JP2002183754A - ゲーム情報、情報記憶媒体及びゲーム装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の課題は、複数の透明ポリゴンが視線
方向に見て重なった場合、裏面（奥側）の透明ポリゴン
の色情報を表示画面に反映させることである。 【解決手段】 ゲーム装置は、航空機本体モデル５０４
及び操縦者モデル５０８を構成する不透明ポリゴンを順
次Ｚバッファ法により隠面消去しながらフレームバッフ
ァに描画する。次いで、ゲーム装置は、キャノピーモデ
ル５０６の裏面部５０６Ｂを構成する透明ポリゴンを順
次Ｚバッファ法により隠面消去しながら、フレームバッ
ファに合成・描画する。次いで、ゲーム装置は、キャノ
ピーモデル５０６の表面部５０６Ａを構成する透明ポリ
ゴンを順次Ｚバッファ法により隠面消去しながら、フレ
ームバッファに合成・描画する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、仮想三次元空間に
設定される複数の透過プリミティブ面（透明プリミティ
ブ面或いは半透明プリミティブ面）を表示する処理をゲ
ーム装置或いはコンピュータ等の装置に行わせるゲーム
情報に関する。更に、このゲーム情報を記憶する情報記
憶媒体に関する。更に、仮想三次元空間に設定される複
数の透過プリミティブ面を表示するゲーム装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、三次元コンピュータグラフィ
ックによる仮想三次元空間を表示するゲーム装置が知ら
れている。この種のゲーム装置は、複数のポリゴン（プ
リミティブ面）から構成されるオブジェクトを、ワール
ド座標系で表される仮想三次元空間内に配置し、この仮
想三次元空間内の視点から見える画像を表示する。

【０００３】即ち、ゲーム装置は、ワールド座標系にお
ける各オブジェクト（オブジェクトを構成するポリゴ
ン、ポリゴンを構成する頂点）の座標値及び向きを演算
する。次いで、ゲーム装置は、視点、視線の向き及びこ
の視点のビューボリューム（視野：視野角及び視線のＺ
方向の範囲で定められる角錐台）を設定し、ワールド座
標系で表される各オブジェクトの座標値及び向きを視点
座標系に変換する。次いで、ゲーム装置は、ポリゴンの
隠面消去処理を行いつつ、ポリゴンをスクリーン座標系
に透視投影することによって、フレームバッファ（スク
リーン）の各画素の色を決定する。

【０００４】隠面消去処理の方法の一つとして、Ｚバッ
ファ法がある。Ｚバッファ法では、ゲーム装置に、Ｚバ
ッファという記憶領域が準備される。Ｚバッファは、フ
レームバッファの各画素に対応するスクリーン座標系の
Ｚ値を格納する記憶領域である。Ｚバッファ法において
は、ゲーム装置が、すべてのポリゴンを任意の順にスク
リーンに透視投影する。ここで、あるポリゴンをスクリ
ーンに透視投影するとき、ゲーム装置は以下のような処
理を行う。即ち、透視投影したポリゴンが占める各画素
にＺ値がＺバッファに格納されていない場合には、フレ
ームバッファの各画素に当該各画素に対応するポリゴン
上の点の色を与える。一方、もしそのポリゴンが占める
各画素についてＺ値が格納されている場合には、各画素
に対応するポリゴン上の点のＺ値を、当該各画素のＺ値
と比較する。そして、ポリゴン上の点のＺ値が、その点
に対応する画素のＺ値より小さい場合には、その画素の
Ｚ値にその点のＺ値に書き換えて格納するとともに、そ
の画素にその点の色を与える。反対に、ポリゴン上の点
のＺ値が、その点に対応する画素のＺ値より大きい場合
には、画素のＺ値も書き換えないとともに、画素に色を
与えない。このような処理を各画素について行った後、
フレームバッファの内容を出力すれば、隠面処理がなさ
れることになる。

【０００５】他の隠面消去処理方法として、裏面クリッ
プ法がある。裏面クリップ法は、全てのポリゴンを透視
投影せずに隠面処理を行う方法である。裏面クリップ法
においては、ゲーム装置が、仮想三次元空間内における
各オブジェクトについて次の処理を行う。即ち、ゲーム
装置は、視線の向きとオブジェクトを構成する各ポリゴ
ンの法線との向きに基づいて、各ポリゴンがそのオブジ
ェクトにおける視点側（表面）にあるか、視点と反対側
（裏面）にあるかを判断する。詳細に説明すると、ゲー
ム装置は、各ポリゴンについて、ポリゴンの法線ベクト
ルと視線ベクトルとのなす角度を演算し、なす角度が鋭
角の場合にはそのポリゴンは裏面にあると判断し、なす
角度が鈍角の場合には表面にあると判断する。次いで、
ゲーム装置は、表面にあるポリゴンのみをスクリーン座
標系に変換することによって、フレームバッファの各画
素の色を決定する。これによって、各オブジェクトにつ
いては表面のみが表示され、隠面処理がなされることに
なる。

【０００６】ところで、表示画面のリアリティを増すた
めに、窓ガラスや水面といった透明オブジェクト或いは
半透明オブジェクト（以下、まとめて透明オブジェクト
と述べる。）を仮想三次元空間に設定する場合がある。
ゲーム装置では、以下のようにして、透明オブジェクト
を画面で表示する。即ち、透明オブジェクトをスクリー
ン座標系に透視投影して、透明オブジェクトの不透明度
に応じて、透明オブジェクトの各透明ポリゴンに含まれ
る点に対応する画素の色を決定する。詳細に説明する
と、透明ポリゴンをスクリーンに描画する前に各画素に
決定された色情報と、透明ポリゴンの色情報とを不透明
度に応じて合成することによって、フレームバッファの
画素を決定する。この処理を透明オブジェクトを構成す
る全ての透明ポリゴンについて行うと、透明オブジェク
トが画面に表示される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のゲーム装置で
は、透明ポリゴンについて隠面消去処理する場合以下の
ような問題点がある。Ｚバッファ法による隠面消去処理
を行うと、任意の順にすべてのポリゴンを透視投影する
ため、画面の表示が投影順に影響される場合がある。例
えば、透明ポリゴンの視線奥側に他のポリゴンが設定さ
れている場合、透明ポリゴンを先に透視投影する場合
と、他のポリゴンを先に透視投影する場合とでは、画面
表示が異なる。即ち、他のポリゴンを先に透視投影した
後に透明ポリゴンを透視投影する場合、フレームバッフ
ァの画素のＺ値（即ち、他のポリゴン内の点のＺ値）よ
り透明ポリゴン内の点のＺ値が小さいため、透明ポリゴ
ンの色情報とフレームバッファの色情報（即ち、他のポ
リゴンの色情報）とを合成する。したがって、表示画面
では、常に透明ポリゴンの奥に他のポリゴンがあるよう
に見える。一方、透明ポリゴンを先に透視投影した後に
他のポリゴンを透視投影する場合、フレームバッファの
画素のＺ値（即ち、透明ポリゴン内の点のＺ値）より他
のポリゴン内の点のＺ値が大きいため、他のポリゴンの
点の色が画素に与えられない。したがって、透明ポリゴ
ンであるにもかかわらず、表示画面では透明ポリゴン内
に他のポリゴンの色が反映されない。

【０００８】また、Ｚバッファ法では、透明オブジェク
トの視線奥側に他のオブジェクトがない際でも、透明オ
ブジェクトを構成する裏面のポリゴンを投影した後に表
面のポリゴンを投影した場合と、透明オブジェクトの表
面のポリゴンを投影した後に裏面のポリゴンを投影した
場合とでは、透明オブジェクトが異なって表示される。
即ち、透明オブジェクトの裏面のポリゴンを先に透視投
影した後に表面のポリゴンを透視投影する場合、フレー
ムバッファの画素のＺ値（即ち、裏面のポリゴンのＺ
値）より表面のポリゴンのＺ値が小さいため、表面のポ
リゴンの色情報とフレームバッファの色情報とを合成す
る。一方、透明オブジェクトの表面のポリゴンを先に透
視投影した後に裏面のポリゴンを透視投影する場合、フ
レームバッファの画素のＺ値（即ち、表面のポリゴンの
Ｚ値）より裏面のポリゴンのＺ値が大きいため、裏面の
ポリゴンの色情報が画素に与えられない。

【０００９】そこで、透明オブジェクトについては、裏
面クリップ法によって隠面消去処理を行うことによっ
て、ポリゴンの投影順による透明オブジェクトの表示へ
の影響を回避している。しかしながら、裏面クリップ法
では、透明オブジェクトの裏面のポリゴンの色情報が反
映されないため、リアリティに欠ける場合がある。例え
ば、透明オブジェクトの裏面のポリゴンの色と表面のポ
リゴンの色とが異なる場合、裏面のポリゴンの色情報が
画素に与えられない。したがって、透明オブジェクトで
あるにもかかわらず、表示画面では透明オブジェクトは
表面の色でしか表示されない。また、例えば、透明オブ
ジェクトの裏面に光が照射して、裏面で光が反射してい
るにもかかわらず、表示画面では透明オブジェクト裏面
で光が反射することを表示できない。

【００１０】そこで、本発明が解決しようとする課題
は、複数の透明ポリゴンが視線方向に見て重なった場
合、裏面（奥側）の透明ポリゴンの色情報を表示画面に
反映させることである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】以下、本発明の課題を解
決する手段について説明するが、各手段についての一例
として括弧書きにして各図面の符号を付す。請求項１記
載の発明は、プロセッサによる演算・制御により、所与
の視点に基づく仮想三次元空間の画像を生成して、所与
のゲームを実行することとなる装置に対して、複数の透
過プリミティブ面を前記仮想三次元空間に設定する設定
手段（空間演算部１１０）と、前記所与の視点の視線の
向きと、前記各透過プリミティブ面の法線の向きとのな
す角度を演算する演算手段（空間演算部１１０）と、前
記なす角度が鋭角となる透過プリミティブ面の描画を、
前記なす角度が鈍角となる透過プリミティブ面より優先
した順序となるように、前記複数の透過プリミティブ面
全ての描画順序について決定する順序決定手段（投影順
序決定部１５４）と、前記順序決定手段により決定され
た順序で前記複数の透過プリミティブ面全てを、色情報
の合成により描画する描画手段（透視投影変換部１５
６）と、を機能させるための前記プロセッサによる演算
可能なゲーム情報である。

【００１２】請求項１３記載の発明は、所与の視点に基
づく仮想三次元空間の画像を生成して、所与のゲームを
実行するゲーム装置であって、複数の透過プリミティブ
面を前記仮想三次元空間に設定する設定手段（空間演算
部１１０）と、前記所与の視点の視線の向きと、前記各
透過プリミティブ面の法線の向きとのなす角度を演算す
る演算手段（空間演算部１１０）と、前記なす角度が鋭
角となる透過プリミティブ面の描画を、前記なす角度が
鈍角となる透過プリミティブ面より優先した順序となる
ように、前記複数の透過プリミティブ面全ての描画順序
について決定する順序決定手段（投影順序決定部１５
４）と、前記順序決定手段により決定された順序で前記
複数の透過プリミティブ面全てを、色情報の合成により
描画する描画手段（透視投影変換部１５６）と、を備え
ることを特徴としている。

