CN101617344B - 图像生成装置以及图像生成方法 - Google Patents

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Abstract

存储部(201)存储有表示角色对象的位置和形状的角色对象信息(251)、表示面对象的位置和形状的面对象信息(252)、和表示光源的位置的光源信息(253)。计算部(202)根据角色对象信息(251)、面对象信息(252)和光源信息(253)，计算基于光源而向面对象上投影的角色对象的阴影。在由判别部(203)判别为角色对象与面对象相接时，变化部(204)使阴影的明度对应角色对象与面对象的距离而变化。生成部(205)生成表示角色对象、面对象和阴影的图像。

Description

图像生成装置以及图像生成方法
技术领域
本发明涉及适用于清楚地表现虚拟空间内的对象(object)之间的位置关系的图像生成装置、图像生成方法、信息记录介质及程序。 
背景技术
公知有一种在虚拟空间中对利用从光源发出的光所投影的对象的影子进行表现的方法。例如，在专利文献1中公开了下述的游戏装置，该游戏装置通过根据角色对象与虚拟照相机的位置之间的距离，改变用于表现角色对象的影子的多边形数量，而且根据光源的位置使多边形的透明度变化，从而可在抑制数据量增加的同时表现影子。 
专利文献1：日本专利第3926828号公报 
在上述那样的游戏装置中，由于对应角色对象的姿势的变化，影子的样子也变化，所以可生成并显示更贴近现实的图像。但是，在角色对象进行细微动作的情况下，有时不容易分清对象之间的位置关系。例如，在希望对虚拟跳舞者踏着舞步的样子进行表现的情况下，如果频繁重复脚着地的状态和不着地的状态，则用户难以判断当前跳舞者的脚是否着地，难以看清跳舞者正在进行怎样的动作。另外，不限于跳舞，在对具有纵深的3维虚拟空间进行表现的情况下，例如，有时对象自身的图像成为障碍，导致从成为视点的虚拟照相机视点的位置，难以分清对象之间是否接触，或相互接近的程度等相对的位置关系。 
发明内容
本发明为了解决这样的问题而提出，其目的在于，提供一种适用于清楚地表现虚拟空间内的对象之间的位置关系的图像生成装置、图像生成方法、信息记录介质及程序。 
为了实现上述目的，根据本发明的原理，公开了以下的发明。 
本发明的第1观点涉及的图像生成装置具有：存储部、阴影计算部、距离计算部、变化部和生成部。 
存储部用于存储虚拟空间内的角色对象的位置、面对象的位置和光源的位置。 
阴影计算部计算基于该光源而向该面对象上投影的该角色对象的阴影。 
距离计算部计算该角色对象与该面对象的距离。 
变化部使计算出的阴影对应计算出的该角色对象与该面对象的距离而变化。 
生成部生成描画了该角色对象、该面对象和变化后的该阴影的图像。 
根据本发明，所生成的图像中包含的角色对象的阴影，对应角色对象与面对象的距离而变化。用户只要观察所注目的对象的影子的变化，即可容易地判断该对象与其他对象的离开(或接近)程度等位置关系，从而容易掌握虚拟空间中的距离感。 
例如，将对踏着舞步的跳舞者进行表示的对象设为角色对象，将该跳舞者对象所站立的地面设为面对象，将照明器具设为光源。当跳舞者对象跳起时，变化部根据跳起的高度，使基于照明的跳舞者对象的影子变化。用户只需观察影子变化的程度，即可容易地把握跳舞者对象跳起的程度。例如，虽然可以进行精确的光源计算来计算出阴影，但也可以计算阴影出现的大致区域(阴影区域)，将计算出的阴影区域作为阴影进行处理。 
存储部还可以存储该角色对象的形状、和该面对象的形状。 
并且，图像生成装置还具有根据所存储的该角色对象的位置和形状、所存储的该面对象的位置和形状，判别该角色对象是否与该面对象离开了规定距离以上的判别部。 
而且，变化部可以在由判别部判别为该角色对象与该面对象离开了 规定距离以上的情况下，使计算出的阴影对应计算出的该角色对象与该面对象的距离而变化。 
根据本发明，若角色对象与面对象接近到规定距离，则角色对象的影子变化。如果注目的对象的影子发生变化，则用户得知与其他的对象接近到规定距离，从而可容易地把握对象彼此之间的位置关系。 
例如，当跳舞者对象将脚抬起到高于某个高度时，图像生成装置对应抬起的高度使基于照明的跳舞者对象的影子变化。用户只需观察影子的变化情况，即可容易地把握跳舞者对象将脚抬起了多高。 
判别部可以在该角色对象与该面对象离开了规定距离以上的情况下，判别为该角色对象与该面对象不相接，在除此以外的情况下，判别为该角色对象与该面对象相接。 
而且，变化部也可以在由判别部判别为该角色对象与该面对象不相接的情况下，使计算出的阴影对应计算出的该角色对象与该面对象的距离而变化。 
根据本发明，如果角色对象与面对象不接触，则角色对象的影子变化。如果所注目的对象的影子发生变化，则用户可知晓其与其他对象接触的情况，从而可容易地把握对象彼此之间的位置关系。 
例如，当跳舞者对象的脚稍微从地面离开时，图像生成装置对应离开的距离，使基于照明的跳舞者对象的影子变化。用户只要观察影子变化的情况，即可容易地把握跳舞者的脚是否着地。而且，容易把握跳舞者对象的脚从地面抬起了多高。 
判别部也可以通过该角色对象的表面的规定区域是否与该面对象相接，来判别该角色对象是否与该面对象相接。 
而且，变化部可以将该规定区域与该面对象的距离，作为该角色对象与该面对象的距离。 
根据本发明，如果角色对象的表面中的特定部分不与面对象相接，则使角色对象的影子变化。用户只要观察所注目的对象的影子，便可得知特定部分与其他对象接触的情况，从而可容易地把握对象彼此之间的 位置关系。 
例如，在将跳舞者对象的脚底(鞋底)设为特定部分时，如果脚底未与地面接触，则变化部使跳舞者对象的影子变化。用户只要观察影子变化的情况，即可容易地把握跳舞者对象的脚底(鞋底)整体是否与地面接触。 
