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技術 画像合成方法及び装置

出願人 株式会社バンダイナムコエンターテインメント
発明者 遠山茂樹
出願日 1996年2月20日 (24年9ヶ月経過) 出願番号 1996-056998
公開日 1997年9月5日 (23年2ヶ月経過) 公開番号 1997-231400
状態 特許登録済
技術分野 電子ゲーム機 イメージ生成
主要キーワード Y座標 変更記憶 モンスタ 基準高度 X座標 各表示物 パッドタイプ 補完演算
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1997年9月5日)のものです。
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図面 (19)

課題

画面の一部に存在するもやの表示を行う画像合成方法及び装置を提供すること、及びこの様なもやの中に視点がある場合、その視点位置のもやの濃さに応じた画像表示を行う画像合成方法及び装置を提供すること。

解決手段

ポリゴンオブジェクトに対してテクスチャマッピングすることによって画像合成を行う画像合成装置である。窪み又は凹凸部の側面を構成するポリゴンにマッピングするテクスチャであって、もやを表す色の割合が、窪み又は凹凸部の底から離れるに従って減少するように形成されたもや表示用テクスチャの情報を記憶するテクスチャ情報記憶部142と、前記窪み又は凹凸部に存在するもやを表示する際に、前記窪み又は凹凸部の側面を構成するポリゴンに、前記テクスチャ情報記憶部142に記憶されたもや表示用テクスチャをマッピングして画像合成を行う画像合成部130とを有することを特徴とする。

概要

背景

概要

画面の一部に存在するもやの表示を行う画像合成方法及び装置を提供すること、及びこの様なもやの中に視点がある場合、その視点位置のもやの濃さに応じた画像表示を行う画像合成方法及び装置を提供すること。

ポリゴンオブジェクトに対してテクスチャマッピングすることによって画像合成を行う画像合成装置である。窪み又は凹凸部の側面を構成するポリゴンにマッピングするテクスチャであって、もやを表す色の割合が、窪み又は凹凸部の底から離れるに従って減少するように形成されたもや表示用テクスチャの情報を記憶するテクスチャ情報記憶部142と、前記窪み又は凹凸部に存在するもやを表示する際に、前記窪み又は凹凸部の側面を構成するポリゴンに、前記テクスチャ情報記憶部142に記憶されたもや表示用テクスチャをマッピングして画像合成を行う画像合成部130とを有することを特徴とする。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
4件
牽制数
1件

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請求項1

ポリゴンオブジェクトに対してテクスチャマッピングすることによって画像合成を行う画像合成方法であって、窪み又は凹凸部の側面を構成するポリゴンに、もやを表す色の割合が、窪み又は凹凸部の底から離れるに従って減少するように形成されたもや表示用テクスチャをマッピングすることによって、窪み又は凹凸部のもやを表示することを特徴とする画像合成方法。

請求項2

請求項1において、前記もや表示用テクスチャは、もやの濃度分布の状態に基づき決定されたもやを表す色の減少度合いに従って、もやを表す色の割合が、窪み又は凹凸部の底から離れるに従って、減少するように形成されていることを特徴とする画像合成方法。

請求項3

請求項1、2のいずれかにおいて、前記もや表示用テクスチャは、窪み又は凹凸部の底から所与の部分が、もやと同色に形成されていることを特徴とする画像合成方法。

請求項4

請求項1〜請求項3のいずれかにおいて、窪み又は凹凸部の底面を構成するポリゴンに、もやと同色のテクスチャをマッピングすることを特徴とする画像合成方法。

請求項5

請求項1〜請求項4のいずれかにおいて、前記窪み又は凹凸部毎に決定される基準位置に基づき、視点が前記窪み又は凹凸部にかかるもやの中にあるかを判断するとともに、前記窪み又は凹凸部毎に決定される基準位置と視点位置との位置関係演算する位置関係演算ステップと、前記位置関係演算ステップにおいて、視点がもやの中にいると判断された場合、前記基準位置と視点位置との位置関係に基づき、画面にかかるもやの濃度を変更するもや濃度変更テップとを含むことを特徴とする画像合成方法。

請求項6

請求項1〜請求項5のいずれかにおいて、位置関係演算ステップは、前記位置関係に基づき、デプスキューイング処理において表示物が近づく色である奥カラーになる位置を指定するための最大奥行き値を決定するデプスパラメータ決定ステップをさらに有し、前記もや濃度変更ステップにおいて、前記最大奥行き値を用いて、デプスキューイング処理を行い画面にかかるもやの濃度を変更することを特徴とする画像合成方法。

請求項7

ポリゴンオブジェクトに対してテクスチャをマッピングすることによって画像合成を行う画像合成装置であって、窪み又は凹凸部の側面を構成するポリゴンにマッピングするテクスチャであって、もやを表す色の割合が、窪み又は凹凸部の底から離れるに従って減少するように形成されたもや表示用テクスチャの情報を記憶するテクスチャ情報記憶手段と、前記窪み又は凹凸部に存在するもやを表示する際に、前記窪み又は凹凸部の側面を構成するポリゴンに、前記テクスチャ情報記憶手段に記憶されたもや表示用テクスチャをマッピングして画像合成を行う画像合成手段とを有することを特徴とする画像合成装置。

請求項8

請求項7において、前記もや表示用テクスチャは、もやの濃度分布の状態に基づき決定されたもやを表す色の減少度合いに従って、もやを表す色の割合が、窪み又は凹凸部の底から離れるに従って、減少するように形成されていることを特徴とする画像合成装置。

請求項9

請求項7、8のいずれかにおいて、前記もや表示用テクスチャは、窪み又は凹凸部の底から所与の部分が、もやと同色に形成されていることを特徴とする画像合成装置。

請求項10

請求項7〜請求項9のいずれかにおいて、前記テクスチャ情報記憶手段は、窪み又は凹凸部の底面を構成するポリゴンにマッピングするテクスチャであって、もやと同色に形成されたもや表示用底面テクスチャの情報を記憶し、前記画像合成手段は、前記窪み又は凹凸部に存在するもやを表示する際に、前記窪み又は凹凸部の底面を構成するポリゴンに、前記テクスチャ情報記憶手段に記憶されたもや表示用底面テクスチャをマッピングして画像合成を行うことを特徴とする画像合成装置。

