JP2002222435A

JP2002222435A - 画像生成システム、プログラム及び情報記憶媒体

Info

Publication number: JP2002222435A
Application number: JP2001020361A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Okuzawa; 和則奥澤
Original assignee: Namco Ltd
Current assignee: Namco Ltd
Priority date: 2001-01-29
Filing date: 2001-01-29
Publication date: 2002-08-09

Abstract

(57)【要約】【課題】シミュレーションにより得られた場を補正
し、オブジェクトを操作して楽しむゲーム等に好適な画
像を生成できる画像生成システムの提供。【解決手段】各格子点での流速ベクトルの変化をシミ
ュレーションすることで流体場ＨＦを求め、ＨＦと補正
場ＣＦに基づき補正処理後の流体場ＨＦ’を求め、Ｈ
Ｆ’に基づきオブジェクトを移動させる処理や流体表現
パーティクルを発生する処理を行う。補正処理後の流体
場を、補正場の各格子点に設定された影響度情報と補正
ベクトル情報に基づき求める。前回のフレームでの補正
処理後の流体場ではなく補正処理前の流体場を初期条件
として、今回のフレームでの流体場を求める。補正場を
流体場の領域外に設定したり、コースに沿ったオブジェ
クトの移動や障害物の回避をアシストするベクトルの場
を補正場として設定する。オブジェクトを仮想的な流れ
に沿って移動させるための仮想的な流れ場を補正場とし
て設定する。補正場の一部又は全部をオブジェクトに追
従させて移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像生成システ
ム、プログラム及び情報記憶媒体に関する。

【０００２】

【背景技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、ゲームコントローラ、ステアリング、レバー、ボタ
ンなどの操作手段を用いて画面上のオブジェクト（操作
対象物）を操作して楽しむゲームが知られている。レー
シングゲームを例にとれば、プレーヤは、ステアリング
を操作することで画面上の車（オブジェクト）を左右に
コーナリングさせて、コースに沿って車を移動させてゲ
ームを楽しむ。

【０００３】しかしながら、これまでのゲームでは、プ
レーヤがオブジェクトを直接操作していたため、オブジ
ェクトの動きはプレーヤの操作をダイレクトに反映した
ものとなり、作り手が意図したものから逸脱した予想外
の動きをオブジェクトに行わせることができなかった。

【０００４】そこで本願発明者は、流体シミュレーショ
ンにより流れ場を求め、この流れ場を介した間接的な操
作でオブジェクトの移動又は回転を制御できるゲームの
開発を行っている。

【０００５】しかしながら、流体シミュレーションによ
り得られた流れ場だけでオブジェクトを操作すると、操
作性が難しくなりすぎて、ゲームをスムーズに進行させ
ることができないという課題があることが判明した。

【０００６】本発明は、以上のような課題に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、シミュレー
ションにより得られた場を補正し、オブジェクトを操作
して楽しむゲーム等に好適な画像を生成できる画像生成
システム、プログラム及び情報記憶媒体を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、画像生成を行う画像生成システムであっ
て、シミュレーション空間の各点での時間経過に伴う物
理量の変化をシミュレーション演算により求め、前記物
理量についての第１の場を求めるシミュレーション演算
手段と、求められた第１の場と、該第１の場を補正する
ための設定された補正場とに基づいて補正処理を行い、
補正処理後の第２の場を求める補正処理手段と、求めら
れた第２の場に基づいて、画像生成のために必要な処理
を行う手段とを含むことを特徴とする。また本発明に係
るプログラムは、コンピュータにより使用可能なプログ
ラム（情報記憶媒体又は搬送波に具現化されるプログラ
ム）であって、上記手段をコンピュータに実現させる
（上記手段としてコンピュータを機能させる）ことを特
徴とする。また本発明に係る情報記憶媒体は、コンピュ
ータにより読み取り可能（使用可能）な情報記憶媒体で
あって、上記手段をコンピュータに実現させる（上記手
段としてコンピュータを機能させる）ためのプログラム
を含むことを特徴とする。

【０００８】本発明によれば、シミュレーション演算に
より第１の場が求められ、この第１の場を補正場により
補正することで、補正処理後の第２の場が求められる。
そして、この第２の場に基づいて画像生成のために必要
な種々の処理（オブジェクトを移動又は回転させる処理
又はオブジェクトの画像を生成する処理等）が行われ
る。

【０００９】このように本発明によれば、シミュレーシ
ョン演算により得られた第１の場ではなく、任意に設定
可能な補正場により補正された第２の場に基づいて、画
像生成のために必要な種々の処理が行われる。従って、
シミュレーション演算だけでは、条件の設定等を工夫し
ても作り出すことが困難な第２の場を作り出すことが可
能になり、スムーズなゲーム進行等を実現できる。

【００１０】また本発明に係る画像生成システム、プロ
グラム及び情報記憶媒体は、シミュレーション空間の各
点での前記第２の場のベクトルが、シミュレーション空
間の各点に設定される補正ベクトル情報に基づいて求め
られることを特徴とする。

【００１１】このようにすれば、シミュレーション空間
の各点でのベクトルを、設定された補正ベクトルに基づ
き補正できるようになり、より自由度の高い、場の設定
作業を実現できるようになる。

【００１２】また本発明に係る画像生成システム、プロ
グラム及び情報記憶媒体は、シミュレーション空間の各
点での前記第２の場のベクトルが、シミュレーション空
間の各点での前記第１の場のベクトルと、シミュレーシ
ョン空間の各点に設定される、前記第１の場の前記第２
の場に対する影響度情報とに基づいて求められることを
特徴とする。

【００１３】このようにすれば、第１の場が第２の場に
与える影響度の大小等を、シミュレーション空間の各点
（補正場の各点）に設定される影響度情報を用いて可変
に制御できるようになる。

【００１４】また本発明に係る画像生成システム、プロ
グラム及び情報記憶媒体は、前記シミュレーション演算
手段が、前回のフレームで得られた補正処理後の第２の
場ではなく、前回のフレームで得られた補正処理前の第
１の場を初期条件に設定して、今回のフレームでの第１
の場を求めるシミュレーション演算を行うことを特徴と
する。

【００１５】このようにすれば、シミュレーション演算
に破綻が生じる事態を防止できるようになり、シミュレ
ーション演算の整合性を保つことができる。

【００１６】また本発明に係る画像生成システム、プロ
グラム及び情報記憶媒体は、前記第１の場の領域外に前
記補正場が設定されることを特徴とする。

【００１７】このようにすれば、例えば、第１の場の領
域外に出ようとするオブジェクトを領域内に押し戻すな
どの制御が可能になり、よりスムーズなゲーム進行等を
実現できる。

【００１８】また本発明に係る画像生成システム、プロ
グラム及び情報記憶媒体は、シミュレーション空間内の
コースに沿って移動するオブジェクトの移動をアシスト
するためのアシストベクトルの場が、前記補正場として
設定されることを特徴とする。

【００１９】このようにすれば、オブジェクトに場を作
用させただけではオブジェクトをコースに沿ってスムー
ズに移動させることができないような事態が生じた場合
にも、容易にこれに対処できるようになる。

【００２０】また本発明に係る画像生成システム、プロ
グラム及び情報記憶媒体は、シミュレーション空間内の
他のオブジェクトを回避して移動するオブジェクトの移
動をアシストするためのアシストベクトルの場が、前記
補正場として設定されることを特徴とする。

【００２１】このようにすれば、オブジェクトに場を作
用させただけでは他のオブジェクトを回避できないよう
な事態が生じた場合にも、容易にこれに対処できるよう
になる。

【００２２】また本発明に係る画像生成システム、プロ
グラム及び情報記憶媒体は、前記第１の場が前記第２の
場に与える影響度を制限又は無効にする場が、前記補正
場として設定されることを特徴とする。

【００２３】このようにすれば、第１の場の影響度が制
限される又は第１の場の影響度が無効にされる領域を、
シミュレーション空間内の任意の場所に設定できるよう
になり、より多様なシミュレーション空間を表現できる
ようになる。

【００２４】また本発明に係る画像生成システム、プロ
グラム及び情報記憶媒体は、シミュレーション空間内に
おいてオブジェクトを仮想的な流れに沿って移動させる
ための仮想的な流れ場が、前記補正場として設定される
ことを特徴とする。

【００２５】このようにすれば、シミュレーション演算
において設定する条件等に工夫を施さなくても、仮想的
な流れ場（コース）をシミュレーション空間内に設定で
きるようになる。

【００２６】また本発明に係る画像生成システム、プロ
グラム及び情報記憶媒体は、前記補正場の一部又は全部
を、シミュレーション空間内を移動するオブジェクトに
追従させて移動させることを特徴とする。

【００２７】このようにすれば、オブジェクトの移動に
伴い補正場の一部又は全部が移動するようになり、例え
ばオブジェクトの後方に発生する流れの跡などを表現す
ることが可能になる。

【００２８】また本発明に係る画像生成システム、プロ
グラム及び情報記憶媒体は、イベント発生及び時間経過
の少なくとも一方に応じて前記補正場が設定されること
を特徴とする。

【００２９】このようにすれば、イベント発生や時間経
過に応じて補正場の設定が変化するようになり、より多
様な画像表現が可能になる。

【００３０】また本発明に係る画像生成システム、プロ
グラム及び情報記憶媒体は、操作手段からの操作データ
に基づいてシミュレーション演算を行うことで前記第１
の場が求められ、求められた前記第１の場と前記補正場
とに基づいて、補正処理後の前記第２の場が求められ、
求められた前記第２の場をオブジェクトに作用させるこ
とで該オブジェクトをシミュレーション空間内で移動又
は回転させ、オブジェクトの移動又は回転を前記操作手
段を用いて間接的に制御することを特徴とする。

【００３１】このようにすれば、第２の場を介した間接
的な操作でオブジェクトを移動又は回転させることが可
能になり、オブジェクトに予想外の動きを行わせること
が可能になる。

