JP2001314646A

JP2001314646A - ゲーム装置および情報記憶媒体

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Publication number: JP2001314646A
Application number: JP2000136369A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Shioda; 達夫塩田
Original assignee: Namco Ltd
Current assignee: Namco Ltd
Priority date: 2000-05-09
Filing date: 2000-05-09
Publication date: 2001-11-13
Anticipated expiration: 2020-05-09
Also published as: JP3275001B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の課題は、雲状のモデルを単純な方法
により立体的に表現することを目的とする。【解決手段】２つの面状のオブジェクトを上下に高度
差を持たせて配置する。下方に位置する面状オブジェク
ト２００には、明度の低い（暗い）雲の外観を模したテ
クスチャをマッピングし、上方に位置する面状オブジェ
クト３００には、明度の高い（明るい）雲の外観を模し
たテクスチャをマッピングする。また、マッピングする
各テクスチャの雲の輪郭は、αチャンネルによって暈
す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オブジェクト空間
内の所与の視点に基づく画像を生成し、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。

【０００２】

【従来の技術】従来のゲーム装置では、３次元のオブジ
ェクト空間において、大量の微粒子によって構成される
雲を表現する場合、次のような方法が取られていた。例
えば、積乱雲や高層雲のような、視点位置から遠方に存
在する雲を表現する場合には、後方クリッピング平面に
雲を描画する。あるいは、層積雲や積雲のような、視点
位置から比較的近くに存在する雲を表現する場合には、
板状のモデルを空に配置し、表現する雲のテクスチャを
該モデルにマッピングするといった手法が一般的であっ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レース
ゲームのような視点の位置が急速に変化するゲームにお
いて、比較的近くに存在する雲を表現する場合、すなわ
ち、板状のモデルにテクスチャをマッピングして雲を表
現する場合、視点位置の変化に応じた雲の形状や色彩、
明暗の変化を表現することは困難であった。

【０００４】例えば、予め、視点の位置および視点と雲
との仰角に応じて雲の陰影を描いたテクスチャを複数用
意し、フレーム毎に視点の位置および仰角に対応するテ
クスチャを選択して、板状モデルにマッピングするとい
う方法がある。しかし、各視点位置に応じた雲のテクス
チャを全て作成し、保存することは現実的ではなく、ま
た、雲の形状、陰影の変化が不自然に発生するといった
可能性もある。また、雲をパーティクルの集合体として
表現する方法もあるが、レンダリング等の処理が重くな
り、リアルタイムに画像を生成しなければならないゲー
ム装置には不向きであった。

【０００５】したがって、一般的に採用される手法で
は、１つの板状モデルに対して、光源等の位置を考慮し
ない、すなわち、視点位置に特化した陰影を持たない１
種類のテクスチャをマッピングすることとしていた。こ
のため、画面上に表現される雲は、その形状を巧みに描
き出してはいるものの、立体感の乏しい、臨場感に欠け
るものであった。

【０００６】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであって、雲状モデルを単純な方法により立体
的に表現することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、オブジェクト空間の所与の
視点に基づく画像を生成し、生成した画像を表示させる
ことで所与のゲームを実行するゲーム装置であって、面
状オブジェクト（例えば、図２の上層面３００および下
層面２００）を所与の間隔（例えば、図２の高度差ｈ₂
−ｈ₁）を隔てた略平行位置に複数重ねて配置すること
により、前記オブジェクト空間内の雲状モデルを表現す
ることを特徴とする。

【０００８】また、請求項８記載の発明は、オブジェク
ト空間の所与の視点に基づく画像を生成し、生成した画
像を表示させることで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、面状オブジェクト
を所与の間隔を隔てた略平行位置に複数重ねて配置する
ことにより、前記オブジェクト空間内の雲状モデルを表
現するための情報を含むことを特徴とする。

【０００９】ここに、面状オブジェクトとは、複数のポ
リゴンにより構成された面であって、凹凸や丸みを帯び
た形状のものであってもよいし、平面であってもよい。
あるいは、１枚のポリゴンであってもよい。また、面状
オブジェクトを重ねる方向は、上方に、すなわち、オブ
ジェクト空間のＹ軸方向に高度差を持たせて重ねてもよ
いし、面状オブジェクトが水平方向、すなわち、Ｘ−Ｚ
平面に垂直あるいは斜めに交わる方向に重ねるものであ
ってもよい。

【００１０】なお、面状オブジェクトは、不透明なもの
でもよい。したがって、各面状オブジェクトが重なる方
向からずれた斜方向から見たときに初めて後方の面状オ
ブジェクトの一部分（雲の輪郭近傍）を見ることができ
る。また、雲状モデルとは、雲の他、霧や靄といった輪
郭を持たない粒子系モデルの意である。

【００１１】この請求項１あるいは８記載の発明によれ
ば、雲のような輪郭を持たない粒子系を、面状のオブジ
ェクトを複数重ねることにより表現するため、見る角度
によって形状が変化するといった、立体的な表現をする
ことができる。また、面状オブジェクトを重ねる枚数に
応じてあらゆる大きさの雲を立体的に、簡単に表現する
ことができる。また、各面状オブジェクトをほぼ平行に
重ねることとしたため、雲が層状に構成されることがあ
からさまにわかるような違和感をプレーヤに与えること
がない。