变化部也可以使计算出的阴影的色相、彩度、明度中的至少任意一个变化。 
根据本发明，例如角色对象的阴影的色相、彩度、明度对应角色对象与面对象的距离而变化。用户只要观察所注目的对象的影子的色相或彩度或明度的变化，即可容易判断该对象与其他对象的离开(接近)程度等位置关系，从而容易把握虚拟空间中的距离感。 
图像生成装置还具有再生音乐的再生部。 
而且，变化部可以使计算出的阴影对应由再生部再生的音乐的类型、节奏、旋律、曲调、韵律、拍子中至少任意一个而变化。 
根据本发明，例如在用户随着音乐跳舞，或演奏乐器的游戏中，可根据演奏的乐曲，调整影子变化的方式。 
变化部也可以使计算出的阴影对应游戏者在使用该图像生成装置执行的游戏中获得的分数而变化。 
根据本发明，例如由于游戏者在游戏中获得的分数越多(少)，图像生成装置越使角色对象的阴影大幅变化，所以，游戏者只需观察影子变化的程度，即可立即确认自己得分的高或低。 
变化部也可以使计算出的阴影中与该规定区域对应的部分的明度，对应该面对象与该规定区域的距离而单调增加。 
根据本发明，用户只要观察角色对象的影子变化的大小，即可根据变化的程度容易地把握对象彼此之间的离开程度或是否接触。 
例如，跳舞者对象的脚从地面抬起得越高，跳舞者对象的影子越亮。用户只要观察影子的亮度，即可容易地把握脚从地面离开的程度。 
变化部也可以使计算出的阴影中与该规定区域对应的部分的明度，对应该面对象与该规定区域的距离而单调减少。 
根据本发明，用户只要观察角色对象的影子变化的大小，即可根据变化的程度，容易地把握对象彼此之间的离开程度或是否接触。 
例如，跳舞者对象的脚越接近地面，跳舞者对象的影子越亮。用户只要观察影子的亮度，即可容易地把握脚从地面离开的程度。 
本发明的其他观点涉及的图像生成方法，是在具有存储部的图像生成装置中执行的图像生成方法，其具备阴影计算步骤、距离计算步骤、变化步骤、和生成步骤。 
在存储部中存储有虚拟空间内的角色对象的位置、面对象的位置、和光源的位置。 
阴影计算步骤计算基于该光源向该面对象上投影的该角色对象的阴影。 
距离计算步骤计算该角色对象与该面对象的距离。 
变化步骤使计算出的阴影对应计算出的该角色对象与该面对象的距离而变化。 
生成步骤生成描画了该角色对象、该面对象、和变化后的该阴影的图像。 
根据本发明，使用了该图像生成方法的图像生成装置，使所生成的图像中包含的角色对象的阴影，对应角色对象与面对象的距离而变化。用户只要观察所注目的对象的影子变化，即可容易地判断该对象与其他对象的离开或接近的程度等位置关系，从而容易掌握虚拟空间中的距离感。 
本发明的其他观点涉及的信息记录介质，使计算机作为存储部、阴影计算部、距离计算部、变化部、和生成部发挥功能。 
存储部存储虚拟空间内的角色对象的位置、面对象的位置、和光源的位置。 
阴影计算部计算基于该光源向该面对象上投影的该角色对象的阴影。 
距离计算部计算该角色对象与该面对象的距离。 
变化部使计算出的阴影对应计算出的该角色对象与该面对象的距离而变化。 
生成部生成描画了该角色对象、该面对象、和变化后的阴影的图像。 
根据本发明，计算机使所生成的图像中包含的角色对象的阴影的色相、彩度、明度，对应角色对象与面对象的距离而变化。用户只要观察所注目的对象的影子，即可容易判断出该对象与其他对象的离开或接近的程度等位置关系，从而容易掌握虚拟空间中的距离感。 
本发明的其他观点涉及的程序，使计算机作为存储部、阴影计算部、距离计算部、变化部、和生成部发挥功能。 
存储部存储虚拟空间内的角色对象的位置、面对象的位置、和光源的位置。 
阴影计算部计算基于该光源向该面对象上投影的该角色对象的阴影。 
距离计算部计算该角色对象与该面对象的距离。 
变化部使计算出的阴影对应计算出的该角色对象与该面对象的距离而变化。 
生成部生成描画了该角色对象、该面对象和变化后的该阴影的图像。 
根据本发明，计算机使所生成的图像中包含的角色对象的阴影的色相、彩度、明度，对应角色对象与面对象的距离而变化。用户只要观察所注目的对象的影子，即可容易地判断该对象与其他对象的离开或接近的程度等位置关系，从而容易掌握虚拟空间中的距离感。 
另外，本发明的程序可以记录在压缩盘、软盘、硬盘、光磁盘、数 字视频盘、磁带、半导体存储器等计算机可读取的信息记录介质中。 
上述的程序可以独立于执行程序的计算机，而通过计算机通信网络进行发布销售。而且，上述信息记录介质可独立于计算机进行发布销售。 
根据本发明，可明确表现虚拟空间内的对象彼此之间的位置关系。 
附图说明
图1是表示由本实施方式的图像生成装置实现的典型的信息处理装置的概要结构的图。 
图2是用于说明图像生成装置的功能性结构的图。 
图3是用于对基于来自光源的光的角色对象在面对象上的阴影进行说明的图。 
图4A是表示角色对象与面对象相接的情况下的阴影区域的一例的图。 
图4B是表示角色对象与面对象分离的情况下的阴影区域的一例的图。 
图5A是用于说明规定区域、和规定区域的影子的图。 
图5B是用于说明规定区域上的点P1、和面对象上的点Q1之间的关系的图。 
图6A是表示规定区域与面对象的距离、和阴影区域的明度的关系的一例的图。 
图6B是表示规定区域与面对象的距离、和阴影区域的明度的关系的其他例的图。 
图6C是表示规定区域与面对象的距离、和阴影区域的明度的关系的其他例的图。 
图6D是表示规定区域与面对象的距离、和阴影区域的明度的关系的其他例的图。 
图7A是表示规定区域与面对象的距离、和阴影区域的明度的关系的其他例的图。 
图7B是表示规定区域与面对象的距离、和阴影区域的明度的关系的其他例的图。 
图7C是表示规定区域与面对象的距离、和阴影区域的明度的关系的其他例的图。 
图7D是表示规定区域与面对象的距离、和阴影区域的明度的关系的其他例的图。 
图8是用于说明图像生成处理的流程图。 
