JP2002049937A - 自律キャラクタ再現装置、仮想空間表示装置およびコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 マニュアルモードで行動する１つのキャラク
タと、自律モードで行動する複数のキャラクタが、メモ
リ１４に形成された３次元仮想空間に再現される。仮想
カメラはマニュアルモードのキャラクタの頭上に配置さ
れ、ディスプレイ２２には、仮想カメラを通して撮影さ
れた３次元仮想空間が表示される。ここで、自律モード
のキャラクタのいずれか１つを選択すると、選択された
自律モードのキャラクタがマニュアルモードに切り換え
るとともに、マニュアルモードのキャラクタが自律モー
ドに切り換える。仮想カメラの配置は、モード切り換え
に応じてマニュアルモードのキャラクタの頭上に移動す
る。 【効果】 モニタに表示される仮想空間をダイナミック
に変化させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自律キャラクタ
再現装置に関し、特にたとえば、第１自律キャラクタに
基づいて第２自律キャラクタを仮想空間内に再現する、
自律キャラクタ再現装置に関する。

【０００２】この発明はまた、コンピュータ読み取り可
能な記録媒体に関し、特にたとえば、第１自律キャラク
タに基づいて第２自律キャラクタを仮想空間内に再現す
る手順をコンピュータに実行させるプログラムを記録し
た、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。

【０００３】この発明はさらに、仮想空間表示装置に関
し、手動制御方式で動作する１つの手動キャラクタなら
びに自律制御方式で動作する複数の自律キャラクタが存
在する３次元仮想空間をモニタに表示する、仮想空間表
示装置に関する。

【０００４】この発明はまた、コンピュータ読み取り可
能な記録媒体に関し、特にたとえば、手動制御方式で動
作する１つの手動キャラクタならびに自律制御方式で動
作する複数の自律キャラクタが存在する３次元仮想空間
をモニタに表示する手順をコンピュータに実行させるプ
ログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録
媒体に関する。

【０００５】

【従来の技術】仮想空間に再現される自律キャラクタを
進化させる従来技術としては、主人公のキャラクタが経
験を重ねるにつれて特技や才能を向上させるようなロー
ルプレイングゲームがあった。また、手動キャラクタお
よび自律キャラクタを仮想空間に再現する従来技術とし
ては、たとえばサッカーゲームのように複数のプレーヤ
が登場し、このうちの１人を手動で制御するものがあっ
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のロール
プレイングゲームでは、進化の方向が予め決められてお
り、ユーザによって自由に変更することはできなかっ
た。また、サッカーゲームでは、状況によって手動制御
の対象となるキャラクタを任意に変更できるものの、モ
ニタに表示される仮想空間が平面的で迫力に欠けるとい
う問題があった。

【０００７】それゆえに、この発明の主たる目的は、仮
想空間に新しく再現される自律キャラクタの行動様式に
自由度を持たせることができる、自律キャラクタ再現装
置を提供することである。

【０００８】この発明の他の目的は、仮想空間に新しく
再現される自律キャラクタの行動様式に自由度を持たせ
ることができる、コンピュータ読み取り可能な記録媒体
を提供することである。

【０００９】この発明のその他の目的は、モニタに表示
される仮想空間をダイナミックに変化させることができ
る、仮想空間表示装置を提供することである。

【００１０】この発明のさらにその他の目的は、モニタ
に表示される仮想空間をダイナミックに変化させること
ができる、コンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供
することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、第１ルー
ルに基づいた行動様式を持つ第１自律キャラクタを仮想
空間に再現する第１再現手段、第１ルールをロック状態
またはアンロック状態に設定する状態設定手段、第１ル
ールがロック状態のとき第１ルールと所定関係を持つ第
２ルールを生成する第１生成手段、第１ルールがアンロ
ック状態のとき第１ルールを無作為に変異させて第２ル
ールを生成する第２生成手段、および第２ルールに基づ
いた行動様式を持つ第２自律キャラクタを仮想空間に再
現する第２再現手段を備える、自律キャラクタ再現装置
である。

【００１２】第２の発明は、第１ルールに基づいた行動
様式を持つ第１自律キャラクタを仮想空間に再現する手
順、第１ルールがロック状態およびアンロック状態のい
ずれに設定されているかを判別する手順、第１ルールが
ロック状態のとき第１ルールと所定関係を持つ第２ルー
ルを生成する手順、第１ルールがアンロック状態のとき
第１ルールを無作為に変異させて第２ルールを生成する
手順、および第２ルールに基づいた行動様式を持つ第２
自律キャラクタを仮想空間に再現する手順、をコンピュ
ータに実行させるプログラムを記録した、コンピュータ
読み取り可能な記録媒体である。

【００１３】第３の発明は、手動制御方式で動作する１
つの手動キャラクタならびに自律制御方式で動作する複
数の自律キャラクタを３次元仮想空間に再現する再現手
段、手動キャラクタに仮想カメラを配置する配置手段、
仮想カメラを通して撮影された３次元仮想空間をモニタ
に表示する表示手段、複数の自律キャラクタのいずれか
１つを選択する選択手段、および選択手段によって選択
された自律キャラクタの制御方式を手動制御方式に切り
換え、かつ手動キャラクタの制御方式を自律制御方式に
切り換える切り換え手段を備える、仮想空間表示装置で
ある。

【００１４】第４の発明は、手動制御方式で動作する１
つの手動キャラクタならびに自律制御方式で動作する複
数の自律キャラクタを３次元仮想空間に再現する手順、
手動キャラクタに仮想カメラを配置する手順、仮想カメ
ラを通して撮影された３次元仮想空間をモニタに表示す
る手順、複数の自律キャラクタのいずれか１つを選択す
る手順、および選択手段によって選択された自律キャラ
クタの制御方式を手動制御方式に切り換え、かつ手動キ
ャラクタの制御方式を自律制御方式に切り換える手順、
をコンピュータに実行させるプログラムを記録した、コ
ンピュータ読み取り可能な記録媒体である。