【００３２】また本発明は、画像生成を行う画像生成シ
ステムであって、操作手段からの操作データに基づいて
流体シミュレーション演算を行い、流れ場を求めるシミ
ュレーション演算手段と、求められた流れ場と、該流れ
場を補正するための設定された補正場とに基づいて補正
処理を行い、補正処理後の流れ場を求める補正処理手段
と、補正処理後の流れ場をオブジェクトに作用させて、
オブジェクトを移動又は回転させる処理を行う手段とを
含むことを特徴とする。また本発明に係るプログラム
は、コンピュータにより使用可能なプログラム（情報記
憶媒体又は搬送波に具現化されるプログラム）であっ
て、上記手段をコンピュータに実現させる（上記手段と
してコンピュータを機能させる）ことを特徴とする。ま
た本発明に係る情報記憶媒体は、コンピュータにより読
み取り可能（使用可能）な情報記憶媒体であって、上記
手段をコンピュータに実現させる（上記手段としてコン
ピュータを機能させる）ためのプログラムを含むことを
特徴とする。

【００３３】本発明によれば、流れ場（仮想流体）を介
した間接的な操作でオブジェクトを移動又は回転させる
ことが可能になり、オブジェクトに予想外の動きを行わ
せることが可能になる。そして本発明によれば、流体シ
ミュレーション演算により得られた流れ場ではなく、任
意に設定可能な補正場により補正された流れ場に基づい
て、画像生成のために必要な種々の処理が行われる。従
って、流体シミュレーション演算だけでは、条件の設定
等を工夫しても作り出すことが困難な流れ場を作り出す
ことが可能になり、仮想流体を用いたゲームのスムーズ
な進行等を実現できるようになる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて図面を用いて説明する。

【００３５】１．構成図１に、本実施形態の画像生成システム（ゲームシステ
ム）の機能ブロック図の一例を示す。なお同図において
本実施形態は、少なくとも処理部１００を含めばよく
（或いは処理部１００と記憶部１７０を含めばよく）、
それ以外のブロックについては任意の構成要素とするこ
とができる。

【００３６】操作部１６０は、プレーヤが操作データを
入力するためのものであり、その機能は、レバー、ボタ
ン、マイク、或いは筺体などのハードウェアにより実現
できる。

【００３７】記憶部１７０は、処理部１００や通信部１
９６などのワーク領域となるもので、その機能はＲＡＭ
などのハードウェアにより実現できる。

【００３８】情報記憶媒体１８０（コンピュータにより
読み取り可能な媒体）は、プログラムやデータなどを格
納するものであり、その機能は、光ディスク（ＣＤ、Ｄ
ＶＤ）、光磁気ディスク（ＭＯ）、磁気ディスク、ハー
ドディスク、磁気テープ、或いはメモリ（ＲＯＭ）など
のハードウェアにより実現できる。処理部１００は、こ
の情報記憶媒体１８０に格納されるプログラム（デー
タ）に基づいて本発明（本実施形態）の種々の処理を行
う。即ち情報記憶媒体１８０には、本発明（本実施形
態）の手段（特に処理部１００に含まれるブロック）を
コンピュータに実現（実行、機能）させるためのプログ
ラムが格納され、このプログラムは、例えば１又は複数
のモジュール（オブジェクト指向におけるオブジェクト
も含む）を含む。

【００３９】なお、情報記憶媒体１８０に格納される情
報の一部又は全部は、システムへの電源投入時等に記憶
部１７０に転送されることになる。また情報記憶媒体１
８０には、本発明の処理を行うためのプログラム、画像
データ、音データ、表示物の形状データ、本発明の処理
を指示するための情報、或いはその指示に従って処理を
行うための情報などを含ませることができる。

【００４０】表示部１９０は、本実施形態により生成さ
れた画像を出力するものであり、その機能は、ＣＲＴ、
ＬＣＤ、或いはＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）
などのハードウェアにより実現できる。

【００４１】音出力部１９２は、本実施形態により生成
された音を出力するものであり、その機能は、スピーカ
などのハードウェアにより実現できる。

【００４２】携帯型情報記憶装置１９４は、プレーヤの
個人データやゲームのセーブデータなどが記憶されるも
のであり、この携帯型情報記憶装置１９４としては、メ
モリカードや携帯型ゲーム装置などを考えることができ
る。

【００４３】通信部１９６は、外部（例えばホスト装置
や他の画像生成システム）との間で通信を行うための各
種の制御を行うものであり、その機能は、各種プロセッ
サ、或いは通信用ＡＳＩＣなどのハードウェアや、プロ
グラムなどにより実現できる。

【００４４】なお本発明（本実施形態）の各手段を実現
（実行、機能）するためのプログラム（情報）は、ホス
ト装置（サーバー）が有する情報記憶媒体からネットワ
ーク及び通信部１９６を介して情報記憶媒体１８０に配
信するようにしてもよい。このようなホスト装置（サー
バー）の情報記憶媒体の使用も本発明の範囲内に含まれ
る。

【００４５】処理部１００（プロセッサ）は、操作部１
６０からの操作データやプログラムなどに基づいて、ゲ
ーム処理、画像生成処理、或いは音生成処理などの各種
の処理を行う。この場合、処理部１００は、記憶部１７
０内の主記憶部１７２をワーク領域として使用して、各
種の処理を行う。

【００４６】ここで、処理部１００が行う処理として
は、コイン（代価）の受け付け処理、各種モードの設定
処理、ゲームの進行処理、選択画面の設定処理、オブジ
ェクト（１又は複数のプリミティブ）の位置や回転角度
（Ｘ、Ｙ又はＺ軸回り回転角度）を求める処理、オブジ
ェクトを動作させる処理（モーション処理）、視点の位
置（仮想カメラの位置）や視線角度（仮想カメラの回転
角度）を求める処理、マップオブジェクトなどのオブジ
ェクトをオブジェクト空間へ配置する処理、ヒットチェ
ック処理、ゲーム結果（成果、成績）を演算する処理、
複数のプレーヤが共通のゲーム空間でプレイするための
処理、或いはゲームオーバー処理などを考えることがで
きる。

【００４７】処理部１００は、シミュレーション演算部
１１０、補正処理部１１２、移動・動作演算部１１４、
画像生成部１２０、音生成部１３０を含む。なお、処理
部１００に、これらの全ての機能ブロック１１０〜１３
０を含ませる必要はなく、一部の機能ブロックを省略す
る構成にしてもよい。

【００４８】ここでシミュレーション演算部１１０は、
２次元又は３次元のシミュレーション空間（ゲーム空
間、仮想空間）の各点（狭義には格子点）での時間経過
（仮想時間の経過、実時間の経過又はフレーム進行等）
に伴う物理量（速度、加速度、力、位置、電気又は磁気
等）の変化をシミュレーション演算（流体シミュレーシ
ョン又は物理シミュレーション等）により求め、その物
理量についての第１の場（速度場、加速度場、電場、磁
場又は重力場等）を求める。流体シミュレーションを例
にとれば、シミュレーション空間の各点での時間経過に
伴う流速ベクトル（速度）の変化を求め、流速ベクトル
についての流れ場（流速ベクトルの場、流体場、流速
場）を求める。

【００４９】なお、ここで「場」とは、所与の物理量が
空間の各点に応じた値を持つ場合に、その空間の領域を
いう。例えば、処理対象となるシミュレーション空間を
格子状に分割し、各格子点の位置における物理量を求め
ることで、その場の状態を求めることができる。そし
て、時間経過（フレーム進行）に伴って所与のシミュレ
ーション演算を行うことによって、各格子点にその位置
及び時間に応じた物理量を与えることができ、場の状態
の変化をシミュレーションすることができる。

【００５０】補正処理部１１２は、シミュレーション演
算部１１０で得られた第１の場を補正する処理を行う。
即ち、得られた第１の場と、この第１の場を補正するた
めに設定された補正場とに基づき補正処理を行い、補正
処理後の第２の場（流れ場等）を求める。

【００５１】なお、補正場は、ゲーム処理の開始前に予
め設定しておいてもよいし、時間経過（仮想時間の経
過、実時間の経過又はフレーム進行等）や、イベント発
生（ゲームステージ変化イベント、ゲーム状況変化イベ
ント、ヒットイベント、消滅イベント、爆発イベント、
アイテム取得イベント又はゲームパラメータ更新イベン
ト等）に応じてその設定をリアルタイムに変化させても
よい。

【００５２】また、補正場は、シミュレーション演算に
より得られる第１の場の一部の領域に設定してもよい
し、全部の領域に設定してもよい。或いは、第１の場の
領域外に補正場を設定してもよい。

【００５３】また、補正場の情報としては、例えば、シ
ミュレーション空間の各点に設定される補正ベクトル情
報や、シミュレーション空間の各点に設定される、第１
の場の第２の場に対する影響度情報（係数情報）を含ま
せることができる。

【００５４】移動・動作演算部１１４は、キャラクタ、
ボール、車などのオブジェクト（移動オブジェクト）の
移動情報（位置、回転角度）や動作情報（オブジェクト
の各パーツの位置、回転角度）を演算するものであり、
例えば、操作部１６０によりプレーヤが入力した操作デ
ータやゲームプログラムなどに基づいて、オブジェクト
を移動させたり動作（モーション、アニメーション）さ
せたりする処理を行う。

【００５５】より具体的には、移動・動作演算部１１４
は、オブジェクトの位置や回転角度を例えば１フレーム
（１／６０秒、１／３０秒等）毎に変化させる。例えば
（ｋ−１）フレームでのオブジェクトの位置、回転角度
をＰk-1、θk-1とし、オブジェクトの１フレームでの位
置変化量（速度）、回転変化量（回転速度）を△Ｐ、△
θとする。するとｋフレームでのオブジェクトの位置Ｐ
k、回転角度θkは例えば下式（１）、（２）のように求
められる。

