JP2002251625A

JP2002251625A - 画像処理装置、画像処理方法、及びコンピュータ上で動作する画像処理プログラムを記録した記録媒体

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Publication number: JP2002251625A
Application number: JP2001047430A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Kawagoe; 康雄川越; Takanori Kobayashi; 孝徳小林; Shigeru Yoshida; 茂吉田
Original assignee: Sega Corp
Current assignee: Sega Corp
Priority date: 2001-02-22
Filing date: 2001-02-22
Publication date: 2002-09-06

Abstract

(57)【要約】【課題】仮想空間内のオブジェクトの様子をイメージ
として表示する場合に、違和感のない見やすい表示とな
るように制御する。【解決手段】フィールドオブジェクトと他のオブジェ
クトとの接触判定を行い、フィールドオブジェクトの頂
点のうち接触していると判定された頂点の座標を更新す
る。また、仮想空間に設定する光源を少なくとも仮想カ
メラと光源の位置関係に基づいて増減させる。また、光
と同様の特性を備え、透明度に影響を与える仮想エネル
ギー（以下、「α光」と呼ぶ。）の源（以下、「α光
源」と呼ぶ。）を仮想空間に配置し、仮想空間における
オブジェクト上のα光輝度に基づいて、該オブジェクト
の透明度を決定する。また、光源をモデリングした光源
オブジェクト、又は／及び光線をモデリングした光線オ
ブジェクトに対し、環境マッピングアルゴリズムに基づ
いてテクスチャを決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータシス
テム内に３次元仮想空間を形成し、かかる３次元仮想空
間に配置したオブジェクトの動き、形状、テクスチャな
どを制御する画像処理装置に関し、特にこのような画像
処理装置を備えたゲーム装置において、違和感のない見
やすい表示を行うための画像処理技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】３Ｄ（三次元）表示のゲーム装置では、
ゲーム装置内に仮想空間を形成し、この空間にゲームの
オブジェクトを配置する。そして、ゲームルールに従っ
てオブジェクトの動きを制御し、また、ユーザの操作に
従って主人公たるオブジェクトを制御して、ゲームを展
開する。かかるゲーム展開は、仮想空間に配置された仮
想カメラを通して、ゲーム画面として表示されることに
なる。仮想空間やオブジェクトの制御、画面への表示に
は、種々の画像処理技術が用いられる。

【０００３】仮想空間に配置されるオブジェクトは、現
実世界における種々の物体をモデリングして形成され
る。例えば、人物、建築物、動植物、フィールド（地
面、床など）などをモデリングしたオブジェクトが考え
られる。オブジェクトを画面に表示する場合、オブジェ
クトの表面には通常テクスチャがマッピングされる。か
かるテクスチャは、仮想空間に配置された光源が発する
光の影響を考慮して、その陰影等が決定されることにな
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】仮想世界の様子を画面
上に表示する場合、仮想世界において現実世界をリアル
にシミュレートしつつ、見やすい画面表示を行うことが
重要となる。特に３Ｄ表示のゲームでは、違和感のない
見やすい画面表示を行うことが、リアルさを向上させ、
ゲームのおもしろさや熱中度を高める大きな要素となっ
ている。

【０００５】違和感のない見やすい画面表示を実現する
一つ目の考えは、現実世界における柔らかいフィールド
を適切にモデリングして、仮想世界のオブジェクトを形
成することである。

【０００６】従来において、地面等のフィールドは、変
形することのないソリッドなオブジェクトとしてモデリ
ングされている場合が多かった。確かに、現実世界にお
いて、道路や床といった硬いフィールドは、大きな力を
加えない限り変形するものではないため、上記のような
モデリングを行ったとしても大きな違和感は生じない。

【０００７】しかし、現実世界には積雪地面や砂浜とい
った柔らかいフィールドが存在し、このようなフィール
ドでは、人が歩いたりすることで、その表面が容易に変
形する（足跡が生じる）。従って、積雪地面等の柔らか
いフィールドに対してまで、変形することのないソリッ
ドなオブジェクトとしてモデリングすることは、リアル
さを欠き、大きな違和感を生じさせる要因となる。

【０００８】ここで、フィールドを複数のオブジェクト
の集合としてモデリングし、個々のオブジェクトの位置
を制御することで、変形可能な柔らかいフィールドを実
現する方法が考えられる。しかし、人の足跡などの細か
い変形に対応させるためには、フィールドを多数の小さ
いオブジェクトの集合としてモデリングしなければなら
ず、そのような多数のオブジェクトを用いることは表示
処理の負担を考慮すると現実的ではない。

【０００９】そこで、本発明は、積雪地面や砂浜といっ
た柔らかいフィールドに関し、適切なモデリングを行っ
てオブジェクトを形成し、仮想世界において違和感のな
い見やすい表示を行うことをの第一の目的とする。

【００１０】違和感のない見やすい画面表示を実現する
二つ目の考えは、仮想世界における逆光状態を適切に制
御することである。

【００１１】完全逆光状態、すなわち、カメラから見て
光源がオブジェクトの背後に完全に隠れている状態で
は、オブジェクトはシルエットとして表示され、テクス
チャは表示されない。しかし、テクスチャが全く表示さ
れずシルエットだけが表示される状態は、オブジェクト
に関する奥行き構造の把握が困難になるなど、必ずしも
見やすい状態とは言えない。特に、ユーザ操作キャラク
ターなどのオブジェクトについて完全逆光状態となる
と、ユーザはどのオブジェクトが自己の操作対象オブジ
ェクトなのか、また操作対象オブジェクトがどのような
姿勢／形状を取っているのかを判断することができず、
非常に見にくい画面表示となってしまう。

【００１２】ここで、仮想カメラやオブジェクトとの位
置関係に基づいて光源の位置（平行光源の場合は光線ベ
クトルの方向）を細かく制御することにより、逆光状態
を防止するという方法も考えられる。しかし、現実世界
では太陽に相当するような平行光源の位置が瞬時に大き
く移動することは起こり得ないため、光源の位置を過度
に制御することはかえって違和感を生じさせる原因とな
ってしまうおそれがある。

【００１３】そこで、本発明は、逆光状態を適切に制御
し、仮想世界において違和感のない見やすい表示を行う
ことを第二の目的とする。

【００１４】違和感のない見やすい画面表示を実現する
三つ目の考えは、オブジェクトを表示する際の透明度を
適切に制御することである。

【００１５】３Ｄゲーム等においては、ユーザ操作キャ
ラクターなどの特定のオブジェクトが、仮想カメラから
見て障害物オブジェクト（壁、塀、柵、柱など）により
遮られて隠れてしまう状態（オクルージョン）は、見や
すさやユーザの操作性といった観点から好ましくない状
態と言える。かかる状態を回避する方法として、障害物
オブジェクトを透明又は半透明（以下、まとめて「透
明」と呼ぶ。）に表示し、障害物オブジェクトを介して
特定オブジェクトを表示する方法がある。

【００１６】ここで、現実世界では、ガラス等である場
合を除き、障害物が透けて見えることはないため、透明
表示を多用することは違和感を生じさせる原因となり得
る。従って、特定オブジェクトの表示の障害となる部分
についてのみ透明表示し、そうでない部分については透
明とせずに表示することが好ましいと考えられる。

【００１７】しかし、従来のゲーム装置等では、オブジ
ェクト単位で透明度が制御されており、障害物オブジェ
クトの一部のみが特定オブジェクトを遮っている場合で
あっても、障害物オブジェクト全体について均一の透明
度で透明表示がなされるのが普通であった。すなわち、
オブジェクト単位で透明度が制御されているため、障害
物オブジェクトの一部のみを透明にするとか、透明度を
なだらかに変化させる（グラデーション）といった表示
を行うのは非常に困難であった。

【００１８】ここで、柔らかいフィールドをモデリング
する場合と同様に、障害物を複数のオブジェクトの集合
としてモデリングし、個々のオブジェクトの透明度を制
御することで、障害物の一部のみを透明に表示する方法
が考えられる。しかし、この場合でも、透明度にグラデ
ーションを持たせて表示するためには、障害物を多数の
小さいオブジェクトの集合としてモデリングしなければ
ならず、そのような多数のオブジェクトを用いることは
表示処理の負担を考慮すると現実的ではない。

【００１９】そこで、本発明は、障害物オブジェクトの
一部のみを透明にしたり、透明度をなだらかに変化させ
る（グラデーション）といった、柔軟かつ自由度の高い
透明表示を行い、違和感のない見やすい表示を行うこと
をの第三の目的とする。

【００２０】違和感のない見やすい画面表示を実現する
四つ目の考えは、光源や光線といったオブジェクトのテ
クスチャを適切に制御することである。

【００２１】現実世界において、光源から発する光や光
線の境界は見る方向にかかわらずぼやけたものとして認
識されるため、仮想世界においても、光源や光線を表示
する際にはそのテクスチャとして境界がぼやけたパター
ンをマッピングすることが望ましい。しかし、光源等の
オブジェクトに固定的にテクスチャをマッピングしたの
では、見る方向（仮想カメラの位置）によっては明確な
境界が表示されてしまうこととなり、違和感のある表示
となってしまう。

【００２２】ここで、光源や光線を平面オブジェクトと
してモデリングし、これに光が発散する様子を示すテク
スチャ（境界がぼやけたテクスチャ）をマッピングし、
前記平面オブジェクトを常に仮想カメラの方向を向ける
ことで、常にぼやけた境界となるように表示する方法が
考えられる。

【００２３】しかし、かかる方法は、平面オブジェクト
の位置を仮想カメラの位置に応じて動的に制御する必要
があり、表示する際の処理負担は大きい。

【００２４】そこで、本発明は、オブジェクトの位置制
御を行うことなく、光源や光線について違和感のない見
やすい表示を行うことをの第四の目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明の画像処理方法
は、コンピュータシステム内に形成される３次元仮想空
間にオブジェクトを配置し、入力操作と定められたルー
ルに従ってオブジェクトの動き、形状、テクスチャなど
を制御する画像処理方法であって、所定のフィールドを
モデリングしたフィールドオブジェクトを含む複数のオ
ブジェクトの頂点座標を記憶するオブジェクト情報記憶
手段を参照して、フィールドオブジェクトと他のオブジ
ェクトとの接触判定を行う工程と、フィールドオブジェ
クトの頂点のうち接触していると判定された頂点（以
下、「接触頂点」と呼ぶ。）を抽出する工程と、前記接
触頂点の座標を更新する工程とを備えることを特徴とす
る。

【００２６】好適には、更に、フィールドオブジェクト
の頂点のうち接触頂点の近傍に位置する非接触頂点を抽
出する工程と、前記非接触頂点についてオブジェクト形
状のとがりの程度を示す尖鋭度を算出する工程と、前記
尖鋭度が予め定めた閾値以上となる前記非接触頂点につ
いて尖鋭度が緩和するように頂点座標を更新する工程と
を備える。また、好適には、更に、時間経過情報、プロ
グラムの進行状況の少なくともいずれかに基づき、フィ
ールドオブジェクトの頂点座標を更新する工程を備え
る。

【００２７】また、本発明の画像処理方法は、コンピュ
ータシステム内に形成される３次元仮想空間にオブジェ
クトを配置し、入力操作と定められたルールに従ってオ
ブジェクトの動き、形状、テクスチャなどを制御し、仮
想カメラから見た仮想空間内の一定の範囲におけるオブ
ジェクトの様子を示すイメージを作成する画面処理方法
であって、仮想空間に設定する光源を少なくとも仮想カ
メラと光源の位置関係に基づいて増減させる工程を備え
ることを特徴とする。

