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技術 ゲーム装置、情報記憶媒体およびゲームシステム

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 大内聡
出願日 2000年4月7日 (19年1ヶ月経過) 出願番号 2000-106850
公開日 2001年10月16日 (17年7ヶ月経過) 公開番号 2001-286675
状態 特許登録済
技術分野 電子ゲーム機 イメージ処理・作成 イメージ生成
主要キーワード 客席エリア レース場 CISC システム基板 関数データ 発生フラグ 反射物体 発生有無
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(2001年10月16日)のものです。
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図面 (19)

課題

本発明の課題は、生成した画像を利用して反射物体表現をより簡単化し、画像生成の処理速度を向上することを可能とするゲーム装置等を提供することである。

解決手段

オブジェクト空間構築部220は、ゲーム空間であるオブジェクト空間を構築し、逃げ水ポリゴン決定部222は、当該オブジェクト空間内に逃げ水となるポリゴン(逃げ水ポリゴン)を決定する。レンダリング部240は、当該オブジェクト空間を仮想カメラ視点からレンダリングして背景画像を生成する。テクスチャ生成部242は、仮想カメラからの視線ベクトルと、逃げ水ポリゴンの法線ベクトルとから逃げ水の被反射領域を特定し、テクスチャを生成する。また、レンダリング部240は、逃げ水ポリゴンに当該テクスチャをマッピングし、更に逃げ水ポリゴンをレンダリングした画像を背景画像に合成する。

概要

背景

コンピュータグラフィックスでは、仮想的な3次元空間であるオブジェクト空間内に置かれた鏡や池などを表現する反射率の高いオブジェクト反射物体)をよりリアルに表現するために、いくつかの工夫を凝らしている。その1つとして、オブジェクト空間内の指定された領域をレンダリングする際に、レイトレーシングと呼ばれるアルゴリズムを用いて、他の物体が反射物体の表面に反射して映るように表現する方法がある。

レイ・トレーシングとは、所与視点となる仮想カメラに届いた光線を逆向きに追跡し、当該光線に影響を与える物体の位置および色等を検出することによって、当該光線に対応するピクセルの色を決定するものである。例えば、仮想カメラの視界内に反射物体があり、追跡する光線が反射物体の表面で反射して、他の物体の表面にぶつかる。この場合には、光線が反射した反射物体の部分に、物体の表面の色が反映されることとなる。

概要

本発明の課題は、生成した画像を利用して反射物体の表現をより簡単化し、画像生成の処理速度を向上することを可能とするゲーム装置等を提供することである。

オブジェクト空間構築部220は、ゲーム空間であるオブジェクト空間を構築し、逃げ水ポリゴン決定部222は、当該オブジェクト空間内に逃げ水となるポリゴン(逃げ水ポリゴン)を決定する。レンダリング部240は、当該オブジェクト空間を仮想カメラの視点からレンダリングして背景画像を生成する。テクスチャ生成部242は、仮想カメラからの視線ベクトルと、逃げ水ポリゴンの法線ベクトルとから逃げ水の被反射領域を特定し、テクスチャを生成する。また、レンダリング部240は、逃げ水ポリゴンに当該テクスチャをマッピングし、更に逃げ水ポリゴンをレンダリングした画像を背景画像に合成する。

目的

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、生成した画像を利用して、反射物体の表現をより簡単化し、画像生成の処理速度を向上させることを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
3件
牽制数
2件

この技術が所属する分野

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請求項1

オブジェクト空間内の所与視点での画像を生成し、当該生成画像を表示させることによって所与のゲームを実行するゲーム装置であって、反射領域を前記オブジェクト空間内から決定するための決定手段と、前記決定手段により決定された前記反射領域に対応する被反射領域を前記生成画像内から特定するための特定手段と、前記特定手段により特定された前記被反射領域の画像を、前記反射領域に対応する前記生成画像内の領域に合成させるための合成手段と、を含むことを特徴とするゲーム装置。

請求項2

オブジェクト空間内の所与の視点での画像を生成し、当該生成画像を表示させることによって所与のゲームを実行するゲーム装置であって、反射領域を前記オブジェクト空間内から決定するための決定手段と、前記決定手段により決定された前記反射領域に対応する被反射領域を前記生成画像内から特定するための特定手段と、前記特定手段により特定された前記被反射領域の画像を、前記反射領域にマッピングさせるための合成手段と、を含むことを特徴とするゲーム装置。

請求項3

請求項1または2において、前記合成手段は、前記被反射領域の画像を歪ませることを特徴とするゲーム装置。

請求項4

請求項2において、前記合成手段は、前記オブジェクト空間における前記反射領域の頂点座標を変更することにより、前記被反射領域の画像を歪ませてマッピングすることを特徴とするゲーム装置。

請求項5

請求項1から4のいずれかにおいて、前記決定手段は、決定した前記反射領域の位置と、前記所与の視点との距離に応じて、当該反射領域の形状あるいは大きさを変更することを特徴とするゲーム装置。

請求項6

請求項1から4のいずれかにおいて、前記決定手段は、前記所与の視点の俯角に応じて、決定した前記反射領域の形状あるいは大きさを変更することを特徴とするゲーム装置。

請求項7

請求項1から4のいずれかにおいて、前記合成手段は、前記反射領域の位置と前記所与の視点との距離に応じて、前記被反射領域の画像の透明度を変化させて合成することを特徴とするゲーム装置。

請求項8

請求項5または6において、前記合成手段は、前記反射領域に対する前記所与の視点の俯角に応じて、前記被反射領域の画像の透明度を変化させることを特徴とするゲーム装置。

請求項9

請求項1から8のいずれかにおいて、前記決定手段は、所与の条件を具備する前記オブジェクト空間内のオブジェクトの表面に、反射領域を決定することを特徴とするゲーム装置。