請求項11

請求項7〜請求項10のいずれかにおいて、前記窪み又は凹凸部毎に決定される基準位置に基づき、視点が前記窪み又は凹凸部にかかるもやの中にあるかどうか判断するとともに、前記窪み又は凹凸部毎に決定される基準位置と視点位置との位置関係を演算する位置関係演算手段をさらに有し、前記画像合成手段は、前記位置関係演算手段によって視点がもやの中にいると判断された場合、前記位置関係演算手段が演算した前記基準位置と視点位置との位置関係に基づき、画面にかかるもやの濃度を変更するもや濃度変更手段とを含むことを特徴とする画像合成装置。

請求項12

請求項11において、もや濃度変更手段は、色補完を行い、表示画像の表示物の色を所与の色に近づけるデプスキューイング処理を行うデプスキューイング処理手段を有し、前記位置関係演算手段は、前記位置関係に基づき、デプスキューイング処理において表示物が近づく色である奥カラーになる位置を指定するための最大奥行き値を決定するデプスパラメータ決定手段を有し、前記デプスキューイング処理手段は、デプスパラメータ決定手段によって決定された最大奥行き値を用いて、デプスキューイング処理を行うことを特徴とする画像合成装置。

技術分野

0001

本発明は画像合成方法及び装置に関し、特にもや画像表示を行う画像合成方法及び装置に関する。

0002

従来より、仮想次元ゲーム空間内で、プレーヤプレーヤ移動体等を操縦し、該移動に伴い変化する仮想3次元空間の映像をゲーム画面に表示するゲーム装置が知られている。この様なゲーム装置では、前記仮想3次元空間に登場する表示物を、ポリゴンオブジェクトとして構成し、画像を合成することが行われている。

0003

ポリゴンを用いてオブジェクトを作成すると、物体の形状を正確に近似出来、隠面消去や各種シェーディング手法等の様々なコンピュータグラフィクスの手法を用いて、リアリティの高い高品質な画像を作成することが出来る。しかし、ポリゴンオブジェクトは三角形四角形等のポリゴンの集合として形成されているため、形状のはっきりしたものの表現には向いているが、境界不確かなものや形状のはっきりしないものの表示は困難であった。

0004

従って、ポリゴンの通常の表現技法だけでは簡単な構成で、境界の不確かで形状のはっきりしないもや等を表現することは難しかった。特に画面の一部にもやがたまっているような状態を表示することは出来なかった。

0005

また、視点がこの様なもやの中を移動する場合、視点の移動に応じてもやの濃さに応じた画像表示を行うことも出来なかった。

0006

本発明は、この様な課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、画面の一部に存在するもやの表示を行う画像合成方法及び装置を提供することである。

0007

本発明の他の目的は、この様なもやの中に視点がある場合、その視点位置のもやの濃さに応じた画像表示を行う画像合成方法及び装置を提供することである。

課題を解決するための手段

0008

請求項1の発明は、ポリゴンオブジェクトに対してテクスチャマッピングすることによって画像合成を行う画像合成方法であって、窪み又は凹凸部の側面を構成するポリゴンに、もやを表す色の割合が、窪み又は凹凸部の底から離れるに従って減少するように形成されたもや表示用テクスチャをマッピングすることによって、窪み又は凹凸部のもやを表示することを特徴とする。

0009

請求項7の発明は、ポリゴンオブジェクトに対してテクスチャをマッピングすることによって画像合成を行う画像合成装置であって、窪み又は凹凸部の側面を構成するポリゴンにマッピングするテクスチャであって、もやを表す色の割合が、窪み又は凹凸部の底から離れるに従って減少するように形成されたもや表示用テクスチャの情報を記憶するテクスチャ情報記憶手段と、前記窪み又は凹凸部に存在するもやを表示する際に、前記窪み又は凹凸部の側面を構成するポリゴンに、前記テクスチャ情報記憶手段に記憶されたもや表示用テクスチャをマッピングして画像合成を行う画像合成手段とを有することを特徴とする。

0010

ここにおいて、もやとは、視程を短くするほどの密度で空気中に浮遊している水滴微粒子の集合で、例えば霧、煙等を含む。

0011

この様にすることにより、テクスチャマッピングという、通常の技法を用いてポリゴンオブジェクトによって形成される窪み又は凹凸部に存在するもやを表示することが出来る。

0012

請求項2の発明は、請求項1において、前記もや表示用テクスチャは、もやの濃度分布の状態に基づき決定されたもやを表す色の減少度合いに従って、もやを表す色の割合が、窪み又は凹凸部の底から離れるに従って、減少するように形成されていることを特徴とする。

0013

請求項8の発明は、請求項7において、前記もや表示用テクスチャは、もやの濃度分布の状態に基づき決定されたもやを表す色の減少度合いに従って、もやを表す色の割合が、窪み又は凹凸部の底から離れるに従って、減少するように形成されていることを特徴とする。

0014

この様にすることにより、層の厚さや密度や濃度変化等の複雑なもや状態を反映した画像表示を、テクスチャマッピングという、通常の技法を用いて簡単に実現することが出来る。

0015

ここにおいて、例えば、層の厚いもやを表示する場合は、もやを表す色の割合の減少度が緩やかになるよう形成したテクスチャを、層の薄いもやを表示する場合は、もやを表す色の割合の減少度が急激になるよう形成したテクスチャを、前記側面を構成するポリゴンにマッピングすることが好ましい。

