JP2001155184A

JP2001155184A - 画像作成方法、記憶媒体およびプログラム実行装置

Info

Publication number: JP2001155184A
Application number: JP2000233094A
Authority: JP
Inventors: Katsushi Kanetaka; 克志兼高; Toshio Fukui; 利夫福井
Original assignee: Sony Computer Entertainment Inc
Current assignee: Sony Interactive Entertainment Inc
Priority date: 1999-09-14
Filing date: 2000-08-01
Publication date: 2001-06-08
Also published as: EP1085471A3; EP1085471A2

Abstract

(57)【要約】【課題】少ない処理量で３次元ＣＧ画像を作成する。【解決手段】順次、花火の火の粉に対応付けた点の３次
元空間上の位置を、火の粉の引導特性に応じて算出する
(Ａ、Ｂ、Ｃ）。算出した現在の点の位置Ｃをカメラス
クリーンに投影した位置を求め、これに火の粉のテクス
チャＤを描画することにより、花火Ｆを表現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、仮想的な３次元世
界に配置した仮想的な３次元物体を仮想的なカメラで撮
影した場合に得られる２次元画像を描画する技術に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】仮想的な３次元世界に配置した、当該３
次元世界中で移動する仮想的な３次元物体を、仮想的な
カメラで撮影することで得られる３次元コンピュータグ
ラフィックスアニメーションは、ゲーム、映画などのエ
ンターテーメント、医療、工業、教育など各種分野にお
いて広く利用されている。

【０００３】このような、３次元コンピュータグラフィ
ックスアニメーションの普及は、コンピュータやテレビ
ゲーム装置などの３次元コンピュータグラフィックスア
ニメーションを作成する装置や、これらに用いられる演
算装置の高性能化に負うところが少なくない。なぜなら
ば、３次元コンピュータグラフィックスアニメーション
は、３次元オブジェクトの３次元の動きを表現しなけれ
ばならないことや３次元世界を表現しなければならない
ことより、その処理量が、２次元画像によるアニメーシ
ョンの作成の処理に比べ、格段に大きいからである。

【０００４】具体的には、従来の３次元コンピュータグ
ラフィックにおいて、１枚の２次元画像の作成（レンダ
リング）に必要となる、隠線、隠面消去の手法として
は、Ｚバッファ法、スキャンライン法、レイトレーシン
グ法などが、陰影付けを行うシェーディングの手法とし
ては、フラットシェーディング、グーローシェーディン
グ、レイトレーシング法などが、そして、３次元オブジ
ェクトの表面の表面材質や模様を表現する手法としては
テクスチャマッピング法などが用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】３次元コンピュータグ
ラフィックスアニメーション作成の処理量は、表現しな
ければならない３次元オブジェクトの数や動きが多い程
増加する。そして、このために、３次元世界に配置する
３次元物体、特に移動する３次元物体の数が多い場合
は、その処理量が装置の許容範囲を超えてしまうことが
ある。たとえば、リアルタイムに３次元コンピュータグ
ラフィックスアニメーションを作成して表示する必要の
ある装置、たとえば、インタラクティブな３次元コンピ
ュータグラフィックスアニメーションを提供するテレビ
ゲーム装置などの装置では、処理量が過大となるとリア
ルタイムに適正な３次元コンピュータグラフィックスア
ニメーションを提供することができなくなってしまう。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、本発明の目的は、より少ない処理量で、３次元コ
ンピュータグラフィックスアニメーションを作成するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的の題達成のため
に、本発明の画像作成方法は、仮想的な３次元世界中を
所定の運動特性をもって移動する仮想的な３次元物体を
任意の視点から仮想的なカメラスクリーンに投影するこ
とで得られる動画を構成する画像を作成する画像作成方
法であって、前記３次元物体に対応付けられた点の、前
記３次元世界中における現在位置を、前記運動特性に従
って算出する３次元世界座標算出ステップと、前記３次
元世界座標算出ステップで算出された前記３次元世界中
の現在位置の、前記カメラスクリーン上での位置を算出
する２次元座標算出ステップと、前記２次元座標算出ス
テップで算出された前記カメラスクリーン上の位置に、
前記３次元物体を表す画像として予め用意された２次元
画像を描画して、前記動画を構成する画像を生成する描
画ステップと、を有する。

【０００８】本発明によれば、描画しようとする３次元
物体上の点の位置の変化のみを正規に算出し、その画像
については、算出した位置が投影されるカメラスクリー
ンへの２次元画像の描画（貼付け）によって行うので、
たとえば、対象をポリゴンモデルとして表現し、各ポリ
ゴンの各頂点の位置変化のシミュレーションや透視変換
やその他の３Ｄモデルのレンダリングに必要な各処理を
行う従来の方法に比べ、極めて少ない処理負荷、処理時
間で画像を作成することができるようになる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
エンタテインメント装置への適用を例にとり説明する。

【００１０】図１に本実施形態に係るエンタテインメン
ト装置の外観を示す。

【００１１】このエンタテインメント装置は、たとえ
ば、光ディスク等に記憶されているゲームプログラムを
読み出して、使用者（ゲームプレイヤ）からの指示に応
して実行するものである。なお、ゲームの実行とは、主
としてゲームの進行および表示や音声を制御することを
いう。

