリーブされたシーケンスのうちの第１のシーケンスを使用して、ポイントを教 えることができる。適当に理解された場合、生徒はそのシーケンス中の次のポイ ントに進む。ただし、そのポイントが適切に理解されない場合、生徒は、そのポ イントを完全に理解するまで、その特定のポイントを補強してもらうため、連続 して他のシーケンスに移ることができる。この連続プレゼンテーションにおいて は、そのポイントを示すためのグラフィック情報量を増加させることができ、実 行された情報の一部を、例えば、選択されたフレームの垂直ブランキング期間中 にテレテキスト形態でプリントアウトするための備えをすることができる。この 構成である場合、透視変換が要求されないことがあるので、主フレームスドアは 、ディスプレイのサイズのイメージだけの保持を要求される。

例えば、制御された話題の範囲内で許可された論議で原子核物理学者により与え るような対話形講義を、スクリーン上に作ることができる。

そのような講義を再現する場合、このシス１テムは、自然透視要素又は擬イ以透 視変換の作成と張り合う必要はない、ＲＩＶ教育は、基本教育の教訓的過程を再 現する。この過程において、スクリーン上の教師は、複雑さ及び長さにかかわら ず、ポイントを説明し、理解したか否かをしめすようクラスに求める。クラスが 理解した場合、教師は直ちに次のポイントに進む、理解しなかったことをクラス が示した場合、教師は同じポイントを提出するが、ただし、別の類推法又は参考 資料を使用するか、実習もしくは二次的例を使用する。

このＲＩＶシステム・テクニックは、各テーマについてのこれらの説明の符号化 と、リアルタイムの対話形プレゼンテーションとを可能にする。

ＲＩＶソフトウェアには、インタリーフ゛されたフレーム力くあり、各フレーム は、必ずしも、先行又は後続フレームと関係している必要がない、オーディオ・ ビジュアルの方法で提出され、例えば１０００個のフレームを特徴とする特定の ポイントを考慮する場合、その１０００個のフレームをＭｌｌフレームと呼ぶ、 第４４ＡＩＥに示す通り、そのポイントは、読取りヘッドがフレームＭ０Ｉから Ｍ　’　１゜。。

まで走査する間に説明される。フレームＭ　’　１゜。。の後には、ディバイダ ・ゾーンＤ、がある。説明フレームＭ　’　＋。。。の終りに、スクリーン上の 者（教師）は、その説明が理解されたか否かを質問する。

答がイエスである場合、読取りヘッドは、第４４Ｂ図に示す通り、次のポイント の説明を構成するＮ６フレームを含む次の部分に進む。

しかし、もし返答がノーである場合、すなわち、その説明が理解されなかった場 合、読取りヘッドはやはり、フレームのＮ部分に進む、これは、第１のポイント の第２の説明を乗せたフレームが、Ｎ部分の闇にインタリーブされているからで ある。

インタリーブされたフレームＭ’Ｉ　−−−−−−−〜ＭＩ、。。はＮ部分を通 して半分まず読出され、そこで、読出しヘッドはり、に戻り、その他のフレーム Ｍ　’　ｓ　ｏ。−・・・・−・−Ｍ　’　１　ｇ。。−・−・−を続出す、従 って、フレームＮ＠１からＮ　１１．。。までの間には、インタリーブされたフ レームのセントが２組ある。すなわち、第１の組はフレームＭ　’　１からＭ′ 、。。

までであり、第２の組は、フレームＭ　’　Ｈｏ。。からＭ′、。。までである 。

Ｄ、ゾーンにおいて、スクリーン上の教師は、２回目の説明の後、そのポイント が押罫されたかどうかを再び問うことができる。理解された場合、読出しヘッド はＮ部分の頭に円滑に進む。Ｎ部分の頭はそのような位置にある。このことを、 １４４４Ｃ図から第４４ＨＥまでに示す。第４４Ｄ図は、１０００個ではなく、 ５００個のＭ１フレームのシーケンスの一部を示す。