0016

請求項3の発明は、請求項1、2のいずれかにおいて、前記もや表示用テクスチャは、窪み又は凹凸部の底から所与の部分が、もやと同色に形成されていることを特徴とする。

0017

請求項9の発明は、請求項7、8のいずれかにおいて、前記もや表示用テクスチャは、窪み又は凹凸部の底から所与の部分が、もやと同色に形成されていることを特徴とする。

0018

この様にすることにより、窪み又は凹凸部の底から所与の厚さに均一な濃度でかかるもやの画像表示を、テクスチャマッピングという、通常の技法を用いて簡単に実現することが出来る。

0019

ここにおいて、例えば、前記均一な濃度の部分のもやが厚い層をなしている場合は、もやと同色に形成する部分の底からの距離を長くなるよう形成したテクスチャを、また、前記均一な濃度の部分のもやが薄い層をなしている場合は、もやと同色に形成する部分の底からの距離を短くなるよう形成したテクスチャを、前記側面を構成するポリゴンにマッピングすることが好ましい。

0020

請求項4の発明は、請求項1〜請求項3のいずれかにおいて、窪み又は凹凸部の底面を構成するポリゴンに、もやと同色のテクスチャをマッピングすることを特徴とする。

0021

請求項10の発明は、請求項7〜請求項9のいずれかにおいて、前記テクスチャ情報記憶手段は、窪み又は凹凸部の底面を構成するポリゴンにマッピングするテクスチャであって、もやと同色に形成されたもや表示用底面テクスチャの情報を記憶し、前記画像合成手段は、前記窪み又は凹凸部に存在するもやを表示する際に、前記窪み又は凹凸部の底面を構成するポリゴンに、前記テクスチャ情報記憶手段に記憶されたもや表示用底面テクスチャをマッピングして画像合成を行うことを特徴とする。

0022

この様にすることにより、窪み又は凹凸部の底を構成するポリゴンが存在する場合も、テクスチャマッピングという、通常の技法を用いて窪み又は凹凸部のもやの表示を簡単に実現することが出来る。

0023

請求項5の発明は、請求項1〜請求項4のいずれかにおいて、前記窪み又は凹凸部毎に決定される基準位置に基づき、視点が前記窪み又は凹凸部にかかるもやの中にあるかを判断するとともに、前記窪み又は凹凸部毎に決定される基準位置と視点位置との位置関係演算する位置関係演算ステップと、前記位置関係演算ステップにおいて、視点がもやの中にいると判断された場合、前記基準位置と視点位置との位置関係に基づき、画面にかかるもやの濃度を変更するもや濃度変更テップとを含むことを特徴とする。

0024

請求項11の発明は、請求項7〜請求項10のいずれかにおいて、前記窪み又は凹凸部毎に決定される基準位置に基づき、視点が前記窪み又は凹凸部にかかるもやの中にあるかどうか判断するとともに、前記窪み又は凹凸部毎に決定される基準位置と視点位置との位置関係を演算する位置関係演算手段をさらに有し、前記画像合成手段は、前記位置関係演算手段によって視点がもやの中にいると判断された場合、前記位置関係演算手段が演算した前記基準位置と視点位置との位置関係に基づき、画面にかかるもやの濃度を変更するもや濃度変更手段とを含むことを特徴とする。

0025

この様にすることにより、視点が前記窪み又は凹凸部にかかるもやの中にある場合、視点位置のもやの濃度に応じた視界画像を模した画像表示を行うことが出来る。また、視点位置が移動する場合は、視点の移動に応じて変化するもやの濃度に応じた画像表示を行うことが出来る。

0026

請求項6の発明は、請求項1〜請求項5のいずれかにおいて、位置関係演算ステップは、前記位置関係に基づき、デプスキューイング処理において表示物が近づく色である奥カラーになる位置を指定するための最大奥行き値を決定するデプスパラメータ決定ステップをさらに有し、前記もや濃度変更ステップにおいて、前記最大奥行き値を用いて、デプスキューイング処理を行い画面にかかるもやの濃度を変更することを特徴とする。

0027

請求項12の発明は、請求項11において、もや濃度変更手段は、色補完を行い、表示画像の表示物の色を所与の色に近づけるデプスキューイング処理を行うデプスキューイング処理手段を有し、前記位置関係演算手段は、前記位置関係に基づき、デプスキューイング処理において表示物が近づく色である奥カラーになる位置を指定するための最大奥行き値を決定するデプスパラメータ決定手段を有し、前記デプスキューイング処理手段は、デプスパラメータ決定手段によって決定された最大奥行き値を用いて、デプスキューイング処理を行うことを特徴とする。

0028

この様にすることにより、デプスキューイング処理時のパラメータを変更することにより、その視点位置のもやの濃さに応じた画像表示を行うことが出来る。従って、簡単な構成でもやの中にいるときの視界画像を効果的に画像表示することが出来る。

発明を実施するための最良の形態

0029

本発明の好適な実施の形態を、人力飛行機乗り3次元ゲーム空間内を自由に飛行するゲーム装置を例にとり説明する。

0030

図1には実施の形態のゲーム装置の外観図が示されている。実施の形態のゲーム装置は、ほぼL字状に形成されたハウジング70上に、操作部20と、ディスプレイ60とが配置されている。

0031

前記操作部20は、人力飛行機の操縦席イメージして形成されており、プレーヤPがサドル50に座りハンドル30を両手で操作し人力飛行機を操作し、さらにペダル40をこぎながら人力飛行機の推力を入力するように構成されている。

0032

前記ディスプレイ60は、サドル50に座ったプレーヤPの正面に位置するように配置され、、ここに3次元ゲーム空間内を人力飛行機が飛行するゲーム画面200が表示される。

0033

図6には当該ゲーム装置10のディスプレイ60に表示されるゲーム画面の一例200が示されている。プレーヤPが前記操作部20を操作することにより、ゲーム画面上の人力飛行機210に乗った仮想プレーヤ220は、該ゲーム画面に示されるゲームステージの仮想3次元空間内の飛行を行う。該空間内にはポイントバルーン230と呼ばれる風船のようなオブジェクトが配置されており、仮想プレーヤが乗った人力飛行機210がこのポイントバルーン230に接触すると、ポイントバルーン230にかかれたポイントが得られる。プレーヤPは、この様にしてポイントを獲得しながらゴールをめざす。但し、制限時間内に所定の得点をとってゴールに到着することがそのゲームステージをクリアする条件である。そして前記ゲームステージをクリアすると、難易度の高い新たなゲームステージに進むことができるよう構成されている。