【００１２】また、請求項２記載の発明のように、請求
項１記載のゲーム装置であって、前記所与の間隔を、前
記所与の視点との距離あるいは前記所与の視点から見る
角度に基づいて変更することとしてもよい。

【００１３】また、請求項９記載の発明のように、請求
項８記載の情報記憶媒体において、前記所与の間隔を、
前記所与の視点との距離あるいは前記所与の視点から見
える角度に基づいて変更するための情報を含むこととし
てもよい。

【００１４】この請求項２あるいは９記載の発明によれ
ば、各面状オブジェクトの間隔を視点の位置や仰角に応
じて変更できるため、視点の位置から見える各面状オブ
ジェクトの範囲・量を制御することができる。

【００１５】また、請求項３記載の発明のように、請求
項１または２記載のゲーム装置において、前記雲状モデ
ルの外観あるいは所与の断面を模したテクスチャを、前
記面状オブジェクトにマッピングし、該雲状モデルの立
体感を表現することとしてもよい。

【００１６】また、請求項１０記載の発明のように、請
求項８または９記載の情報記憶媒体において、前記粒子
系３次元モデルの外観あるいは所与の断面を模したテク
スチャに係る情報と、前記テクスチャを前記面状オブジ
ェクトにマッピングし、該雲状モデルの立体感を表現す
るための情報と、を含むこととしてもよい。

【００１７】この請求項３あるいは１０記載の発明によ
れば、例えば、外側の層となる面状オブジェクトには、
雲の外観を模したテクスチャをマッピングし、中間の層
となる面状オブジェクトには雲の断面を模したテクスチ
ャをマッピングすることとすれば、よりリアルな雲を表
現することができる。また、各層に応じてマッピングす
るテクスチャの大きさや形状を異なるものとすれば、例
えば、積雲や入道雲のような歪な形状をした雲や、層積
雲のような平らに広がった雲など、あらゆる形をした雲
状モデルを表現することができる。

【００１８】また、請求項４記載の発明のように、請求
項３記載のゲーム装置において、前記テクスチャは、前
記雲状モデルの外観あるいは所与の断面の輪郭を暈かし
たテクスチャであることとしてもよい。

【００１９】また、請求項１１記載の発明のように、請
求項１０記載の情報記憶媒体において、前記テクスチャ
を、前記雲状モデルの外観あるいは所与の断面の輪郭を
暈かしたテクスチャとするための情報を含むこととして
もよい。

【００２０】この請求項４あるいは１１記載の発明によ
れば、雲の外観あるいは断面の輪郭を暈すこととしたた
め、雲をよりリアルに表現できるとともに、雲が複数の
面状オブジェクトの層により構成されることをわかり難
くなる。

【００２１】また、請求項５記載の発明のように、請求
項１から４のいずれか記載のゲーム装置において、前記
面状オブジェクトにマッピングするテクスチャの明度あ
るいは色調が、前記面状オブジェクトの配置位置に応じ
て異なることとしてもよい。

【００２２】また、請求項１２記載の発明のように、請
求項８から１１のいずれか記載の情報記憶媒体におい
て、前記面状オブジェクトの配置位置に応じて明度ある
いは色調の異なる、前記面状オブジェクトにマッピング
されるテクスチャに係る情報を含むこととしてもよい。

【００２３】この請求項５あるいは１２記載の発明によ
れば、光源を考慮に入れた陰影を、雲状モデルに与える
ことができる。例えば、高度差を付けて面状オブジェク
トを重ねることで雲を表現する場合、視点に近い最下層
の面状オブジェクトのテクスチャを暗く設定し、上層に
向かうにつれてテクスチャを明るく設定すれば、太陽に
照らされる部分や、影となる部分といった陰影を持つ雲
を表現することができる。また、雲を見る位置あるいは
角度に応じてその陰影を微妙に変化させることが可能と
なるため、より簡単に且つリアルに立体感を表現するこ
とができる。

【００２４】また、請求項６記載の発明のように、請求
項１から５のいずれか記載のゲーム装置において、前記
所与のゲームの進行に応じて、前記面状オブジェクトの
配置位置を変化させ、前記雲状モデルの移動を表現する
こととしてもよい。

【００２５】また、請求項１３記載の発明のように、請
求項８から１２のいずれか記載の情報記憶媒体におい
て、前記所与のゲームの進行に応じて、前記面状オブジ
ェクトの配置位置を変化させ、前記雲状モデルの移動を
表現するための情報を含むこととしてもよい。

【００２６】この請求項６あるいは１３記載の発明によ
れば、例えば、風によって雲が移動する様子を表現する
ことができる。この場合、層状に重ねられた面状オブジ
ェクトを一体的に移動させれば、比較的弱い風を表現す
ることができる。また、例えば、上下に重ねた各面状オ
ブジェクトを上から順に独立して移動させれば、強い風
が吹いている環境を表現することができる。

【００２７】また、請求項７記載の発明のように、請求
項１から６のいずれか記載のゲーム装置において、前記
面状オブジェクトは、前記オブジェクト空間に略水平に
配置されることとしてもよい。