ただし、Ｄ、ゾーンに２回目に到達したとき、応答が、そのポイントがやはり理 解されていないというものである場合、第３の説明が提出される。この説明は、 スクリーン上のテレテキスト・プレゼンテーションの形態であり、絵文字（ピク トグラム）風のグラフィックが付く。ハードウェアの一部としてプリンタが付い ている場合は、このプレゼンテーションをプリントアントすることができる。

この目的は、理解を助け、及び／又は、理解をスピードアンプするため、その首 題を読み上げることを生徒に告げる教師をシミュレートすることである。この第 ３で最後のテレテキスト説明は、第２の説明を乗せたフレームの垂直ブランキン グ期間（ＶＢり内に符号化されているので、テレテキスト・プレゼンテーション が完了すると、読出しヘッドは再度ＤＩゾーンにあり、したがって、次のポイン トの説明に円滑に進む１！備ができている。換言すると、第２の説明フレームは 、第２の説明フレーム上を、Ｄ、ゾーンに始まり、そこで終わるまで、二重に戻 るので、テレテキスト・プレゼンテーションも、それらの同じフレームのＶＢＩ Ｏ中に含まれ、同様に、Ｄ。

ゾーンで始まり、そこで終わる。

イメージ源として、レーザ・ディスク及びコンパクト・ディスク技術を使用する と、各説明は、Ｄゾーンで始まり、Ｄゾーンで終わる（第５図参照）。

名種の変形が示されたこのシステムには、先行の対話形ビデオシステムに勝る大 きな長所がある。このシステムは、アクセス・タイムが短い機械を必要とセす、 ビデオ操作が高速である必要もない。

このことは、いわば、ビデオ・ディスク実施例の場合、レーザ・ヘッドがディス クを離れる必要がないということである。このシステムは、常に読出しを行って おり、毎秒６０本のディスク溝の速度よりも早く移動する必要がない、隣接した シーケンス（すなわち、アレイ・ベクトル又はチャプタ）の間の迅速なるアクセ ス・タイムは、ビデオ信号のハードウェア処理によって行われる。ひとたびビデ オ信号がビデオ・ディスク・プレイヤを離れると、フレーム・グラバが、マイク ロプロセッサの制御の下で、インクレースされたシーケンスの中から所望のシー ケンスを筒車に選別する。したがって、ビデオ・ディスク・プレイヤに要求され ることは、レーザ・へ、ドが０〜６０溝／秒（すなわち、フレーム／毎秒）の速 度で移動することができることである。この最高速度は、国内のＣＤ又はＶＣＲ プレイヤの早送り速度未満である。

ユーザが見るスクリーン上の速度は、３つのことによって決まる。

その第１は、レーザ・トラフキングヘッドの速度であり、第２は、記憶されたフ レームの当初の準備に際して露出と露出との間にカメラが移動した距離であり、 第３は、フレームスドア内のリフレッシュ・アレイの運動速度である。

国内用に現在販売されている機器に基づき、インタフェースと制御回路とを適切 に追加して、有効なシステムを設計することができる。、フレームスドア内に記 憶されたデジタル・イメージは、擬１Ｑｙａ視変換が使用される場合は、一度に 全体を見ることはできないものであるが、例えば、１００ＯＸ１００Ｏ画素／フ レームとすることができる。ユーザが見る画面がインタレース走査を持ち、ディ スプレイされたフレーム当り、例えば、５００Ｘ１０００画素までのように、一 部だけを使用するのが望ましい。

要約すると、このＲＩＶシステムは、独特で高度に効果的な結果を作り出すため 、ソフトウェアの準備を、ハードウェア・アーキテクチャ及びハードウェア（マ イクロプロセッサ）処理と統合している。この統合は、このＲＩＶシステムにお いては、ＲＯＭ及びＲＡＭメモリが結合した「ハイブリッド」メモリ　（ＲＡＲ ＡＭ、すなわち、読出し及びランダムアクセスメモリと呼ばれる）であると見ら れているという事実に反映されている。