0034

ところで、人力飛行機210が飛行する仮想3次元空間内には、洞窟も設けられており、該洞窟内には、もやがかかって怪しく光るがある。リアリティに富んだゲーム画面を表示するためには、この様な沼にかかったもやの画像をうまく表現しなければならない。しかし、ポリゴンを用いて画像合成を行う場合、境界の不確かなもや等を表現することは困難であり、従来は画面の一部に霧やもやがたまっているような状態を画像表示することは行われていなかった。

0035

また、本ゲーム装置においては、このもやは均一ではなく、下に行くほど濃いもやがたまっている設定になっている。従って、人力飛行機210がこのもやの中を飛行する場合、もやがその視界画像に与える影響は均一ではなく、もやの濃度によって変化する。

0036

本ゲーム装置10では、以下に示すような構成で沼にかかったもやの画像を表示し、人力飛行機210がもやの中にいるときは、もやの濃度によって変化する視界画像を表示画面に再現することにより、リアリティの高い画像表示を行っている。

0037

図2には、前記ゲーム装置10の、機能ブロック図が示されている。

0038

実施の形態の業務用ビデオゲーム装置は、操作部20、空間演算部110、空間情報記憶部120、画像合成部130、オブジェクト画像情報記憶部140、表示部60とを含む。操作部20は、図1に示すハンドル30、ペダル40等のプレーヤの操作する部材である。前記表示部80は、前記ディスプレイ60を用いて構成されている。

0039

前記空間情報記憶部120には、ゲームステージ上に配置される各表示物(人力飛行機210に乗った仮想プレーヤやポイントバルーン230等の移動物と、トンネル、壁、ビル立木、洞窟、山等の位置が固定物)の位置情報及び方向情報が記憶される。

0040

図3は、移動物である人力飛行機210に乗った仮想プレーヤ(以下人力飛行機210という)の位置及び姿勢と、位置情報(X,Y,Z)及び方向情報(θ,φ,ρ)との関係を示す図である。同図に示すように、本ゲーム装置では、各表示物の位置情報(X,Y,Z)及び方向情報(θ,φ,ρ)が仮想的なゲームステージ(オブジェクト空間)に設けられたワールド座標系(Xw,Yw,Zw)における位置座標及び角度として記憶されて、ゲームステージが構築されている。

0041

こうして設定された各表示物の位置情報(X,Y,Z)及び方向情報(θ,φ,ρ)は図4に示すようにして空間情報記憶部120に記憶される。すなわち、空間情報記憶部120にはi+1個のオブジェクトの位置情報(X,Y,Z)及び方向情報(θ,φ,ρ)が、各表示物に割り当てられたオブジェクトナンバーOBとともに記憶されている。ここで、特に、オブジェクトナンバーOB0には人力飛行機210の本体を表すオブジェクトが割り当てられ、オブジェクトナンバーOB1、OB2、OB3はそれぞれトンネル、壁、ビル、立木、洞窟、山やその他のオブジェクトが割り当てられている。

0042

空間演算部110は、CPU、メモリ等を用いて構成されており、前記操作部20からの操作信号および所定のゲームプログラムに基づき、人力飛行機210が仮想3次元空間内を飛行し、ポイントバルーンをとる演算を行い、その演算結果を画像合成部130へ向け出力するものである。

0043

また前記空間演算部110は、上記のようにして記憶されるゲームステージにおける人力飛行機210の位置情報(X,Y,Z)及び方向情報(θ,φ,ρ)を、前記操作部20によって入力される操作信号やゲームプログラム等に従って、所定の時間毎に、例えば1/60秒毎に書き換え更新する。例えば、人力飛行機210がゲームステージ上をワールド座標のX軸方向に姿勢を変えずに移動する様子は、前記空間情報記憶部120に記憶された該当するオブジェクトナンバーとともに記憶されている位置情報のX座標を、前記空間演算部110が移動速度に応じた所定の増分で変更記憶することで表現される。こうして、ゲームステージにおいて人力飛行機210が刻々と位置及び方向(姿勢)を変化させていく状況を容易に演出することができる。

0044

ところで、この様にゲームステージ内において人力飛行機210が刻々と位置及び方向を変化させていく状況をゲーム画面に表示するためにはどの位置から見た画像を表示するのかという視点位置や視線方向、視野角等の視点情報が必要となる。

0045

本実施の形態では、人力飛行機210に乗った仮想プレーヤ220の視点位置で画像を表示する1人称視点表示と、人力飛行機210を後方から追従する視点位置で画像を表示する3人称の視点表示を選択出来るように形成されている。この様な視点情報は空間演算部110が演算する人力飛行機210の位置情報(X,Y,Z)及び方向情報(θ,φ,ρ)に基づき決定される。

0046

この様な視点情報等を含むフレーム情報も前記空間情報記憶部120に記憶されている。このフレーム情報も人力飛行機210の位置情報(X,Y,Z)及び方向情報(θ,φ,ρ)に基づき空間演算部110によって所定時間毎に更新される。この様にして、ゲーム画面には、移動する視点位置からみえる仮想3次元空間を表示した画像がリアルタイムに表示される。

0047

なお、空間演算部110の位置関係演算部112及びデプス情報設定部114が行う処理の詳細は後述する。

0048

次に、画像合成部130とオブジェクト画像情報記憶部140の画像合成の機能について詳しく説明する。

0049

前記オブジェクト画像情報記憶部140は、ゲームステージに登場する各表示物の形状及び外観にかかる情報を記憶するものであり、ポリゴン情報記憶部142とテクスチャ情報記憶部144とを含んでいる。すなわち、本ゲーム装置においては、各表示物はポリゴンの組み合わせによってモデリングされていて、各ポリゴンにはそれぞれの表示物の外観を表すテクスチャがマッピングされる。