【００１３】請求項１又は１３記載の発明によれば、各
透過プリミティブ面についてプリミティブ面の法線の向
きと視線の向きとのなす角度を演算することによって、
そのプリミティブ面の表面が視点に向いているか否かを
判定できる。例えば、複数の透過プリミティブ面が、一
つのオブジェクト（モデル）を構成する要素であれば、
表面が視点に向いていない透過プリミティブ面（以下、
裏面透過プリミティブ面と述べる。）は、そのオブジェ
クトの裏面を構成するプリミティブ面であり、表面が視
点に向いている透過プリミティブ面（以下、表面透過プ
リミティブ面と述べる。）はそのオブジェクトの表面を
構成するプリミティブ面となる。言い換えれば、基本的
に、表面透過プリミティブ面は、裏面透過プリミティブ
面より視点側に位置する。

【００１４】そして、裏面透過プリミティブ面が、表面
透過プリミティブ面より優先して色情報の合成により描
画されるため、裏面透過プリミティブ面の色情報を反映
して表面透過プリミティブ面が描画される。したがっ
て、表面透過プリミティブ面の奥に、裏面透過プリミテ
ィブ面があるような画像の表現が可能となる。そのた
め、例えば、裏面透過プリミティブ面での光の反射が、
表面透過プリミティブ面に映って見える表現ができ、リ
アルな画面表示ができる。

【００１５】なお、プリミティブ面とはモデル（オブジ
ェクト）を構成する面である。モデルがサーフェースモ
デルであるならば、プリミティブ面はそのモデルを構成
するポリゴンであり、そのモデルを構成するポリゴンは
複数であっても単数であっても良い。また、モデルがソ
リッドモデルであるならば、プリミティブ面は、そのモ
デルの表面を構成する面である。

【００１６】請求項２記載の発明は、請求項１記載のゲ
ーム情報において、前記順序決定手段に対して、前記な
す角度が鋭角となる透過プリミティブ面が複数ある場合
には、その透過プリミティブ面の描画順序を前記所与の
視点に基づく奥行き順とするとともに、前記なす角度が
鈍角となる透過プリミティブ面が複数ある場合には、そ
の透過プリミティブ面の描画順序を前記所与の視点に基
づく奥行き順とする、ように機能させるための情報を含
むことを特徴としている。

【００１７】請求項２記載の発明によれば、視点の位置
によっては複数の表面透過プリミティブ面が視線方向に
見て重なる場合があるが、視点に基づく奥行き順に順次
複数の表面透過プリミティブ面を描画するため、一の表
面透過プリミティブ面の更に奥にある他の表面透過プリ
ミティブ面の色情報を反映して一の表面透過プリミティ
ブ面が描画される。したがって、一の表面透過プリミテ
ィブ面の奥に、他の表面透過プリミティブ面があるよう
な表現が可能となる。複数の裏面透過プリミティブ面が
視線方向に見て重なる場合も同様に、一の裏面透過プリ
ミティブ面の奥に、他の裏面透過プリミティブ面がある
ような表現が可能となる。

【００１８】請求項３記載の発明は、プロセッサによる
演算・制御により、所与の視点に基づく仮想三次元空間
の画像を生成して、所与のゲームを実行することとなる
装置に対して、複数の透過プリミティブ面を前記仮想三
次元空間に設定する設定手段（空間演算部１１０）と、
前記所与の視点に基づく奥行き順に、前記複数の透過プ
リミティブ面全ての描画順序を決定する順序決定手段
（投影順序決定部１５４）と、前記順序決定手段により
決定された順序で前記複数の透過プリミティブ面全て
を、色情報の合成により描画する描画手段（透視投影変
換部１５６）と、を機能させるための前記プロセッサに
よる演算可能なゲーム情報である。

【００１９】請求項１４記載の発明は、所与の視点に基
づく仮想三次元空間の画像を生成して、所与のゲームを
実行するゲーム装置であって、複数の透過プリミティブ
面を前記仮想三次元空間に設定する設定手段（空間演算
部１１０）と、前記所与の視点に基づく奥行き順に、前
記複数の透過プリミティブ面全ての描画順序を決定する
順序決定手段（投影順序決定部１５４）と、前記順序決
定手段により決定された順序で前記複数の透過プリミテ
ィブ面全てを、色情報の合成により描画する描画手段
（透視投影変換部１５６）と、を備えることを特徴とし
ている。

【００２０】請求項３又は１４記載の発明によれば、視
点に基づく奥行き順に、複数の透過プリミティブ面全て
の描画順序を決定し、その決定された順序で複数の透過
プリミティブ面を色情報の合成により描画するため、視
点から視線方向の奥に位置する透過プリミティブ面の色
情報を反映して、視線の視線方向の手前にある透過プリ
ミティブ面が描画される。したがって、透過プリミティ
ブ面の奥に、更に透過プリミティブ面があるような表現
が可能となる。更に、全ての透過プリミティブ面につい
て、描画順序を決定しているため、視点から視線方向に
見て多数のプリミティブ面が重なっている場合でも、最
も奥にある透過プリミティブ面の色情報が反映されて、
最も手前にある透過プリミティブ面を描画することがで
きる。

【００２１】請求項４記載の発明は、請求項１から３の
いずれか一つに記載のゲーム情報において、前記描画手
段に対して、前記複数の透過プリミティブ面の描画前
に、前記複数の透過プリミティブ面以外のプリミティブ
面を描画する、ように機能させるための情報を含むこと
を特徴としている。

【００２２】例えば、視点から視線方向に見て順に透過
プリミティブ面、透過プリミティブ面以外のプリミティ
ブ面（以下、別プリミティブ面と述べる。）と並んで重
なっている場合、請求項４記載の発明によれば、以下の
ような作用効果を奏する。即ち、先に、別プリミティブ
面を描画するため、別プリミティブ面の色情報を反映し
て、手前にある透過プリミティブ面を描画することがで
きる。

【００２３】請求項５記載の発明は、請求項４記載のゲ
ーム情報において、前記描画手段に対して、前記複数の
透過プリミティブ面同士以外のプリミティブ面同士につ
いて所与の陰面消去処理を実行するとともに、前記複数
の透過プリミティブ面全てについての描画を実行する、
ように機能させるための情報を含むことを特徴としてい
る。

【００２４】請求項５記載の発明によれば、例えば、視
点から視線方向に見て順に別プリミティブ面、透過プリ
ミティブ面と並んで重なっている場合、別プリミティブ
面について隠面消去処理を実行するため、透過プリミテ
ィブ面を描画しようとしても、その透過プリミティブ面
は描画されない。

【００２５】請求項６記載の発明は、請求項４または５
記載のゲーム情報において、前記複数の透過プリミティ
ブ面は、一のオブジェクトを構成するプリミティブ面で
あって、前記順序決定手段に対して、オブジェクト毎に
描画順序を決定するとともに、前記複数の透過プリミテ
ィブ面を含まないオブジェクトを、前記複数の透過プリ
ミティブ面を含むオブジェクトよりも優先した描画順序
とする、ように機能させるための情報と、前記描画手段
に対して、前記順序決定手段により決定された順序で各
オブジェクトを描画する、ように機能させるための情報
と、を含むことを特徴としている。

【００２６】請求項６記載の発明によれば、透過プリミ
ティブ面及び別プリミティブ面の描画優先順序を、オブ
ジェクト毎に描画順序を決定しているため、オブジェク
トより多くの数となるプリミティブ面毎に描画順序を決
定するより、その処理が速くなる。

【００２７】請求項７記載の発明は、プロセッサによる
演算・制御により、所与の視点に基づく仮想三次元空間
の画像を生成して、所与のゲームを実行することとなる
装置に対して、不透過プリミティブ面及び複数の透過プ
リミティブ面を含む複数のプリミティブ面を前記仮想三
次元空間に設定する設定手段（空間演算部１１０）と、
前記複数のプリミティブ面について、透過プリミティブ
面より不透過プリミティブ面を優先する第一優先手段
（投影順序決定部１５４）と、前記複数の透過プリミテ
ィブ面について、前記所与の視点の視線の向きと、前記
各透過プリミティブ面の法線の向きとのなす角度を演算
する演算手段（空間演算部１１０）と、前記なす角度が
鋭角となる透過プリミティブ面を、前記なす角度が鈍角
となる透過プリミティブ面より優先させる第二優先手段
（投影順序決定部１５４）と、前記第一優先手段及び前
記第二優先手段によって優先された順序で、Ｚバッファ
法により隠面消去しながら前記複数のプリミティブ面を
順次フレームバッファ（１７０）に描画するが、前記不
透過プリミティブ面については当該不透過プリミティブ
面の色情報を前記フレームバッファに書き込むととも
に、前記各透過プリミティブ面については当該各透過プ
リミティブ面の色情報と前記フレームバッファに書き込
まれた色情報とを合成して、合成した色情報を前記フレ
ームバッファに書き込む描画手段（透視投影変換部１５
６）と、を機能させるための前記プロセッサによる演算
可能なゲーム情報である。

【００２８】請求項７記載の発明によれば、各透過プリ
ミティブ面について法線の向きと視線の向きとのなす角
度を演算することによって、そのプリミティブ面の表面
が視点に向いているか否かを判定できる。例えば、複数
の透過プリミティブ面が、一つのオブジェクトを構成す
る要素であれば、表面透過プリミティブ面は、そのオブ
ジェクトの表面を構成するプリミティブ面であり、裏面
プリミティブ面はそのオブジェクトの裏面を構成するプ
リミティブ面となる。言い換えれば、基本的に、表面透
過プリミティブ面は、裏面透過プリミティブ面より視点
側に位置する。

【００２９】そして、第一優先手段と第二優先手段によ
って、描画手段による描画順序は、不透過プリミティブ
面→裏面透過プリミティブ面→表面透過プリミティブ面
となる。例えば、視点から視線方向に見て、順に、
（１）不透過プリミティブ面→表面透過プリミティブ面
→裏面透過プリミティブ面と並んで重なった場合、
（２）表面透過プリミティブ面→不透過プリミティブ面
→裏面透過プリミティブ面と並んで重なった場合、
（３）表面透過プリミティブ面→裏面透過プリミティブ
面→不透過プリミティブ面と並んで重なった場合のいず
れでも、現実的な画像表示が可能である。

【００３０】即ち、（１）の場合、まず最初に不透過プ
リミティブ面の色情報がフレームバッファに書き込まれ
るが、表面透過プリミティブ面及び裏面透過プリミティ
ブ面についてはＺバッファ法により隠面消去されるた
め、表面透過プリミティブ面及び裏面透過プリミティブ
面についての色情報は合成されない。したがって、不透
過プリミティブ面が最も手前にあるような画像が表示さ
れ、現実的な画面表示ができる。

【００３１】（２）の場合、まず最初に不透過プリミテ
ィブ面の色情報がフレームバッファに書き込まれが、裏
面透過プリミティブ面についてはＺバッファ法により隠
面消去されるため裏面透過プリミティブ面の色情報は合
成されない。一方、表面透過プリミティブ面はＺバッフ
ァ法による隠面消去の対象とはならないので、表面透過
プリミティブ面の色情報はフレームバッファの色情報と
合成されて、その合成された色情報がフレームバッファ
に書き込まれる。したがって、表面透過プリミティブ面
の奥に不透過プリミティブ面があるような画面が表示さ
れ、現実的な画面表示ができる。

