JP2001276414A

JP2001276414A - ゲーム装置、および、情報記憶媒体

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Publication number: JP2001276414A
Application number: JP2000092523A
Authority: JP
Inventors: Takuro Eika; 卓郎栄花
Original assignee: Namco Ltd
Current assignee: Namco Ltd
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2001-10-09
Anticipated expiration: 2020-03-29
Also published as: JP4443716B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の課題は、雨や雪、草原や森林といっ
たゲーム画像の内の環境に係る画像の生成を効率的かつ
高速に実現することである。【解決手段】雪演算部２２０は、初期位置及び初速度
に基づいて複数の雪によって構成される雪モデルを生成
し、ゲーム時間の変化に伴って各雪の移動量を計算す
る。領域決定部２２２は、ゲーム演算部２２から所与の
視点位置および視線方向等のデータが入力されると、ワ
ールド座標系に雪を表現する表現領域を設定し、この表
現領域を代表する代表点を算出する。雪位置決定部２２
４は、各雪の初期位置を領域決定部２２２が算出した代
表点に基づいて表現領域内に決定し、雪演算部２２０が
計算した各雪の移動量を初期位置に加算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、３次元の仮想空間
の画像を所与の視点に基づき生成し、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】３次元の仮想空間の画像を所与の視点に
基づいて生成する場合、仮想空間内の至る所に降る雪や
雨、一面に広がる草原等の動きをよりリアルに表現する
ためには、所与の視点の視界に関わらず、雪や雨の粒子
１つ1つ、あるいは、草のオブジェクト1つ1つを全空間
に渡って定義し、１フレーム毎にその運動（雪や雨なら
ば落下運動、草ならば風に揺れる運動等）を計算する必
要がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、仮想空
間に降る雪や雨、あるいは、一面に広がる草等のオブジ
ェクトを表現する上記方法をゲーム装置に適用する場合
には、次のような問題があった。ゲーム装置において
は、プレーヤの入力操作に応じてリアルタイムで画像を
生成しなければならない。しかしながら、ゲーム空間で
ある仮想空間が広大に設定されている場合、その広さに
応じて設定する粒子やオブジェクトの数が増加するた
め、空間全体に渡る粒子やオブジェクトの運動を計算す
る処理はゲームを進行させる全体の処理に対してかなり
の負担となる。また、全ての粒子やオブジェクトの移動
位置を記憶するためのメモリ領域が大量に必要となると
いう問題がある。更に、メモリに対する全粒子の位置デ
ータの入出力も、画像を生成する処理の速度を低下させ
る一因となる。

【０００４】本発明の課題は、上記問題を解決するため
になされたものであって、雨や雪、草原や森林といった
ゲーム画像の内の環境に係る画像の生成を効率的かつ高
速に実現することである。

【０００５】

【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、３次元の仮想空間の画像を
所与の視点に基づき生成し、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におい
て、前記仮想空間が同一の環境にあることを擬似的に表
現するために、前記所与の視点の視線方向または視点位
置が変化する際に、視界から外れた領域内の環境を新た
に視界となる領域に表現するための表現手段（例えば、
図９の雪位置決定部２２４）を備えることを特徴とす
る。

【０００６】請求項６記載の発明は、３次元の仮想空間
の画像を所与の視点に基づき生成することによって所与
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、前記仮想空間が同一の環境にあることを擬似
的に表現するために、前記所与の視点の視線方向または
視点位置が変化する際に、視界から外れた領域内の環境
を新たに視界となる領域に表現するための表現情報（例
えば、図９の雪制御情報４４）を含むことを特徴とす
る。

【０００７】ここに、環境とは、プレーヤキャラクタ等
のキャラクタを除いた仮想空間を指す意であり、地面や
草原等の地形の他、雨や雪、霧といった自然現象を含
む、方向に対する特異性を持たないもののことである。

【０００８】この請求項１または６記載の発明によれ
ば、画面上に表現された環境が所与の視点に基づく視界
の移動に伴って繰り返し表現されるため、仮想空間に設
定する環境を空間全体に渡って定義する必要がなく、ゲ
ーム画像を生成する処理速度を向上させるとともに、メ
モリ資源を節約することができる。また、視界の移動に
伴って、視界から外れた領域内の環境（あるいは、その
環境を構成する要素）が新たに視界となる領域へと順次
移動されるため、違和感のない画像を生成することがで
きる。

【０００９】また、請求項２記載の発明のように、請求
項１記載の発明のゲーム装置において、前記環境は、所
与の粒子または所与のオブジェクトが１つあるいは複数
存在する空間であって、前記所与の視点の視線方向また
は視点位置が変化した場合には、前記仮想空間に前記所
与の粒子または所与のオブジェクトが存する空間が連続
的に広がっていることを前記表現手段により擬似的に表
現することとしてもよい。