0050

前記ポリゴン情報記憶部142には、各表示物の形状を表す情報として、該表示物を構成する各ポリゴンの頂点座標と、それぞれのポリゴンにマッピングするテクスチャを読み出す情報とが対応して記憶される。前記頂点座標は各表示物にそれぞれ設けられた座標系ボディ座標系)における各頂点の位置座標として記憶されている。

0051

前記テクスチャ情報記憶部144には、これらのポリゴンにマッピングするテクスチャのテクスチャ情報が記憶される。ここで、テクスチャ情報とは表示物の表面の色や模様等の情報を意味する。

0052

本ゲーム装置では、沼にかかったもやの画像を表現し、リアリティに富んだ画像を表示するために、もや表示用テクスチャを用いて、テクスチャマッピングを行っている。

0053

図8図9図10を用いて、その具体例を説明する。

0054

図8は、テクスチャがマッピングされる前のポリゴンでモデリングされた沼の地形を表した図であり、沼の底面(水面)を構成するポリゴン370−1、370−2、370−3と、沼の側面を構成するポリゴン380−1、380−2…と、沼の中の岩山を構成するポリゴン390−1、390−2…と、その他の地形を構成するポリゴンとで構成されている。

0055

図9は、図8のポリゴンにもやを表示するためのテクスチャをマッピングした沼の地形を表した図であり、沼の底面(水面)付近400は白濁しており、沼の側面410は、沼の底面(水面)から離れるにつれて前記白濁の度合いが少なくなって、通常の岩肌が見えており、あたかも沼の底面(水面)付近に白いもやがかかったような画像となっている。この様に、本ゲーム装置10では、沼にもやのかかった画像を表示する場合は、沼の底面(水面)400を構成するポリゴンにマッピングするテクスチャは、もやと同色(例えば白)のテクスチャを用意し、沼の側面を構成するポリゴンにマッピングするテクスチャは以下のようにする。

0056

図10は、沼の側面を構成するポリゴンにマッピングするテクスチャを説明するための図である。同図に示す様に、テクスチャ430の沼の底面(水面)と接続する下部430−1は、沼の底面(水面)を構成するポリゴンにマッピングするテクスチャと同色であるもやの色(例えば白)にし、前記下部430−1に続く中部430−2は、上部430−3に近づくほど前記もやの色(例えば白)が薄くなり、通常の岩肌の模様が現れるようにし、上部430−3は通常の岩肌の模様となるように、テクスチャを作成しておく。

0057

下部430−1のテクスチャ430にしめる割合は、もやの層の厚さによって決定されるもので、層の厚いもやを表示したい場合はその割合を大きくし、層の薄いもやを表示したい場合はその割合を小さくする。なお、下部430−1のようにもやの色と均一な部分がなく、沼の底面(水面)と接続する部分から、前記中部430−2のように、もやの色(例えば白)の割合が減少していくようなテクスチャでもよい。

0058

さらに、前記もやの色(例えば白)の割合の減少していく態様によってももやの状態を表示することが出来る。

0059

また、図9に示すように沼の中に岩山420等ある場合は、該岩山420を構成するポリゴンにマッピングするテクスチャを、図10に示すように作成しておくと、あたかも岩山の回りにもやが漂っているような画像を表示することが出来る。

0060

この様にすることにより、テクスチャマッピングという、通常の技法を用いてポリゴンオブジェクトによって形成される窪み又は凹凸部に存在するもやを演出することが出来る。

0061

図17は、テクスチャがマッピングされる前のポリゴンでモデリングされたV字上に構成された渓谷の一部を表した図であり、渓谷の一部700の側面を構成するポリゴン700−1、700−2…で構成されている。上述した沼は水面(底面)が面状に構成されており、水面(底面)を構成するポリゴンが存在したが、図17の渓谷の一部700は側面を構成するポリゴン700−1、700−2…でのみで構成されている。この様な場合でも、側面を構成するポリゴン700−1、700−2…にマッピングするテクスチャを、図10に示すように作成しておくと、あたかも渓谷の合間にもやがたまっているような画像を表示することが出来る。

0062

なお、本ゲーム装置10に登場する沼には、図18に示すような水平方向にくねくね動くモンスター450がすんでおり、もや460の上部からその姿をのぞかせている。図14はこのような場合の表示方法を説明するための図である。このようなモンスター450も、前記沼の中にある岩山420同様、モンスター450のもや460の上部付近470を構成するポリゴンにマッピングするテクスチャを、図10に示すように作成しておくと、あたかもモンスター450がもやの中からその姿を見せているような画像を表示することが出来る。

0063

また、前記画像合成部130はデプスキューイング処理部132を含んで構成され、前記空間情報記憶部120及び前記オブジェクト画像情報記憶部140に記憶される情報に従ってゲームステージの情景を表す画像を合成する。

0064

具体的には、先ず初めに、図5に示すように表示物300を構成するポリゴンを、ワールド座標系(Xw,Yw,Zw)で表現されるゲームステージ上に配置するための演算を行う。すなわち、前記オブジェクト画像情報記憶部140のポリゴン情報記憶部142には、表示物を構成するポリゴンの位置情報がボディ座標系における座標情報として記憶されている。前記画像合成部130は、前記ボディ座標系における座標情報をポリゴン情報記憶部142から読み出して、前記空間情報記憶部120に記憶される位置情報(X,Y,Z)及び方向情報(θ,φ,ρ)に基づいて、平行移動、回転、反転、拡大、縮小等の3次元座標変換を施し、ワールド座標系(Xw,Yw,Zw)での位置座標に変換している。次に、各表示物についてそれを構成するポリゴンを所与の視点を基準とした視点座標系(Xv,Yv,Zv)へ座標変換する処理を行う。その後、クリッピング処理等を施し、スクリーン座標系(Xs,Ys)への投影変換処理を行う。