【００３２】（３）の場合、まず最初に不透過プリミテ
ィブ面の色情報がフレームバッファに書き込まれる。次
いで、裏面透過プリミティブ面はＺバッファ法による隠
面消去の対象とはならないので、裏面透過プリミティブ
面についての色情報はフレームバッファの色情報と合成
されて、その合成された色情報がフレームバッファに書
き込まれる。次いで、表面透過プリミティブ面はＺバッ
ファ法による隠面消去の対象とならないので、表面透過
プリミティブ面についての色情報はフレームバッファの
色情報と合成されて、その合成された色情報がフレーム
バッファに書き込まれる。したがって、表面透過プリミ
ティブ面の奥に裏面透過プリミティブ面があり、更に裏
面透過プリミティブ面の奥に不透過プリミティブ面があ
るような画面が表示され、現実的な画面表示ができる。

【００３３】請求項８記載の発明は、プロセッサによる
演算・制御により、所与の視点に基づく仮想三次元空間
の画像を生成して、所与のゲームを実行することとなる
装置に対して、不透過プリミティブ面及び複数の透過プ
リミティブ面を含む複数のプリミティブ面を前記仮想三
次元空間に設定する設定手段（空間演算部１１０）と、
前記複数のプリミティブ面について、透過プリミティブ
面より不透過プリミティブ面を優先させる第一優先手段
（投影順序決定部１５４）と、前記複数の透過プリミテ
ィブ面について、前記所与の視点に基づく奥行き順に優
先する第二優先手段（投影順序決定部１５４）と、前記
第一優先手段及び前記第二優先手段によって優先された
順序で、Ｚバッファ法により隠面消去しながら前記複数
のプリミティブ面を順次フレームバッファ（１７０）に
描画するが、前記各不透過プリミティブ面については当
該各不透過プリミティブ面の色情報を前記フレームバッ
ファに書き込むとともに、前記各透過プリミティブ面に
ついては当該各透過プリミティブ面の色情報と前記フレ
ームバッファに書き込まれた色情報とを合成して、合成
した色情報を前記フレームバッファに書き込む描画手段
（透視投影変換部１５６）と、を機能させるための前記
プロセッサによる演算可能なゲーム情報である。

【００３４】請求項８記載の発明によれば、透過プリミ
ティブ面と不透過プリミティブ面については、透過プリ
ミティブ面の描画順序が優先され、複数の透過プリミテ
ィブ面については視点に基づく奥行き順に描画順序が優
先される。したがって、複数の透過プリミティブ面及び
不透過プリミティブ面が視線方向にいかような順で並ん
でも、現実的な画像表示が可能である。即ち、例えば、
視点から視線方向に見て、順に、（１）不透過プリミテ
ィブ面→第一透過プリミティブ面→第二透過プリミティ
ブ面と並んで重なった場合、（２）第一透過プリミティ
ブ面→不透過プリミティブ面→第二透過プリミティブ面
と並んで重なった場合、（３）第一透過プリミティブ面
→第二透過プリミティブ面→不透過プリミティブ面と並
んで重なった場合のいずれでも、請求項７記載の発明で
説明した場合と同様に、現実的な画像表示が可能であ
る。

【００３５】請求項９記載の発明は、請求項１から８の
いずれか一つに記載のゲーム情報において、前記装置に
対して、前記仮想三次元空間内に光源を設定する光源設
定手段（光源設定部１４０）と、前記光源に基づいて前
記透過プリミティブ面の輝度を設定する輝度設定手段
（輝度演算部１５８）と、前記輝度に基づいて当該透過
プリミティブ面の色情報を設定する色情報設定手段（Ｒ
ＧＢα値決定部１６２）と、を機能させる情報を含むこ
とを特徴としている。

【００３６】請求項９記載の発明によれば、光源に基づ
いて透過プリミティブ面の輝度を設定し、その輝度に基
づいて透過プリミティブ面の色情報を設定するため、例
えば、透過プリミティブ面を白色に近づけて、その透過
プリミティブ面で光が反射するような表現ができ、より
現実的な画像表示が可能である。

【００３７】請求項１０記載の発明は、請求項１から９
のいずれか一つに記載のゲーム情報において、前記設定
手段に対して、前記透過プリミティブ面を、前記仮想三
次元空間に存する所与の乗物オブジェクトまたは所与の
飛行機オブジェクトの少なくとも一部に設定する、よう
に機能させるための情報を含むことを特徴としている。

【００３８】請求項１０記載の発明によれば、乗物オブ
ジェクト或いは飛行機オブジェクトの少なくとも一部に
透過プリミティブ面を設定しているため、透過プリミテ
ィブ面が乗物オブジェクトや飛行機オブジェクトの窓ガ
ラスという表現が可能となる。更に、上述したように、
透過プリティブ面の更に奥側に透過プリミティブ面があ
るような画像、即ち、窓ガラスの奥に更に別の窓ガラス
があるような画像の表現が可能となる。したがって、乗
物オブジェクトや飛行機オブジェクトについて、よりリ
アルな画面を生成できる。

【００３９】請求項１１記載の発明は、プロセッサによ
る演算・制御により、所与の視点に基づく仮想三次元空
間の画像を生成して、所与のゲームを実行することとな
る装置に対して、前記画像を生成する際に、前記仮想三
次元空間内に存する複数の透過面を重ねて描画する場
合、前記複数の透過面の内、一の透過面に係る色情報と
他の透過面に係る色情報とを合成する手段、を機能させ
るための前記プロセッサによる演算可能なゲーム情報で
ある。

【００４０】請求項１１記載の発明によれば、例えば、
仮想三次元空間において視点から見て、一の透過面が他
の透過面に重なっている場合、一の透過面に係る色情報
と他の透過面に係る色情報とを合成するため、一の透過
面の奥に、他の透過面があるような画像の表現が可能と
なる。そのため、例えば、他の透過面での光の反射が、
一の透過面に映って見える表現ができ、リアルな画面表
示ができる。

【００４１】請求項１２記載の発明は、請求項１から１
１のいずれか一つのゲーム情報を記憶する情報記憶媒体
である。請求項１２記載の発明によれば、上記情報記憶
媒体に記憶されたゲーム情報をプロセッサが演算するこ
とによって、請求項１から１１のいずれか一つに記載の
発明と同様の作用効果を奏する。

【００４２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて図面を参照して説明する。なお、以下では、本発
明を航空機ゲームに適用した場合を例にとって説明する
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。

【００４３】図１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。図１に示すように、
ゲーム装置本体１２１０には、ゲームコントローラ１２
０２，１２０４、ディスプレイ１２００及びスピーカ
（図示略）が接続されている。そして、ゲームプログラ
ム等のゲームを行うための情報は、ゲーム装置本体１２
１０に着脱自在な情報記憶媒体であるＣＤ−ＲＯＭ１２
０６、ＩＣカード１２０８、メモリカード１２１２等に
格納されている。

【００４４】プレーヤは、ディスプレイ１２００に映し
出されるゲーム画像を見ながら、ゲームコントローラ１
２０２，１２０４を操作することによって、仮想的な航
空機を操縦するゲームを楽しむ。

【００４５】図２及び図３は、ディスプレイ１２００に
表示されたゲーム中の一画面例を示す図である。図２
は、画面の奥側から航空機２に向かって光が照射した場
面例を示す図である。図３は、画面の手前側から航空機
２に向かって光が照射した場面例を示す図である。

【００４６】図２及び図３の画面に共通して、航空機２
と航空機２のキャノピー４が表示されている。また、図
２の画面では、画面の奥側から航空機２に向かって光が
照射するため、キャノピー４における奥側の部分で光が
反射する。このため、図２の画面では、キャノピー４の
内側のコックピットや操縦者６が鮮明に表示されてい
る。一方、図３の画面では、画面の手前側から航空機２
に向かって光が照射するため、キャノピー４における手
前側の部分で光が反射する。このため、図３の画面では
キャノピー４内のコックピットや操縦者６が鮮明には表
示されていない。このように、本実施の形態のゲーム装
置は、キャノピー４等の透明或いは半透明なオブジェク
トを画面により現実的に表示するのに好適である。以
下、以上のような画面表示をするために必要な機能構成
及び処理について説明する。

【００４７】図４には、本実施形態のゲーム装置の機能
ブロック図が示されている。機能ブロックとしては、処
理部１００と、記憶部２００と、操作部３００と、表示
部４００とがある。

【００４８】操作部３００は、図１に示すゲームコント
ローラ１２０２，１２０４に対応するものである。操作
部３００は、ゲームの種類、内容に応じた各種操作が行
えるように構成されている。操作部３００は、プレーヤ
の操作部３００に対する操作に応じた操作信号を処理部
１００に出力するものである。なお、ゲーム装置が業務
用ゲーム装置である場合、操作部３００は、ゲームコン
トローラ、ジョイスティック、押下ボタン等に相当す
る。一方、ゲーム装置が、パーソナルコンピュータ或い
は汎用コンピュータ等を含むコンピュータシステムであ
る場合、操作部３００は、キーボード、マウス、ジョイ
スティック或いは専用ゲームコントローラ等に相当す
る。

【００４９】処理部１００は、図１に示すゲーム装置本
体１２１０内に内蔵されるものである。即ち、処理部１
００は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、画像生成チップ、こ
れら各部を接続するシステムバス等を備えるものに相当
し、ゲーム装置全体の制御を司るものである。即ち、処
理部１００は、操作部３００から操作信号を入力するも
のである。また、処理部１００は、表示部４００へ表示
信号を出力するものである。また、処理部１００は、記
憶部２００に記憶された記憶内容を読み込むものであ
る。

【００５０】表示部４００は、図１に示すディスプレイ
１２００に相当するものである。表示部４００は、処理
部１００から出力された表示信号に応じた表示画面を表
示するものである。

【００５１】記憶部２００は、図１に示すＣＤ−ＲＯＭ
１２０６、ＩＣカード１２０８、メモリカード１２１２
に相当する。なお、記憶部２００として、ゲームカセッ
ト、ＤＶＤ、ＭＯ、ＦＤ或いはハードディスク等の情報
記憶媒体であっても良い。

【００５２】記憶部２００は、ゲームプログラム２１０
及びゲームデータ２２０を記憶するものである。ゲーム
プログラム２１０は、処理部１００に対してゲームを実
行するための種々の機能を持たせるものである。ゲーム
データ２２０は、処理部１００がゲームを進行するため
に必要なデータである。

【００５３】処理部１００は、ゲームプログラム２１０
を読み取って、ゲームプログラム２１０に基づく処理を
行うことによって、プレーヤに仮想的な航空機を操縦さ
せるゲームを実行するものである。そして、処理部１０
０は、ゲームプログラム２１０に基づく処理によって、
ゲームを実行するための種々の機能を果たす。

【００５４】処理部１００の機能として、空間演算部１
１０と、画像生成部１５０とがある。空間演算部１１０
は、仮想三次元空間に係る座標演算を行うものである。
画像生成部１５０は、空間演算部１１０によって演算さ
れた仮想三次元空間内の所与の視点から見える画像を生
成するものである。画像生成部１５０によって生成され
た画像は、表示部４００にて表示される。

【００５５】空間演算部１１０には、ワールド座標系設
定部１２０と、視点設定部１３０と、光源設定部１４０
と、一時記憶部１２４とが含まれる。以下、ワールド座
標系設定部１２０、視点設定部１３０、光源設定部１４
０及び一時記憶部１２４の詳細について、図５を参照し
て説明する。図５は、仮想三次元空間５００の座標系を
表す図面である。

