JP2001084402A - 画像生成システム及び情報記憶媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本来は単一の３次元モデルでは表せない表示
物の画像を生成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】 仮想カメラ２０の方向ＣＤと３次元モデ
ル１０の方向ＭＤとの相対角度に基づき、単一の３次元
モデルを表示するために用意された複数のモデルデータ
の中から、３次元モデルの画像生成に使用するモデルデ
ータを選択し、選択されたモデルデータに基づきオブジ
ェクト空間内において仮想カメラから見える画像を生成
する。パーツのローカル位置や、形状や、表示・非表示
をモデルデータ間で異ならせる。各相対角度用の２Ｄ絵
コンテから、各相対角度用のモデルデータを作成する。
モデルデータの補間処理を行い、得られたモデルデータ
に基づいて３次元モデルの画像を生成する。切り替える
３次元モデルは、頭部モデルなどのサブモデルであって
もよい。

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（仮想カメラ）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。ロールプレイングゲーム
を楽しむことができる画像生成システムを例にとれば、
プレーヤは、キャラクタ（モデル）を操作してオブジェ
クト空間内のマップ上で移動させ、敵キャラクタと対戦
したり、他のキャラクタと対話したり、様々な町を訪れ
たりすることでゲームを楽しむ。

【０００３】さて、このような画像生成システムでは、
キャラクタや乗り物などの表示物を表示する場合には、
これらの表示物をモデル化した立体的な単一の３次元モ
デルを用意しておく。そして、この３次元モデルをオブ
ジェクト空間内に配置し、ジオメトリ処理（３次元座標
演算）を行って、仮想カメラから見える画像を自動生成
する。従って、一度、１つの３次元モデルを用意してし
まえば、仮想カメラにより様々な方向からこの３次元モ
デルを見た場合にも、矛盾の無い画像を生成できるよう
になる。

【０００４】ところが、このように単一の３次元モデル
を用いて、ジオメトリ処理を行い生成した画像は、数学
的には正しい画像ではあるが、今一つプレーヤの情感に
訴えることができないという問題がある。

【０００５】特に漫画のキャラクタを３次元モデルで表
現し、正確なジオメトリ処理を行い画像を生成すると、
一般の人が漫画で慣れ親しんでいるものとは異なったイ
メージの画像が生成されてしまう。

【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、本来は単一
の３次元モデルでは表せない表示物の画像を生成できる
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、仮想カメラの方向と３次元モデルの方向との
相対角度を表す情報に基づいて、単一の３次元モデルを
表示するために用意されている複数のモデルデータの中
から、３次元モデルの画像生成に使用する１又は複数の
モデルデータを選択する手段と、選択されたモデルデー
タに基づいて、オブジェクト空間内において仮想カメラ
から見える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、上記手段を実行
するためのプログラム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（搬送波に具現化されるプログラムを含
む）であって、上記手段を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、仮想カメラの方向と３次
元モデルの方向との相対角度（相対角度を表す情報）に
基づいて、３次元モデルの画像生成に使用されるモデル
データが順次切り替わる（上記相対角度に基づき３次元
モデルの形状が変形する）。従って、各相対角度に応じ
た最適なモデルデータで３次元モデルを表現できるよう
になる。これにより、本来は単一の３次元モデルでは表
現できない表示物（例えば漫画のキャラクタ）の画像も
生成できるようになり、単一の３次元モデルだけでは表
すことができない画調を実現できる。しかも、本発明に
よれば、３次元モデルを用いて画像が生成されるため、
画調を変えなくてもよい部分については、仮想カメラの
方向に応じた正確な画像を得ることができる。

【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、仮想カメラの方向と３次元
モデルの方向との相対角度が第Ｋの角度である場合用の
第Ｋのモデルデータでの第１のパーツのローカル位置
が、前記相対角度が第Ｌの角度である場合用の第Ｌのモ
デルデータでの前記第１のパーツのローカル位置と異な
ることを特徴とする。

【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、仮想カメラの方向と３次元
モデルの方向との相対角度が第Ｋの角度である場合用の
第Ｋのモデルデータでの第２のパーツの形状が、前記相
対角度が第Ｌの角度である場合用の第Ｌのモデルデータ
での前記第２のパーツの形状と異なることを特徴とす
る。

【００１１】更に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、仮想カメラの方向と３次元
モデルの方向との相対角度が第Ｋの角度である場合用の
第Ｋのモデルデータにおいては表示される第３のパーツ
が、前記相対角度が第Ｌの角度である場合用の第Ｌのモ
デルデータにおいては非表示又は簡略表示されることを
特徴とする。

【００１２】以上のように、モデルデータ間で、パーツ
のローカル位置、形状、表示・非表示等を異ならせるこ
とで、漫画キャラクタなどの表現に最適な画像表現を実
現できる。