0065

次に、前記処理により表示対象となったポリゴンについて、スクリーン上の手前にくる順に並べるソーティング処理が行われる。そして手前にくるポリゴンから順に、前記テクスチャ情報記憶部144から、これらのポリゴンにマッピングするテクスチャのテクスチャ情報が読み出され、各画素画像情報を格納する図示しないフィールドバッファに格納される。

0066

なお、前記テクスチャ情報記憶部144からテクスチャ情報を読み出す際のアドレスとなるのは、前記ポリゴン情報記憶部142に記憶された該ポリゴンにマッピングするテクスチャ座標である。また、ポリゴンのテクスチャ情報が前記フィールドバッファに格納される際は、Z値が小さい順(ソーティング処理された順)行われて、重複する部分は先に格納された部分が優先する。

0067

この様にしてフィールドバッファに画像情報が格納され、この画像情報は、図示しないカラーパレット回路によりカラーパレットに基づき、RGBデータに変換された後、表示部80に出力される。なお、カラーパレットとは、フィールドバッファに格納された表示物の色を示す画像情報(以下色情報という)に対応するRGBの情報を格納したものである。

0068

この様にして、表示対象となるポリゴンの内部の全てのドットにおける画像情報の作成が行われ、表示部80に出力されるが、必要に応じて、以下に説明するデプスキューイング処理が行われる。

0069

デプスキューイング処理部132は、フィールドバッファに格納された画像情報をカラーパレット回路により、RGBデータに変換する際の制御を行う。すなわち、デプスキューイング処理が行われない場合は、前記色情報に対応するカラーパレットに格納されたRGBの情報を出力する。デプスキューイング処理を行う場合には、前記カラーパレットの色情報に対応するRGB情報を、後述するデプス情報に基づき、所与の色に近づけるために色補完演算を行い、出力されるRGBデータを決定する。

0070

この場合デプス情報には、デプスキューイング処理部の対象となるポリゴンを指定する情報(ポリゴン毎に行う場合)と、後述する奥カラーのRGBの値を表す奥カラー情報(それぞれ前カラー情報(R)(G)(B)とする)と、表示物が奥カラーになる位置を指定する奥カラー位置情報OZと、対象となるポリゴンの視点からの位置を示すポリゴン位置情報PZ(視点座標系におけるZv座標値)等がある。

0071

下図7を用いて、デプスキューイング処理部132が行うデプスキューイング演算について説明する。前述したようにデプスキューイング演算とは、表示物の色を所与の色に近づけるための色補完演算を行うものであり、図7に示す前カラー情報が表示物の色に、奥カラー情報が所定色に、そして色補完演算により出力される色が出力カラー情報に対応する。出力カラー情報は、奥行き情報によって定まるものであり、この奥行き情報は、PZ(ポリゴン位置情報)/OZ(奥カラー位置情報)で表される。

0072

すなわち後述するように、本ゲーム装置では、奥カラーになる位置を指定することによってもやのなかから見える視界画像の演出を行っているため、例えば奥カラー位置情報OZが300mと指定されたとすると、視点位置から300m以上離れている表示物の色は奥カラーとして指定した所定色になり、300m以内にある表示物についてはその位置に応じて、図7の色補完直線800により決定されるのである。

0073

従って、デプスキューイング処理部132は、デプスキューイング処理を行う場合には、まず色情報に基づき、カラーパレットに格納されたRGBの値をそれぞれ前カラー情報(R)、前カラー情報(G)、前カラー情報(B)とする。また、奥カラー位置情報OZと、ポリゴン位置情報PZに基づき奥行き情報を決定する。そして、RGBの各値について、前記前カラー情報、奥カラー情報、奥行き情報に基づき、図7の色補完直線800により、出力カラー情報を演算しカラーパレット回路に送る。

0074

本ゲーム装置10では、濃度の異なるもやの中を飛行する場合、もやの濃度によって変化する視界画像を演出する際にデプスキューイング処理を効果的に用いて画像合成を行っている。

0075

例えば白いもやの中にいるとすると、通常よりいわゆる視界が悪くなり、遠景は白に霞んで見えなくなってしまう。この場合、もやが濃くなれば濃くなるほど前記視界は悪化する。このとき視界が悪化するというのは、だんだん見える範囲が狭くなる(視界半径が短くなる)ことを意味する。

0076

この様な視界画像は、デプスキューイング処理を行う際の奥カラー情報にもやの色(例えば白)を指定することにより、画面全体を白っぽくすることにより実現出来る。このとき、奥カラーになる位置である奥カラー位置情報OZは変更可能であり所定の範囲内で自由に設定出来るため、奥カラー位置情報OZを300mから150mに変更すると、視界半径が半分になる。

0077

すなわち奥カラー位置情報OZに300mを指定してデプスキューイング処理を行うと、視線方向から300m以上離れている表示物は真っ白になり、その間にある表示物は、視点から表示物までの距離に応じて、図7に示す色補完直線に応じて、白っぽく表示される。この奥カラー位置情報OZが150mに変化すると、視線方向から150m以上離れている表示物は真っ白になり、その間にある表示物は、視点から表示物までの距離に応じて、図7に示す色補完直線に応じて、白っぽく表示される。

0078

従って、この様にデプスキューイング処理時の奥カラー位置情報OZを変更することにより、視界半径の異なる表示画像を表示することが出来る。

0079

この様な奥カラー位置情報OZは、表現したいもやの濃度によって決まるものであり、もやの濃度は、ゲーム中に設定されているもやの状態及び、人力飛行機210位置によって決まるものである。

0080

次に、この様なもやの状態及び、人力飛行機210位置によって、前記デプスキューイング処理時の奥カラー位置情報OZ、奥カラー情報の値を設定する構成について説明する。

0081

本ゲーム装置10では、空間演算部110は位置関係演算部112をさらに含んで構成される。位置関係演算部112は、人力飛行機210がどの程度のもやの濃度の場所にいるかを示す位置関係を演算している。すなわち位置関係演算部112は、空間演算部110が演算した人力飛行機210の位置情報に基づき、人力飛行機210がもやの存在するブロックにいるかどうか判定する。ここにおいてブロックとは、仮想3次元空間をX座標、Z座標所定単位毎に区切った個々の領域をいう。そして、該ブロックにいると判定したら、人力飛行機210の位置におけるもやの濃度を決定する。