【００２８】また、本発明の画像処理方法は、コンピュ
ータシステム内に形成される３次元仮想空間にオブジェ
クトを配置し、入力操作と定められたルールに従ってオ
ブジェクトの動き、形状、テクスチャなどを制御する画
像処理方法であって、仮想空間における仮想光源の情報
を記憶する光源情報記憶手段を参照し、仮想光源からの
仮想光を考慮してオブジェクトのテクスチャを決定し、
仮想カメラから見た仮想空間内の一定の範囲におけるオ
ブジェクトの様子を示すイメージを作成するイメージ作
成工程と、特定のオブジェクトと仮想光源と仮想カメラ
の位置関係に基づき、前記光源情報記憶手段に記憶され
る仮想光源の数を制御する光源制御工程を備えたことを
特徴とする。

【００２９】好適には、前記光源制御工程は、特定のオ
ブジェクトに関し仮想光源と仮想カメラの位置関係が逆
光となる場合に、前記特定のオブジェクトに関し巡光と
なる第２の仮想光源を設定する。または、前記光源制御
工程は、特定のオブジェクトに関し仮想光源と仮想カメ
ラの位置関係が逆光となり、前記特定のオブジェクトの
表示の一部又は全部がシルエットとなる場合に、前記特
定のオブジェクトの表示のシルエットが解消されるよう
に第２の仮想光源を設定する。

【００３０】前記光源制御工程は、特定のオブジェクト
に関する逆光の程度に基づいて、前記第２の仮想光源の
光の強さを制御することが望ましい。

【００３１】また、本発明の画像処理方法は、コンピュ
ータシステム内に形成される３次元仮想空間にオブジェ
クトを配置し、入力操作と定められたルールに従って前
記オブジェクトの動き、形状、テクスチャなどを制御
し、仮想カメラから見た仮想空間内の一定の範囲におけ
るオブジェクトの様子を示すイメージを作成する画面処
理方法であって、光と同様の特性を備え、透明度に影響
を与える仮想エネルギー（以下、「α光」と呼ぶ。）の
源（以下、「α光源」と呼ぶ。）を仮想空間に配置し、
仮想空間におけるオブジェクト上のα光輝度に基づい
て、該オブジェクトの透明度を決定する工程を備えるこ
とを特徴とする。

【００３２】また、本発明の画像処理方法は、コンピュ
ータシステム内に形成される３次元仮想空間にオブジェ
クトを配置し、入力操作と定められたルールに従って前
記オブジェクトの動き、形状、テクスチャなどを制御す
る画像処理方法であって、仮想カメラから仮想空間内の
一定の範囲におけるオブジェクトの様子を示すイメージ
を作成するイメージ作成工程と、光と同様の特性を備
え、透明度に影響を与える仮想エネルギー（以下、「α
光」と呼ぶ。）の源（以下、「α光源」と呼ぶ。）につ
いて少なくとも仮想空間座標、α光源強度を記憶するα
光源情報記憶手段を参照し、前記イメージに表示するオ
ブジェクトの可視部分に関して仮想空間におけるα光輝
度を算出し、α光輝度が強いほどより高透明又は低透明
となるように、前記可視部分の透明度を決定する工程を
備えることを特徴とする。

【００３３】また、本発明の画像処理方法は、コンピュ
ータシステム内に形成される３次元仮想空間にオブジェ
クトを配置し、入力操作と定められたルールに従って前
記オブジェクトの動き、形状、テクスチャなどを制御す
る画像処理方法であって、仮想カメラから仮想空間内の
一定の範囲におけるオブジェクトの様子を示すイメージ
を作成するイメージ作成工程と、透明処理を行う場合に
ＯＮを示すフラグ（以下、「αフラグ」と呼ぶ。）を各
オブジェクトに対応づけて記憶するαフラグ記憶手段を
参照し、前記イメージに表示するオブジェクトについて
αフラグを読み出す工程と、前記読み出したαフラグが
ＯＮを示す場合に、光と同様の特性を備え、透明度に影
響を与える仮想エネルギー（以下、「α光」と呼ぶ。）
の源（以下、「α光源」と呼ぶ。）について少なくとも
仮想空間座標、α光源強度を記憶するα光源情報記憶手
段を参照し、該オブジェクトの前記イメージにおける可
視部分に関して仮想空間におけるα光輝度を算出し、α
光輝度が強いほどより高透明又は低透明となるように、
前記可視部分の透明度を決定する工程を備えることを特
徴とする。

【００３４】好適には、更に、オブジェクトと仮想カメ
ラの位置関係に基づき、α光源記憶手段に記憶されるα
光源情報を更新する工程を備える。

【００３５】また、本発明の画像処理方法は、コンピュ
ータシステム内に形成される３次元仮想空間にオブジェ
クトを配置し、入力操作と定められたルールに従って前
記オブジェクトの動き、形状、テクスチャなどを制御す
る画像処理方法であって、光源をモデリングした光源オ
ブジェクト、又は／及び光線をモデリングした光線オブ
ジェクトに対し、環境マッピングアルゴリズムに基づい
てテクスチャを決定する工程を備えることを特徴とす
る。

【００３６】本発明のゲーム方法は、本発明の画像処理
方法を利用してゲームを進行させることを特徴とする。

【００３７】本発明のプログラムは、本発明の画像処理
方法又はゲーム方法の各工程をコンピュータ上で実行さ
せることを特徴とする。本発明のプログラムは、ＣＤ−
ＲＯＭ、磁気ディスク、半導体メモリなどの各種の記録
媒体を通じてコンピュータにインストールまたはロード
することができる。

【００３８】本発明の画像処理装置は、コンピュータシ
ステム内に形成される３次元仮想空間にオブジェクトを
配置し、入力操作と定められたルールに従ってオブジェ
クトの動き、形状、テクスチャなどを制御する画像処理
装置であって、所定のフィールドをモデリングしたフィ
ールドオブジェクトを含む複数のオブジェクトの頂点座
標を記憶するオブジェクト情報記憶手段と、オブジェク
ト情報記憶手段を参照して、フィールドオブジェクトと
他のオブジェクトとの接触判定を行い、フィールドオブ
ジェクトの頂点のうち接触していると判定された頂点
（以下、「接触頂点」と呼ぶ。）を抽出し、前記接触頂
点の座標を更新するフィールド頂点制御手段と、を備え
ることを特徴とする。

【００３９】好適には、前記フィールド頂点制御手段
は、フィールドオブジェクトの頂点のうち接触頂点の近
傍に位置する非接触頂点を抽出し、前記非接触頂点につ
いてオブジェクト形状のとがりの程度を示す尖鋭度を算
出し、前記尖鋭度が予め定めた閾値以上となる前記非接
触頂点について尖鋭度が緩和するように頂点座標を更新
する。また、好適には、前記フィールド頂点制御手段
は、時間経過情報、プログラムの進行状況の少なくとも
いずれかに基づき、フィールドオブジェクトの頂点座標
を更新する。

【００４０】前記フィールド頂点制御手段は、頂点の座
標を更新する際に、頂点のＸ、Ｙ、Ｚ座標のうち一座標
だけを更新することが望ましい。また、前記所定のフィ
ールドは、積雪フィールド、砂フィールドの少なくとも
いずれかであり、前記特定のオブジェクトは、ユーザ又
は該画像処理装置が操作するキャラクターを構成するオ
ブジェクトであることが望ましい。

【００４１】本発明の画像処理装置は、コンピュータシ
ステム内に形成される３次元仮想空間にオブジェクトを
配置し、入力操作と定められたルールに従ってオブジェ
クトの動き、形状、テクスチャなどを制御し、仮想カメ
ラから見た仮想空間内の一定の範囲におけるオブジェク
トの様子を示すイメージを作成する画面処理装置であっ
て、仮想空間に設定する光源を少なくとも仮想カメラと
光源の位置関係に基づいて増減させることを特徴とす
る。

【００４２】また、本発明の画像処理装置は、コンピュ
ータシステム内に形成される３次元仮想空間にオブジェ
クトを配置し、入力操作と定められたルールに従ってオ
ブジェクトの動き、形状、テクスチャなどを制御する画
像処理装置であって、仮想空間における仮想光源の情報
を記憶する光源情報記憶手段と、仮想光源からの仮想光
を考慮してオブジェクトのテクスチャを決定し、仮想カ
メラから見た仮想空間内の一定の範囲におけるオブジェ
クトの様子を示すイメージを作成するイメージ作成手段
と、特定のオブジェクトと仮想光源と仮想カメラの位置
関係に基づき、前記光源情報記憶手段に記憶される仮想
光源の数を制御する光源制御手段を備えたことを特徴と
する。

【００４３】好適には、前記光源制御手段は、特定のオ
ブジェクトに関し仮想光源と仮想カメラの位置関係が逆
光となる場合に、前記特定のオブジェクトに関し巡光と
なる第２の仮想光源を設定する。

【００４４】また、好適には、前記光源制御手段は、特
定のオブジェクトに関し仮想光源と仮想カメラの位置関
係が逆光となり、前記特定のオブジェクトの表示の一部
又は全部がシルエットとなる場合に、前記特定のオブジ
ェクトの表示のシルエットが解消されるように第２の仮
想光源を設定する。

【００４５】前記光源制御手段は、特定のオブジェクト
に関する逆光の程度に基づいて、前記第２の仮想光源の
光の強さを制御することが望ましい。また、前記特定の
オブジェクトは、ユーザが操作するキャラクターを構成
するオブジェクトであることが望ましい。

【００４６】また、本発明の画像処理装置は、コンピュ
ータシステム内に形成される３次元仮想空間にオブジェ
クトを配置し、入力操作と定められたルールに従って前
記オブジェクトの動き、形状、テクスチャなどを制御
し、仮想カメラから見た仮想空間内の一定の範囲におけ
るオブジェクトの様子を示すイメージを作成する画面処
理装置であって、光と同様の特性を備え、透明度に影響
を与える仮想エネルギー（以下、「α光」と呼ぶ。）の
源（以下、「α光源」と呼ぶ。）を仮想空間に配置し、
仮想空間におけるオブジェクト上のα光輝度に基づい
て、該オブジェクトの透明度を決定することを特徴とす
る。

【００４７】また、本発明の画像処理装置は、コンピュ
ータシステム内に形成される３次元仮想空間にオブジェ
クトを配置し、入力操作と定められたルールに従って前
記オブジェクトの動き、形状、テクスチャなどを制御す
る画像処理装置であって、仮想カメラから仮想空間内の
一定の範囲におけるオブジェクトの様子を示すイメージ
を作成するイメージ作成手段と、光と同様の特性を備
え、透明度に影響を与える仮想エネルギー（以下、「α
光」と呼ぶ。）の源（以下、「α光源」と呼ぶ。）につ
いて、少なくとも仮想空間座標、α光源強度をα光源情
報として記憶するα光源情報記憶手段とを備え、前記イ
メージ作成手段は、前記イメージに表示するオブジェク
トの可視部分に関し、前記α光源情報記憶手段を参照し
て仮想空間におけるα光輝度を算出し、α光輝度が強い
ほどより高透明又は低透明となるように、前記可視部分
の透明度を決定することを特徴とする。

【００４８】好適には、更に、各オブジェクトについ
て、透明処理を行う場合にＯＮを示すフラグ（以下、
「αフラグ」と呼ぶ。）を記憶するαフラグ記憶手段と
を備え、前記イメージ作成手段は、前記イメージに表示
するオブジェクトについてαフラグ記憶手段を参照して
αフラグを読み出し、前記読み出したαフラグがＯＮを
示す場合に、該オブジェクトの可視部分に関し、前記α
光源情報記憶手段を参照して仮想空間におけるα光輝度
を算出し、α光輝度が強いほどより高透明又は低透明と
なるように、前記可視部分の透明度を決定する。