【００５６】ワールド座標系設定部１２０は、図５に示
すような仮想三次元空間５００をワールド座標系
（Ｘ_W，Ｙ_W，Ｚ_W）で表すものである。ワールド座標系
設定部１２０には、オブジェクト設定部１２２が含まれ
ている。オブジェクト設定部１２２は、ポリゴンの頂
点、複数のポリゴンから構成されるオブジェクトの位置
及び向き、複数のオブジェクトから構成されるオブジェ
クト集合体等の位置及び向きをワールド座標系の座標値
で設定するものである。即ち、オブジェクト設定部１２
２は、オブジェクトやオブジェクト集合体をワールド座
標系で表される仮想三次元空間５００に配置する処理を
行うものである。

【００５７】本実施形態のように航空機ゲームを例にと
ると、オブジェクト集合体は航空機モデル５０２であ
る。オブジェクトは、航空機モデル５０２を構成する航
空機本体モデル５０４、キャノピーモデル５０６及び操
縦者モデル５０８である。これら以外に、オブジェクト
やオブジェクト集合体としては、地形モデル、建築物や
乗物などの背景を表すものもある。

【００５８】オブジェクト集合体はオブジェクトによる
階層構造となっており、オブジェクト設定部１２２がオ
ブジェクト集合体の位置及び向きを設定した場合に、当
該オブジェクト集合体を構成するオブジェクトの位置及
び向きは当該オブジェクト集合体の位置及び向きに影響
する。オブジェクト集合体について航空機モデル５０２
を例にとって説明する。ゲームデータ２２０には、航空
機モデル５０２に係る航空機データ２３０が含まれてい
る。更に、航空機データ２３０には、キャノピーモデル
５０６に係るキャノピーデータ２４０と、航空機本体モ
デル５０４に係る本体データ２５０と、操縦者モデル５
０８に係る操縦者データ２６０とが含まれる。

【００５９】キャノピーデータ２４０、本体データ２５
０及び操縦者データ２６０は、それぞれのモデルを構成
する各ポリゴンの頂点の座標値をローカル座標系で表し
たポリゴン座標値データと、それぞれのモデルの色情報
（モデルにマッピングされるテクスチャデータや各ポリ
ゴンの頂点の色を示す情報等）とから構成されている。
航空機データ２３０は、キャノピーモデル５０６、航空
機本体モデル５０８及び操縦者モデル５０８のそれぞれ
の相対的な位置関係及び相対的な向き関係を定めるデー
タが含まれている。従って、オブジェクト設定部１２２
が航空機モデル５０２の代表点をワールド座標系で表さ
れる仮想三次元空間５００に設定すると、航空機本体モ
デル５０４、キャノピーモデル５０６及び操縦者モデル
５０８を構成するポリゴンの頂点座標がワールド座標系
に変換されるとともに、航空機本体モデル５０４、キャ
ノピーモデル５０６及び操縦者モデル５０８の代表点の
座標値がワールド座標系に決定される。これにより、航
空機モデル５０２が仮想三次元空間５００に設定され
る。なお、キャノピーデータ２４０には、キャノピーモ
デル５０６が透明オブジェクト（透過オブジェクト）で
あるという識別子が含まれている。一方、本体データ２
５０及び操縦者データ２６０には、それぞれのモデルが
不透明オブジェクト（不透過オブジェクト）であるとい
う識別子が含まれている。これにより、キャノピーモデ
ル５０６を構成するポリゴンは透明ポリゴン（透過ポリ
ゴン）と識別され、航空機本体モデル５０４及び操縦者
モデル５０８を構成するポリゴンは不透明ポリゴン（不
透過ポリゴン）と識別される。

【００６０】更に、ワールド座標系設定部１２０は、ワ
ールド座標系で表された各ポリゴンの頂点座標に基づ
き、当該各ポリゴンの法線の向きを演算する処理を行
う。例えば各ポリゴンが三つの頂点からなる三角形ポリ
ゴンである場合、各ポリゴンの三つの頂点は右周りの順
に表されている。あるポリゴンの頂点の座標値をそれぞ
れＰ₁＝（ｘ₁，ｙ₁，ｚ₁）、Ｐ₂＝（ｘ₂，ｙ₂，ｚ₂）、
Ｐ₃＝（ｘ₃，ｙ₃，ｚ₃）とすると、当該ポリゴンの法線
ベクトルＮ＝（ｎ_x，ｎ_y，ｎ_z）は以下の外積の式
（１）で表される。 Ｎ＝（Ｐ₃−Ｐ₂）×（Ｐ₂−Ｐ₁） …（１） 但し、ｎ_x＝（ｙ₂−ｙ₁）（ｚ₃−ｚ₂）−（ｚ₂−ｚ₁）
（ｙ₃−ｙ₂） ｎ_y＝（ｚ₂−ｚ₁）（ｘ₃−ｘ₂）−（ｘ₂−ｘ₁）（ｚ₃−
ｚ₂） ｎ_z＝（ｘ₂−ｘ₁）（ｙ₃−ｙ₂）−（ｙ₂−ｙ₁）（ｘ₃−
ｘ₂）

【００６１】また、ワールド座標系設定部１２０は、各
ポリゴンの頂点の法線ベクトルを演算する処理を行う。
頂点の法線ベクトルは、その頂点に隣接する全てのポリ
ゴンの法線ベクトルの平均である。例えば、ある頂点の
法線ベクトルＮ_pは、当該頂点に隣接するポリゴンのそ
れぞれの法線ベクトルをＮ₁、Ｎ₂、…、Ｎ_m（ｍは、当
該頂点に隣接するポリゴンの数）とすると、以下の式
（２）で表される。 Ｎ_p＝（Ｎ₁＋Ｎ₂＋…＋Ｎ_m）／m …（２）

【００６２】ワールド座標系設定部１２０が設定した結
果、即ち、ワールド座標系で表された頂点の座標値、ポ
リゴンの法線ベクトル、頂点の法線ベクトル、オブジェ
クトやオブジェクト集合体の代表点等は、一時記憶部１
２４に記憶される。

【００６３】光源設定部１４０は、ゲームデータ２２０
に基づいて、ワールド座標系で表された仮想三次元空間
５００に、光源５１０を設定するものである。即ち、光
源設定部１４０は、光源５１０の光線ベクトルＬと、光
源５１０の光強度Ｉ_Lとを設定するものである。光源設
定部１４０によって設定された光線ベクトルＬと光強度
Ｉ_Lは、一時記憶部１２４に記憶される。なお、以下で
説明する光源５１０は、平行光源として説明するが、点
光源やスポットライト光源でも良い。

【００６４】視点設定部１３０は、ワールド座標系で表
された仮想三次元空間５００に、視点５１２の位置（視
線ベクトルの原点）及び視点５１２からの視線の向き
（視線ベクトルＥ）を設定するものである。ここで、航
空機モデル５０２がプレーヤの操縦するモデルである場
合には、オブジェクト設定部１２２は、操作部３００か
らの操作信号に基づき航空機モデル５０２を仮想三次元
空間５００内で移動させる。そして、視点設定部１３０
は、プレーヤ用の航空機モデル５０２と視点５１２との
間に仮想的なバネを設定する。これにより、視点設定部
１３０は、視点５１２をプレーヤ用の航空機モデル５０
２に追従させる。視点設定部１３０が設定した視点５１
２の位置及び視線の向きは、一時記憶部１２４に記憶さ
れる。

【００６５】以上のように、空間演算部１１０に含まれ
る各部が演算・設定した結果は画像生成部１５０に出力
される。即ち、画像生成部１５０は、一時記憶部１２４
に記憶された座標値等に係るデータ及びゲームデータ２
２０に含まれる色情報に基づき、仮想三次元空間５００
の画像を生成する。画像生成部１５０には、視点座標系
変換部１５２と、投影順序決定部１５４と、透視投影変
換部１５６と、投影データ記憶部１６６と、投影画像生
成部１７２とが含まれる。

【００６６】視点座標系変換部１５２は、視点５１２の
位置及び視点５１２の向きに基づき、ワールド座標系で
表された頂点の座標値、ポリゴンの法線ベクトル、頂点
の法線ベクトル、光源５１０の光線ベクトルＬ、オブジ
ェクトやオブジェクト集合体の代表点等を視点座標系
（Ｘ_V，Ｙ_V，Ｚ_V）に変換するものである。詳細には、
視点座標系変換部１５２は、視点５１２を視点座標系の
原点とするとともに、視点５１２の向きを視点座標系の
Ｚ_V軸となるように座標変換を行う（視線ベクトルＥは
Ｚ_V軸と平行になる。）。更に、視点座標系変換部１５
２は、クリッピング処理を行い、透視投影変換部１５６
によって透視投影変換されるポリゴンや頂点の対象を限
定する。即ち、視点座標系変換部１５２は、視点５１２
の視線に垂直な前方クリップ面５１４及び後方クリップ
面５１６で定められるビューボリューム（角錐台）５１
８内に位置するポリゴンや頂点について、透視投影変換
を行う。

【００６７】投影順序決定部１５４は、透視投影変換部
１５６によって透視投影変換されるオブジェクトやポリ
ゴンの投影順序を決定するものである。透視投影変換部
１５６は、決定された投影順序でオブジェクトやポリゴ
ンをスクリーン５２０に透視投影し、スクリーン５２０
にオブジェクトを描画するものである。スクリーン５２
０に描画された画像は、投影データ記憶部１６６に記憶
される。そして、投影画像生成部１７２は、投影データ
記憶部１６６に記憶された画像を生成する。投影画像生
成部１７２にて生成された画像は、表示部４００にて表
示される。

【００６８】詳細に説明する。まず、投影順序決定部１
５４は、オブジェクトに係るデータ（キャノピーモデル
５０６であればキャノピーデータ２４０）の識別子に応
じて、複数のオブジェクトの投影順序を決定する。即
ち、投影順序決定部１５４は、識別子によって複数のオ
ブジェクトを二つにソートし、不透明オブジェクトの投
影順序を透明オブジェクトの投影順序より優先させる。
例えば、航空機モデル５０２を例にとれば、航空機本体
モデル５０４及び操縦者モデル５０８は、キャノピーモ
デル５０６より優先される。これにより、全ての不透明
ポリゴンは、全ての透明ポリゴンより優先される。

【００６９】ここで、不透明オブジェクトが複数ある場
合、投影順序決定部１５４は、複数の不透明オブジェク
トをソートする必要はなく、各不透明オブジェクトの投
影順序を任意に決定する。

【００７０】更に、各不透明オブジェクトを構成する複
数のポリゴンについて、投影順序決定部１５４は、複数
のポリゴンをソートする必要はなく、各ポリゴンの投影
順序を任意に決定する。

【００７１】一方、透明オブジェクトが複数ある場合、
投影順序決定部１５４は、スクリーン座標系における各
不透明オブジェクトの代表点のＺ値（視点座標系におけ
るＺ _V座標値：Ｚ値が大きくなるにつれて視点から視線
方向に向けてより奥になる。）に応じて、複数の透明オ
ブジェクトをソートし、各透明オブジェクトの投影順序
を決定する。即ち、投影順序決定部は、各透明オブジェ
クトのＺ値を比較して、Ｚ値の大きい順番に複数の透明
オブジェクトをソートし、各透明オブジェクトの投影順
序を決定する。

【００７２】更に、各透明オブジェクトを構成する複数
のポリゴンについて、投影順序決定部１５４は、各透明
オブジェクトの表面（視線の向きの手前側）を構成する
ポリゴンと裏面（視線の向きの奥側）を構成するポリゴ
ンとの二つにソートし、裏面を構成するポリゴンの投影
順序を表面を構成するポリゴンの投影順序より優先させ
る。