【００１２】図示するように、エンタテインメント装置
１の本体２は、その中央部にテレビゲーム等のアプリケ
ーションプログラムを供給するための記録媒体であるＣ
Ｄ−ＲＯＭ等の光ティスクが装着されるディスク装着部
３と、ゲームをリセットするためのリセットスイッチ４
と、電源スイッチ５と、光ディスクの装着を操作するた
めのディスク操作スイッチ６と、たとえば２つのスロッ
ト部７Ａ、７Ｂと、を備えている。

【００１３】スロット部７Ａ、７Ｂには、２つの操作装
置２０を接続することができ、２人の使用者が対戦ゲー
ム等を行うことができる。また、このスロット部７Ａ、
７Ｂには、ゲームデータをセーブ（記憶）したり、読み
出すことができるメモリカード装置２６や、本体と切り
離してゲームを実行できる携帯用電子機器１００を装着
することができる。

【００１４】操作装置２０は、第１、第２の操作部２
１、２２と、Ｌボタン２３Ｌと、Ｒボタン２３Ｒと、ス
タートボタン２４と、選択ボタン２５とを有し、さら
に、アナログ操作が可能な操作部３１、３２と、これら
操作部３１、３２の操作モードを選択するモード選択ス
イッチ３３と、選択された操作モードを表示するための
表示部３４と、を有している。

【００１５】次に、図２に、エンタテインメント装置１
の構成を示す。

【００１６】図示するように、このエンタテインメント
装置１は、中央処理装置（CPU:Central Processing Uni
t）５１およびその周辺装置等からなる制御系５０と、
フレームバッファ６３に描画を行なう画像処理装置（GP
U:Graphic Processing Unit）６２等からなるグラフィ
ックシステム６０と、楽音・効果音等を発生する音声処
理装置（SPU:Soud Processing Unit）７１等からなるサ
ウンドシステム７０と、アプリケーションプログラムが
記録されている光ディスク８１の制御を行なう光ディス
ク制御部８０と、使用者からの指示が入カされる操作装
置２０からの信号およびゲームの設定等を記憶するメモ
リカード２６や携帯用電子機器１００からのデータの入
出カを制御する通信制御部９０と、上記の各部が接続さ
れているバスＢＵＳ等を備えている。

【００１７】制御系５０は、ＣＰＵ５１と、割り込み制
御やダイレクトメモリアクセス（DMA:Direct Memory Ac
cess）転送の制御等を行なう周辺装置制御部５２と、ラ
ンダムアクセスメモリ（RAM:Random Access Memory）か
らなるメインメモリ（主記憶装置）５３と、メインメモ
リ５３やグラフィックシステム６０やサウンドシステム
７０等の菅理を行なういわゆるオペレーティングシステ
ム等のプログラムが格納されたリードオンリーメモリ
（ROM:Read Only Memory）５４と、を備えている。

【００１８】ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５４に記録されてい
るオペレーティングシステムを実行することにより、こ
のテレビゲーム装置１の全体を制御するもので、たとえ
ばＲＩＳＣ−ＣＰＵからなる。

【００１９】そして、このエンタテインメント装置１
は、電源が投入されると、制御系５０のＣＰＵ５１がＲ
ＯＭ５４に記憶されているオペレーティングシステムを
実行することにより、ＣＰＵ５１が、グラフィックシス
テム６０やサウンドシステム７０等の制御を行なうよう
になっている。

【００２０】また、オペレーティングシステムが実行さ
れると、ＣＰＵ５１は、動作確認等のエンタテインメン
ト装置１全体の初期化を行った後、光ディスク制御部８
０を制御して、光ディスクに記録されているゲーム等の
アプリケーションプログラムを実行する。このゲーム等
のプログラムの実行により、ＣＰＵ５１は、使用者から
の入カに応じてグラフィックシステム６０やサウンドシ
ステム７０等を制御して、画像の表示や効果音・楽音の
発生を制御する。

【００２１】また、グラフィックシステム６０は、座標
変換等の処理を行なうジオメトリトランスファエンジン
（GTE:Geometry Transfer Engine）６１と、ＣＰＵ５１
からの描画指示に従って描画を行なうＧＰＵ６２と、こ
のＧＰＵ６２により描画された画像を記憶するフレーム
バッファ６３と、離散コサイン変換等の直交変換により
圧緒されて符号化された画像データを復号する画像デコ
ーダ６４と、を備えている。

【００２２】ＧＴＥ６１は、たとえば複数の演算を並列
に実行する並列演算機構を備え、座標変換などの行列あ
るいはベクトル等の演算を高速に行なう。具体的には、
このＧＴＥ６１は、例えば三角形状のポリゴンの集合で
仮想的な３次元オブジェクトを構成し、この３次元オブ
ジェクトを、仮想的なカメラスクリーン上に投影した３
次元モデルの投影画像を得る場合、すなわち、レンダリ
ングを行う場合における透視変換、すなわち、各ポリゴ
ンについての、その各頂点をカメラスクリーン上に投影
した座標値の計算などを行う。

【００２３】次に、ＧＰＵ６２は、ＣＰＵ５１からの命
令に従って、ＧＴＥ６１を利用しながら、フレームバッ
ファ６３に対して３次元オブジェクトのレンダリングを
行って画像を作成する。レンダリングに用いる隠線、隠
面消去の手法としては、Ｚバッファ法、スキャンライン
法、レイトレーシング法などを、陰影付けを行うシェー
ディングの手法としては、フラットシェーディング、グ
ーローシェーディング、レイトレーシング法などを、３
次元オブジェクトの表面の表面材質や模様を表現する手
法としてはテクスチャマッピングなどを使用する。