图9是表示角色对象、面对象、光源、阴影区域的图。 
图10表示角色对象、面对象、光源、阴影的图。 
图11A是只表示了规定区域的阴影的图。 
图11B是只表示了规定区域的阴影的图。 
图中：100-信息处理装置；101-CPU；102-ROM；103-RAM；104-接口；105-控制器；106-外部存储器；107-DVD-ROM驱动器；108-图像处理部；109-声音处理部；110-NIC；200-图像生成装置；201-存储部；202-计算部；203-判别部；204-变化部；205-生成部；251-角色对象信息；252-面对象信息；253-光源信息；301-角色对象；302-面对象；303-光源；304-阴影；305-阴影区域；501-规定区域；502-规定区域的阴影。 
具体实施方式
下面，对本发明的实施方式进行说明。以下，为了容易理解，对利用游戏用信息处理装置实现本发明的实施方式进行说明，但以下的实施方式只是用于说明，不表示对本发明的范围的限定。因此，只要是本领域技术人员，均能够采用将这些各个要素或全部要素置换成与之均等的要素的实施方式，这些实施方式也包含在本发明的范围内。 
图1是表示通过执行程序来实现本发明的图像生成装置的功能的典型的信息处理装置100的概要结构的模式图。下面，参照本图进行说明。 
信息处理装置100具有：CPU(Central Processing Unit)101、ROM(Read Only Memory)102、RAM(Random Access Memory)103、接口104、控制器105、外部存储器106、DVD-ROM(Digital VersatileDisk-Read Only Memory)驱动器107、图像处理部108、声音处理部109、NIC(Network Interface Card)110。 
通过将存储有游戏用程序及数据的DVD-ROM装入到DVD-ROM驱动器107中，并接通信息处理装置100的电源，可执行该程序，从而实现本实施方式的图像生成装置。 
CPU101控制信息处理装置100整体的动作，与各构成要素连接，相互交换控制信号和数据。而且，CPU101能够对被称为寄存器(未图示)的可高速访问的存储区域，使用ALU(Arithmetic Logic Unit)进行加减乘除等算术运算、逻辑和、逻辑积、逻辑非等逻辑运算、位和、位积、位反转、位移动、位循环等位运算等。并且，有的信息处理装置将CPU本身构成为能够高速进行用于应对多媒体处理的加减乘除等饱和运算、三角函数等、矢量运算等，有的信息处理装置通过具备协作处理器来实现。 
ROM102中记录有在接通电源后立即执行的IPL(Initial ProgramLoader)，通过执行此程序，将DVD-ROM中记录的程序读出到RAM103中，由CPU101开始执行。而且，ROM102中记录有在信息处理装置100整体的动作控制中所必要的操作系统程序和各种数据。 
RAM103用于暂时存储数据和程序，其保持有从DVD-ROM读出的程序和数据、以及在游戏的进行和对话通信中所必要的数据。而且，CPU101在RAM103中设置有变量区域，来进行以下的处理，即，对该变量区域中存储的值直接通过ALU进行运算，将RAM103中存储的值暂时导入到寄存器中，然后对寄存器进行运算，将运算结果重新写入到存储器中等。 
通过接口104而连接的控制器105，用于受理游戏者在进行跳舞游 戏或足球游戏等游戏时实施的操作输入。 
在通过接口104插拔自如地进行连接的外部存储器106中，可改写地存储有表示游戏的比赛状况(过去的成绩等)的数据、表示游戏的进行状态的数据、和使用了网络的游戏的对话通信的日志的数据等。用户通过使用控制器105进行指示输入，可以将这些数据适当地记录到外部存储器106中。 
在被装入到DVD-ROM驱动器107的DVD-ROM中，记录有用于实现游戏的程序和游戏中附带的图像数据与声音数据。在CPU101的控制下，DVD-ROM驱动器107进行对安装于其中的DVD-ROM的读出处理，读出必要的程序和数据，并将它们暂时存储到RAM103等中。 
图像处理部108在利用CPU101或图像处理部108所具备的图像运算处理器(未图示)对从DVD-ROM读出的数据进行了加工处理后，将其记录到图像处理部108所具备的帧存储器(未图示)中。帧存储器中记录的图像信息被以规定的同步定时转换成视频信号，然后输出到与图像处理部108连接的显示器(未图示)。由此，可进行各种图像显示。 
图像运算处理器能够高速执行2维图像的重叠运算、阿尔法混合等透视运算、以及各种饱和运算。 
另外，还可以高速执行将配置在虚拟3维空间的被附加了各种纹理信息的多边形信息，采用Z缓冲法进行渲染，以获得从规定的视点位置向规定的视线方向俯瞰了被配置在虚拟3维空间内的多边形的渲染图像的运算。 
并且，通过CPU101与图像运算处理器协调动作，能够按照定义文字形状的字体信息，将文字列作为2维图像向帧存储器描画，或向各多边形的表面描画。 
另外，通过在DVD-ROM中预先准备游戏图像等信息，并将其在帧存储器中展开，可以在画面中显示游戏的样子等。 
声音处理部109将从DVD-ROM读出的声音数据转换成模拟声音信号，并从与其连接的扬声器(未图示)输出。而且，在CPU101的控制 下，生成在游戏的进行过程中应发生的效果音和乐曲数据，并从扬声器输出与其对应的声音。 
在声音处理部109中，当DVD-ROM中所记录的声音数据是MIDI数据时，参照其所具有的音源数据，将MIDI数据转换成PCM数据。另外，在是ADPCM(Adaptive Differential Pulse Code Modulation)形式或Ogg Vorbis形式等压缩完毕的声音数据的情况下，将其解压缩后转换成PCM数据。PCM数据通过以与其采样频率对应的定时进行D/A(Digital/Analog)转换，并输出到扬声器，可实现声音输出。 