【００５６】Ｐk＝Ｐk-1＋△Ｐ（１） θk＝θk-1＋△θ （２）そして本実施形態では、移動・動作演算部１１４が、操
作部１６０を用いたプレーヤによる直接操作ではなく、
場を用いた間接的な操作によりオブジェクト（操作対
象）を移動させる処理を行う。より具体的には、シミュ
レーション演算部１１０が、操作部１６０からの操作デ
ータに基づいてシミュレーション演算を行うことで、プ
レーヤの操作を反映させた第１の場を求める。そして、
補正処理部１１２が、シミュレーション演算部１１０で
得られた補正処理前の第１の場と、設定された補正場と
に基づいて、補正処理後の第２の場を求める。そして、
移動・動作演算部１１４が、この補正処理後の第２の場
をオブジェクトに作用させることで、オブジェクトを移
動又は回転させる。これにより、オブジェクトの移動又
は回転を操作部１６０を用いて間接的に制御することが
可能になる。また、シミュレーション演算により得られ
た第１の場を直接にオブジェクトに作用させるのではな
く、補正処理後の第２の場をオブジェクトに作用させる
ことで、プレーヤの操作性を向上できるようになり、ス
トレスの無いゲーム進行を実現できる。

【００５７】画像生成部１２０は、処理部１００で行わ
れる種々の処理の結果に基づいて画像処理を行い、ゲー
ム画像を生成し、表示部１９０に出力する。例えば、い
わゆる３次元のゲーム画像を生成する場合には、まず、
座標変換、クリッピング処理、透視変換、或いは光源計
算等のジオメトリ処理が行われ、その処理結果に基づい
て、プリミティブデータ（プリミティブの構成点（頂
点）の位置座標、テクスチャ座標、色（輝度）データ、
法線ベクトル或いはα値等）が作成される。そして、こ
のプリミティブデータ（ポリゴン、自由曲面又はサブデ
ィビジョンサーフェス等のプリミティブのデータ。描画
データ）に基づいて、ジオメトリ処理後のオブジェクト
（１又は複数のプリミティブ）の画像が、描画バッファ
１７４（フレームバッファ、ワークバッファ等のピクセ
ル単位で画像情報を記憶できるバッファ）に描画され
る。これにより、オブジェクト空間内において仮想カメ
ラ（所与の視点）から見える画像が生成されるようにな
る。

【００５８】そして本実施形態では画像生成部１２０
が、シミュレーション演算部１１０や補正処理部１１２
で得られた場に基づいて画像生成処理を行う。より具体
的には、補正処理部１１２からの補正処理後の第２の場
の情報に基づいて、流体などの不定形物（水、雲、霧、
煙、気流又は電磁波等）の画像を生成する処理を行う。
例えば、第２の場の各点（格子点）を起点として、各点
での補正処理後の流速ベクトルの方向に、流体表現パー
ティクルを発生する処理を行う。このようにすること
で、第２の場の各点の流速ベクトルの方向に流体が流れ
て見えるような画像表現が可能になり、よりリアルな流
体表現が可能になる。

【００５９】なお、補正処理部１１２で得られた補正処
理後の第２の場ではなく、シミュレーション演算部１１
０で得られた補正処理前の第１の場に基づいて、流体な
どの不定形物の画像を生成してもよい。

【００６０】以上のように本実施形態では、シミュレー
ション演算部１１０で得られた第１の場が補正処理部１
１２で補正され、補正処理後の第２の場に基づいて、移
動・動作演算部１１４や画像生成部１２０が、画像生成
に必要な種々の処理（オブジェクトを移動させる処理又
は不定形物の画像を生成する処理等）を行うことにな
る。

【００６１】なお、本実施形態の画像生成システムは、
１人のプレーヤのみがプレイできるシングルプレーヤモ
ード専用のシステムにしてもよいし、このようなシング
ルプレーヤモードのみならず、複数のプレーヤがプレイ
できるマルチプレーヤモードも備えるシステムにしても
よい。

【００６２】また複数のプレーヤがプレイする場合に、
これらの複数のプレーヤに提供するゲーム画像やゲーム
音を、１つの端末を用いて生成してもよいし、ネットワ
ーク（伝送ライン、通信回線）などで接続された複数の
端末（ゲーム機、携帯電話）を用いて生成してもよい。

【００６３】２．本実施形態の特徴次に本実施形態の特徴について図面を用いて説明する。
なお、以下では、第１、第２の場として流れ場（流速
場、流体場、速度場）を用いて流体シミュレーション演
算を行う場合について主に例にとり説明する。しかしな
がら、本発明における第１，第２の場は流れ場に限定さ
れず、本発明は流体表現以外の種々の画像表現に適用可
能である。

【００６４】２．１流れ場本実施形態では、操作対象となるオブジェクトの周りの
仮想流体に対して、プレーヤからの操作入力をインタラ
クティブに反映させるために流れ場を用いて、流体シミ
ュレーション演算を行い、シミュレーション空間の各点
における流速ベクトル（広義にはベクトル、速度ベクト
ル。以下の説明でも同様）を求める。

【００６５】流れ場（広義には場。以下の説明でも同
様）は、シミュレーション空間（ゲーム空間、仮想空
間）を格子状に適当な数に分割して生成する。そして流
体シミュレーション演算（広義にはシミュレーション演
算。以下の説明でも同様）によって時間経過（フレーム
進行）に伴って変化する各格子点（広義には各点。以下
の説明でも同様）における流速ベクトルを求め、場の情
報を更新する。

【００６６】流体シミュレーションは、所与の境界条件
のもと、求める物理量が時間的、空間的に連続性を有
し、与えられた外力（外因、流速ベクトル）の影響を直
接的、間接的に流れ場の全格子点に及ぼすことができる
ような所与の計算式によって行われる。例えば水や空気
のように連続体の運動をシミュレーションする際には、
非圧縮性のNavier-Stokes方程式等を用いて流れ場の演
算を行うことができる。

【００６７】次に、流体シミュレーション（流体力学計
算）を行う際の手順について説明する。

【００６８】流体をシミュレートする空間（流れ場）
の、ある瞬間（例えば、あるフレーム）における状態を
設定した後、Navier-Stokes方程式等を解くことで、次
の瞬間（次のフレーム）における流れ場の状態が求ま
る。

【００６９】図２は、流体シミュレーションを行う際の
手順について説明するための模式的な図であり、図３は
流体シミュレーションを行う際の手順について説明する
ためのフローチャートである。

【００７０】図２のＡ１は、ある瞬間における流れ場
（流体場）ＨＦの様子を模式的に表したものであり、図
２のＡ２は、次の瞬間における流れ場ＨＦの様子を模式
的に表したものである。図２において、流れ場ＨＦの状
態は、ある時点での各格子点（ＧＰ１、ＧＰ２、ＧＰ３
・・・）に設定された流速ベクトル（ＦＶ１、ＦＶ２、
ＦＶ３・・・）で表すことができる。

【００７１】なお、図２では見た目をわかり易くするた
めに、流れ場ＨＦを２次元的に表しているが、流れ場は
３次元でもよい。また図２では、格子点（ＧＰ１、２、
３・・・）と流速ベクトル（ＦＶ１、２、３・・・・）
の始点をずらしているが、これらは実際には一致してい
る。

【００７２】図２のＡ１の状態からＡ２の状態を求める
際には、図３に示すような手順で流体計算（流体力学計
算）を行う。

【００７３】まず、シミュレーション空間の各格子点
（グリッド点）に対して、ある瞬間（フレームｎ−１）
における流速ベクトルを設定する（ステップＳ１。図２
のＡ１参照）。即ち、流体シミュレーションの初期条件
を設定する。

【００７４】次に、各格子点に設定された流速ベクトル
に基づき流体計算を行う（ステップＳ２）。

【００７５】そして、流体計算により求まった各格子点
の流速ベクトルが、次の瞬間（フレームｎ）の流れ場の
状態を表す情報（各格子点の情報）になる（ステップＳ
３。図２のＡ２参照）。

【００７６】それ以降は、ステップＳ３で得られた各格
子点の流速ベクトルを、ステップＳ１での各格子点の流
速ベクトル（流体シミュレーションの初期条件）に設定
して、再びステップＳ２の流体計算を再帰的に行うこと
で、流れ場を状態変化させることができる。

【００７７】なお、初期条件（ステップＳ１）は基本的
に自由に設定できるため、任意の時間に任意の点に対し
て外力（流速ベクトル）を加えることも可能である。

【００７８】外力を流れ場に反映させるためには、対応
する格子点（例えば外力が加わった位置に近い格子点）
に対して、外力に対応した大きさ及び方向を持つ流速ベ
クトルを与えればよい。

【００７９】図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、流れ場Ｈ
Ｆに対して、外力に対応した流速ベクトルＥＦＶを与え
た場合の場の状態変化を模式的に表した図である。

【００８０】なお、図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）では見
た目をわかり易くするために、格子点と流速ベクトルの
始点はずらしてあるが、実際にはこれらは一致してい
る。

【００８１】例えば、図４（Ａ）のような流れ場ＨＦに
対して、図４（Ｂ）のように外力に対応した流速ベクト
ルＥＦＶを与えれば、流体シミュレーション演算の後、
図４（Ｃ）のような流れ場ＨＦを得ることができる。

【００８２】ここで、外力を流体シミュレーションに反
映させる手法としては、例えば外力の方向及び大きさに
応じて得られる流速ベクトルＥＦＶを、外力の加わった
位置の最寄りの格子点に初期条件として与える手法を考
えることができる。或いは、外力の方向及び大きさに応
じて得られる流速ベクトルＥＦＶを、外力の加わった位
置の周囲の格子点ＧＰ１３、ＧＰ１４、ＧＰ１８、ＧＰ
１９に対して分散して初期条件として与えてもよい。

【００８３】このように外力を流れ場に与えることによ
って、仮想流体にインタラクティブ性を持たせることが
可能になる。

【００８４】次に、流れ場を設定する際の境界条件につ
いて説明する。ここで、シミュレーションする空間の境
界での値（流速ベクトル）の与え方を境界条件と呼ぶ。

【００８５】境界条件は、流体シミュレーションを行う
上で非常に重要な要素であり、この値の与え方を変える
だけで、仮想流体の様々な振る舞いを再現できる。

【００８６】例えば、下端の境界における流速ベクトル
の方向を下方向に設定すれば、仮想流体が上から下へと
流れる、川の水のような動きを表現できる。

【００８７】また、境界での値を全て零に設定すれば、
風呂場の湯船の水面のように閉じた空間での流体の動き
を表現でき、流体が渦を巻く様子を表現できる。

【００８８】例えば図５に示すように、下端での境界条
件として、上向きに吹き出すような流速ベクトルを設定
すれば、常に下から上へと気体が流れる状態の場を生成
できる。