【００４９】また、好適には、更に、オブジェクトと仮
想カメラの位置関係に基づき、α光源記憶手段に記憶さ
れるα光源情報を更新する手段を備える。

【００５０】また、本発明の画像処理装置は、コンピュ
ータシステム内に形成される３次元仮想空間にオブジェ
クトを配置し、入力操作と定められたルールに従って前
記オブジェクトの動き、形状、テクスチャなどを制御す
る画像処理装置であって、光源をモデリングした光源オ
ブジェクト、又は／及び光線をモデリングした光線オブ
ジェクトに対し、環境マッピングアルゴリズムに基づい
てテクスチャを決定することを特徴とする。

【００５１】本発明のゲーム装置は、請求項１乃至１６
のいずれか１項に記載の画像処理装置を備えたことを特
徴とする。

【００５２】なお、本明細書において、手段とは、単に
物理的手段を意味するものではなく、その手段が有する
機能をソフトウェアによって実現する場合も含む。ま
た、１つの手段が有する機能が２つ以上の物理的手段に
より実現されても、２つ以上の手段の機能が１つの物理
的手段により実現されても良い。

【００５３】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）図１を参照
して本発明の第１の実施の形態を説明する。本発明の第
１の実施の形態であるゲーム装置１は、制御手段１０、
オブジェクト情報記憶手段１１、仮想カメラ情報記憶手
段１２、光源情報記憶手段１３、テクスチャ情報記憶手
段１４などを含んで構成される。

【００５４】制御手段１０は、ゲーム全体の進行を制御
する。例えば、ゲームルール又はユーザから入力される
操作信号に従ってオブジェクトを移動させるために必要
な座標計算を逐次行い、各オブジェクトの仮想空間にお
ける座標を更新し、仮想空間の一定の範囲に配置された
オブジェクトの座標を仮想カメラから見たスクリーン座
標系に座標変換し、テクスチャマッピングや透明化など
を施して表示するイメージを作成する（オブジェクト制
御／イメージ作成処理）。また、作成したイメージをデ
ィスプレイ３に出力したり、ゲームの進行に応じて出力
される音響の制御処理など、ゲームを進行させるために
必要な処理を行う。

【００５５】オブジェクト制御／イメージ作成処理は、
フィールドオブジェクト制御処理、光源制御処理、透明
制御処理などの処理を含んで構成される。図１では、制
御手段１０において実行される上記の主要な処理をそれ
ぞれ機能手段としてとらえて図示している。各処理につ
いては後述する。

【００５６】オブジェクト情報記憶手段１１は、仮想空
間に配置されるオブジェクトの情報（ポリゴンデータ、
コリジョン領域情報、αフラグ、オブジェクト属性な
ど）を記憶する。

【００５７】ポリゴンデータとは、ポリゴンにおける各
頂点の座標値の集合を指す。

【００５８】コリジョン領域情報とは、他のオブジェク
トとの接触判定に用いる情報である。例えば、コリジョ
ン領域が他のオブジェクト（又は他のオブジェクトのコ
リジョン領域）と重なる場合に接触していると判定す
る。コリジョン領域を例えば球領域とした場合、コリジ
ョン領域情報には、コリジョン球中心座標、コリジョン
球半径が含まれることになる。この場合、コリジョン球
中心座標としてオブジェクトの重心座標を用いることが
できる。

【００５９】αフラグとは、後述する透明制御処理で用
いるフラグであり、かかるフラグに基づき当該オブジェ
クトに対する透明処理の実施の有無が決定される。αフ
ラグは、例えば壁や柵など、見やすさや操作しやすさの
観点からオクルージョンが問題となる可能性があるオブ
ジェクトに対してはＯＮが設定され、一方、透明処理を
常に実施しないオブジェクトに対してはＯＦＦが設定さ
れる。

【００６０】オブジェクト属性は、拡散反射係数など、
オブジェクトを特徴づける属性であり、設計に応じて定
めることができる。

【００６１】オブジェクト情報記憶手段１１は、オブジ
ェクトの一つとして、フィールドオブジェクトの情報を
記憶している。フィールドオブジェクトとは、地面、
床、道路、コート、格闘技リングなど、いわゆるフィー
ルドをモデリングしたオブジェクトである。ユーザが操
作するキャラクターなどのオブジェクトは、通常フィー
ルドオブジェクト上に配置される。

【００６２】フィールドオブジェクトの情報には、オブ
ジェクト属性として、硬軟属性が含まれる。硬軟属性と
は、フィールドが硬いか柔らかいかを示す属性である。
柔らかいフィールドとは、表面に圧力を加えた場合に容
易に表面が変形するフィールドを指し、例えば、積雪フ
ィールドや砂浜フィールドなどが該当する。

【００６３】オブジェクト情報記憶手段１１のデータ構
造は、概念的には、オブジェクトの識別情報にオブジェ
クト情報を対応づけた表形式として把握することができ
る（図２参照）。

【００６４】仮想カメラ情報記憶手段１２は、仮想空間
に配置／設定された仮想カメラの視点データ（視点位置
座標、視線方向、視野角など）を記憶する。

【００６５】光源情報記憶手段１３は、仮想空間に配置
／設定された仮想光源の位置座標、光強度などの情報を
記憶する。仮想光源とは、現実世界における光源をモデ
リングしたものであり、太陽光などの平行光源、電灯な
どの点光源などが考えられる。仮想光源は複数設定して
もよく、平行光源を設定する場合は、仮想光源の位置座
標に代えて光線方向を記憶する。

【００６６】また、光源情報記憶手段１３は、仮想空間
に配置／設定されたα光源の位置座標、光強度などの情
報を記憶する。α光源とは、仮想空間において定義され
るα光を発する光源であり、α光とは、オブジェクトの
透明度に影響を与える仮想的な光である。すなわち、普
通の仮想光源から発せられる光はイメージにオブジェク
トを表示する際の輝度に影響を与えるが、α光はイメー
ジにオブジェクトを表示する際の透明度に影響を与える
ことになる。α光源は複数設定してもよく、平行光源と
して設定してもよい。なお、α光に基づく透明制御処理
については後述する。

【００６７】テクスチャ情報記憶手段１４は、各オブジ
ェクトにマッピングするテクスチャパターンを記憶して
いる。テクスチャパターンは、例えば２次元直交座標系
で表現することができ、各点につきＲ、Ｇ、Ｂの３色の
濃度値を対応づけて構成することができる。

【００６８】テクスチャ情報記憶手段１４は、テクスチ
ャパターンを必ずしもオブジェクトごとに記憶しておく
必要はない。異なるオブジェクトに同一のテクスチャパ
ターンを対応づけても、同一のオブジェクトを分割し、
部分ごとに異なるテクスチャパターンを対応づけて記憶
してもよい。

【００６９】テクスチャ情報記憶手段１４のデータ構造
は、概念的には、オブジェクトの識別情報にテクスチャ
パターンの識別情報（例えば、テクスチャパターンの格
納アドレスなど）を対応づけた表形式として把握するこ
とができる。なお、オブジェクト情報記憶手段１２とテ
クスチャ情報記憶手段１４の記憶内容をまとめて一の表
形式により記憶するように構成してもよい。

【００７０】（オブジェクト制御／イメージ作成処理）
最初に、オブジェクトが定義される座標系について説明
する。オブジェクトは通常複数のポリゴンから構成され
ているため、各ポリゴンについて配置位置を定めていく
ことによりオブジェクトの配置が定まることになる。一
つのオブジェクト内における各ポリゴンの位置は、その
オブジェクトの一点を座標原点としたボディ座標系で定
義される。すなわち、各ポリゴンはボディ座標系におけ
るそのポリゴンの各頂点の位置座標を座標値として定義
することにより表現される。また、仮想空間内における
各オブジェクトの位置は、この仮想空間の一点を座標原
点としたワールド座標系で定義される。各オブジェクト
は定形性を有するので、ワールド座標系におけるオブジ
ェクトの位置が定まれば、このオブジェクトを構成する
各ポリゴンのワールド座標系における位置も一義的に定
まる。なお、ポリゴンの位置を、ボディ座標系を用いず
にワールド座標系で直接定義することも可能である。以
下の説明では、ポリゴンデータはワールド座標系で直接
定義されているとする。

【００７１】オブジェクトの動きは、オブジェクトのワ
ールド座標系における位置をインターバル期間ごとに定
義したモーションデータに基づいて、ポリゴンデータを
座標変換していくことにより表現される。

【００７２】次に、図３に示すフローチャートに基づい
て、オブジェクト制御／イメージ作成処理を説明する。
なお、各ステップは処理内容に矛盾を生じない範囲で任
意に順番を変更して実行することができる。

【００７３】制御手段１０は、データの書換えタイミン
グに対応する割り込み要求をトリガーとして、オブジェ
クト制御処理／イメージ作成処理を実行する（Ｓ１０
０；ＹＥＳ）。

【００７４】制御手段１０は、仮想カメラ情報記憶手段
１２に記憶された視点データを読み出す。また、制御手
段１０は、ユーザの入力する操作信号または制御手段１
０が実行する他の処理からの視点変更指示の内容に基づ
いて、新たな視点データへの変更量（視点移動量）を決
定する。そして、かかる視点移動量に基づいて、新たな
視点の位置を特定する視点データを演算して求め、仮想
カメラ情報記憶手段１２の記憶内容を更新する（Ｓ１０
１）。

【００７５】次に、制御手段１０は、対象となるオブジ
ェクトについて、オブジェクト情報記憶手段１１に記憶
されたポリゴンデータを読み取ることにより、ワールド
座標系における座標を取得する（Ｓ１０２）。

【００７６】また、制御手段１０は、対象となるオブジ
ェクトについて、ユーザの入力する操作信号または制御
手段１０が実行する他の処理からの指示により決定され
るモーションデータを取得する（Ｓ１０３）。

【００７７】そして、ワールド座標系で定義された前記
ポリゴンデータをモーションデータにより座標変換し、
ワールド座標系における新たなオブジェクトの位置を決
定する（Ｓ１０４）。

【００７８】次いで、新たなオブジェクトの位置を特定
するポリゴンデータについて、コリジョン領域情報等に
基づいて他のオブジェクトのポリゴンデータとの位置関
係をチェックし、所定の制約条件を満たすように位置を
修正する（Ｓ１０５）。

【００７９】そして、制御手段１０は、対象となるオブ
ジェクトに関し、オブジェクト情報記憶手段１１の記憶
内容を更新する（Ｓ１０６）。

【００８０】制御手段１０は、対象となるオブジェクト
が存在する限り、Ｓ１０２〜Ｓ１０６までの処理を繰り
返す（Ｓ１０７；ＹＥＳ）。

【００８１】対象となる全オブジェクトについて処理が
完了した段階で（Ｓ１０７；ＮＯ）、オブジェクト情報
記憶手段１１の記憶されるオブジェクトのポリゴンデー
タに対し、仮想カメラ情報記憶手段１３に記憶する視点
データに基づいて透視変換を行い、仮想カメラのスクリ
ーン座標系に変換する（Ｓ１０８）。

【００８２】制御手段１０は、スクリーン座標系に変換
されたデータ、及び仮想カメラの視野情報に基づき、イ
メージ上に表示するオブジェクト（以下、「表示オブジ
ェクト」と呼ぶ。）を抽出する（Ｓ１０９）。