NIC110用于将信息处理装置100与互联网等计算机通信网(未图示)连接，其由在构成LAN(Local Area Network)之际使用的遵照10BASE-T/100BASE-T规格的设备、或用于使用电话线路与互联网连接的模拟调制解调器、ISDN(Integrated Services Digital Network)调制解调器、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)调制解调器、用于使用有线电视线路与互联网连接的电缆调制解调器等、和进行它们与CPU101之间的连接的接口(未图示)构成。 
除此以外，信息处理装置100也可以构成为使用硬盘等大容量外部存储装置，来实现与ROM102、外部存储器106、安装在DVD-ROM驱动器107中的DVD-ROM等相同的功能。 
下面，对本实施方式的图像生成装置200的功能性结构进行说明。如图2所示，图像生成装置200具有：存储部201、计算部202、判别部203、变化部204、生成部205。 
如图3所示，在虚拟空间内配置有角色对象301和面对象302。本图表示了从被配置在该虚拟空间内的虚拟照相机(未图示)观察的样子。例如，在跳舞游戏中，角色对象301是表示向游戏者(图像生成装置200的用户)教授舞蹈的教练的对象，面对象302是表示教练所站立的地面或舞台的对象。在虚拟空间内，也可以配置其他对象。 
并且，在该虚拟空间内配置有光源303。当从光源303向角色对象301和面对象302照射光时，在面对象302的表面上，基于来自光源303的光的角色对象301的阴影304映在阴影区域305上。例如，光源303 是虚拟空间内的照明器具或太阳等。 
为了进一步理解本发明，在本实施方式中将光源303设为点光源。但是，光源303也可以是线光源、面光源、或具有任意立体形状的光源。 
另外，CPU101也可以通过改变阴影区域305的色相、彩度、明度，例如形成为黑或灰、或相对变暗，来将阴影区域305设定为阴影304。例如，图4A是表示角色对象301与面对象302相接的状态的一例的图。图4B是表示角色对象301与面对象302不相接(分离)的状态的一例的图。CPU101将阴影区域305的形状固定为椭圆，根据角色对象301的位置和形状、面对象302的位置和形状、以及光源303的位置，移动该椭圆的位置，或放大、缩小、旋转椭圆。若如此将阴影区域305设为阴影304，则图像生成装置200不需要准确地进行光源计算，也不需要计算阴影304的位置和形状，从而可简化后述的生成图像的处理。当然，不限于椭圆形状，也可以采用任意的图形。 
下面，假设是图像生成装置200执行向游戏者教授舞蹈动作的游戏，根据游戏的进程，生成并显示包含舞蹈教练的图像的情况，来进行说明。但这只是一个实施方式，在为了显示跳舞游戏以外的其他游戏中出现的任意角色图像时，也可以使用本发明。而且，不限于游戏，在为了生成各种动画或电影等的图像时，也可以使用本发明。 
存储部201存储有(A)表示角色对象301的位置和形状的角色对象信息251、(B)表示面对象302的位置和形状的面对象信息252、(C)表示光源303的位置的光源信息253。CPU101从被装入到DVD-ROM驱动器的DVD-ROM中读出角色对象301和面对象302的初始位置和初始形状、以及光源303的初始位置，并保存到RAM103中，根据游戏的进行，计算它们的位置和形状，对角色对象信息251、面对象信息252和光源信息253进行更新。通过使CPU101、RAM103、DVD-ROM驱动器107协调动作，由此作为存储部201发挥功能。 
关于角色对象301、面对象302和光源303的位置，分别采用使用了1个动径和2个偏角的极坐标系，用各对象内的代表点的坐标(γ，θ，φ)来表现。例如，角色对象301的重心点的坐标值成为表示角色对象301的代表点的位置的坐标值。但坐标值不限于此，例如，也可以 使用基于相互正交的3个轴的正交坐标系。另外，还可以采用分别设定了表现虚拟空间整体的全球坐标系(世界坐标系)、和每个角色对象的局部坐标系(个体坐标系)，来进行坐标计算等的结构。 
角色对象301和面对象302的形状通过将它们的表现分割成微小的多边形(典型的是三角形或四边形等)的多边形(基本多边形)，以数值数据来表现。 
例如，如果将面对象302设为平面，则使用面对象302上的任意至少3点的坐标值，可定义面对象302的位置。但面对象302的形状不限于平面，也可以是任意形状的曲面。 
计算部202具有阴影计算部211和距离计算部212。阴影计算部211用于计算基于从光源303照射的光的角色对象301的阴影304被投射在面对象302上的阴影区域305的位置。图像处理部108在CPU101的控制下，根据角色对象信息251、面对象信息252和光源信息253，计算向面对象302投影的阴影区域305的位置，并将计算结果保存到RAM103中。而距离计算部212计算角色对象301与面对象302的距离δ，并将计算结果保存到RAM103中。关于距离δ的详细内容将在后面说明。通过使CPU101、RAM103、图像处理部108协调动作，由此作为计算部202发挥功能。 
图5A是表示在角色对象301内预先定义的规定区域501与面对象302不相接的状态的图的一例。在本例中，人形的角色对象301呈抬起一只脚的状态。规定区域501是相当于角色对象301的足底(鞋底)的部分。而上述的图3是表示角色对象301内的规定区域501与面对象302相接的状态的图的一例。 
其中，阴影计算部211可以不计算阴影区域305的位置，而计算向面对象302投影的角色对象301的阴影304的位置和形状，并计算阴影区域305内的规定区域501的阴影502(图5A的画斜线的部分)的位置。这样，由于可更正确地表现影子的形状，所以可生成贴近现实的图像。 