【００１３】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、仮想カメラの方向と３次元
モデルの方向との相対角度が第Ｉ〜第Ｊの角度である場
合用の第Ｉ〜第Ｊのモデルデータが、前記相対角度が第
Ｉ〜第Ｊの角度である場合用の第Ｉ〜第Ｊの２次元画像
を表示するためのモデルデータであることを特徴とす
る。このようにすれば、まず初めに、第Ｉ〜第Ｊの２次
元画像（絵コンテ等）のデザインを決めて、その第Ｉ〜
第Ｊの２次元画像に基づいて、第Ｉ〜第Ｊのモデルデー
タを作成できるようになる。これにより、第Ｉ〜第Ｊの
モデルデータの作成作業を効率化できる。

【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、仮想カメラの方向と３次元
モデルの方向との相対角度が第Ｍの角度と第Ｎの角度の
間の角度である場合には、第Ｍの角度用の第Ｍのモデル
データと第Ｎの角度用の第Ｎのモデルデータとの補間処
理により得られるモデルデータに基づき、３次元モデル
の画像が生成されることを特徴とする。このようにすれ
ば、モデルデータの使用記憶容量を節約できると共に、
３次元モデルの形状を滑らかに変化させることが可能に
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、前記３次元モデルが、全体
モデルを構成するサブモデルであり、選択される前記モ
デルデータが、サブモデルの画像生成に使用されるサブ
モデルデータであることを特徴とする。このようにすれ
ば、全体モデルの中の他の部分については、複数のモデ
ルデータが不要になり、単一のモデルデータで済むた
め、モデルデータの使用記憶容量を節約できる。

【００１６】

【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。

【００１７】１．構成 図１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１７０、或いは
処理部１００と記憶部１７０と情報記憶媒体１８０を含
めばよく）、それ以外のブロック（例えば操作部１６
０、表示部１９０、音出力部１９２、携帯型情報記憶装
置１９４、通信部１９６）については、任意の構成要素
とすることができる。

【００１８】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、ゲーム処
理、画像処理、音処理などの各種の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）、或いはＡＳＩＣ（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。

【００１９】操作部１６０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、レバー、ボタ
ン、筺体などのハードウェアにより実現できる。

【００２０】記憶部１７０は、処理部１００や通信部１
９６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。

【００２１】情報記憶媒体（コンピュータにより使用可
能な記憶媒体）１８０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、或いはメモリ（ＲＯ
Ｍ）などのハードウェアにより実現できる。処理部１０
０は、この情報記憶媒体１８０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１８０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）を実行するた
めの情報（プログラム或いはプログラム及びデータ）が
格納される。

【００２２】なお、情報記憶媒体１８０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１７０に転送されることになる。また情報記憶媒体１
８０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、画像データ、音データ、表示物の形状
データ、テーブルデータ、リストデータ、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。

【００２３】表示部１９０は、本実施形態により生成さ
れた画像を出力するものであり、その機能は、ＣＲＴ、
ＬＣＤ、或いはＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）
などのハードウェアにより実現できる。

【００２４】音出力部１９２は、本実施形態により生成
された音を出力するものであり、その機能は、スピーカ
などのハードウェアにより実現できる。

【００２５】携帯型情報記憶装置１９４は、プレーヤの
個人データやセーブデータなどが記憶されるものであ
り、この携帯型情報記憶装置１９４としては、メモリカ
ードや携帯型ゲーム装置などを考えることができる。

【００２６】通信部１９６は、外部（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、各種プロセッ
サ、或いは通信用ＡＳＩＣなどのハードウェアや、プロ
グラムなどにより実現できる。

【００２７】なお本発明（本実施形態）の手段を実行す
るためのプログラム或いはデータは、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１９６を介して情報記憶媒体１８０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。

【００２８】処理部１００は、ゲーム処理部１１０、画
像生成部１３０、音生成部１５０を含む。

【００２９】ここでゲーム処理部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、３次元モデルの位置、
方向（Ｘ、Ｙ又はＺ軸回り回転角度）を求める処理、３
次元モデルを動作させる処理（モーション処理）、仮想
カメラ（視点）の位置、方向を求める処理、マップなど
をオブジェクト空間へ配置する処理、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処理を、
操作部１６０からの操作データや、携帯型情報記憶装置
１９４からの個人データ、保存データや、ゲームプログ
ラムなどに基づいて行う。

【００３０】画像生成部１３０は、ゲーム処理部１１０
からの指示等にしたがって各種の画像処理を行い、例え
ばオブジェクト空間内において仮想カメラ（視点）から
見える画像を生成して、表示部１９０に出力する。ま
た、音生成部１５０は、ゲーム処理部１１０からの指示
等にしたがって各種の音処理を行い、ＢＧＭ、効果音、
音声などの音を生成し、音出力部１９２に出力する。

【００３１】なお、ゲーム処理部１１０、画像生成部１
３０、音生成部１５０の機能は、その全てをハードウェ
アにより実現してもよいし、その全てをプログラムによ
り実現してもよい。或いは、ハードウェアとプログラム
の両方により実現してもよい。