【００８３】次に、制御手段１０は、表示オブジェクト
について、スクリーン座標系に変換されたデータ、仮想
光源情報記憶手段１１に記憶される仮想光源の情報、及
びテクスチャ情報記憶手段１４に記憶される該表示オブ
ジェクトのテクスチャパターンに基づき、従来のレンダ
リングアルゴリズムを適用して、仮想光源からの仮想光
を考慮してテクスチャを決定する（Ｓ１１０）。

【００８４】従来のレンダリングアルゴリズムとして
は、例えば、シェーディング処理（グローシェーディン
グ、フォーンシェーディングなど）やテクスチャマッピ
ング処理（逆ピクセルマッピング、摂動テクスチャマッ
ピング、環境マッピングなど）などを用いることができ
る。

【００８５】そして、制御手段１０は、表示オブジェク
トについて、スクリーン座標系に変換されたデータ、及
び前記決定したテクスチャに基づき、従来の陰線・陰面
アルゴリズムを適用して、仮想カメラからオブジェクト
までのデプス又は距離を考慮した、仮想空間内の一定の
範囲におけるオブジェクトの様子を仮想カメラより写し
たイメージを作成し、イメージバッファ（図示せず）の
記憶内容を更新する（Ｓ１１１）。

【００８６】従来の隠線・隠面消去アルゴリズムとして
は、例えばＺバッファアルゴリズム、リストプライオリ
ティ・アルゴリズム、スキャンライン・アルゴリズムな
どを用いることができる。なお、レンダリング処理、隠
線・隠面消去アルゴリズムは、例えば「実践コンピュー
タグラフィックス基礎手続きと応用、山口富士夫監修、
日刊工業新聞社」に詳しい。

【００８７】（フィールドオブジェクト制御処理）次
に、仮想空間に柔らかい硬軟属性を持つフィールドオブ
ジェクトが配置されている場合に実行される、フィール
ドオブジェクト制御処理について説明する。本実施形態
にフィールドオブジェクト制御処理を導入する場合、オ
ブジェクト制御／イメージ作成処理のＳ１０７とＳ１０
８の間に以下の処理が追加される（図４参照）。

【００８８】制御手段１０は、対象となる全オブジェク
トについて処理が完了した段階で（Ｓ１０７；ＮＯ）、
オブジェクト情報記憶手段１１を参照し、フィールドオ
ブジェクト上に配置されるオブジェクト（以下、「フィ
ールド配置オブジェクト」と呼ぶ。）の情報を抽出する
（Ｓ２００）。

【００８９】制御手段１０は、フィールド配置オブジェ
クトのコリジョン領域情報、及びフィールドオブジェク
トのポリゴンデータに基づいて、フィールド配置オブジ
ェクトとフィールドオブジェクトとの接触判定を行う
（Ｓ２０１）。

【００９０】そして、フィールド配置オブジェクトと接
触していると判定されたフィールドオブジェクトの頂点
（以下、「接触頂点」と呼ぶ。）について接触度を算出
し（Ｓ２０２）、かかる接触度に基づいて該接触頂点の
座標を変更し、フィールドオブジェクトに関してオブジ
ェクト情報記憶手段１１の記憶内容を更新する（Ｓ２０
３）。

【００９１】接触度として、例えばコリジョン球中心と
接触頂点の距離を用いることができる。この場合、距離
が小さいほどより接触していることを示すことになる。
また、接触頂点座標の変更方法として、例えば単純には
接触度に応じて（例えば比例させて）ｙ座標値を減じる
方法が考えられる。これは、Ｙ軸は仮想世界における垂
直方向に該当するため、ｙ座標値を減じることが、接触
によりフィールドが垂直下方にへこむ状態を表す簡単な
表現となるからである。

【００９２】図５は、フィールドオブジェクト３００上
にフィールド配置オブジェクト３０１（コリジョン球）
が配置されている例を示す斜視図と断面図である。図５
（ａ）は接触頂点３０２の座標が更新される前、図５
（ｂ）は更新された後の状態を示す。

【００９３】次に、制御手段１０は、フィールドオブジ
ェクトの頂点のうち、接触頂点の近傍の非接触頂点（例
えば、接触頂点に隣接する非接触頂点）について尖鋭度
を算出し（Ｓ２０４）、かかる尖鋭度に基づいて該非接
触頂点の座標を変更し、フィールドオブジェクトに関し
てオブジェクト情報記憶手段１１の記憶内容を更新する
（Ｓ２０５）。

【００９４】尖鋭度は、非接触頂点の座標値と、非接触
頂点の周囲の頂点の座標値に基づいて、例えば、尖鋭度
＝（非接触頂点のｙ座標値−最小値｛最大値｛Ｘ軸方向
に接する２頂点の各ｙ座標値｝、最大値｛Ｚ軸方向に接
する２頂点の各ｙ座標値｝｝）により、算出することが
できる。また、非接触頂点座標の変更方法として、例え
ば尖鋭度が所定の閾値以上となる場合に、尖鋭度が該閾
値以下となるように非接触頂点のｙ座標値を減じる方法
が考えられる。

【００９５】図６は、非接触頂点が更新される様子を説
明するための断面図である。図６（ａ）は接触頂点の更
新前、図６（ｂ）は接触頂点の更新後を示す。図６
（ｂ）の段階で、尖鋭度が大きい非接触頂点３０３が更
新対象として抽出される。図６（ｃ）は非接触頂点３０
３の頂点が更新された後の状態を示す。

【００９６】このように、柔らかいフィールドオブジェ
クトに対しては、接触判定に基づいてフィールドオブジ
ェクトが備える頂点の座標を個別に変更できるように構
成したため、フィールドを細かいオブジェクトの集合と
してモデル化するまでもなく、接触によるフィールド表
面の変形（例えば、積雪フィールドや砂浜フィールドを
他のオブジェクトが移動した場合に生じる雪や砂のへこ
み）を、仮想世界においてリアルに実現することが可能
となる。

【００９７】一方、現実世界では、雪や砂の性質を考え
ると、積雪地面や砂浜などの表面形状が極端に尖った状
態のままとなっていることは極めて不自然である。本実
施形態では、接触頂点の近傍の非接触頂点について尖鋭
度が閾値以下となるように処理を構成しているため、フ
ィールド表面を変形したことが原因となって表面形状が
尖った状態となってしまう、という不自然な状態を防止
することができる。

【００９８】なお、制御手段１０は、所定の設定がなさ
れている場合は、更に、仮想空間における時間経過に基
づき、フィールドオブジェクトの上部表面等における頂
点の座標を更新するように構成してもよい。

【００９９】所定の設定としては、例えば、フィールド
オブジェクトが積雪フィールドをモデリングしたもので
あり、仮想世界において雪が降っているという設定が考
えられる。この場合、前記頂点の座標のｙ座標値を時間
経過に伴い増加させるように更新することで、仮想世界
において時間とともに雪が積もっていく様子を実現する
ことができる。

【０１００】また、例えば、フィールドオブジェクトが
積雪フィールドをモデリングしたものであり、仮想世界
において気温が暖かいという設定が考えられる。この場
合、前記頂点の座標のｙ座標値を時間経過に伴い減じる
ように更新することで、仮想世界において時間とともに
雪が融けていく様子を実現することができる。

【０１０１】また、例えば、フィールドオブジェクトが
砂浜フィールドをモデリングしたものである場合、前記
頂点の座標のｙ座標値を、時間経過に伴い表面が滑らか
になるように、又は波のような起伏が形成されていくよ
うに更新することで、仮想世界において時間とともに砂
の凸凹が均されていく様子、又は砂紋が形成されていく
様子などを実現することができる。

【０１０２】（光源制御処理）次に、逆光状態に起因す
る見にくさを軽減するための光源制御処理について説明
する。本実施形態に光源制御処理を導入する場合、オブ
ジェクト制御／イメージ作成処理のＳ１０７とＳ１０８
の間に以下の処理が追加される（図７参照）。

【０１０３】制御手段１０は、オブジェクト情報記憶手
段１１を参照し、例えばユーザ操作キャラクター又は／
及び制御手段１０が制御するキャラクターを構成するオ
ブジェクト（以下、「キャラクターオブジェクト」と呼
ぶ。）の情報を抽出する（Ｓ３００）。

【０１０４】また、仮想カメラ情報記憶手段１２、光源
情報記憶手段１３を参照し、仮想カメラの情報、光源情
報を読み出す（Ｓ３０１）。光源情報が複数ある場合
は、後述するサブ光源以外であって、予め定めた光源又
は光強度が最も大きい光源の情報を読み出すこととす
る。以下、読み出した光源を主光源と呼ぶ。

【０１０５】次に、制御手段１０は、キャラクターオブ
ジェクトが主光源に関して逆光状態となっているかどう
かを判定する（Ｓ３０２）。逆光状態の判定方法として
は、主光源が平行光源である場合、例えば、仮想カメラ
４００からキャラクターオブジェクト４０１に向かう方
向４０２が主光源の光線方向４０３と逆方向となる場合
に逆光であると判定する方法が考えられる（図８（ａ）
参照）。また、主光源が点光源である場合、例えば、仮
想カメラ４００の視点位置座標と主光源４０４の位置座
標を結ぶ直線４０５がキャラクターオブジェクト４０１
と接触する場合に逆光であると判定する方法が考えられ
る（図８（ｂ）参照）。

【０１０６】逆光状態となっている場合（Ｓ３０２；Ｙ
ＥＳ）、制御手段１０は、キャラクターオブジェクトの
逆光状態を緩和する新たな仮想光源（サブ光源）の情報
を設定し、光源情報記憶手段１３の記憶内容を更新する
（Ｓ３０３）。

【０１０７】一方、逆光状態となっていない場合（Ｓ３
０２；ＮＯ）、制御手段１０は、光源情報記憶手段１３
に記憶されるサブ光源の情報を削除する（Ｓ３０４）。

【０１０８】サブ光源を設定する第１の考えは、キャラ
クターオブジェクト４０１に対して順光となるサブ光源
４０６を設定する方法である（図９（ａ）参照）。かか
る設定により、キャラクターオブジェクト４０１におけ
る主光源からの陰部分４０７に対して、順光サブ光源４
０６から仮想光が照射され、シルエット表示となってし
まうことを防止することができる。

【０１０９】順光サブ光源は平行光源であっても点光源
であってもよい。また、順光サブ光源は、キャラクター
オブジェクトに対して必ずしも完全順光となっている必
要はなく、キャラクターオブジェクトの逆光状態が緩和
されるのであれば、どのような光線方向や位置座標であ
ってもよい。

【０１１０】順行サブ光源の光強度は、例えば、逆光の
程度に応じて設定することができる。逆光の程度には、
例えば、仮想カメラから主光源へ向かう単位ベクトル
と、仮想カメラからキャラクターオブジェクトへ向かう
単位ベクトルとの内積を用いることができる。

【０１１１】ただし、ユーザに対して主光源が突然順光
となるように移動したとの印象を与えないように、順光
サブ光源の光強度を主光源の光強度より小さくなるよう
に設定したり、順光サブ光源を主光源と異なる色の光と
して設定することが望ましい。

【０１１２】サブ光源を設定する第２の考えは、キャラ
クターオブジェクト４０１に対して準逆光（完全逆光で
ない）サブ光源４０８を設定する方法である（図９
（ｂ）、（ｃ）参照）。かかる設定により、キャラクタ
ーオブジェクト４０１のシルエット輪郭４０９に相当す
る部分に対して、準逆光サブ光源４０８から仮想光が照
射され、少なくとも輪郭付近についてシルエット表示と
なってしまうことを防止することができる。