【００８９】この状態で放置しておけば、しばらくする
と定常的な流れとなり、流体シミュレーションを行うメ
リットは薄れる。しかしながら、流体シミュレーション
を利用すれば、「風を送る」というような操作を手軽に
実現できるため、従来の方法では困難であったインタラ
クティブな操作が可能になる。

【００９０】２．２ Navier-Stokes方程式を用いた流
体シミュレーションについて水や空気のような連続体の運動を表現するための方程式
はNavier-Stokes方程式と呼ばれる。流体の流れが音速
に比べて十分小さい場合は流体の非圧縮性を仮定してよ
く、この場合のNavier-Stokes方程式は下式（３）、
（４）のようになる。

【００９１】

【数１】

【００９２】ここで、Ｖは流速ベクトル、ｐは圧力、ρ
は密度、μは流体の粘性率である。また、∇は勾配演算
子、Δはラプラシアンを表す。

【００９３】上式（３）は質量保存則を表す偏微分方程
式であり、「連続の式」と呼ばれる。また、上式（４）
は運動量保存則を表し、狭義のNavier-Stokes方程式と
呼ばれる。

【００９４】これらの方程式を差分化することで各格子
点における解を数値的に得ることができる。この場合に
は、差分化によって解析を行うシミュレーション空間
を、流れ場として格子状に分割し、各格子点にそれぞれ
流速ベクトルを持たせて計算を行えばよい。

【００９５】２．３流れ場（仮想流体）を介した間接
的な操作まず、操作対象となるオブジェクトを直接操作する手法
と、オブジェクトを間接的に操作する手法の相違点につ
いて説明する。

【００９６】図６（Ａ）、（Ｂ）は、操作対象となるオ
ブジェクトＯＢを直接操作する場合について説明するた
めの図であり、図７（Ａ）、（Ｂ）は、オブジェクトＯ
Ｂを間接的に操作する場合について説明するための図で
ある。

【００９７】従来は、図６（Ａ）のオブジェクトＯＢを
例えば右に動かしたい場合に、マウスやレバー等の操作
手段を用いて図６（Ｂ）に示すようにオブジェクトＯＢ
を直接に右方向に動かしていた。

【００９８】これに対して本実施形態では、図７
（Ａ）、（Ｂ）に示すようにオブジェクトＯＢの周りは
仮想流体ＶＨで囲まれている。そして本実施形態ではプ
レーヤがオブジェクトＯＢを直接操作するのではなく、
プレーヤの操作により外力を表す流速ベクトルが入力さ
れる。

【００９９】例えば図７（Ａ）に示すように、プレーヤ
がマウス等を用いて画面上の点ＳＰをポイントし、ｌだ
け矢印の方向にドラッグしたとする。すると、始点をＳ
Ｐとし、大きさがｌで、方向が矢印の方向である流速ベ
クトルＥＦＶが、外力として仮想流体ＶＨ（流れ場）に
与えられる。そして、この流速ベクトルＥＦＶにより、
図７（Ｂ）のＢ１に示すような流れが生じる。そして、
オブジェレクトＯＢは、生じた仮想流体ＶＨの流れによ
って流される形で移動する。即ち本実施形態では、オブ
ジェクトＯＢの周りの仮想流体ＶＨに生じた流れ（Ｂ
１）によってオブジェクトＯＢが間接的に操作されるこ
とになる。

【０１００】図８（Ａ）、（Ｂ）は、オブジェクトＯＢ
が流れ場ＨＦから受ける力を求める様子を表した図であ
る。

【０１０１】図８（Ａ）は、流体シミュレーションの演
算後の流れ場ＨＦの状態を表した図であり、図８（Ｂ）
は、オブジェクトＯＢの近傍の流れ場ＨＦの状態を表し
た図である。

【０１０２】図８（Ａ）に示すように、流体シミュレー
ションの演算後の流れ場ＨＦの各格子点には、プレーヤ
が流れ場ＨＦに加えた外力を反映した流速ベクトルが与
えられている。

【０１０３】図８（Ｂ）のＧＰ１、ＧＰ２、ＧＰ３、Ｇ
Ｐ４は、オブジェクトＯＢを囲む格子点であり、ＦＶ
１、ＦＶ２、ＦＶ３、ＦＶ４は、流体シミュレーション
の結果、各格子点に与えられた流速ベクトルである。

【０１０４】本実施形態では、オブジェクトＯＢに最も
近い格子点ＧＰ２に与えられた流速ベクトルＦＶ２を、
オブジェクトＯＢの速度ベクトルＶＯＢ（今回のフレー
ムでの位置変化量及び移動方向）として与える。

【０１０５】そしてオブジェクトＯＢは、与えられた速
度ベクトルＶＯＢにより移動する。このようにすれば、
プレーヤが流れ場（仮想流体）の流れを操作すること
で、流れ場ＨＦを介して間接的にオブジェクトＯＢを操
作できるようになる。

【０１０６】なお、オブジェクトＯＢの速度ベクトルＶ
ＯＢを、周囲の流速ベクトルＦＶ１、ＦＶ２、ＦＶ３、
ＦＶ４の補間処理により求めるようにしてもよい。即
ち、オブジェクトＯＢと各格子点ＧＰ１、ＧＰ２、ＧＰ
３、ＧＰ４との距離に応じた補間率で、流速ベクトルＦ
Ｖ１、ＦＶ２、ＦＶ３、ＦＶ４の補間処理を行い、オブ
ジェクトＯＢの速度ベクトルＶＯＢを求めるようにす
る。このようにすれば、処理負荷は重くなるが、より正
確な速度ベクトルＶＯＢをオブジェクトＯＢに与えるこ
とが可能になる。

【０１０７】２．４補正場による補正処理さて、以上のようにして流れ場を介してオブジェクトを
間接的に操作するようにすると、プレーヤが意図したよ
うにオブジェクトを移動させることが難しくなり、ゲー
ムの操作性が悪化するという問題が生じた。

【０１０８】そこで本実施形態では、流体シミュレーシ
ョンにより得られた流れ場を補正するための補正場を用
意し、この補正場により流れ場（第１の場、第１のベク
トル場、第１の速度場）を補正し、補正処理後の流れ場
（第２の場、第２のベクトル場、第２の速度場）に基づ
いて、画像生成のために必要な種々の処理（オブジェク
トを移動させる処理又は流体表現パーティクルを発生さ
せる処理等）を行うようにしている。

【０１０９】より具体的には、まず、図２〜図５で説明
した流体シミュレーションを行って、図９のＣ１に示す
ように今回のフレームでの流れ場ＨＦ（第１の場）を求
める。

【０１１０】そして、この求められた流れ場ＨＦ（第１
の場）と、図９のＣ２に示すように任意に設定可能な補
正場ＣＦとに基づいて、Ｃ３に示すように補正処理後の
流れ場ＨＦ’（第２の場）を求める。そして、この補正
処理後の流れ場ＨＦ’に基づいて、オブジェクトを移
動、回転させる処理や流体パーティクルを各格子点から
発生させる処理を行うようにする。

【０１１１】例えば図１０（Ａ）において、オブジェク
トに作用させるべき流れ場ＨＦの各格子点ＧＰ（シミュ
レーション空間の各点）での流速ベクトルｆｖ（ｆ
ｖ_x、ｆｖ_y、ｆｖ_z）が、図２〜図５で説明したような
流体シミュレーションにより求められる。また、各格子
点ＧＰには、補正場ＣＦの補正情報（ａ、ｃｖ）が設定
されている（補正場ＣＦの補正情報が対応づけられてい
る）。

【０１１２】ここで、スカラーａは、流体シミュレーシ
ョンにより得られた流れ場ＨＦの流速ベクトルｆｖが、
補正処理後の流れ場ＨＦ’の流速ベクトルｆｖ’に与え
る影響度を決める情報（係数情報）である。また、ｃｖ
は、流れ場ＨＦの流速ベクトルｆｖに対する補正場ＣＦ
の補正ベクトル（流速補正ベクトル）である。これら
の、ｆｖ’、ａ、ｆｖ、ｃｖの間には、下式（５）に示
すような関係が成り立つ。

【０１１３】

【数２】

【０１１４】例えば上式（５）において、ａ＞１に設定
すれば、図１０（Ｂ）に示すように、流体シミュレーシ
ョンにより得られた流速ベクトルｆｖが補正処理後の流
速ベクトルｆｖ’に与える影響度を大きくできる。

【０１１５】また、上式（５）において、０＜ａ＜１に
設定すれば、図１０（Ｃ）に示すように、流速ベクトル
ｆｖが流速ベクトルｆｖ’に与える影響度を小さくでき
る（制限できる）。

【０１１６】また、上式（５）において、ａ＝０に設定
すれば、図１０（Ｄ）に示すように、流速ベクトルｆｖ
が流速ベクトルｆｖ’に与える影響度を無効にできる。
即ち、流体シミュレーションの結果であるｆｖを無視し
て、格子点ＧＰに与えるべき流速ベクトルｆｖ’を、補
正場ＣＦの補正ベクトルｃｖに固定できる。

【０１１７】このように、補正情報として影響度情報ａ
を導入することで、流体シミュレーションで得られた結
果である流速ベクトルｆｖの影響度を制限したり、無効
にしたりできるようになる。これにより、補正ベクトル
の設定だけでは実現できない、より自由度の高い補正場
の設定が可能になる。