【００３２】ゲーム処理部１１０は、モデル演算部１１
２、仮想カメラ演算部１１４、モデルデータ選択部１１
６、補間部１１８を含む。

【００３３】ここで、モデル演算部１１２は、３次元モ
デルの位置や方向を求める処理を行う。この場合、３次
元モデルの位置、方向は、操作部１６０を介して入力さ
れるプレーヤの操作データにより求めてもよいし、物理
シミュレーションにより求めてもよい。或いは、予め用
意されたデータ（テーブル）に基づいて求めてもよい。

【００３４】仮想カメラ演算部１１４は、仮想カメラの
位置や方向を求める処理を行う。この場合、仮想カメラ
の位置、方向は、操作部１６０を介して入力されるプレ
ーヤの操作データに基づいて求めてもよいし、仮想カメ
ラ制御プログラムにより求めてもよい。或いは、予め用
意されたデータ（テーブル）に基づいて求めてもよい。

【００３５】モデルデータ選択部１１６は、仮想カメラ
の方向と３次元モデルの方向との相対角度を表す情報に
基づいて、モデルデータ記憶部１７２に記憶されている
複数のモデルデータ（３次元モデルの形状を表すデー
タ）の中から、３次元モデルの画像生成に使用する１又
は複数のモデルデータを選択する処理を行う。即ち、仮
想カメラの回転角度情報や３次元モデルの回転角度情報
に基づいて、３次元モデルの画像生成に使用する３次元
モデルを順次切り替える処理を行う。このようにするこ
とで、本来は単一の３次元モデルでは表せない表示物
（例えば漫画のキャラクタ）の画像を生成できるように
なる。

【００３６】補間部１１８は、モデルデータの補間処理
を行う。より具体的には、例えば仮想カメラの方向と３
次元モデルの方向との相対角度が第１の角度と第２の角
度の間の角度である場合には、第１の角度用の第１のモ
デルデータと第２の角度用の第２のモデルデータとの補
間処理（例えば頂点座標の補間）を行う。そして、３次
元モデルの画像は、この補間処理により得られたモデル
データに基づき生成されることになる。

【００３７】画像生成部１３０は、ジオメトリ処理部１
３２（３次元座標演算部）、描画部１４０（レンダリン
グ部）を含む。

【００３８】ここで、ジオメトリ処理部１３２は、モデ
ルデータ選択部１１６により選択されたモデルデータに
基づいて、座標変換、クリッピング処理、透視変換など
の種々のジオメトリ処理（３次元座標演算）を行う。

【００３９】描画部１４０は、ジオメトリ処理後（透視
変換後）のモデルデータに基づいて、モデルデータを構
成するポリゴン（プリミティブ面）の描画処理を行う。
これにより、オブジェクト空間において、仮想カメラ
（視点）から見える画像が生成されるようになる。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】２．本実施形態の特徴 本実施形態の特徴は、単一の３次元モデルの画像を生成
するために、複数のモデルデータを用意している点にあ
る。

【００４３】より具体的には図２に示すように、単一の
３次元モデルを表示するために複数のモデルデータ１、
２、３・・・・を用意しておく。そして、仮想カメラ２
０の方向ＣＤと３次元モデル１０の方向ＭＤ（例えば向
く方向）との相対角度θに基づいて、これらのモデルデ
ータ１、２、３・・・・の中から、３次元モデルの画像
生成に使用する１又は複数のモデルデータを選択する。
即ち、相対角度（相対角度と数学的に均等な情報でもよ
い）に基づいて、画像生成に使用するモデルデータを順
次切り替える。そして、選択されたモデルデータに基づ
いて、オブジェクト空間内において仮想カメラ２０から
見える画像が生成される。

【００４４】例えば図２では、相対角度θ＝θ１の時に
はモデルデータ１が選択され、θ＝θ２の時にはモデル
データ２が選択され、θ＝θ３の時にはモデルデータ３
が選択される。

【００４５】そして、モデルデータ１、２、３・・・
は、パーツのローカル位置、パーツの形状、或いはパー
ツの表示・非表示等が異なっている。即ち、例えばモデ
ルデータ１で第１のローカル位置（３次元モデルのロー
カル座標系での位置）にあったパーツが、モデルデータ
２では第２のローカル位置にある。また、モデルデータ
１で第１の形状であったパーツが、モデルデータ２では
第２の形状になる。また、モデルデータ１で表示されて
いるパーツが、モデルデータ２では非表示（簡略表示）
になる。

【００４６】なお、パーツとしては、鼻、口、目、耳、
髪の毛、眼鏡、角、指、ヘッドライト、タイヤ、ドア、
窓、武器等、種々のものを考えることができる。

【００４７】また、選択されたモデルデータは、図３に
示すように、各モデルデータに関連づけて設定されたモ
デル番号（キー情報）に基づいて、図１のモデルデータ
記憶部１７２から読み出す。

【００４８】ここでモデルデータは、３次元モデルの形
状を表すためのデータである。例えば図３では、モデル
データは複数のサブモデル（頭部、胸部、腰、腕、脚
等）のデータにより構成され、サブモデルデータは複数
のポリゴンデータにより構成される。そして、ポリゴン
データは、頂点座標、頂点テクスチャ座標、法線ベクト
ルなどのデータにより構成される。