【０１１３】準逆光サブ光源は平行光源であっても点光
源であってもよい。また、準逆光サブ光源によって非シ
ルエット化できるのは輪郭の一方のサイドのみとなるた
め、図９（ｃ）に示すように主光源の光線方向（又は位
置座標）を準逆光サブ光源と対象となるように変更し、
輪郭の他方のサイドについても非シルエット化できるよ
うに構成してもよい。

【０１１４】準逆光サブ光源の光強度は、例えば、全体
として光量が変化しないように、サブ光源の光強度と主
光源の光強度の和がほぼ一定となるように各光源の情報
を設定／変更することが考えられる。この場合、いわば
主光源が二つのサブ光源に分裂したとみなすことができ
る。

【０１１５】ただし、主光源が突然大きく移動したとの
印象を与えないように、主光源の位置等の変更は一定以
下に押さえることが望ましい。

【０１１６】このように、仮想光源の数を制御する（サ
ブ光源を設定／削除する）ことで、特定のオブジェクト
（上記ではキャラクターオブジェクト）の逆光状態の軽
減するように構成したため、主となる仮想光源について
不自然な移動を行うことなく、仮想世界において違和感
のない見やすい表示を行うことが可能となる。

【０１１７】（透明制御処理）次に、オクルージョンに
起因する見にくさを軽減するための透明制御処理につい
て説明する。本実施形態に透明制御処理を導入する場
合、オブジェクト制御／イメージ作成処理のＳ１１１は
Ｓ４００からＳ４１２に変形される（図１０参照）。

【０１１８】制御手段１０は、スクリーン座標系に変換
されたデータに基づき、仮想カメラからオブジェクトま
でのデプス又は距離を考慮して、所定の陰線・陰面アル
ゴリズムを適用し、デプス又は距離が大きい順番に表示
オブジェクトの情報を抽出する（Ｓ４００）。

【０１１９】次に、前記抽出した表示オブジェクトにつ
いて、オブジェクト情報記憶手段１１からαフラグを読
み出し、透明処理を行うかどうかを判断する（Ｓ４０
１）。

【０１２０】制御手段１０は、αフラグがＯＮを示す場
合（Ｓ４０１；ＹＥＳ）、スクリーン座標系に変換され
たデータに基づき、スクリーン座標系において表示オブ
ジェクトがキャラクターオブジェクトの手前に重なって
いるかどうか（表示オブジェクトとキャラクターオブジ
ェクトがスクリーン座標系において重なっており、かつ
表示オブジェクトのデプス又は距離がキャラクターオブ
ジェクトのデプス又は距離よりも小さいかどうか）を判
定する（Ｓ４０２）。ここで、スクリーン座標系におい
て手前に重なるということは、仮想世界における仮想カ
メラ４００、キャラクターオブジェクト４０１、表示オ
ブジェクト４１０の位置関係が、仮想カメラ４００とキ
ャラクターオブジェクト４０１を結ぶ直線に表示オブジ
ェクト４１０が接触するという位置関係（オクルージョ
ン）となっていることを意味する（図１１参照）。

【０１２１】制御手段１０は、表示オブジェクトがキャ
ラクターオブジェクトの手前に重なっている場合（Ｓ４
０２；ＹＥＳ）、仮想世界における仮想カメラ、キャラ
クターオブジェクト、表示オブジェクトの位置関係に基
づいて（Ｓ４０３）、光源情報記憶手段１３に記憶され
るα光源の情報を更新する（Ｓ４０４、Ｓ４０５）。

【０１２２】例えば、仮想カメラとキャラクターオブジ
ェクトとの距離、又は／及び仮想カメラと表示オブジェ
クトの距離が一定値以下となる場合（Ｓ４０３；ＹＥ
Ｓ）、新たにα光源の情報を設定し、光源情報記憶手段
１３に記憶する（Ｓ４０４）。なお、前記距離に依らず
に常にＳ４０４を実行するように構成してもよい。

【０１２３】設定するα光源の位置座標は、例えば、前
記直線上又は近傍であって、表示オブジェクト内又は近
傍に設定する。表示オブジェクトの前記直線に接する部
分が最もキャラクターオブジェクトの表示を障害する度
合いが高いと考えられるからである。

【０１２４】また、設定するα光源の強度は、例えば、
前記距離が短いほど強度が大きくなるように設定するこ
とが考えられる。ただし、予め定めた固定値を用いるよ
うにしてもよい。

【０１２５】一方、表示オブジェクトがキャラクターオ
ブジェクトの手前に重なっていない場合（Ｓ４０２；Ｎ
Ｏ）、前記距離が一定値以下でない場合（Ｓ４０３；Ｎ
Ｏ）は、光源情報記憶手段１３にα光源の情報が設定さ
れている場合はこれを削除する（Ｓ４０５）。

【０１２６】制御手段１０は、更新したα光源情報に基
づき、前記抽出した表示オブジェクトの可視部分（イメ
ージに重ね書きする部分）の各画素について、α光源か
ら発せされるα光を考慮して透明度ｔを決定する（Ｓ４
０６）。

【０１２７】透明度の決定方法は、まず表示オブジェク
トの可視部分の各画素について、該画素に対応するオブ
ジェクト表面の仮想空間座標を算出する。そして、α光
源位置座標及びα光源強度に基づいて、前記算出した仮
想空間座標におけるα光輝度を算出する。α光輝度は、
例えば、α光輝度＝α光源強度／（ｄ＋（前記算出した
仮想空間座標とα光源位置座標の差の２乗））、又は単
純には、α光輝度＝α光源強度／（ｄ＋（前記算出した
仮想空間座標とα光源位置座標の差））に従って求める
ことができる。ここで、ｄは予め定めた任意定数であ
る。

【０１２８】次に、α光輝度に基づいて、前記画素にお
ける透明度ｔを決定する。透明度ｔは、０以上１以下と
なるように、例えば、透明度ｔ＝α光輝度／（α光源強
度／ｄ）に従って求めることができる。

【０１２９】一方、αフラグがＯＦＦを示す場合（Ｓ４
０１；ＮＯ）は、前記抽出した表示オブジェクトの可視
部分（イメージに重ね書きする部分）の各画素につい
て、透明度ｔ＝０として決定する（Ｓ４０７）。

【０１３０】制御手段１０は、前記各画素について、前
記決定した透明度ｔに基づき、イメージ上の画素値＝
（１−ｔ）×（前記抽出した表示オブジェクトの画素
値）＋ｔ×（該画素に対応するイメージ上の画素値）に
従って、イメージバッファ（図示せず）の記憶内容を更
新する（Ｓ４０８）。

【０１３１】制御手段１０は、全ての表示オブジェクト
について処理が終了するまで、Ｓ４００からＳ４０８ま
でを繰り返し（Ｓ４０９：ＹＥＳ）、仮想空間内の一定
の範囲におけるオブジェクトの様子を仮想カメラより写
したイメージを作成する。

【０１３２】このように、透明度に影響を与えるα光を
定義し、オブジェクト表面のα光輝度に基づいて透明度
を決定するように構成したため、光源からの距離が離れ
るほど輝度が低くなるという光の性質を利用して、透明
度をなだらかに変化させる（グラデーション）といっ
た、柔軟かつ自由度の高い透明表示を行うことが可能と
なる。

【０１３３】また、表示の障害となるオブジェクトに関
し、特定オブジェクトに対する障害度合いが大きい位置
にα光源を設定することで、α光源付近の障害度合いが
大きい部分については高透明に、α光源から離れた障害
度合いの低い部分については低透明とすることができ、
違和感のない見やすい表示を行うことができる。

【０１３４】なお、オブジェクトの属性としてα光に対
する拡散反射係数を記憶しておき、テクスチャを決定す
る時と同様に、オブジェクト表面のα光に対する拡散反
射係数に基づき反射光としてα光輝度を算出するように
してもよい。この場合、オブジェクトによって透明にな
りやすい／なりにくい（α光を反射しやすい／反射しに
くい）などの属性を与えることができる。

【０１３５】また、透明度ｔ＝１−α光輝度／（α光源
強度／ｄ）とすれば、α光源に近いほど低透明となるよ
うに表示することができる。これを利用すれば、原則と
して見えない物体に対し、α光があたっている部分のみ
見えるというような表現も可能となる。

【０１３６】更に、透明度に影響を与えるα光に限ら
ず、拡散反射係数、テクスチャ摂動パラメータなど、イ
メージを作成するために用いるパラメータに影響を与え
る特殊光を定義して用いるようにしてもよい。そのよう
な特殊光を考慮してイメージを作成することにより、特
殊光のあたり具合により質感やテクスチャが変わるとい
う表現も可能となる。

【０１３７】（光源又は光線に対するテクスチャ）次
に、光源や光線をモデリングしたオブジェクトを仮想世
界に配置する場合のテクスチャ決定方法について説明す
る。

【０１３８】一般に、環境マッピングは、金属のような
表面の滑らかなもの、すなわち鏡面反射成分の強い面に
他の物体（周囲環境の様々な物体）が映り込む様子を表
現するために用いられる。そのアルゴリズムを簡単に説
明すると、まず対象となる物体を囲む1つの大きな仮想
立方体（または仮想球）を考え、仮想立方体に予め求め
た周囲の風景をテクスチャとしてマッピングする。そし
て、視線と交差する物体の交点を求め、その点の法線ベ
クトルに基づき定まる視線反射ベクトルを延ばして仮想
立方体との交点を求め、その交点での仮想立方体の色を
物体の色としてマッピングすることにより、テクスチャ
を決定する。

【０１３９】すなわち、従来において、環境マッピング
は鏡面反射成分の強いオブジェクトのテクスチャマッピ
ングに用いられる手法であり、そうでないオブジェクト
に対して利用されることはなかった。

【０１４０】これに対し、本実施形態では、鏡面反射成
分が想定されないオブジェクトである、電灯などの点光
源をモデリングした球状の光源オブジェクトや、スポッ
トライトの光線部分をモデリングしたシリンダー状の光
線オブジェクトに対して、環境マッピングを用いてテク
スチャを決定するように、オブジェクト制御／イメージ
作成処理のＳ１１０を構成する。

【０１４１】具体的には、予め、中心部分は輝度が大き
く、周辺になるほど輝度が小さくなっている、グラデー
ションがかかった光源用テクスチャ（輪郭がぼやけたテ
クスチャ）を用意し、記憶しておく（図１２参照）。か
かる光源用テクスチャには、図に示すような直交軸を設
定しておく。

【０１４２】制御手段１０は、表示オブジェクトが光源
又は光線オブジェクトである場合、オブジェクト制御／
イメージ作成処理のＳ１１０において、光源又は光線オ
ブジェクト表面の各点について、仮想カメラの視点位置
座標から前記各点へ向かう視線単位ベクトルを求める。
そして、前記各点における法線単位ベクトルと視線単位
ベクトルの合成ベクトルを求め、前記合成ベクトルのＸ
軸成分、Ｙ軸成分を座標値とする前記光源用テクスチャ
上の色を、前記各点の色としてマッピングすることによ
り、光源又は光線オブジェクトのテクスチャを決定す
る。この結果、仮想カメラから見える光源又は光線オブ
ジェクトのテクスチャは、視線方向にかかわらず常に輪
郭がぼやけたテクスチャとして決定されることになる。