【００２８】また、請求項１４記載の発明のように、請
求項８から１３のいずれか記載の情報記憶媒体のよう
に、前記面状オブジェクトを、前記オブジェクト空間に
略水平に配置するための情報を含むこととしてもよい。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施の形
態について図面を参照して説明する。なお、以下では、
雲を立体的に表現する場合について説明するが、本発明
が適用されるものはこれに限らない。

【００３０】本実施の形態では、色彩および明度の異な
る２つの層を上下に高度差を持たせて重ねることで１つ
の雲のモデル（以下、雲モデルという）を表現する。上
の層を日の光を受けた明るい層（以下、上層面という）
とし、下の層を暗い層（以下、下層面という）とする。
また、各層は、面状のオブジェクトにより構成される。
面状オブジェクトは、必ずしも平面である必要はなく、
凸凹や丸みを帯びた面状のオブジェクトであってもよい
が、ここでは簡単のために長方形の１枚のポリゴンによ
り構成する。そして、各層を成すポリゴンには、明暗の
異なる雲の外観を模したテクスチャをマッピングするこ
とで暗い層と、明るい層とを生成する。

【００３１】なお、ポリゴンにマッピングする雲のテク
スチャは、不透明にする。したがって、雲モデルを真下
から見上げた場合、上層面は下層面に隠れることとな
る。しかし、上層面と下層面に高度差を与えることで、
雲モデルを斜め下から見上げた場合、上層面の一部（側
部）を見ることができる。

【００３２】図１（ａ）および（ｂ）は、本発明を適用
することで雲を立体的に表現した例を示す図である。同
図（ａ）は、視点との仰角が比較的大きい位置に雲が存
在する場合を、同図（ｂ）は、視点との仰角が（ａ）よ
りも小さい位置に雲が存在する場合をそれぞれ示してい
る。同図（ａ），（ｂ）に示すように、雲には、視点と
の仰角に応じた陰影が表現されている。

【００３３】例えば、視点が雲の比較的近くに存在する
場合には、雲の上方をほとんど見ることができない。し
たがって、図１（ａ）では、雲は全体的に暗く、雲の手
前の側面が僅かに明るく表現されている。一方、視点が
雲から十分遠方に存在する場合には、日に照らされる上
方面を比較的多く見ることができる。したがって、図１
（ｂ）では、同図（ａ）に比べ、雲の側部上方のより広
い範囲が明るく描かれており、雲の日の当る領域が表現
されている。

【００３４】このように、色彩および明度の異なる２つ
の層を上下に高度差をつけて重ねた雲モデルを生成する
ことによって、簡単に視点の位置に応じた陰影を表示
し、立体感のある雲を表現することが可能となる。以下
に、本実施の形態における雲モデルを生成するための方
法を詳細に説明する。

【００３５】まず、各層（下層面および上層面）を配置
する方法について、図２を用いて説明する。図２は、オ
ブジェクト空間における、視点１００と、下層面２００
および上層面３００の位置関係を説明するための図であ
る。

【００３６】まず、オブジェクト空間中に、下層面２０
０の配置位置を決定する。下層面２００の配置位置は、
オブジェクト空間内に固定的に決定されたものであって
も良いし、ゲーム時間の変化に応じて位置を変更させる
ものとしても良い。すなわち、予め初期位置、速度、進
行方向を設定し、毎時初期位置からの移動距離を計算し
て配置位置を決定することとしても良い。

【００３７】なお、下層面２００と上層面３００との配
置位置の違いは、オブジェクト空間（ワールド座標系）
における高度差（Ｙ座標値）のみであり、上層面３００
の水平方向の座標は、下層面２００と等しい。したがっ
て、下層面２００がオブジェクト空間中を移動する場合
には、上層面３００は、水平方向に対して下層面２００
と常に一体的に動く。また、下層面２００が回転移動を
する場合には、上層面３００も同等の回転角で回転す
る。したがって、上層面３００は、下層面２００との高
度差、すなわち、オブジェクト空間における高さ（Ｙ座
標値）が与えられると自動的に配置位置が決定されるこ
ととなる。

【００３８】下層面２００と上層面３００との高度差を
一定とし、雲モデルを固定的に設定してもよいが、以下
のように上層面と下層面との仰角の差が一定になるよう
に雲モデルを設定してもよい。具体的には、下層面２０
０を代表する１点（以下、下層代表点２０２という）と
視点１００との仰角∠ａと、上層面３００を代表する１
点（以下、上層代表点３０２という）と視点１００との
仰角∠ｂとの差が一定（＝γ）になるように取る。すな
わち、 ∠ｂ−∠ａ＝∠γ …（１）を満たす位置に上層面３００を配置する。

【００３９】したがって、下層面２００の配置位置を決
定すると、次に、上層面３００の高さを決定するため
に、仰角∠ａを算出する。∠ａは、下層代表点２０２と
視点１００との水平方向の距離Ｄと、下層代表点２０２
の高さｈ₁と、視点１００の高さｈ₃とから算出される。
そして、この算出した∠ａを式（１）に代入して、∠ｂ
を求める。更に、視点１００との距離Ｄ、算出した∠
ｂ、および視点の高さｈ ₃とから、上層面３００の高さ
ｈ₂を決定する。