【００４９】なお、図４に示すように、相対角度に基づ
き選択されるモデルデータは、全体モデルの構成要素で
あるサブモデルのデータであってもよい。例えば、複数
の頭部モデルデータ（広義にはサブモデルデータ）を用
意しておき、相対角度に基づいて、これらの複数の頭部
モデルデータから１又は複数の頭部モデルデータを選択
するようにする。即ち、全体モデルの一部分のみを相対
角度に応じて切り替えるようにする。このようにすれ
ば、他の部分については複数のモデルデータが不要にな
り単一のモデルデータで済むため、モデルデータの使用
記憶容量を節約できる。

【００５０】以上のように本実施形態によれば、仮想カ
メラの方向と３次元モデルの方向との相対角度に基づい
て、画像生成に使用されるモデルデータを切り替えてい
るため、各相対角度に応じた最適なモデルデータで３次
元モデルを表現できる。即ち、本来は単一の３次元モデ
ルでは表せない表示物を表示できるようになる。

【００５１】即ち、通常、この種の画像生成システムで
は、単一の３次元モデルを用意し、この３次元モデルを
オブジェクト空間内に配置し、ジオメトリ処理（３次元
座標演算）を行って、仮想カメラから見える画像を生成
する。これにより、どの方向から３次元オブジェクトを
見た場合も、矛盾の無い正しい画像を生成できる。従っ
て、通常は、あえて複数の３次元モデルを用意する必要
がない。

【００５２】ところが、例えば漫画のキャラクタを３次
元モデルで表すような場合には、このように単一の３次
元モデルを用いて画像を生成しても、漫画らしいコミカ
ルな画像を得ることができないことが判明した。

【００５３】即ち、このような漫画の世界では、一般人
が慣れ親しんでいる画調というものがある。ところが、
単一の３次元モデルを用いて、正確なジオメトリ処理を
行い画像を生成してしまうと、あまりにもリアルな画像
になってしまい、いわゆるコミカルな画調の画像を得る
ことができない。このため、漫画を愛好する一般人の情
感に訴えることができないという問題がある。

【００５４】これに対して本実施形態によれば、仮想カ
メラの方向と３次元モデルの方向との相対角度に応じた
最適なモデルデータで、３次元モデルを表現できる。従
って、一般人が慣れ親しんでいるコミカルな画調の画像
を生成できる。

【００５５】しかも本実施形態によれば、３次元モデル
を使用して画像が生成されるため、画調を変えなくてよ
い部分については、仮想カメラの方向に応じた正確な画
像を得ることができるという利点がある。

【００５６】例えば図５のＡ１では、仮想カメラ２０が
３次元モデル１２の正面を見ている。そして、この場合
には、相対角度θ＝θ１に対応するモデルデータ１が選
択される。これにより、Ａ３に示すような画像が生成さ
れる。

【００５７】一方、図５のＡ２では、仮想カメラ２０が
３次元モデル１２の右前を見ている。そして、この場合
には、相対角度θ＝θ２に対応するモデルデータ２が選
択される。このＡ２のモデルデータ２と、Ａ１のモデル
データ１とは、角３０、３２（パーツ）のローカル位置
（３次元モデルのローカル座標系での位置）が異なって
いる。このようにローカル位置を異ならせることで、Ａ
４に示すような画像が生成されるようになる。

【００５８】Ａ３とＡ４を比較すればわかるように、Ａ
４では、顔の部分は横を向いているのにもかかわらず、
角（つの）３０、３２の位置はＡ３から変化していな
い。これらの角３０、３２は、この３次元モデル１２の
特徴的な部分である。従って、仮想カメラ２０の見る方
向が変化しても、これらの角３０、３２の位置について
は変化させない方が、漫画に慣れ親しんでいる一般人に
とっては自然で魅力的になる。

【００５９】本実施形態では、仮想カメラ２０の見る方
向（相対角度θ）に応じて、モデルデータが切り替わ
る。従って、仮想カメラ２０の見る方向（相対角度θ）
に応じて角３０、３２のローカル位置を変えることがで
き、図５のＡ３、Ａ４に示すような、漫画キャラクタの
表現に最適な画像表現を実現できる。しかも、顔の部分
の見え方については、仮想カメラ２０の見る方向に応じ
た見え方に変化するため（顔が横を向く）、３次元モデ
ルを用いることにより得られる利点については、そのま
ま維持できる。

【００６０】また図６では、Ｂ１、Ｂ２に示すように仮
想カメラ２０の見る方向が変化した場合に（相対角度θ
がθ１からθ２に変化した場合に）、３次元モデル１４
の鼻３４（パーツ）の形状が変化する。即ち、相対角度
θ＝θ１の時に使用されるモデルデータ１の鼻３４の形
状と、相対角度θ＝θ２の時に使用されるモデルデータ
２の鼻３４の形状が異なっている。これにより、図６の
Ｂ３、Ｂ４に示すような画像が生成されるようになる。