0082

なお、本ゲームに登場するもやのかかった沼は、沼の底面(水面)に近い程もやが濃く、沼の上空に行くほどもやが薄くなっていく設定になっているため、この様な場合について説明する。図11は、このもや610と視点sとの関係を示した図である。人力飛行機210の移動620に伴って視点位置がs1からs2に変化すると、その視点位置におけるもやの濃度も変化する。視点位置がs1の時の沼の底面(水面)から視点位置までの高さをh1、視点位置がs2の時の沼の底面(水面)から視点位置までの高さをh2とするとh1>h2であるため、前記もやの性質から、視点位置がs2のときのほうが視界がs1のときに比べてもやが濃くなり、視界が悪くなる。

0083

従って、位置関係演算部112は、人力飛行機210の位置が沼の底面(水面)からどれくらいの高さにあるかを求める。ここにおいて高さとは、人力飛行機210と沼の底面(水面)のワールド座標系におけるY座標成分の差として求められる。

0084

また、高さによってもやの濃度がどの様に変化するのかは、高さともやの濃度がどの様な関数関係にあるのかによって決まってくるもので、本ゲーム装置では、このような人力飛行機210の高さともやの濃度の関数(以下もや関数という)はもやの状態を表す情報として、予め位置関係演算部112に格納してある。

0085

図12はもや関数630の例を示した図である。上述したように、垂直方向にもやの濃度が変化する場合は、高さが沼の底面(水面)に近づくほどもやが濃くなるような関数であるため、例えば図12(A)に示すようなもや関数630となる。また、中間のもやの濃度が最も高くて、端に行くほど薄くなるようなもやの場合、例えば図12(B)に示すようなもや関数となる。また高さによってもやの濃度が複雑に変化する場合は、例えば図12(C)に示すようなもや関数630となる。この様にもやの状態に応じたもや関数630が位置関係演算部112に格納してあるのである。

0086

なお、高さを算出する際、上記の例では、沼の底面(水面)を基準として求めたが、どこを基準とするかによって前記もや関数630も異なってくるため、算出の基準となる基準高度も予め位置関係演算部112に格納してある。

0087

この様にして決定されたもやの濃度に応じて、前記デプスキューイング処理部132に渡す情報を設定しているのが、位置関係演算部112のデプス情報設定部114であり、デプスパラメータ決定手段として機能する。

0088

前述したように、本ゲーム装置では、デプスキューイング処理を有効に用いることによりもやの濃度に応じた視界画像を表示している。従ってデプス情報設定部112はデプスキューイング処理を行う旨及び必要なデプス情報を設定する。ここにおいて必要なデプス情報とは、奥カラーのRGBの値を表す奥カラー情報と、表示物が奥カラーになる位置を指定する奥カラー位置情報OZである。

0089

例えば、白いもやである場合は奥カラー情報に白を設定し、赤いもやである場合は奥カラー情報に赤を設定する。また、もやが濃い場合は小さい値の奥カラー位置情報OZを設定し、もやが薄い場合は大きい値の奥カラー位置情報OZを設定する。この様にして設定したデプス情報に基づき画像合成時にデプスキューイング処理を行うことにより、もやの濃度に応じた視界画像を表示することが出来る。

0090

図13は、本ゲーム装置10がもやの濃度に応じた視界画像を表示するための手順を示したフローチャート図である。

0091

前述したように、本実施の形態のゲーム装置10では、1/60秒毎に1フレームの画像が供給されるため、以下の処理をゲームオーバーとなるまで、各フレーム毎に繰りかえす(ステップ10)。

0092

まず位置関係演算部112は、空間演算部110が演算した人力飛行機210の位置情報に基づき、人力飛行機210がもやの存在するブロックにいるかどうか判定する。そして、該ブロックにいると判定したら(ステップ20)、人力飛行機210の基準位置からの高さを算出し(ステップ30)、該当するもや関数によって、前記高さに対応する濃度を算出する(ステップ40)。

0093

デプス情報設定部114は、前記濃度及びもやの色に応じて、奥カラー情報及び奥カラー位置情報を含むデプス情報を設定する(ステップ50)。

0094

そして、画像合成部130は、前記デプス情報に基づき画像合成時にデプスキューイング処理を行うことにより、もやの濃度に応じた視界画像を表示する(ステップ60)。

0095

また、本実施の形態では、垂直方向に濃度の異なるもやが分布している場合を例にとり説明したが、もやの濃度分布の態様はこれに限られない。水平方向に濃度の異なるもやが分布している場合でもよいし、他の方向に分布している場合でもよいし、これらの異なる分布が組合わさっている場合でもよい。この様な場合は前記もや関数を高さではなく他の人力飛行機210の位置を表す値(例えばワールド座標系における基準位置からのX,又はZ軸方向への距離、又はこれらの組み合わせ)と濃度の関係で設定しておくとよい。

0096

なお、本実施の形態では、デプスキューイング処理を用いてもやの濃度に応じた視界画像を表示する場合を例に取り説明したが、スプライト処理を用いてもよい。スプライト処理とは、自由に色と透明度を変えることの出来るフィルター(スプライト)を画面に重ねることにより、もやがかかったような効果を出す画像合成の手法である。スプライト処理は前記フィルターの色と透明度を自由に設定、変更出来るので、もやの色及びもやの濃度に応じて、前記色及び透明度を設定変更することにより、もやの濃度に応じた視界画像を表示することが出来る。