【００４０】図３は、下層面２００の高さｈ₁が一定で
ある場合に、視点１００との距離Ｄに応じて、上層面３
００の見える範囲の変化を示す図である。同図に示すよ
うに、視点１００との距離がＤ＝ｄ₁である場合には、
すなわち、視点１００が雲モデルに近い場合には、上層
面３００の大部分が下層面２００に隠れるため、領域３
０４のみが上層面３００として視界内に映し出される。
一方、距離Ｄ＝ｄ₂の場合には、すなわち、視点１００
が雲モデルに対し比較的遠くに存在する場合には、雲モ
デルをより斜めの方向から見ることとなるため、領域３
０４よりも広い、領域３０６の範囲が上層面３００とし
て視界内に映し出される。

【００４１】また、図３に示すように、視点１００との
距離がＤ＝ｄ₁である場合と、Ｄ＝ｄ₂である場合とで上
層面３００の高さが異なる。これは、式（１）に示すよ
うに、２つの仰角の差が一定となるように設定したた
め、距離Ｄが大きくなるほど上層面３００と下層面２０
０との高度差（ｈ₂−ｈ₁）が開くことに起因する。すな
わち、距離Ｄが大きくなり、視点１００に対して雲モデ
ルが遠くなるほど上層面３００が見えやすくなる。この
ように、雲モデルと視点との距離に応じて上層面の高さ
を設定することで、上層面の見える範囲を視点の位置に
対応させて変化させることができる。

【００４２】しかしながら、上記のように、仰角の差を
固定にして上層面の高さを決定する場合、視点と雲モデ
ルの距離Ｄが一定の範囲を超えると、高度差（ｈ₂−
ｈ₁）が大きくなりすぎ、図４に示すように下層面２０
０と上層面３００とが完全に分離して見える状態が生ず
る。

【００４３】この問題を発生させないために、オブジェ
クト空間内において、視点が移動可能な領域を制限し、
視点と雲モデルとの距離の最大値と各層の面積とから上
層面と下層面とが分離して見えない高度差を予め計算し
て、一定値∠γを設定する。あるいは、仰角の差を距離
Ｄの関数Ｆ（Ｄ）によって指定することとしてもよい。

【００４４】具体的には、 ∠ｂ−∠ａ＝Ｆ（Ｄ） …（２）を満たすように上層面３００の高さｈ₂を決定する。例
えば、関数Ｆ（Ｄ）を、アークタンジェントを用いた関
数、Ｆ（Ｄ）＝ｋ・ａｔａｎ（Ｄ＋ｐ）＋ｑ …（３）により定義する。ここに、ｋ、ｐ、ｑは、係数であっ
て、適当な数値を代入することによりＦ（Ｄ）の値域、
変極点の座標等の設定をし、図５に示すような関数Ｆ
（Ｄ）を設定する。

【００４５】同図によれば、距離Ｄが大きくなるほど、
２つの仰角の差は小さくなる。したがって、距離Ｄが大
きくなるにつれて上層面が見えすぎて不自然であると
か、上層面と下層面とが分離して見えるといった問題を
防ぐことができる。また、距離Ｄが小さい場合、すなわ
ち、視点が雲モデルの近くに存在する場合にも、仰角の
差が十分に大きく設定されるため、僅かに上層面を表現
することができる。

【００４６】なお、上記説明においては、オブジェクト
空間に１つの雲モデルを生成する方法について説明した
が、実際には、面積の異なる複数の雲を表現することが
一般的である。しかし、面積が大きく異なる複数の雲モ
デルを生成する場合には、仰角の関係式（１）あるいは
（２）を全ての雲モデルに対して適用できない。例え
ば、面積の大きい雲モデルと面積の小さい雲モデルと
を、同じ式（１）によって生成した場合、∠γが面積の
大きい雲モデルに対して最適な高度差を与える数値であ
っても、面積の小さい雲モデルに対しては、分離して見
える高度差を与える可能性がある。したがって、面積の
大きい雲と小さい雲とでそれぞれ異なる定数∠γあるい
は関数Ｆ（Ｄ）を設定する必要がある。

【００４７】そこで、例えば、基準となる面積Ｓ₀を設
定する。下層面２００の面積Ｓが基準値Ｓ₀よりも大き
いあるいは等しい（Ｓ≧Ｓ₀）場合には、上述した仰角
の関係式（１）あるいは（２）を採用する。一方、下層
面２００の面積Ｓが基準値Ｓ₀よりも小さい（Ｓ＜Ｓ₀）
場合には、∠γにＳ／Ｓ₀を掛けた式、 ∠ｂ−∠ａ＝∠γ×（Ｓ／Ｓ₀） …（４）によって∠ｂを算出する。したがって、基準値Ｓ₀より
も面積の小さい雲モデルであるほど、下層面２００と上
層面３００との間隔を小さく設定することが可能にな
る。無論、Ｓ＜Ｓ₀を満たす場合に、関数Ｆ（Ｄ）にＳ
／Ｓ₀を掛けた式を採用することとしてもよい。

【００４８】あるいは、下層面の配置位置（オブジェク
ト空間における高度）が低い場合にも、上層面と下層面
との高度差を小さく設定する必要がある。このように、
仰角の関係式（１）、（２）に種々の条件を加えること
により、上層面と下層面との最適な高度差を設定する。