【００２４】次に、フレームバッファ６３は、いわゆる
デュアルポートＲＡＭからなり、ＧＰＵ６２のレンダリ
ングあるいはメインメモリからの転送と、表示のための
読み出しとを同時に行なうことができるようになってい
る。また、このフレームバッファ６３には、レンダリン
グ、表示のための読み出しが行われる画像領域の他に、
前記テクスチャマッピングなどに用いられるテクスチャ
が記憶されるテクスチヤ領域が設けられている。

【００２５】次に、画像デコーダ６４は、ＣＰＵ５１か
らの制御により、メインメモリ５３に記憶されている静
止画あるいは動画の画像データを復号して、メインメモ
リ５３に記憶する。また、この再生された画像データ
は、ＧＰＵ６２を介してフレームバッファ６３に記憶す
ることにより、上述のＧＰＵ６２によってレンダリング
される画像の背景として使用することができるようにな
っている。

【００２６】次に、サウントシステム７０は、ＣＰＵ５
１からの指示に基づいて、楽音・効果音等を発生するＳ
ＰＵ７１と、このＳＰＵ７１により波形データ等が記録
されるサウンドバッファ７２と、ＳＰＵ７１によって発
生される楽音・効果音等を出力するスピーカ７３と、を
備えている。

【００２７】ＳＰＵ７１は、適応予測符号化（ADPCM:Ad
aptive Differential PCM）された音声データを再生す
るＡＤＰＣＭ復号機能と、サウンドバッファ７２に記憶
されている波形データを再生することにより、効果音等
を発生する再生機能と、サウンドバッファ７２に記憶さ
れている波形データを変調させて再生する変調機能等を
備えている。このような機能を備えることによって、こ
のサウンドシステム７０は、ＣＰＵ５１からの指示によ
ってサウンドバッファ７２に記憶された波形データに基
づいて、楽音・効果音等を発生する、いわゆるサンプリ
ング音源として使用することができるようになってい
る。

【００２８】次に、光ディスク制御部８０は、光ディス
クに記録されたプログラムやデータ等を再生する光ディ
スク装置８１と、例えばエラー訂正符号（ECC:Error Co
rrection Code）が付加されて記録されているプログラ
ムやデータ等を復号するデコーダ８２と、光ディスク装
置８１からのデータを一時的に記憶することにより、光
ディスクからのデータの読み出しを高速化するバッファ
８３と、を備えている。デコーダ８２には、サブＣＰＵ
８４が接続されている。

【００２９】なお、光ティスク装置８１で読み出され
る、光ディスクに記録されている音声データとしては、
上述のＡＤＰＣＭデータの他に音声信号をアナログ／デ
ジタル変換したいわゆるＰＣＭデータがある。ＡＤＰＣ
Ｍデータは、デコーダ８２で復号された後、上述のＳＰ
Ｕ７１に供拾され、ＳＰＵ７１でデジタル／アナログ変
換等の処理が施された後、スピーカ７３を駆動するため
に使用される。また、ＰＣＭデータは、ＳＰＵ７１でデ
ジタル／アナログ変換等の処理が施された後、スピーカ
７３を駆動するために使用される。

【００３０】次に、通信制御部９０は、バスＢＵＳを介
してＣＰＵ５１との通信の制御を行なう通信制御機９１
を備えている。通信制御機９１には、使用者からの指示
を入カする操作装置２０が接続される操作装置接続部１
２と、ゲームの設定データ等を記憶する補助記憶装置と
してメモリカード２６や携帯用電子機器１００が接続さ
れるメモリカード挿入部８Ａ、８Ｂが設けられている。

【００３１】操作装置接続部１２に接続された操作装置
２０は、使用者からの指示を入力するために、通信制御
機９１からの指示に従って、前記各ボタンや操作部の状
態を、同期式通信により、通信制御機９１に送信する。
そして、通信制御機９１は、操作装置２０の前記各ボタ
ンや操作部の状態をＣＰＵ５１に送信する。

【００３２】これにより、使用者からの指示がＣＰＵ５
１に入力され、ＣＰＵ５１は、実行しているゲームプロ
グラム等に基づいて、使用者からの指示に従った処理を
行なう。

【００３３】ここで、メインメモリ５３、ＧＰＵ６２、
画像デコーダ６４およびデコーダ８２等の間では、プロ
グラムの読み出し、画像の表示あるいは描画等を行なう
際に、画像データを高速に転送する必要がある。そこ
で、このエンタテインメント装置１では、上述のよう
に、ＣＰＵ５１を介さずに周辺装置制御部５２からの制
御によりメインメモリ５３、ＧＰＵ６２、画像デコーダ
６４およびデコーダ８２等の間で直接データの転送を行
なう、いわゆるＤＭＡ転送を行なうことができるように
なっている。これにより、データ転送によるＣＰＵ５１
の負荷を低減させることができ、高速なデータの転送を
行なうことができる。

【００３４】また、ＣＰＵ５１は、実行しているゲーム
の設定データ等を記憶する必要があるときに、その記憶
するデータを通信制御機９１に送信し、通信制御機９１
は、ＣＰＵ５１からのデータをメモリカード挿入部８Ａ
または８Ｂのスロットに装着されたメモリカード２６や
携帯用電子機器１００に書き込む。