【００６１】鼻３４の形状は、正面から見た場合には図
６のＢ１、Ｂ３に示すような形状になっている方が、３
次元モデル１４が表現するキャラクタの特徴をよく表す
ことができ、漫画のデザイン上好ましい。しかしなが
ら、横から見た場合に、鼻３４の形状が図６のＢ１、Ｂ
３の形状のままであると、不自然な画像になってしま
う。従って、この場合には、鼻３４の形状をＢ２、Ｂ４
に示すような形状に変更する。これにより、より自然な
画像を生成できるようになる。

【００６２】また図７のＣ１では３次元モデル１６の鼻
３６が非表示になっているのに対して、Ｃ２では鼻３６
が表示されている。即ち、相対角度θ＝θ１の時に使用
されるモデルデータ１では、鼻３６が非表示になってい
るのに対して、θ＝θ２の時に使用されるモデルデータ
２では、鼻３６が表示される。これにより、図７のＣ
３、Ｃ４に示すような画像が生成されるようになる。

【００６３】女の子のキャラクタでは、正面から見た場
合には図７のＣ１、Ｃ３に示すように鼻が非表示になっ
ている方が可愛らしい表情になり、漫画のデザイン上望
ましい。一方、横から見た場合には、鼻３６が非表示の
ままであると、不自然な画像になってしまう。従って、
この場合には、図７のＣ２、Ｃ４に示すように、鼻３６
を表示するようにする。これにより、正面から見た場合
には可愛らしい表情になる一方で、横から見た場合には
自然な表情になるような３次元モデル１６の画像を生成
できる。

【００６４】なお、図７のＣ１、Ｃ３では、正面から見
た場合に鼻を非表示にしているが、図８のＤ１、Ｄ３に
示すように、鼻３６を簡略表示するようにしてもよい
（点などで表示する）。

【００６５】さて、３次元モデルの各モデルデータは、
例えば次のような手順で作成することが望ましい。

【００６６】即ち図９に示すように、３次元モデル１０
が表現するキャラクタを各方向（各相対角度）から見た
場合の２次元の絵コンテ（２次元画像）を用意する。例
えば図９では、正面から見た場合（θ＝θ１）の２Ｄ絵
コンテ４０や、右前から見た場合（θ＝θ２）の２Ｄ絵
コンテ４２が用意される。ここで、２Ｄ絵コンテ４０
は、図５のＡ３、図６のＢ３、図７のＣ３、図８のＤ３
に示すような絵コンテである。一方、２Ｄ絵コンテ４２
は、図５のＡ４、図６のＢ４、図７のＣ４、図８のＤ４
に示すような絵コンテである。

【００６７】デザイナは、まず、これらの２Ｄ絵コンテ
４０、４２のイメージを決める。そして、これらの２Ｄ
絵コンテ４０、４２のイメージが表示されるように、各
モデルデータ１、２を作成する。この場合、基準となる
モデルデータ（例えばモデルデータ１）の各パーツを変
更することで、他のモデルデータ（例えばモデルデータ
２）を作成することが望ましい。このようにすること
で、モデルデータの作成作業を効率化できる。

【００６８】なお、全ての角度に対応するモデルデータ
を用意することは現実的ではないため、モデルデータの
補間処理を行うことが望ましい。

【００６９】例えば図１０に示すように、仮想カメラの
方向と３次元モデルの方向との相対角度θが０度〜３０
度の間にある場合には、０度用のモデルデータ１と、３
０度用のモデルデータ２とを補間する処理を行う。同様
に、角度θが３０度〜６０度の間にある場合には、３０
度用のモデルデータ２と、６０度用のモデルデータ３と
を補間する処理を行う。そして補間処理により得られた
モデルデータを用いて画像を生成する。これにより、モ
デルデータの使用記憶容量を節約できる。また、モデル
データが変更される角度（例えば図１０の０度、３０
度、６０度）において、３次元モデルの形状を滑らかに
変化させることができるようになる。

【００７０】なお、モデルデータの補間処理は、モデル
データの頂点の座標を補間することなどで実現できる。
即ち、例えば、モデルデータ１の第１の頂点の座標とモ
デルデータ２の第１の頂点の座標とを補間し、補間によ
り得られた頂点の座標を、新たに生成されたモデルデー
タの第１の頂点の座標にすればよい。

【００７１】３．本実施形態の処理 次に、本実施形態の詳細な処理例について、図１１のフ
ローチャートを用いて説明する。

【００７２】まず、ワールド座標系での３次元モデル
（全体モデル、或いは頭部モデルなどのサブモデル）の
位置、方向を算出する（ステップＳ１）。次に、ワール
ド座標系での仮想カメラ（視点）の位置、方向を算出す
る（ステップＳ２）。即ち、仮想カメラのスクリーン座
標系を算出する。

【００７３】次に、３次元モデルの方向と仮想カメラの
方向の相対角度を算出する（ステップＳ３）。即ち、ス
クリーン座標系での３次元モデルの方向を算出する。

【００７４】次に、得られた相対角度に基づいて、図２
で説明したようにモデルデータを選択する（ステップＳ
４）。そして、選択されたモデルデータのモデル番号
（キー情報）を指定して、モデルデータ記憶部からモデ
ルデータを読み出し、ジオメトリ処理部に転送する（ス
テップＳ５）。