請求項10

請求項1から9のいずれかにおいて、前記合成手段は、前記反射領域にキャラクタが存在する場合、当該キャラクタの反射画像を合成するために、当該キャラクタの画像と、当該キャラクタの画像とを交互に合成することを特徴とするゲーム装置。

請求項11

請求項1から10のいずれかにおいて、前記合成手段は、前記特定手段により特定された前記被反射領域の画像を反転させて合成することを特徴とするゲーム装置。

請求項12

請求項1から11のいずれかにおいて、前記決定手段は、前記所与の視点の移動に応じて、前記反射領域の位置を移動させることにより、逃げ水表現することを特徴とするゲーム装置。

請求項13

オブジェクト空間内の所与の視点での画像を生成し、当該生成画像を表示させることによって所与のゲームを実行するための情報を記憶した情報記憶媒体であって、反射領域を前記オブジェクト空間内から決定するための決定情報と、前記反射領域に対応する被反射領域を前記生成画像内から特定するための特定情報と、前記被反射領域の画像を、前記反射領域に対応する前記生成画像内の領域に合成させるための合成情報と、を含むことを特徴とする情報記憶媒体。

請求項14

オブジェクト空間内の所与の視点での画像を生成し、当該生成画像を表示させることによって所与のゲームを実行するための情報を記憶した情報記憶媒体であって、反射領域を前記オブジェクト空間内から決定するための決定情報と、前記反射領域に対応する被反射領域を前記生成画像内から特定するための特定情報と、前記被反射領域の画像を、前記反射領域にマッピングさせるための合成情報と、を含むことを特徴とする情報記憶媒体。

請求項15

請求項13または14において、前記合成情報は、前記被反射領域の画像を歪ませるための情報を含むことを特徴とする情報記憶媒体。

請求項16

請求項13から15のいずれかにおいて、前記所与の視点と前記反射領域との距離に応じて、当該反射領域を変更するための変更情報を含むことを特徴とする情報記憶媒体。

請求項17

請求項13から15のいずれかにおいて、前記所与の視点の俯角に応じて、前記反射領域を変更するための変更情報を含むことを特徴とする情報記憶媒体。

請求項18

請求項16または17において、前記変更情報は、前記反射領域の形状あるいは大きさを変化させる情報であることを特徴とする情報記憶媒体。

請求項19

請求項16または17において、前記変更情報は、前記反射領域に対応する前記被反射領域の画像の透明度を決定させるための情報を含み、前記合成情報は、前記変更情報により決定された透明度に基づいて前記被反射領域の画像を合成することを特徴とする情報記憶媒体。

請求項20

複数のプレーヤが、所与のゲームを同一のオブジェクト空間内で遊ぶための、通信回線を介して接続された複数のゲーム装置を含むゲームシステムであって、前記各ゲーム装置は、反射領域と、当該反射領域に対応する被反射領域とを、前記生成画像内から特定するための特定手段と、前記被反転領域の画像を、前記反射領域に合成させるための合成手段と、を備え、前記合成手段は、前記反射領域に自キャラクタ以外のキャラクタが存在する場合、当該キャラクタの反射画像を合成するために、当該キャラクタの画像と、当該キャラクタの画像とを交互に合成することを特徴とするゲームシステム。

技術分野

0001

本発明は、オブジェクト空間内の所与視点での画像を生成し、当該生成画像を表示させることによって所与のゲームを実行するゲーム装置等に関する。

背景技術

0002

コンピュータグラフィックスでは、仮想的な3次元空間であるオブジェクト空間内に置かれた鏡や池などを表現する反射率の高いオブジェクト反射物体)をよりリアルに表現するために、いくつかの工夫を凝らしている。その1つとして、オブジェクト空間内の指定された領域をレンダリングする際に、レイトレーシングと呼ばれるアルゴリズムを用いて、他の物体が反射物体の表面に反射して映るように表現する方法がある。

0003

レイ・トレーシングとは、所与の視点となる仮想カメラに届いた光線を逆向きに追跡し、当該光線に影響を与える物体の位置および色等を検出することによって、当該光線に対応するピクセルの色を決定するものである。例えば、仮想カメラの視界内に反射物体があり、追跡する光線が反射物体の表面で反射して、他の物体の表面にぶつかる。この場合には、光線が反射した反射物体の部分に、物体の表面の色が反映されることとなる。

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、オブジェクト空間には複数のオブジェクトが存在し、そして、各オブジェクトは、色や表面特性等を示す複数の属性を有する多数のポリゴンによって構成されている。このため、オブジェクト空間のレンダリングに際して、レイ・トレーシングの手法を施す場合には、各オブジェクトの配置位置、ポリゴンの属性、光源の位置、仮想カメラの位置等が関わってくるため、多くの処理時間を要する。

0005

特に、ユーザが操作部から入力する操作信号に応じて仮想カメラの位置が様々に変化するゲーム装置にあっては、画像生成に係る時間遅延は致命的な問題であった。とりわけ、仮想カメラが高速で移動するレースゲームや、格闘アクションゲーム等の高い処理速度が要求されるゲームにおいて、忠実光線追跡を実行して反射物体をレンダリングすることは現実的ではなかった。

0006

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、生成した画像を利用して、反射物体の表現をより簡単化し、画像生成の処理速度を向上させることを目的とする。

0007

上記課題を解決するために、請求項1記載の発明は、オブジェクト空間内の所与の視点での画像を生成し、当該生成画像を表示させることによって所与のゲームを実行するゲーム装置であって、反射領域を前記オブジェクト空間内から決定するための決定手段(例えば、図4逃げ水ポリゴン決定部222)と、前記決定手段により決定された前記反射領域に対応する被反射領域を前記生成画像内から特定するための特定手段(例えば、図4テクスチャ生成部242)と、前記特定手段により特定された前記被反射領域の画像を、前記反射領域に対応する前記生成画像内の領域に合成させるための合成手段(例えば、図4のレンダリング部240)と、を含むことを特徴とする。