この統合のため、このＲＩＶシステムは、下記の３つの独特の特徴を作ることが できる。

（ＩＩＲＩＶ：符号化／復号化−従来見られた方法よりもさらに効果的なランダ ムアクセスの発見的方法を確定し、イメージ供給装置を妨げることなくフレーム 間隔内の関連フレームを選択することができるようにするので、時間の点でも機 器の点でも経済的である。

＋２）ＲＩＶ：クロマトロンー車純で効果的なイメージ改善装置である。

（３）ＲＩＶ：透視効果−ＡＶＣ（アレイ・ベクトル座標：象限の相関関係を含 む）とＮＰＡ　（自然透視アルゴリズム）を使用してＰＰＴ（擬似透視変換）を 作っている。ＰＰＴは、マイクロプロセッサの制御の下で、大きなデータ速度で 自然なイメージをもたらす。

ＰＰＴすなわち擬似透視変換は最終効果であり、ユーザのジョイスティック操作 とＮＰＡとがこのＲＩＶシステム内で結合されると、ユーザがどの方向にでも正 対することができる悪貨を作り出す。すでに説明した来な通り、この悪貨の一部 は、行われていることをユーザが理解するに際して頭脳が使用する基準フレーム の、ハードウェアによる目に見えない移動によって作られた光学的幻想である。

それらの基準フレームはモニタ・スフターンの静止縁であり、頭脳はその縁を使 用してスクリーン上の運動を解釈する。実際には、ＲＩＶハードウェア及びソフ トウェアは結合してモニタの縁を知能的に移動させ、二次的透視効果、すなわち 、擬似透視変換を作る。

ＲＩＶ透視効果がこのＲＩＶシステムの一部の用途にとって必須であることは明 らかであり、ＲＩ　Ｖｉ３視効果は、上記の３つの特徴のうちの最も強力な特徴 である。ただし、このＲＩＶシステムのすべての用途についての基準が、このシ ステムがリアルタイムの対話を可能にすることと、リアルタイム対話の多くにと って透視変換が要求されないことであることとを強調して置くことは重要である 。

第４５図は、使用した望ましいマイクロプロセッサについての実行上の詳細が付 いた主要システム・コンポーネントを示す、ホスト・サブシステムは８０２８６ マイクロプロセツサ型であり、ＲＡＭメモリの容量は１／２メガバイトである。

ビデオ信号を受けるフレームスドア・サブシステムは、３２ＫＸ８ビツトのスタ ティックＲＡＭ型とすることができ、その１０個を２個の３２ＫＸ４０ピント・ フィールド記憶ブロックとして組織することができる。１個の記憶が読出されて いる間に、他の記憶の書込みが行われる。

サンプル抽出は、次の通り行われる： 輝度サンプル　　４個の抽出　　７ビツト毎Ｕサンプル　　　１個の抽出　　６ ビツト毎■サンプル　　　１個の抽出　　６ビント毎このことから、パケット・ サイズは４０ビツトとなる。ライン毎のサンプル数は７６８であり、フレームス ドアは、１．６　ＭＨｚで４０ピント・パケットを受ける。システム全体の構造 は、上記の情報から、この用途に通じた読者には、明白であろう。

用途の一部を、以下の付録に記載する。

位廷 ＲＩＶシステム 用途 ＲＩＶシステムは、多数の用途があるように設計された対話形ビデオシステムで ある。用途には、当初、下記が含まれる：１、ＲＩＶ：シミュレーション このＲＩＶシステムは、用途の中でも最高であると考えることができるこの用途 のために開発されたものであり、ＲＩＶ：シミュレーションは、このＲＩＶシス テムの能力の中で最もはつらつとした概念を示す、このシステムは、ウェルシュ ・バレイを通る低空飛行２、ＲＩＶ：教育 ＲＩＶ：教育も当初意図された分野の一つであった。その意図とは、すべての学 校にＲＩＶ、教育コンソールとＲＩＶ：教育ピントディスク１組とを装備するこ とである。このアプローチは、ｒヌフィールド・プログラムＪに類似している。