【００３５】ここで、通信制御機９１には、電気的な破
壊を防止するための保護回路が内蔵されている。メモリ
カード２６や携帯用電子機器１００は、バスＢＵＳから
分離されており、装置本体の電源を入れた状態で、着脱
することができる。従って、メモリカード２６や携帯用
電子機器１００の記憶容量が足りなくなった場合等に、
装置本体の電源を遮断することなく、新たなメモリカー
ドなどを挿着できる。このため、バックアップする必要
があるゲームデータが失われてしまうことなく、新たな
メモリカードを装着して、必要なデータを新たなメモリ
カードに書き込むことができる。

【００３６】なお、パラレルＩ／Ｏインタフェース（PI
O）９６、および、シリアルＩ／Ｏインタフェース（SI
O）９７は、メモリカード２６や携帯用電子機器１００
と、テレビゲーム装置１とを接続するためのインタフェ
ースである。

【００３７】以上、エンタテインメント装置１の構成に
ついて説明した。

【００３８】以下、ディスク装着部３に装着された光デ
ィスクに記録されたアプリケーションプログラムに従っ
てゲームを行う際の、本実施形態のエンタテインメント
装置１の動作を説明する。

【００３９】まず、テレビゲームの概略について説明す
る。

【００４０】本実施形態のエンタテインメント装置１で
実行されるテレビゲームは、図３に示すように、夜の都
市を背景に、上空に次々と打ち上げられる花火玉６０２
を、カメラ６０１から撮影した映像を見ながら、プレイ
ヤが捕捉し、破裂させ、花火を開かせていくゲームであ
る。

【００４１】このようなゲームを成立させるために、本
実施形態のエンタテインメント装置１は、プレイヤの操
作の受付と、プレイヤ操作に応じて展開するＣＧアニメ
ーションの作成とを行う。

【００４２】まず、ＣＧアニメーションの作成の動作に
ついて説明する。

【００４３】図４は、本実施形態のエンタテインメント
装置１におけるＣＧアニメーション作成の処理を説明す
るためのフロー図である。

【００４４】ＣＰＵ５１は、ディスク装着部３に装着さ
れた光ディスクに記録されたアプリケーションプログラ
ムおよび各種データに従って、図４に示すフローのよう
に動作することによりＣＧアニメーションを作成する。

【００４５】すなわち、ＣＰＵ５１は、地面モデルと地
面上の都市の３次元モデルを配置した世界座標空間上
で、カメラ６０１を所定のパスもしくはプレイヤの操作
装置２０の操作に従って動かしながら、カメラ６０１に
対して定まる位置、たとえば、カメラ６０１に対して世
界座標空間上高さ方向について所定距離低い位置から、
３次元オブジェクトである花火玉６０２を次々と配置
し、そこから上方向に所定の初速度をもって打ち上げた
場合の各花火玉６０２の位置の変化（動き）をシミュレ
ーションし、破裂させる花火玉６０２を世界座標空間か
ら消去する、もしくは、破裂させる花火玉６０２を世界
座標空間から消去する共に、世界座標空間上の、破裂さ
せる花火玉６０２の位置に応じた位置に新たな花火玉を
配置する（ステップＳ１００１）。なお、どの花火玉６
０２を破裂させるかは、後述するように、プレイヤから
受け付けた操作により定まる。

【００４６】一方、ＣＰＵ５１は、破裂させる花火玉６
０２に対して、その花火玉６０２に予め設定された属性
に従って、世界座標空間上に複数の火の粉中心点を設定
し、各火の粉中心点を、破裂させる花火玉中心からに所
定の初速度をもって、属性に従って定まる方向たとえば
放射状に放出した場合の各火の粉中心点の位置の変化
（動き）をシミュレーションする（ステップＳ１００
２）。

【００４７】そして、ＣＰＵ５１は、定期的に（ステッ
プＳ１００３）、ＧＴＥ６１を用いて、世界座標空間上
に配置されている、多数のポリゴンで表される都市や花
火玉６０２といった３次元モデルと、点で表される各火
の粉中心点との座標を、カメラを原点とし視線方向をＺ
軸方向とするＸＹＺ座標系（スクリーン座標系）上の座
標に変換する第１の座標変換を行い、この第１の座標変
換によって求めた各座標値の座標Ｘ、Ｙに、そのＺ値が
大きい程、所定の関数に従ってその値が小さくなる値Ｑ
を乗じることで得られる２次元座標への第２の座標変換
を行う（演算マトリックス）。そして、投影面であるカ
メラスクリーンの大きさをＷ、Ｈとして、演算を施した
後の座標のＸが−Ｗ／２〜Ｗ／２、Ｙが−Ｈ／２〜Ｈ／
２の範囲に含まれる各点を抽出し、抽出した各点の座標
を、Ｘ方向にＷ／２、Ｙ方向に−Ｈ／２移動し、これに
よって得られるＸ、Ｙ座標を、当該各点に対応するカメ
ラスクリーン上の座標（２次元座標）とする（ステップ
Ｓ１００４）。なお、上述のＱは、遠近感を表現するた
めに用いられるものであり、基本的には、遠くにあるも
のほど、視線方向の垂線方向の視線方向に対する距離が
同じでも、視線方向に近い位置（カメラスクリーンの中
央に近い位置）に表されるよう座標を変換するものであ
る。