在本实施方式中，距离计算部212计算规定区域501与面对象302 的距离，作为角色对象301与面对象302的距离δ。 
规定区域501也可以对应1个角色对象301而存在多个。例如，在图5A中，虽然是将单脚的足底设定为规定区域501，但也可以将两脚的足底分别设定为规定区域501。规定区域501是在角色对象301表面上预先设定的区域，可以将角色对象301表面的任意区域(例如手掌等)设定为规定区域501。 
判别部203根据存储部201中存储的角色对象301的位置和形状、和面对象302的位置和形状，判别角色对象301是否与面对象302相接。通过使CPU101、RAM103、图像处理部108协调动作，由此作为判别部203发挥功能。 
具体而言，判别部203根据角色对象301内的规定区域501是否与面对象302相接，来判别角色对象301是否与面对象302相接。 
这里，如图5B所示，如果包含在规定区域501中的某个点P1的坐标与面对象302上的点Q1的坐标一致，则判别部203判别为点P1与面对象302“相接”。作为点P1，可以选择规定区域501上的任意点，作为点Q1，可以选择面对象上的任意点。或者，即使不一致，但如果从点P1到点Q1的距离DPQ在规定值以内，则也可以判别为相接。即，在规定区域501内的点P1的坐标与面对象302上的点Q1的坐标一致、或者从点P1到点Q1的距离在规定值以内的情况下，点P1与面对象302相接。 
并且，在规定区域501内的N个(N是为1以上的整数)规定的点P1、P2、...、PN中的即使1个与面对象302相接的情况下，判别部203判别为规定区域501与面对象302相接。另一方面，在规定的点P1、P2、...、PN都不与面对象302相接的情况下，判别部203判别为规定区域501与面对象302不相接。 
例如，假设角色对象301是舞蹈教练、面对象301是教练所站立的地面、规定区域501是相当于角色对象301的表面整体中的教练的脚底(鞋底)的部分。如果规定区域501即使其一部分与面对象302相接，则判别部203也判别为角色对象301与面对象302相接。在如图4B所 示那样教练跳起而浮在空中的状态下，判别部203判别为教练(角色对象301)不与地面(面对象302)相接。另外，在教练只用脚尖着地的状态下，判别部203判别为教练与地面相接。 
或者，判别部203也可以在规定区域501内的全部N个点与面对象302相接的情况下，判别为规定区域501与面对象302相接，否则判别为不相接。 
例如，也可以构成为判别部203在规定区域501的一部分不与面对象302相接，即，不是规定区域501整体与面对象302相接的情况下，判别为角色对象301不与面对象302相接(分离)。该情况下，在例如教练跳起在空中的状态下，判别部203判别为教练未接触地面。另外，即使在教练只用脚尖着地的状态下，判别部203也判别为教练未接触地面。然后，在教练脚底整体着地的状态下，判别部203判别为教练与地面接触。 
另外，判别部203也可以在规定区域501内的N个点中的规定比例以上(例如50％以上等)的点与面对象302相接的情况下，判别为规定区域501与面对象302相接，否则判别为不相接。而且，也可以在规定区域501中的规定的面积以上的区域与面对象302相接的情况下，判别为规定区域501与面对象相接，否则判别为不相接。 
虽然可以采用这些中的任意判别方法，但在本实施方式中采用了判别部203在规定区域501的至少一部分与面对象相接302的情况下，判别为角色对象301与面对象302相接。 
在对角色对象301设定了多个规定区域501的情况下，只需判别这些规定区域501中是否有至少任意1个与面对象302相接即可。不过，也可以判别是否全部的规定区域501与面对象302相接。 
在由判别部203判别为角色对象301不与面对象302相接的情况下，变化部204根据由距离计算部212计算出的角色对象301与面对象302的距离δ，使由阴影计算部211计算出的阴影区域305的色相(H)、彩度(S)、明度(B)中的至少任意一个变化。通过CPU101、RAM103、图像处理部108协调动作，由此作为变化部204发挥功能。 
角色对象301与面对象302的距离δ如图5A所示，是从规定区域501内的规定的代表点到面对象302所表示的面的垂线长度。典型情况下，代表点是规定区域501的重心点。另外，也可以将从规定区域501中包含的全部的点中的最接近面对象302的点，到面对象302所表示的面的垂线长度设定为距离δ。 
例如，变化部204使阴影区域305的色相、彩度、明度中的至少任意一个，相对角色对象301与面对象302的距离δ单调增加。图6A至图6D是采用明度作为变化的对象，对角色对象301与面对象302的距离δ和明度B之间的关系进行表示的图。明度取BMIN％以上、BMAX％以下的值。最小值BMIN和最大值BMAX被设定为0％以上、100％以下，并且满足BMIN＜BMAX的任意值。 
在图6A中，变化部204使规定区域501的阴影502的明度，和角色对象301与面对象302的距离δ成比例地增加。一旦在某个距离(未图示)处明度达到最大值BMAX，则在其以上的距离，明度固定为最大值BMAX。 
在图6B中，距离δ越增长，变化部204越减小明度的增加率。最终，明度收敛于最大值BMAX。 
在图6C中，变化部204使明度的增加率变化。增加率是0以上的实数。 
在图6D中，变化部204使用阶梯函数改变明度。作为整体，只要是随着距离δ的增加，明度增大的趋势即可，也可以具有明度为一定的区间(增加率为零的区间)。 
例如，变化部204也可以使阴影区域305的色相、彩度、明度中的至少任意一个相对角色对象301与面对象302的距离δ单调减少。图7A至图7D是采用明度作为变化的对象，对角色对象301与面对象302的距离δ、与明度B的关系的一例进行表示的图。 