この用途においては、（特定のクラスの）生徒全員が各自の机にキー・バンド・ インタフェ−スを置き、そのインタフェースは、教師用の制御装置と共に、ＲＩ Ｖ：教育コンソールに接続されることになる。そのようなシステムが採択された 場合、各ソフトウェアに相当な計画が入り込むことになるはずである。現行うラ スの視聴覚教育補助装置に勝る主な長所は、「座っていて見る」のとは反対に、 このＲＩＶシステムが生徒の参加を求め、リアルタイムであることである。この システムは、生徒たちの注意を離さないであろう。

３、ＲＩＶ：娯楽 ＲＩＶ：娯楽は当初意図された分野の１つであった。その意図とは、グラフイン ク的に最も進んでいて最も刺激的なアーシード用及び究極的には家庭用のゲーム のシリーズを市場に導入し、そのことによって、人々が、ＲＩＶシステムを、単 なるゲームとしてではなく、「娯楽の体験」として見るようにすることである。

ＲＩＶシステムの導入によって、後続のものに対する基準が設定されることにな るとは我々は確信している。

４、ＲＩＶ：訓練 ＲＩＶ：訓練は、ＲＩＶ：シミュレーションと同様な目的を持っているが、ビジ ネス訓練、スポーツ訓練、ｒ現場」情報のようなさらに面白味のない世界を目的 としており、テキスト・プレゼンテーションを重視し、イメージ操作の必要性を 少なくしている。

上記の当初の作業に続き、下記の用途が考慮された：５、ＲＩＶ：航行（飛行中 ） やはり計器パネルとインタフェースするキャビン内のディスプレイ・システムで あり、定期航空機の下方及び周囲の景観の視覚表示を、その位置に関するテキス ト情報と共に与える。特定のルート用の各ソフトウェアディスクが内蔵されてお り、危険なアプローチについてはプレミアムが付く。自動車及び海外休暇旅行用 の版が将来出来る可能性がある。

６、ＲＩＶ：アニメーション 古典的及び現時代的なアニメーション背景のライブラリィであり、低予算、高品 質の子供用プログラムの作成に当ってスタジオが使用するものである。また、完 全な効果を得るため、コンピュータがつくったアニメーションに対する高解像度 の対話形補足としても使用される。

７、ＲＩＶ：ホームライブラリィ ＲＩＶハードウェアは、ＲＩＶソフトウェアを備えた家庭内装備に、ケーブル経 由で到着する。ＲＩＶシステムのメモリは、大量高速ランダム・アクセスである ため、ケーブル関係者からの協力を得て適切に開発されると、ＲＩＶ：ホームラ イブラリィは、この用途においてすばらしいものとなる。

下記の応用分野において、一部の準備研究が実行された＝８、Ｒ，ＩＶ：コンピ ュータ劇場 ＲＩＶ：娯楽とＲＩＶ：教育との組合せであり、映画観客全員に基本キーバッド とジョイスティックとが支給され、ｒ多数決規則ｊ方式の対話形であり、冒険を 内容とした高品質のフィルムが提供される。当初は娯楽センタが採用し、その後 はおそらく、選択された映画館が採択するであろう。

９、ＲＩＶ：　ｒユーザ・フレンドリイ」この段階においては、ＲＩＶシステム を自然の言語発生装置と自然の言語解析装置とに結合するという純理論的な概念 である。達成された場合、高度技術の顔が、文字通り、人間化される。

１０、ＲＩＶ：機械対機械のシミュレーション上記のすべての分野は、おそらく 「ホーム・ライブラリィＪを除き、システム内のピント信号の主要コンポーネン トである視覚イメージ・データに関係する。さらに興味深い将来の用途は、ｒ非 視覚Ｊデータのシミュレーションに関係している。そして、そのシミュレーショ ンにおいて、ＲＩＶシステムは、警報システム、Ａ、１゜システム、コンポーネ ント試験システム、汎用コンピュータ・システムなどの性質を問わない他のシス テムと接続し、考慮されているシステム・フォーマットに類似した状況をリンク アンプを通して導入することによって、また、条件をｒリアルタイムＪで変動さ せる゛　ことによって、上記のシステムのｒ力量」を試し、このシステムが様々 な結末にいかに効果的に対抗するかを見ることができる。