【０１４３】このように、環境マッピングを用いて光源
又は光線オブジェクトのテクスチャを決定することで、
オブジェクトの向きを常に仮想カメラに向けるように制
御することなく、常に輪郭がぼやけたテクスチャをマッ
ピングすることができ、光源や光線について違和感のな
い見やすい表示を行うことが可能となる。

【０１４４】（第２の実施の形態）図１３を参照して本
発明の第２の実施の形態を説明する。本発明の第２の実
施の形態であるゲーム装置２は、ＣＰＵブロック１５、
ビデオブロック１６およびサウンドブロック１７などを
備えている。

【０１４５】ＣＰＵブロック１５は、バスアビータ１０
０、ＣＰＵ１０１、メインメモリ１０２、ＲＯＭ１０３
およびＣＤ−ＲＯＭドライブ１０４を備えている。バス
アビータ１００は、バスを介して相互に接続されるデバ
イスにバス占有時間を割り振ることにより、データの送
受信を制御可能に構成されている。

【０１４６】ＣＰＵ１０１は、メインメモリ１０２、Ｒ
ＯＭ１０３、ＣＤ−ＲＯＭドライブ１０４、ビデオブロ
ック１５およびサウンドブロック１６、コントローラ４
を介してバックアップメモリ３０１にアクセス可能に構
成されている。ＣＰＵ１０１は、電源投入時にＲＯＭ１
０３に格納されたイニシャルプログラム（初期実行プロ
グラム）を実行し、装置全体の初期化を行い、ＣＤ−Ｒ
ＯＭドライブ１０４にＣＤ−ＲＯＭが装着されたことを
検出すると、ＣＤ−ＲＯＭに格納されているオペレーテ
ィングシステム用プログラムデータをメインメモリ１０
２に転送するようになっている。

【０１４７】その後、ＣＰＵ１０１はオペレーティング
システムに従って動作するようになり、引き続きＣＤ−
ＲＯＭに格納されているゲームプログラムをメインメモ
リ１０２に転送し実行するようになっている。かかるゲ
ームプログラムは、本発明の画像処理プログラムを含ん
で構成されている。またＣＰＵ１０１は、ゲーム処理用
画像データをグラフィックメモリ１１１に転送し、音声
データをサウンドメモリ１２１に転送可能になってい
る。ＣＰＵ１０１が実行するプログラムによる処理は、
コントローラ３からの操作信号や通信装置１３０からの
通信データの入力、ビデオブロック１３に行わせる画像
出力の制御およびサウンドブロック１４に行わせる音声
出力の制御などである。

【０１４８】メインメモリ１０２は、主として上記オペ
レーティングシステム用プログラムデータおよびプログ
ラムを格納する他、静的変数や動的変数等を格納するワ
ークエリアを提供可能になっている。

【０１４９】ＲＯＭ１０３は、イニシャルプログラムロ
ーダの格納領域である。ＣＤ−ＲＯＭドライブ１０４
は、ＣＤ−ＲＯＭが着脱可能になっており、ＣＤ−ＲＯ
Ｍが装着されるとＣＰＵ１０１にその旨のデータを出力
し、ＣＰＵ１０１の制御によりデータを転送可能になっ
ている。ＣＤ−ＲＯＭには、本発明の画像処理プログラ
ムを含むゲームプログラム、画像表示のための画像デー
タ、および音声出力のための音声データなどが格納され
る。なお、記録媒体はＣＤ−ＲＯＭに限ることなく、他
の各種記録媒体を読取可能に構成してもよい。通信装置
１３０経由でＣＤ−ＲＯＭに格納されるようなデータ群
を各メモリに転送するように構成してもよい。このよう
に設定すれば遠隔地のサーバの固定ディスクなどからデ
ータの転送が可能である。

【０１５０】ビデオブロック１６は、ＶＤＰ（Video Di
splay Processor）１１０、グラフィックメモリ１１１
およびビデオエンコーダ１１２を備えている。

【０１５１】グラフィックメモリ１１１には、上記した
ようにＣＤ−ＲＯＭから読み取られた画像データが格納
されている。ＶＤＰ１１０は、グラフィックメモリ１１
１に格納されている画像データのうち、画像表示に必要
な画像データを読み取って、ＣＰＵ１０１から供給され
る画像表示に必要な情報、すなわちコマンドデータ、仮
想カメラデータ、光源位置データ、オブジェクト指定デ
ータ、オブジェクト位置データ、ポリゴン座標データ、
テクスチャ指定データ、テクスチャパターンデータ、視
野変換マトリクスデータ等に従って、座標変換（ジオメ
トリ演算）、陰線・陰面処理、テクスチャマッピング処
理（環境マッピング処理を含む）、シェーディング処理
等を実行可能になっている。なお前記座標変換等の処理
は、ＣＰＵ１０１が行うように構成してもよい。すなわ
ち各デバイスの演算能力を勘案してどの処理をどのデバ
イスにさせるかを割り振ればよい。

【０１５２】ビデオエンコーダ１１２は、ＶＤＰ１１０
が生成した画像データをＮＴＳＣ方式等の所定のテレビ
ジョン信号に変換し外部に接続されるメインモニタ１１
３に出力可能に構成されている。

【０１５３】サウンドブロック１７は、サウンドプロセ
ッサ１２０、サウンドメモリ１２１およびＤ／Ａコンバ
ータ１２２を備えている。

【０１５４】サウンドメモリ１２１には、上記したよう
にＣＤ−ＲＯＭから読み取られた音声データが格納され
ている。サウンドプロセッサ１２０は、ＣＰＵ１０１か
ら供給されるコマンドデータに基づいて、サウンドメモ
リ１２１に格納されている波形データ等の音声データを
読み取って、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）機能
に基づく各種エフェクト処理、デジタル／アナログ変換
処理等を行うようになっている。

【０１５５】そしてＤ／Ａコンバータ１２２は、サウン
ドプロセッサ１２０により生成された音声データをアナ
ログ信号に変換し、外部に接続されるスピーカ１２３に
出力可能に構成されている。

【０１５６】通信装置１３０は、例えばモデムやターミ
ナルアダプタであり、本ゲーム装置３に接続可能に構成
され、本ゲーム装置本体３と外部回線とを接続するアダ
プターとして機能可能になっている。そして通信装置１
３０は、公衆回線網に接続されるゲーム供給用サーバか
ら送信されたデータを受信し、ＣＰＵブロック１５のバ
スに供給可能になっている。公衆回線網としては、加入
者回線、専用線、有線無線の別を問わない。

【０１５７】コントローラ４は、操作ボタン群１５２や
十字キー１５３の操作状況を定期的にコードに変換して
ゲーム機本体３に送信可能になっている。各コントロー
ラ４からの操作信号は、当該ゲームで表示されるキャラ
クタを動かすために用いられる。

【０１５８】さらにコントローラ４は、ゲーム処理状況
を特定するパラメータやキャラクタの設定データなどを
ゲーム機本体２と送受信し、それらデータをバックアッ
プメモリ１５１から読み出したり、書き込んだりできる
ようになっている。バックアップメモリ１５１は、コン
トローラ４に着脱自在に接続できるようになっており、
ＣＰＵ１０１からアクセス可能に構成されている。そし
てＣＰＵ１０１から転送される、ゲーム中に発生するゲ
ームの進行状況やゲームの成績、操作方法などの設定を
含む設定データの格納領域になっている。これら設定デ
ータは、電源遮断時に電源遮断直前の状態からゲームを
再開するためのバックアップデータとして機能する他、
バックアップメモリを交換することにより他のゲーム装
置の操作状態をそのまま当該ゲーム装置に反映するため
のデータとすることもできる。

【０１５９】ＣＰＵ１０１は、ゲームプログラムを実行
することにより、コンピュータシステム内に形成される
仮想空間にオブジェクトを配置し、入力操作と定められ
たルールに従って前記オブジェクトの動き、形状、テク
スチャなどを制御しながらゲームを展開し、前記仮想空
間内のオブジェクトの様子を仮想カメラから見たイメー
ジとして表示する。すなわち、ＣＰＵ１０１は、本発明
の画像処理プログラムを実行することにより、第１の実
施形態のゲーム装置における、オブジェクト制御／イメ
ージ作成処理を実行する。

【０１６０】また、ＣＰＵ１０１は、所定のフィールド
をモデリングしたフィールドオブジェクトを含む複数の
オブジェクトの頂点座標を記憶するオブジェクト情報記
憶手段を参照して、フィールドオブジェクトと他のオブ
ジェクトとの接触判定を行う工程と、フィールドオブジ
ェクトの頂点のうち接触していると判定された頂点（以
下、「接触頂点」と呼ぶ。）を抽出する工程と、前記接
触頂点の座標を更新する工程とを実行する。すなわち、
ＣＰＵ１０１は、本発明の画像処理プログラムを実行す
ることにより、第１の実施形態のゲーム装置におけるフ
ィールドオブジェクト制御処理を実行する。

【０１６１】また、ＣＰＵ１０１は、仮想空間に設定す
る光源を少なくとも仮想カメラと光源の位置関係に基づ
いて増減させる工程を実行する。すなわち、ＣＰＵ１０
１は、本発明の画像処理プログラムを実行することによ
り、第１の実施形態のゲーム装置における光源制御処理
を実行する。

【０１６２】また、ＣＰＵ１０１は、透明度に影響を与
えるα光を発するα光源を仮想空間に配置し、仮想空間
におけるオブジェクト上のα光輝度に基づいて、該オブ
ジェクトの透明度を決定する工程を実行する。すなわ
ち、ＣＰＵ１０１は、本発明の画像処理プログラムを実
行することにより、第１の実施形態のゲーム装置におけ
る透明制御処理を実行する。

【０１６３】また、ＣＰＵ１０１は、光源をモデリング
した光源オブジェクト、又は／及び光線をモデリングし
た光線オブジェクトに対し、環境マッピングアルゴリズ
ムに基づいてテクスチャを決定する工程を実行する。す
なわち、ＣＰＵ１０１は、本発明の画像処理プログラム
を実行することにより、第１の実施形態のゲーム装置に
おける光源又は光線オブジェクトへのテクスチャマッピ
ングと同様の処理を実行する。

【０１６４】（第３の実施の形態）次に、本発明の第３
の実施の形態について説明する。第３の実施の形態は、
本発明の画像処理プログラムを記録した記録媒体を備え
る。この記録媒体はＣＤ−ＲＯＭ、磁気ディスク、半導
体メモリその他の記録媒体であってよく、ネットワーク
を介して流通する場合も含む。

【０１６５】本発明の画像処理プログラムは記録媒体か
らデータ処理装置に読み込まれ、データ処理装置の動作
を制御する。データ処理装置は本発明の画像処理プログ
ラムの制御により、図１における制御手段１０による処
理と同一の処理を実行する。

【０１６６】（第４の実施の形態）次に、本発明におけ
る第４の実施の形態である、仮想３次元空間における視
点位置と、視点位置から見た物体の表示方法について説
明する。

【０１６７】本発明において、操作者が操作するプレー
ヤキャラクタ等の注視される物体とそれ以外の背景等の
物体を視点座標系に表示する際に、操作者が注視するプ
レーヤキャラクタが、仮想３次元空間内を移動すること
によって、またはプログラムの進行に伴って視点位置が
変化した場合に、背景等を構成する物体によってさえぎ
られてしまう場合がある。

【０１６８】こうなってしまうと、プレーヤキャラクタ
の様子を操作者が把握することが困難となり、ゲーム等
をストレス無く行うことが困難になってしまう。

【０１６９】本発明では、このような場合に鑑み、背景
等を構成する物体が、プレーヤキャラクタより手前（視
点に近い）方向に表示されることが予想される場合に、
画面に表示される前に予め消去しておくようにしてい
る。