【００１０】また、請求項７記載の発明のように、請求
項６記載の発明の情報記憶媒体において、所与の粒子ま
たは所与のオブジェクトが１つあるいは複数存在する空
間を前記環境とするための情報と、前記所与の視点の視
線方向または視点位置が変化した場合には、前記仮想空
間に前記所与の粒子または所与のオブジェクトが存する
空間が連続的に広がっていることを擬似的に表現するた
めの情報を含むこととしてもよい。

【００１１】この請求項２あるいは７記載の発明によれ
ば、環境を構成する要素が粒子あるいはオブジェクトで
あり、視界の位置や方向が変更しても、粒子あるいはオ
ブジェクトが仮想空間内の至る所に存在するかのように
表現することができる。従って、所与の粒子または所与
のオブジェクトの数が多くなる程、本発明を適用する効
果、即ち、画像生成に係る処理速度の向上を図ることが
できる。

【００１２】また、請求項３記載の発明のように、請求
項２記載の発明のゲーム装置において、前記所与の粒子
は、雨または雪であることとしてもよい。

【００１３】また、請求項４記載の発明のように、請求
項２記載の発明のゲーム装置において、前記所与のオブ
ジェクトは、地形オブジェクトであることとしてもよ
い。ここに、地形オブジェクトとは、砂漠や地割れした
地面、草が密生する草原等、仮想空間の地面を構成する
オブジェクトを意味するものである。

【００１４】この請求項３あるいは４記載の発明によれ
ば、雪や雨が仮想空間全体に降る様子や、一面に広がる
砂漠、乾燥しきって地割れした地面、どこまでも続く草
原などを表現することができる。また、視界内に必要な
数のみを考慮すればよいため、雪や雨の落下運動や、草
原の一つ一つの草が風になびく運動等を計算する処理を
大幅に削減することができる。

【００１５】また、請求項５記載の発明のように、請求
項１から４のいずれか記載の発明のゲーム装置におい
て、単位領域（例えば、発明の実施の形態において説明
する雪モデル）に所与の環境を設定するための単位領域
設定手段（例えば、図９の雪演算部２２０）を備え、前
記表現手段は、前記単位領域の一部または全部を、前記
所与の視点の視界内に複製することにより、前記仮想空
間が同一の環境にあることを擬似的に表現することとし
てもよい。

【００１６】また、請求項８記載の発明のように、請求
項６あるいは７記載の発明の情報記憶媒体において、単
位領域に所与の環境を設定するための情報と、前記単位
領域の一部または全部を、前記所与の視点の視界内に複
製することにより、前記仮想空間が同一の環境にあるこ
とを擬似的に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５あるいは８記載の発明によれ
ば、単位領域が有する環境（あるいは、粒子やオブジェ
クト）を視界内に複数配置することができる。従って、
単位領域を視界に対して小さく設定し、その複製を視界
内に複数表現すれば、単位領域内の環境を定義する処理
や、単位領域内に存する粒子やオブジェクトの運動を制
御する処理等を更に削減することができるとともに、メ
モリ資源のより一層の節約をすることができる。

【００１８】

【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、
本発明をアドベンチャーゲームに適用した場合を例に取
って、ゲーム空間である仮想空間の至る所で同じように
降る雪（即ち、雪が降る環境）を効率良く表現する方法
について説明するが、本発明が適用されるものはこれに
限られるものではない。

【００１９】図１（ａ）は、本発明を適用することで、
雪が降る環境を表現した一画像例を示す図である。同図
（ａ）は、プレーヤが操作する自キャラクタの視点に基
づく画像であり、雪が空間全体に降っているように表現
するために、各雪の粒子は、所与の視点に近い位置に存
在するほど大きく、遠くに存在するほど小さく表現され
ている。一方、図１（ｂ）は、自キャラクタが図１
（ａ）の位置から右方向に平行移動した場合の一画像例
を示している。同図（ｂ）において、新たに視界となっ
た領域２０２に表示されている雪は、自キャラクタの視
点位置の移動によって視界から外れた領域、即ち、同図
（ａ）における領域２００に表示されていた雪である。
このように、本発明は、仮想空間の環境を視界にのみ設
定し、視界の位置が移動すると、その移動に伴ってワー
ルド空間に設定した環境の一部あるいは全部の設定位置
を変更するものである。