【００４９】なお、本発明は、視点の高さｈ₃が、図４
に示す視点１１０のように、雲モデルの高さ近傍に存在
する場合には、上層面と下層面との高度差をいかに小さ
く設定しても分離して見えることとなるため、不向きで
ある。したがって、本発明を用いて雲を表現する場合に
は、面状オブジェクトが重なる方向（すなわち、Ｙ軸方
向）と垂直な、方向に視点を配置してはならない。例え
ば、本発明をフライトシミュレータ等の視点の向きおよ
び高度が変化するゲームに適用する場合には、面状オブ
ジェクトを視線方向に向けて配置するといった工夫が必
要となる。

【００５０】次に、上層面２００および下層面３００に
マッピングするテクスチャの説明をする。まず、図６に
示すような、下層面２００にマッピングするためのテク
スチャ（以下、暗雲テクスチャという）と、図７に示す
ような、上層面３００にマッピングするためのテクスチ
ャ（以下、明雲テクスチャという）を予め用意する。こ
れら２つの雲のテクスチャは、形状、大きさ、輝度およ
び色調は等しく、明度のみが異なるものであり、暗雲テ
クスチャは暗く、明雲テクスチャは明るく設定されてい
る。勿論、明雲テクスチャと暗雲テクスチャの形状、大
きさ、輝度、色調等が不自然でない程度に異なるもので
あってもよい。

【００５１】更に、雲のモデルが層状の構造であること
がわからないようにするために、各雲のテクスチャの輪
郭をαチャンネルによって暈す。すなわち、雲の輪郭近
傍に不透明度α値を与える。具体的には、テクスチャの
雲以外の領域は、α値を０とし、完全に透明にする。一
方、雲の領域は、α値を１とし、完全に不透明にする。
雲の輪郭近傍には、０＜α＜１の値を設定し、雲が徐々
に消えるような工夫をする。このα値は、雲の輪郭から
の距離に応じて与えることとしてもよいし、作成した雲
の形状、明暗、濃淡に応じて与えることとしてもよい。

【００５２】以上のように、面状オブジェクトを上下に
高度差を持たせて配置したことにより、オブジェクト空
間における地上のどの方向から見上げても常に上部が明
るく、下部が暗くなるため、光源と視点の位置関係によ
って生じる雲の陰影を違和感なく表現できる。また、視
点の位置に応じて面状オブジェクトの間隔を変更するこ
ととしたため、大きな視点の移動にも耐えられる。

【００５３】次に、本実施の形態における構成を説明す
る。図８は、本実施の形態における機能ブロックの一例
を示す図である。同図において、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とから構成されている。

【００５４】操作部１０は、プレーヤが操作データを入
力するためのものであり、操作部１０にて得られた操作
データは、処理部２０に出力される。

【００５５】処理部２０は、システム全体の制御、シス
テム内の各ブロックへの命令、ゲーム処理、画像処理、
音処理等の各種処理を行うものであり、その機能は、各
種プロセッサ（ＣＰＵ、ＤＳＰ等）、あるいはＡＳＩＣ
（ゲートアレイ等）等のハードウェアや、所与のプログ
ラムにより実現できる。また、処理部２０には、主に、
ゲーム演算部２２、画像生成部２４が含まれる。

【００５６】ゲーム演算部２２は、ゲームの進行処理、
選択画面の設定処理、オブジェクト空間上での各オブジ
ェクトやキャラクタの位置や向きを求める処理、視点の
位置や視線方向等を求める処理等の種々のゲーム処理を
操作部１０からの操作信号や、情報記憶媒体４０から読
み出すゲームプログラム４２等に基づいて実行する。そ
して、視点の座標を決定すると、焦点位置や各キャラク
タ等の座標情報等を画像生成部２４に出力して視点に基
づく画像を生成させる。また、ゲーム演算部２２は、雲
オブジェクト制御部２２０を有し、本発明を実行するた
めの処理をする。

【００５７】雲オブジェクト制御部２２０は、情報記憶
媒体４０のゲームプログラム４２に含まれる雲制御プロ
グラム４２０を読み出すと、雲モデルを配置する処理を
実行する。すなわち、初期条件（初期位置、初速度、進
行方向等）に応じて下層面２００の配置位置を決定し、
視点１００との距離Ｄと、下層面２００の高さｈ₁およ
び視点１００の高さｈ₃とから仰角∠ａを算出する。そ
して、仰角の関係式（１）により仰角∠ｂを決定し、上
層面３００の配置位置（高さｈ₂）を決定する。あるい
は、仰角の関係式（２）により∠ｂを決定する場合に
は、情報記憶媒体４０内に記憶される関数Ｆ（Ｄ）４４
を読み出して計算する。そして、決定した下層面２００
および上層面３００の座標情報を画像生成部２４に出力
する。