在图7A中，变化部204使规定区域501的阴影502的明度，相对角色对象301与面对象302的距离δ，成比例地减少。如果在某个距离(未图示)处明度达到最小值BMIN，则在其以上的距离，明度固定为最 小值BMIN。 
在图7B中，变化部204随着距离δ的延长，减小明度的减少率。最终，明度收敛于最小值BMIN。 
在图7C中，变化部204使明度的减少率变化。减少率是0以上的实数。 
在图7D中，变化部204使用阶梯函数改变明度。作为整体，只要是随着距离δ的增加，明度减小的趋势即可，也可以具有明度为一定的区间(减少率为零的区间)。 
变化部204根据游戏的进行状况、游戏的种类、难易度、游戏者的成绩等各种数值参数，可以区分使用分别在图6A至图6D、图7A至图7D中所示的函数。 
例如，图像生成装置还具有将预先存储在DVD-ROM等中的音乐数据读出并再生的再生部，可以执行使游戏者随着音乐跳舞或演奏乐曲的音乐游戏。而且，角色对象301可以随着再生的音乐跳舞或摆姿势。变化部204在这样的舞蹈等音乐游戏中，根据再生部再生的乐曲的节奏，区分使用上述的函数。可以预测在节奏快的乐曲的情况下，教练(角色对象301)快速移动脚步(规定区域501)，反之，在节奏慢的乐曲的情况下，缓慢移动脚步。由于在脚的移动速度快时，脚频繁接触或离开地面，所以游戏者必须瞬时进行判断。因此，在节奏快的乐曲的情况下，如图7A至图7D所示，当脚接近地面时，使影子较大地变化。在节奏慢的乐曲的情况下，如图6A至图6D所示，当脚远离地面时，使影子较大地变化。另外，可以根据节奏的快的程度，来决定采用图7A至图7D的哪个，根据节奏的慢的程度，来决定采用图6A至图6D的哪个。不限于乐曲的节奏，也可以根据流行、爵士、古典等风格，来区分使用，并且还可以根据乐曲的旋律、曲调、韵律、拍子区分使用。 
例如，根据游戏者的操作履历区分使用函数。在游戏者能够按照教练的指示进行操作(即，成绩好)的情况下，变化部204如图6A至图6D所示那样，在脚接近地面时使其小幅变化，在脚远离地面时使其大幅变化。反之，在游戏者不能够按照教练的指示进行操作(即，成绩差) 的情况下，如图7A至图7D所示那样，在脚接近地面时使其大幅变化，在脚远离地面时使其小幅变化。变化部204可以根据游戏者的得分、游戏次数、游戏时间、胜败数、胜败率、对战成绩等，区分使用图6A至图6D、图7A至图7D所示的函数。 
例如，在根据游戏者的操作履历而推测为适合重点指导脚从地面离开的时间的情况下，如图7A至图7D所示那样单调减少，而在推测为适合重点指导脚的抬起高度的情况下，如图6A至图6D所示那样单调增加。在将脚从地面离开的时间中的游戏者的得分比基准分数高的情况下，变化部204使其单调减少，在得分比基准分数低的情况下，使其单调增加。 
如果变化部204使阴影区域305的明度变化，则教练的影子对应距离D而变亮或变暗。即，教练(角色对象301)跳得越高(距离δ越长)，教练的影子(阴影区域305)越亮。游戏者根据影子的亮度的不同，可容易地得知教练的脚从地面离开的程度。同样，如果使色相或彩度根据距离δ而变化，则根据影子的配色、鲜艳度等的不同，可容易地得知教练的脚离开地面的程度。 
变化部204也可以取代阴影区域305整体的色相、彩度、明度，而使阴影区域305中的规定区域501的阴影502的色相、彩度、明度根据距离δ变化。例如，在将教练的两脚脚底分别设定为规定区域501的情况下，由于变化部204使各脚的色相、彩度、明度变化，所以，游戏者可容易地判断哪个脚从地面离开何种程度。 
生成部205根据角色对象301的位置和形状、面对象302的位置和形状、以及光源303的位置，生成包含角色对象301和面对象302的图像。在该图像中，还包含由光源303向面对象302投影的角色对象301的影子的图像(阴影区域305)。生成部205基于由变化部204改变的色相、彩度、明度，来描画所生成的图像中的阴影区域305。即，在CPU101的控制下，图像处理部108在角色对象301的表面上粘贴规定的角色对象用纹理数据，在面对象302的表面粘贴规定的面对象用纹理数据，生成图像。并且，在由计算部202计算出的位置设定阴影区域305，使所生成的图像中的阴影区域305的色相、彩度、明度变化。其中，各纹理数据被预先保存在DVD-ROM等中。通过CPU101、RAM103、图像处 理部108协调动作，由此作为生成部205发挥功能。 
下面，结合图8的流程图，对上述各部配合进行的图像生成处理进行说明。在以下的说明中，作为一例，将角色对象301设为舞蹈教练，将面对象302设为地面。而且，将教练的一个脚底设为规定区域501。教练在地面上跳舞，脚有时从地面离开。图像生成装置200生成根据地面与脚底的距离，而使教练影子(阴影区域305)的明度变化的图像。如上述那样，阴影计算部211根据角色对象301的位置和形状、面对象302的位置和形状、以及光源303的位置，进行更详细的光源计算，可计算出阴影304，在以下的说明中，阴影计算部211计算出阴影区域305作为出现阴影304的大致区域，并将计算出的阴影区域305作为阴影304处理。 
首先，计算部202从存储部201读出并取得表示角色对象301的位置和形状的角色对象信息251、表示面对象302的位置和形状的面对象信息252、和表示光源303的位置的光源信息253(步骤S801)。 
阴影计算部211根据所取得的角色对象信息251、面对象信息252和光源信息253，计算阴影区域305的位置(步骤S802)。 
例如，如图9所示，阴影计算部211将阴影区域305的形状设为椭圆，将连接光源303的位置和角色对象301的代表点901的位置的直线902、与面对象302的交点903，设为表示阴影区域305的椭圆的中心(长轴与短轴的交点)。代表点901例如是角色对象301的重心或头、腹部等规定位置。 