【００７３】詳細には、投影順序決定部１５４は、各ポ
リゴンの法線ベクトルＮと視線ベクトルＥとのなす角度
を計算する。そして、投影順序決定部１５４は、複数の
ポリゴンを、そのなす角度が鈍角であるポリゴンと、鋭
角であるポリゴンとの二つにソートする。そして、投影
順序決定部１５４は、鋭角となるポリゴンの投影順序を
鈍角となるポリゴンの投影順序より優先させる。ここ
で、鈍角であるポリゴンは、各オブジェクトの表面を構
成するポリゴンであり、鋭角であるポリゴンは、各オブ
ジェクトの裏面を構成するポリゴンである。なお、法線
ベクトルと視線ベクトルのなす角度の鋭角・鈍角の判定
は、法線ベクトルＮと視線ベクトルＥとの内積により行
われる。即ち、内積を表す式（３）の値が正であればそ
のポリゴンはオブジェクトの表面を構成するものであ
り、負であればそのポリゴンはオブジェクトの裏面を構
成するものである。 −Ｅ・Ｎ …（３）

【００７４】また、各透明オブジェクトの裏面を構成す
る複数のポリゴンについて、投影順序決定部１５４は、
複数のポリゴンをソートする必要はなく、各ポリゴンの
投影順序を任意に決定する。同様に、各透明オブジェク
トの表面を構成する複数のポリゴンについて、投影順序
決定部１５４は、複数のポリゴンをする必要はなく、各
ポリゴンの投影順序を任意に決定する。

【００７５】透視投影変換部１５６は、決定された投影
順序でポリゴンをスクリーン座標系（Ｘ_S，Ｙ_S）に変換
し、ポリゴン内に含まれるスクリーン５２０の画素の色
を決定するものである。航空機モデル５０２を例にとれ
ば、図６（ａ）に示すように、透視投影変換部１５６
は、航空機本体モデル５０４及び操縦者モデル５０８を
構成する複数の不透明ポリゴンを順次スクリーン座標系
に変換し、変換されたポリゴン内に含まれるスクリーン
５２０の画素の色を決定する。次いで、透視投影変換部
１５６は、キャノピーモデル５０６の裏面部５０６Ｂを
構成する複数の透明ポリゴンを順次スクリーン座標系に
変換し、変換されたポリゴン内に含まれるスクリーン５
２０の画素の色を決定する。次いで、透視投影変換部１
５６は、キャノピーモデルの表面部５０６Ａ（点線で示
す）を構成する複数の透明ポリゴンを順次スクリーン座
標系に変換し、変換されたポリゴン内に含まれるスクリ
ーンの画素の色を決定する。

【００７６】また、図６（Ｂ）に示すように、航空機モ
デルが二つある場合、透視投影変換部１５６は、視線方
向奥側の航空機モデル５０２−１及び手前側の航空機モ
デル５０２−２を以下の順に投影・描画する。即ち、
航空機本体モデル５０４−１，５０４−２及び操縦者モ
デル５０８−１，５０８−２を構成する複数の不透明ポ
リゴンを順次投影・描画する。奥側のキャノピーモデ
ル５０６−１の裏面部５０６−１Ｂを構成する複数の透
明ポリゴンを順次投影・描画する。奥側のキャノピー
モデル５０６−１の表面部５０６−１Ａ（点線で示す）
を構成する複数の透明ポリゴンを順次投影・描画する。
手前側のキャノピーモデル５０６−２の裏面部５０６
−２Ｂを構成する複数の透明ポリゴンを順次投影・描画
する。手前側のキャノピーモデル５０６−２の表面部
５０６−２Ａ（点線で示す）を構成する複数の透明ポリ
ゴンを順次投影・描画する。

【００７７】航空機モデルが三つ以上の場合でも、同様
である。即ち、全ての航空機モデルの航空機本体モデル
及び操縦者モデルを構成する複数の不透明ポリゴンを順
次投影・描画し、次いで、奥から順に複数のキャノピー
モデルを順次投影・描画する。各キャノピーについて
は、各キャノピーモデルの裏面部を構成する複数の透明
ポリゴンを順次投影・描画し、次いで、表面部を構成す
る複数の透明ポリゴンを順次投影・描画する。

【００７８】なお、航空機モデルが複数ある場合、以下
のように投影順序を決定しても良い。投影順序決定部１
５４は、各航空機モデルの代表点のＺ値に基づいて、複
数の航空機モデルをＺ値の大きい順に優先する。更に、
投影順序決定部１５４は、各航空機モデルについては、
航空機本体モデル及び操縦者モデルを構成するポリゴ
ン、キャノピーの裏面部を構成するポリゴン、キャノピ
ーの表面部を構成するポリゴンの順に優先する。

【００７９】これにより、図６（ｂ）の場合、投影描画
順序は以下のようになる。航空機本体モデル５０４−
１及び操縦者モデル５０８−１を構成する複数の不透明
ポリゴンを順次投影・描画する。奥側のキャノピーモ
デル５０６−１の裏面部５０６−１Ｂを構成する複数の
透明ポリゴンを順次投影・描画する。奥側のキャノピ
ーモデル５０６−１の表面部５０６−１Ａ（点線で示
す）を構成する複数の透明ポリゴンを順次投影・描画す
る。航空機本体モデル５０４−２及び操縦者モデル５
０８−２を構成する複数の不透明ポリゴンを順次投影・
描画する。手前側のキャノピーモデル５０６−２の裏
面部５０６−２Ｂを構成する複数の透明ポリゴンを順次
投影・描画する。手前側のキャノピーモデル５０６−
２の表面部５０６−２Ａ（点線で示す）を構成する複数
の透明ポリゴンを順次投影・描画する。このようにする
ことで、各航空機モデル毎に、投影・描画を行うことが
できる。

【００８０】さて、透視投影変換部１５６は、Ｚバッフ
ァ法により隠面消去をしながらポリゴンをスクリーン５
２０に描画する。隠面消去について、詳細に説明する。
まず、投影データ記憶部１６６には、Ｚバッファ１６８
と、フレームバッファ１７０とが含まれている。Ｚバッ
ファ１６８は、スクリーン５２０の各画素のＺ値を一時
記憶する領域である。フレームバッファ１７０は、スク
リーン５２０の各画素の色情報（Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値及び
α値：以下、ＲＧＢα値と述べる。Ｒ値、Ｇ値及びＢ値
のそれぞれは０〜２５５の値を取り得る。α値は、０〜
１の値を取り得る。）を一時記憶する領域である。

【００８１】透視投影変換部１５６は、透視投影変換す
る前にスクリーン５２０の各画素のＲＧＢα値を背景色
にするとともに、スクリーン５２０の各画素のＺ値を無
限大にし、Ｚ値及びＲＧＢα値をそれぞれＺバッファ１
６８、フレームバッファ１７０に記憶する。次いで、透
視投影変換部１５６は、投影順序決定部１５４が決定し
た順にポリゴンを順次透視投影変換していく。透視投影
変換部１５６は、一つのポリゴンを透視投影変換した際
に、以下の処理を行う。

【００８２】即ち、透視投影変換部１５６は、ポリゴン
を構成する頂点のＺ値（Ｚ_V値：いわゆる視点座標系に
おける奥行き値）からポリゴンの内部の点のＺ値を補完
して、演算する。同様に、透視投影変換部１５６は、ポ
リゴンを構成する頂点のＲＧＢα値からポリゴンの内部
の点のＲＧＢα値を補完して、演算する。そして、透視
投影変換部１５６は、ポリゴンの内に含まれる各画素に
ついて、各画素のＺ値（Ｚバッファ１６８に記憶されて
いる。）と、各画素に対応するポリゴンの点のＺ値とを
比較する。

【００８３】そして、透視投影変換部１５６は、画素の
Ｚ値がポリゴンの点のＺ値より大きい場合に、その点の
ＲＧＢα値及びＺ値を画素に与える（そのポリゴンが透
明ポリゴンであれば、画素のＲＧＢα値とその点のＲＧ
Ｂα値とを合成する。）。画素に与えられたＺ値は、Ｚ
バッファ１６８に記憶されるとともに、画素に与えられ
た（合成された）ＲＧＢα値は、フレームバッファ１７
０に記憶される。Ｚ値をＺバッファ１６８に書き込むの
が、透視投影変換部１５６に含まれるＺ値書込部１６４
であり、ＲＧＢα値をフレームバッファ１７０に書き込
むのが、透視投影変換部１５６に含まれるＲＧＢα値書
込部１６２である。

【００８４】以上のように、ビューボリューム５１８に
含まれる全てのポリゴンを順次透視投影変換すれば、視
点５１２から見える仮想三次元空間５００の画像が隠面
消去されて、スクリーン５２０に描画される。なお、一
般的にＺバッファ法は、複数のポリゴンについて任意の
順に透視投影変換して、画素のＺ値とポリゴン内の点の
Ｚ値とを比較することによって隠面消去しながら描画す
ることを意味するが、本実施の形態においてＺバッファ
法とは、一つのポリゴンについて上述のように画素のＺ
値とポリゴン内の点のＺ値とを比較することによって隠
面消去して、ＲＧＢα値およびＺ値を記憶させることを
意味する。

【００８５】透視投影変換部１５６は、オブジェクトに
対してシェーディング処理を行ってスクリーン５２０に
描画するとともに、透明オブジェクトについてはスクリ
ーン５２０に描画する際に色を半透明合成する。

【００８６】詳細に説明する。透視投影変換部１５６に
は、投影するポリゴンの輝度を演算する輝度演算部１５
８と、輝度に基づいて投影するポリゴンのＲＧＢα値を
決定するＲＧＢα値決定部１６０とが含まれている。あ
るポリゴンの輝度は、以下のようにして求める。

【００８７】即ち、輝度演算部１５８は、投影するポリ
ゴンを構成する各頂点の輝度を演算する。頂点の輝度Ｉ
_Pは、以下の式（４）で演算される。 Ｉ_P＝−Ｋ_pＩ_L（Ｎ_P・Ｌ）／（Ｎ_P ²Ｌ²）^1/2 …（４） ここで、Ｋ_Pは、その頂点の反射係数であり、反射係数
は基本的にオブジェクト毎に定まっている。そして、輝
度演算部１５８は、ポリゴンを構成する複数の頂点の輝
度Ｉ_Pからポリゴンの内部の点の輝度Ｉを補完して、演
算する（いわゆる、グローシェーディング法或いはフォ
ンシェーディング法）。

【００８８】あるポリゴンの色は、以下のようにして求
める。即ち、ＲＧＢα値決定部１６０は、透視投影する
ポリゴンについて、ゲームデータ２２０に含まれるポリ
ゴン内部の点の色情報（オブジェクトにマッピングされ
るテクスチャデータやポリゴンの頂点の色情報から補完
されたデータ）を読み込む。そして、ＲＧＢα値決定部
１６０は、ポリゴン内の点について、ＲＧＢα値のＲ
値、Ｇ値、Ｂ値及びα値に、輝度演算部１５８が演算し
た輝度Ｉを加算する。例えば、ポリゴンの内部の点のＲ
値、Ｇ値、Ｂ値及びα値は、以下の式（５）で表され
る。 Ｒ＝Ｒ_d＋Ｉ，Ｇ＝Ｇ_d＋Ｉ，Ｂ＝Ｂ_d＋Ｉ，α＝α_d＋Ｉ／２５５ …（５） ここで、Ｒ_d、Ｇ_d、Ｂ_d及びα_dは、ゲームデータ２２０
に含まれるポリゴンの内部の点の色情報である。また、
Ｒ_P、Ｇ_P及びＢ_Pのそれぞれが２５５を越えた場合２５
５に固定され、０より小さくなった場合０に固定され
る。また、α_Pは、１を越えた場合１に固定され、０よ
り小さくなった場合０に固定される。