【００７５】次に、モデルデータに基づき、座標変換、
クリッピング、透視変換などのジオメトリ処理を行い
（ステップＳ６）、ジオメトリ処理後（透視変換後）の
オブジェクトデータ（ポリゴンデータ）を、描画部に転
送する（ステップＳ７）。そして、ジオメトリ処理後の
モデルデータに基づいて、描画処理を行う（ステップＳ
８）。

【００７６】以上のようにすることで、３次元モデルの
方向と仮想カメラの方向の相対角度に応じて、画像生成
に使用されるモデルデータを順次切り替えることができ
るようになる。

【００７７】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１２を用いて説明する。

【００７８】メインプロセッサ９００は、ＣＤ９８２
（情報記憶媒体）に格納されたプログラム、通信インタ
ーフェース９９０を介して転送されたプログラム、或い
はＲＯＭ９５０（情報記憶媒体の１つ）に格納されたプ
ログラムなどに基づき動作し、ゲーム処理、画像処理、
音処理などの種々の処理を実行する。

【００７９】コプロセッサ９０２は、メインプロセッサ
９００の処理を補助するものであり、高速並列演算が可
能な積和算器や除算器を有し、マトリクス演算（ベクト
ル演算）を高速に実行する。例えば、３次元モデルを移
動させたり動作（モーション）させるための物理シミュ
レーションに、マトリクス演算などの処理が必要な場合
には、メインプロセッサ９００上で動作するプログラム
が、その処理をコプロセッサ９０２に指示（依頼）す
る。

【００８０】ジオメトリプロセッサ９０４は、座標変
換、透視変換、光源計算、曲面生成などのジオメトリ処
理を行うものであり、高速並列演算が可能な積和算器や
除算器を有し、マトリクス演算（ベクトル演算）を高速
に実行する。例えば、座標変換、透視変換、光源計算な
どの処理を行う場合には、メインプロセッサ９００で動
作するプログラムが、その処理をジオメトリプロセッサ
９０４に指示する。

【００８１】データ伸張プロセッサ９０６は、圧縮され
た画像データや音データを伸張するデコード処理を行っ
たり、メインプロセッサ９００のデコード処理をアクセ
レートする処理を行う。これにより、オープニング画
面、インターミッション画面、エンディング画面、或い
はゲーム画面などにおいて、ＭＰＥＧ方式等で圧縮され
た動画像を表示できるようになる。なお、デコード処理
の対象となる画像データや音データは、ＲＯＭ９５０、
ＣＤ９８２に格納されたり、或いは通信インターフェー
ス９９０を介して外部から転送される。

【００８２】描画プロセッサ９１０は、描画（レンダリ
ング）処理を高速に実行するものである。描画処理の際
には、メインプロセッサ９００は、ＤＭＡコントローラ
９７０の機能を利用して、ジオメトリ処理後のモデルデ
ータ（ポリゴンデータ）を描画プロセッサ９１０に渡す
と共に、必要であればテクスチャ記憶部９２４にテクス
チャを転送する。すると、描画プロセッサ９１０は、こ
れらのモデルデータ（ポリゴンデータ）やテクスチャに
基づいて、Ｚバッファなどを利用した陰面消去を行いな
がら、３次元モデルを構成するポリゴン（プリミティブ
面）をフレームバッファ９２２に高速に描画する。ま
た、描画プロセッサ９１０は、αブレンディング（半透
明処理）、ミップマッピング、フォグ処理、トライリニ
ア・フィルタリング、アンチエリアシング、シェーディ
ング処理なども行うことができる。そして、１フレーム
分の画像がフレームバッファ９２２に書き込まれると、
その画像はディスプレイ９１２に表示される。

【００８３】サウンドプロセッサ９３０は、多チャンネ
ルのＡＤＰＣＭ音源などを内蔵し、ＢＧＭ、効果音、音
声などの高品位のゲーム音を生成する。生成されたゲー
ム音は、スピーカ９３２から出力される。

【００８４】ゲームコントローラ９４２からの操作デー
タや、メモリカード９４４からのセーブデータ、個人デ
ータは、シリアルインターフェース９４０を介してデー
タ転送される。

【００８５】ＲＯＭ９５０にはシステムプログラムなど
が格納される。なお、業務用ゲームシステムの場合に
は、ＲＯＭ９５０が情報記憶媒体として機能し、ＲＯＭ
９５０に各種プログラムが格納されることになる。な
お、ＲＯＭ９５０の代わりにハードディスクを利用する
ようにしてもよい。

【００８６】ＲＡＭ９６０は、各種プロセッサの作業領
域として用いられる。

【００８７】ＤＭＡコントローラ９７０は、プロセッ
サ、メモリ（ＲＡＭ、ＶＲＡＭ、ＲＯＭ等）間でのＤＭ
Ａ転送を制御するものである。

【００８８】ＣＤドライブ９８０は、プログラム、画像
データ、或いは音データなどが格納されるＣＤ９８２
（情報記憶媒体）を駆動し、これらのプログラム、デー
タへのアクセスを可能にする。