0008

請求項13記載の発明は、オブジェクト空間内の所与の視点での画像を生成し、当該生成画像を表示させることによって所与のゲームを実行するための情報を記憶した情報記憶媒体であって、反射領域を前記オブジェクト空間内から決定するための決定情報(例えば、図4ゲームプログラム42;図14フローチャートのステップS1)と、前記反射領域に対応する被反射領域を前記生成画像内から特定するための特定情報(例えば、図4のゲームプログラム42;図14のフローチャートのステップS3〜S5)と、前記被反射領域の画像を、前記反射領域に対応する前記生成画像内の領域に合成させるための合成情報(例えば、図4のゲームプログラム42;図14のフローチャートのステップS9)と、を含むことを特徴とする。

0009

この請求項1あるいは13記載の発明によれば、反射領域に映し出される画像(被反射領域)が生成画像内に存在する場合には、生成画像を利用することにより、反射領域の反射に係る表現を迅速かつ容易に実現できる。

0010

請求項2記載の発明は、オブジェクト空間内の所与の視点での画像を生成し、当該生成画像を表示させることによって所与のゲームを実行するゲーム装置であって、反射領域を前記オブジェクト空間内から決定するための決定手段(例えば、図4の逃げ水ポリゴン決定部222)と、前記決定手段により決定された前記反射領域に対応する被反射領域を前記生成画像内から特定するための特定手段(例えば、図4のテクスチャ生成部242)と、前記特定手段により特定された前記被反射領域の画像を、前記反射領域にマッピングさせるための合成手段(例えば、図4のレンダリング部240)と、を含むことを特徴とする。

0011

請求項14の発明は、オブジェクト空間内の所与の視点での画像を生成し、当該生成画像を表示させることによって所与のゲームを実行するための情報を記憶した情報記憶媒体であって、反射領域を前記オブジェクト空間内から決定するための決定情報(例えば、図4のゲームプログラム42;図14のフローチャートのステップS1)と、前記反射領域に対応する被反射領域を前記生成画像内から特定するための特定情報(例えば、図4のゲームプログラム42;図14のフローチャートのステップS3〜S5)と、前記被反射領域の画像を、前記反射領域にマッピングさせるための合成情報(例えば、図4のゲームプログラム42;図14のフローチャートのステップS6〜7)と、を含むことを特徴とする。

0012

この請求項2あるいは14記載の発明によれば、被反射領域の画像を反射領域にマッピングできるため、反射物体を容易かつ迅速に表現できる。また、被反射領域の画像を反射領域にマッピングするため、反射物体の表面特性にあわせたマッピングを施すことにより、反射物体に係る反射をよりリアルに表現できる。

0013

また、請求項3記載の発明のように、請求項1または2記載の発明のゲーム装置において、前記合成手段は、前記被反射領域の画像を歪ませることとしてもよい。

0014

また、請求項4記載の発明のように、請求項2記載の発明のゲーム装置において、前記合成手段は、前記オブジェクト空間における前記反射領域の頂点座標を変更することにより、前記被反射領域の画像を歪ませてマッピングすることとしてもよい。

0015

また、請求項15記載の発明のように、請求項13または14記載の発明の情報記憶媒体において、前記合成情報は、前記被反射領域の画像を歪ませるための情報を含むこととしてもよい。

0016

この請求項3、4あるいは15記載の発明によれば、被反射領域の画像を生成画像内の所与の領域に合成するとき、あるいは、被反射領域の画像を反射領域にマッピングするときに、当該被反射領域の画像を歪ませることができる。従って、表現しようとする反射領域の形状、性質、状態に応じて映し出す画像を変形できる。

0017

また、請求項5記載の発明のように、請求項1から4のいずれか記載の発明のゲーム装置において、前記決定手段は、決定した前記反射領域の位置と、前記所与の視点との距離に応じて、当該反射領域の形状あるいは大きさを変更することとしてもよい。

0018

また、請求項6記載の発明のように、請求項1から4のいずれか記載の発明のゲーム装置において、前記決定手段は、前記所与の視点の俯角に応じて、決定した前記反射領域の形状あるいは大きさを変更することとしてもよい。

0019

また、請求項16記載の発明のように、請求項13から15のいずれか記載の発明の情報記憶媒体において、前記所与の視点と前記反射領域との距離に応じて、当該反射領域を変更するための変更情報を含むこととしてもよい。

0020

また、請求項17記載の発明のように、請求項13から15のいずれか記載の発明の情報記憶媒体において、前記所与の視点の俯角に応じて、前記反射領域を変更するための変更情報を含むこととしてもよい。

0021

また、請求項18記載の発明のように、請求項16または17記載の発明の情報記憶媒体において、前記変更情報(例えば、図4のゲームプログラム42;図9(a)、(b))は、前記反射領域の形状あるいは大きさを変化させる情報を含むこととしてもよい。

0022

この請求項5、6、16、17あるいは18記載の発明によれば、反射領域の形状あるいは大きさを、反射領域から所与の視点までの距離や、所与の視点の俯角に応じて変更できる。従って、例えば、反射領域を面上に特定する場合、視点との距離や俯角に応じて反射する領域を変更できるため、反射をよりリアルに表現できる。

0023

また、請求項7記載の発明のように、請求項1から4のいずれか記載の発明のゲーム装置において、前記合成手段は、前記反射領域の位置と前記所与の視点との距離に応じて、前記被反射領域の画像の透明度を変化させて合成することとしてもよい。

0024

また、請求項8記載の発明のように、請求項5または6記載の発明のゲーム装置において、前記合成手段は、前記反射領域に対する前記所与の視点の俯角に応じて、前記被反射領域の画像の透明度を変化させることとしてもよい。