【００４８】さて、ＣＰＵ５１は、上記のようにして、
世界座標空間上に配置されている都市や花火玉６０２と
いった３次元モデルおよび火の粉中心点の、カメラスク
リーン上の座標を求めたならば、ＧＰＵ６２に、これら
をスクリーン座標系上の奥行き方向の距離が大きいもの
から順に、カメラスクリーン上に描画させる。これによ
り第１レンダリング画像を生成する（ステップＳ１００
５）。

【００４９】この際、花火玉６０２の描画は、モーショ
ンブラーの手法によって花火玉の残像も描画することに
より、花火の尾を表現する。なお、ＣＰＵ５１は、世界
座標空間に存在する個々の花火玉の属性を管理してお
り、第１レンダリング画像に描画した花火玉６０２の描
画範囲も、その属性の１つとして管理する。前述したよ
うに、破裂させる花火玉６０２の位置に応じた位置に新
たな花火玉を配置するか否かも、その花火玉６０２に予
め設定された属性によって定まる。すなわち、ＣＰＵ５
１は、世界座標空間に順次配置する花火玉６０２には、
予め設定された属性が異なる花火玉、すなわち、種類の
異なる花火玉が含まれる。

【００５０】また、火の粉の描画は、火の粉を表すテク
スチャを、その火の粉中心点に対応するカメラスクリー
ン上の位置に、その火の粉中心点のカメラからの距離な
どに応じたサイズで貼りつけることにより行わせる。具
体的には、火の粉のテクスチャのサイズを、先の演算で
求まったＱを元々の火の粉のテクスチャのサイズに乗じ
たサイズに変更し、第１レンダリング画像上に描画す
る。ここで、火の粉のテクスチャとは、ＣＰＵ５１が、
あらかじめ、フレームバッファ６３のテクスチャ領域に
格納しておいた、現実の花火が破裂したときに現れる火
の粉を表した所定の形状および色彩・模様を有する２次
元画像である。このテクスチャは、常に前向きとなるよ
うに（カメラを原点とし視線方向をＺ軸方向とするＸＹ
Ｚ座標系（スクリーン座標系）において、テクスチャの
向きが常にＺ軸方向となるように）、先の演算で求まっ
たＱに応じたサイズで火の粉中心点に位置するよう描画
される。上述した座標変換（演算マトリックス）では、
複数のポリゴンでその３次元形状が表わされた火の粉の
各ポリゴンの頂点の座標ではなく、火の粉中心点の座標
を、座標変換の対象としている。そして、各火の粉は、
その中心点に常に前向きのポリゴンが貼り付けられるこ
とで表わさられる。このことは、各火の粉中心点の座標
を座標変換するのに、同じマトリックスが使用できるこ
とを意味し、世界座標空間上に配置されている都市や花
火玉６０２を表す３次元モデルと異なり、カメラの回転
によるポリゴンの向きの変化を考慮しなくてよいことを
意味する。

【００５１】図５を用いてこの処理の具体例を示せば、
ある花火玉６０２が破裂したときの中心を７０１とし
て、計２４個の火の粉中心７０２を、中心７０１から放
射線状に放出した場合、各火の粉中心７０２は、図中の
Ａ、Ｂ、Ｃの順にその位置が変化する。そして、現時点
がＣの時点であるとすると、Ｃに示された各火の粉中心
７０２に対応するカメラスクリーン上の各位置に、それ
ぞれ、Ｄとして示した火の粉テクスチャを貼り付けるこ
とにより、Ｅとして示した、火の粉が円上に配置され
た、すなわち、花火が開いた画像を得る。

【００５２】このように、描画しようとする対象物の中
心位置の変化のみを正規にシミュレーションし、その画
像については、中心位置へのテクスチャ画像の貼付によ
って、対象物を描画する手法によれば、対象を複数のポ
リゴンでその３次元形状が表わされた３次元モデルとし
て表現し、３次元モデルを構成する各ポリゴンの各頂点
の各々の位置の変化のシミュレーションや透視変換やそ
の他の３Ｄモデルのレンダリングに必要な各処理を行う
従来の手法に比べ、極めて少ない処理負荷、処理時間で
対象物を描画することができるようになる。

【００５３】さて、次に、ＣＰＵ５１は、火の粉中心点
に対応する第１レンダリング画像上の点の座標の履歴
を、現時点から過去に向かって一定第１レンダリング画
像枚数分記憶しておき、これら履歴中の点を結ぶ線分
を、ＧＰＵ６２に、より過去の火の粉中心点側が透明に
なるように（描画前画像とのブレンドの比率において線
分の割合が小さくなるように）、第１レンダリング画像
上に描画させる（ステップＳ１００６）。ただし、履歴
中の点を、所定第１レンダリング画像枚数数毎に、飛び
飛びに使用して、これらを結ぶ線分を描くようにしても
かまわない。

【００５４】図５の場合、現時点がＣの時点として、そ
れより過去のＡ、Ｂを含む、Ｆとして示したＡ、Ｂ、Ｃ
の火の粉中心７０２の履歴に対応する点の履歴を用いる
ならば、同じ放射線上の３つの点が同じ火の粉中心７０
２に対応するので、これらに対応する点を結ぶ線分を描
画する。これにより、Ｇに示すように、各火の粉の軌跡
が表現された画像が得られることになる。

【００５５】このような表示物の位置の履歴を構成する
複数の位置を結ぶ線分を描画することにより表示物の軌
跡を表現する手法によれば、従来のモーションブラーな
どの手法などに比べ、極めて少ない処理負荷、処理時間
で、表示物の軌跡を表現することができる。