【００８９】このように、式（４）から明らかなよう
に、頂点の法線ベクトルと光線ベクトルＬとの角度が鈍
角の場合、輝度Ｉ_Pは正の値になり、鋭角の場合Ｉ_Pは負
の値になる。更に、輝度Ｉ_Pの絶対値は、法線ベクトル
と光線ベクトルとのなす角度が鋭角の場合、そのなす角
度が１８０度に近づくにつれて輝度Ｉ_Pは大きくなると
ともに、そのなす角度が０度に近づくにつれて輝度Ｉ_P
の絶対値は大きくなる。また、そのなす角度が９０度の
場合、輝度Ｉ_Pは０となる。そして、式（５）から明ら
かなように、ポリゴンの色情報即ちＲ値、Ｇ値及びＢ値
が、光源５１０の影響を受ける。即ち、頂点の輝度が上
がるにつれて、ポリゴン内部の点のＲ値、Ｇ値及びＢ値
が大きくなる。

【００９０】次に、半透明合成について説明する。上述
したように、ＲＧＢα値書込部１６２は、ポリゴンをス
クリーン座標系に透視投影変換する際に、画素のＺ値が
ポリゴン内に含まれる点のＺ値より大きい場合に、その
画素に新たなＲＧＢα値を与えて、ポリゴンを描画す
る。ここで、不透明オブジェクトを構成する不透明ポリ
ゴンを描画する場合と、透明オブジェクトを構成する透
明ポリゴンを描画する場合とでは、ＲＧＢα値書込部１
６２の処理が異なる。

【００９１】不透明オブジェクトを構成する不透明ポリ
ゴンの場合は、ＲＧＢα値書込部１６２の処理は以下の
ようになる。不透明ポリゴンがスクリーン座標系に透視
投影変換された際に、ＲＧＢα値書込部１６２は、画素
のＺ値がその画素に対応する不透明ポリゴン内の点のＺ
値より大きい場合にその点のＲＧＢα値をその画素に与
える。即ち、不透明ポリゴンの場合、ＲＧＢα値書込部
１６２は、フレームバッファ１７０に記憶されたＲＧＢ
α値をその点のＲＧＢα値に書き換える。これによっ
て、不透明ポリゴンは、隠面消去されながらスクリーン
５２０に描画される。なお、フレームバッファ１７０に
記憶されたＲＧＢα値が書き換えられる場合、Ｚ値書込
部１６４はＺバッファ１６８のＺ値もその点のＺ値に書
き換える。

【００９２】一方、透明オブジェクトを構成する透明ポ
リゴンの場合、ＲＧＢα値書込部１６２の処理は以下の
ようになる。透明ポリゴンがスクリーン座標系に透視投
影変換された際に、ＲＧＢα値書込部１６２は、画素の
Ｚ値がその画素に対応する透明ポリゴン内の点のＺ値よ
り大きい場合、その画素のＲＧＢα値及びその点のＲＧ
Ｂα値に基づいて、式（６）のようにＲＧＢα値を算出
して、算出したＲＧＢα値をその画素に与える。 Ｒ＝Ｒ_S（１−α_P）＋Ｒ_Pα_P Ｇ＝Ｇ_S（１−α_P）＋Ｇ_Pα_P Ｂ＝Ｂ_S（１−α_P）＋Ｂ_Pα_P …（６） ここで、Ｒ_S、Ｇ_S、Ｂ_S及びα_Sは、ポリゴンを投影する
前のその画素のＲＧＢα値、即ち、フレームバッファ１
７０に記憶されているＲＧＢ値である。Ｒ_p、Ｇ_p、Ｂ_p
及びα_pは、ポリゴン内部の点のＲＧＢα値、即ち、Ｒ
ＧＢα値決定部１６０が決定したＲＧＢα値である。

【００９３】即ち、透明オブジェクトのポリゴンの場
合、ＲＧＢα値書込部１６２は、フレームバッファ１７
０に記憶されているＲ_SＧ_SＢ_S値及びＲ_PＧ_PＢ_Pα_P値を
α_P値に応じた合成比で合成する。そして、画素のＺ値
がその画素に対応するポリゴンのＺ値より大きい場合、
ＲＧＢα値書込部１６２は、合成したＲＧＢα値をその
画素に与え、フレームバッファ１７０に記憶されたＲＧ
Ｂα値を書き換える。これにより、透明オブジェクトの
ポリゴンは、隠面消去されつつスクリーン５２０に描画
される。ここで、ポリゴンの不透明度は、このα値とな
る。即ち、式（６）から明らかなように、α値が大きく
なるにつれて、そのポリゴンのＲＧＢ値の合成比が大き
くなるため、ポリゴンの不透明度が大きくなる。そし
て、式（５）から明らかなように、ポリゴンの輝度が大
きくなるにつれて、α値が大きくなるため、ポリゴンの
不透明度が大きくなる。

【００９４】次に、処理部１００における処理の流れに
ついて、図７を参照して説明する。なお、図７に示すフ
ローチャートは、一フレームにおける処理部１００の処
理の流れである。

【００９５】まず、処理部１００は、仮想三次元空間を
ワールド座標系で表す。そして、処理部１００は、航空
機モデル５０２等のオブジェクト集合体（オブジェクト
集合体の代表点）の位置や向き、オブジェクト（オブジ
ェクトの代表点）の位置や向き、視点の位置や視線ベク
トル、光源ベクトルをワールド座標系で設定する（ステ
ップＳＡ１）。オブジェクト集合体の位置や向きが設定
されることによって、そのオブジェクト集合体を構成す
るオブジェクトの位置や向きが設定される。更に、オブ
ジェクトの向きや位置が設定されることによって、オブ
ジェクトを構成するポリゴンの頂点の座標値がワールド
座標系で表される。処理部１００は、各ポリゴンの頂点
の座標値からそのポリゴンの法線ベクトルを演算する。

【００９６】次いで、処理部１００は、各オブジェクト
集合体の代表点の座標値、各オブジェクトの代表点の座
標値、各ポリゴンの頂点の座標値、各ポリゴンの法線ベ
クトル、視点の座標値及び視線ベクトル、光線ベクトル
を記憶する（ステップＳＡ２）。

【００９７】次いで、処理部１００は、視点の座標値及
び視線の向きに基づいて、記憶した座標値や向き（ベク
トル）をワールド座標系から視点座標系に変換する（ス
テップＳＡ３）。そして、処理部１００は、各オブジェ
クトの識別子に基づいて、オブジェクトを不透明オブジ
ェクトと透明オブジェクトにソートする。そして、処理
部１００は、各不透明オブジェクトを構成するポリゴン
を順次スクリーン座標系に変換し、ポリゴンの各頂点の
輝度を演算し、シェーディングによりポリゴンのＲＧＢ
α値を演算しながら、Ｚバッファ法により隠面消去しつ
つフレームバッファ１７０にＲＧＢα値を書き込む。こ
れにより、処理部１００は、不透明オブジェクトをスク
リーンに順次描画する（ステップＳＡ４）。

【００９８】次いで、処理部１００は、透明オブジェク
トが複数ある場合、視点座標系における各透明オブジェ
クトの代表点のＺ値に基づいて、複数の透明オブジェク
トをＺ値の大きい順にソートする。そして、処理部１０
０は、複数の透明オブジェクトをＺ値の大きい順にスク
リーンに順次描画する（ステップＳＡ５）。

【００９９】ここで、ステップＳＡ５の処理において、
処理部１００は、各透明オブジェクトを順次描画する際
に、図８に示すような処理の流れとなる。即ち、処理部
１００は、一つの透明オブジェクトを構成する複数のポ
リゴンについて、上述の式（３）に基づいて、透明オブ
ジェクトの裏面を構成するポリゴンと、透明オブジェク
トの表面を構成するポリゴンにソートする（ステップＳ
Ｂ１）。そして、処理部１００は、裏面を構成するポリ
ゴンを順次スクリーン座標系に変換し（ステップＳＢ
２）、ポリゴンの各頂点の輝度を演算することによりポ
リゴンのＲＧＢα値を演算しながら、Ｚバッファ法によ
り隠面消去しつつα値に応じてＲＧＢα値を合成し、合
成したＲＧＢα値をフレームバッファ１７０に書き込む
（ステップＳＢ３）。そして、裏面を構成するポリゴン
全てについて透視投影変換した後（ステップＳＢ４：Ｙ
ｅｓ）、処理部１００は、表面を構成するポリゴンを順
次スクリーン座標系に変換し（ステップＳＢ５）、ポリ
ゴンの各頂点の輝度を演算することによりポリゴンのＲ
ＧＢα値を演算しながら、Ｚバッファ法により隠面消去
しつつα値に応じてＲＧＢα値を合成し、合成したＲＧ
Ｂα値をフレームバッファ１７０に書き込む（ステップ
ＳＢ６）。そして、表面を構成するポリゴン全てを透視
投影変換したら、処理部１００は、次の透明オブジェク
トについて同様の合成・描画を行う。

【０１００】そして、処理部１００は、全ての透明オブ
ジェクトを合成・描画したら、フレームバッファ１７０
に記憶された各画素のＲＧＢ値により各画素の色を生成
することによって画像を生成する。そして、処理部１０
０は生成した画像を表示部４００に出力し、表示部４０
０にて画面表示される（ステップＳＡ６）。

【０１０１】以上のような処理を行うと、例えば図２の
ような画面表示がなされる。画面の奥側から航空機２に
向かって光が照射するため、キャノピー４の裏面を構成
するポリゴンにて光が反射し、キャノピー４の裏面に光
の反射による色が画面にて表示される。更に、キャノピ
ー４の裏面側より操縦者６が手前側にあるように、画面
にて表示される。更に、キャノピー４の表面が半透明
（透明）であるように、画面にて表示される。

【０１０２】一方、画面の手前側から航空機２に向かっ
て光が照射すると、例えば図３のような画面表示がなさ
れる。手前側から光が照射しているため、キャノピー４
の表面を構成するポリゴンにて光が反射し、キャノピー
４の表面に光の反射による色が画面にて表示される。更
に、キャノピー４の表面で光が反射しているため、キャ
ノピー４の表面の不透明度が高くなっている。このた
め、キャノピー４の表面より奥側にある操縦者６の色の
影響が少なくなり、操縦者６がぼんやりとしたような画
面を表示することができる。

【０１０３】即ち、処理部１００が不透明オブジェクト
を描画した後に、透明オブジェクトを描画するととも
に、透明オブジェクトについては裏面を構成するポリゴ
ン次いで表面を構成するポリゴンと描画しているため、
以上のような図２或いは図３のような画面表示が可能と
なる。

【０１０４】更に、本実施の形態では、複数のポリゴン
が透明であるか、不透明であるかのソートをオブジェク
ト毎に行っているため、全てのポリゴンについてソート
する場合より、ソート処理が軽減される。即ち、オブジ
ェクトの数はポリゴンの数より少ないため、オブジェク
トによって透明、不透明のソート処理を行えば、その処
理をポリゴンによって行うより軽減される。

【０１０５】更に、全ての透明なポリゴンの描画順序
を、透明オブジェクトのＺ値で決定しているため、全て
の透明なポリゴンについてソートする場合より、ソート
処理が軽減される。