0025

また、請求項19記載の発明のように、請求項16または17記載の発明の情報記憶媒体において、前記変更情報(例えば、図4のゲームプログラム42;図9(c)、(d))は、前記反射領域に対応する前記被反射領域の画像の透明度を決定させるための情報を含み、前記合成情報(例えば、図4のゲームプログラム42;図14のフローチャートのステップS9)は、前記変更情報により決定された透明度に基づいて前記被反射領域の画像を合成することとしてもよい。

0026

この請求項7、8あるいは19記載の発明によれば、反射領域と所与の視点との距離、あるいは、所与の視点の俯角に応じて被反射領域の画像の透明度を変化させるので、例えば、オブジェクト空間における光源の影響等による反射領域の見え方を変化させて表現できる。

0027

また、請求項9記載の発明のように、請求項1から8のいずれか記載の発明のゲーム装置において、前記決定手段は、所与の条件を具備する前記オブジェクト空間内のオブジェクトの表面に、反射領域を決定することとしてもよい。

0028

この請求項9記載の発明によれば、例えば、環境温度によって発生が左右される逃げ水を反射物体として表現する場合、所与の条件を温度とすることにより、熱いところにのみ逃げ水を発生させるように表現できる。

0029

また、請求項10記載の発明のように、請求項1から9のいずれか記載の発明のゲーム装置において、前記合成手段は、前記反射領域にキャラクタが存在する場合、当該キャラクタの反射画像を合成するために、当該キャラクタの画像と、当該キャラクタの画像とを交互に合成することとしてもよい。

0030

この請求項10記載の発明によれば、反射領域にキャラクタが存在する場合であっても、キャラクタの画像と、当該キャラクタの画像とを交互に生成画像内に合成できる。従って、反射領域と、キャラクタと、キャラクタの画像とが奥行き順に正しく表現できる。

0031

また、請求項11記載の発明のように、請求項1から10のいずれか記載の発明のゲーム装置において、前記合成手段は、前記特定手段により特定された前記被反射領域の画像を反転させて合成することとしてもよい。ここで、反転とは、白黒反転等の色彩を反転する意味ではなく、所与の軸を対称軸として、上下、左右等に画像を反転させることを意味するものである。

0032

この請求項11記載の発明によれば、被反射領域の画像を反転して生成画像内の対応する領域に合成、あるいは、反射領域にマッピングすることとしたので、被反射領域を鏡のように映し出す反射物体を簡単に表現することができる。

0033

また、請求項12記載の発明のように、請求項1から11のいずれか記載の発明のゲーム装置において、前記決定手段は、前記所与の視点の移動に応じて、前記反射領域の位置を移動させることにより、逃げ水を表現することとしてもよい。

0034

この請求項12記載の発明によれば、所与の視点の移動に応じて反射領域が移動されるため、逃げ水をリアルに表現することができる。

0035

請求項20記載の発明は、複数のプレーヤが、所与のゲームを同一のオブジェクト空間内で遊ぶための、通信回線を介して接続された複数のゲーム装置を含むゲームシステムであって、前記各ゲーム装置は、反射領域と、当該反射領域に対応する被反射領域とを、前記生成画像内から特定するための特定手段(例えば、図4の逃げ水ポリゴン決定部222およびテクスチャ生成部242)と、前記被反転領域の画像を、前記反射領域に合成させるための合成手段(例えば、図4のレンダリング部240)と、を備え、前記合成手段は、前記反射領域に自キャラクタ以外のキャラクタが存在する場合、当該キャラクタの反射画像を合成するために、当該キャラクタの画像と、当該キャラクタの画像とを交互に合成することを特徴とする。

0036

この請求項20記載の発明によれば、反射領域に映し出される画像(被反射領域)が生成画像内に存在する場合には、当該生成画像を利用することで、反射領域の反射に係る表現を容易にできる。また、キャラクタが反射領域に存在する場合には、当該キャラクタと、当該キャラクタの画像とを交互に生成画像内に合成できる。従って、反射領域内に重なって存在する複数のキャラクタの反射画像をも、正確に表現することができる。

発明を実施するための最良の形態

0037

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下では、本発明をバイクレースゲームに適用し、反射物体として逃げ水を表現する場合を例にとって説明するが、本発明が適用されるものはこれに限られるものではない。

0038

図1は、本発明を家庭用のゲーム装置に適用した場合の一例を示す図である。図1において、ユーザは、ディスプレイ1200に映し出されたゲーム画像を見ながら、ゲームコントローラ1202、1204を操作してバイクレースゲーム等のゲームを楽しむ。この場合、ゲームプログラム等のゲームを行うために必要な情報は、本体装置着脱自在な情報記憶媒体であるCD−ROM1206、ICカード1208、メモリカード1212等に格納されている。

0039

バイクレースゲームでは、レース場毎に、或いは、同じレース場であってもゲームの難易度等によって異なる環境(天候やレース場の路面状態等)が設定されている場合が多い。図2は、ディスプレイ1200に表示されたバイクレースゲームの一場面を示す図であり、ユーザは、自キャラクタ2を操作することでバイクレースゲームを楽しむ。

0040

図3は、レース場の環境として炎天下が設定された場合に、レース場に反射物体として逃げ水6を表現した画面例を示す図である。同図において、逃げ水6は、逃げ水6の奥方風景を反射して映し出している。従って、炎天下のレース場の状態がよりリアルに表現されている。

0041

図4は、本実施の形態における機能ブロック図の一例を示す図である。図4において、機能ブロックは、操作部10と、処理部20と、表示部30と、情報記憶媒体40とから構成される。

0042

操作部10は、ゲームにおける自キャラクタ2の操作や、ゲーム開始あるいは中止等の指示を入力するためのものである。また、図1に示すゲームコントローラ1202、1204が、操作部10に相当する。

0043

処理部20は、主に、ゲーム演算部22及び画像生成部24とから構成されており、CISC型やRISC型のCPU、DSP、画像取込専用ICなどのハードウェアにより実現できる。