【００１５】

【作用】第１の発明によれば、第１ルールに基づいた行
動様式を持つ第１自律キャラクタが、第１再現手段によ
って仮想空間に再現される。この第１ルールは、状態設
定手段によってロック状態またはアンロック状態に設定
される。第１ルールがロック状態に設定されていれば、
第１ルールと所定関係を持つ第２ルールが第１生成手段
によって生成される。一方、第１ルールがアンロック状
態に設定されていれば、第２生成手段が、第１ルールを
無作為に変異させて第２ルールを生成する。こうして第
２ルールが生成されると、この第２ルールに基づいた行
動様式を持つ第２自律キャラクタが、第２再現手段によ
って仮想空間に再現される。

【００１６】この発明のある例では、アンロック状態の
第１ルールを変異させる確率が、確率設定手段によって
任意に設定される。第２生成手段は、設定された確率に
基づいて第１ルールを変異させる。

【００１７】この発明の他の例では、状態設定手段に含
まれる内容設定手段が、第１ルールの内容をロック状態
およびアンロック状態のいずれか一方に設定する。この
とき、第２生成手段に含まれる内容変異手段が、内容設
定手段によってアンロック状態に設定された第１ルール
の内容を無作為に変異させる。

【００１８】この発明のその他の例では、第１ルールは
複数存在しかつ各々の第１ルールに順位が割り当てられ
る。状態設定手段に含まれる順位設定手段は、各々の第
１ルールの順位をロック状態およびアンロック状態のい
ずれか一方に設定する。第２生成手段に含まれる順位変
異手段は、順位設定手段によってアンロック状態に設定
された第１ルールの順位を無作為に変異させる。

【００１９】この発明のさらにその他の実施例では、第
１自律キャラクタが所定の条件を満たすかどうかが判別
手段によって判別され、所定の条件を満たさないと、消
滅手段によって仮想空間から消滅される。第２再現手段
は、第１自律キャラクタが消滅したときに第２自律キャ
ラクタを仮想空間に再現する。

【００２０】第２の発明によれば、第１ルールに基づい
た行動様式を持つ第１自律キャラクタが仮想空間に再現
される。また、第１ルールがロック状態およびアンロッ
ク状態のいずれに設定されているかが判別される。ここ
で第１ルールがロック状態であれば、第１ルールと所定
関係を持つ第２ルールが生成される。一方、第１ルール
がアンロック状態であれば、第１ルールを無作為に変異
させることで第２ルールが生成される。こうして第２ル
ールが生成されると、この第２ルールに基づいた行動様
式を持つ第２自律キャラクタが、仮想空間に再現され
る。記録媒体には、このような手順をコンピュータに実
行させるプログラムが記録される。

【００２１】第３の発明によれば、手動制御方式で動作
する１つの手動キャラクタならびに自律制御方式で動作
する複数の自律キャラクタが、再現手段によって３次元
仮想空間に再現される。さらに、仮想カメラが、配置手
段によって手動キャラクタに配置される。表示手段は、
仮想カメラを通して撮影された３次元仮想空間をモニタ
に表示する。ここで、複数の自律キャラクタのいずれか
１つが選択手段によって選択されると、切り換え手段
は、選択された自律キャラクタの制御方式を手動制御方
式に切り換えるとともに、手動キャラクタの制御方式を
自律制御方式に切り換える。仮想カメラの配置は、制御
方式の切り換えに応じて手動制御方式のキャラクタに移
動する。

【００２２】第４の発明によれば、手動制御方式で動作
する１つの手動キャラクタならびに自律制御方式で動作
する複数の自律キャラクタが３次元仮想空間に再現され
る。また、手動キャラクタに仮想カメラを配置され、こ
の仮想カメラを通して撮影された３次元仮想空間がモニ
タに表示される。複数の自律キャラクタのいずれか１つ
が選択されると、選択された自律キャラクタの制御方式
が手動制御方式に切り換えられるとともに、手動キャラ
クタの制御方式が自律制御方式に切り換られる。このよ
うな手順をコンピュータに実行させるプログラムが、記
録媒体に記録される。

【００２３】

【発明の効果】第１および第３の発明によれば、第１ル
ールがアンロック状態に設定されているとき、第１ルー
ルを無作為に変異させることで第２ルールが生成され、
生成された第２ルールに基づいた行動様式を持つ第２自
律キャラクタが仮想空間に再現される。このため、仮想
空間に新しく再現される自律キャラクタの行動様式に自
由度を持たせることができる 第２および第４の発明によれば、キャラクタの制御方式
の切り換えに応じて仮想カメラの配置も変更するように
したため、モニタに表示される仮想空間をダイナミック
に変化させることができる。

【００２４】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。

【００２５】

【実施例】図１を参照して、この実施例の３次元グラフ
ィック装置１０は、ＣＰＵ１２を含む。ＣＰＵ１２は、
バス１８によってメモリ１４およびディスクドライブ１
６と接続されるとともに、バス１８およびＩ／Ｆ回路２
０を介してディスプレイ（映像モニタ）２２，キーボー
ド２４，マイク２６およびマウス２８と接続される。

【００２６】ディスクドライブ１６は、ＣＰＵ１２から
の命令に応答してＣＤ−ＲＯＭのような記録媒体３０に
アクセスし、これに記録された３次元グラフィックソフ
トをメモリ１４にインストールする。オペレータ２４が
キーボード２４，マイク２６またはマウス２８を通して
所定の命令を入力すると、ＣＰＵ１２は、与えられた命
令に応じて３次元グラフィックソフトを処理する。ディ
スプレイ２２には、処理に応じた３次元仮想空間が再現
される。

【００２７】３次元仮想空間は、具体的には図２に示す
ような空間である。つまり、周囲が海によって囲まれた
陸地の上に民家が一軒存在し、民家から距離を隔てた位
置に丘が形成されている。丘の上には２つの岩が存在
し、一方の岩には一本の木が生えている。また、これら
の岩の上には円盤が浮いている。陸地には、みかん，り
んご，バナナなどのフルーツ（図示せず）が点在し、海
の中には魚が泳いでいる。このような仮想空間に、たと
えば図３に示すような“トリ”，“カッパ”および“女
の子”の３種類のキャラクタが再現される。再現された
キャラクタのいずれか１つにはマニュアルモードが設定
され、このキャラクタはオペレータの命令に応じて行動
する。一方、残りのキャラクタには自律モードが設定さ
れ、このキャラクタは予め設定されたルールに従う行動
様式をとる。