【０１０６】更に、一つの透明オブジェクトに含まれる
透明ポリゴンの描画順序のソートは、裏面を構成するポ
リゴンと表面を構成するポリゴンとの二つにソートする
だけである。従って、全ての透明ポリゴンを描画の優先
順位をつけてソートするより、ソート処理が軽減され
る。以上のように、本実施の形態によれば、比較的軽い
処理によって、リアリティのある画面表示が可能であ
る。

【０１０７】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９を用いて説明する。同図
に示す装置では、ＣＰＵ１０００、ＲＯＭ１００２、Ｒ
ＡＭ１００４、情報記憶媒体１００６、音生成ＩＣ１０
０８、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
入出力可能に接続されている。そして画像生成ＩＣ１０
１０には表示装置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。ＣＰＵ１０００、ＲＯＭ１００２、ＲＡＭ１００
４、音生成ＩＣ１００８、画像生成ＩＣ１０１０、Ｉ／
Ｏポート１０１２、Ｉ／Ｏポート１０１４、システムバ
ス１００６及び通信装置１０２４を備える装置がゲーム
装置本体に相当し、この装置が処理部１００に相当す
る。通信装置１０２４は、ゲーム装置本体の筐体に対し
て内蔵、外付けを問わない。

【０１０８】情報記憶媒体１００６は、プログラム、オ
ブジェクトを設定するためのオブジェクトデータ、オブ
ジェクトにテクスチャをマッピングするためのテクスチ
ャデータ、ポリゴンの頂点の色情報に係る色データ、音
データ、プレイデータなどが主に格納されるものであ
る。図４に示す記憶部２００は、情報記憶媒体１００６
に相当する。

【０１０９】本実施の形態を実現するものがコンピュー
タシステムである場合には、情報記憶媒体１００６は、
ゲームプログラム２１０などを格納する情報記憶媒体と
してのＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＭＯ或いはハードディス
ク等が用いられる。本実施の形態を家庭用ゲーム装置で
実現する場合には、情報記憶媒体１００６は、ＣＤ−Ｒ
ＯＭ、ＤＶＤ、ゲームカセット或いはハードディスク等
が用いられる。また、本実施の形態を業務用ゲーム装置
として実現する場合には、情報記憶媒体１００６は、Ｒ
ＯＭなどのメモリやハードディスクが用いられ、この場
合には記憶部２００に格納されているプログラムやデー
タは、ＲＯＭ１００２に格納されていても良い。なお、
記憶部２００に記憶されるプログラムやデータは一つの
情報記憶媒体に記憶されている必要がなく、プログラム
やデータが分離可能であれば、別々の情報記憶媒体に記
憶されていても良い。例えば、ゲームプログラム２１０
が一の情報記憶媒体に記憶されており、ゲームデータ２
２０が別の情報記憶媒体に記憶されていても良い。

【０１１０】コントロール装置１０２２はゲームコント
ローラ、操作パネルなど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装置本体に入
力するための装置である。

【０１１１】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など）、コントロール装置１０
２２によって入力される信号などに従って、ＣＰＵ１０
００は装置全体の制御や各種データ処理を行う。ＲＡＭ
１００４はこのＣＰＵ１０００の作業領域などとして用
いられる記憶手段であり、情報記憶媒体１００６やＲＯ
Ｍ１００２の所与の内容、或いはＣＰＵ１０００の演算
結果などが格納される。一時記憶部１２４は、このＲＡ
Ｍ１００４の機能により実現される。例えば、オブジェ
クトやオブジェクト集合体の代表点の座標値、ポリゴン
を構成する頂点の座標値、光源や視点の座標値等は、こ
のＲＡＭ１００４に一時格納される。

【０１１２】更に、この種の装置には音生成ＩＣ１００
８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、ＣＰＵ１０００の命令によって
情報記憶媒体１００６やＲＯＭ１００２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などのゲー
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。

【０１１３】また、画像生成ＩＣ１０１０は、ＣＰＵ１
０００の命令によって、ＲＡＭ１００４、ＲＯＭ１００
２、情報記憶媒体１００６などから送られる座標値或い
は色情報等に基づいて表示装置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。即ち、図４にお
ける画像生成部１５０の機能は、主にこの画像生成ＩＣ
１０１０により実現される。この画像生成ＩＣ１０１６
は、投影データ記憶部１６６としてのＶＲＡＭを備えて
いる。

【０１１４】また、表示装置１０１８としては、ＣＲＴ
やＬＣＤ、ＴＶ、ヘッドマウントディスプレイ、プラズ
マディスプレイ、プロジェクター等でも良い。

【０１１５】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とりするものであ
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
プログラムなどの情報を送受することなどに利用され
る。

【０１１６】また、情報記憶媒体１００６は、可搬性・
不可搬性を問わないし、ゲーム装置本体の筐体に対して
内蔵・外付を問わない。

【０１１７】図１０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−ｋ（ｋは、２以上の整
数値であって、ｋ台の端末が接続されている。）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。

【０１１８】この場合、図４における記憶部２００に格
納されているゲームプログラム２１０、ゲームデータ２
２０等の情報は、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、メモリなどの情
報記憶媒体１３０６に格納されている。端末１３０４−
１〜１３０４−ｋが、ＣＰＵ、画像生成ＩＣ、音生成Ｉ
Ｃ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、情報記憶媒体１３０６に格納されたプログラムやデ
ータなどが通信回線１３０２を介して端末１３０４−１
〜１３０４−ｋに配信される。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１３０４−１〜１３
０４−ｋに伝送し、端末において出力することになる。

【０１１９】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲におい
て、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。

【０１２０】上記実施の形態例では、各透明オブジェク
トを透視投影変換する前に、各透明オブジェクトを構成
する複数のポリゴンについて、裏面を構成するポリゴン
と表面を構成するポリゴンとにソートしていたが、ソー
トせずに各透明オブジェクトを透視投影変換しても良
い。言い換えれば、透明オブジェクトを構成する複数の
ポリゴンについて、Ｚバッファ法によりフレームバッフ
ァ１７０に半透明合成する場合、裏面を構成するポリゴ
ンを先に半透明合成し、フレームバッファ１７０に色情
報を書き込み、表面を構成するポリゴンを後に半透明合
成し、フレームバッファ１７０に書き込めば良い。

【０１２１】例えば、各透明オブジェクトを二回透視投
影変換する方法がある。即ち、全ての不透明オブジェク
トをＺバッファ法によって描画後、上記ステップＳＡ５
において、処理部１００の処理は、図１１に示すような
処理の流れとなる。まず、処理部１００は、透明オブジ
ェクトを構成するポリゴンを透視投影変換して（ステッ
プＳＣ１）、法線ベクトルと視線ベクトルとのなす角度
に基づいてそのポリゴンが裏面を構成するポリゴンか表
面を構成するポリゴンかを判定する（ステップＳＣ
２）。そして、裏面を構成するポリゴンである場合（ス
テップＳＣ２：Ｙｅｓ）、処理部１００は、そのポリゴ
ンをＺバッファ法により隠面消去しながら合成・描画す
る（ステップＳＣ３）。一方、表面を構成するポリゴン
である場合（ステップＳＣ２：Ｎｏ）、処理部１００
は、そのポリゴンを描画をしない。処理部１００は、こ
のような処理を透明オブジェクトを構成するポリゴンす
べてについて任意の順に順次行う（ステップＳＣ４）。

【０１２２】次いで、処理部１００は、再び同じ透明オ
ブジェクトについて、ポリゴンを透視投影変換して（ス
テップＳＣ５）、法線ベクトルと視線ベクトルとのなす
角度に基づいてそのポリゴンが表面を構成するポリゴン
か裏面を構成するポリゴンかを判定する（ステップＳＣ
６）。そして、表面を構成するポリゴンである場合（ス
テップＳＣ６：Ｙｅｓ）、処理部１００は、そのポリゴ
ンをＺバッファ法により隠面消去しながら合成・描画す
る（ステップＳＣ７）。一方、裏面を構成するポリゴン
である場合（ステップＳＣ６：Ｎｏ）、処理部１００
は、そのポリゴンを描画しない。処理部１００は、この
ような処理を透明オブジェクトを構成するポリゴンにつ
いて任意の順に行う（ステップＳＣ８）。そして、処理
部１００は、複数の透明オブジェクトについて、以上の
ような二回透視投影変換する処理をオブジェクトのＺ値
の大きい順に行う。この場合も同様に、図２や図３に示
すような画面が表示される。

【０１２３】また、上記実施の形態例では、各透明オブ
ジェクトを透視投影変換する前に、各透明オブジェクト
を構成する複数のポリゴンについて、裏面を構成するポ
リゴンと表面を構成するポリゴンとにソートしていた
が、ポリゴンのＺ値の大きい順にソートしても良い。

【０１２４】即ち、全ての不透明オブジェクトをＺバッ
ファ法によって隠面消去しながら描画後、処理部１００
は、透明オブジェクトを構成する複数のポリゴンについ
てそれぞれのＺ値を演算する。ポリゴンのＺ値は、基本
的にはポリゴンを構成する複数の頂点のＺ値を平均し
て、演算される。次いで、処理部１００は、複数のポリ
ゴンについて、Ｚ値の大きい順にソートする。次いで、
処理部１００は、Ｚ値の大きい順に複数のポリゴンを順
次透視投影変換し、透視投影変換したポリゴンについて
はＺバッファ法により隠面消去しながらそのポリゴンを
合成・描画する。そして、処理部１００は、複数の透明
オブジェクトについて、以上のような処理をオブジェク
トのＺ値の大きい順に行う。この場合も同様に、図２や
図３に示すような画面が表示される。更に、図１２に示
すように透明オブジェクト５２２が葛折りとなっている
場合でも、Ｚ値の大きい順に複数のポリゴンが合成・描
画されるため、透明オブジェクト５２２が矛盾なく綺麗
にかつリアルに表示される。

【０１２５】また、上記実施の形態例では、オブジェク
ト毎に透明或いは不透明の識別子を付していたが、ポリ
ゴン毎に透明或いは不透明の識別子を付しても良い。こ
の場合、処理部１００は、ポリゴンを描画する前に、複
数のポリゴンを透明に不透明にソートし、複数の透明な
ポリゴンについてはポリゴンのＺ値の大きい順にソート
する。そして、処理部１００は、不透明なポリゴンにつ
いて順次Ｚバッファ法により隠面消去しながら描画す
る。次いで、処理部１００は、透明なポリゴンについて
Ｚ値の大きい順に順次Ｚバッファ法により隠面消去しな
がら合成・描画する。この場合も同様に、図２や図３に
示すような画面が表示される。更に、図１２に示すよう
に透明オブジェクト５２２が葛折りとなっている場合で
も、Ｚ値の大きい順に複数のポリゴンが合成・描画され
るため、透明オブジェクト５２２が矛盾なく綺麗にかつ
リアルに表示される。

【０１２６】また、上記実施の形態例では、航空機ゲー
ムに本発明を適用した場合ついて主に説明してきたが、
その他のゲーム（例えば、サッカーゲーム、野球ゲー
ム、スポーツゲーム、格闘アクションゲーム、レースゲ
ーム、ロールプレイングゲーム、シミュレーションゲー
ム、ガンゲーム等）に本発明を適用しても良い。例え
ば、車のレースゲームを例にとれば、車モデルを構成す
る窓ガラスを透明オブジェクト或いは透明ポリゴンとし
てモデリングした場合でも、以上のように説明してきた
キャノピー４と同様な画面表示が可能である。