【０１７０】しかしこのときに、消去されたことが画面
を見ている者に対して明確になってしまうと画像のリア
リティ感等がそがれてしまう恐れがある。

【０１７１】本発明では、このような場合に鑑み、消去
される物体を、少なくとも２つ以上の異なるデザインの
物体（大きさや形状、色、模様等の異なる物体）を組み
合わせて構成するようにし、消去されると判断される場
合に、その物体の１つ以上の物体のみを消去するように
している。

【０１７２】また、物体同士の接触面（隠れている部
分）は、物体が消去されたときに非接触面（隠れていな
い部分）と同様にデザインが施されていることが望まし
い。

【０１７３】こうすることで、あたかも最初からその物
体が無かったかのような印象を画面を見ているものに与
えるので、違和感が生じ難くなる。

【０１７４】例えば、リング上でキャラクタ同士が格闘
戦を行うようなゲームの場合、リングの周囲のデザイン
として床面と天井面に石を模した台状の物体を設置し、
この台の間に柱を模した物体を設置するようにする。

【０１７５】この台と柱の組み合わせをリング囲むよう
に複数設置すると、視点位置によっては、プレーヤキャ
ラクタの隠れる位置に柱が表示されてしまう。

【０１７６】このときに、台を残して柱のみを消去し、
台の柱との接触面が接触していない面と同様にテクスチ
ャ処理がなされているように表示する。

【０１７７】こうすることで、デザイン的に最初からこ
のように設定されていたかのような錯覚を画面を見てい
る者に与えやすく出来る。

【０１７８】更に、最初から台のみと台と柱の組み合わ
せの両方を予め仮想３次元空間内に設定して表示してお
くことで、上記のような条件によって柱を消去しても、
画面を見ている者に更に違和感を与え難くする効果があ
る。

【０１７９】更に、画面内に表示されている背景物体が
画面内に表示されたままプレーヤキャラクタの手前に表
示されるように視点位置が徐々に変更されていく場合、
従来では、表示されていた背景物体を突然消去したり半
透明表示したりしていたが、今まで表示されていた物体
が突然消去されたり半透明になってしまうと、やはり、
見ているものに違和感を与えてしまう。

【０１８０】特に半透明表示をする場合は、そこに物体
があることを意識させる効果はあるものの、本来不透明
であるべき物体を半透明表示にすること自体、違和感を
与える原因になってしまう。

【０１８１】本発明では、このような場合に鑑み、画面
内に表示されている背景物体が画面内に表示されたまま
プレーヤキャラクタの手前に表示されるように近づいて
くるとき、所定の位置まで接近すると、一旦画面外に出
てしまう位置に視点を移動させるか、視角を狭めるよう
に制御している。

【０１８２】例えば、上記のような格闘ゲームで、円形
のリングの円周上に複数の柱が設置されており、視点
が、リングの周囲を回るように移動していく場合、視点
から見て最も遠い位置にある柱に対して、視点がこの柱
に最も近づいた位置との中間位置まで移動すると、柱は
表示画面に対して隅のほうに表示される。

【０１８３】このときに、視点をリングの中央方向に移
動させるか、視覚を狭めて柱を一旦画面内から外すよう
にし、柱が画面外に消えた時点で柱を表示対象から外す
ように設定する。

【０１８４】そして、視点を元の移動周回上まで戻すと
柱は表示されないので、画面を見ている者には、表示さ
れていた柱がいきなり消えてしまったように感じにくく
することができる。

【０１８５】（その他の変形例）なお、本発明は上記の
実施形態に限定されることなく、種々に変形して適用す
ることが可能である。例えば、本発明のゲーム装置は、
家庭用ゲーム装置及びアミューズメント施設において利
用されるゲーム装置の両方を含むものであり、後者の場
合においては、第２の実施の形態のコントローラ４に代
えて、操作ボタン群といわゆるジョイスティックを備え
たコントローラを用いることもできる。

【０１８６】また、本発明のフィールドオブジェクトに
対する制御処理は、積雪地面や砂浜など現実にその上に
「立つ」ことができるフィールドをモデリングしたオブ
ジェクトに限られず、例えば雲や壁などをモデリングし
たオブジェクトに対しても適用することができる。

【０１８７】また、仮想世界にキャラクタオブジェクト
が複数配置されている場合は、これらを１ユニットとし
て考えて各処理を適用してもよい。この場合、キャラク
ターオブジェクトの平均位置を前記ユニットの位置とし
て処理を適用する。

【０１８８】また、α光に基づく透明処理を、キャラク
ターオブジェクトを表示する以外の目的に利用してもよ
い。例えば、α光を発する懐中電灯といったアイテムを
設定することで、仮想世界においてオブジェクトを懐中
電灯により照らした場合にその内部を見ることができる
といった内容を実現することもできる。

【０１８９】

【発明の効果】本発明は、積雪地面や砂浜といった柔ら
かいフィールドに関し、適切なモデリングを行ってオブ
ジェクトを形成し、仮想世界において違和感のない見や
すい表示を行うことができる。

【０１９０】また、本発明は、逆光状態を適切に制御
し、仮想世界において違和感のない見やすい表示を行う
ことができる。

【０１９１】また、本発明は、表示の障害となるオブジ
ェクトの一部のみを透明にしたり、透明度をなだらかに
変化させる（グラデーション）といった、柔軟かつ自由
度の高い透明表示を行い、違和感のない見やすい表示を
行うことができる。

【０１９２】また、本発明は、オブジェクトの位置制御
を行うことなく、光源や光線について違和感のない見や
すい表示を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態であるゲーム装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】オブジェクト情報記憶手段におけるデータ構
造を説明するための図である。