【０１１８】なお、流速ベクトルｆｖ、ｆｖ’、補正ベ
クトルｃｖは、３次元のベクトルであってもよいし、２
次元のベクトルであってもよい。

【０１１９】以上のように本実施形態では、補正場ＣＦ
を設定し、流体シミュレーションで得られた流れ場ＨＦ
をこの補正場ＣＦを用いて補正してるため、ゲームデザ
イナーやプレーヤが意図したものと近い動作をオブジェ
クトに行わせることが可能になる。これにより、ゲーム
デザイナーやプレーヤが所望する画像を生成できるよう
になる。また、流体シミュレーションの処理を簡略化
（近似）したことに起因するオブジェクトの不自然な挙
動も修正できるようになり、より自然な場の流れを表現
できるようになる。

【０１２０】即ち、一般的にシミュレーション演算は、
何らかの条件（初期条件、境界条件、外力等）が存在
し、その条件を満たすような結果（オブジェクトの移
動、回転）を計算により求めることで実現される。そし
て、このように、ある条件を満たすような結果を計算に
より求めることは比較的容易である。

【０１２１】一方、逆に、ゲームデザイナーやプレーヤ
がある結果を得たい場合に、その結果を得るための条件
を計算により求めることは困難である。

【０１２２】例えば図７（Ａ）、（Ｂ）に示すような、
流れ場を介した間接的な操作でオブジェクトＯＢをコー
ス上で移動させる場合を考える。このような場合に、コ
ースに沿った適切な移動経路でオブジェクトＯＢを移動
させるという結果を得るための流体シミュレーションの
条件を逆に求めることは、非常に困難な作業になる。

【０１２３】これに対して、図９のＣ２に示すような補
正場ＣＦを設定し、流体シミュレーションで得られた流
れ場ＨＦを補正するようにすれば、流体シミュレーショ
ンを利用したオブジェクトＯＢの間接的な操作を実現し
ながらも、ゲームデザイナーやプレーヤが意図したよう
にオブジェクトＯＢを動かすことが可能になる。即ち、
例えばコースに沿って適切な経路でオブジェクトＯＢを
移動させることが可能になり、スムーズなゲーム進行を
実現できる。

【０１２４】なお、本実施形態では図９のＣ４に示すよ
うに、前回のフレーム（前の瞬間）で得られた補正処理
後の流れ場ＨＦ’（第２の場）ではなく、前回のフレー
ムの流体シミュレーションで得られた補正処理前の流れ
場ＨＦ（第１の場）を初期条件（図３のステップＳ１）
に設定して、今回のフレーム（次の瞬間）での第１の場
を求める流体シミュレーション（図３のステップＳ２）
を行うようにしている。

【０１２５】例えば、よりリアルな流体表現を実現しよ
うとすれば、前回のフレームで得られた補正処理後の流
れ場ＨＦ’を初期条件として、今回のフレームでの流体
シミュレーションを行うべきである。

【０１２６】しかしながら、補正処理後の流れ場ＨＦ’
は、前述したNavier-Stokes方程式（３）、（４）に適
合しないおそれがある。従って、補正処理後の流れ場Ｈ
Ｆ’を用いて今回のフレームの流体シミュレーションを
行うと、流体シミュレーションの結果に矛盾が生じる可
能性がある。

【０１２７】これに対して図９のＣ４に示すように、補
正処理後の流れ場ＨＦ’ではなく、補正処理前の流れ場
ＨＦを用いて今回のフレームの流体シミュレーションを
行うようにすれば、流体シミュレーション全体での整合
性が保たれるようになり、流体シミュレーションの演算
処理に破綻が生じる事態を防止できるようになる。

【０１２８】２．５補正場の設定次に、補正場ＣＦの具体的な設定手法について説明す
る。なお、補正場ＣＦはゲーム処理の開始前（フレーム
更新毎に行われる処理の開始前）に予め設定しておいて
もよいし、ゲーム処理の開始後に（フレーム更新毎の処
理の中で）、補正場ＣＦの設定をリアルタイムに変化さ
せてもよい。

【０１２９】図１１（Ａ）では、流体シミュレーション
で得られた流れ場ＨＦの領域（流体シミュレーションを
行う領域）の外に、補正場ＣＦが設定されている。即
ち、流体シミュレーションの計算が行われない領域をフ
ォローするような形で、補正場ＣＦが設定されている。
より具体的には、前述した式（５）における補正ベクト
ルｃｖを、オブジェクトＯＢを領域内に押し戻すベクト
ルとして設定する。このようにすれば、流れ場ＨＦの領
域外に出ようとするオブジェクトＯＢを流れ場ＨＦの領
域内に押し戻す補正処理を実現できる。

【０１３０】流体シミュレーションを行う場合には一般
的に境界条件が必要になるため、流体シミュレーション
を行う領域（ＨＦ）は有限な領域となる。従って、この
有限な領域の外にオブジェクトＯＢが出てしまった場合
には、そのオブジェクトＯＢに作用させるべき流速ベク
トルを計算することが不可能となり、オブジェクトＯＢ
を移動させたり回転させることができなくなる。従っ
て、このような場合にはゲームオーバーにせざるを得な
くなり、流体シミュレーションを利用したゲームのゲー
ム性が損なわれてしまう。

【０１３１】これに対して図１１（Ａ）に示すように、
流体シミュレーションが行われる流れ場ＨＦの領域外に
補正場ＣＦを設定すれば、この補正場ＣＦを利用してオ
ブジェクトＯＢを流れ場ＨＦの領域内に押し戻すことが
可能になり、ＯＢが領域外に出た後もゲームを続行でき
るようになる。これにより、プレーヤがゲームに興ざめ
するなどの事態を防止でき、よりスムーズなゲーム進行
を実現できる。

【０１３２】図１１（Ｂ）では、流れ場ＨＦ（仮想流
体）を介した間接的な操作をプレーヤが行うことで、シ
ミュレーション空間内のコースＣＳに沿ってオブジェク
トＯＢを移動させるゲームが実現されている。そして図
１１（Ｂ）では、オブジェクトＯＢの前方においてコー
スＣＳの幅が狭まっている。

【０１３３】このような場合に、流れ場ＨＦを介した間
接的な操作だけで、Ｄ１に示すようにオブジェクトＯＢ
をコースＣＳに沿って移動させることは非常に困難とな
る。

【０１３４】特に、操作手段を用いた間接的な操作によ
りプレーヤが発生させることができる流れの方向が、図
１１（Ｂ）のＤ２に示す方向だけに制限されている場合
には、Ｄ１に示すような経路でオブジェクトＯＢを移動
させることは、ほとんど不可能になる。

【０１３５】そこで本実施形態では、このようにコース
ＣＳに沿って移動するオブジェクトＯＢの移動をアシス
トするためのアシストベクトルの場を、補正場ＣＦとし
て設定している。より具体的には、前述した式（５）に
おける補正ベクトルｃｖを、アシストベクトルとして、
図１１（Ｂ）のコースＣＳが狭まっている領域に設定す
る。

【０１３６】このようにすることで、プレーヤは、この
アシストベクトル（ｃｖ）に助けられて、コースＣＳに
沿ってオブジェクトＯＢを移動させることができるよう
になる。これにより、流れ場を介した間接的な操作方法
において問題となる操作性の困難性を解消でき、よりス
ムーズなゲーム進行を実現できる。

【０１３７】図１２（Ａ）では、シミュレーション空間
内のコースＣＳ上に種々の障害物オブジェクトＯＢＳ
（広義には他のオブジェクトであり、敵オブジェクトで
もよい）が配置されている。

【０１３８】このような場合に、流れ場ＨＦを介した間
接的な操作だけで、Ｅ１に示すようにオブジェクトＯＢ
を移動させて、障害物オブジェクトＯＢＳへの衝突を回
避さえることは非常に困難となる。

【０１３９】特に、操作手段を用いた間接的な操作によ
りプレーヤが発生させることができる流れの方向が、図
１２（Ａ）のＥ２に示す方向だけに制限されている場合
には、Ｅ１に示すようにオブジェクトＯＢを移動させる
ことは、ほとんど不可能になる。

【０１４０】そこで本実施形態では、このように障害物
オブジェクトＯＢＳを回避して移動するオブジェクトＯ
Ｂの移動をアシストするためのアシストベクトルの場
を、補正場ＣＦとして設定している。より具体的には、
前述した式（５）における補正ベクトルｃｖを、アシス
トベクトルとして、図１２（Ａ）の障害物オブジェクト
ＯＢＳの近くの領域（手前側の領域）に設定する。

【０１４１】このようにすることで、プレーヤは、この
アシストベクトル（ｃｖ）に助けられて、障害物オブジ
ェクトＯＢＳを回避するようにオブジェクトＯＢを移動
させることができるようになる。これにより、流れ場を
介した間接的な操作方法において問題となる操作性の困
難性を解消でき、よりスムーズなゲーム進行を実現でき
る。

【０１４２】なお、図１１（Ｂ）、図１２（Ａ）の場合
に、アシストベクトルの大きさ等を、ゲームの難易度に
応じて変化させてもよい。例えば、難しい難易度を設定
する場合には、アシストベクトルの大きさを小さくする
或いは無効にし、優しい難易度を設定する場合には、ア
シストベクトルの大きさを大きくする。このようにすれ
ば、初級者から上級者に至る幅広い層のプレーヤが楽し
むことができる流体シミュレーションゲームを実現でき
る。

【０１４３】図１２（Ｂ）では、補正場ＣＦの領域ＲＧ
において、流れ場ＨＦの流速ベクトルが無効にされてい
る（或いは制限されている）。これは例えば、前述した
式（５）における影響度（係数）情報ａを、領域ＲＧに
おいて零（或いは小さい値）に設定することで実現でき
る。このようにすることでゲームデザイナーは、コース
上の所望の領域ＲＧにおいて流れをせき止めたり緩めた
りするコース設計が可能になる。しかも、このような領
域ＲＧの設定は、上式（５）において、対応する補正場
ＣＦでの影響度情報ａを零又は小さな値に設定するだけ
で済む。従って、少ない処理負荷と労力で、様々なコー
ス設計を実現できるようになり、ゲームの開発期間の短
縮化を図れるようになる。