【００５６】なお、本実施形態では、火の粉についての
み、このようなテクスチャの貼付と線分により、火の粉
とその軌跡の描画を行っているが、花火玉についても同
様に、テクスチャの貼付と線分により、花火玉とその軌
跡の描画を行うようにしてもよい。

【００５７】さて、次に、ＣＰＵ５１は、第１レンダリ
ング画像上に線分を描画したものを第２レンダリング画
像とし、ＧＰＵ６２に、現時点から過去に向かって一定
枚数分前に作成した第２レンダリング画像に描画した火
の粉の画像の一部を、バイリニアやトライリニアフィル
タの手法による補間によって拡大させ、当該画像を、半
透明画像として（描画前画像とブレンドして）、現時点
の第２レンダリング画像上に描画させ、最終的に表示画
像として表示するレンダリング画像を得る（ステップＳ
１００７）。

【００５８】なお、このような表示画像を得るために、
ＣＰＵ５１は、現時点から過去に向かって一定枚数分の
第２レンダリング画像に描画した火の粉の画像の一部を
記憶しておく。

【００５９】このような処理により、図６Ａの第２レン
ダリング画像に対して、拡大した火の粉によって装飾し
た、華やかな図６Ｂの表示画像が得られる。

【００６０】このような過去に作成した画像の一部を拡
大した画像によって、現在の画像を装飾する手法によれ
ば、装飾のために別途画像を作成する必要がないので、
少ない処理で装飾が可能となる。また、装飾に用いる画
像を、現在から一定画像枚数前の画像としているため、
装飾に用いる画像も、時の進行と共に変化することにな
る。結果、この装飾も動画とすることができ、これよ
り、極めて大きな装飾的効果を期待することができる。

【００６１】次に、プレイヤの操作の受付について説明
する。

【００６２】図７は、本実施形態のエンタテインメント
装置１におけるプレイヤの操作の受付処理を説明するた
めのフロー図である。

【００６３】ＣＰＵ５１は、ディスク装着部３に装着さ
れた光ディスクに記録されたアプリケーションプログラ
ムに従って、図７に示すフローのように動作することに
よりプレイヤの操作を受け付ける。

【００６４】すなわち、ＣＰＵ５１は、オペレーション
システム（ＯＳ）を介して、図８Ａに示すように、表示
画像上に、カーソル８０１を表示させる。ここで、この
カーソルの表示位置は、プレイヤの操作装置２０の操作
に応じて移動させる（ステップＳ２００１）。

【００６５】また、ＣＰＵ５１は、ＯＳを介して、図８
Ｂに示すように、カーソルから、操作装置２０の方向指
示操作によってプレイヤから指示された方向に向かう方
向線８０２を表示画像上に表示させる（ステップＳ２０
０２）。

【００６６】そして、ＣＰＵ５１は、管理している各花
火玉６０２の属性が示す描画範囲を参照して、表示画像
上で描画した方向線８０２付近に描画されている花火玉
を検出し、図８Ｃに示すように、この花火玉位置に前述
したマーク８０３を描画する。その後、この花火玉の移
動に追随するようにマーク８０３の表示位置を操作する
（ステップＳ２００３）。そして、この状態で、操作装
置２０の操作によってプレイヤからロックオンが指示さ
れたならば（ステップＳ２００４）、この花火玉の属性
にロックオンを設定する（ステップＳ２００５）。そし
て、この花火玉が描画されている位置に表示していたマ
ークを消去すると共に、図８Ｄに示すように、この花火
玉の色の属性を変化させることによりその表示色を変化
させ、この花火玉が描画されている位置にカーソル８０
１の表示位置を移動する（ステップＳ２００６）。ここ
で、このカーソル８０１についても、その後、この花火
玉の移動に追随するようにカーソル８０１の表示位置を
操作するようにしてもよい。

【００６７】さて、前述した方向線８０２付近に描画さ
れている花火玉６０２の検出は、花火玉位置から方向線
８０２に対して落とした垂線長さが、所定長さ以下のも
のを検出することにより行う。もし、複数の花火玉６０
２が検出された場合は、最も方向線８０２もしくはカー
ソル８０１の表示位置に近いものを、方向線８０２付近
に描画されている花火玉６０２として検出する。ただ
し、以上のような方向線８０２は、仮想的に表示画像上
に設定するだけとして、実際の方向線８０２の描画は行
わないようにしてもよい。

【００６８】このような、方向線によって、オブジェク
トを選択すると共にカーソルを移動する手法によれば、
カーソルをオブジェクトまで移動することによりそのオ
ブジェクトを選択する手法に比べ、プレイヤは、短時間
で即座にカーソルの移動およびオブジェクトの選択を行
うことができるようになる。

【００６９】さて、ＣＰＵ５１は、操作装置２０の操作
によってプレイヤから破裂が指示されると、属性にロッ
クオンを設定している花火玉を、破裂させる花火玉とす
る（ステップＳ２００７）。これにより、前述した処理
によって、この花火玉は、図８Ｅ、Ｆのように開いてい
くことになる。また、図９Ａ〜Ｄに示すように、連続し
て行われたプレイヤの方向線の操作とロックオンの指示
により、複数の花火玉にロックオンを設定した後に、プ
レイヤから破裂が指示された場合には、ロックオンを設
定している全ての花火玉を、破裂させる花火玉とする。
これにより、前述した処理によって、これらの花火玉が
一緒に、図９Ｅ、Ｆのように開いていくことになる。