【００８９】通信インターフェース９９０は、ネットワ
ークを介して外部との間でデータ転送を行うためのイン
ターフェースである。この場合に、通信インターフェー
ス９９０に接続されるネットワークとしては、通信回線
（アナログ電話回線、ＩＳＤＮ）、高速シリアルバスな
どを考えることができる。そして、通信回線を利用する
ことでインターネットを介したデータ転送が可能にな
る。また、高速シリアルバスを利用することで、他の画
像生成システム、他のゲームシステムとの間でのデータ
転送が可能になる。

【００９０】なお、本発明の各手段は、その全てを、ハ
ードウェアのみにより実行してもよいし、情報記憶媒体
に格納されるプログラムや通信インターフェースを介し
て配信されるプログラムのみにより実行してもよい。或
いは、ハードウェアとプログラムの両方により実行して
もよい。

【００９１】そして、本発明の各手段をハードウェアと
プログラムの両方により実行する場合には、情報記憶媒
体には、本発明の各手段をハードウェアを利用して実行
するためのプログラム（プログラム、データ）が格納さ
れることになる。より具体的には、上記プログラムが、
ハードウェアである各プロセッサ９０２、９０４、９０
６、９１０、９３０等に処理を指示すると共に、必要で
あればデータを渡す。そして、各プロセッサ９０２、９
０４、９０６、９１０、９３０等は、その指示と渡され
たデータとに基づいて、本発明の各手段を実行すること
になる。

【００９２】図１３（Ａ）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例を示す。プレーヤは、デ
ィスプレイ１１００上に映し出されたゲーム画像を見な
がら、レバー１１０２、ボタン１１０４等を操作してゲ
ームを楽しむ。内蔵されるシステムボード（サーキット
ボード）１１０６には、各種プロセッサ、各種メモリな
どが実装される。そして、本発明の各手段を実行するた
めのプログラム（或いはプログラム、データ）は、シス
テムボード１１０６上の情報記憶媒体であるメモリ１１
０８に格納される。以下、この情報を格納情報と呼ぶ。

【００９３】図１３（Ｂ）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ＣＤ１２０６、或
いはメモリカード１２０８、１２０９等に格納されてい
る。

【００９４】図１３（Ｃ）に、ホスト装置１３００と、
このホスト装置１３００とネットワーク１３０２（ＬＡ
Ｎ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）を介して接続される端末１３０
４-1〜１３０４-nとを含む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、メモリ等の情報記憶媒体１３０６に格
納されている。端末１３０４-1〜１３０４-nが、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。

【００９５】なお、図１３（Ｃ）の構成の場合に、本発
明の各手段を、ホスト装置（サーバー）と端末とで分散
して実行するようにしてもよい。また、本発明の各手段
を実行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。

【００９６】またネットワークに接続する端末は、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ネ
ットワーク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（メモリカード、携帯型ゲーム装置）を用い
ることが望ましい。

【００９７】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。

【００９８】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。

【００９９】また、仮想カメラの方向と３次元モデルの
方向との相対角度を表す情報は、相対角度に限定され
ず、相対角度と均等な情報（例えば数学的に均等な情
報）も含む。

【０１００】また、本発明において用意する複数のモデ
ルデータとしては、図５〜図８で説明したようなモデル
データが特に望ましいが、これに限定されるものではな
い。

【０１０１】また、本発明において３次元モデルが表現
する表示物は、漫画のキャラクタ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い。例えば、漫画
に登場する他の表示物（車、飛行機、船、家等）や、漫
画以外で使用される表示物を３次元モデルで表現した場
合にも、本発明は適用できる。

【０１０２】また本発明は種々のゲーム（格闘ゲーム、
シューティングゲーム、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。

【０１０３】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】本実施形態の画像生成システムのブロック図の
例である。

【図２】本実施形態のモデルデータの切り替え手法につ
いて説明するための図である。

【図３】モデルデータの読み出し手法について説明する
ための図である。

【図４】サブモデルについて説明するための図である。

【図５】パーツのローカル位置をモデルデータ間で異な
らせる手法について説明するための図である。

【図６】パーツの形状をモデルデータ間で異ならせる手
法について説明するための図である。

【図７】パーツの表示・非表示をモデルデータ間で異な
らせる手法について説明するための図である。

【図８】パーツの表示・簡略表示をモデルデータ間で異
ならせる手法について説明するための図である。

【図９】２Ｄ絵コンテからモデルデータを作成する手法
について説明するための図である。

【図１０】モデルデータの補間処理について説明するた
めの図である。

【図１１】本実施形態の詳細な処理例について示すフロ
ーチャートである。

【図１２】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１３】図１３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）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、１２、１４、１６ ３次元モデル ２０ 仮想カメラ ３０、３２ 角 ３４、３６ 鼻 ４０、４２ ２Ｄ絵コンテ（２次元画像） １００ 処理部 １１０ ゲーム処理部 １１２ モデル演算部 １１４ 仮想カメラ演算部 １１６ モデルデータ選択部 １１８ 補間部 １３０ 画像生成部 １３２ ジオメトリ処理部 １４０ 描画部 １５０ 音生成部 １６０ 操作部 １７０ 記憶部 １７２ モデルデータ記憶部 １８０ 情報記憶媒体 １９０ 表示部 １９２ 音出力部 １９４ 携帯型情報記憶装置 １９６ 通信部