【０１４４】図１３（Ａ）では、仮想的な流れに沿って
オブジェクトＯＢ１を移動させるための仮想的な流れ場
ＶＦＦ（仮想コース）が、補正場ＣＦとして設定されて
いる。即ち、補正場ＣＦにより生じる流れをコースに見
立てることで、目に見えないコースが設定されたレース
ゲーム（例えばボートゲーム）を実現している。

【０１４５】例えば図１３（Ａ）において、オブジェク
トＯＢ１は、補正場ＣＦにより設定される仮想コース内
に位置しているため、その仮想コースの流れに沿って自
動的に速くゴールに向かって進めるようになる。

【０１４６】一方、オブジェクトＯＢ２は、この仮想コ
ースからコースアウトしているため、仮想コースの流れ
に乗って進めず、オブジェクトＯＢ１よりもゴールに到
達するのが遅れてしまうことになる。

【０１４７】このような仮想的な流れ場ＶＦＦを、上述
した式（３）、（４）のようなNavier-Stokes方程式を
利用して発生させるのは、初期条件や境界条件の設定の
観点から、困難な設計作業になる。

【０１４８】これに対して、図１３（Ａ）に示すように
補正場ＣＦを利用して仮想的な流れ場ＶＦＦを発生させ
る手法は、Navier-Stokes方程式を利用して発生させる
手法に比べて、その設計作業も用意であり、処理負荷も
軽いという利点がある。

【０１４９】図１３（Ｂ）では、コース上を移動してい
るオブジェクトＯＢ（キャラクタ）の移動に追従させて
補正場ＣＦ（一部又は全部）を移動させている。このよ
うにすることで、オブジェクトＯＢの移動に応じた流れ
（流れの跡）を作り出すことができ、オブジェクトＯＢ
の移動によりその後方に波が生じてるかのように見える
画像を生成できる。

【０１５０】より具体的には図１３（Ｂ）において、各
流速ベクトル（例えば補正ベクトル或いは補正処理後の
流速ベクトル）の方向に、各格子点を起点として流体表
現パーティクルを発生させる。

【０１５１】この場合に、流体表現パーティクルの移動
速度は、各格子点での流速ベクトル（補正ベクトル、補
正処理後の流速ベクトル）の大きさに応じた速度にすれ
ばよい。

【０１５２】また、流体表現パーティクル（パーティク
ル・プリミティブ）は、点や線などで表現してもよい
し、半透明テクスチャがマッピングされたポリゴンによ
り表現してもよい。そして、流体表現パーティクルは、
発生した後、所定期間の寿命で消滅させることが望まし
い（例えば半透明度を制御して透明にする）。

【０１５３】また、図１３（Ｃ）に示すように、プレー
ヤの目に見えないオブジェクトＯＢ（水中のオブジェク
ト）の移動に、流れの跡を表現するための補正場ＣＦを
追従させてもよい。

【０１５４】また図１３（Ｂ）、（Ｃ）の場合の補正場
ＣＦは、オブジェクトＯＢの移動情報（位置、方向）に
基づいて、その位置や方向を設定することが望ましい。

【０１５５】図１４では、大渦、排水溝、急流、局所的
な流れなど、シミュレーションだけでは再現するのが困
難な現象を、人工的に設定した補正場ＣＦを用いて表現
している。

【０１５６】より具体的には、ゲームステージの変化イ
ベント、ゲーム状況の変化イベント、ゲームパラメータ
の変化イベント、消滅イベント、衝突イベント、アイテ
ム取得イベントなどの各種のイベントの発生や、時間経
過などの応じて、補正場ＣＦを設定する。

【０１５７】例えば、第１のゲームステージから第２の
ゲームステージに変化した場合に、第２のゲームステー
ジ用に用意された補正場ＣＦを設定して、第２のゲーム
ステージでのコース上に図１４に示すような大渦の流れ
を配置する。

【０１５８】また、例えば、シミュレーション空間内の
ゲーム時間が経過すると、それまではなかった補正場Ｃ
Ｆをコース上に設定して、図１４に示すような大渦の流
れをコース上に出現させる。

【０１５９】なおゲームステージとは、ゲームのクリア
条件の達成により次の画面が現れる形式のゲームにおけ
るクリアの都度に現れる新しい画面（ゲーム面）のこと
をいう。またイベントとは、プログラミングにおいて一
般に用いられる事象の意味である。また、時間経過は、
フレーム更新のタイミングでカウントアップされるカウ
ント値を用いて計測してもよいし、画像生成システムが
有するリアルタイムクロックのタイマを用いて計測して
もよい。

【０１６０】また、補正場を設定する手法は、流体シミ
ュレーションの性質や処理の簡略化に起因して生じる、
画面端などでの流体の不自然な挙動を補正するために用
いてもよい。また、流体シミュレーションの結果を補正
せずに忠実に使用すると、流体の流れが速くなりすぎて
しまったり、遅くなりすぎてしまう場合に、その流れの
速度を補正するために補正場を用いるようにしてもよ
い。

【０１６１】３．本実施形態の処理次に、本実施形態の処理の詳細例について、図１５、図
１６のフローチャートを用いて説明する。

【０１６２】なお図１５、図１６において各変数の意味
は以下のようになる。ｎ：フレーム番号ＢＶ：境界条件を決めるベクトル群ＥＶ_n：ｎフレーム目のプレーヤの入力に応じて設定さ
れる外力ベクトルＩＶ_n：ｎフレーム目の流体シミュレーションを行うた
めの初期条件ベクトル群ＦＶ_n：ｎフレーム目の流体シミュレーションにより得
られる流速ベクトル群ｆｖ_n：ＦＶ_nの個々の要素ベクトルＦＶ_n’：ｎフレーム目の補正処理後の流速ベクトル群ｆｖ_n’：ＦＶ_n’の個々の要素ベクトルＣＭ_n ：ｎフレーム目の補正場マトリックスなお、補正場マトリックスＣＭ_nとは、スカラーａ（影
響度情報）、ベクトルｂ（補正ベクトル）の組（ａ、
ｂ）を要素とする行列である。

【０１６３】まず、流体シミュレーションのための初期
設定を行う（ステップＳ１０）。即ち、境界条件に適合
するようにベクトル群ＢＶを設定したり、０フレーム目
の流速ベクトル群ＦＶ₀をゼロベクトル行列に設定した
り（全ての要素ベクトルｆｖ_nの大きさを０にする）、
フレーム番号ｎを０に設定したりする。

【０１６４】次に、フレーム更新か否かを判断する（ス
テップＳ１１）。これは、画像生成システムのハードウ
ェアが垂直同期のタイミングで発生する割り込みに基づ
いて判断できる。そして、フレーム更新と判断された場
合には、ｎを１だけインクリメントする（ステップＳ１
２）。

【０１６５】次に、プレーヤの入力操作（マウス、レバ
ー等の操作）に基づき、外力ベクトルＥＶ_n（外力ベク
トルに対応した流速ベクトル）を設定する（ステップＳ
１３）。

【０１６６】次に、流体シミュレーションの前処理を行
う（ステップＳ１４）。即ち、流速ベクトル群Ｆ
Ｖ_n-1、外力ベクトルＥＶ_n、境界条件ベクトル群ＢＶに
基づき、初期条件ベクトル群ＩＶ_nを設定する。そし
て、流体シミュレーションを実行する（ステップＳ１
５）。即ち、初期条件をＩＶ_nとして流体計算を行い、
フレームｎでの流速ベクトル群ＦＶ_n（流れ場）を求め
る。

【０１６７】次に、補正場マトリックスＣＭ_nを設定す
る（ステップＳ１６）。即ち、ゲーム状況に応じた任意
の補正場マトリックスＣＭ_nを設定する。この際、補正
場（ＣＭ_n）の各格子点を、流れ場（ＦＶ_n）の各格子点
に対応させる。

【０１６８】次に、流れ場（ＦＶ_n）の各格子点でのベ
クトル要素ｆｖ_nと、補正場（ＣＭ_n）の、対応する格子
点での要素（ａ、ｃｖ）とに基づき、補正処理後の流れ
場（ＦＶ_n’）の各格子点でのベクトル要素ｆｖ_n’を下
式のように計算する（ステップＳ１７）。

【０１６９】ｆｖ_n’＝ａ×ｆｖ_n＋ｃｖ（６）そして、上記計算を全ての格子点について行うことで、
補正処理後の流速ベクトル群ＦＶ_n’が求まる。

【０１７０】次に、求められたＦＶ_n’に基づき、操作
対象となるオブジェクトの移動処理及び流体表現パーテ
ィクルの発生処理（画像生成のために必要な処理）を行
う（ステップＳ１８）。そして処理結果に基づき、当該
フレームについての描画処理を行い（ステップＳ１
９）、図１５のステップＳ１１に処理を戻す。

【０１７１】以上のようにすることで、図９で説明した
ような流体シミュレーションや得られた流れ場の補正処
理を実現できるようになる。

【０１７２】４．ハードウェア構成次に、本実施形態を実現できるハードウェアの構成の一
例について図１７を用いて説明する。

【０１７３】メインプロセッサ９００は、ＣＤ９８２
（情報記憶媒体）に格納されたプログラム、通信インタ
ーフェース９９０を介して転送されたプログラム、或い
はＲＯＭ９５０（情報記憶媒体の１つ）に格納されたプ
ログラムなどに基づき動作し、ゲーム処理、画像処理、
音処理などの種々の処理を実行する。

【０１７４】コプロセッサ９０２は、メインプロセッサ
９００の処理を補助するものであり、高速並列演算が可
能な積和算器や除算器を有し、マトリクス演算（ベクト
ル演算）を高速に実行する。例えば、オブジェクトを移
動させたり動作（モーション）させるための物理シミュ
レーションに、マトリクス演算などの処理が必要な場合
には、メインプロセッサ９００上で動作するプログラム
が、その処理をコプロセッサ９０２に指示（依頼）す
る。