【図３】オブジェクト制御／イメージ作成処理の流れ
を示すフローチャートである。

【図４】フィールドオブジェクト制御処理の流れを示
すフローチャートである。

【図５】接触頂点の更新を説明するための図である。

【図６】非接触頂点の更新を説明するための図であ
る。

【図７】光源制御処理の流れを示すフローチャートで
ある。

【図８】逆光状態を説明するための図である。

【図９】サブ光源の設定方法を説明するための図であ
る。

【図１０】透明制御処理の流れを示すフローチャート
である。

【図１１】オクルージョンの状態を説明するための図
である。

【図１２】光源又は光線に対して環境マッピングを適
用する場合に用いるテクスチャを説明するための図であ
る。

【図１３】本発明の第２の実施形態であるゲーム装置
の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１、２：ゲーム装置、１０：制御手段、１１：オブジェ
クト情報記憶手段、１２：仮想カメラ情報記憶手段、１
３：光源情報記憶手段、１４：テクスチャ情報記憶手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉田茂東京都大田区羽田１丁目２番12号株式会社セガ内Ｆターム(参考） 2C001 BA00 BA01 BA05 BC00 BC02 BC05 BC06 BC10 CB01 CC02 CC08 5B050 BA08 BA09 EA28 EA29 EA30 5B080 AA00 GA01 GA11 GA22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コンピュータシステム内に形成される３
次元仮想空間にオブジェクトを配置し、入力操作と定め
られたルールに従ってオブジェクトの動き、形状、テク
スチャなどを制御する画像処理装置であって、所定のフィールドをモデリングしたフィールドオブジェ
クトを含む複数のオブジェクトの頂点座標を記憶するオ
ブジェクト情報記憶手段と、オブジェクト情報記憶手段を参照して、フィールドオブ
ジェクトと他のオブジェクトとの接触判定を行い、フィ
ールドオブジェクトの頂点のうち接触していると判定さ
れた頂点（以下、「接触頂点」と呼ぶ。）を抽出し、前
記接触頂点の座標を更新するフィールド頂点制御手段
と、を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】前記フィールド頂点制御手段は、フィー
ルドオブジェクトの頂点のうち接触頂点の近傍に位置す
る非接触頂点を抽出し、前記非接触頂点についてオブジ
ェクト形状のとがりの程度を示す尖鋭度を算出し、前記
尖鋭度が予め定めた閾値以上となる前記非接触頂点につ
いて尖鋭度が緩和するように頂点座標を更新することを
特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】前記フィールド頂点制御手段は、時間経
過情報、プログラムの進行状況の少なくともいずれかに
基づき、フィールドオブジェクトの頂点座標を更新する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の画像処理装置。
【請求項４】前記フィールド頂点制御手段は、頂点の
座標を更新する際に、頂点のＸ、Ｙ、Ｚ座標のうち一座
標だけを更新することを特徴とする請求項１乃至３のい
ずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】前記所定のフィールドは、積雪フィール
ド、砂フィールドの少なくともいずれかであり、前記特
定のオブジェクトは、ユーザ又は該画像処理装置が操作
するキャラクターを構成するオブジェクトであることを
特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像
処理装置。
【請求項６】コンピュータシステム内に形成される３
次元仮想空間にオブジェクトを配置し、入力操作と定め
られたルールに従ってオブジェクトの動き、形状、テク
スチャなどを制御し、仮想カメラから見た仮想空間内の
一定の範囲におけるオブジェクトの様子を示すイメージ
を作成する画面処理装置であって、仮想空間に設定する光源を少なくとも仮想カメラと光源
の位置関係に基づいて増減させることを特徴とする画像
処理装置。
【請求項７】コンピュータシステム内に形成される３
次元仮想空間にオブジェクトを配置し、入力操作と定め
られたルールに従ってオブジェクトの動き、形状、テク
スチャなどを制御する画像処理装置であって、仮想空間における仮想光源の情報を記憶する光源情報記
憶手段と、仮想光源からの仮想光を考慮してオブジェクトのテクス
チャを決定し、仮想カメラから見た仮想空間内の一定の
範囲におけるオブジェクトの様子を示すイメージを作成
するイメージ作成手段と、特定のオブジェクトと仮想光源と仮想カメラの位置関係
に基づき、前記光源情報記憶手段に記憶される仮想光源
の数を制御する光源制御手段を備えたことを特徴とする
画像処理装置。
【請求項８】前記光源制御手段は、特定のオブジェク
トに関し仮想光源と仮想カメラの位置関係が逆光となる
場合に、前記特定のオブジェクトに関し巡光となる第２
の仮想光源を設定することを特徴とする請求項７記載の
画像処理装置。
【請求項９】前記光源制御手段は、特定のオブジェク
トに関し仮想光源と仮想カメラの位置関係が逆光とな
り、前記特定のオブジェクトの表示の一部又は全部がシ
ルエットとなる場合に、前記特定のオブジェクトの表示
のシルエットが解消されるように第２の仮想光源を設定
することを特徴とする請求項７記載の画像処理装置。
【請求項１０】前記光源制御手段は、特定のオブジェ
クトに関する逆光の程度に基づいて、前記第２の仮想光
源の光の強さを制御することを特徴とする請求項８又は
９記載の画像処理装置。
【請求項１１】前記特定のオブジェクトは、ユーザが
操作するキャラクターを構成するオブジェクトであるこ
とを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項に記載
の画像処理装置。
【請求項１２】コンピュータシステム内に形成される
３次元仮想空間にオブジェクトを配置し、入力操作と定
められたルールに従って前記オブジェクトの動き、形
状、テクスチャなどを制御し、仮想カメラから見た仮想
空間内の一定の範囲におけるオブジェクトの様子を示す
イメージを作成する画面処理装置であって、光と同様の特性を備え、透明度に影響を与える仮想エネ
ルギー（以下、「α光」と呼ぶ。）の源（以下、「α光
源」と呼ぶ。）を仮想空間に配置し、仮想空間における
オブジェクト上のα光輝度に基づいて、該オブジェクト
の透明度を決定することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１３】コンピュータシステム内に形成される
３次元仮想空間にオブジェクトを配置し、入力操作と定
められたルールに従って前記オブジェクトの動き、形
状、テクスチャなどを制御する画像処理装置であって、仮想カメラから仮想空間内の一定の範囲におけるオブジ
ェクトの様子を示すイメージを作成するイメージ作成手
段と、光と同様の特性を備え、透明度に影響を与える仮想エネ
ルギー（以下、「α光」と呼ぶ。）の源（以下、「α光
源」と呼ぶ。）について、少なくとも仮想空間座標、α
光源強度をα光源情報として記憶するα光源情報記憶手
段とを備え、前記イメージ作成手段は、前記イメージに表示するオブ
ジェクトの可視部分に関し、前記α光源情報記憶手段を
参照して仮想空間におけるα光輝度を算出し、α光輝度
が強いほどより高透明又は低透明となるように、前記可
視部分の透明度を決定することを特徴とする画像処理装
置。
【請求項１４】更に、各オブジェクトについて、透明
処理を行う場合にＯＮを示すフラグ（以下、「αフラ
グ」と呼ぶ。）を記憶するαフラグ記憶手段とを備え、前記イメージ作成手段は、前記イメージに表示するオブ
ジェクトについてαフラグ記憶手段を参照してαフラグ
を読み出し、前記読み出したαフラグがＯＮを示す場合
に、該オブジェクトの可視部分に関し、前記α光源情報
記憶手段を参照して仮想空間におけるα光輝度を算出
し、α光輝度が強いほどより高透明又は低透明となるよ
うに、前記可視部分の透明度を決定することを特徴とす
る請求項１３記載の画像処理装置。
【請求項１５】更に、オブジェクトと仮想カメラの位
置関係に基づき、α光源記憶手段に記憶されるα光源情
報を更新する手段を備えることを特徴とする請求項１３
又は１４記載の画像処理装置。
【請求項１６】コンピュータシステム内に形成される
３次元仮想空間にオブジェクトを配置し、入力操作と定
められたルールに従って前記オブジェクトの動き、形
状、テクスチャなどを制御する画像処理装置であって、光源をモデリングした光源オブジェクト、又は／及び光
線をモデリングした光線オブジェクトに対し、環境マッ
ピングアルゴリズムに基づいてテクスチャを決定するこ
とを特徴とする画像処理装置。
【請求項１７】請求項１乃至１６のいずれか１項に記
載の画像処理装置を備えたゲーム装置。
【請求項１８】コンピュータシステム内に形成される
３次元仮想空間にオブジェクトを配置し、入力操作と定
められたルールに従ってオブジェクトの動き、形状、テ
クスチャなどを制御する画像処理方法であって、所定のフィールドをモデリングしたフィールドオブジェ
クトを含む複数のオブジェクトの頂点座標を記憶するオ
ブジェクト情報記憶手段を参照して、フィールドオブジ
ェクトと他のオブジェクトとの接触判定を行う工程と、フィールドオブジェクトの頂点のうち接触していると判
定された頂点（以下、「接触頂点」と呼ぶ。）を抽出す
る工程と、前記接触頂点の座標を更新する工程とを備えることを特
徴とする画像処理方法。
【請求項１９】更に、フィールドオブジェクトの頂点
のうち接触頂点の近傍に位置する非接触頂点を抽出する
工程と、前記非接触頂点についてオブジェクト形状のとがりの程
度を示す尖鋭度を算出する工程と、前記尖鋭度が予め定めた閾値以上となる前記非接触頂点
について尖鋭度が緩和するように頂点座標を更新する工
程とを備えることを特徴とする請求項１８記載の画像処
理方法。
【請求項２０】更に、時間経過情報、プログラムの進
行状況の少なくともいずれかに基づき、フィールドオブ
ジェクトの頂点座標を更新する工程を備えることを特徴
とする請求項１８又は１９記載の画像処理方法。
【請求項２１】コンピュータシステム内に形成される
３次元仮想空間にオブジェクトを配置し、入力操作と定
められたルールに従ってオブジェクトの動き、形状、テ
クスチャなどを制御し、仮想カメラから見た仮想空間内
の一定の範囲におけるオブジェクトの様子を示すイメー
ジを作成する画面処理方法であって、仮想空間に設定する光源を少なくとも仮想カメラと光源
の位置関係に基づいて増減させる工程を備えることを特
徴とする画像処理方法。
【請求項２２】コンピュータシステム内に形成される
３次元仮想空間にオブジェクトを配置し、入力操作と定
められたルールに従ってオブジェクトの動き、形状、テ
クスチャなどを制御する画像処理方法であって、仮想空間における仮想光源の情報を記憶する光源情報記
憶手段を参照し、仮想光源からの仮想光を考慮してオブ
ジェクトのテクスチャを決定し、仮想カメラから見た仮
想空間内の一定の範囲におけるオブジェクトの様子を示
すイメージを作成するイメージ作成工程と、特定のオブジェクトと仮想光源と仮想カメラの位置関係
に基づき、前記光源情報記憶手段に記憶される仮想光源
の数を制御する光源制御工程を備えたことを特徴とする
画像処理方法。
【請求項２３】前記光源制御工程は、特定のオブジェ
クトに関し仮想光源と仮想カメラの位置関係が逆光とな
る場合に、前記特定のオブジェクトに関し巡光となる第
２の仮想光源を設定することを特徴とする請求項２２記
載の画像処理方法。
【請求項２４】前記光源制御工程は、特定のオブジェ
クトに関し仮想光源と仮想カメラの位置関係が逆光とな
り、前記特定のオブジェクトの表示の一部又は全部がシ
ルエットとなる場合に、前記特定のオブジェクトの表示
のシルエットが解消されるように第２の仮想光源を設定
することを特徴とする請求項２２記載の画像処理方法。
【請求項２５】前記光源制御工程は、特定のオブジェ
クトに関する逆光の程度に基づいて、前記第２の仮想光
源の光の強さを制御することを特徴とする請求項２３又
は２４記載の画像処理方法。
【請求項２６】コンピュータシステム内に形成される
３次元仮想空間にオブジェクトを配置し、入力操作と定
められたルールに従って前記オブジェクトの動き、形
状、テクスチャなどを制御し、仮想カメラから見た仮想
空間内の一定の範囲におけるオブジェクトの様子を示す
イメージを作成する画面処理方法であって、光と同様の特性を備え、透明度に影響を与える仮想エネ
ルギー（以下、「α光」と呼ぶ。）の源（以下、「α光
源」と呼ぶ。）を仮想空間に配置し、仮想空間における
オブジェクト上のα光輝度に基づいて、該オブジェクト
の透明度を決定する工程を備えることを特徴とする画像
処理方法。
【請求項２７】コンピュータシステム内に形成される
３次元仮想空間にオブジェクトを配置し、入力操作と定
められたルールに従って前記オブジェクトの動き、形
状、テクスチャなどを制御する画像処理方法であって、仮想カメラから仮想空間内の一定の範囲におけるオブジ
ェクトの様子を示すイメージを作成するイメージ作成工
程と、光と同様の特性を備え、透明度に影響を与える仮想エネ
ルギー（以下、「α光」と呼ぶ。）の源（以下、「α光
源」と呼ぶ。）について少なくとも仮想空間座標、α光
源強度を記憶するα光源情報記憶手段を参照し、前記イ
メージに表示するオブジェクトの可視部分に関して仮想
空間におけるα光輝度を算出し、α光輝度が強いほどよ
り高透明又は低透明となるように、前記可視部分の透明
度を決定する工程を備えることを特徴とする画像処理方
法。
【請求項２８】コンピュータシステム内に形成される
３次元仮想空間にオブジェクトを配置し、入力操作と定
められたルールに従って前記オブジェクトの動き、形
状、テクスチャなどを制御する画像処理方法であって、仮想カメラから仮想空間内の一定の範囲におけるオブジ
ェクトの様子を示すイメージを作成するイメージ作成工
程と、透明処理を行う場合にＯＮを示すフラグ（以下、「αフ
ラグ」と呼ぶ。）を各オブジェクトに対応づけて記憶す
るαフラグ記憶手段を参照し、前記イメージに表示する
オブジェクトについてαフラグを読み出す工程と、前記読み出したαフラグがＯＮを示す場合に、光と同様
の特性を備え、透明度に影響を与える仮想エネルギー
（以下、「α光」と呼ぶ。）の源（以下、「α光源」と
呼ぶ。）について少なくとも仮想空間座標、α光源強度
を記憶するα光源情報記憶手段を参照し、該オブジェク
トの前記イメージにおける可視部分に関して仮想空間に
おけるα光輝度を算出し、α光輝度が強いほどより高透
明又は低透明となるように、前記可視部分の透明度を決
定する工程を備えることを特徴とする画像処理方法。
【請求項２９】更に、オブジェクトと仮想カメラの位
置関係に基づき、α光源記憶手段に記憶されるα光源情
報を更新する工程を備えることを特徴とする請求項２７
又は２８記載の画像処理方法。
【請求項３０】コンピュータシステム内に形成される
３次元仮想空間にオブジェクトを配置し、入力操作と定
められたルールに従って前記オブジェクトの動き、形
状、テクスチャなどを制御する画像処理方法であって、光源をモデリングした光源オブジェクト、又は／及び光
線をモデリングした光線オブジェクトに対し、環境マッ
ピングアルゴリズムに基づいてテクスチャを決定する工
程を備えることを特徴とする画像処理方法。
【請求項３１】仮想３次元空間に視点と複数のオブジ
ェクトを設定し、該視点から見たオブジェクトの画像を
生成する画像処理方法であって、前記視点位置が変化していくことにより、デザインの異
なる複数のオブジェクトを組み合わせて構成され且つ画
像表示領域外にある第１のオブジェクトによって第２の
オブジェクトが隠れる場合、該第１のオブジェクトが画
像表示領域内に移動する前に、この一部を消去すること
を特徴とする画像処理方法。
【請求項３２】仮想３次元空間に視点と複数のオブジ
ェクトを設定し、該視点から見たオブジェクトの画像を
生成する画像処理方法であって、第１のオブジェクトが表示された状態で前記視点位置が
変化していき、該視点位置と第１のオブジェクトが所定
の距離に近づいたとき、該視点位置を変更するか視点か
らみた視角を変更するか或いは視点からの視方向を変更
するかのいずれかによって、前記第１のオブジェクトが
画面表示領域外に移動するようにし、該第１のオブジェ
クトが画面表示領域外に移動した時点で表示対象から外
すように設定し、再び前記視点位置を変更するか視点か
らみた視角を変更するか或いは視点からの視方向を変更
するかのいずれかによって、前記第１のオブジェクトが
表示されていた位置が、第２のオブジェクトと視点位置
の間に位置するように画面表示領域内に移動することを
特徴とする画像処理方法。
【請求項３３】請求項１８乃至３２のいずれか１項に
記載の画像処理方法を利用してゲームを進行させるゲー
ム方法。
【請求項３４】請求項１８乃至３２のいずれか１項に
記載の画像処理方法をコンピュータで実行させるための
プログラム。
【請求項３５】請求項１８乃至３２のいずれか１項に
記載の画像処理方法をコンピュータで実行させるための
プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録
媒体。
【請求項３６】請求項３３記載のゲーム方法をコンピ
ュータで実行させるためのプログラム。
【請求項３７】請求項３３記載のゲーム方法をコンピ
ュータで実行させるためのプログラムを格納したコンピ
ュータ読み取り可能な記録媒体。