ＡＶμ７　Ｌ−Ａ　Ｉ云≧１する骸ンホの速度（：イ６８−シタ〔イｎｑ） Ｂｖ　＝　ＲｏＡ、　ノｍａ　（４分）大−？！さ）（ｃ−ｐ￥り 石４ａＩＩＭｉａ４４αｉｉＬ？　いる）パ゛−シック・フｔり７Ａの楕廠：Ｒ １７−シシミし一シ９ン１＝ 電Ｊ’７Ｃ図力１ら 茅３りＤ図から く カー−ｒｌ−Ｔ　　　　　　　　　　ｒτ丁“ぼ１△”）”（Ｃ”−八〇）１（ Δ／Δ３）−ざ１Δ）−（Ａ４　８４）−言＼△）−−（Ａ４ｔ　　Ａ”）−″ （Ａ３−Ａ４）−（八４／△）１、特許出願の表示　ＰＣＴ／ＧＢ　　８８１０ ０１３１３２、発明の名称 対話形ビデオシステムにおける改良 ３、特許出願人 住所英国ＷｃＩＲ・４ＤＢ　　・ロンドン・ベッドフォードロウ３−５名　称　 ロジックブレンド・リミテッド１９８９年３月１６日 ６、添付書類の目録 請求の範囲 １．　システム制御装置と、記録媒体に記憶された動←画面のシーケンスを再生 するためのビデオ再生装置と、上記ビデオ再生装置からのビデオ画面を再生する ためのディスプレイ装置と、ユーザが上記制御装置と対話することができるよう にするための入力装置とから成り、上記制御装置が上記入力装置に従って上記ビ デオ再生装置を制御するように構成されているビデオシステムにおいて、上記記 録媒体が交互に動く画面のシーケンスの複数をその媒体に記録しており、上記シ ーケンスのフレームが連続的にインタリーブされていることを特徴とするビデオ システム。

２、記録媒体に記憶された動く画面のシーケンスを再生する方法であって、ユー ザ・インタフェースにおいて入力信号をモニタするステップと、ビデオ再生装置 のための制御信号を入力信号から引き出すステップと、上記制御信号に従って上 記記録媒体にアクセスするステップとから成る再生方法において、複数の画面シ ーケンスが上記記録媒体に記憶されていて、上記シーケンスのフレームが連続的 にインタリーブされており、上記複数の画面シーケンスの中の適当な一つが上記 制御信号に従ってアクセスされることを特徴とする再生方法。

３゜請求項２の方法で使用するビデオ記録媒体であって、上記ビデオ配録媒体に は、交互に動く画面のシーケンスの複数が記録されており、上記シーケンスのフ レームが連続的にインタリーブされているビデオ記録媒体。

４、記録媒体に記憶された動く画面のシーケンスを再生するだめのビデオ再生装 置と、上記ビデオ再生装置からの選択されたフレームを受けるためのフレームス ドアと、上記フレームスドア中に記憶されたフレームをディスプレイするための ディスプレイ装置とから成り、上記フレームの少なくともいくつかがディスプレ イのために反復されるように構成されたビデオシステムにおいて、上記フレーム の反復の効果を隠すのを助けるために、上記反復したフィールドのいくつかにカ ラーキャストを与えるための手段が上記フレームスドアと上記ディスプレイ装置 との間に結合されていることを特徴とするビデオシステム。

５、ディスプレイ装置が要求する速度よりも低い速度で供給されるビデオ・フレ ームのシーケンスをディスプレイする視覚効果を隠す方法であって、上記シーケ ンスの中の選択されたビデオ・フレームを上記フレームスドアに記憶させるステ ップと、ビデオ・データのフレームを上記フレームスドアから上記ディスプレイ 装置に供給するステップと、上記フレームの少なくともいくつかをディスプレイ のために反復させるステップとから成る方法において、上記フレームの反復の効 果を隠すのを助けるために、上記反復したフレームにカラーキャストを与えるこ とを特徴とする方法。