【００２０】次に、本発明の原理を説明する。まず、仮
想空間とは独立した所与の大きさの雪モデルを設定す
る。雪モデルとは、所与の大きさをした空間中を雪であ
る複数の粒子が降るモデルである。そして、雪モデルに
おける各粒子の位置座標と、仮想空間における位置座標
とを対応づけることにより、雪モデルを仮想空間におけ
る視界内の環境として表現する。即ち、所与の大きさを
した空間中にのみ雪を降らせ、各雪の粒子を仮想空間に
おける視界内のどの位置に表現するかを決定する。この
ことにより、降雪の処理を高速化するとともに、メモリ
資源を節約することができる。以下、詳細にこの原理を
説明する。

【００２１】図２は、雪モデルの一例を示す図であり、
（ｘ_l、ｙ_l、ｚ_l）は、雪モデルの座標系（以下、ロー
カル座標系という。）を、Ｏ_lは、ローカル座標系の原
点をそれぞれ意味している。また、雪モデルを直方体と
して定義し、各辺の長さは、ｘ軸方向はＬ_x、ｙ軸方向
はＬ_y、ｚ軸方向はＬ_zであるとする。そして、この直方
体の内部に雪の粒子（実際には、座標点）ｎ個を定義
し、初期条件（初期位置、初速度等）に基づいて１フレ
ーム毎に各雪の粒子の初期位置からの移動量を計算す
る。

【００２２】そして、生成した雪モデルを視界に表現す
る位置を決定する。図３は、仮想空間に定義した座標系
（以下、ワールド座標系という。）をＹ軸方向から見た
図である。同図において、自キャラクタの視界３０２の
好適な位置に雪を表現する領域となる表現領域３０４を
配置する。従って、表現領域３０４は、視界３０２の移
動に伴ってワールド座標系を移動することとなる。ま
た、表現領域３０４を雪モデルと同じ形状、即ち、Ｌ_x
×Ｌ_y×Ｌ_zの直方体のものとし、雪モデルを構成する全
ての雪の粒子をこの表現領域３０４の内部に表現する。
しかしながら、雪モデルに定義されたローカル座標系の
原点位置を表現領域３０４の一点（例えば、表現領域の
左下点３２２）に定義した場合、表現領域３０４の移動
に伴って雪モデルも移動することとなる。これによっ
て、視界の位置が変化し、自キャラクタが見るキャラク
タ等の位置が変化したにもかかわらず、雪の表示が変化
しないという矛盾が生じる。

【００２３】この矛盾を解消するために、表現領域の移
動の前後で重なる領域に存在する雪の粒子の位置は変更
せずに、表現領域の移動によって表現領域から外れた領
域に存在する粒子の位置のみを変化させる。例えば、図
４（ａ）に示す表現領域３０６が、Ｘ軸方向に移動して
図４（ｂ）に示す位置に変化した場合には、領域３０８
の部分に存在した雪の粒子を新たに表現領域となった領
域３１０の部分に表現し、移動の前後で重なる領域に存
在する粒子は移動させない。同様に、図４（ｂ）に示す
表現領域３０６がＺ軸方向に移動したことで、図４
（ｃ）に示す位置に変化した場合には、領域３１２に存
在した雪の粒子を領域３１４の位置に表現する。

【００２４】具体的な方法としては、まず、ワールド座
標系に、各雪の粒子の標準位置を設定する。標準位置と
は、雪モデルの初期状態をワールド座標系の標準となる
位置（例えば、原点Ｏ_w）に対応付けた場合の、各粒子
の位置（初期位置）を示すものである。そして、１フレ
ーム毎に自キャラクタの視点位置および視線方向に基づ
いて表現領域を設定し、この表現領域と各粒子の標準位
置とを比較するための代表点を表現領域内に決定する。
各粒子の標準位置と表現領域の代表点との差が表現領域
の幅の何倍分あるかを算出し、ちょうど表現領域の整数
倍となる位置を、ワールド座標系における粒子の初期位
置として決定する。そして、各雪のローカル座標系での
移動量（即ち、各雪の初速度に基づく移動量）を表現領
域内に決定した初期位置に加算して雪の表現位置を決定
する。