0044

ゲーム演算部22は、操作部10から入力される指示信号に応じて、情報記憶媒体40からゲームプログラム42を読み出してバイクレースゲームを実行する。また、ゲーム演算部22は、オブジェクト空間構築部220、逃げ水ポリゴン決定部222、仮想カメラ制御部224を含む。

0045

オブジェクト空間構築部220は、情報記憶媒体40に記憶されたゲームプログラム42や、操作部10から入力される操作信号に基づいてオブジェクト空間を構築し、仮想的なゲーム空間を設定する。

0046

オブジェクト空間を構成する各オブジェクトは、複数のポリゴンによって形成されるが、オブジェクト空間構築部220は、ポリゴン1つ1つに対する色や光沢等の表面特性を定義付けると共に、逃げ水発生フラグを付加する。この各ポリゴンに付加される逃げ水発生フラグとは、逃げ水の発生有無を示すフラグであり、逃げ水ポリゴン決定部222が逃げ水として表現するポリゴンをオブジェクト空間内から決定する際に参照される。

0047

図5は、構築されたオブジェクト空間の内、レース場をアスファルト、草、客席の各エリアに分割した例を示す図である。オブジェクト空間構築部220は、同図に示すように、オブジェクト空間を、客席エリア50−1、50−5、草エリア50−2、50−4、アスファルトエリア50−3に分割し、同じエリア内に存在するオブジェクト(ポリゴン)に対しては、逃げ水発生フラグに同じ値を設定する。

0048

このように、オブジェクト空間を構成する各ポリゴンに逃げ水発生フラグを付加する理由は、逃げ水を表現する場所を制限するためである。現実世界において、逃げ水は、温度が高く、かつ平坦な地面(路面)に出現しやすい。従って、設定されるレース場の環境(温度等)や、オブジェクトの種類に応じて、逃げ水発生フラグにより、逃げ水を発生させるオブジェクトを特定する。

0049

そして、逃げ水ポリゴン決定部222は、この逃げ水発生フラグに基づいて、逃げ水として表現するポリゴンを決定する。以下、この逃げ水を表現するために決定されたポリゴンを逃げ水ポリゴンという。

0050

例えば、オブジェクト空間構築部220は、図5に示すアスファルトエリア50−3におけるオブジェクト(ポリゴン)に逃げ水発生フラグを“ON”として設定し、それ以外のエリアにおけるオブジェクトには、逃げ水発生フラグを“OFF”として設定する。そして、逃げ水ポリゴン決定部222は、逃げ水発生フラグが“ON”として設定されたポリゴン、即ち、アスファルトエリア50−3を構成するポリゴンの中から逃げ水ポリゴンを決定する。図6は、アスファルトエリア50−3を構成するポリゴンの中から、太枠で囲まれた部分にあるポリゴンを逃げ水ポリゴン52として決定した例を示す図である。

0051

また、逃げ水ポリゴン決定部222は、必ず、視点となる仮想カメラ54の視線方向に逃げ水ポリゴンを決定する。仮想カメラ54と逃げ水ポリゴン52との間の距離56は、予め値が設定されているものの、種々の条件の変化に応じて変更される。種々の条件とは、例えば、カーブ坂道等のコースの変化や、自キャラクタ2がジャンプ等をしたことによる仮想カメラ54の俯角58の変化などが考えられる。

0052

ただし、距離56とは、図7に示すように、仮想カメラ54から逃げ水ポリゴン52の位置までのZ軸上、即ち、仮想カメラ52の視線方向上の距離を指す。また、俯角58は、仮想カメラ54から逃げ水ポリゴン52を見た視線ベクトルの俯角を意味する。

0053

図8は、右方にカーブするレース場における、逃げ水ポリゴン52の発生位置(距離56)が変化する場合の一例を示す図である。図8に示すように、仮想カメラ54の視線方向には、アスファルトエリア50−3の奥に草エリア50−2、次いで客席エリア50−1が広がっている。しかしながら、アスファルトエリア50−3以外のエリアには、逃げ水発生フラグが“OFF”として設定されているため、逃げ水ポリゴンの候補として認識されない。したがって、草エリア50−2に仮想カメラ54が近づいた場合には、逃げ水ポリゴン52の発生位置を決定できず、消滅することとなる。そこで、距離56の値を変更することにより、アスファルトエリア50−1内から逃げ水となるポリゴンを決定することとしてもよい。

0054

なお、逃げ水ポリゴン決定部222は、更に、逃げ水ポリゴン52として決定するポリゴンの数あるいは面積(広さ)を、決定することとしてもよい。即ち、逃げ水ポリゴン決定部222は、仮想カメラ54から視線方向に距離56隔てた位置に逃げ水ポリゴン52を代表する座標点(以下、代表点という。)を決定し、この代表点の位置にあるポリゴンから所与の面積あるいは所与の数を満たすように逃げ水として表現するポリゴンを決定することとしてもよい。

0055

例えば、図9(a)に示すように、距離56と逃げ水ポリゴン52の面積との関係を関数で定義することとし、逃げ水ポリゴン52の位置を決定する際に、同時に逃げ水ポリゴン52の面積を決定することとしてもよい。同図(a)において、逃げ水ポリゴン決定部222は、逃げ水ポリゴン52の代表点と仮想カメラ54との間の距離56を距離56aとした場合には、関数上の対応する面積を満たすように逃げ水ポリゴン52を決定する。あるいは、距離56aよりも距離56が短い場合には、関数に基づいて逃げ水ポリゴン52の面積を減少させる。

0056

また、図9(b)に示すように、仮想カメラ54の逃げ水ポリゴンに対する俯角58と逃げ水ポリゴン52の面積とを対応させてもよい。このように、距離と面積、あるいは、俯角と面積の関係を定義付けることにより、逃げ水ポリゴン52の面積が異常に大きくなったり、無秩序に変化するといったことを防止することができる。