【００２８】ディスプレイ２２には、マニュアルモード
のキャラクタから見た仮想空間の映像が表示される。つ
まり、図３に示すように“トリ”，“カッパ”および
“女の子”が存在する場合、“女の子”にマニュアルモ
ードが設定されると、“女の子”から見た図４に示す映
像がディスプレイ２２に表示される。また、“カッパ”
にマニュアルモードが設定されると“カッパ”から見た
図５に示す映像がディスプレイ２２に表示され、“ト
リ”にマニュアルモードが設定されると“トリ”から見
た図６に示す映像がディスプレイ２２に表示される。

【００２９】図７を参照して、各々のキャラクタは、自
律モードにおいて有効となる視覚センサおよび触覚セン
サを備える。視覚センサは自分が今どのような物体を見
ているかを検出するセンサであり、触覚センサは自分が
今どのような物体に接触しているかを検出するセンサで
ある。

【００３０】視覚センサについては、水平方向および垂
直方向の視野角に加えて、近距離および遠距離の各々の
到達範囲が設定されている。このため、視覚センサによ
って物体を検出する場合、各キャラクタは、物体が視野
角に入ったかどうかだけでなく、物体が近距離に位置す
るのか遠距離に位置するのかについても判断することが
できる。ここで、“女の子”や“カッパ”のように目が
前方を向いているキャラクタについては、視野角は狭め
に設定すべきである。これに対して、“トリ”のように
目が左右を向いているキャラクタについては、視野角は
広めに設定すべきである。このように、視覚センサ特性
はキャラクタによって相違するため、図８に示す視覚セ
ンサ特性テーブルがキャラクタ毎に準備され、このテー
ブルによって視野角および到達範囲が調整される。

【００３１】図８によれば、“近距離センサ”，“遠距
離センサ”，“角度θ”および“角度φ”の４つの項目
が用意されている。このうち、“近距離センサ”および
“遠距離センサ”によって近距離および遠距離の到達範
囲が決定され、“角度θ”および“角度φ”によって水
平方向および垂直方向の視野角が決定される。設定可能
な最大到達範囲は、“近距離センサ”および“遠距離セ
ンサ”のいずれもキャラクタの身長の２０倍である。一
方、最小到達範囲については、“近距離センサ”は０で
あるが、“遠距離センサ”は近距離センサに実際に設定
された到達範囲の最大値である。視野角については、
“角度θ”および“角度φ”のいずれも０度〜１８０度
の範囲で設定できる。各自律キャラクタは、このような
視覚センサによって物体の存在を認識する。

【００３２】一方、触覚センサを用いると、各自律キャ
ラクタは、自分が接触している物体を検出できるだけで
なく、自分が存在する場所も検出することができる。た
とえば、キャラクタが陸の上にいるときは、足の裏が地
面に接触していることを検知して自分が陸地に立ってい
ると判断し、空気抵抗を考慮した速度で陸上を歩行す
る。歩行中に身体が岩や民家などの障害物に接触したこ
とを検知すると、目前の障害物を突き破って先に進むこ
とができないと判断し、進行を停止する。また、陸地か
ら海に飛び込み、全身が海水と接触したことを検知する
と、自分が海中にいると判断し、移動手法を歩行から水
泳に変更するとともに、海中の移動速度を水の抵抗を考
慮して決定する。このように、自律キャラクタは、自分
が今どこにいるかを触覚センサによって認識し、認識結
果に応じた振舞いをする。

【００３３】各キャラクタには、図９に示す進化基準テ
ーブルも準備される。図９によれば、生存条件として
“満腹感”，“活力”および“気分”の３つのパラメー
タが存在し、各パラメータの閾値（生存可能かどうかを
決定する閾値）は、オペレータによって任意に調整され
る。

【００３４】各キャラクタが持つ“満腹度”，“活力”
および“気分”のパラメータ値は、キャラクタの行動と
ともに変化する。たとえば、好物のエサを見つけて食べ
れば、キャラクタは満腹になり、元気になり、ハッピー
になる。逆に、長時間にわたってエサを発見できなけれ
ば、キャラクタは、空腹となり、疲労が重なり、さらに
不機嫌になる。“満腹感”，“活力”および“気分”の
パラメータ値が低下し、いずれか１つのパラメータ値が
生存条件の閾値を下回ると、キャラクタは死亡（消滅）
する。ここで、死亡するキャラクタは自律キャラクタに
限られない。つまり、マニュアルモードで行動するキャ
ラクタも、パラメータ値が生存条件を下回った時点で死
亡する。

【００３５】各々のキャラクタは、死亡を契機として進
化する。つまり、キャラクタの死亡の直後に、生存する
残りのキャラクタのいずれか１つ（優秀なキャラクタが
選ばれる確率が高い）の遺伝子を引き継ぐキャラクタが
生成され、仮想空間に再現される。このとき、次世代の
キャラクタが持つ遺伝子には、親のキャラクタの遺伝子
に対して突然変異が生じる可能性がある。この突然変異
率を決定するのが、図９の進化基準テーブルに設定され
た突然変異率である。突然変異率のパラメータとして
は、“点突然変異”および“優位度突然変異”の２つが
存在し、これらのパラメータの閾値もまた、オペレータ
によって任意に調整される。この点突然変異率および優
位度突然変異率については、後述する。

【００３６】各々のキャラクタには、図１０に示す遺伝
子プログラムが設定されている。この遺伝子プログラム
は、キャラクタの行動様式を決定するルールを任意に作
成するためのルールメニューテーブル４８，キャラクタ
の生成時に各ルールに突然変異を起こさせるかどうか
（突然変異のロック／アンロック）を設定するための突
然変異ロック設定テーブル５０，ルールメニューテーブ
ル４８を操作して作成されたルール（突然変異のロック
／アンロックを含む）を格納するためのルールテーブル
５２，ルールテーブル５２へのルールの追加を命令する
ためのアイコン５４およびルールテーブル５２からのル
ールの削除を命令するためのアイコン５６からなる。

