JP2001006000A - 画像生成システム及び情報記憶媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 よりリアルなモーション表現を少ないデータ
量で実現できる画像生成システム及び情報記憶媒体を提
供すること。 【解決手段】 接地している左足５０を支点として倒れ
るように動くと共に倒れるのを制限する移動目標位置５
４に接地していない右足５２が移動するように、敵キャ
ラクタのモーションを生成する。敵キャラクタの仮想重
心に仮想重力を作用させることで得られる力を腰６０に
作用させることで、敵キャラクタに倒れ動作を行わせ
る。仮想重心の接地面への投影位置に関して左足と点対
称の位置に移動目標位置５４を設定する。両足が接地し
ている場合には腰に近い方の足を浮かせる。敵キャラク
タの部位がヒットされると、物理シミュレーションでそ
の前腕を動かすと共にヒット力ベクトルを順次伝達して
親の部位を動かす。ヒット時や所与の時間が経過したり
体力パラメータが０になった時に、モーション生成、モ
ーション再生間の切り替えを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像生成システム
及び情報記憶媒体に関する。

【０００２】

【背景技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、仮想的な３次元空間であるオブジェクト空間内の所
与の視点から見える画像を生成する画像生成システムが
知られており、いわゆる仮想現実を体験できるものとし
て人気が高い。ガンゲームを楽しむことができる画像生
成システムを例にとれば、プレーヤ（操作者）は、銃な
どを模して作られたガン型コントローラ（シューティン
グデバイス）を用いて、画面に映し出される敵キャラク
タ（オブジェクト）などの標的オブジェクトをシューテ
ィングすることで、３次元ゲームを楽しむ。

【０００３】さて、このような画像生成システムでは、
プレーヤの仮想現実感の向上のために、よりリアルな画
像を生成することが重要な技術的課題になっている。従
って、敵キャラクタのモーションについてもリアルに表
現できることが望まれる。そして、これまでの画像生成
システムでは、予め用意されたモーションデータを選択
し、選択されたモーションデータに基づきモーション再
生することで敵キャラクタのモーションを表現してい
た。

【０００４】しかしながら、このようにモーションデー
タに基づきモーション再生する手法には、以下のような
問題点があった。 （１）敵キャラクタを撃っても、敵キャラクタはいつも
同じ動きしか行わないため、モーションの表現が単調に
なる。 （２）敵キャラクタに追い撃ちをかけた場合に、１発目
のショット（弾）のヒットにより開始したモーション再
生が、２発目のショットのヒットにより打ち切られてし
まい、敵キャラクタのモーションが不自然になる。 （３）敵キャラクタのモーションのバリエーションを増
やすためには、それに比例してモーションデータを増や
す必要がある。しかしながら、モーションデータを記憶
するメモリの容量は有限であるため、モーションのバリ
エーションの増加には限界がある。

【０００５】また、これまでの画像生成システムでは、
多数のショットがヒットすることにより、敵キャラクタ
がよろけながら後ずさりするというようなリアルなモー
ション表現を実現できなかったという課題もある。

【０００６】本発明は、以上のような課題に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、よりリアル
なモーション表現を少ないデータ量で実現できる画像生
成システム及び情報記憶媒体を提供することにある。

【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、本発明は、画像を生成するための画像生成システム
であって、複数の部位により構成されるオブジェクト
が、接地している第１の部位を支点として倒れるように
動くと共に、オブジェクトが倒れるのを制限する位置に
設定された移動目標位置に、接地していない第２の部位
が移動するように、オブジェクトのモーションを生成す
る手段と、モーションが生成されたオブジェクトの画像
を含む画像を生成する手段とを含むことを特徴とする。
また本発明に係る情報記憶媒体は、コンピュータにより
使用可能な情報記憶媒体であって、上記手段を実現（実
行）するための情報（プログラム或いはデータ等）を含
むことを特徴とする。また本発明に係るプログラムは、
コンピュータにより使用可能なプログラムであって、上
記手段を実現（実行）するための処理ルーチンを含むこ
とを特徴とする。

【０００８】本発明によれば、まず、接地している第１
の部位（例えば左足）を支点として倒れるようにオブジ
ェクトが動く。そして、それと同時に、オブジェクトが
倒れる（傾く）のを制限する位置（支える位置）である
移動目標位置に、接地していない第２の部位（例えば右
足）が移動する。このようにオブジェクトのモーション
を生成することで、例えば、倒れそうでなかなか倒れ
ず、よろけながら動くオブジェクトのモーションを表現
できるようになる。これにより、モーション再生では得
られないリアルで多様なモーション表現を実現できる。

【０００９】また本発明に係る画像生成システム、情報
記憶媒体及びプログラムは、オブジェクトの仮想重心に
仮想重力を作用させることで得られる力を、オブジェク
トの代表点に作用させることで、前記第１の部位を支点
として倒れるようにオブジェクトを動かすことを特徴と
する。このようにすれば、あたかも本当の重力の作用に
よりオブジェクトがバランスを崩して倒れているかのよ
うに見せることができ、画像のリアル度を増すことがで
きる。

【００１０】また本発明に係る画像生成システム、情報
記憶媒体及びプログラムは、前記第２の部位の前記移動
目標位置が、オブジェクトの仮想重心を接地面に投影し
た位置に関して前記第１の部位と点対称の位置であるこ
とを特徴とする。このようにすれば、倒れそうなオブジ
ェクトを安定的に支えることができるようになり、倒れ
そうでなかなか倒れないというオブジェクトの動きを表
現できるようになる。

【００１１】また本発明に係る画像生成システム、情報
記憶媒体及びプログラムは、前記第１、第２の部位が共
に接地している場合には、前記第１、第２の部位のいず
れか一方を浮かせることを特徴とする。このようにすれ
ば、第１、第２の部位が接地した状態でオブジェクトが
全く動かなくなるという事態を防止できるようになる。

【００１２】また本発明に係る画像生成システム、情報
記憶媒体及びプログラムは、オブジェクトの第Ｎの部位
がヒットされた場合に、ヒット情報に基づく物理シミュ
レーションにより第Ｎの部位を動かすと共に第Ｎ＋１の
部位、第Ｎ＋２の部位、第Ｎ＋３の部位・・・・にヒッ
ト情報を順次伝達し、伝達されたヒット情報に基づく物
理シミュレーションにより第Ｎ＋１の部位、第Ｎ＋２の
部位、第Ｎ＋３の部位・・・・を順次動かして、オブジ
ェクトのモーションを生成することを特徴とする。

【００１３】本発明によれば、オブジェクトの第Ｎの部
位がヒットされると、ヒット情報に基づく物理シミュレ
ーション（疑似的な物理シミュレーションを含む）によ
り、第Ｎの部位が動く（回転又は移動する）ようにな
る。また、ヒット情報が第Ｎ＋１、第Ｎ＋２の部位等に
順次伝達され、伝達されたヒット情報に基づいて第Ｎ＋
１、第Ｎ＋２の部位等が動くようになる。本発明によれ
ば、このようにしてオブジェクトのモーションが生成さ
れるため、例えばヒット位置、ヒット方向等に応じて、
オブジェクトが異なったモーションを行うようになる。
この結果、リアルで多様なモーション表現を実現でき
る。

【００１４】また本発明に係る画像生成システム、情報
記憶媒体及びプログラムは、ヒット情報が、ヒット方向
に向く力ベクトルであり、前記力ベクトルにより求めら
れる回転モーメントにより各部位を動かすことを特徴と
する。このようにすれば、力ベクトルで各部位を動かし
たり、力ベクトルを各部位に伝達するだけという簡素な
処理で、リアルで多様なモーション表現を実現できるよ
うになる。

【００１５】また本発明に係る画像生成システム、情報
記憶媒体及びプログラムは、各部位に力ベクトルを伝達
する際に、伝達する力ベクトルの大きさを順次減衰させ
ることを特徴とする。このようにすれば、ヒット位置に
近い部位ほど大きく動くようになり、リアルなモーショ
ン変化を簡素な処理で実現できるようになる。

【００１６】また本発明に係る画像生成システム、情報
記憶媒体及びプログラムは、各部位の角速度に応じた回
転抵抗力を、各部位に作用させることを特徴とする。こ
のようにすれば、各部位の角速度が過大になって、生成
されるモーションが不自然なものになってしまう事態を
防止できるようになる。

【００１７】また本発明に係る画像生成システム、情報
記憶媒体及びプログラムは、オブジェクトを所与の姿勢
に戻すための復元力を、各部位に作用させることを特徴
とする。このようにすれば、例えば、連続してヒットさ
れた場合にも、なかなか倒されないようなオブジェクト
を表現できるようになる。