【００５８】画像生成部２４は、ゲーム演算部２２から
指示信号、各種座標情報等が入力されると、画像を生成
する処理を実行するものであり、ＣＰＵ、ＤＳＰ、画像
生成専用のＩＣ、メモリなどのハードウェアにより構成
される。例えば、画像生成部２４は、ゲーム演算部２２
からオブジェクト空間の設定情報、すなわち、キャラク
タの座標や視点の位置等のデータが入力されると、クリ
ッピングを行ってビューボリュームを設定した後、ビュ
ーボリューム内の各オブジェクトに対する透視投影変換
を行ってゲーム画像を生成する。そして、生成したゲー
ム画像を表示部３０に出力して表示させる。

【００５９】また、画像生成部２４は、ゲーム演算部２
２の雲オブジェクト制御部２２０から下層面および上層
面の位置座標が入力されると、情報記憶媒体４０から雲
テクスチャ４６を読出し、明雲テクスチャ４６０を上層
面にマッピングし、暗雲テクスチャ４６２を下層面にマ
ッピングする。すなわち、画像生成部２４は、透視投影
変換処理の際に、上層面および下層面のオブジェクト空
間における座標に基づきゲーム画像に投影する位置およ
び領域を算出し、算出した領域に対応する暗雲あるいは
明雲テクスチャの画像を描画する。

【００６０】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出力するものであり、ＣＲ
Ｔ、ＬＣＤ、ＨＭＤ等のハードウェアにより実現でき
る。

【００６１】情報記憶媒体４０は、ゲームプログラム４
２の他、関数Ｆ（Ｄ）４４、雲テクスチャ４６を記憶し
ている。また、ゲームプログラム４２には、後述する雲
制御処理を実行するための雲制御プログラム４２０が含
まれており、雲制御プログラム４２０には、関数Ｆ
（Ｄ）４４、雲テクスチャ４６を読み出すためのリンク
情報が含まれる。なお、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、Ｍ
Ｏ、ＦＤ、ＤＶＤ、メモリ、ハードディスク等のハード
ウェアにより実現できる。

【００６２】次に、雲オブジェクト制御部２２０、画像
生成部２４により実行される雲制御処理について図９に
示すフローチャートを用いて以下に説明する。なお、本
処理は、１フレーム毎に全ての雲モデルに対して実行す
るものである。

【００６３】図９において、雲オブジェクト制御部２２
０は、下層面２００の配置位置を決定する（ステップＳ
１）。そして、下層面２００の高さｈ₁、視点１００の
高さｈ₃、下層面２００と視点１００との距離Ｄとから
仰角∠ａを算出する（ステップＳ２）。

【００６４】次いで、情報記憶媒体４０から関数Ｆ
（Ｄ）４４を読み出して仰角の関係式（１）あるいは
（２）、（４）により仰角∠ｂを算出し、上層面３００
の高さｈ₂を決定する（ステップＳ３）。そして、下層
面２００および上層面３００の座標情報を画像生成部２
４に出力する。

【００６５】画像生成部２４は、雲オブジェクト制御部
２２０から下層面２００および上層面３００の座標情報
が入力されると、情報記憶媒体４０から雲テクスチャ４
６を読み出し、下層面２００に明雲テクスチャ４６０を
マッピングして描画する（ステップＳ４）。次いで、上
層面３００に暗雲テクスチャ４６２をマッピングして描
画し（ステップＳ５）、視点に基づく画像に合成して、
本雲制御処理を終了する。

【００６６】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１０を用いて説明する。
同図に示す装置では、ＣＰＵ１０００、ＲＯＭ１００
２、ＲＡＭ１００４、情報記憶媒体１００６、音生成Ｉ
Ｃ１００８、画像生成ＩＣ１０１０、Ｉ／Ｏポート１０
１２、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、表示装置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１０２
４が接続されている。

【００６７】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、ＲＯＭ１
００２になる。

【００６８】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。

【００６９】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１０２
２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。ＲＡＭ１
００４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ＲＯＭ
１００２の所与の内容、あるいはＣＰＵ１０００の演算
結果が格納される。

【００７０】更に、この種の装置には、音生成ＩＣ１０
０８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Ｒ
ＯＭ１００２に記憶される情報に基づいて効果音やバッ
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、ＲＡＭ１
００４、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表示装置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。また表
示装置１０１８は、ＣＲＴやＬＣＤ、ＴＶ、プラズマデ
ィスプレイ、プロジェクター等により実現される。

【００７１】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。

【００７２】また、図１〜図８で説明した種々の処理
は、図９のフローチャートに示した処理等を行うための
雲制御プログラム４２０等を含む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ＩＣ
１００８等によって実現される。なお、画像生成ＩＣ１
０１０、音生成ＩＣ１００８等で行われる処理は、ＣＰ
Ｕ１０００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。

【００７３】図１１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。

【００７４】この場合、図１１の情報記憶媒体４０に記
憶されるゲームプログラム４２や雲制御プログラム４２
０、関数Ｆ（Ｄ）４４、雲テクスチャ４６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。

【００７５】図１２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。同図において、プ
レーヤは、表示装置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
操作してゲームを楽しむ。ゲームプログラム等のゲーム
を行うために必要な情報、および、雲制御プログラム４
２０、関数Ｆ（Ｄ）４４、雲テクスチャ４６等は、本体
装置に装着自在な情報記憶媒体であるＣＤ−ＲＯＭ１２
０６、ＩＣカード１２０８、メモリカード１２１２等に
格納されている。