【００３７】ルールメニューテーブル４８には、“入
力”，“状態”および“出力”の３つの項目が設けられ
る。“入力”に関するパラメータとしては、能動化する
センサの種別３２，能動化されたセンサによる検出物体
３４および視覚センサの検出距離３６の３つがある。ま
た、状態に関するパラメータとしては、自分が存在する
場所３８，満腹感４０，活力４２および気分４４の４つ
がある。さらに、出力に関するパラメータとしては、キ
ャラクタの行動４６がある。

【００３８】ここで、センサ種別３２としては“１：視
覚センサ”および“２：触覚センサ”があり、検出物体
３４としては“Ａ：民家のドア”，“Ｂ：別のキャラク
タ”，“Ｃ：岩”，“Ｄ：円盤”，“Ｅ：海面”，
“Ｆ：りんご”，“Ｇ：みかん”，“Ｈ：バナナ”およ
び“Ｉ：魚”があり、検出距離３６としては“１：近
い”および“２：遠い”がある。検出距離３６の設定
は、視覚センサが能動化されたときにのみ有効となる。
また、場所３８としては“Ａ：民家”，“Ｂ：海中”，
“Ｃ：岩の上”および“Ｄ：円盤の上”があり、満腹感
４０としては“１：満腹”および“２：空腹”があり、
活力４２としては“１：元気いっぱい”および“２：疲
れた”があり、気分４６としては“１：ハッピー”およ
び“２：不機嫌”がある。さらに、動作としては、
“Ａ：歩き回る”，“Ｂ：近づく”，“Ｃ：後ずさ
り”，“Ｄ：休む”，“Ｅ：出入りする”，“Ｆ：飛
ぶ”，“Ｇ：ひろう”，“Ｈ：おく”，“Ｉ：食べ
る”，“Ｊ：殴る”および“Ｋ：逃げる”がある。この
ようなルールメニューテーブル４８からマウス２８によ
って所望の項目を選択することで、自律キャラクタの行
動様式を決定するルールが作成される。

【００３９】なお、センサ種別３２，検出距離３６，場
所３８，満腹感４０，活力４２および気力４４について
は、必ずしもパラメータを選択する必要はない。この場
合、選択されなかったパラメータ値は“＊”となり、ト
ランプのワイルドカードと同様に機能する。たとえば、
“場所”について“Ａ：民家”を設定する一方、“満腹
感”，“活力”および“気力”についてはいずれのパラ
メータも選択しなかった場合、キャラクタは、民家に移
動したとき、満腹感，活力および気力に関係なく所定の
物体（たとえばバナナ）の検出に対して所定の行動（た
とえば食べる）をとる。

【００４０】突然変異ロックテーブル５０を操作すれ
ば、作成された各々のルールに対して“点突然変異”お
よび“優位度突然変異”を起こさせるかどうかを任意に
設定できる。“点突然変異”とはルールを構成する複数
の項目が示す内容の無作為な変異を意味し、“優位度突
然変異”とは設定された複数のルールの優位度（順位）
の無作為な変異を意味する。突然変異ロックテーブル５
０では、“点突然変異”および“優位度突然変異”の各
々のパラメータについてロック／アンロックを設定でき
る。この設定操作も、マウス２８によって行われる。

【００４１】“点突然変異”のみをロックしたときは、
ロックされたルールの内容は変異されないが、ルールの
順位が変異される可能性がある。逆に、“優位度突然変
異”のみをロックしたときは、ロックされたルールの順
位は変異されないが、ルールの内容が変異される可能性
がある。また、“点突然変異”および“優位度突然変
異”の両方をロックしたときは、このルールについては
内容および順位のいずれも変異されることはない。これ
対して、“点突然変異”および“優位度突然変異”のい
ずれもロックしなかったときは、このルールについては
内容および順位のいずれも変異される可能性がある。

【００４２】なお、“点突然変異”のみをロックしたと
きのパラメータ値は“１”であり、“優位度突然変異”
のみをロックしたときのパラメータ値は“２”である。
また、点突然変異”および“優位度突然変異”の両方を
ロックしたときのパラメータ値は“３”であり、点突然
変異”および“優位度突然変異”のいずれもロックしな
かったときのパラメータ値は“＊”である。つまり、突
然変異ロックテーブル５０についてもパラメータの選択
は必ずしも必要ではなく、このとき、突然変異について
はワイルドカードと同様に扱われ、対応するルールは点
突然変異および優位度突然変異の両方を施される。

【００４３】このようにしてルールの作成および突然変
異の設定が完了した後、オペレータがマウス２８によっ
て“追加”のアイコンをクリックすると、作成されたル
ールおよび突然変異のパラメータがルールテーブル５２
に追加される。一方、ルールテーブル５２に設定された
いずれかのルールを選択して“削除”のアイコンをクリ
ックすると、選択されたルールがルールテーブルから削
除される。

【００４４】たとえば、センサ種別３２，検出物体３４
および検出距離３６の各々から“１：視覚センサ”，
“Ｈ：バナナ”および“１：近い”を選択し、場所３
８，満腹感４０，活力４２および気力４４の各々から
“Ａ：民家”，“２：空腹”，“２：疲れた”および
“２：不機嫌”を選択し、行動４６から“Ｉ：食べる”
を選択し、“点突然変異”のみをロックし、その後マウ
ス２８によって“追加”のアイコン５４をクリックする
と、“１Ｈ１：Ａ２２２：Ｉ：３”がルールテーブル５
２に設定される。

【００４５】各自律キャラクタは、自分のルールテーブ
ル５２に設定された複数のルールに基づいて行動様式を
決定する。確率論に従って行動様式を決定する場合は、
まず現時点のキャラクタの入力および状態と設定された
各々のルールの入力および状態との間でマッチングをと
り、各ルールのマッチング得点を求める。このとき、マ
ッチング得点には優位度に応じた重み付けが施される
が、ルールに“＊”が含まれているときは、低い得点が
与えられる。続いて、各マッチング得点の総和を求め、
この総和に占める各マッチング得点の割合を算出する。
その後、算出した割合に応じて各ルールに重み付けを施
し、この重み付けを考慮していずれかのルールを無作為
に抽出する。自律キャラクタは、抽出されたルールに応
じた行動を取る。