【００７０】さて、一方、ＣＰＵ５１は、表示画像上
の、破裂させている花火玉が描画されている周辺に、た
とえば図１０Ａの破線に示すように、その花火玉の属性
に従って誘爆範囲を設定する（ステップＳ２００８）。
そして、管理している各花火玉の属性が示す描画範囲を
参照して、この誘爆範囲内に描画されている他の花火玉
も破裂させる花火玉とする（ステップＳ２００９）。こ
れにより、前述した処理によって、破裂させた花火玉の
周辺にあった花火玉も、図１０Ｂに示すように破裂する
ことになる。

【００７１】なお、このような誘爆範囲を用いることに
より、前述した破裂させる花火玉の位置に応じた位置に
配置する新たな花火玉も、この破裂させる花火玉に対し
て設定した誘爆範囲によって破裂させるようにすること
もできる。

【００７２】このように、破裂させるオブジェクトの周
辺に誘爆範囲を設定し、この誘爆範囲内の他のオブジェ
クトを破裂させる手法によれば、たとえば火の粉の花火
玉との衝突などを計算し、その衝突によって花火玉を破
裂させる現実の誘爆を模擬する手法に比べ、少ない処理
負荷、時間で、このような誘爆を表現することができる
ようになる。

【００７３】なお、前述した破裂させる花火玉の位置に
応じた位置に配置した新たな花火玉については、その時
点で、あらかじめ、その属性にロックオンを設定してお
くようにしてもよい。また、前記誘爆範囲は、破裂する
花火玉に予め設定された属性に従って、設定位置や、設
定時間帯や、設定個数や、移動の有無が決定されるよう
なものであってよい。または、世界座標空間上におい
て、破裂する花火玉周辺に、その属性に従って誘爆範囲
を設定し、世界座標空間上においてこの誘爆範囲内に位
置する他の花火玉を、破裂する花火玉とするようにして
もよい。また、各火の粉に対して誘爆範囲を設定するよ
うにしてもよい。

【００７４】なお、以上の各処理におけるカーソルの移
動、方向線の方向の指示、ロックオンの指示、破裂の指
示を、操作装置２０のどのボタン、操作部で受け付ける
ようにするかは、任意でよいが、カーソルの移動方向、
方向線の方向については、少なくとも４５度毎の８方向
を受け付けられるようにするのがよい。

【００７５】以上、本発明の実施形態について説明し
た。

【００７６】なお、以上では、エンタテインメント装置
を用いたテレビゲームへの適用を例にとり本発明の一実
施形態を説明した。しかし、火の粉の描画を例にとり説
明した技術（表示対象物上の１点の位置計算と計算位置
へのテクスチャの貼付による表示対象物の表現技術）、
火の粉の軌跡の描画を例にとり説明した技術（移動の履
歴を構成する位置を結ぶ線分の描画による移動するオブ
ジェクトの軌跡の描画技術）、過去の火の粉画像の拡大
描画を例にとり説明した技術（過去の画像を描画するこ
とによる表示画像の装飾の技術）、プレイヤよりの花火
玉の選択を例にとり説明した技術（方向によるオブジェ
クト選択の受付とカーソルの移動）、および、誘爆範囲
を例にとり説明した技術（あるオブジェクトに対して設
定した範囲によって、そのオブジェクトが影響を与える
他のオブジェクトを求める技術）は、ゲーム以外の任意
の用途に同様に適用することができる。

【００７７】また、本発明のエンタテインメント装置
は、テレビゲーム機に限られるものではなく、パーソナ
ルコンピュータやＰＤＡや携帯電話機といった様々なプ
ログラム実行装置（電子計算機）を含む。

【００７８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、より少
ない処理量で、３次元コンピュータグラフィックスアニ
メーションを作成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るエンタテインメント装
置および操作装置の外観を示した図である。