0057

なお、逃げ水ポリゴン52の形状は、固定的なものでもよいし、指定された面積を満たす範囲でレース場の条件に合わせて変更させることとしてもよい。また、更に逃げ水ポリゴン52の形状を距離56や俯角58に応じて変更するようにしてもよい。

0058

仮想カメラ制御部224は、オブジェクト空間構築部220で設定されたオブジェクト空間における仮想カメラ54の視点位置や視線方向の制御を行う。また、仮想カメラ制御部224は、一定距離離れた自キャラクタ2の後方から追従するように仮想カメラ54を制御する。

0059

画像生成部24は、レンダリング部240、テクスチャ生成部242等から構成されており、仮想カメラ制御部224により制御された仮想カメラ54の視点に基づく画像を生成する処理を行い、生成した画像データを表示部30に出力する。

0060

以下、逃げ水ポリゴン52上に反射した画像を合成し、ゲーム画像を生成するまでの処理の順に従ってレンダリング部240およびテクスチャ生成部242について説明する。

0061

まず、レンダリング部240は、ゲーム演算部22により設定されたオブジェクト空間を仮想カメラ54の視点に基づいてレンダリングし、画像を生成する(以下、この生成された画像を背景画像という。)。

0062

次に、テクスチャ生成部242は、レンダリング部240により生成された背景画像から逃げ水ポリゴン52にマッピングする被反射領域を決定する。ここで、被反射領域とは、逃げ水が映し出す画像のことであり、既に生成した背景画像内から決定される。そして、テクスチャ生成部242は、背景画像の内、被反射領域に対応する部分をテクスチャとして生成する。そして、生成したテクスチャを再びレンダリング部240に出力する。

0063

被反射領域を特定する方法は、いつくか考えられる。例えば、図10(a)に示すように、仮想カメラ54を基準として逃げ水ポリゴン52の奥方に、Z軸と垂直に交わるスクリーン60を置く。ただし、図10(a)において、(X、Y、Z)は仮想カメラ54の座標系を、(Xs、Ys)はスクリーン60の座標系をそれぞれ意味している。また、スクリーン60は、レンダリング部240が生成する背景画像の座標系をスクリーン60が置かれたZ軸上の位置に応じて拡大したものである。

0064

図10(b)は、図10(a)をX軸方向から見た断面図である。テクスチャ生成部242は、仮想カメラ54から各ポリゴン52−nの頂点への視線ベクトル64と、ポリゴン52−nの法線ベクトル66とを計算する。そして、2つのベクトルが成す角からポリゴン52−nにより反射されるスクリーン60上の位置68を算出する。ここに、ポリゴン52−nとは、逃げ水ポリゴン52を構成する複数のポリゴンの1つを意味する。同様の処理を各ポリゴン52−nの各頂点に対して施すことにより、ポリゴン52に対応する被反射領域62の座標を特定する。そして、テクスチャ生成部242は、特定した被反射領域62をテクスチャとして生成する。

0065

ただし、逃げ水ポリゴン52と仮想カメラ54との間の距離56および俯角58が一定の場合には、計算をするまでもなく背景画像の同じ座標領域が常に被反射領域62として特定される。従って、距離56あるいは俯角58の値を変更したときにのみ被反射領域を特定する計算を行うこととしてもよい。

0066

なお、テクスチャ生成部242は、生成したテクスチャに透明度を設定することとしてもよい。例えば、図9(c)に示すように、距離56と透明度の関係を関数で定義し、被反射領域のテクスチャの透明度を設定するようにしてもよい。同図によれば、テクスチャの透明度は、逃げ水ポリゴン52と仮想カメラ54の間の距離56が短いほど大きくなるため、逃げ水ポリゴン52に映る(反射する)画像が薄く表現される。図11は、テクスチャの透明度を薄く変化させた場合の画面例を示す図である。

0067

また、図9(c)の関係式を用いて、図12に示すように、逃げ水ポリゴン52にテクスチャをマッピングする際に、各ポリゴン52−nの位置に応じて透明度を変化させてもよい。図12に示すように、逃げ水72の手前部分の画像をより薄く表現できるため、逃げ水をよりリアルに表すことができる。

0068

また、逃げ水ポリゴン52の透明度を、図9(d)に示すように、逃げ水ポリゴン52に対する仮想カメラ54の俯角58との関数によって決定してもよい。例えば、逃げ水ポリゴン52の面積を図9(a)に示す距離56との関数によって決定し、テクスチャの透明度を図9(d)に示す俯角58との関数によって決定する等の図9に示す関数を組み合わせることにより、種々の変化に応じた逃げ水を表現することができる。

0069

以上のように、テクスチャ生成部242によってテクスチャが生成されると、レンダリング部240は、テクスチャ生成部242が生成した各テクスチャを上下に反転させ、オブジェクト空間上の各ポリゴン52—nにマッピングする。そして、レンダリング部240は、逃げ水ポリゴン54をレンダリングして逃げ水の画像を生成すると、既に生成した背景画像の逃げ水ポリゴン52に対応する位置に合成する。そして、完成した画像データを表示部30に出力する。

0070

なお、逃げ水ポリゴン52にテクスチャをマッピングする際、次のような手法を施すことにより、歪ませることとしてもよい。例えば、逃げ水ポリゴン52を構成する各ポリゴン52−nは、図6に示すように平面的に並んでいたが、各ポリゴン52−nの各頂点座標を一時的に変化させた後、テクスチャをマッピングさせることにより画像を歪ませることとしてもよい。あるいは、テクスチャの画像自体を歪ませてからマッピングさせることとしてもよい。テクスチャの画像を歪ませた例を図13に示す。同図において、逃げ水74に反射する画像が歪んでいるため、よりリアルな逃げ水を表現することができる。

0071

表示部30は、画像生成部24から入力される画像データを表示画面に表示させる。また、情報記憶媒体40は、ゲームプログラム42を記憶している。この情報記憶媒体40の機能は、CD−ROM、ゲームカセット、ICカード、MO、FD、DVD、メモリハードディスクなどのハードウェアにより実現できる。また、ゲームプログラム42には、後述の逃げ水ポリゴン決定処理画像生成処理を実行するためのプログラム図9(a)〜(d)で示した関数データ等が含まれている。