【００４６】一方、決定論に従って行動様式を決定する
場合は、優位度が高いルールから順にマッチング得点を
算出していき、マッチング得点が所定の閾値を超えたと
きにこのマッチング得点に対応するルールを採用する。
自律キャラクタは、採用されたルールに応じた行動を取
る。

【００４７】ＣＰＵ１２は、具体的には図１１〜図１８
に示すフロー図（３次元グラフィックソフト）を処理す
る。

【００４８】まず図１１に示すメインルーチンを参照し
て、ステップＳ１では図３に示す３次元仮想空間をメモ
リ１４のワークエリア（図示せず）上に形成する。ステ
ップＳ３では３次元仮想空間に再現されるキャラクタの
個体数（生存個体数）ｎを初期値Ｎｏに設定し、続くス
テップＳ５では消滅（死亡した）キャラクタの個体数
（消滅個体数）ｄを“０”とする。初期値Ｎｏはたとえ
ば“３”である。また、各キャラクタは所定の生存条件
を満たさなくなったときに死亡するため、個体数ｄは各
キャラクタの死亡に応じてインクリメントされる。続い
て、ステップＳ７でｎ個の自律キャラクタを３次元仮想
空間内に再現し、ステップＳ９で所定のキャラクタにマ
ニュアルモードを設定し、ステップＳ１１で仮想カメラ
をマニュアルモードのキャラクタの頭上に配置する。

【００４９】ステップＳ７ではたとえば“トリ”，“カ
ッパ”および“女の子”の自律キャラクタを１つずつ再
現し、各キャラクタに“０”，“１”および“２”の識
別番号を割り当てる。なた、ステップＳ９ではたとえば
“女の子”にマニュアルモードを設定する。このため、
“トリ”および“カッパ”は自律的に３次元仮想空間内
を行動するが、“女の子”はオペレータから命令に応じ
て３次元仮想空間内を行動する。さらに、仮想カメラは
当初“女の子”の頭上に配置され、ディスプレイ２２に
は“女の子”から見た３次元仮想空間が再現される。
“トリ”，“カッパ”および“女の子”がたとえば図３
に示すように民家の中に存在する場合、ディスプレイ２
２には図４に示す映像が表示される。

【００５０】ステップＳ１３ではオペレータから動作命
令が与えられたかどうか判断し、ステップＳ１７ではオ
ペレータによって別のキャラクタが選択されたかどうか
を判断する。動作命令の入力および別のキャラクタの選
択のいずれも、キーボード２２またはマイク２６を通し
て行われる。

【００５１】動作命令が入力されるとステップＳ１３で
ＹＥＳと判断し、ステップＳ１５で動作処理を行う。た
とえば、キーボード２４に設けられた“↑”キーが押さ
れると“女の子”を前方に移動させ、同じキーボード２
４に設けられた“↓”キーが押されると“女の子”を後
方に移動させる。また、地面の上にフルーツが落ちてい
るときにマイク２６を通して“拾え”との音声メッセー
ジを入力すると、“女の子”にフルーツを拾わせる。動
作処理が完了すると、ステップＳ１３に戻る。このよう
に、マニュアルモードが設定されたキャラクタは、オペ
レータの命令に応じた振舞いをする。

【００５２】別のキャラクタが選択されるとステップＳ
１７からステップＳ１９に進み、自律／マニュアルのモ
ード設定を変更する。つまり、現時点でマニュアルモー
ドが設定されているキャラクタを自律モードに変更する
とともに、選択されたキャラクタを自律モードからマニ
ュアルモードに変更する。モード変更処理が完了する
と、ステップＳ１１に戻る。したがって、“女の子”に
マニュアルモードが設定されている状態で“オペレータ
がマイク２６に向かってたとえば“カッパ”と叫ぶと、
“女の子”に自律モードが設定されるとともに、“カッ
パ”にマニュアルモードが設定される。このため、“女
の子”は自律的に動作し、“カッパ”はオペータの命令
に従って動作する。さらに、ステップＳ１１の処理によ
って、仮想カメラは“カッパ”の頭上に配置される。こ
のため、“トリ”，“カッパ”および“女の子”が図３
に示すように位置する場合、ディスプレイ２２には図５
に示す“トリ”と“女の子”の映像が表示される。

【００５３】ステップＳ２１ではオペレータから終了指
示が与えられたかどうか判断する。ここでＮＯであれば
ステップＳ１３に戻るが、ＹＥＳであればステップＳ２
３で所定の終了処理を行ってから処理を終了する。

【００５４】図１２は、メインルーチンの処理の途中で
所定期間おきに実行されるタイマ割り込みルーチンであ
る。まずステップＳ３１でカウント値ｉを“０”に設定
し、ステップＳ３３でｉ番目のキャラクタが生存条件を
満足しているかどうか判断する。上述のように、各々の
キャラクタには図９に示す進化基準テーブルが割り当て
られており、各キャラクタの満腹感，活力および気分は
行動とともに変化する。ステップＳ３３では、注目する
キャラクタの満腹感，活力および気分を閾値と比較し、
どれか１つの項目が閾値を下回っていれば、生存条件を
満たしていないとみなしてステップＳ３５に進む。ステ
ップＳ３５では、注目するキャラクタを仮想空間から消
去し、ステップＳ３７では消滅個体数ｄをインクリメン
トし、ステップＳ３７の処理が完了するとステップＳ３
９に進む。一方、注目するキャラクタについて満腹感，
活力および気分の全ての項目が閾値を上回っていれば、
ステップＳ３３で生存条件を満たしているとみなして、
そのままステップＳ３９に進む。