【００２５】以下に、式を用いて標準位置から表現領域
への変換処理について説明する。まず、表現領域の代表
点の座標（Ｘ_m、Ｙ_m、Ｚ_m）を以下のように算出する。Ｘ_m＝Ｘ_c＋ｄ＊ｓｉｎ（ｒ_y）＋Ｌ_x／２ …（１）Ｙ_m＝Ｙ_c …（２）Ｚ_m＝Ｚ_c＋ｄ＊ｃｏｓ（ｒ_y）＋Ｌ_z／２ …（３）ここに、（Ｘ_c、Ｙ_c、Ｚ_c）とは自キャラクタの視点の
座標を、ｒ_yは（Ｘ，Ｚ）平面上におけるＺ軸と視線ベ
クトルとの成す角を、ｄは表現領域の中心点と視点との
距離をそれぞれ意味している。例えば、視点がＸ軸方向
に平行移動した場合には、ｒ_y＝０であるため、代表点
は、（Ｘ_m、Ｚ_m）＝（Ｘ_c＋ｄ＋Ｌ_x／２、Ｚ_c＋Ｌ_z／
２）の位置、即ち、図３に示す表現領域３０４の右上点
３１８の座標が算出される。

【００２６】そして、ワールド座標系に設定した各粒子
を標準位置から表現領域内に変換する。この処理の特徴
は、各雪の粒子を表現する位置を、表現領域（あるいは
雪モデル）の各辺の長さ毎に等間隔で移動させることで
ある。まず、各粒子の標準位置（Ｘ₀、Ｚ₀）と表現領域
の代表点（Ｘ_m、Ｚ_m）の差分を計算し、（δＸ、δＺ）＝（Ｘ_m−Ｘ₀、Ｚ_m−Ｚ₀） …（４）差分（δＸ，δＺ）の各座標を表現領域の各辺の長さ
（Ｌ_x、Ｌ_z）で割った商（α、β）を算出する。そし
て、算出した商（α、β）と表現領域の各辺（Ｌ_x、
Ｌ_z）の各座標を掛け合わせ（αＬ_x、βＬ_z）、この値
に標準位置の座標（Ｘ₀、Ｚ₀）を加算して、表現領域内
に変換した雪の初期位置とする。即ち、（Ｘ、Ｚ）＝（αＬ_x、βＬ_z）＋（Ｘ₀、Ｚ₀） …（５）が表現領域内の雪の初期位置となる。

【００２７】例えば、図５（ａ）に示すように、雪モデ
ル３２０をワールド座標系の原点に設定し、各粒子の標
準位置を設定する。ただし、図５（ａ）は、雪モデル３
２０を構成する３つの粒子３２２、３２４、３２６の標
準位置をワールド座標系のＹ軸方向から見た図である。
図５（ｂ）は、ワールド座標系に、視点３００に基づい
て表現領域３２８を配置した一例を示す図である。同図
（ｂ）において、表現領域３２８の代表点は、（１）〜
（３）の式により、右上点３３０の座標として計算され
る。

【００２８】まず、粒子３２２の標準位置と代表点３３
０との差分（δＸ，δＺ）を表現領域の各辺（Ｌ_x、
Ｌ_z）で割った商は、（０、０）と計算される。従っ
て、粒子３２２の表現領域３２８における初期位置は標
準位置のままである。一方、粒子３２４と代表点３３０
との差分を（Ｌ_x、Ｌ_z）で割った商は（０、１）と計算
される。従って、粒子３２４のＺ座標にＬ_zを加算し、
図５（ｃ）に示すように、表現領域３２８内の位置３２
４´の場所に初期位置として決定される。また、粒子３
２６と代表点３３０との差分を（Ｌ_x、Ｌ_z）で割った商
は（１、１）と計算されるため、図５（ｃ）における位
置３２６´に初期位置が決定されることとなる。

【００２９】そして、雪粒子の標準位置を表現領域内に
変換して表現領域内での初期位置を決定すると、初速度
（ｖ_x、ｖ_y、ｖ_z）に雪発生からの時間を掛けた移動量
を加算して、その時刻における雪の粒子の表現位置を決
定する。

【００３０】このように、各雪の粒子の標準位置を、表
現領域の各辺（Ｌ_x、Ｌ_z）間隔で移動させることで、表
現領域内へ変換させる。このため、図６に示すように、
視点の移動に伴って、表現領域３３６が表現領域３３８
の位置に移動した場合であっても、その移動の前後で重
なる部分に存在する粒子３４０、３４２の位置は変化せ
ず、移動後の表現領域３３８から外れる部分に存在する
粒子３４４の位置だけが変更することとなり、生成され
る画像に矛盾が生じない。また、雪の発生からの時間を
カウントし、初期位置からの移動量を毎時算出すること
としたので、その時々の粒子の位置をメモリに記憶する
必要がない。このため、メモリへの転送の負担を軽減
し、画像生成処理をより高速にすることができる。