【００１８】また本発明に係る画像生成システム、情報
記憶媒体及びプログラムは、オブジェクトがヒットされ
た場合に、オブジェクトのモーションをモーションデー
タに基づき再生する処理から、オブジェクトのモーショ
ンを物理シミュレーションにより生成する処理に切り替
えることを特徴とする。

【００１９】本発明によれば、例えばオブジェクトがヒ
ットされる前は、モーション再生によりオブジェクトが
動き、オブジェクトがヒットされると、モーション生成
によりオブジェクトが動くようになる。従って、ヒット
前においては、モーション生成によってはその実現が難
しいオブジェクトの動きを、モーション再生を利用して
簡易に実現できるようになる。一方、ヒット後において
は、モーション再生によっては多くのモーションデータ
量が必要になるオブジェクトの多彩な動きを、モーショ
ン生成を利用して少ないデータ量で実現できるようにな
る。

【００２０】また本発明に係る画像生成システム、情報
記憶媒体及びプログラムは、所与の条件が成立した場合
に、オブジェクトのモーションを物理シミュレーション
により生成する処理から、オブジェクトのモーションを
モーションデータに基づき再生する処理に切り替えるこ
とを特徴とする。

【００２１】本発明によれば、所与の条件が成立する前
は、モーション生成によりオブジェクトが動き、所与の
条件が成立すると、モーション再生によりオブジェクト
が動くようになる。このようにすれば、モーション生成
によってはその実現が難しいオブジェクトの動きが必要
な状況が生じた場合にも、容易にこれに対処できるよう
になる。

【００２２】また本発明に係る画像生成システム、情報
記憶媒体及びプログラムは、オブジェクトがヒットされ
てから所与の時間が経過した場合及びオブジェクトのパ
ラメータが所与の値になった場合の少なくとも一方の場
合に、オブジェクトのモーションを物理シミュレーショ
ンにより生成する処理から、オブジェクトのモーション
をモーションデータに基づき再生する処理に切り替える
ことを特徴とする。但し、本発明における所与の条件
は、このような、所与の時間が経過したという条件や、
パラメータが所与の値になったという条件に限定される
ものではない。

【００２３】また本発明に係る画像生成システム、情報
記憶媒体及びプログラムは、物理シミュレーションによ
り生成されるモーションとモーションデータに基づき再
生されるモーションとを繋ぐ繋ぎモーションを、オブジ
ェクトに行わせることを特徴とする。このようにすれ
ば、モーション生成、モーション再生間の切り替え時に
おいて、モーションを滑らかに且つ自然に変化させるこ
とができるようになる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて図面を用いて説明する。なお以下では、本発明
を、ガン型コントローラを用いたガンゲーム（シューテ
ィングゲーム）に適用した場合を例にとり説明するが、
本発明はこれに限定されず、種々のゲームに適用でき
る。

【００２５】１．構成 図１に、本実施形態を業務用ゲームシステムに適用した
場合の構成例を示す。

【００２６】プレーヤ５００は、本物のマシンガンを模
して作られたガン型コントローラ（広義にはシューティ
ングデバイス）５０２を構える。そして、画面５０４に
映し出される敵キャラクタ（広義にはオブジェクト）な
どの標的オブジェクトを狙ってシューティングすること
でガンゲームを楽しむ。

【００２７】特に、本実施形態のガン型コントローラ５
０２は、引き金を引くと、仮想的なショット（弾）が高
速で自動的に連射される。従って、あたかも本物のマシ
ンガンを撃っているかのような仮想現実感をプレーヤに
与えることができる。

【００２８】なお、ショットのヒット位置（着弾位置）
は、ガン型コントローラ５０２に光センサを設け、この
光センサを用いて画面の走査光を検知することで検出し
てもよいし、ガン型コントローラ５０２から光（レーザ
ー光）を発射し、この光の照射位置をＣＣＤカメラなど
を用いて検知することで検出してもよい。

【００２９】図２に、本実施形態のブロック図の一例を
示す。なお同図において本実施形態は、少なくとも処理
部１００を含めばよく（或いは処理部１００と記憶部１
４０、或いは処理部１００と記憶部１４０と情報記憶媒
体１５０を含めばよく）、それ以外のブロック（例えば
操作部１３０、画像生成部１６０、表示部１６２、音生
成部１７０、音出力部１７２、通信部１７４、Ｉ／Ｆ部
１７６、メモリーカード１８０等）については、任意の
構成要素とすることができる。

【００３０】ここで処理部１００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の指示、ゲーム演
算などの各種の処理を行うものであり、その機能は、Ｃ
ＰＵ（ＣＩＳＣ型、ＲＩＳＣ型）、ＤＳＰ、或いはＡＳ
ＩＣ（ゲートアレイ等）などのハードウェアや、所与の
プログラム（ゲームプログラム）により実現できる。

【００３１】操作部１３０は、プレーヤが操作データを
入力するためのものであり、その機能は、図１のガン型
コントローラ５０２、レバー、ボタンなどのハードウェ
アにより実現できる。

【００３２】記憶部１４０は、処理部１００、画像生成
部１６０、音生成部１７０、通信部１７４、Ｉ／Ｆ部１
７６などのワーク領域となるもので、その機能はＲＡＭ
などのハードウェアにより実現できる。

【００３３】情報記憶媒体（コンピュータにより使用可
能な記憶媒体）１５０は、プログラムやデータなどの情
報を格納するものであり、その機能は、光ディスク（Ｃ
Ｄ、ＤＶＤ）、光磁気ディスク（ＭＯ）、磁気ディス
ク、ハードディスク、磁気テープ、或いは半導体メモリ
（ＲＯＭ）などのハードウェアにより実現できる。処理
部１００は、この情報記憶媒体１５０に格納される情報
に基づいて本発明（本実施形態）の種々の処理を行う。
即ち情報記憶媒体１５０には、本発明（本実施形態）の
手段（特に処理部１００に含まれるブロック）を実現
（実行）するための種々の情報（プログラム、データ）
が格納される。

【００３４】なお、情報記憶媒体１５０に格納される情
報の一部又は全部は、システムへの電源投入時等に記憶
部１４０に転送されることになる。また情報記憶媒体１
５０に記憶される情報は、本発明の処理を行うためのプ
ログラムコード、画像情報、音情報、表示物の形状情
報、テーブルデータ、リストデータ、プレーヤ情報や、
本発明の処理を指示するための情報、その指示に従って
処理を行うための情報等の少なくとも１つを含むもので
ある。

【００３５】画像生成部１６０は、処理部１００からの
指示等にしたがって、各種の画像を生成し表示部１６２
に出力するものであり、その機能は、画像生成用ＡＳＩ
Ｃ、ＣＰＵ、或いはＤＳＰなどのハードウェアや、所与
のプログラム（画像生成プログラム）、画像情報により
実現できる。

【００３６】音生成部１７０は、処理部１００からの指
示等にしたがって、各種の音を生成し音出力部１７２に
出力するものであり、その機能は、音生成用ＡＳＩＣ、
ＣＰＵ、或いはＤＳＰなどのハードウェアや、所与のプ
ログラム（音生成プログラム）、音情報（波形データ
等）により実現できる。

【００３７】通信部１７４は、外部装置（例えばホスト
装置や他の画像生成システム）との間で通信を行うため
の各種の制御を行うものであり、その機能は、通信用Ａ
ＳＩＣ、或いはＣＰＵなどのハードウェアや、所与のプ
ログラム（通信プログラム）により実現できる。

【００３８】なお本発明（本実施形態）の処理を実現す
るための情報は、ホスト装置（サーバー）が有する情報
記憶媒体からネットワーク及び通信部１７４を介して情
報記憶媒体１５０に配信するようにしてもよい。このよ
うなホスト装置（サーバー）の情報記憶媒体の使用も本
発明の範囲内に含まれる。

【００３９】また処理部１００の機能の一部又は全部
を、画像生成部１６０、音生成部１７０、又は通信部１
７４の機能により実現するようにしてもよい。或いは、
画像生成部１６０、音生成部１７０、又は通信部１７４
の機能の一部又は全部を、処理部１００の機能により実
現するようにしてもよい。

【００４０】Ｉ／Ｆ部１７６は、処理部１００からの指
示等にしたがってメモリーカード（広義には、携帯型ゲ
ーム機などを含む携帯型情報記憶装置）１８０との間で
情報交換を行うためのインターフェースとなるものであ
り、その機能は、メモリーカードを挿入するためのスロ
ットや、データ書き込み・読み出し用コントローラＩＣ
などにより実現できる。なお、メモリーカード１８０と
の間の情報交換を赤外線などの無線を用いて実現する場
合には、Ｉ／Ｆ部１７６の機能は、半導体レーザ、赤外
線センサーなどのハードウェアにより実現できる。