另外，也可以构成为由距离计算部212计算出的角色对象301与面对象302的距离δ越长，阴影计算部211越减小表示阴影区域305的椭圆的半径R1、R2。或者，可以构成为由距离计算部212计算代表点901与面对象302的距离，计算出的代表点901与面对象302的距离越长，阴影计算部211越减小半径R1、R2。 
判别部203根据角色对象信息251和面对象信息252，判别角色对象301是否与面对象302相接(步骤S803)。具体而言，例如若预先设定的规定区域501即使一部分与面对象302相接，则也判别为角色对象 301与面对象302相接，如果规定区域501与面对象302不相接，则判别为角色对象301与面对象302不相接。 
在判别为角色对象301与面对象302不相接的情况下(步骤S803：否)，变化部204根据角色对象301与面对象302的距离δ，使阴影区域305的明度变化(步骤S804)。例如，角色对象301与面对象302的距离δ越长，变化部204越大阴影区域305的明度。换言之，教练的脚离开地面越高，变化部204使教练的影子越亮。当然，也可以取代明度，或者在明度的基础上，使色相及/或彩度变化。另外，也可以构成为距离δ越长，越减小阴影区域305的明度。 
另一方面，在判别为角色对象301与面对象302相接的情况下(步骤S803：是)，变化部204不使明度变化，设定为规定的明度。例如，如果变化部204使明度在由最小值BMIN、最大值BMAX规定的范围内变化，则在角色对象301与面对象302相接的情况下，将明度设定为最小值BMIN，在不相接的情况下，使明度在不超过最大值BMAX的范围内，对应距离δ的长度从BMIN逐渐增加。 
然后，生成部205生成表示角色对象301、面对象302、和阴影区域305的图像(步骤S805)。 
这样生成的图像被显示到显示器。即，CPU101控制图像处理部108，将由生成部205生成的图像显示到显示器。游戏者可以观察到包含角色对象301、面对象302、和角色对象301的影子的图像。由于角色对象301的影子的色相、彩度、明度中的至少任意一个根据角色对象301与面对象302的距离而变化，所以，游戏者只要看到影子的变化，即可立即判断出它们是否离开，如果离开，则离开了何种程度，从而容易掌握对象彼此之间的位置关系。 
另外，阴影计算部211也可以如图10所示，取代阴影区域305的位置和形状的计算，而通过根据各对象的位置和形状进行光源计算，来计算阴影304的位置和形状。而且，阴影计算部211也可以根据角色对象301与面对象302的距离δ，使计算出的阴影304中的规定区域501的阴影502的色相、彩度、明度的至少任意一个变化。如果取代表示影子的大致形状的阴影区域305的位置和形状的计算，而通过进行详细的 光源计算来求出阴影304的位置和形状，则可获得更贴近现实的图像。 
如上所述，根据本实施方式，可明确地表现角色对象301与面对象302的位置关系。例如，通过改变角色对象301的影子的表现，可明确看出角色对象301与面对象302是否相接。另外，通过角色对象301越远离面对象302，则越增加(或减少)影子的色相、彩度、明度，可使用户只观察影子变化的程度，即可清楚得知对象之间处于什么程度的接近距离。当显示如3维虚拟空间那样具有纵深的图像时，即使在对象彼此之间有可能相接的部分被形成影子的对象本身或周围其他对象后遮蔽而看不到的情况下，也可以通过使影子变化而简单明了地表现这些对象是否相接或接近的程度。 
阴影304和阴影区域305也可以不是对象。在本实施方式中，阴影计算部211计算出面对象302的整体区域中角色对象301的基于来自光源303的光而形成影子的阴影区域305的位置(及形状)，变化部204使色相、彩度、明度中的至少任意一个变化，生成部205在面对象302上粘贴了规定的纹理后，生成包含被变化部204改变的阴影区域305的图像。图像生成装置200只要改变被粘贴在面对象302上的纹理的色相、彩度、明度即可。当然，也可以将阴影304或阴影区域305设为对象，在粘贴了阴影用的规定纹理后，改变色相、彩度和明度。 
在本实施方式中，假设在虚拟空间中教练在地面上跳舞的情况而进行了说明，但本发明也可以应用于其他各种情况。 
例如，在跳高竞赛的游戏中，游戏者角色从地面跳起的高度越高，图像生成装置200越大幅改变游戏者角色的影子的明度。于是，游戏者只需观察影子的明亮度变化，即可容易地得知跳起有多高。该情况下，游戏者角色成为角色对象301，地面成为面对象302。图像生成装置200只要生成如上述那样使影子变化的图像，则即使不显示对高度或位置进行表示的标尺或数值等，也可以使用户得知高度与位置。从而，能够以更简易的图像，增加可以向用户传达的信息量。 
例如，在赛车游戏中，将赛车的车体设为角色对象301，将赛道的侧壁设为面对象302。图像生成装置200生成位于车体后方的虚拟照相机拍摄的映像。在从后方拍摄的映像中，不容易看到车体前翼的前端。 此时，车体越接近侧壁，图像生成装置200越使车体影子的明度大幅(明亮)变化。于是，操作赛车的游戏者只需观察影子明亮度的变化，即可容易地得知赛车的前翼与侧壁的接近程度，或赛车是否与侧壁接触等。 
例如，在对战游戏中，作为用于在游戏者角色接近敌方角色时，用于向游戏者通知与敌方接近的方法，可利用本发明。从游戏者角色到敌方角色的距离越近，越增大游戏者角色的影子的明度。该情况下，游戏者角色成为角色对象301，只要将由构成敌方角色的多面体中构成规定的一部分(例如面部)的多面体所定义的面(例如脸部)，设为面对象302即可。在任意的对象彼此之间接近时，作为在发生碰撞之前向用户通知它们正在接近的方法，也可以利用本发明。 