【００３１】また、ここで注意すべきことは、雪モデル
として定義したｎ個の粒子は、ワールド座標系とは無関
係にローカル座標系内で運動するということである。そ
して、雪の粒子の表現位置を決定する処理は、表現領域
の位置と各粒子の初期位置に基づく標準位置とを対応付
け、その対応する位置に粒子が存在すると宣言する処理
である。従って、表現領域が複数存在する場合には、各
表現領域と各粒子の標準位置とを対応付けて、複数の雪
モデル（即ち、複数の粒子）がワールド座標系に存在す
るかのように設定することができる。

【００３２】従って、図７に示すように、視界内に２つ
の表現領域３５０、３５２を設けることも可能である。
同図において、表現領域３５０は、雪モデルと合同であ
り、表現領域３５２は、ＸおよびＺ軸方向に対してそれ
ぞれ雪モデルの２倍の長さを有している。従って、雪の
粒子の表現位置を決定する際には、表現領域３５２を雪
モデルと合同な形状に分割し、各領域３５０および３５
２−１〜４に対して、上記と同様の処理を施すことによ
り雪が降る環境を表現することができる。

【００３３】次に、本実施の形態における構成を説明す
る。図８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、ユーザは、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
アドベンチャーゲーム等のゲームを楽しむ。この場合、
ゲームプログラム等のゲームを行うために必要な情報
は、本体装置に着脱自在な情報記憶媒体であるＣＤ−Ｒ
ＯＭ１２０６、ＩＣカード１２０８、メモリカード１２
１２等に格納されている。

【００３４】図９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。

【００３５】操作部１０は、ゲームにおける自キャラク
タの操作や、ゲーム開始あるいは中止等の指示を入力す
るためのものであり、図８に示す、ゲームコントローラ
１２０２、１２０４が操作部１０に相当する。

【００３６】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の指示、ゲーム処理、画像
処理、音処理等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）、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。

【００３７】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、仮想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１
０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。

【００３８】また、ゲーム演算部２２は、情報記憶媒体
４０から雪制御情報４４を読み出して本発明を実現する
ための処理を実行する、雪演算部２２０と、領域決定部
２２２と、雪位置決定部２２４とを有する。なお、ゲー
ム演算部２２は、ゲームの進行に応じて雪の発生タイミ
ングを決定し、雪演算部２２０には、雪モデルを生成さ
せるための指示信号を、領域決定部２２２には、雪を仮
想空間に表現する位置を決定させるための指示信号をそ
れぞれ出力する。

【００３９】雪演算部２２０は、ゲーム演算部２２から
雪モデルの生成指示が入力されると、図２に示すような
雪モデルを生成する。即ち、雪演算部２２０は、ローカ
ル座標系における初期位置と、初速度とに基づいて各雪
の初期位置からの移動量を１フレーム毎に計算して、雪
位置決定部２２４に出力する。

【００４０】具体的には、１つの雪の寿命をＦ_maxフレ
ームと定義する。そして、雪を降らせ始めたフレームか
ら毎フレームカウントするカウンタｆ_wを設け、各粒子
の時刻Ｆを計算する。例えば、Ｆ＝（ｆ_w＋ｆ₀）ｍｏｄＦ_max …（６）として、時刻ＦがＦ_maxになるまで粒子を運動させるこ
ととする。ここに、ｍｏｄとは、（ｆ_w＋ｆ₀）をＦ_max
で割った余りを取ることを意味する。また、ｆ₀は、各
粒子に初期条件として与えられたフレーム数であり、初
期位置に応じて設定する。

【００４１】そして、雪の初期位置からの移動量、即
ち、（δｘ，δｙ，δｚ）＝（ｖ_x、ｖ_y、ｖ_z）＊Ｆ …（７）を計算する。例えば、Ｆ＝９であれば、初期位置から９
フレーム後の粒子の位置を算出する。ここに、異なる粒
子の初期位置の高さ（ｙ軸方向）が同じであっても、ｆ
₀の値が異なる場合、Ｆの値が異なるため、その２つの
粒子は異なる高さに表現されることとなる。

【００４２】このように、雪演算部２２０は、雪制御情
報４４から各雪の粒子の初期条件を読出し、雪発生から
の時間をカウントして、毎時における初期位置からの移
動量を計算している。従って、各時刻での雪の位置をメ
モリ等に書き戻す必要がないため、メモリとのデータ転
送の管理・実行処理を削減することができる。

【００４３】また、雪演算部２２０は、各雪の色の濃度
（あるいは、透明度）Ａを制御する。例えば、初期の色
の濃度をＡ₀、色の変化速度をｖ_aとし、各フレーム毎にＡ＝Ａ₀＋ｖ_a＊Ｆ …（８）を計算する。