【０１７５】ジオメトリプロセッサ９０４は、座標変
換、透視変換、光源計算、曲面生成などのジオメトリ処
理を行うものであり、高速並列演算が可能な積和算器や
除算器を有し、マトリクス演算（ベクトル演算）を高速
に実行する。例えば、座標変換、透視変換、光源計算な
どの処理を行う場合には、メインプロセッサ９００で動
作するプログラムが、その処理をジオメトリプロセッサ
９０４に指示する。

【０１７６】データ伸張プロセッサ９０６は、圧縮され
た画像データや音データを伸張するデコード処理を行っ
たり、メインプロセッサ９００のデコード処理をアクセ
レートする処理を行う。これにより、オープニング画
面、インターミッション画面、エンディング画面、或い
はゲーム画面などにおいて、ＭＰＥＧ方式等で圧縮され
た動画像を表示できるようになる。なお、デコード処理
の対象となる画像データや音データは、ＲＯＭ９５０、
ＣＤ９８２に格納されたり、或いは通信インターフェー
ス９９０を介して外部から転送される。

【０１７７】描画プロセッサ９１０は、ポリゴンや曲面
などのプリミティブ（プリミティブ面）で構成されるオ
ブジェクトの描画（レンダリング）処理を高速に実行す
るものである。オブジェクトの描画の際には、メインプ
ロセッサ９００は、ＤＭＡコントローラ９７０の機能を
利用して、オブジェクトデータを描画プロセッサ９１０
に渡すと共に、必要であればテクスチャ記憶部９２４に
テクスチャを転送する。すると、描画プロセッサ９１０
は、これらのオブジェクトデータやテクスチャに基づい
て、Ｚバッファなどを利用した陰面消去を行いながら、
オブジェクトをフレームバッファ９２２に高速に描画す
る。また、描画プロセッサ９１０は、αブレンディング
（半透明処理）、デプスキューイング、ミップマッピン
グ、フォグ処理、バイリニア・フィルタリング、トライ
リニア・フィルタリング、アンチエリアシング、シェー
ディング処理なども行うことができる。そして、１フレ
ーム分の画像がフレームバッファ９２２に書き込まれる
と、その画像はディスプレイ９１２に表示される。

【０１７８】サウンドプロセッサ９３０は、多チャンネ
ルのＡＤＰＣＭ音源などを内蔵し、ＢＧＭ、効果音、音
声などの高品位のゲーム音を生成する。生成されたゲー
ム音は、スピーカ９３２から出力される。

【０１７９】ゲームコントローラ９４２（レバー、ボタ
ン、筺体、パッド型コントローラ又はガン型コントロー
ラ等）からの操作データや、メモリカード９４４からの
セーブデータ、個人データは、シリアルインターフェー
ス９４０を介してデータ転送される。

【０１８０】ＲＯＭ９５０にはシステムプログラムなど
が格納される。なお、業務用ゲームシステムの場合に
は、ＲＯＭ９５０が情報記憶媒体として機能し、ＲＯＭ
９５０に各種プログラムが格納されることになる。な
お、ＲＯＭ９５０の代わりにハードディスクを利用する
ようにしてもよい。

【０１８１】ＲＡＭ９６０は、各種プロセッサの作業領
域として用いられる。

【０１８２】ＤＭＡコントローラ９７０は、プロセッ
サ、メモリ（ＲＡＭ、ＶＲＡＭ、ＲＯＭ等）間でのＤＭ
Ａ転送を制御するものである。

【０１８３】ＣＤドライブ９８０は、プログラム、画像
データ、或いは音データなどが格納されるＣＤ９８２
（情報記憶媒体）を駆動し、これらのプログラム、デー
タへのアクセスを可能にする。

【０１８４】通信インターフェース９９０は、ネットワ
ークを介して外部との間でデータ転送を行うためのイン
ターフェースである。この場合に、通信インターフェー
ス９９０に接続されるネットワークとしては、通信回線
（アナログ電話回線、ＩＳＤＮ）、高速シリアルバスな
どを考えることができる。そして、通信回線を利用する
ことでインターネットを介したデータ転送が可能にな
る。また、高速シリアルバスを利用することで、他の画
像生成システムとの間でのデータ転送が可能になる。

【０１８５】なお、本発明の各手段は、その全てを、ハ
ードウェアのみにより実現（実行）してもよいし、情報
記憶媒体に格納されるプログラムや通信インターフェー
スを介して配信されるプログラムのみにより実現しても
よい。或いは、ハードウェアとプログラムの両方により
実現してもよい。

【０１８６】そして、本発明の各手段をハードウェアと
プログラムの両方により実現する場合には、情報記憶媒
体には、本発明の各手段をハードウェアを利用して実現
するためのプログラムが格納されることになる。より具
体的には、上記プログラムが、ハードウェアである各プ
ロセッサ９０２、９０４、９０６、９１０、９３０等に
処理を指示すると共に、必要であればデータを渡す。そ
して、各プロセッサ９０２、９０４、９０６、９１０、
９３０等は、その指示と渡されたデータとに基づいて、
本発明の各手段を実現することになる。

【０１８７】図１８（Ａ）に、本実施形態を業務用ゲー
ムシステム（画像生成システム）に適用した場合の例を
示す。プレーヤは、ディスプレイ１１００、１１０１上
に映し出されたゲーム画像を見ながら、ガン型コントロ
ーラ１１０２、１１０３などを操作してゲームを楽し
む。内蔵されるシステムボード（サーキットボード）１
１０６には、各種プロセッサ、各種メモリなどが実装さ
れる。そして、本発明の各手段を実現するためのプログ
ラム（データ）は、システムボード１１０６上の情報記
憶媒体であるメモリ１１０８に格納される。以下、この
プログラムを格納プログラム（格納情報）と呼ぶ。

【０１８８】図１８（Ｂ）に、本実施形態を家庭用のゲ
ームシステム（画像生成システム）に適用した場合の例
を示す。プレーヤはディスプレイ１２００に映し出され
たゲーム画像を見ながら、ガン型コントローラ１２０
２、１２０４などを操作してゲームを楽しむ。この場
合、上記格納プログラム（格納情報）は、本体システム
に着脱自在な情報記憶媒体であるＣＤ１２０６、或いは
メモリカード１２０８、１２０９などに格納されてい
る。

【０１８９】図１８（Ｃ）に、ホスト装置１３００と、
このホスト装置１３００とネットワーク１３０２（ＬＡ
Ｎのような小規模ネットワークや、インターネットのよ
うな広域ネットワーク）を介して接続される端末１３０
４-１〜１３０４-n（ゲーム機、携帯電話）とを含むシ
ステムに本実施形態を適用した場合の例を示す。この場
合、上記格納プログラム（格納情報）は、例えばホスト
装置１３００が制御可能な磁気ディスク装置、磁気テー
プ装置、メモリなどの情報記憶媒体１３０６に格納され
ている。端末１３０４-１〜１３０４-nが、スタンドア
ロンでゲーム画像、ゲーム音を生成できるものである場
合には、ホスト装置１３００からは、ゲーム画像、ゲー
ム音を生成するためのゲームプログラム等が端末１３０
４-１〜１３０４-nに配送される。一方、スタンドアロ
ンで生成できない場合には、ホスト装置１３００がゲー
ム画像、ゲーム音を生成し、これを端末１３０４-１〜
１３０４-nに伝送し端末において出力することになる。

【０１９０】なお、図１８（Ｃ）の構成の場合に、本発
明の各手段を、ホスト装置（サーバー）と端末とで分散
して実現するようにしてもよい。また、本発明の各手段
を実現するための上記格納プログラム（格納情報）を、
ホスト装置（サーバー）の情報記憶媒体と端末の情報記
憶媒体に分散して格納するようにしてもよい。

【０１９１】またネットワークに接続する端末は、家庭
用ゲームシステムであってもよいし業務用ゲームシステ
ムであってもよい。そして、業務用ゲームシステムをネ
ットワークに接続する場合には、業務用ゲームシステム
との間で情報のやり取りが可能であると共に家庭用ゲー
ムシステムとの間でも情報のやり取りが可能なセーブ用
情報記憶装置（メモリカード、携帯型ゲーム装置）を用
いることが望ましい。

【０１９２】なお本発明は、上記実施形態で説明したも
のに限らず、種々の変形実施が可能である。

【０１９３】例えば、本実施形態では流体シミュレーシ
ョン演算を主に例にとり説明したが、本発明のシミュレ
ーション演算は流体シミュレーション演算に限定されな
い。また、第１、第２の場も流体場に限定されず、本発
明は種々の物理量に関する場に適用できる。

【０１９４】また、シミュレーション演算の手法も図２
〜図５で説明した手法に限定されず、Navier-Stokes方
程式とは異なる方程式に基づいてシミュレーション演算
を行ってもよい。

【０１９５】また、シミュレーション演算により得られ
たベクトルから補正処理後のベクトルを求める手法も、
図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）で説明した手法に限定さ
れるものではない。

【０１９６】更に補正場の設定手法も、図１１（Ａ）〜
図１４で説明した手法以外にも、種々の変形実施が可能
である。

【０１９７】また、本発明のうち従属請求項に係る発明
においては、従属先の請求項の構成要件の一部を省略す
る構成とすることもできる。また、本発明の１の独立請
求項に係る発明の要部を、他の独立請求項に従属させる
こともできる。

【０１９８】また、本発明は種々のゲーム（格闘ゲー
ム、シューティングゲーム、ロボット対戦ゲーム、スポ
ーツゲーム、競争ゲーム、ロールプレイングゲーム、音
楽演奏ゲーム、ダンスゲーム等）に適用できる。

【０１９９】また本発明は、業務用ゲームシステム、家
庭用ゲームシステム、多数のプレーヤが参加する大型ア
トラクションシステム、シミュレータ、マルチメディア
端末、ゲーム画像を生成するシステムボード等の種々の
画像生成システム（ゲームシステム）に適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の画像生成システムの機能ブロック
図の例である。

【図２】流体シミュレーションを行う際の手順について
説明するための模式的な図である。

【図３】流体シミュレーションを行う際の手順について
説明するためのフローチャートである。

【図４】図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、流れ場に対し
て外力に対応した流速ベクトルを与えた場合の場の状態
変化を模式的に表した図である。