【００４１】処理部１００は、ゲーム演算部１１０を含
む。

【００４２】ここでゲーム演算部１１０は、コイン（代
価）の受け付け処理、各種モードの設定処理、ゲームの
進行処理、選択画面の設定処理、オブジェクト（キャラ
クタ、移動体）の位置や回転角度（Ｘ、Ｙ又はＺ軸回り
回転角度）を決める処理、視点位置や視線角度を決める
処理、オブジェクトのモーションを再生又は生成する処
理、オブジェクト空間へオブジェクトを配置する処理、
ヒットチェック処理、ゲーム結果（成果、成績）を演算
する処理、複数のプレーヤが共通のゲーム空間でプレイ
するための処理、或いはゲームオーバー処理などの種々
のゲーム演算処理を、操作部１３０からの操作データ、
メモリーカード１８０からのデータ、ゲームプログラム
などに基づいて行う。

【００４３】ゲーム演算部１１０は、ヒットチェック部
１１２、モーション再生部１１４、モーション生成部１
１６、切り替え部１２２を含む。

【００４４】ここで、ヒットチェック部１１２は、ガン
型コントローラを用いてプレーヤが発射したショットが
オブジェクトにヒットしたか否かを調べるヒットチェッ
ク処理を行う。なお、処理負担の軽減化のためには、オ
ブジェクトの形状を簡易化した簡易オブジェクトを用い
てヒットチェック処理を行うことが望ましい。

【００４５】モーション再生部１１４は、オブジェクト
（敵キャラクタ等）のモーションを、モーションデータ
記憶部１４２に記憶されているモーションデータに基づ
いて再生する処理を行う。即ち、モーションデータ記憶
部１４２には、オブジェクトの各基準モーションでの各
部位（パーツ）の位置データや角度データを含むモーシ
ョンデータが記憶されている。モーション再生部１１４
は、このモーションデータを読み出し、このモーション
データに基づいてオブジェクトの各部位を動かすこと
で、オブジェクトのモーションを再生する。

【００４６】モーション生成部１１６は、オブジェクト
のモーションを、物理シミュレーション（物理計算を利
用したシミュレーション。物理計算は擬似的な物理計算
でもよい）により生成する処理を行う。即ち本実施形態
では、ヒット（被弾）時等における、オブジェクト（敵
キャラクタ等）のモーションを、モーションデータに基
づくモーション再生ではなく、物理シミュレーションに
よりリアルタイムに生成するようにしている。このよう
に物理シミュレーションによりモーションを生成するこ
とで、モーションデータに基づくモーション再生に比べ
て、バラエティ度が高くリアルなモーション表現を、使
用データ量を抑えながら実現できるようになる。

【００４７】モーション生成部１１６は、ヒット（被
弾）時モーション生成部１１８と下半身モーション生成
部１２０を含む。

【００４８】ここで、ヒット時モーション生成部１１８
は、ヒット時におけるオブジェクトのモーションを生成
する処理を行う。より具体的には、オブジェクトの第Ｎ
の部位がヒットされた場合には、ヒット情報（ヒット方
向を向く力ベクトル等）に基づく物理シミュレーション
により、その第Ｎの部位を動かすと共に、隣の第Ｎ＋
１、第Ｎ＋２、第Ｎ＋３の部位等にヒット情報を順次伝
達（伝搬）する（例えばその大きさを順次減衰させなが
ら伝達する）。そして、伝達されたヒット情報に基づく
物理シミュレーションにより、これらの第Ｎ＋１、第Ｎ
＋２、第Ｎ＋３の部位等を動かす。このようにしてオブ
ジェクトのモーションを生成すれば、高速連射によりシ
ョットが連続してヒットした場合におけるオブジェクト
のリアルなモーションを、少ない処理負担で表現できる
ようになる。

【００４９】また下半身モーション生成部１２０は、ヒ
ット時のオブジェクトのよろけ動作をリアルに表現する
ために、オブジェクトの下半身についてのモーションを
特別なアルゴリズムを用いて生成している。より具体的
には、接地している第１の部位（例えば左足）を支点と
して倒れるようにオブジェクトを動かす。そして、オブ
ジェクトが倒れるのを制限する位置（例えば仮想重心を
接地面に投影した位置に関して第１の部位と点対称の位
置）に、接地していない第２の部位（例えば右足）の移
動目標位置を設定し、この移動目標位置に第２の部位を
移動させる。このようにしてオブジェクトのモーション
を生成すれば、よろけながらもなかなか倒れないという
オブジェクトのモーション表現が可能になる。

【００５０】切り替え部１２２は、例えばオブジェクト
がヒットされた場合に、モーション再生からモーション
生成に切り替える処理を行う。或いは、所与の条件が成
立した場合（ヒットされてから所与の時間が経過した
り、体力パラメータが零になった場合）に、モーション
生成からモーション再生に切り替える処理を行う。この
ようにすれば、モーション生成による表現が難しい場面
では、モーション再生によりオブジェクトの動きを表現
し、少ないデータ量でバラエティ度の高い動きが要請さ
れる場面では、モーション生成によりオブジェクトの動
きを表現できるようになる。

【００５１】なお、本実施形態の画像生成システムは、
１人のプレーヤのみがプレイできるシングルプレーヤモ
ード専用のシステムにしてもよいし、このようなシング
ルプレーヤモードのみならず、複数のプレーヤがプレイ
できるマルチプレーヤモードも備えるシステムにしても
よい。

【００５２】また複数のプレーヤがプレイする場合に、
これらの複数のプレーヤに提供するゲーム画像やゲーム
音を、１つの端末を用いて生成してもよいし、ネットワ
ーク（伝送ライン、通信回線）などで接続された複数の
端末を用いて生成してもよい。

【００５３】２．本実施形態の特徴 さて、本実施形態では、図３に示すように、敵キャラク
タ（オブジェクト）１０が、複数の部位（右手１２、右
前腕１４、右上腕１６、胸１８、腰２０、左手２２、左
前腕２４、左上腕２６、頭３０、右足３２、右すね３
４、右股３６、左足４２、左すね４４、左股４６）によ
り構成されている。なお、これらの部位（パーツ）の位
置や回転角度（方向）は、スケルトンモデルを構成する
関節Ｊ０〜Ｊ１３の位置や骨（アーク）Ａ０〜Ａ１８の
回転角度として表すことができる。但し、これらの骨、
関節は仮想的なものであり、現実に表示されるオブジェ
クトではない。

【００５４】本実施形態では、敵キャラクタを構成する
部位が親子（階層）構造を有している（実際には関節が
親子構造を有する）。即ち、手１２、２２の親は前腕１
４、２４であり、前腕１４、２４の親は上腕１６、２６
であり、上腕１６、２６の親は胸１８であり、胸１８の
親は腰２０となる。また、頭３０の親は胸１８となる。
また、足３２、４２の親はすね３４、４４であり、すね
３４、４４の親は股３６、４６であり、股３６、４６の
親は腰２０となる。

【００５５】モーションデータ記憶部には、これらの部
位（関節、骨）の位置及び回転角度が、モーションデー
タとして記憶されている。例えば、歩きモーションが、
ＭＰ０、ＭＰ１、ＭＰ２・・・・ＭＰＮという基準モー
ションにより構成されているとする。するとこれらの各
基準モーションＭＰ０、ＭＰ１、ＭＰ２・・・・ＭＰＮ
での各部位の位置及び回転角度が、モーションデータと
して予め記憶されている。そして、例えば基準モーショ
ンＭＰ０の各部位の位置及び回転角度を読み出し、次に
基準モーションＭＰ１の各部位の位置及び回転角度を読
み出すというように、基準モーションのモーションデー
タを時間経過に伴い順次読み出すことで、モーション再
生が実現される。

【００５６】なお、モーションデータ記憶部に記憶する
モーションデータは、一般的には、モーションキャプチ
ャにより取得したり、デザイナが作成する。また、部位
（関節、骨）の位置、回転角度は、親の部位の位置、回
転角度に対する相対的な位置、相対的な回転角度で表さ
れる。

【００５７】本実施形態の第１の特徴は、ヒット時にお
ける敵キャラクタ（オブジェクト）のモーションを、物
理シミュレーションを用いて生成する点にある。

【００５８】例えば図４において、敵キャラクタの前腕
１４にプレーヤのショット（弾）がヒットすると、ま
ず、ヒット力ベクトルＦＨ０（広義にはヒット情報）に
基づき前腕１４を動かす（回転させる、移動させる）。
更に、このヒット力ベクトルＦＨ０を、ＦＨ１、ＦＨ
２、ＦＨ３、ＦＨ４として親の部位である上腕１６、胸
１８、腰２０に順次伝達（伝搬）する。そして、伝達さ
れたヒット力ベクトルＦＨ１〜ＦＨ４により、上腕１
６、胸１８、腰２０を動かす。本実施形態では、このよ
うにして、ヒット時における敵キャラクタのモーション
をリアルタイムに生成している。