【００４４】領域決定部２２２は、ゲーム演算部２２か
らワールド座標系における自キャラクタの視点位置およ
び視線方向が入力されると、図３あるいは図７に示すよ
うに、視点の視線上に各表現領域の中心点を設定し、視
界全体に雪を表現できるように表現領域を配置する。

【００４５】雪位置決定部２２４は、雪演算部２２０か
ら各粒子の初期位置が入力されると、ワールド座標系に
各粒子の標準位置を設定する。また、領域決定部２２２
から表現領域の設定位置が入力されると、表現領域の代
表点を計算し、変換処理を実行して標準位置の粒子を表
現領域に変換する。そして、雪演算部２２０から入力さ
れる各粒子の移動量を、変換した表現領域内の粒子の初
期位置に加算して各粒子のワールド座標系における表現
位置を決定する。

【００４６】以下に、図１０（ａ）に示すような雪モデ
ル６００を用いて本発明を適用した場合について説明す
る。図１０（ａ）に示す雪モデル６００では、雪モデル
の１／３の領域に雪の粒子が定義されていない。また、
図１０（ｂ）は、ワールド座標系に、キャラクタ６０２
と木オブジェクト６０４を設定した一例を示す図であ
り、格子状に引かれた線は、雪モデルとの対応を明確に
するために表記したものであって、実際に画像化される
線ではない。図１１（ａ）は、図１０（ｂ）の６０６の
位置に自キャラクタの視点があり、表現領域を６０８の
位置に設定した場合に生成される画像を示す図である。
図１１（ａ）において、画面右側の１／３の領域に雪が
表現されていない理由は、図１０（ａ）に示す雪モデル
６００に起因する。

【００４７】一方、自キャラクタの視点位置が図１０
（ｂ）の６１０に移動すると、これに伴って表現領域６
０８も表現領域６１２の位置に移動する。新たに表現領
域となった部分６１４には、表現領域６１２から外れた
部分６１６に表現されていた粒子が表現されることとな
る。従って、視点６１０に基づく画像は、図１１（ｂ）
に示すものとなる。図１１（ａ）の領域７００に表示さ
れていた雪が、図１１（ｂ）の領域７０２に表示され
る。

【００４８】画像生成部２４は、ゲーム演算部２２から
の指示に応じて各種の画像処理を行う。例えば、ゲーム
演算部２２が設定する仮想空間における自キャラクタの
視点に基づく画像データを生成し、表示部３０に出力し
て表示させる。また、画像生成部２４は、ゲーム演算部
２２から各雪粒子の座標データおよび色の濃度（透明
度）データが入力されると、視点から見える奥行き順に
従って大きさを変更させ、色の濃度データに従って濃度
を変更させて雪の画像データを生成する。

【００４９】表示部３０は、画像生成部２４から入力さ
れる画像データを画面に出力するものであり、ＣＲＴ、
ＬＣＤ、ＨＭＤ等のハードウェアにより実現できる。

【００５０】情報記憶媒体４０は、ゲームプログラム４
２を記憶している。この情報記憶媒体４０の機能は、Ｃ
Ｄ−ＲＯＭ、ゲームカセット、ＩＣカード、ＭＯ、Ｆ
Ｄ、ＤＶＤ、メモリ、ハードディスクなどのハードウェ
アによって実現できる。また、情報記憶媒体４０には、
雪制御情報４４が含まれており、この雪制御情報４４に
は、後述する雪表現処理を実行するためのプログラム、
および、各雪の初期条件等のデータ等が含まれている。

【００５１】次に、雪演算部２２０、領域設定部２２
２、雪位置決定部２２４により実行される雪表現処理に
ついて、図１２に示すフローチャートを用いて以下説明
をする。なお、本処理は、１フレーム毎に、全ての表現
領域に対して実行するものである。

【００５２】図１２において、領域決定部２２２は、ゲ
ーム演算部２２から自キャラクタの視点位置および視線
方向等のデータが入力されるとワールド座標系における
表現領域の位置を決定する（ステップＳ１）。そして、
表現領域の代表点となる座標を計算する（ステップＳ
２）。

【００５３】次いで、雪演算部２２０が変数ｉに０を代
入した後（ステップＳ３）、雪位置決定部２２４は、雪
演算部２２０からローカル座標系におけるｉ番目の粒子
の初期位置が入力されると、ワールド座標系の標準的な
位置と対応付けて、標準位置を設定する（ステップＳ
４）。

【００５４】また、雪演算部２２０は、雪モデル中のｉ
番目の粒子を選択し、ローカル座標系における雪粒子の
移動量（δｘ、δｙ、δｚ）を算出する（ステップＳ
５）。また、色の濃度を計算して（ステップＳ６）、色
濃度データとして画像生成部２４に出力する。