【図５】境界条件について説明するための図である。

【図６】図６（Ａ）、（Ｂ）は、操作対象となるオブジ
ェクトを直接操作する場合について説明するための図で
ある。

【図７】図７（Ａ）、（Ｂ）は、操作対象となるオブジ
ェクトを間接的に操作する場合について説明するための
図である。

【図８】図８（Ａ）（Ｂ）は、オブジェクトが流れ場か
ら受ける力を求める様子を表した図である。

【図９】流体シミュレーションにより得られた流れ場を
補正場を用いて補正する手法について説明するための図
である。

【図１０】図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、
流れ場の各格子での流速ベクトルを、影響度情報と補正
ベクトル情報に基づいて求める手法について説明するた
めの図である。

【図１１】図１１（Ａ）、（Ｂ）は、補正場の設定手法
について説明するための図である。

【図１２】図１２（Ａ）、（Ｂ）も、補正場の設定手法
について説明するための図である。

【図１３】図１３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）も、補正場の
設定手法について説明するための図である。

【図１４】補正場の設定手法について説明するための図
である。

【図１５】本実施形態の処理の詳細例について示すフロ
ーチャートである。

【図１６】本実施形態の処理の詳細例について示すフロ
ーチャートである。

【図１７】本実施形態を実現できるハードウェアの構成
の一例を示す図である。

【図１８】図１８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本実施形
態が適用される種々の形態のシステムの例を示す図であ
る。

【符号の説明】

ＨＦ流れ場（第１の場）ＣＦ補正場ＨＦ’ 補正処理後の流れ場（第２の場）ＧＰ格子点ＦＶ流速ベクトルＥＦＶ外力に応じた流速ベクトルＶＨ仮想流体ＯＢオブジェクト１００処理部１１０シミュレーション演算部１１２補正処理部１１４移動・動作演算部１２０画像生成部１３０音生成部１６０操作部１７０記憶部１７２主記憶部１７４描画バッファ１８０情報記憶媒体１９０表示部１９２音出力部１９４携帯型情報記憶装置１９６通信部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像生成を行う画像生成システムであっ
て、シミュレーション空間の各点での時間経過に伴う物理量
の変化をシミュレーション演算により求め、前記物理量
についての第１の場を求めるシミュレーション演算手段
と、求められた第１の場と、該第１の場を補正するための設
定された補正場とに基づいて補正処理を行い、補正処理
後の第２の場を求める補正処理手段と、求められた第２の場に基づいて、画像生成のために必要
な処理を行う手段とを含むことを特徴とする画像生成シ
ステム。
【請求項２】請求項１において、シミュレーション空間の各点での前記第２の場のベクト
ルが、シミュレーション空間の各点に設定される補正ベ
クトル情報に基づいて求められることを特徴とする画像
生成システム。
【請求項３】請求項１又は２において、シミュレーション空間の各点での前記第２の場のベクト
ルが、シミュレーション空間の各点での前記第１の場の
ベクトルと、シミュレーション空間の各点に設定され
る、前記第１の場の前記第２の場に対する影響度情報と
に基づいて求められることを特徴とする画像生成システ
ム。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記シミュレーション演算手段が、前回のフレームで得られた補正処理後の第２の場ではな
く、前回のフレームで得られた補正処理前の第１の場を
初期条件に設定して、今回のフレームでの第１の場を求
めるシミュレーション演算を行うことを特徴とする画像
生成システム。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれかにおいて、前記第１の場の領域外に前記補正場が設定されることを
特徴とする画像生成システム。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれかにおいて、シミュレーション空間内のコースに沿って移動するオブ
ジェクトの移動をアシストするためのアシストベクトル
の場が、前記補正場として設定されることを特徴とする
画像生成システム。
【請求項７】請求項１乃至６のいずれかにおいて、シミュレーション空間内の他のオブジェクトを回避して
移動するオブジェクトの移動をアシストするためのアシ
ストベクトルの場が、前記補正場として設定されること
を特徴とする画像生成システム。
【請求項８】請求項１乃至７のいずれかにおいて、前記第１の場が前記第２の場に与える影響度を制限又は
無効にする場が、前記補正場として設定されることを特
徴とする画像生成システム。
【請求項９】請求項１乃至８のいずれかにおいて、シミュレーション空間内においてオブジェクトを仮想的
な流れに沿って移動させるための仮想的な流れ場が、前
記補正場として設定されることを特徴とする画像生成シ
ステム。
【請求項１０】請求項１乃至９のいずれかにおいて、前記補正場の一部又は全部を、シミュレーション空間内
を移動するオブジェクトに追従させて移動させることを
特徴とする画像生成システム。
【請求項１１】請求項１乃至１０のいずれかにおい
て、イベント発生及び時間経過の少なくとも一方に応じて前
記補正場が設定されることを特徴とする画像生成システ
ム。
【請求項１２】請求項１乃至１１のいずれかにおい
て、操作手段からの操作データに基づいてシミュレーション
演算を行うことで前記第１の場が求められ、求められた前記第１の場と前記補正場とに基づいて、補
正処理後の前記第２の場が求められ、求められた前記第２の場をオブジェクトに作用させるこ
とで該オブジェクトをシミュレーション空間内で移動又
は回転させ、オブジェクトの移動又は回転を前記操作手
段を用いて間接的に制御することを特徴とする画像生成
システム。
【請求項１３】画像生成を行う画像生成システムであ
って、操作手段からの操作データに基づいて流体シミュレーシ
ョン演算を行い、流れ場を求めるシミュレーション演算
手段と、求められた流れ場と、該流れ場を補正するための設定さ
れた補正場とに基づいて補正処理を行い、補正処理後の
流れ場を求める補正処理手段と、補正処理後の流れ場をオブジェクトに作用させて、オブ
ジェクトを移動又は回転させる処理を行う手段とを含む
ことを特徴とする画像生成システム。
【請求項１４】コンピュータ使用可能なプログラムで
あって、シミュレーション空間の各点での時間経過に伴う物理量
の変化をシミュレーション演算により求め、前記物理量
についての第１の場を求めるシミュレーション演算手段
と、求められた第１の場と、該第１の場を補正するための設
定された補正場とに基づいて補正処理を行い、補正処理
後の第２の場を求める補正処理手段と、求められた第２の場に基づいて、画像生成のために必要
な処理を行う手段とをコンピュータに実現させることを
特徴とするプログラム。
【請求項１５】請求項１４において、シミュレーション空間の各点での前記第２の場のベクト
ルが、シミュレーション空間の各点に設定される補正ベ
クトル情報に基づいて求められることを特徴とするプロ
グラム。
【請求項１６】請求項１４又は１５において、シミュレーション空間の各点での前記第２の場のベクト
ルが、シミュレーション空間の各点での前記第１の場の
ベクトルと、シミュレーション空間の各点に設定され
る、前記第１の場の前記第２の場に対する影響度情報と
に基づいて求められることを特徴とするプログラム。
【請求項１７】請求項１４乃至１６のいずれかにおい
て、前記シミュレーション演算手段が、前回のフレームで得られた補正処理後の第２の場ではな
く、前回のフレームで得られた補正処理前の第１の場を
初期条件に設定して、今回のフレームでの第１の場を求
めるシミュレーション演算を行うことを特徴とするプロ
グラム。
【請求項１８】請求項１４乃至１７のいずれかにおい
て、前記第１の場の領域外に前記補正場が設定されることを
特徴とするプログラム。
【請求項１９】請求項１４乃至１８のいずれかにおい
て、シミュレーション空間内のコースに沿って移動するオブ
ジェクトの移動をアシストするためのアシストベクトル
の場が、前記補正場として設定されることを特徴とする
プログラム。
【請求項２０】請求項１４乃至１９のいずれかにおい
て、シミュレーション空間内の他のオブジェクトを回避して
移動するオブジェクトの移動をアシストするためのアシ
ストベクトルの場が、前記補正場として設定されること
を特徴とするプログラム。
【請求項２１】請求項１４乃至２０のいずれかにおい
て、前記第１の場が前記第２の場に与える影響度を制限又は
無効にする場が、前記補正場として設定されることを特
徴とするプログラム。
【請求項２２】請求項１４乃至２１のいずれかにおい
て、シミュレーション空間内においてオブジェクトを仮想的
な流れに沿って移動させるための仮想的な流れ場が、前
記補正場として設定されることを特徴とするプログラ
ム。
【請求項２３】請求項１４乃至２２のいずれかにおい
て、前記補正場の一部又は全部を、シミュレーション空間内
を移動するオブジェクトに追従させて移動させることを
特徴とするプログラム。
【請求項２４】請求項１４乃至２３のいずれかにおい
て、イベント発生及び時間経過の少なくとも一方に応じて前
記補正場が設定されることを特徴とするプログラム。
【請求項２５】請求項１４乃至２４のいずれかにおい
て、操作手段からの操作データに基づいてシミュレーション
演算を行うことで前記第１の場が求められ、求められた前記第１の場と前記補正場とに基づいて、補
正処理後の前記第２の場が求められ、求められた前記第２の場をオブジェクトに作用させるこ
とで該オブジェクトをシミュレーション空間内で移動又
は回転させ、オブジェクトの移動又は回転を前記操作手
段を用いて間接的に制御することを特徴とするプログラ
ム。
【請求項２６】コンピュータ使用可能なプログラムで
あって、操作手段からの操作データに基づいて流体シミュレーシ
ョン演算を行い、流れ場を求めるシミュレーション演算
手段と、求められた流れ場と、該流れ場を補正するための設定さ
れた補正場とに基づいて補正処理を行い、補正処理後の
流れ場を求める補正処理手段と、補正処理後の流れ場をオブジェクトに作用させて、オブ
ジェクトを移動又は回転させる処理を行う手段とをコン
ピュータに実現させることを特徴とするプログラム。
【請求項２７】コンピュータにより読み取り可能な情
報記憶媒体であって、請求項１４乃至２６のいずれかの
プログラムを含むことを特徴とする情報記憶媒体。