【００５９】より具体的には、ヒット力ベクトルＦＨ０
は、その方向が、ヒットの方向（ショットの軌道方向）
に向き、その大きさが、ヒットの威力を表すベクトルで
ある。そして、関節Ｊ１とヒット位置（着弾位置）ＨＰ
を結ぶベクトルＨＶと、ヒット力ベクトルＦＨ０との外
積をとることで、回転モーメントが求められる。

【００６０】次に、この回転モーメントと前腕１４の仮
想質量に基づき、前腕１４の角加速度が算出される。そ
して、算出された角加速度に基づき、前腕１４の角速度
が算出され、この角速度で前腕１４がＲ０に示すように
回転する。

【００６１】ヒット力ベクトルＦＨ０（ヒット情報）
は、その大きさが減衰されてＦＨ１として親の部位であ
る上腕１６に伝達される。より具体的には、このＦＨ１
は関節Ｊ１に作用し、このＦＨ１による回転モーメント
で、上腕１６がＲ１に示すように回転する。

【００６２】次に、胸１８に伝達されたＦＨ２は関節Ｊ
２に作用し、このＦＨ２による回転モーメントで、胸１
８がＲ２に示すように回転する。

【００６３】次に腰２０に伝達されたＦＨ３は関節Ｊ３
に作用し、このＦＨ３による回転モーメントで、腰２０
がＲ３に示すように回転する。また、腰２０に伝達され
たＦＨ４は代表点ＲＰに作用し、このＦＨ４により、腰
２０がＭＴ０に示すように移動する。なお、腰２０がＭ
Ｔ０の方向に移動すると、腰２０以外の他の部位もＭＴ
０の方向に移動することになる。但し、この場合にも、
腰２０と他の部位との間の相対的な位置関係は変化しな
い。

【００６４】本実施形態により生成されたモーションの
例を図５（Ａ）、（Ｂ）、図６（Ａ）、（Ｂ）に示す。
このモーションは、敵キャラクタ１０の頭にショットが
ヒットした場合に生成されたモーションの例である。

【００６５】図５（Ａ）〜図６（Ｂ）に示すように、本
実施形態によれば、ヒット時における敵キャラクタ１０
のリアルなモーションを生成できる。そして、生成され
るモーションは、ヒット位置やヒット方向やヒット力の
大きさなどに応じて異なったものとなり、モーションデ
ータに基づくモーション再生の手法に比べて、モーショ
ンのバリエーションを格段に増すことができる。

【００６６】即ち、モーション再生の手法では、ヒット
位置に応じた何種類ものモーションデータを予め別々に
用意しておく必要がある。例えば、図４のように前腕が
ヒットされた場合用のモーションデータと、図５（Ａ）
〜図６（Ｂ）のように頭がヒットされた場合用のモーシ
ョンデータとを別々に用意する必要がある。また、同じ
頭がヒットされた場合も、前方向から頭がヒットされた
場合用のモーションデータ、右方向から頭がヒットされ
た場合用のモーションデータ、後ろ方向から頭がヒット
された場合用のモーションデータ、左方向から頭がヒッ
トされた場合用のモーションデータを別々に用意してお
く必要がある。

【００６７】ところが、モーションデータを記憶するメ
モリの容量は有限である。従って、モーション再生の手
法では、モーションのバリエーションの増加には限界が
ある。

【００６８】これに対して、本実施形態によれば、上記
のようなモーションデータを用意することなく、ヒット
位置やヒット方向やヒット力の大きさなどに応じて異な
る多様なモーションを生成できる。例えばショットのヒ
ット位置に応じて、敵キャラクタの反応が細かく変化す
るようになる。従って、リアルで多様なモーション表現
を少ないデータ量で実現できるようになる。

【００６９】また、モーション再生の手法では、図５
（Ａ）〜図６（Ｂ）のような、頭ヒット時用のモーショ
ンを再生している際に、例えば前腕がヒットされると、
頭ヒット時用のモーションの再生が途中で打ち切られて
しまい、敵キャラクタの動きが不自然なものになってし
まう。

【００７０】これに対して、本実施形態によれば、頭が
ヒットされた後に前腕がヒットされても、モーションが
途中で打ち切られるという事態が生じない。従って、ヒ
ット時における敵キャラクタの動きを滑らかで連続的な
ものにすることができる。

【００７１】特に本実施形態では、図１で説明したよう
に、プレーヤ５００が所持するガン型コントローラ５０
２は、マシンガンのようにショットを高速連射できるよ
うになっているため、敵キャラクタに対して何発ものシ
ョットが連続してヒットする状況が生じる。更に本実施
形態では、一発のショットが命中しただけでは敵キャラ
クタは消滅しないようになっている。従って、何発もの
ショットがヒットし、ショットがヒットする毎に、ヒッ
ト位置やヒット方向に応じてその動きが細かく変化する
ような敵キャラクタのモーションを表現する必要があ
る。

【００７２】モーション再生の手法により、このような
高速連射時のモーション表現を実現しようとすると、必
要なモーションデータの量が過大になってしまう。この
ため、モーション再生の手法では、このようなモーショ
ン表現は実質的に実現不可能となる。これに対して、図
４で説明したモーション生成の手法によれば、このよう
なモーション表現を容易に実現できるようになる。

【００７３】さて、本実施形態では、各部位を動かすヒ
ット情報として、ヒット力ベクトルを採用している。そ
して、図７（Ａ）に示すように、例えばヒット力ベクト
ルＦＨNにより回転モーメントＬN×ＦＨNを求め、求め
られた回転モーメントにより、第Ｎの部位を動かす（回
転させる）。そして、ヒット力ベクトルＦＨN+1、ＦＨN
+2を、隣の第Ｎ＋１、第Ｎ＋２の部位に順次伝達し、こ
れらのヒット力ベクトルで第Ｎ＋１、第Ｎ＋２の部位を
動かす。より具体的には、フレームＫでは、ＦＨNを第
Ｎの部位に作用させ、フレームＫ＋１ではＦＨN+1を第
Ｎ＋１の部位に作用させ、フレームＫ＋２ではＦＨN+2
を第Ｎ＋２の部位に作用させる。

【００７４】このようにすることで、ヒット力ベクトル
の衝撃により敵キャラクタの各部位が動く様子を、ヒッ
ト力ベクトルを隣の部位に順次伝達するだけという簡易
な処理で、リアルに表現できるようになる。

【００７５】そして、この場合に本実施形態では、各部
位にヒット力ベクトルを順次伝達する際に、伝達するヒ
ット力ベクトルの大きさを順次減衰（減衰率は例えば９
０％程度）させている。即ち、｜ＦＨN｜＞｜ＦＨN+1｜
＞｜ＦＨN+2｜というように、ヒット力ベクトルの大き
さを減衰させる。このようにすることで、ヒット位置に
近い部位ほど大きく動くようになり、現実世界の事象に
より近いリアルなモーション変化を、ヒット力ベクトル
の大きさを減少させるだけという簡易な処理で実現でき
るようになる。

【００７６】また本実施形態では、各部位の角速度に応
じた回転抵抗力を、各部位に作用させるようにしてい
る。

【００７７】例えば図７（Ｂ）に示すように、第Ｎの部
位には、第Ｎの部位の角速度ωNの大きさに応じた回転
抵抗力ＦＲNを作用させる。また、第Ｎ＋１の部位に
は、第Ｎ＋１の部位の角速度ωN+1の大きさに応じた回
転抵抗力ＦＲN+1を回転と逆方向に作用させる。また、
第Ｎ＋２の部位には、第Ｎ＋２の部位の角速度ωN+2の
大きさに応じた回転抵抗力ＦＲN+2を回転と逆方向に作
用させる。

【００７８】このような回転抵抗力を作用させること
で、各部位の角速度が急激に変化してしまい不自然なモ
ーションになってしまう事態を効果的に防止できるよう
になる。

【００７９】また本実施形態では、敵キャラクタを所与
の姿勢に戻すための復元力を、各部位に作用させてい
る。

【００８０】例えば図８に示すように、ヒット力ベクト
ルＦＨにより敵キャラクタの姿勢が変化した場合に、敵
キャラクタを、点線で示されるデフォルトの姿勢に戻す
ようにする。

【００８１】このようにすれば、高速連射により何発も
のショットがヒットすることで、敵キャラクタの姿勢が
極端に崩れてしまうというような事態を防止できる。シ
ョットが連続してヒットしても、ヒットする毎に復元力
により敵キャラクタが元のデフォルト姿勢に少しずつ戻
るようになるからである。これにより、多くのショット
がヒットしても、なかなか倒されないような敵キャラク
タを表現できるようになり、マシンガンゲームに好適な
敵キャラクタをゲームに登場させることができるように
なる。