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、 仮想カメラの方向と３次元モデルの方向との相対角度を
   表す情報に基づいて、単一の３次元モデルを表示するた
   めに用意されている複数のモデルデータの中から、３次
   元モデルの画像生成に使用する１又は複数のモデルデー
   タを選択する手段と、 選択されたモデルデータに基づいて、オブジェクト空間
   内において仮想カメラから見える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、 仮想カメラの方向と３次元モデルの方向との相対角度が
   第Ｋの角度である場合用の第Ｋのモデルデータでの第１
   のパーツのローカル位置が、前記相対角度が第Ｌの角度
   である場合用の第Ｌのモデルデータでの前記第１のパー
   ツのローカル位置と異なる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、 仮想カメラの方向と３次元モデルの方向との相対角度が
   第Ｋの角度である場合用の第Ｋのモデルデータでの第２
   のパーツの形状が、前記相対角度が第Ｌの角度である場
   合用の第Ｌのモデルデータでの前記第２のパーツの形状
   と異な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、 仮想カメラの方向と３次元モデルの方向との相対角度が
   第Ｋの角度である場合用の第Ｋのモデルデータにおいて
   は表示される第３のパーツが、前記相対角度が第Ｌの角
   度である場合用の第Ｌのモデルデータにおいては非表示
   又は簡略表示され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、 仮想カメラの方向と３次元モデルの方向との相対角度が
   第Ｉ〜第Ｊの角度である場合用の第Ｉ〜第Ｊのモデルデ
   ータが、前記相対角度が第Ｉ〜第Ｊの角度である場合用
   の第Ｉ〜第Ｊの２次元画像を表示するためのモデルデー
   タであ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、 仮想カメラの方向と３次元モデルの方向との相対角度が
   第Ｍの角度と第Ｎの角度の間の角度である場合には、第
   Ｍの角度用の第Ｍのモデルデータと第Ｎの角度用の第Ｎ
   のモデルデータとの補間処理により得られるモデルデー
   タに基づき、３次元モデルの画像が生成されることを特
   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、 前記３次元モデルが、全体モデルを構成するサブモデル
   であり、 選択される前記モデルデータが、サブモデルの画像生成
   に使用されるサブモデルデータであ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、 仮想カメラの方向と３次元モデルの方向との相対角度を
   表す情報に基づいて、単一の３次元モデルを表示するた
   めに用意されている複数のモデルデータの中から、３次
   元モデルの画像生成に使用する１又は複数のモデルデー
   タを選択する手段と、 選択されたモデルデータに基づいて、オブジェクト空間
   内において仮想カメラから見える画像を生成する手段
   と、 を実行するためのプログラム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、 仮想カメラの方向と３次元モデルの方向との相対角度が
   第Ｋの角度である場合用の第Ｋのモデルデータでの第１
   のパーツのローカル位置が、前記相対角度が第Ｌの角度
   である場合用の第Ｌのモデルデータでの前記第１のパー
   ツのローカル位置と異なる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、 仮想カメラの方向と３次元モデルの方向との相対角度が
    第Ｋの角度である場合用の第Ｋのモデルデータでの第２
    のパーツの形状が、前記相対角度が第Ｌの角度である場
    合用の第Ｌのモデルデータでの前記第２のパーツの形状
    と異な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、 仮想カメラの方向と３次元モデルの方向との相対角度が
    第Ｋの角度である場合用の第Ｋのモデルデータにおいて
    は表示される第３のパーツが、前記相対角度が第Ｌの角
    度である場合用の第Ｌのモデルデータにおいては非表示
    又は簡略表示され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、 仮想カメラの方向と３次元モデルの方向との相対角度が
    第Ｉ〜第Ｊの角度である場合用の第Ｉ〜第Ｊのモデルデ
    ータが、前記相対角度が第Ｉ〜第Ｊの角度である場合用
    の２次元画像を表示するためのモデルデータであること
    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、 仮想カメラの方向と３次元モデルの方向との相対角度が
    第Ｍの角度と第Ｎの角度の間の角度である場合には、第
    Ｍの角度用の第Ｍのモデルデータと第Ｎの角度用の第Ｎ
    のモデルデータとの補間処理により得られるモデルデー
    タに基づき、３次元モデルの画像が生成されることを特
    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、 前記３次元モデルが、全体モデルを構成するサブモデル
    であり、 選択される前記モデルデータが、サブモデルの画像生成
    に使用されるサブモデルデータであることを特徴とする
    情報記憶媒体。