６゜記録媒体に記憶された動く画面のシーケンスを再生するためのビデオ再生装 置と、上記ビデオ再生装置からビデオ画面を再生するためのディスプレイ装置と 、ユーザが所望の移動を指示することができるようにするための入力装置と、上 記ビデオ再生装置と上記ディスプレイ＝２との間を結合するフレームスドアと、 上記フレームスドアからの読出しを制御する手段とから成り、上記フレームスド アが上記ディスプレイ装置にディスプレイされる画面よりも大きな画面を記憶す ることができるビデオシステムにおいて、上記フレームスドア中に記憶されたフ レームの所望の部分をディスプレイのために選択する読出し制御手段を備え、上 記読出し制御手段が、読取られる部分を、（ｉ）上記ユーザ入力装置の出力と、 （ｉｉ　）上記フレームスドア中のディスプレイされる部分の存在位置との両方 に従って変更することを特徴とするビデオシステム。

７、記録媒体に記憶された動く画面のシーケンスの一部をディスプレイに再生す る方法（但し、上記画面シーケンスのフォーマントが上記ディスプレイのフォー マントより大きい。）であって、上記記録媒体から上記画面のシーケンスを読出 すステップと、上記フレームスドア中の上記画面シーケンスの連続するフレーム を記憶するステップと、上記フレームスドア中のビデオデータの一部をビデオ・ ディスプレイ装置にディスプレイするステップと、所望の移動に関する信号を供 給するユーザ入力装置をモニタするステップと、上記フレームスドア中の現在デ ィスプレイされている部分の位置をモニタするステップとから成る再生方法にお いて、上記ビデオ・ディスプレイ装置にディスプレイされた上記部分が、（ｉ） 上記ユーザ入力装置が供給する上記信号と、（ｉｉ　）上記フレームスドア中の 現在ディスプレイされている部分の位置との両方に従って変化するように、上記 フレームスドアからの読出しを制御することを特徴とする再生方法。

国際調査報告 １１１ｍＭＩｎＭＩ　ＡｌＮ１ｃｍ１−Ｉｌｌ　　　ｐ：：、’ｓ＝　　εａ／ ＱＣ）３Ｂ国際調査報告

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．システム制御装置と、記録媒体に記憶された動く画面のシーケンスを再生す るためのビデオ再生装置と、上記ビデオ再生装置からのビデオ画面を再生するた めのディスプレイ装置と、ユーザが上記制御装置と対話することができるように するためのユーザ入力装置とから成り、上記制御装置が上記入力装置に従って上 記ビデオ再生装置を制御するように構成され、上記記録媒体が交互に動く画面の シーケンスの複数をその媒体に記録しており、上記シーケンスのフレームが連続 的にインタリーブされているビデオシステム。
2. ２．記録媒体に記憶された動く画面のシーケンスを再生するためのビデオ再生装 置と、上記ビデオ再生装置からの選択されたフレームを受けるためのフレームス トアと、上記フレームストア中に記憶されたフレームをディスプレイするための ディスプレイ装置とから成り、上記フレームの少なくともいくつかがディスプレ イのために反復され、上記フレームの反復の効果を隠すのを助けるのに、上記反 復したフィールドのいくつかにカラーキャストを与えるために、上記フレームス トアと上記ディスプレイ装置との間に結合されている手段を含むことを特徴とす るビデオシステム。
3. ３．記録媒体に記憶された動く画面のシーケンスを再生するためのビデオ再生装 置と、上記ビデオ再生装置からビデオ画面を再生するためのディスプレイ装置と 、ユーザが所望の移動を指示することができるようにするためのユーザ入力装置 と、上記ビデオ再生装置と上記ディスプレイ装置との間を結合するフレームスト アと、上記フレームストアからの読出しを制御する手段とから成り、上記フレー ムストアが上記ディスプレイ装置にディスプレイされる画面よりも大きな画面を 記憶することができ、上記フレームストア中に記憶されたフレームの所望の部分 をディスプレイのために選択する読出し制御手段を備え、上記読出し制御手段が 、読取られる部分を、（ｉ）上記ユーザ入力装置の出力と、（ｉｉ）上記フレー ムストア中のディスプレイされる部分の存在位置との両方に従って変更するビデ オシステム。