0072

次に、本実施の形態において、生成した画像を利用して反射物体である逃げ水を表現する処理に係る動作を以下に説明する。

0073

図14は、本実施の形態の処理例に係る動作を示すフローチャートである。なお、図14に示す動作は、1フレームに係るゲーム画像の生成について示すものである。まず、逃げ水ポリゴン決定部222は、オブジェクト空間構築部220が構築したオブジェクト空間内から逃げ水となるポリゴン、即ち、逃げ水ポリゴン52を決定する処理を行う(ステップS1)。

0074

次いで、レンダリング部240は、仮想カメラ54の視点に基づくオブジェクト空間をレンダリングして背景画像を生成する(ステップS2)。そして、テクスチャ生成部242は、仮想カメラ54からポリゴン52−nへの視線ベクトル64を計算し(ステップS3)、次いで、ポリゴン52−nの法線ベクトル66を計算する(ステップS4)。

0075

更に、テクスチャ生成部242は、2つのベクトルからポリゴン52−nの被反射領域を特定する。同様の処理を、逃げ水ポリゴン52を構成する全てのポリゴン52−nに対して施し、逃げ水ポリゴン52の被反射領域62を特定する(ステップS5)。そして、ステップS2において生成された背景画像から被反射領域62に該当するテクスチャを生成し(ステップS6)、レンダリング部240に出力する。

0076

レンダリング部240は、テクスチャ生成部242から入力されたテクスチャを逃げ水ポリゴン52にマッピングした後(ステップS7)、仮想カメラ54の視点に基づいて逃げ水ポリゴン52をレンダリングする(ステップS8)。そして、ステップS2において生成された背景画像内の逃げ水ポリゴン52に対応する位置にレンダリングした画像を合成してゲーム画像を完成させ(ステップS9)、表示部30に出力して本処理を終了する。

0077

なお、上記説明においては、オブジェクト空間内に自キャラクタ2のみが存在する場合を説明したが、複数のキャラクタが存在する場合にも、本発明を適用することは可能である。しかし、複数のキャラクタが存在する場合には、次のような問題がある。

0078

図15は、複数のキャラクタが存在する場合のオブジェクト空間の一場面例を示す図である。同図において、領域100は逃げ水ポリゴンの領域を示しており、領域102は上記実施の形態において説明した被反射領域に該当する領域を示している。なお、簡明のため、同図における逃げ水ポリゴン等の形を矩形として示している。

0079

図15において、逃げ水ポリゴン上に存在するキャラクタ、あるいは、被反射領域に存在するキャラクタ108〜112の反転した画像は、領域100上に反映される必要がある。しかし、同図に示すオブジェクト空間のゲーム画像を上記実施の形態で説明した順に従って生成した場合、領域100上のキャラクタ、即ち、キャラクタ108および110の画像が領域100上にうまく反映されないという問題がある。

0080

そこで、以下の様に本発明を変形して適用することにより、この問題を解決できる。まず、オブジェクト空間において、図10(a)、(b)に示したスクリーン60と同等のスクリーンを各キャラクタの配置位置上に設定する。そして、仮想カメラ54から遠い順、即ち奥行き順に、キャラクタの配置と、当該キャラクタに設定したスクリーンに対する被反射領域の特定および画像合成処理(本処理は、上述したゲーム画像を生成する処理と同様の処理である。)を交互に行うことにより実現することができる。即ち、図16において、背景画像に対する処理、キャラクタ112に対する処理、キャラクタ110に対する処理…というように、奥行き順に本実施の形態において説明した処理を施すことにより実現することができる。

0081

次に、本実施の形態を実現できるハードウェアの構成の一例について、図16を用いて説明する。同図に示す装置では、CPU1000、ROM1002、RAM1004、情報記憶媒体1006、音生成IC1008、画像生成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入出力可能に接続されている。そして、画像生成IC1010には、ディスプレイ1018が接続され、音生成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。

0082

情報記憶媒体1006は、プログラム、表示物を表現するための画像データ、音データ、プレイデータ等が主に格納されるものである。例えば、家庭用ゲーム装置では、ゲームプログラム等を格納する情報記憶媒体として、CD−ROM、ゲームカセット、DVD等が用いられ、プレイデータを格納する情報記憶媒体としてメモリカードなどが用いられる。また、業務用ゲーム装置では、ROM等のメモリやハードディスクが用いられ、この場合には、情報記憶媒体1006は、ROM1002になる。

0083

コントロール装置1022は、ゲームコントローラ、操作パネル等に相当するものであり、ユーザがゲーム進行に応じて行う判断の結果を装置本体に入力するための装置である。

0084

情報記憶媒体1006に格納されるプログラム、ROM1002に格納されるシステムプログラム(装置本体の初期化情報等)、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、CPU1000は、装置全体の制御や各種データ処理を行う。RAM1004は、このCPU1000の作業領域等として用いられる記憶手段であり、情報記憶媒体1006やROM1002の所与の内容、あるいはCPU1000の演算結果が格納される。また、本実施の形態を実現するための論理的な構成を持つデータ構造(例えば、図9(a)〜(d)等の関数データ)は、このRAM1004または情報記憶媒体1006に構築されることになる。

0085

更に、この種の装置には、音生成IC1008と画像生成IC1010とが設けられていて、ゲーム音やゲーム画像の好適な出力が行えるようになっている。音生成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バックグラウンド音楽等のゲーム音を生成する集積回路であり、生成されたゲーム音は、スピーカ1020によって出力される。また、画像生成IC1010は、RAM1004、ROM1002、情報記憶媒体1006等から出力さ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生成する集積回路である。なお、ディスプレイ1018は、CRTやLCD、TV、プラズマディスプレイ液晶プラズマディスプレイ、プロジェクター等の表示装置を含む意である。