【０１２７】また本発明は、家庭用、業務用のゲーム装
置のみならず、シミュレータ、多数のプレーヤが参加す
る大型アトラクション用のゲーム装置、パーソナルコン
ピュータ、ワークステーション或いは汎用コンピュータ
用のゲーム等に適用できる。

【０１２８】

【発明の効果】本発明によれば、透過ポリゴンの奥に更
に透過ポリゴンがある場合、奥の透過ポリゴンの色情報
が反映して、手前の透過ポリゴンが描画される。したが
って、透過ポリゴンの奥に透過ポリゴンがあるような画
像の表現が可能となる。即ち、本発明によれば、複数の
透過ポリゴンや不透過ポリゴンが視線方向にいかような
順に並んでも、現実的な画面表示が可能である。例え
ば、奥の透過ポリゴンで光が反射したことが、手前の透
過ポリゴンに映って見える画像の表現ができ、リアルな
画面表示ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】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。

【図２】本発明に係るゲーム装置におけるゲーム画面の
一例を示す図面である。

【図３】本発明に係るゲーム装置におけるゲーム画面の
一例を示す図面である。

【図４】本発明に係るゲーム装置の機能ブロックを表す
図面である。

【図５】本発明に係るゲーム装置のゲーム画像の合成原
理を説明するための図面である。

【図６】本発明に係るゲーム装置のゲーム画像の合成原
理を説明するための図面である。

【図７】本発明に係るゲーム装置の処理の流れを示すフ
ローチャートである。

【図８】本発明に係るゲーム装置において、透過オブジ
ェクトの描画処理の流れを示すフローチャートである。

【図９】本実施の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１０】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
である。

【図１１】本発明に係るゲーム装置において、透過オブ
ジェクトの描画処理の流れを示すフローチャートであ
る。

【図１２】本発明に係るゲーム装置の画像の合成原理を
説明するための図面である。

【符号の説明】

１００ 処理部 １１０ 空間演算部（設定手段、演算手段） １３０ 視点設定部 １４０ 光源設定部（光源設定手段） １５０ 画像生成部 １５４ 投影順序決定部（順序決定部、第一優先手
段、第二優先手段） １５６ 透視投影変換部（描画手段） １５８ 輝度演算部（輝度設定手段） １６０ ＲＧＢα値決定部（色情報設定手段、不透
明度設定手段） １６６ 投影データ記憶部 １６８ Ｚバッファ １７０ フレームバッファ ２００ 記憶部（情報記憶媒体） ２１０ ゲームプログラム（ゲーム情報） １２１０ ゲーム装置本体（装置） １０００ ＣＰＵ（プロセッサ） １２１０ 画像生成ＩＣ

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プロセッサによる演算・制御により、所与
   の視点に基づく仮想三次元空間の画像を生成して、所与
   のゲームを実行することとなる装置に対して、 複数の透過プリミティブ面を前記仮想三次元空間に設定
   する設定手段と、 前記所与の視点の視線の向きと、前記各透過プリミティ
   ブ面の法線の向きとのなす角度を演算する演算手段と、 前記なす角度が鋭角となる透過プリミティブ面の描画
   を、前記なす角度が鈍角となる透過プリミティブ面より
   優先した順序となるように、前記複数の透過プリミティ
   ブ面全ての描画順序について決定する順序決定手段と、 前記順序決定手段により決定された順序で前記複数の透
   過プリミティブ面全てを、色情報の合成により描画する
   描画手段と、 を機能させるための前記プロセッサによる演算可能なゲ
   ーム情報。
2. 【請求項２】請求項１記載のゲーム情報において、 前記順序決定手段に対して、前記なす角度が鋭角となる
   透過プリミティブ面が複数ある場合には、その透過プリ
   ミティブ面の描画順序を前記所与の視点に基づく奥行き
   順とするとともに、前記なす角度が鈍角となる透過プリ
   ミティブ面が複数ある場合には、その透過プリミティブ
   面の描画順序を前記所与の視点に基づく奥行き順とす
   る、ように機能させるための情報を含むことを特徴とす
   るゲーム情報。
3. 【請求項３】プロセッサによる演算・制御により、所与
   の視点に基づく仮想三次元空間の画像を生成して、所与
   のゲームを実行することとなる装置に対して、 複数の透過プリミティブ面を前記仮想三次元空間に設定
   する設定手段と、 前記所与の視点に基づく奥行き順に、前記複数の透過プ
   リミティブ面全ての描画順序を決定する順序決定手段
   と、 前記順序決定手段により決定された順序で前記複数の透
   過プリミティブ面全てを、色情報の合成により描画する
   描画手段と、 を機能させるための前記プロセッサによる演算可能なゲ
   ーム情報。
4. 【請求項４】請求項１から３のいずれか一つに記載のゲ
   ーム情報において、 前記描画手段に対して、前記複数の透過プリミティブ面
   の描画前に、前記複数の透過プリミティブ面以外のプリ
   ミティブ面を描画する、ように機能させるための情報を
   含むことを特徴とするゲーム情報。
5. 【請求項５】請求項４記載のゲーム情報において、 前記描画手段に対して、前記複数の透過プリミティブ面
   同士以外のプリミティブ面同士について所与の陰面消去
   処理を実行するとともに、前記複数の透過プリミティブ
   面全てについての描画を実行する、ように機能させるた
   めの情報を含むことを特徴とするゲーム情報。
6. 【請求項６】請求項４または５記載のゲーム情報におい
   て、 前記複数の透過プリミティブ面は、一のオブジェクトを
   構成するプリミティブ面であって、 前記順序決定手段に対して、オブジェクト毎に描画順序
   を決定するとともに、前記複数の透過プリミティブ面を
   含まないオブジェクトを、前記複数の透過プリミティブ
   面を含むオブジェクトよりも優先した描画順序とする、
   ように機能させるための情報と、 前記描画手段に対して、前記順序決定手段により決定さ
   れた順序で各オブジェクトを描画する、ように機能させ
   るための情報と、 を含むことを特徴とするゲーム情報。
7. 【請求項７】プロセッサによる演算・制御により、所与
   の視点に基づく仮想三次元空間の画像を生成して、所与
   のゲームを実行することとなる装置に対して、 不透過プリミティブ面及び複数の透過プリミティブ面を
   含む複数のプリミティブ面を前記仮想三次元空間に設定
   する設定手段と、 前記複数のプリミティブ面について、透過プリミティブ
   面より不透過プリミティブ面を優先する第一優先手段
   と、 前記複数の透過プリミティブ面について、前記所与の視
   点の視線の向きと、前記各透過プリミティブ面の法線の
   向きとのなす角度を演算する演算手段と、 前記なす角度が鋭角となる透過プリミティブ面を、前記
   なす角度が鈍角となる透過プリミティブ面より優先させ
   る第二優先手段と、 前記第一優先手段及び前記第二優先手段によって優先さ
   れた順序で、Ｚバッファ法によって隠面消去しながら前
   記複数のプリミティブ面を順次フレームバッファに描画
   するが、前記不透過プリミティブ面については当該不透
   過プリミティブ面の色情報を前記フレームバッファに書
   き込むとともに、前記各透過プリミティブ面については
   当該各透過プリミティブ面の色情報と前記フレームバッ
   ファに書き込まれた色情報とを合成して、合成した色情
   報を前記フレームバッファに書き込む描画手段と、 を機能させるための前記プロセッサによる演算可能なゲ
   ーム情報。
8. 【請求項８】プロセッサによる演算・制御により、所与
   の視点に基づく仮想三次元空間の画像を生成して、所与
   のゲームを実行することとなる装置に対して、 不透過プリミティブ面及び複数の透過プリミティブ面を
   含む複数のプリミティブ面を前記仮想三次元空間に設定
   する設定手段と、 前記複数のプリミティブ面について、透過プリミティブ
   面より不透過プリミティブ面を優先させる第一優先手段
   と、 前記複数の透過プリミティブ面について、前記所与の視
   点に基づく奥行き順に優先する第二優先手段と、 前記第一優先手段及び前記第二優先手段によって優先さ
   れた順序で、Ｚバッファ法により隠面消去しながら前記
   複数のプリミティブ面を順次フレームバッファに描画す
   るが、前記各不透過プリミティブ面については当該各不
   透過プリミティブ面の色情報を前記フレームバッファに
   書き込むとともに、前記各透過プリミティブ面について
   は当該各透過プリミティブ面の色情報と前記フレームバ
   ッファに書き込まれた色情報とを合成して、合成した色
   情報を前記フレームバッファに書き込む描画手段と、 を機能させるための前記プロセッサによる演算可能なゲ
   ーム情報。
9. 【請求項９】請求項１から８のいずれか一つに記載のゲ
   ーム情報において、 前記装置に対して、 前記仮想三次元空間内に光源を設定する光源設定手段
   と、 前記光源に基づいて前記透過プリミティブ面の輝度を設
   定する輝度設定手段と、 前記輝度に基づいて当該透過プリミティブ面の色情報を
   設定する色情報設定手段と、 を機能させる情報を含むことを特徴とするゲーム情報。
10. 【請求項１０】請求項１から９のいずれか一つに記載の
    ゲーム情報において、 前記設定手段に対して、前記透過プリミティブ面を、前
    記仮想三次元空間に存する所与の乗物オブジェクトまた
    は所与の飛行機オブジェクトの少なくとも一部に設定す
    る、ように機能させるための情報を含むことを特徴とす
    るゲーム情報。
11. 【請求項１１】プロセッサによる演算・制御により、所
    与の視点に基づく仮想三次元空間の画像を生成して、所
    与のゲームを実行することとなる装置に対して、 前記画像を生成する際に、前記仮想三次元空間内に存す
    る複数の透過面を重ねて描画する場合、前記複数の透過
    面の内、一の透過面に係る色情報と他の透過面に係る色
    情報とを合成する手段、を機能させるための前記プロセ
    ッサによる演算可能なゲーム情報。
12. 【請求項１２】請求項１から１１のいずれか一つのゲー
    ム情報を記憶する情報記憶媒体。
13. 【請求項１３】所与の視点に基づく仮想三次元空間の画
    像を生成して、所与のゲームを実行するゲーム装置であ
    って、 複数の透過プリミティブ面を前記仮想三次元空間に設定
    する設定手段と、 前記所与の視点の視線の向きと、前記各透過プリミティ
    ブ面の法線の向きとのなす角度を演算する演算手段と、 前記なす角度が鋭角となる透過プリミティブ面の描画
    を、前記なす角度が鈍角となる透過プリミティブ面より
    優先した順序となるように、前記複数の透過プリミティ
    ブ面全ての描画順序について決定する順序決定手段と、 前記順序決定手段により決定された順序で前記複数の透
    過プリミティブ面全てを、色情報の合成により描画する
    描画手段と、 を備えることを特徴とするゲーム装置。
14. 【請求項１４】所与の視点に基づく仮想三次元空間の画
    像を生成して、所与のゲームを実行するゲーム装置であ
    って、 複数の透過プリミティブ面を前記仮想三次元空間に設定
    する設定手段と、 前記所与の視点に基づく奥行き順に、前記複数の透過プ
    リミティブ面全ての描画順序を決定する順序決定手段
    と、 前記順序決定手段により決定された順序で前記複数の透
    過プリミティブ面全てを、色情報の合成により描画する
    描画手段と、 を備えることを特徴とするゲーム装置。