【００８２】なお、敵キャラクタをデフォルト姿勢に戻
す処理は、各部位のデフォルトの回転角度を記憶部に保
持しておき、このデフォルトの角度に、各部位の角度を
戻すように処理することで実現できる。

【００８３】本実施形態の第２の特徴は、敵キャラクタ
のヒット時に、モーションデータに基づくモーション再
生から物理シミュレーションによるモーション生成に切
り替える点にある。

【００８４】例えば図９（Ａ）のＥ１に示すように、敵
キャラクタがヒットされる前においては、モーション再
生により敵キャラクタの動きが表現される。即ち、所定
の場所に移動したり、物陰に隠れたり、プレーヤの前に
出現したりする敵キャラクタの動きについては、モーシ
ョンデータに基づくモーション再生により表現する。

【００８５】一方、Ｅ２に示すように、敵キャラクタが
ヒットされると、モーション再生からモーション生成に
切り替わる。即ち、例えば図４で説明したようなモーシ
ョン生成手法により、ヒット時の敵キャラクタの動きを
表現する。

【００８６】ヒット前における敵キャラクタの動きに対
しては、プレーヤのゲーム操作の影響がそれほど及ばな
い。従って、モーションデータに基づくモーション再生
だけで、敵キャラクタの動きを十分に表現できる。ま
た、物陰に隠れたり、プレーヤの前に出現する動きなど
を、モーション生成で実現しようとすると、処理の複雑
化、処理負担の増大化を招く。

【００８７】一方、ヒット時における敵キャラクタの動
きに対しては、プレーヤのゲーム操作の影響が強く及
ぶ。即ち、プレーヤがどの敵キャラクタをどの方向から
どのように射撃するかは、プレーヤの任意であり、ゲー
ム前には全く予期できない。このため、ヒット時におい
ては、プレーヤのゲーム操作（射撃操作）に応じて、敵
キャラクタの動きを細かく変化させる必要がある。従っ
て、モーション再生よりも、図４で説明したようなモー
ション生成により敵キャラクタの動きを表現する方が望
ましい。また、ヒット時の動きについては、物陰に隠れ
たり、プレーヤの前に出現する動きなどに比べて、物理
シミュレーションに基づくモーション生成に適してい
る。

【００８８】本実施形態では、以上の点に着目して、図
９（Ａ）のＥ２に示すように、敵キャラクタのヒット時
に、モーション再生からモーション生成に切り替えてい
る。これにより、状況に応じた適切な処理で、敵キャラ
クタを動かすことができるようになる。

【００８９】本実施形態の第３の特徴は、所与の条件が
成立した場合に、物理シミュレーションによるモーショ
ン生成からモーションデータに基づくモーション再生に
切り替える点にある。

【００９０】例えば図９（Ａ）のＥ３では、ヒット後に
所与の時間ＴＭが経過したため、モーション生成からモ
ーション再生に切り替えている。

【００９１】即ち、Ｅ４のように短時間で連続して敵キ
ャラクタにショットがヒットしている場合には、図４で
説明したようなモーション生成により敵キャラクタを動
かす。これにより、ショットがヒットする毎にヒット位
置やヒット方向に応じてその動きが細かく変化する敵キ
ャラクタを表現できる。

【００９２】一方、Ｅ３のように、ショットがヒットし
た後に所与の時間ＴＭが経過した場合には、敵キャラク
タに対する連射はもはや行われていないと考えられる。
従って、この場合には、モーションデータに基づくモー
ション再生を行うようにする。このようにすることで、
プレーヤにより攻撃された後に、他の場所に移動した
り、物陰に隠れたりするなどの敵キャラクタの動きを表
現できるようになる。

【００９３】また図９（Ｂ）のＥ５では、敵キャラクタ
の体力パラメータが０（所与の値）になったため、モー
ション生成からモーション再生に切り替えている。即
ち、この場合には、敵キャラクタを完全に転倒させるモ
ーションを再生し、敵キャラクタを消滅させる。

【００９４】このように、体力パラメータが０になった
場合には、その敵キャラクタの運命は、消滅するという
運命にもはや決まっており、プレーヤのゲーム操作の影
響が及ぶ余地がない。従って、この場合には、モーショ
ン生成ではなくモーション再生により敵キャラクタの動
きを表現する。このようにすれば、予め用意されたモー
ションデータに基づいてリアルに敵キャラクタを転倒さ
せることが可能になり、ゲームの演出効果を高めること
ができる。

【００９５】なお、モーション生成とモーション再生を
切り替える場合には、物理シミュレーションにより生成
されるモーションとモーションデータに基づき再生され
るモーションとを繋ぐ繋ぎモーションを再生（或いは生
成）することが望ましい。

【００９６】例えば図１０（Ａ）では、Ｆ１が、モーシ
ョン生成とモーション再生の切り替えポイントになって
いる。従って、この場合には、生成された最後のモーシ
ョンＭＧＭと、再生される最初のモーションＭＰ０とを
繋ぐ繋ぎモーションを再生（又は生成）するようにす
る。

【００９７】また図１０（Ｂ）では、Ｆ２が、モーショ
ン生成とモーション再生の切り替えポイントになってい
る。従って、この場合には、生成された最後のモーショ
ンＭＧＮと、再生される最初のモーションＭＰ０とを繋
ぐ繋ぎモーションを再生（又は生成）するようにする。

【００９８】このようにすれば、モーション生成のどの
時点で切り替わっても、モーションを滑らかに繋ぐこと
が可能となり、生成される画像の画質やリアル度を高め
ることができる。

【００９９】なお、繋ぎモーションの再生は、図１１に
示すようなモーション補間により実現することが望まし
い。即ち、モーションＭ０、Ｍ１を、重み係数αを０か
ら１に変化させながら、例えばＭ２＝α×Ｍ０＋（１−
α）×Ｍ１という計算式により補間して、モーションＭ
２を得る（実際には、位置や回転角度を上記計算式によ
り補間する）。この場合、図１０（Ａ）、（Ｂ）のＭＧ
Ｍ、ＭＧＮが図１１のＭ０になり、ＭＰ０がＭ１にな
り、得られる繋ぎモーションがＭ２になる。

【０１００】本実施形態の第４の特徴は、接地している
方の足（第１の部位）を支点として倒れるように敵キャ
ラクタ（オブジェクト）が動くと共に、敵キャラクタが
倒れるのを制限する位置に、接地していない方の足（第
２の部位）が移動するように、敵キャラクタのモーショ
ンを生成する点にある。

【０１０１】例えば図１２のＧ１では、左足５０が接地
しており、右足５２が非接地になっている。この場合に
は、ＦＤ０に示すように、接地している左足５０を支点
として倒れる（傾く）ように敵キャラクタの下半身を動
かす。更に、敵キャラクタが倒れるのを制限する位置
（支える位置）である移動目標位置５４に、非接地の右
足５２を移動させる。

【０１０２】そして、図１２のＧ２に示すように両足５
０、５２が接地すると、腰６０から遠い方の足である左
足５０を浮かせる。次に、Ｇ３のＦＤ１に示すように、
接地している右足５２を支点として倒れるように敵キャ
ラクタの下半身を動かすと共に、敵キャラクタが倒れる
のを制限する移動目標位置５６に、非接地の左足５０を
移動させる。そして、Ｇ４に示すように両足５０、５２
が接地する。

【０１０３】このようにすることで、ショットの連続ヒ
ットにより敵キャラクタがよろけながら後ずさりする様
子をリアルに表現できるようになる。

【０１０４】本実施形態により生成されたモーションの
例を図１３（Ａ）〜図１７（Ｂ）に示す。ここで、図１
３（Ａ）〜図１５（Ｂ）は、生成されたモーションを左
前方から見た図であり、図１６（Ａ）〜図１７（Ｂ）
は、生成されたモーションを下方から見た図である。こ
れらの図から理解されるように、本実施形態では、倒れ
そうで倒れず、よろめきながら腰をふらふらさせて後ず
さりする敵キャラクタの動きを、リアルに表現すること
に成功している。

【０１０５】即ち、前述の図４の手法でヒット時におけ
るモーションを生成すると、ショットのヒットにより敵
キャラクタがバランスを崩して、不自然な姿勢で床（接
地面）に立ったままになるという事態が生じる。例え
ば、敵キャラクタの右足だけがヒットされた場合には、
右足だけが宙に浮いた状態で敵キャラクタが床に立った
ままの状態になる可能性がある。

【０１０６】図１２の手法により敵キャラクタの下半身
を特別なアルゴリズムで動作させれば、上記のような事
態を防止できる。即ち、図１２のＧ１に示すように右足
５２が宙に浮いた場合には、ＦＤ０に示すように敵キャ
ラクタは倒れるように動くと共に、倒れるのを支える移
動目標位置５４に右足５２が移動する。従って、敵キャ
ラクタの右足５２だけが長時間にわたり宙に浮いたまま
になるという事態が防止されると共に、ヒットの衝撃に
より敵キャラクタが後ずさりしたかのように見せること
ができるようになる。