0086

また、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取りするものであり、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与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等に利用される。

0087

また、図1図13で説明した種々の処理は、図14のフローチャートに示した処理等を行うプログラムを格納した情報記憶媒体1006と、該プログラムに従って動作するCPU1000、画像生成IC1010、音生成IC1008等によって実現される。なお、画像生成IC1010、音生成IC1008等で行われる処理は、CPU1000あるいは汎用のDSP等によりソフトウェア的に行ってもよい。

0088

図17に、ホスト装置1300と、このホスト装置1300と通信回線1302を介して接続される端末1304−1〜1304−nとを含むゲーム装置に本実施の形態を適用した場合の例を示す。

0089

この場合、逃げ水ポリゴン決定処理や画像生成処理を実行するためのプログラムや図9(a)〜(d)に示した関数データ等は、例えば、ホスト装置1300が制御可能な磁気ディスク装置磁気テープ装置、メモリ等の情報記憶媒体1306に格納されている。また、端末1304−1〜1304−nが、CPU、画像生成IC、音生成IC、を有し、スタンドアローンでゲーム画像、ゲーム音を生成できるものである場合には、ホスト装置1300からは、ゲーム画像、ゲーム音を生成するためのゲームプログラム等が端末1304−1〜1304−nに配送される。一方、スタンドアローンで生成できない場合には、ホスト装置1300がゲーム画像、ゲーム音を生成し、これを端末1304−1〜1304−nに伝送し端末において出力することになる。

0090

図18は、本実施の形態を業務用ゲーム装置80に適用した場合の例を示す図である。この業務用ゲーム装置80は、レーシングバイクの形状をモデルに形成されており、シート88に座ったユーザが、スピーカ86から出力される音を聞きながら、ハンドル84やアクセルブレーキなどを操作することによって、ディプレイ82上に表示されるキャラクタを操作してバイクレースゲームを楽しむ装置である。

0091

業務用ゲーム装置80に内蔵されるシステム基板92には、CPU、画像生成IC、音生成IC等が実装されている。そして、逃げ水ポリゴン決定処理や画像生成処理を実行するためのプログラムや図9(a)〜(d)に示した関数データ等は、システム基板上の情報記憶媒体であるメモリに格納されている。

0092

なお、本発明は、上記実施の形態で説明したものに限らず、種々の変形実施が可能である。例えば、本実施の形態では、逃げ水ポリゴン52を、オブジェクト空間を構成する各ポリゴンから選択することとしたが、「逃げ水オブジェクト」という移動体を生成し、この「逃げ水オブジェクト」をゲームキャラクタと同様に移動させるようにしてもよい。

0093

また、仮想カメラから逃げ水ポリゴンまでの距離あるいは俯角と、面積あるいは透明度の関係を図9(a)〜(d)に示すような関数によって定義したが、距離や俯角とは別個独立に面積や透明度を設定するようにしてもよい。

0094

更に、本実施の形態では、生成した背景画像からテクスチャとなる被反射領域を特定し、逃げ水ポリゴンにマッピングした後に、逃げ水ポリゴンをレンダリングして該背景画像に合成することとした。しかし、背景画像から特定した被反射領域の画像を直接背景画像内の逃げ水ポリゴンに対応する位置に合成することとして、反射領域に対する処理を更に簡略化することとしてもよい。

0095

また、本発明は、家庭用、業務用のゲーム装置のみならず、シミュレータ、多数のキャラクタが参加する大型アトラクション装置パーソナルコンピュータマルチメディア端末、ゲーム画像を生成するシステム基板等の種々の画像生成装置にも適用できる。

発明の効果

0096

本発明によれば、反射領域の表面に映し出される画像(被反射画像)が反射領域を含む生成画像内に存在する場合には、被反射画像を生成画像内から特定し、生成画像内の所与の位置に合成できるため、迅速かつ容易に画像を生成できる。また、オブジェクト空間内の所与の視点から反射領域までの距離や俯角に応じて、大きさや形、透明度を変更できるので、反射物体をよりリアルに表現できる。

図面の簡単な説明

0097

図1本発明を家庭用のゲーム装置に適用した場合の一例を示す図。
図2レース場の表示例を示す図。
図3レース場に逃げ水が表示された例を示す図。
図4機能ブロック図の一例を示す図。
図5同じ逃げ水発生フラグをもつエリア毎にオブジェクト空間を分割した例を示す図。
図6逃げ水ポリゴンを決定した例を示す図。
図7距離および俯角を示す図。
図8距離を変更する例を示す図。
図9(a)は、距離と逃げ水ポリゴンの面積の関係を示す関数。(b)は、俯角と逃げ水ポリゴンの面積の関係を示す関数。(c)は、距離とテクスチャの透明度の関係を示す関数。(d)は、俯角とテクスチャの透明度の関係を示す関数。
図10スクリーンを配置した例を示す斜視図(a)、およびその断面図(b)。
図11逃げ水に透明感を付けて表示した例を示す図。
図12逃げ水に部分的に透明感を付けて表示した例を示す図。
図13逃げ水の画像を歪ませた例を示す図。
図14本実施の形態に係る処理を説明するフローチャート。
図15複数キャラクタが存在する場合の表示例を示す図。
図16本実施の形態を実現できるハードウェアの構成の一例を示す図。
図17ホスト装置と通信回線を介して接続されるゲーム端末に本実施の形態を適用した場合の一例を示す図。
図18本発明を業務用のゲーム装置に適用した場合の一例を示す図。

--

0098

10 操作部
20 処理部
22ゲーム演算部
220オブジェクト空間構築部
222逃げ水ポリゴン決定部
224仮想カメラ制御部
24画像生成部
240レンダリング部
242テクスチャ生成部
30 表示部
40情報記憶媒体
42 ゲームプログラム

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