【００５５】また、雪位置決定部２２４は、ステップＳ
４において、ｉ番目の粒子の標準位置を設定すると、雪
演算部２２０の処理と並列して、ｉ番目の粒子の標準位
置から表現領域への変換処理を実行する。まず、ｉ番目
の粒子と代表点との差分（δＸ，δＺ）を計算する（ス
テップＳ７）。

【００５６】次いで、（δＸ／Ｌ_x、δＺ／Ｌ_z）の商
（α、β）を算出する（ステップＳ８）。そして、（α
Ｌ_x＋Ｘ₀、βＬ_z＋Ｚ₀）を算出して、表現領域内での粒
子ｉの初期位置（Ｘ，Ｚ）を求める（ステップＳ９）。

【００５７】雪位置決定部２２４は、ステップＳ５で算
出した粒子ｉのローカル座標系での移動量（δｘ、δ
ｙ、δｚ）と、ステップＳ９で求めた表現領域内での粒
子ｉの初期位置（Ｘ、Ｚ）とから、ワールド座標系にお
ける粒子ｉの表現位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を決定し（ステッ
プＳ１０）、粒子ｉの座標データとして画像生成部２４
に出力する。

【００５８】画像生成部２４は、ゲーム演算部２２から
入力された色濃度データと座標データに基づいて粒子ｉ
の画像を生成する（ステップＳ１１）。

【００５９】そして、ｉに１を加算し（ステップＳ１
２）、ｉ＝ｎであるか否か、即ち、雪モデルに定義され
た全ての粒子の処理を終了したか否かを確かめる（ステ
ップＳ１３）。未処理の粒子が存在するならば、ステッ
プＳ４に戻ってステップＳ４からＳ１３の処理を繰り返
し、粒子ｉの表現位置を決定し、粒子ｉの画像を生成す
る。ステップＳ１３において、ｉ＝ｎの条件を満たすな
らば、本処理を終了する。

【００６０】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１３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、ディスプレイ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１０
２２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。

【００６１】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。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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。ま
たディスプレイ１０１８は、ＣＲＴやＬＣＤ、ＴＶ、プ
ラズマディスプレイ、プロジェクター等の表示装置を含
む意である。

【００６５】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。

【００６６】また、図１〜図１１で説明した種々の処理
は、図１２のフローチャートに示した処理等を行うため
の雪制御情報４４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ＣＰ
Ｕ１０００、画像生成ＩＣ１０１０、音生成ＩＣ１００
８等によって実現される。なお、画像生成ＩＣ１０１
０、音生成ＩＣ１００８等で行われる処理は、ＣＰＵ１
０００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。

【００６７】図１４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。

【００６８】この場合、図９に示す雪制御情報４４や、
ゲームプログラム４２等は、例えば、ホスト装置１３０
０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１３０４−１〜１３
０４−ｎに伝送し端末において出力することになる。

【００６９】なお、本発明は、上記実施例で説明したも
のに限らず、種々の変形実施が可能である。例えば、上
記実施例においては、雪の発生に係る処理をＣＰＵが実
行することとして説明したが、ベクトル演算プロセッサ
等を用いてゲーム演算処理とは独立して処理することと
してもよい。即ち、雪の発生に係るプロセッサは、自キ
ャラクタの視点位置および視線方向等に基づいて、表現
領域を設定するとともに、雪モデルの演算処理や、雪モ
デルと表現領域とを対応付けてワールド座標系における
粒子の表現位置を決定する処理等を、ＣＰＵとは独立し
て実行することとしてもよい。この場合には、ＣＰＵの
処理と平行して環境を生成する処理を行うことができる
ため、より効率的に画像を生成できる。

【００７０】また、雪演算部２２０によって各雪の粒子
の移動位置を計算するようにしたが、予め複数の粒子
（例えば４つや５つの粒子）の表示パターンを定義し、
雪演算部は、この表示パターンを代表する一点の位置を
制御することとしてもよい。あるいは、雪モデルの大き
さを小さく、かつ、雪モデル内に存在する粒子数を少な
く（あるいは、１つ）定義し、多数の表現領域を視界内
に配置するようにしてもよい。

【００７１】また、本実施の形態では、単位領域に定義
される環境として雪（雪モデル）を扱ったが、例えば、
図１５に示すように、単位領域内に密生する草オブジェ
クトを定義して、本発明を適用してもよい。ただし、こ
の場合、単位領域のｙ軸方向に上限を設けず、視線が上
空に向いても草オブジェクトが表現されないようにする
必要がある。