【００７６】図１３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
スプレイ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。

【００７７】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、ゲームプログラムや雲制御
処理や画像生成処理を実行するためのプログラム、図７
に示すような明雲テクスチャ４６０や図６に示すような
暗雲テクスチャ４６２、図５に示すような関数データ等
は、システム基板上の情報記憶媒体であるメモリ９０に
格納されている。

【００７８】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、面状オブジェクト（長方形のポ
リゴン）を２枚重ねて雲モデルを生成することとした
が、この数に限られるものではない。例えば、面状オブ
ジェクトを重ねる枚数を増やし、高度差に応じてマッピ
ングするテクスチャの明暗を徐々に変化させることで、
処理が重くなるものの、よりリアルな様々な雲を表現す
ることができる。

【００７９】図１４（ａ）および（ｂ）は、面状オブジ
ェクトを重ねる枚数に応じた雲モデルの見え方、すなわ
ち、厚みの変化を説明する図である。図１４（ａ）は２
枚の面状オブジェクトを、図１４（ｂ）は５枚の面状オ
ブジェクトを重ねることにより雲モデルを生成した例を
示す図である。同図（ａ）は、２枚の面状オブジェクト
により構成されているため、層積雲のような平らな雲が
表現されている。一方、（ｂ）は、５枚の面状オブジェ
クトから成るため、綿雲やひつじ雲などの積雲のような
やや厚みのある雲が表現されている。このように、面状
オブジェクトを重ねる枚数を選択し、テクスチャの明暗
を変化させることで、雲の厚みを適切に表現することが
できる。

【００８０】あるいは、図１５に示すように、上下に高
度差を持たせて重ねた雲モデルを水平方向に複数並べて
表示することで、いわし雲やうろこ雲などを表現するこ
とができる。また、各面状オブジェクトを上下に重ねる
のではなく、図１６に示すように、視点５００に対して
奥行き方向に重ねることとしても良い。ただし、この場
合には、光源の位置を考慮してマッピングするテクスチ
ャの明暗を決定する必要がある。例えば、図１６に示す
ように、光源５１０が雲状モデル５２０に対して視点５
００に近い位置に存在する場合には、雲状モデル５２０
の手前にある面状オブジェクトから順に明るいテクスチ
ャをマッピングすることとする。

【００８１】また、上記実施例では、上層面と下層面と
が一体的に移動することとしたが、各々が独立して移動
することとしても良い。例えば、上下に重ねた複数の面
状オブジェクトを上（あるいは、下、真中）から順に時
間経過に応じて移動させる。具体的には、図１７に示す
ように、時刻ｔ＝０の時点で、水平方向にずれることな
く重なっていた３枚の面状オブジェクトを（ａ）、単位
時間毎に１枚ずつ所与の水平方向にδＬ移動させる（ｂ
〜ｄ）。時刻ｔ＝１では、最上段の面状オブジェクト６
１０を所与の水平方向にδＬ移動させ（ｂ）、時刻ｔ＝
２では、中間の面状オブジェクト６２０を所与の水平方
向にδＬ移動させる（ｃ）。そして、時刻ｔ＝３では、
最下段の面状オブジェクト６３０を所与の水平方向にδ
Ｌ移動させる。

【００８２】このように、各々の面状オブジェクトを独
立して移動させることで、風の強弱を表現することも可
能となる。ただし、この場合には、上層の面状オブジェ
クトに極端に明るいテクスチャをマッピングすると、不
自然に明るい雲が見られることとなるため、比較的近い
色調、明度等を選択することが望ましい。

【００８３】また、本実施の形態では、雲モデルを構成
する面状オブジェクトの間隔を決定する際に、下層面２
００と視点１００との距離Ｄの関数によって決定する例
を説明したが、図１８に示すような関連テーブル７００
を利用する構成にしても良い。あるいは、距離Ｄを、雲
モデルを描画する場合の基準距離として予め固定値（例
えば、1000ｍ）として設定しておいてもよい。この場合
には、雲モデルを構成する面状オブジェクトの間隔も固
定的なものとなる。

【００８４】また、本実施の形態では、面状オブジェク
トの配置位置に応じてマッピングするテクスチャの明度
を変化させることとしたが、色調を変化させることとし
てもよい。例えば、上層面にマッピングするテクスチャ
には赤みがかった色調を設定し、下層面にマッピングす
るテクスチャには灰色がかった色調を設定すれば、上層
面が日に照らされる部分であることをより明確に表現す
ることができる。

【００８５】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。

【００８６】

【発明の効果】本発明によれば、複数の面状オブジェク
トを所与の間隔を隔てて重ねることで雲状のモデルを生
成し、各面状オブジェクトの配置位置に応じて明暗、色
彩等の異なるテクスチャをマッピングすることとした。
したがって、比較的軽い処理で、見る位置に応じて異な
る陰影を映し出す立体感のある雲を表現することができ
る。また、雲のテクスチャの輪郭をαチャンネルにより
暈すこととしたため、雲等の粒子系の自然な陰影を表現
することができる。また、重ねる面状オブジェクトの数
を変更することで、入道雲のような大型の雲から、おぼ
ろ雲のような薄い雲まで、あらゆる雲を表現することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、視点と雲との仰角が比較的大きい場
合の雲の一画像例である。（ｂ）は、仰角が比較的小さ
い場合の雲の一画像例である。