【０１０７】特に、敵キャラクタに連続してショットが
ヒットした場合には、この連続ヒットの衝撃により敵キ
ャラクタが徐々に後ずさりしているかのように見せるこ
とができ（図１３（Ａ）〜図１７（Ｂ）参照）、これま
でにないリアルなモーションを生成できる。しかも、敵
キャラクタの接地していない方の足は、倒れるのを支え
る位置に常に移動するようになる。従って、敵キャラク
タは、体力パラメータが０にならない限り、転倒しない
ようになる。従って、マシンガンのように高速でショッ
トを連射できるガンゲームに最適なモーション表現を実
現できる。

【０１０８】さて、本実施形態では図１８（Ａ）に示す
ように、敵キャラクタの仮想重心６２に仮想重力Ｇを作
用させる。そして、この仮想重力Ｇにより得られる力Ｆ
Ｇを腰６０（敵キャラクタの代表点）に作用させること
で、左足５０を支点として倒れるように敵キャラクタを
動かしている。なお、仮想重心６２は、敵キャラクタの
上半身の部位の位置（関節位置）とそれらの部位の仮想
質量とに基づいて求められる。

【０１０９】このように、仮想重心６２に仮想重力Ｇを
作用させることにより得られる力ＦＧを腰６０に作用さ
せて敵キャラクタを倒すようにすれば、あたかも、敵キ
ャラクタがバランスを崩して倒れているかのように見せ
ることができ、モーションのリアル度を格段に向上でき
る。

【０１１０】また本実施形態では、接地していない右足
５２の移動目標位置を以下のようにして設定している。
即ち、まず、仮想重心６２の床（接地面）６３への投影
位置６４を求める。そして、この投影位置６４に関し
て、接地している左足５０と点対称の位置に、右足５２
の移動目標位置５４を設定する。このような移動目標位
置５４に右足５２を移動すれば、仮想重心６２に仮想重
力が作用した場合にも、敵キャラクタを安定的に支える
ことができ、敵キャラクタが完全に転倒してしまうのを
防止できる。これにより、倒れそうでなかなか倒れず、
徐々に後ずさりするという敵キャラクタの動きを表現で
きるようになる。

【０１１１】また本実施形態では、両足（第１、第２の
部位）が共に接地している場合には、片方の足を浮かせ
るようにしている。

【０１１２】即ち図１９（Ａ）に示すように、左足５
０、右足５２が共に接地している場合には、図１９
（Ｂ）に示すように、腰６０から遠い方の足である左足
５０を浮かせる。このようにすることで、両足が接地し
た状態で敵キャラクタが全く動かなくなるという事態を
防止できる。そして、プレーヤからのショットがヒット
する毎に、徐々に後ずさりするという敵キャラクタのリ
アルな動きを表現できるようになる。

【０１１３】３．本実施形態の処理 次に、本実施形態の詳細な詳細例について、図２０、図
２１、図２２、図２３、図２４のフローチャートを用い
て説明する。

【０１１４】図２０は、モーション再生とモーション生
成の切り替え処理に関するフローチャートである。

【０１１５】まず、モーションデータに基づくモーショ
ン再生を行う（ステップＳ１）。例えば、所定の場所に
移動したり、物陰に隠れたり、プレーヤの前に現れると
いうような敵キャラクタの動きは、モーション再生によ
り実現する。

【０１１６】次に、プレーヤからのショットがヒットし
たか否かを判断し（ステップＳ２）、ヒットしなかった
場合には、ステップＳ１に戻りモーション再生を続行す
る。一方、ヒットした場合には、体力パラメータが０か
否かを判断する（ステップＳ３）。そして、体力パラメ
ータが０でない場合には、図９（Ａ）のＥ２に示すよう
に、物理シミュレーションによるモーション生成処理に
移行する（ステップＳ４）。

【０１１７】次に、ヒット後から所与の時間が経過した
か否かを判断し（ステップＳ５）、経過していない場合
には、プレーヤからのショットがヒットしたか否かを判
断する（ステップＳ６）。そして、ヒットした場合に
は、ステップＳ３で体力パラメータが０か否かを判断
し、０でない場合にはステップＳ４のモーション生成処
理を続行する。一方、ヒットしなかった場合には、ステ
ップＳ３の体力パラメータの判断処理を行うことなく、
ステップＳ４のモーション生成処理を続行する。

【０１１８】ステップＳ５で所与の時間が経過したと判
断された場合には、図１０（Ａ）、（Ｂ）で説明したよ
うに、繋ぎモーションを再生（又は生成）する処理を行
う（ステップＳ７）。そして、図９（Ａ）のＥ３に示す
ように、モーション再生処理に切り替える。

【０１１９】ステップＳ３で、体力パラメータが０であ
ると判断された場合には、転倒モーションへの繋ぎモー
ションを再生（又は生成）する（ステップＳ８）。そし
て、図９（Ｂ）のＥ５に示すように、転倒モーションの
再生処理に移行し（ステップＳ９）、敵キャラクタを消
滅させる（ステップＳ１０）。

【０１２０】図２１、図２２は、ヒット時のモーション
生成処理に関するフローチャートである。

【０１２１】まず、処理対象となる部位が、ヒットされ
た部位又はヒット力ベクトルが伝達された部位かを判断
し（ステップＴ１）、そのような部位でない場合にはス
テップＴ５に移行する。一方、そのような部位である場
合には、図４で説明したように、その部位におけるヒッ
ト位置ＨＰとヒット力ベクトルＦＨ０を得る（ステップ
Ｔ２）。なお、ステップＴ１での判断は、ヒットされた
又はヒット力ベクトルが伝達された場合にオンにセット
されるヒットフラグに基づいて行われることになる。

【０１２２】次に、図７（Ａ）で説明したように、ヒッ
ト力ベクトルを、その大きさを減衰させながら、親の部
位に伝達する（ステップＴ３）。なお、ヒット力ベクト
ルが伝達された部位については、そのヒットフラグがオ
ンにセットされる。

【０１２３】次に、ヒット力ベクトルに基づき回転モー
メントを算出し、その回転モーメントに基づき部位の角
速度を算出する（ステップＴ４）。例えば図７（Ａ）の
第Ｎの部位では、回転モーメントＬN×ＦＨNが算出さ
れ、この回転モーメントに基づき第Ｎの部位の角速度が
算出される。

【０１２４】次に、図７（Ｂ）で説明したように、部位
の角速度に比例した回転抵抗力を算出し、その回転抵抗
力に基づき部位の角速度を変化（減少）させる（ステッ
プＴ５）。そして、図８で説明したように、敵キャラク
タをデフォルトの姿勢に戻すための復元力を算出し、そ
の復元力に基づき部位の角速度を変化させる（ステップ
Ｔ６）。

【０１２５】次に、処理対象となる部位が腰である場合
には、ヒット力ベクトルに基づき腰の移動速度を算出す
る（ステップＴ７）。例えば図４において、ＦＨ４に基
づいて腰２０（代表点ＲＰ）の移動速度を算出する。

【０１２６】次に、処理対象となる部位が腰の場合に
は、算出された移動速度と角速度に基づいて、その位置
と回転速度を更新し、それ以外の部位の場合には、算出
された角速度に基づき、その回転角度を更新する（ステ
ップＴ８）。即ち、当該フレームでの、各部位の位置や
回転角度を求める。

【０１２７】最後に、全ての部位についての処理が終了
したか否かを判断し（ステップＴ９）、終了していない
場合にはステップＴ１に戻る。

【０１２８】図２３、図２４は、敵キャラクタの下半身
モーションの生成処理に関するフローチャートである。

【０１２９】まず、両足とも浮いているか否かを判断す
る（ステップＵ１）。そして、両足が浮いている場合に
は、腰及び両足に仮想重力を作用させ、敵キャラクタを
自由落下させる（ステップＵ２）。

【０１３０】一方、いずれかの足が浮いている場合に
は、現在の上半身の各部位の位置と各部位の仮想質量に
基づき、図１８（Ａ）で説明したような仮想重心６２を
算出する（ステップＵ３）。そして、接地している足の
位置（両足接地の場合には両足の中点）を支点として仮
想重心に仮想重力を作用させたときの力を算出する（ス
テップＵ４）。即ち図１８（Ａ）の力ＦＧを算出する。

【０１３１】次に、算出された力を腰（代表点）に作用
させて、腰の移動速度を変化させる（ステップＵ５）。
即ち図１８（Ａ）の力ＦＧにより腰を移動させる。

【０１３２】次に、図１９（Ａ）で説明したように、両
足が接地しているか否かを判断し（ステップＵ７）、両
足が接地している場合には腰から遠い方の足を浮かせる
（ステップＵ８）。即ち、図１９（Ｂ）では左足５０を
浮かせる。