【００７２】

【発明の効果】本発明によれば、画面上に表現された環
境（あるいは、環境を構成する粒子やオブジェクト）が
所与の視点に基づく視界の移動に伴って繰り返し表現さ
れるため、仮想空間に設定する環境を空間全体に定義す
る必要がなく、ゲーム画像を生成する処理速度を向上さ
せるとともに、メモリ資源を節約することができる。ま
た、環境を有する単位領域を設定し、視界内に複数配置
できるため、環境を定義する処理そのものや、環境を構
成する粒子やオブジェクトの運動を制御する処理等を更
に削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、雪が降る状態を表現する一画像例を
示す図。（ｂ）は、視点位置が（ａ）の位置から右にず
れた場合の一画像例を示す図。

【図２】雪モデルの一例を示す図。

【図３】ワールド座標系に表現領域を設定した一例を示
す図。

【図４】（ａ）は、ワールド座標系に表現領域を設定し
た一例を示す図。（ｂ）は、（ａ）に示す表現領域がＸ
軸方向に移動した図。（ｃ）は、（ｂ）に示す表現領域
がＺ軸方向に移動した図。

【図５】（ａ）は、雪モデルおよび各粒子の標準位置を
示す図。（ｂ）は、ワールド座標系に表現領域を設定し
た一例を示す図。（ｃ）は、表現領域に雪の粒子を表現
した図。

【図６】標準位置に基づいて表現領域内に各粒子を配置
した図。

【図７】ワールド座標系に複数の表現領域を設定した一
例を示す図。

【図８】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。

【図９】機能ブロックの一例を示す図。

【図１０】（ａ）は、雪モデルの一例を示す図。（ｂ）
は、仮想空間の一例を示す図。

【図１１】（ａ）は、図１０（ｂ）の視点６０６に基づ
く一画像例を示す図。（ｂ）は、図１０（ｂ）の視点６
１０に基づく一画像例を示す図。

【図１２】雪表現処理を説明するフローチャート。

【図１３】本実施の形態を実現できるハードウェア構成
の一例を示す図。

【図１４】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。

【図１５】単位領域内に設定された草オブジェクトの一
例を示す図。

【符号の説明】

１０操作部２０処理部２２ゲーム演算部２２０雪演算部２２２領域設定部２２４雪位置決定部２４画像生成部４０情報記憶媒体４２ゲームプログラム４４雪制御情報

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３次元の仮想空間の画像を所与の視点に基
づき生成し、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において、前記仮想空間が同一の環境にあることを擬似的に表現す
るために、前記所与の視点の視線方向または視点位置が
変化する際に、視界から外れた領域内の環境を新たに視
界となる領域に表現するための表現手段を備えることを
特徴とするゲーム装置。
【請求項２】請求項１において、前記環境は、所与の粒子または所与のオブジェクトが１
つあるいは複数存在する空間であって、前記所与の視点の視線方向または視点位置が変化した場
合には、前記仮想空間に前記所与の粒子または所与のオ
ブジェクトが存する空間が連続的に広がっていることを
前記表現手段により擬似的に表現することを特徴とする
ゲーム装置。
【請求項３】請求項２において、前記所与の粒子は、雨または雪であることを特徴とする
ゲーム装置。
【請求項４】請求項２において、前記所与のオブジェクトは、地形オブジェクトであるこ
とを特徴とするゲーム装置。
【請求項５】請求項１から４のいずれかにおいて、単位領域に所与の環境を設定するための単位領域設定手
段を備え、前記表現手段は、前記単位領域の一部または全部を、前
記所与の視点の視界内に複製することにより、前記仮想
空間が同一の環境にあることを擬似的に表現することを
特徴とするゲーム装置。
【請求項６】３次元の仮想空間の画像を所与の視点に基
づき生成することによって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、前記仮想空間が同一の環境にあることを擬似的に表現す
るために、前記所与の視点の視線方向または視点位置が
変化する際に、視界から外れた領域内の環境を新たに視
界となる領域に表現するための表現情報を含むことを特
徴とする情報記憶媒体。
【請求項７】請求項６において、所与の粒子または所与のオブジェクトが１つあるいは複
数存在する空間を前記環境とするための情報と、前記所与の視点の視線方向または視点位置が変化した場
合には、前記仮想空間に前記所与の粒子または所与のオ
ブジェクトが存する空間が連続的に広がっていることを
擬似的に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８】請求項６あるいは７において、単位領域に所与の環境を設定するための情報と、前記単位領域の一部または全部を、前記所与の視点の視
界内に複製することにより、前記仮想空間が同一の環境
にあることを擬似的に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。