【図２】本発明の実施形態に係るエンタテインメント装
置の構成を示すブロック図である。

【図３】本発明の実施形態に係るテレビゲームを内容を
説明するための図である。

【図４】本実施形態に係るエンタテインメント装置にお
けるＣＧアニメーション作成の処理を説明するためのフ
ロー図である。

【図５】本発明の実施形態に係るテレビゲーム提供時
に、エンタテインメント装置が行う火の粉を描画する処
理を説明するための図である。

【図６】本発明の実施形態に係るテレビゲーム提供時
に、エンタテインメント装置が行う表示画像の装飾処理
を説明するための図である。

【図７】本実施形態に係るエンタテインメント装置にお
けるプレイヤの操作の受付処理を説明するためのフロー
図である。

【図８】本発明の実施形態に係るテレビゲーム提供時
に、エンタテインメント装置が提供するユーザインタフ
ェースを説明するための図である。

【図９】本発明の実施形態に係るテレビゲーム提供時
に、エンタテインメント装置が提供するユーザインタフ
ェースを説明するための図である。

【図１０】本発明の実施形態に係るテレビゲーム提供時
に、エンタテインメント装置が制御する誘爆範囲を説明
するための図である。

【符号の説明】

１・・・エンタテインメント装置２・・・本体３・・・ディスク装着部４・・・リセットスイッチ５・・・電源スイッチ６・・・ディスク操作スイッチ７Ａ，７Ｂ・・・スロット部８Ａ，８Ｂ・・・メモリカード挿入部１２・・・操作装置接続部２０・・・操作装置２１，２２，３１，３２・・・操作部２３Ｌ・・・Ｌボタン２３Ｒ・・・Ｒボタン２４・・・スタートボタン２５・・・選択ボタン２６・・・メモリカード３３・・・モード選択スイッチ３４・・・表示部５０・・・制御系５１・・・中央処理装置（CPU:Central Prosessing Unit）５２・・・周辺装置制御部５３・・・メインメモリ５４・・・ＲＯＭ６０・・・グラフィックシステム６１・・・ジオメトリトランスファエンジン（GTE:Geometr
y Transfer Engine）６２・・・画像処理装置（GPU:Graphic Processing Unit）６３・・・フレームバッファ６４・・・画像デコーダ７０・・・サウンドシステム７１・・・音声処理装置（SPU:Sound Processing Unit）７２・・・サウンドバッファ７３・・・スピーカ８０・・・光ディスク制御部８１・・・光ディスク装置８２・・・デコーダ８３・・・バッファ８４・・・サブＣＰＵ９０・・・通信制御部９１・・・通信制御機１００・・・携帯用電子機器

フロントページの続き (72)発明者福井利夫東京都港区赤坂７丁目１番１号株式会社ソニー・コンピュータエンタテインメント内Ｆターム(参考） 2C001 BA02 BC01 BC03 BC04 BC05 BC08 CA01 CB01 CB04 CB06 CC08 5B050 BA07 BA08 BA09 CA07 EA21 EA26 FA02 5B080 BA02 BA04 FA17 GA01 GA11 GA22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】仮想的な３次元世界中を所定の運動特性を
もって移動する仮想的な３次元物体を任意の視点から仮
想的なカメラスクリーンに投影することで得られる動画
を構成する画像を作成する画像作成方法であって、前記３次元物体に対応付けられた点の、前記３次元世界
中における現在位置を、前記運動特性に従って算出する
３次元世界座標算出ステップと、前記３次元世界座標算出ステップで算出された前記３次
元世界中の現在位置の、前記カメラスクリーン上での位
置を算出する２次元座標算出ステップと、前記２次元座標算出ステップで算出された前記カメラス
クリーン上の位置に、前記３次元物体を表す画像として
予め用意された２次元画像を描画して、前記動画を構成
する画像を生成する描画ステップと、を有することを特
徴とする画像作成方法。
【請求項２】請求項１記載の画像作成方法であって、前記描画ステップは、前記２次元座標算出ステップで算出された前記カメラス
クリーン上の位置に、前記予め用意された２次元画像
を、前記視点から前記３次元世界中における現在位置ま
での距離に応じたサイズで描画することを特徴とする画
像作成方法。
【請求項３】プログラムを実行可能な装置に読み取られ
て実行されるプログラムを記憶した記憶媒体であって、前記プログラムは、前記装置に、仮想的な３次元世界中を所定の運動特性をもって移動す
る仮想的な３次元物体を任意の視点から仮想的なカメラ
スクリーンに投影することで得られる動画を構成する画
像を作成させるプログラムであって、かつ、前記３次元物体に対応付けられた点の、前記３次元世界
中における現在位置を、前記運動特性に従って算出する
３次元世界座標算出ステップと、前記３次元世界座標算出ステップで算出された前記３次
元世界中の現在位置の、前記カメラスクリーン上での位
置を算出する２次元座標算出ステップと、前記２次元座標算出ステップで算出された前記カメラス
クリーン上の位置に、前記３次元物体を表す画像として
予め用意された２次元画像を描画して、前記動画を構成
する画像を生成する描画ステップと、を実行させること
を特徴とする記憶媒体。
【請求項４】プログラムを実行可能な装置に読み取られ
て実行されるプログラムであって、前記プログラムは、前記装置に、仮想的な３次元世界中を所定の運動特性をもって移動す
る仮想的な３次元物体を任意の視点から仮想的なカメラ
スクリーンに投影することで得られる動画を構成する画
像を作成させるプログラムであって、かつ、前記３次元物体に対応付けられた点の、前記３次元世界
中における現在位置を、前記運動特性に従って算出する
３次元世界座標算出ステップと、前記３次元世界座標算出ステップで算出された前記３次
元世界中の現在位置の、前記カメラスクリーン上での位
置を算出する２次元座標算出ステップと、前記２次元座標算出ステップで算出された前記カメラス
クリーン上の位置に、前記３次元物体を表す画像として
予め用意された２次元画像を描画して、前記動画を構成
する画像を生成する描画ステップと、を実行させること
を特徴とするプログラム。
【請求項５】利用者の操作に応じて内容が変化する動画
を表示するプログラムを実行するプログラム実行装置で
あって、前記動画は、仮想的な３次元世界中を所定の運動特性を
もって移動する仮想的な３次元物体を任意の視点から仮
想的なカメラスクリーンに投影することで得られる動画
であり、前記プログラムは、プログラム実行装置上に、前記３次元物体に対応付けられた点の、前記３次元世界
中における現在位置を、前記運動特性に従って算出する
３次元世界座標算出手段と、前記３次元世界座標算出手段で算出された前記３次元世
界中の現在位置の、前記カメラスクリーン上での位置を
算出する２次元座標算出手段と、前記２次元座標算出手段で算出された前記カメラスクリ
ーン上の位置に、前記３次元物体を表す画像として予め
用意された２次元画像を描画して、前記動画を構成する
画像を生成する描画手段と、前記描画手段が生成した画像を表示する表示手段と、を
構築することを特徴とするプログラム実行装置。