【０１３３】次に、図１８（Ｂ）で説明したように、仮
想重心の投影位置に関して接地している方の足と点対称
の位置に、接地していない方の足の移動目標位置を設定
する（ステップＵ９）。そして、接地していない方の足
を、移動目標位置に移動させる（ステップＵ１０）。即
ち、図１８（Ｂ）では、右足５２を移動目標位置５４に
移動させる。

【０１３４】そして最後に、両股及び両すねの位置及び
回転角度を、腰と両足の位置に基づきインバースキネマ
ティクスにより算出する（ステップＵ１１）。

【０１３５】４．ハードウェア構成 次に、本実施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２５を用いて説明する。同図に示すシステ
ムでは、ＣＰＵ１０００、ＲＯＭ１００２、ＲＡＭ１０
０４、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送受信可
能に接続されている。そして前記画像生成ＩＣ１０１０
にはディスプレイ１０１８が接続され、音生成ＩＣ１０
０８にはスピーカ１０２０が接続され、Ｉ／Ｏポート１
０１２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。

【０１３６】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、音データ等が主に格
納されるものである。例えば家庭用ゲームシステムでは
ゲームプログラム等を格納する情報記憶媒体としてＤＶ
Ｄ、ゲームカセット、ＣＤＲＯＭ等が用いられる。また
業務用ゲームシステムではＲＯＭ等のメモリが用いら
れ、この場合には情報記憶媒体１００６はＲＯＭ１００
２になる。

【０１３７】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、プレーヤ
がゲーム進行に応じて行う判断の結果をシステム本体に
入力するための装置である。

【０１３８】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
（システム本体の初期化情報等）、コントロール装置１
０２２によって入力される信号等に従って、ＣＰＵ１０
００はシステム全体の制御や各種データ処理を行う。Ｒ
ＡＭ１００４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Ｒ
ＯＭ１００２の所与の内容、あるいはＣＰＵ１０００の
演算結果等が格納される。また本実施形態を実現するた
めの論理的な構成を持つデータ構造は、このＲＡＭ又は
情報記憶媒体上に構築されることになる。

【０１３９】更に、この種のシステムには音生成ＩＣ１
００８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ＲＯ
Ｍ１００２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、ＲＡＭ１０
０４、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生成する集積回路である。なおデ
ィスプレイ１０１８として、いわゆるヘッドマウントデ
ィスプレイ（ＨＭＤ）と呼ばれるものを使用することも
できる。

【０１４０】また、通信装置１０２４は画像生成システ
ム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、他の画像生成システム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などに
利用される。

【０１４１】そして図１〜図２４で説明した種々の処理
は、プログラムやデータなどの情報を格納した情報記憶
媒体１００６、この情報記憶媒体１００６からの情報等
に基づいて動作するＣＰＵ１０００、画像生成ＩＣ１０
１０或いは音生成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。

【０１４２】図１に示すような業務用ゲームシステムに
本実施形態を適用した場合には、内蔵されるシステムボ
ード（サーキットボード）１１０６に対して、ＣＰＵ、
画像生成ＩＣ、音生成ＩＣ等が実装される。そして、本
実施形態の処理（本発明の手段）を実行（実現）するた
めの情報は、システムボード１１０６上の情報記憶媒体
である半導体メモリ１１０８に格納される。以下、この
情報を格納情報と呼ぶ。

【０１４３】図２６（Ａ）に、本実施形態を家庭用のゲ
ームシステムに適用した場合の例を示す。プレーヤはデ
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
ゲームを楽しむ。この場合、上記格納情報は、本体シス
テムに着脱自在な情報記憶媒体であるＤＶＤ１２０６、
メモリーカード１２０８、１２０９等に格納されてい
る。

【０１４４】図２６（Ｂ）に、ホスト装置１３００と、
このホスト装置１３００と通信回線（ＬＡＮのような小
規模ネットワークや、インターネットのような広域ネッ
トワーク）１３０２を介して接続される端末１３０４-1
〜１３０４-nとを含む画像生成システムに本実施形態を
適用した場合の例を示す。この場合、上記格納情報は、
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、半導体メモリ等の情報記憶媒体１
３０６に格納されている。端末１３０４-1〜１３０４-n
が、ＣＰＵ、画像生成ＩＣ、音処理ＩＣを有し、スタン
ドアロンでゲーム画像、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１
３０４-1〜１３０４-nに配送される。一方、スタンドア
ロ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。

【０１４５】なお、図２６（Ｂ）の構成の場合に、本発
明の処理を、ホスト装置（サーバー）と端末とで分散し
て処理するようにしてもよい。また、本発明を実現する
ための上記格納情報を、ホスト装置（サーバー）の情報
記憶媒体と端末の情報記憶媒体に分散して格納するよう
にしてもよい。

【０１４６】また通信回線に接続する端末は、家庭用ゲ
ームシステムであってもよいし業務用ゲームシステムで
あってもよい。そして、業務用ゲームシステムを通信回
線に接続する場合には、業務用ゲームシステムとの間で
情報のやり取りが可能であると共に家庭用ゲームシステ
ムとの間でも情報のやり取りが可能な携帯型情報記憶装
置（メモリーカード、携帯型ゲーム機）を用いることが
望ましい。

【０１４７】なお本発明は、上記実施形態で説明したも
のに限らず、種々の変形実施が可能である。

【０１４８】例えば、本発明のうち従属請求項に係る発
明においては、従属先の請求項の構成要件の一部を省略
する構成とすることもできる。また、本発明の１の独立
請求項に係る発明の要部を、他の独立請求項に従属させ
ることもできる。

【０１４９】また、各部位を動かす物理シミュレーショ
ンの手法は、図４などで説明した手法が特に望ましい
が、これに限定されるものでなく種々の変形実施が可能
である。また、ヒット情報は、処理の簡素化のためには
ヒット力ベクトルであることが特に望ましいが、これに
限定されるものではなく、少なくとも各部位を動かすた
めの情報であればよい。

【０１５０】また、本実施形態では、敵キャラクタにつ
いてのモーション生成やモーション再生について主に説
明したが、モーション生成やモーション再生の対象とな
るオブジェクトは敵キャラクタに限定されず、プレーヤ
キャラクタや移動体など種々のオブジェクトを考えるこ
とができる。

【０１５１】また、本実施形態では、ショットによりオ
ブジェクトがヒットされる場合を例にとり説明したが、
本発明におけるオブジェクトのヒットは、これに限定さ
れず、例えば、剣によるヒットや、パンチやキックによ
るヒット等も含まれる。

【０１５２】また、モーション生成とモーション再生を
切り替える発明においては、モーション生成の手法は、
図４などで説明した手法に限定されるものではなく、何
らかの物理シミュレーション（疑似物理シミュレーショ
ン）の要素を含むものであればよい。また、モーション
生成とモーション再生の切り替えイベントとしては、本
実施形態で説明したイベント（オブジェクトのヒット
等）以外にも種々のイベントを考えることができる。

【０１５３】また、図１８（Ａ）の手法では、仮想重心
に仮想重力を作用させることで得られる力を、オブジェ
クト（敵キャラクタ）の代表点（腰）に作用させること
で、オブジェクトに倒し動作を行わせているが、オブジ
ェクトに倒し動作を行わせる手法は、このような手法に
限定されるものではない。例えば、オブジェクトの代表
点など、仮想重心以外の点に仮想重力を作用させてオブ
ジェクトに倒し動作を行わせたり、このような仮想重力
を用いないでオブジェクトに倒し動作を行わせるなど、
種々の手法を採用できる。

【０１５４】また、本実施形態では、第１、第２の部位
が足である場合について主に説明したが、第１、第２の
部位は足に限定されず、手などでもよい。

【０１５５】また、接地していない第２の部位の移動目
標位置は、図１８（Ｂ）で説明した位置が特に望ましい
が、これとは異なる位置に第２の部位を移動させるよう
にすることもできる。

【０１５６】また本発明はガンゲーム以外にも種々のゲ
ーム（ガンゲーム以外のシューティングゲーム、格闘ゲ
ーム、ロボット対戦ゲーム、スポーツゲーム、競争ゲー
ム、ロールプレイングゲーム、音楽演奏ゲーム、ダンス
ゲーム等）に適用できる。

【０１５７】また本発明は、業務用ゲームシステム、家
庭用ゲームシステム、多数のプレーヤが参加する大型ア
トラクションシステム、シミュレータ、マルチメディア
端末、画像生成システム、ゲーム画像を生成するシステ
ムボード等の種々の画像生成システムに適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態を業務用ゲームシステムに適用した
場合の構成例を示す図である。