【００５５】ステップＳ３９ではカウント値ｉが“ｎ−
１”に達したかどうか判断し、ＮＯであれば、ステップ
Ｓ４１でカウント値ｉをインクリメントしてからステッ
プＳ３３に戻る。全てのキャラクタについての生存条件
の判別処理が完了すると、ステップＳ３９でＹＥＳと判
断し、ステップＳ４５で乱数ｒを決定するとともに、ス
テップＳ４７でｒ個のキャラクタを生成する。ここで、
乱数ｒは０≦ｒ≦Ｎ_{MA X}−（ｎ−ｄ）の条件を満たすよ
うに無作為に決定された整数であり、生存個体数ｎがＮ
_MAXを超えることはない。キャラクタの生成処理を終え
ると、ステップＳ４７で生存個体数ｎを“ｎ＋ｒ”に更
新してからメインルーチンに復帰する。

【００５６】ステップＳ４５におけるｒ個のキャラクタ
の生成処理（進化処理）は、図１３および図１４に示す
サブルーチンに従う。まずステップＳ５１で乱数ｒの値
を判別し、ｒ＝０であればそのまま図１２に示すサブル
ーチンに復帰する。一方、ｒ＞０であれば、ステップＳ
５３でカウント値ｉを“０”とし、ステップＳ５５でｉ
番目のキャラクタの評価値Ｆｉを算出する。算出される
評価値Ｆｉは、ｉ番目のキャラクタが単位時間あたりに
発見できるエサの数に応じて高くなる。ステップＳ５７
ではカウント値ｉが“ｎ−１”に達したかどうか（生存
中の全てのキャラクタについて評価値Ｆｉを算出したか
どうか）を判断し、ＮＯであればステップＳ５９でカウ
ント値ｉをインクリメントしてからステップＳ５５に戻
る。一方、ステップＳ５７でＹＥＳであればステップＳ
６１に進み、全ての評価値Ｆｉ（０≦ｉ≦ｎ−１）を積
算して総評価値ΣＦを算出する。

【００５７】ステップＳ６３ではカウント値ｉを再度
“０”に設定し、ステップＳ６５ではｉ番目のキャラク
タの相対評価値ｆｉを数１に従って算出する。

【００５８】

【数１】ｆｉ＝Ｆｉ／ΣＦ 続いて、ステップＳ５７およびＳ５９と同様の処理をス
テップＳ６７およびＳ６９で行い、全てのキャラクタに
ついて相対評価値ｆｉが求められると、ステップＳ７１
で図１７に示すような円グラフを作成する。円グラフに
形成されたｎ個の扇状領域には０番目からｎ−１番目の
各々のキャラクタ（生存中のキャラクタ）が割り当てら
れ、かつ各々の扇状領域は相対評価値ｆｉ（０≦ｉ≦ｎ
−１）に応じた面積を有する。図１７によれば、“カッ
パ”，“トリ”および“女の子”が１つずつ仮想空間内
に存在し、“カッパ”の評価が最も高く、“トリ”およ
び“女の子”の評価はほぼ同じである。

【００５９】円グラフが作成されると、ステップＳ７３
でカウント値ｉに“０”を設定し、ステップＳ７５で円
グラフからいずれか１つのキャラクタを選択する。具体
的には、回転している円グラフに矢を射る要領でいずれ
かの扇状領域に割り当てられたキャラクタを選択する。
これによって、生成される（進化後の）キャラクタの種
類（“女の子”であるか、“トリ”であるか、“カッ
パ”であるか）が特定される。

【００６０】キャラクタの種類が特定されると、ステッ
プＳ７７で突然変異処理のベースとなる遺伝子プログラ
ムを特定する。特定される遺伝子プログラムは、ステッ
プＳ７５で選ばれたキャラクタに割り当てられているプ
ログラムである。遺伝子プログラムが特定されると、ス
テップＳ７９よびＳ８１の各々で点突然変異処理および
優位度突然変異処理を行う。つまり、特定された遺伝子
プログラムのルールテーブル５２に設定されたルールの
内容および順位を無作為に変異させ、新規の遺伝子プロ
グラムを作成する。作成された遺伝子プログラムは、ス
テップＳ７５で特定されたキャラクタの行動様式を決定
するためのプログラムである。ステップＳ８３ではこの
ようにして生成されたキャラクタを３次元仮想空間に追
加し、追加処理が完了するとステップＳ８５でカウント
値ｉを“ｒ−１”と比較し、ｉ＜ｒ−１であればステッ
プＳ８７でカウント値ｉをインクリメントしてからステ
ップＳ７５に戻る。このため、カウント値ｉが“ｒ−
１”に達するまでステップＳ７５〜Ｓ８５の処理が繰り
返される。ｒ個のキャラクタが仮想空間に追加されると
ステップＳ８５でＹＥＳと判断し、図１２に示すサブル
ーチンに復帰する。

【００６１】ステップＳ７９における点突然変異処理
は、図１５に示すサブルーチンに従う。まずステップＳ
９１でカウント値ｉを“０”に設定し、ステップＳ９３
で遺伝子プログラムのルールテーブル５２からｉ番目の
ルールに関する点突然変異の設定状態を検出する。ステ
ップＳ９５では検出された設定状態がロック／アンロッ
クのいずれであるか判別し、ロック状態であればステッ
プＳ１１１に、アンロック状態であればステップＳ９７
にそれぞれ進む。

【００６２】ステップＳ９７では各ルールを構成する項
目（全部で８つ）をカウントするカウント値ｊを“０”
に設定し、続くステップＳ９９では乱数ｒ（０≦ｒ≦１
の実数）を無作為に決定する。乱数ｒが決定されるとス
テップＳ１０１で図９に示す進化基準テーブルから点突
然変異率μを検出し、ステップＳ１０３で乱数ｒを点突
然変異率μと比較する。ここで、μ≦ｒであればそのま
まステップＳ１０７に進むが、μ＞ｒであればステップ
Ｓ１０５で注目するルールのｊ番目に位置する項目の内
容を無作為に変更してからステップＳ１０７に進む。ス
テップＳ１０７ではカウント値ｊが“ｍ−１（＝７）”
に達したかどうか判断し、ＮＯであれば、ステップＳ１
０９でカウント値ｊをインクリメントしてからステップ
Ｓ１０９に戻る。注目するルールの全ての項目について
ステップＳ９９〜Ｓ１０９の処理が実行されると、ステ
ップＳ１０７からステップＳ１１１に進む。