例如，将游戏者角色设为角色对象301，将透明的窗玻璃设为面对象302。只单纯地表现游戏者角色等的影子，一般不能掌握游戏者角色与窗玻璃的距离感。此时，游戏者角色越接近窗玻璃，图像生成装置200越使游戏者角色的影子的明度大幅变化。于是，游戏者只需观察影子的明亮变化，即可容易地得知与窗玻璃的接近程度、或游戏者的手是否接触到窗玻璃等。 
本发明不限于上述的实施方式，还可以进行各种变形及应用。而且，也可以将上述实施方式的各构成要素自由组合。 
阴影计算部211也可以只计算规定区域501的阴影502。换言之，可以不描画教练整体的影子，而只描画教练的脚部分的影子。例如，如图11A所示那样，阴影计算部211通过根据角色对象301的位置和形状、面对象302的位置和形状进行光源计算，来计算与角色对象301整体中的一部分(在本图中是教练的一只脚)1101对应的阴影区域1102的位置和形状。然后，阴影计算部211可以根据角色对象301与面对象302的距离δ，使计算出的阴影区域1102的色相、彩度、和明度中的至少任意1个变化。当然，在该结构中，也可以如图11B所示那样，取代详细的光源计算，而将阴影区域1102固定为规定的形状，使阴影区域1102的位置和大小变化。其中，阴影计算部211可以只将教练的脚的部分设为角色对象301，来计算阴影区域1102的位置和形状。 
也可以将用于使图像生成装置200作为装置的全部或一部分动作 的程序，记录到存储卡、CD-ROM、DVD、MO(Magneto Optical disk)等计算机可读取记录介质中来进行发布，将其安装到其他的计算机中，使其作为上述的装置动作，或执行上述的步骤。 
并且，还可以将程序预先保存到互联网上的服务器装置所具备的盘装置等中，例如使其叠加到载波中，下载到计算机中。 
其中，本申请主张以日本国专利申请特愿2007-253714号为基础的优先权，并在本说明书中引用了该基础申请的全部内容。 
工业上的可利用性 
如上所述，根据本发明，可提供一种能够明确表现虚拟空间内的对象彼此之间的位置关系的良好的图像生成装置、图像生成方法、信息记录介质以及程序。 

Claims (10)

1.一种图像生成装置，其特征在于，具有：
存储部(201)，其存储虚拟空间内的角色对象的位置、面对象的位置、和光源的位置；
阴影计算部(211)，其计算基于该光源向该面对象上投影的该角色对象的阴影；
距离计算部(212)，其计算该角色对象与该面对象的距离；
变化部(204)，其使上述计算出的阴影对应上述计算出的该角色对象与该面对象的距离而变化；和
生成部(205)，其生成描画了该角色对象、该面对象、和上述变化后的该阴影的图像；
上述变化部(204)使上述计算出的阴影对应游戏者在使用该图像生成装置执行的游戏中获得的分数而变化。
2.根据权利要求1所述的图像生成装置，其特征在于，
还具备再生音乐的再生部(109)，
上述变化部(204)使上述计算出的阴影对应由上述再生部(109)再生的音乐的类型、节奏、旋律、曲调、韵律、拍子中至少任意一个而变化。
3.根据权利要求1或2所述的图像生成装置，其特征在于，
上述存储部(201)还存储该角色对象的形状、和该面对象的形状，
该图像生成装置还具有判别部(203)，其根据上述所存储的该角色对象的位置和形状、上述所存储的该面对象的位置和形状，判别该角色对象是否与该面对象离开了规定距离以上，
在由上述判别部(203)判别为该角色对象与该面对象离开了规定距离以上的情况下，上述变化部(204)使上述计算出的阴影对应上述计算出的该角色对象与该面对象的距离而变化。
4.根据权利要求3所述的图像生成装置，其特征在于，
上述判别部(203)在该角色对象与该面对象离开了规定距离以上的情况下，判别为该角色对象与该面对象不相接，在其他的情况下，判 别为该角色对象与该面对象相接，
上述变化部(204)在由上述判别部(203)判别为该角色对象与该面对象不相接的情况下，使上述计算出的阴影对应上述计算出的该角色对象与该面对象的距离而变化。
5.根据权利要求4所述的图像生成装置，其特征在于，
上述判别部(203)通过该角色对象的表面的规定区域是否与该面对象相接，来判别该角色对象是否与该面对象相接，
上述变化部(204)将该规定区域与该面对象的距离，作为该角色对象与该面对象的距离。
6.根据权利要求1或2所述的图像生成装置，其特征在于，
上述变化部(204)使上述计算出的阴影的色相、彩度、明度中的至少任意一个变化。
7.根据权利要求6所述的图像生成装置，其特征在于，
上述变化部(204)使上述计算出的阴影中与该角色对象的表面的规定区域对应的部分的明度，对应该面对象与该规定区域的距离而单调增加。
8.根据权利要求6所述的图像生成装置，其特征在于，
上述变化部(204)使上述计算出的阴影中与该角色对象的表面的规定区域对应的部分的明度，对应该面对象与该规定区域的距离而单调减少。
9.一种图像生成方法，是在具有存储部(201)的图像生成装置中执行的图像生成方法，其特征在于，
在上述存储部(201)中存储有虚拟空间内的角色对象的位置、面对象的位置、和光源的位置，
该方法包括：
阴影计算步骤，计算基于该光源向该面对象上投影的该角色对象的阴影；
距离计算步骤，计算该角色对象与该面对象的距离；
变化步骤，使上述计算出的阴影对应上述计算出的该角色对象与该 面对象的距离而变化；和
生成步骤，生成描画了该角色对象、该面对象、和上述变化后的阴影的图像；
在上述变化步骤中，使上述计算出的阴影对应游戏者在使用该图像生成装置执行的游戏中获得的分数而变化。
10.根据权利要求9所述的图像生成方法，其特征在于，
还具备再生音乐的再生步骤，
在上述变化步骤中，使上述计算出的阴影对应由上述再生步骤再生的音乐的类型、节奏、旋律、曲调、韵律、拍子中至少任意一个而变化。 
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