【図２】本実施形態の画像生成システムのブロック図の
例である。

【図３】複数の部位により構成される敵キャラクタ（オ
ブジェクト）の例について示す図である。

【図４】本実施形態におけるヒット時のモーション生成
手法について説明するための図である。

【図５】図５（Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態により生成
されるモーションの例について示す図である。

【図６】図６（Ａ）、（Ｂ）も、本実施形態により生成
されるモーションの例について示す図である。

【図７】図７（Ａ）、（Ｂ）は、ヒット力ベクトルの大
きさを減衰させながら親の部位に伝達する手法や、角速
度に応じた回転抵抗力を各部位に作用させる手法につい
て説明するための図である。

【図８】敵キャラクタをデフォルトの姿勢に戻す手法に
ついて説明するための図である。

【図９】図９（Ａ）、（Ｂ）は、モーション生成とモー
ション再生を切り替える手法について説明するための図
である。

【図１０】図１０（Ａ）、（Ｂ）は、繋ぎモーションを
再生（又は生成）する手法について説明するための図で
ある。

【図１１】モーション補間について説明するための図で
ある。

【図１２】敵キャラクタの下半身モーションの生成につ
いて説明するための図である。

【図１３】図１３（Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態により
生成された下半身モーションを左前方から見た図であ
る。

【図１４】図１４（Ａ）、（Ｂ）も、本実施形態により
生成された下半身モーションを左前方から見た図であ
る。

【図１５】図１５（Ａ）、（Ｂ）も、本実施形態により
生成された下半身モーションを左前方から見た図であ
る。

【図１６】図１６（Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態により
生成された下半身モーションを下方から見た図である。

【図１７】図１７（Ａ）、（Ｂ）も、本実施形態により
生成された下半身モーションを下方から見た図である。

【図１８】図１８（Ａ）、（Ｂ）は、仮想重心に仮想重
力を作用させる手法や、接地していない足の移動目標位
置を設定する手法について説明するための図である。

【図１９】図１９（Ａ）、（Ｂ）は、両足接地の場合に
片方の足を浮かせる手法について説明するための図であ
る。

【図２０】本実施形態の処理の詳細例について示すフロ
ーチャートである。

【図２１】本実施形態の処理の詳細例について示すフロ
ーチャートである。

【図２２】本実施形態の処理の詳細例について示すフロ
ーチャートである。

【図２３】本実施形態の処理の詳細例について示すフロ
ーチャートである。

【図２４】本実施形態の処理の詳細例について示すフロ
ーチャートである。

【図２５】本実施形態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２６】図２６（Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態が適用
される種々の形態のシステムの例を示す図である。

【符号の説明】

１０ 敵キャラクタ（オブジェクト） １２、２２ 手 １４、２４ 前腕 １６、２６ 上腕 １８ 胸 ２０ 腰 ３０ 頭 ３２、４２ 足 ３４、４４ すね ３６、４６ 股 ５０ 左足 ５２ 右足 ５４、５６ 移動目標位置 ６０ 腰 ６２ 仮想重心 ６３ 床（接地面） ６４ 仮想重心の投影位置 Ａ０〜Ａ１８ 骨 Ｊ０〜Ｊ１３ 関節 ＲＰ 代表点 ＦＨ、ＦＨ０〜ＦＨ４、ＦＨN〜ＦＨN+2 ヒット力ベク
トル ωN〜ωN+2 角速度 ＦＲN〜ＦＲN+2 回転抵抗力 １００ 処理部 １１０ ゲーム演算部 １１２ ヒットチェック部 １１４ モーション再生部 １１６ モーション生成部 １１８ ヒット時モーション生成部 １２０ 下半身モーション生成部 １２２ 切り替え部 １３０ 操作部 １４０ 記憶部 １４２ モーションデータ記憶部 １５０ 情報記憶媒体 １６０ 画像生成部 １６２ 表示部 １７０ 音生成部 １７２ 音出力部 １７４ 通信部 １７６ Ｉ／Ｆ部 １８０ メモリーカード

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像を生成するための画像生成システム
   であって、 複数の部位により構成されるオブジェクトが、接地して
   いる第１の部位を支点として倒れるように動くと共に、
   オブジェクトが倒れるのを制限する位置に設定された移
   動目標位置に、接地していない第２の部位が移動するよ
   うに、オブジェクトのモーションを生成する手段と、 モーションが生成されたオブジェクトの画像を含む画像
   を生成する手段と、 を含むことを特徴とする画像生成システム。
2. 【請求項２】 請求項１において、 オブジェクトの仮想重心に仮想重力を作用させることで
   得られる力を、オブジェクトの代表点に作用させること
   で、前記第１の部位を支点として倒れるようにオブジェ
   クトを動かすことを特徴とする画像生成システム。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、 前記第２の部位の前記移動目標位置が、オブジェクトの
   仮想重心を接地面に投影した位置に関して前記第１の部
   位と点対称の位置であることを特徴とする画像生成シス
   テム。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかにおいて、 前記第１、第２の部位が共に接地している場合には、前
   記第１、第２の部位のいずれか一方を浮かせることを特
   徴とする画像生成システム。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかにおいて、 オブジェクトの第Ｎの部位がヒットされた場合に、ヒッ
   ト情報に基づく物理シミュレーションにより第Ｎの部位
   を動かすと共に第Ｎ＋１の部位、第Ｎ＋２の部位、第Ｎ
   ＋３の部位・・・・にヒット情報を順次伝達し、伝達さ
   れたヒット情報に基づく物理シミュレーションにより第
   Ｎ＋１の部位、第Ｎ＋２の部位、第Ｎ＋３の部位・・・
   ・を順次動かして、オブジェクトのモーションを生成す
   ることを特徴とする画像生成システム。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかにおいて、 オブジェクトがヒットされた場合に、オブジェクトのモ
   ーションをモーションデータに基づき再生する処理か
   ら、オブジェクトのモーションを物理シミュレーション
   により生成する処理に切り替えることを特徴とする画像
   生成システム。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれかにおいて、 所与の条件が成立した場合に、オブジェクトのモーショ
   ンを物理シミュレーションにより生成する処理から、オ
   ブジェクトのモーションをモーションデータに基づき再
   生する処理に切り替えることを特徴とする画像生成シス
   テム。
8. 【請求項８】 コンピュータが使用可能な情報記憶媒体
   であって、 複数の部位により構成されるオブジェクトが、接地して
   いる第１の部位を支点として倒れるように動くと共に、
   オブジェクトが倒れるのを制限する位置に設定された移
   動目標位置に、接地していない第２の部位が移動するよ
   うに、オブジェクトのモーションを生成する手段と、 モーションが生成されたオブジェクトの画像を含む画像
   を生成する手段と、 を実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。
9. 【請求項９】 請求項８において、 オブジェクトの仮想重心に仮想重力を作用させることで
   得られる力を、オブジェクトの代表点に作用させること
   で、前記第１の部位を支点として倒れるようにオブジェ
   クトを動かすことを特徴とする情報記憶媒体。
10. 【請求項１０】 請求項８又は９において、 前記第２の部位の前記移動目標位置が、オブジェクトの
    仮想重心を接地面に投影した位置に関して前記第１の部
    位と点対称の位置であることを特徴とする情報記憶媒
    体。
11. 【請求項１１】 請求項８乃至１０のいずれかにおい
    て、 前記第１、第２の部位が共に接地している場合には、前
    記第１、第２の部位のいずれか一方を浮かせることを特
    徴とする情報記憶媒体。
12. 【請求項１２】 請求項８乃至１１のいずれかにおい
    て、 オブジェクトの第Ｎの部位がヒットされた場合に、ヒッ
    ト情報に基づく物理シミュレーションにより第Ｎの部位
    を動かすと共に第Ｎ＋１の部位、第Ｎ＋２の部位、第Ｎ
    ＋３の部位・・・・にヒット情報を順次伝達し、伝達さ
    れたヒット情報に基づく物理シミュレーションにより第
    Ｎ＋１の部位、第Ｎ＋２の部位、第Ｎ＋３の部位・・・
    ・を順次動かして、オブジェクトのモーションを生成す
    ることを特徴とする情報記憶媒体。
13. 【請求項１３】 請求項８乃至１２のいずれかにおい
    て、 オブジェクトがヒットされた場合に、オブジェクトのモ
    ーションをモーションデータに基づき再生する処理か
    ら、オブジェクトのモーションを物理シミュレーション
    により生成する処理に切り替えることを特徴とする情報
    記憶媒体。
14. 【請求項１４】 請求項８乃至１３のいずれかにおい
    て、 所与の条件が成立した場合に、オブジェクトのモーショ
    ンを物理シミュレーションにより生成する処理から、オ
    ブジェクトのモーションをモーションデータに基づき再
    生する処理に切り替えることを特徴とする情報記憶媒
    体。