0097

また、本実施の形態では、沼の底面(水面)にもやがかかっている場合のもやを表示するためのテクスチャのマッピングの例を説明したが、これに限られず窪み又は凹凸を構成する地形や建造物にかかるもやに適用出来る。例えば、渓谷や山間のにたまったもややビルの谷間やトンネル内に漂うもや等である。

0098

また、図14においてもやの中のモンスター450が水平方向に動く場合を説明したが、垂直方向に、ぬっと出てくる場合にも応用出来る。すなわち、この様な場合は図15に示すように、もやの上部付近460にモンスター450が通り抜けられるようなトンネル状の筒480を用意しておき、該筒480を構成するポリゴン490−1、490−2…にマッピングするテクスチャを、図10に示すように作成しておくと、あたかもモンスター450がもやの中からぬっと出てくるような画像を表示することが出来る。

0099

さらに、以上説明した本発明は家庭用、業務用を問わずあらゆるハードウェアを用いて実施可能である。図16は現在広く用いられているタイプのゲーム装置のハードウェア構成の一例を示す図である。同図に示すゲーム装置はCPU1000、ROM1002、RAM1004、情報記憶媒体1006、音声合成IC1008、画像合成IC1010、I/Oポート1012、1014がシステムバス1016により相互にデータ送受信可能に接続されている。そして前記画像合成IC1010にはディスプレイ1018が接続され、前記音声合成IC1008にはスピーカ1020が接続され、I/Oポート1012にはコントロール装置1022が接続され、I/Oポート1014には通信装置1024が接続されている。

0100

前記情報記憶媒体1006は、CD−ROM、ゲームROM、メモリカード等のゲーム装置本体と着脱可能に設けられる記憶手段を意味し、ゲーム内容に応じた所定の情報を書き込み保存することのできるタイプも用いられる。また、前記ROM1002は、ゲーム装置本体に固定して設けられる記憶手段である。これらは、ゲームプログラムやゲームステージの空間情報等のゲームタイトルに関係する情報の他、ゲーム装置本体の初期化情報等のゲームタイトルに関係しない情報を記憶する手段である。

0101

前記コントロール装置1022は、遊戯者ゲーム進行に応じて行う判断の結果をゲーム装置本体に入力するための装置であり、家庭用に広く用いられているパッドタイプのものや、業務用ドライブゲームに用いられるハンドル、アクセル等が挙げられる。

0102

そして、前記情報記憶媒体1006やROM1002に格納されるゲームプログラムやシステムプログラム又は前記コントロール装置1022によって入力される信号等に従って、前記CPU1000はゲーム装置全体の制御や各種データ処理を行う。前記RAM1004はこのCPU1000の作業領域として用いられる記憶手段であり、前記情報記憶媒体1006や前記ROM1002の所定の内容、あるいはCPU1000の演算結果等が格納される。

0103

さらに、この種のゲーム装置には音声合成IC1008と画像合成IC1010とが設けられていて音声や画像の好適な出力が行えるようになっている。前記音声合成IC1008は情報記憶媒体1006やROM1002に記憶される情報に基づいて効果音ゲーム音楽等を合成する回路であり、合成された音楽等はスピーカ1020によって出力される。また、前記画像合成IC1010はRAM1004、ROM1002、情報記憶媒体1006等から送られる画像情報に基づいてディスプレイ1018に出力するための画素情報を合成する回路である。

0104

また、前記通信装置1024はゲーム装置内部で利用される各種の情報を外部とやりとりするものであり、他のゲーム装置と接続されてゲームプログラムに応じた所定の情報を送受したり、通信回線を介してゲームプログラム等の情報を送受することなどに利用される。

0105

以上説明した一般的なゲーム装置を用いても本発明は容易に実施可能である。例えば、前記操作部20はコントロール装置1022に対応し、前記空間演算部110はCPU1000及びROM1002又は情報記憶媒体1006に格納されるソフトウェアによって実現される。また、空間情報記憶部120、オブジェクト画像情報記憶部140は、RAM1004、ROM1002、情報記憶媒体1006のいずれかに設けることが可能である。更に、画像合成部130は画像合成IC1010によって、あるいはCPU1000と所定のソフトウェアによって実現される。また、表示部80はディスプレイ1018に対応する。

0106

図面の簡単な説明

0107

図1本実施の形態にかかるゲーム装置の構成の一例を示す図である。
図2本実施の形態のゲーム装置の構成を示す機能ブロック図である。
図3人力飛行機の位置及び姿勢と、位置情報及び方向情報との関係を示す図である。
図4本実施の形態にかかるゲーム装置の空間情報記憶部に記憶される情報を示す図である。
図5本実施の形態にかかるゲーム装置の画像合成処理を説明する図である。
図6本実施の形態にかかるゲーム装置の表示画面を示したものである。
図7デプスキューイング演算にの一例を説明するための図である。
図8本ゲーム装置におけるテクスチャがマッピングされる前のポリゴンでモデリングされた沼の地形を表した図である。
図9同図は、図8のポリゴンにもや表示用テクスチャをマッピングした沼の地形を表した図である。
図10沼の側面のテクスチャを説明するための図である。
図11本実施の形態におけるもやと視点との関係を示した図である。
図12同図(A)〜(C)は、もや関数の例を示した図である。
図13本ゲーム装置がもやの濃度に応じた視界画像を表示するための手順を示したフローチャート図である。
図14本実施の形態のゲーム装置に登場する沼にすむモンスターを示した図である。
図15もやの中から垂直方向に、ぬっと出てくるモンスターを画像表示する場合の説明図である。
図16ゲーム装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
図17本ゲーム装置における、テクスチャがマッピングされる前のポリゴンでモデリングされたV字上に構成された渓谷の一部を表した図である。
図18本ゲーム装置に登場するモンスターの棲む沼を表した図である。

--

0108

20 操作部
80 表示部
100ゲーム空間演算部
110空間演算部
112位置関係演算部
114デプス情報記憶部
120空間情報記憶部
130画像合成部
132デプスキューイング処理部
140オブジェクト画像情報記憶部
142ポリゴン情報記憶部
144テクスチャ情報記憶部

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