【図２】視点と雲モデルの位置関係を示す図である。

【図３】視点との距離に応じた雲モデルの変化を示す図
である。

【図４】上層面と下層面とが分離して見える例を示す図
である。

【図５】関数Ｆ（Ｄ）の一例を示す図である。

【図６】暗雲テクスチャの一例を示す図である。

【図７】明雲テクスチャの一例を示す図である。

【図８】機能ブロックの一例を示す図である。

【図９】雲制御処理を説明するフローチャートである。

【図１０】本発明を実現できるハードウェアの構成の一
例を示す図である。

【図１１】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
である。

【図１２】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１３】本発明を業務用のゲーム装置に適用した場合
の一例を示す図である。

【図１４】（ａ）は、２枚の面状オブジェクトにより雲
モデルを生成した一例を示す図である。（ｂ）は、５枚
の面状オブジェクトにより雲モデルを生成した一例を示
す図である。

【図１５】複数の雲モデルを水平方向に並べた一例を示
す図である。

【図１６】ポリゴンを水平方向に重ねた一例を示す図で
ある。

【図１７】雲モデルの移動例を示す図である。

【図１８】距離Ｄと∠γの関連テーブルの一例を示す図
である。

【符号の説明】

１０操作部２０処理部２２ゲーム演算部２２０雲オブジェクト制御部２４画像生成部３０表示部４０情報記憶媒体４２ゲームプログラム４２０雲制御プログラム４４関数Ｆ（Ｄ）４６雲テクスチャ４６０明雲テクスチャ４６２暗雲テクスチャ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】オブジェクト空間の所与の視点に基づく画
像を生成し、生成した画像を表示させることで所与のゲ
ームを実行するゲーム装置であって、面状オブジェクトを所与の間隔を隔てた略平行位置に複
数重ねて配置することにより、前記オブジェクト空間内
の雲状モデルを表現することを特徴とするゲーム装置。
【請求項２】請求項１記載のゲーム装置であって、前記所与の間隔を、前記所与の視点との距離あるいは前
記所与の視点から見る角度に基づいて変更することを特
徴とするゲーム装置。
【請求項３】請求項１または２記載のゲーム装置であっ
て、前記雲状モデルの外観あるいは所与の断面を模したテク
スチャを、前記面状オブジェクトにマッピングし、該雲
状モデルの立体感を表現することを特徴とするゲーム装
置。
【請求項４】請求項３記載のゲーム装置であって、前記テクスチャは、前記雲状モデルの外観あるいは所与
の断面の輪郭を暈かしたテクスチャであることを特徴と
するゲーム装置。
【請求項５】請求項１から４のいずれか記載のゲーム装
置であって、前記面状オブジェクトにマッピングするテクスチャの明
度あるいは色調が、前記面状オブジェクトの配置位置に
応じて異なることを特徴とするゲーム装置。
【請求項６】請求項１から５のいずれか記載のゲーム装
置であって、前記所与のゲームの進行に応じて、前記面状オブジェク
トの配置位置を変化させ、前記雲状モデルの移動を表現
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６のいずれか記載のゲーム装
置であって、前記面状オブジェクトは、前記オブジェクト空間に略水
平に配置されることを特徴とするゲーム装置。
【請求項８】オブジェクト空間の所与の視点に基づく画
像を生成し、生成した画像を表示させることで所与のゲ
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、面状オブジェクトを所与の間隔を隔てた略平行位置に複
数重ねて配置することにより、前記オブジェクト空間内
の雲状モデルを表現す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９】請求項８記載の情報記憶媒体であって、前記所与の間隔を、前記所与の視点との距離あるいは前
記所与の視点から見える角度に基づいて変更するための
情報を含むことを特徴とする情報記憶媒体。
【請求項１０】請求項８または９記載の情報記憶媒体で
あって、前記粒子系３次元モデルの外観あるいは所与の断面を模
したテクスチャに係る情報と、前記テクスチャを前記面状オブジェクトにマッピング
し、該雲状モデルの立体感を表現するための情報と、を含むことを特徴とする情報記憶媒体。
【請求項１１】請求項１０記載の情報記憶媒体であっ
て、前記テクスチャを、前記雲状モデルの外観あるいは所与
の断面の輪郭を暈かしたテクスチャとするための情報を
含むことを特徴とする情報記憶媒体。
【請求項１２】請求項８から１１のいずれか記載の情報
記憶媒体であって、前記面状オブジェクトの配置位置に応じて明度あるいは
色調の異なる、前記面状オブジェクトにマッピングされ
るテクスチャに係る情報を含むことを特徴とする情報記
憶媒体。
【請求項１３】請求項８から１２のいずれか記載の情報
記憶媒体であって、前記所与のゲームの進行に応じて、前記面状オブジェク
トの配置位置を変化させ、前記雲状モデルの移動を表現
す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１４】請求項８から１３のいずれか記載の情報
記憶媒体であって、前記面状オブジェクトを、前記オブジェクト空間に略水
平に配置するための情報を含むことを特徴とする情報記
憶媒体。