【００６３】ステップＳ１１１ではカウント値ｉが“ｋ
−１”に達したかどうか判断する。ここで“ｋ”はルー
ルテーブル５２に設定されたルールの総数であり、ステ
ップＳ１１１でＮＯであればカウント値ｉをインクリメ
ントしてからステップＳ９３に戻る。このため、ｉ＝ｋ
−１となるまでステップＳ９３〜Ｓ１１３の処理が繰り
返され、ステップＳ１１１でＹＥＳと判断されると、全
てのルールに対する点突然変異処理が完了したとみなし
て、図１４に示すサブルーチンに復帰する。

【００６４】ステップＳ８１における優位度突然変異処
理は、図１６に示すサブルーチンに従う。まずステップ
Ｓ１２１でカウント値ｉを“０”に設定し、ステップＳ
１２３でｉ番目のルールについて優位度突然変異の設定
状態を検出する。ステップＳ１２５では検出された設定
状態がロック／アンロックのいずれであるか判別し、ロ
ック状態であればそのままステップＳ１４１に進むが、
アンロック状態であればステップＳ１２７〜Ｓ１３９の
処理を経てステップＳ１４１に進む。

【００６５】ステップＳ１２７では乱数ｒ（０≦ｒ≦１
の実数）を無作為に決定し、ステップＳ１２９では図９
に示す進化基準テーブルから優位度突然変異率νを検出
する。乱数ｒおよび優位度突然変異率νが得られると、
ステップＳ１３１で各々のパラメータを比較する。ここ
でν＞ｒであれば、ステップＳ１３３で乱数ｍ（０≦ｍ
≦ｋ−１の整数）を無作為に決定し、ステップＳ１３５
でｍ番目のルールについて優位度突然変異の設定状態を
検出し、検出された設定状態がロック／アンロックのい
ずれであるかをステップＳ１３７で判別する。判別結果
がロック状態を示せばステップＳ１３３およびＳ１３５
を再度処理するが、判別結果がアンロック状態を示せ
ば、ステップＳ１３９でｉ番目のルールとｍ番目のルー
ルとを入れ替える。入れ替え処理が完了すると、ステッ
プＳ１４１に進む。なお、ステップＳ１３１でν≦ｒと
判断されたときは、ステップＳ１３３〜Ｓ１３９の処理
を行うことなくステップＳ１４１に進む。

【００６６】ステップＳ１４１ではカウント値ｉが“ｋ
−１”に達したかどうか判断し、ＮＯであればステップ
Ｓ１４３でカウント値ｉをインクリメントしてからステ
ップＳ１２３に戻る。一方、ステップＳ１４１でＹＥＳ
であれば、図１４に示すサブルーチンに復帰する。

【００６７】以上の説明から分かるように、マニュアル
モード（手動制御方式）で行動する１つのキャラクタ
と、自律モード（自律制御方式）で行動する複数のキャ
ラクタが、３次元仮想空間に再現される。仮想カメラは
マニュアルモードのキャラクタの頭上に配置され、ディ
スプレイには、仮想カメラを通して撮影された３次元仮
想空間が表示される。ここで、自律モードのキャラクタ
のいずれか１つを選択すると、選択された自律モードの
キャラクタがマニュアルモードに切り換えるとともに、
マニュアルモードのキャラクタが自律モードに切り換え
る。仮想カメラの配置は、モード切り換えに応じてマニ
ュアルモードのキャラクタの頭上に移動する。このよう
に、キャラクタのモード切り換えに応じて仮想カメラの
配置も変更するようにしたため、モニタに表示される仮
想空間をダイナミックに変化させることができる。

【００６８】また、仮想空間に再現されているあるキャ
ラクタが生存条件を具備できずに消滅した場合、生き残
っているいずれかのキャラクタの行動様式を決定するル
ールがロック／アンロックの設定に応じて変異され、変
異されたルールが進化後のキャラクタに適用される。つ
まり、ルールがロック状態に設定されていれば、このル
ールがそのまま進化後のキャラクタに適用されるが、ル
ールがアンロック状態に設定されていれば、このルール
を無作為に変異させて生成されたルールが進化後のキャ
ラクタに適用される。進化後のキャラクタは、生成され
たルールに基づいて仮想空間内を行動する。

【００６９】このように、消滅したキャラクタの行動様
式を決定するルールがアンロック状態に設定されていれ
ば、このルールを無作為に変異させて新規のルールが生
成され、生成されたルールに基づいた行動様式を持つキ
ャラクタが仮想空間に再現される。このため、仮想空間
に新しく再現されるキャラクタの行動様式に自由度を持
たせることができる。

【００７０】ここで、アンロック状態のルールを変異さ
せる確率（突然変異率）は任意に調整可能であり、進化
後のキャラクタに適用されるルールは、調整された突然
変異率に基づいて変異される。

【００７１】また、各ルールについては、内容または順
位についてロック状態およびアンロック状態のいずれか
一方に設定できる。内容がアンロック状態であればその
ルールの内容が無作為に変異され、順位がアンロック状
態であればそのルールの順位が無作為に変異される。

【００７２】なお、この実施例では、単一のディスプレ
イに３次元仮想空間を再現するようにしたが、複数の３
次元グラフィック装置を通信ネットワークを介して互い
に接続し、各々の３次元グラフィック装置のディスプレ
イに共通の３次元仮想空間を再現するようにしてもよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の内部構成を示すブロック図である。

【図２】３次元仮想空間の一例を示す図解図である。

【図３】３次元仮想空間の他の一例を示す図解図であ
る。

【図４】女の子から見た３次元仮想空間を示す図解図で
ある。

【図５】カッパから見た３次元仮想空間を示す図解図で
ある。

【図６】トリから見た３次元仮想空間を示す図解図であ
る。

【図７】女の子に設定された視覚センサおよび触覚セン
サを示す図解図である。

【図８】視覚センサ特性テーブルの一例を示す図解図で
ある。

【図９】進化基準テーブルの一例を示す図解図である。

【図１０】遺伝子プログラムの一例を示す図解図であ
る。

【図１１】図１実施例に適用される３次元グラフィック
ソフトのメインルーチンを示すフロー図である。

【図１２】図１実施例に適用される３次元グラフィック
ソフトのタイマ割り込みルーチンを示すフロー図であ
る。

【図１３】図１実施例に適用される３次元グラフィック
ソフトのキャラクタ処理ルーチンの一部を示すフロー図
である。

【図１４】図１実施例に適用される３次元グラフィック
ソフトのキャラクタ処理ルーチンの他の一部を示すフロ
ー図である。

【図１５】図１実施例に適用される３次元グラフィック
ソフトの点突然変異処理ルーチンを示すフロー図であ
る。

【図１６】図１実施例に適用される３次元グラフィック
ソフトの優位度突然変異処理ルーチンを示すフロー図で
ある。

【図１７】図１実施例に適用される円グラフの一例を示
す図解図である。

【符号の説明】

１０…３次元グラフィック装置 １２…ＣＰＵ １４…メモリ １６…ディスクドライブ ２２…ディスプレイ ２４…キーボード ２６…マイク ２８…マウス ３０…記録媒体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 佳子 京都府相楽郡精華町光台二丁目２番地２ 株式会社エイ・ティ・アール人間情報通信 研究所内 (72)発明者 中口 孝雄 京都府相楽郡精華町光台二丁目２番地２ 株式会社エイ・ティ・アール人間情報通信 研究所内 Ｆターム(参考） 2C001 BA00 BA01 BA02 BA05 BB05 BB08 BC00 BC10 CA09 CB01 CC02 5B050 BA07 BA08 BA09 CA07 FA02

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１ルールに基づいた行動様式を持つ第１
   自律キャラクタを仮想空間に再現する第１再現手段、 前記第１ルールをロック状態またはアンロック状態に設
   定する状態設定手段、 前記第１ルールが前記ロック状態のとき前記第１ルール
   と所定関係を持つ第２ルールを生成する第１生成手段、 前記第１ルールが前記アンロック状態のとき前記第１ル
   ールを無作為に変異させて前記第２ルールを生成する第
   ２生成手段、および前記第２ルールに基づいた前記行動
   様式を持つ第２自律キャラクタを前記仮想空間に再現す
   る第２再現手段を備える、自律キャラクタ再現装置。
2. 【請求項２】前記アンロック状態の前記第１ルールを変
   異させる確率を任意に設定する確率設定手段をさらに備
   え、 前記第２生成手段は前記確率に基づいて前記第１ルール
   を無作為に変異させる、請求項１記載の自律キャラクタ
   再現装置。
3. 【請求項３】前記状態設定手段は前記第１ルールの内容
   を前記ロック状態および前記アンロック状態のいずれか
   一方に設定する内容設定手段を含み、 前記第２生成手段は前記内容設定手段によって前記アン
   ロック状態に設定された前記第１ルールの前記内容を無
   作為に変異させる内容変異手段を含む、請求項請求項１
   または２記載の自律キャラクタ再現装置。
4. 【請求項４】前記第１ルールは複数存在しかつ順位が割
   り当てられ、 前記状態設定手段は各々の前記第１ルールの順位を前記
   ロック状態および前記アンロック状態のいずれか一方に
   設定する順位設定手段を含み、 前記第２生成手段は前記順位設定手段によって前記アン
   ロック状態に設定された前記第１ルールの前記順位を無
   作為に変異させる順位変異手段を含む、請求項１ないし
   ３のいずれかに記載の自律キャラクタ再現装置。
5. 【請求項５】前記第１自律キャラクタが所定の条件を満
   たすかどうかを判別する判別手段、および前記所定の条
   件を満たさないときに前記第１自律キャラクタを前記仮
   想空間から消滅させる消滅手段をさらに備え、 前記第２再現手段は前記第１自律キャラクタが消滅した
   ときに前記第２自律キャラクタを前記仮想空間に再現す
   る、請求項１ないし４のいずれかに記載の自律キャラク
   タ再現装置。
6. 【請求項６】第１ルールに基づいた行動様式を持つ第１
   自律キャラクタを仮想空間に再現する手順、 前記第１ルールがロック状態およびアンロック状態のい
   ずれに設定されているかを判別する手順、 前記第１ルールがロック状態のとき前記第１ルールと所
   定関係を持つ第２ルールを生成する手順、 前記第１ルールがアンロック状態のとき前記第１ルール
   を無作為に変異させて前記第２ルールを生成する手順、
   および前記第２ルールに基づいた前記行動様式を持つ第
   ２自律キャラクタを前記仮想空間に再現する手順、 をコンピュータに実行させるプログラムを記録した、コ
   ンピュータ読み取り可能な記録媒体。
7. 【請求項７】手動制御方式で動作する１つの手動キャラ
   クタならびに自律制御方式で動作する複数の自律キャラ
   クタを３次元仮想空間に再現する再現手段、 前記手動キャラクタに仮想カメラを配置する配置手段、 前記仮想カメラを通して撮影された前記３次元仮想空間
   をモニタに表示する表示手段、 前記複数の自律キャラクタのいずれか１つを選択する選
   択手段、および前記選択手段によって選択された前記自
   律キャラクタの制御方式を前記手動制御方式に切り換
   え、かつ前記手動キャラクタの制御方式を自律制御方式
   に切り換える切り換え手段を備える、仮想空間表示装
   置。
8. 【請求項８】手動制御方式で動作する１つの手動キャラ
   クタならびに自律制御方式で動作する複数の自律キャラ
   クタを３次元仮想空間に再現する手順、 前記手動キャラクタに仮想カメラを配置する手順、 前記仮想カメラを通して撮影された前記３次元仮想空間
   をモニタに表示する手順、 前記複数の自律キャラクタのいずれか１つを選択する手
   順、および選択された前記自律キャラクタの制御方式を
   前記手動制御方式に切り換え、かつ前記手動キャラクタ
   の制御方式を自律制御方式に切り換える手順、 をコンピュータに実行させるプログラムを記録した、コ
   ンピュータ読み取り可能な記録媒体。