JP2002279445A - 画像生成システム、プログラム及び情報記憶媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 炎などの表示物のリアルな画像を、少ない処
理負荷で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。 【解決手段】 基準線から放射状に配置されたポリゴン
ＰＬ１〜４により構成されるオブジェクトＯＢのポリゴ
ンと、仮想カメラＶＣの向きとの相対的な方向関係（角
度θ）に応じて、ＰＬ１〜４のα値を設定し、ＰＬ１〜
４のα合成処理を行う。仮想カメラの向きがポリゴンと
平行になるにつれてそのポリゴンを透明にする。頂点が
属するポリゴンの代表α値に基づいてその頂点のα値を
求める。ポリゴンＰＬ１〜４に対して共通の炎テクスチ
ャを用いる。ポリゴンＰＬ１〜ＰＬ４に交差するベース
・ポリゴンを設け、ポリゴンと仮想カメラＶＣの向きと
の相対的な方向関係に応じてベース・ポリゴンのα値を
設定する。ポリゴンと仮想カメラの向きとの相対的な方
向関係に応じてポリゴンＰＬ１〜４の描画順序を決定す
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、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、仮想的な３次元空間であるオブジェクト空間内にお
いて仮想カメラ（所与の視点）から見える画像を生成す
る画像生成システム（ゲームシステム）が知られてお
り、いわゆる仮想現実を体験できるものとして人気が高
い。ロールプレイングゲーム（ＲＰＧ）を楽しむことが
できる画像生成システムを例にとれば、プレーヤは、自
身の分身であるキャラクタ（オブジェクト）を操作して
オブジェクト空間内のマップ上で移動させ、敵キャラク
タと対戦したり、他のキャラクタと対話したり、様々な
町を訪れたりすることでゲームを楽しむ。

【０００３】さて、このような画像生成システムでは、
プレーヤの仮想現実感の向上のために、よりリアルな画
像を生成することが重要な課題になっている。従って、
ゲーム中に発生する炎や煙などの不定形な表示物につい
ても、リアルな画像で表現できることが望まれる。

【０００４】そして、このような炎などの不定形な表示
物を表現する手法としては、以下に述べるような手法が
考えられる。

【０００５】第１の手法では、炎の絵のテクスチャがマ
ッピングされた炎ポリゴンを用いて、炎を表現する。

【０００６】しかしながら、この第１の手法では、種々
の方向から炎ポリゴンを見た場合に、炎ポリゴンの形状
が平面的であることがプレーヤに知られてしまい、プレ
ーヤの仮想現実感を減退させてしまう。

【０００７】第２の手法では、いわゆるパーティクルシ
ステムを用いる。即ち、位置や色などの属性情報を持ち
所与の規則に従って発生、移動、消滅する炎パーティク
ルの集合により、不定形な形の炎を表現する。

【０００８】しかしながら、このようなパーティクルシ
ステムには、画像生成システムの処理負荷が非常に重く
なるという欠点がある。

【０００９】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、表示物のリ
アルな画像を少ない処理負荷で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。

【００１０】

【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、基準線から放射状に配置された第１〜第Ｎのプリミ
ティブ面を含むオブジェクトを、オブジェクト空間に設
定する手段と、前記オブジェクトが含む前記第１〜第Ｎ
のプリミティブ面の中の少なくとも１つのプリミティブ
面と仮想カメラの向きとの相対的な方向関係に応じて、
前記第１〜第Ｎのプリミティブ面のα値を設定する手段
と、設定されたα値に基づいて、前記第１〜第Ｎのプリ
ミティブ面を含む前記オブジェクトについてのα合成処
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。

【００１１】本発明によれば、基準線から放射状に配置
された第１〜第Ｎのプリミティブ面を含むオブジェクト
が、オブジェクト空間に設定（配置）され、このオブジ
ェクト空間において仮想カメラから見える画像が生成さ
れる。

【００１２】そして本発明によれば、オブジェクトのプ
リミティブ面と仮想カメラの向きとの相対的な方向関係
（角度又は内積値等）に応じて、第１〜第Ｎのプリミテ
ィブ面のα値が設定され、そのα値によりα合成処理が
行われる。

【００１３】このように本発明では、基準線から放射状
に配置された第１〜第Ｎのプリミティブ面を含むオブジ
ェクトを用いているため、あたかもボリュームを持つ立
体形状であるかのようにオブジェクトを見せることが可
能になる。

【００１４】そして本発明では、プリミティブ面と仮想
カメラの向きとの相対的な方向関係に応じてプリミティ
ブ面のα値が変化するため、オブジェクトのプリミティ
ブ面の形状が目立ってしまうなどの不具合を効果的に防
止できる。

【００１５】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、前記オブジェクトが含む第
Ｋ（１≦Ｋ≦Ｎ）のプリミティブ面と仮想カメラの向き
とが平行になるにつれて該第Ｋのプリミティブ面が透明
になるように、該第Ｋのプリミティブ面のα値が設定さ
れることを特徴とする。

【００１６】このようにすれば、仮想カメラの向きと第
Ｋのプリミティブ面の向きが平行になった場合に、第Ｋ
のプリミティブ面が、より透明に見えるようになる。こ
れにより第Ｋのプリミティブ面の形状が目立ってしまう
などの不具合を防止できる。

【００１７】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〜第Ｎのプリミテ
ィブ面に設定される前記α値が、前記第１〜第Ｎのプリ
ミティブ面の代表α値であり、前記代表α値に基づい
て、前記オブジェクトの頂点のα値が求められることを
特徴とする。

【００１８】このようにすれば、頂点単位でオブジェク
トのα値を制御できるようになり、より自然なα合成処
理が可能になる。

【００１９】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、前記オブジェクトの頂点が
属するプリミティブ面に設定された前記代表α値に基づ
いて所与の演算処理を行うことで、頂点のα値が求めら
れることを特徴とする。

【００２０】このようにすれば、オブジェクトの頂点に
対して、その頂点が属するプリミティブ面の代表α値に
応じたα値を設定できるようになる。これにより、プリ
ミティブ面の境界でα値の違いが目立ってしまうなどの
不具合を防止できる。

【００２１】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、求められた頂点のα値に基
づく補間処理により、前記オブジェクトの各ピクセルの
α値が求められることを特徴とする。

【００２２】このようにすれば、より自然で滑らかに変
化するα値を用いてα合成処理を実現できるようにな
る。

【００２３】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〜第Ｎのプリミテ
ィブ面に対してマッピングされるテクスチャとして、共
通のテクスチャが使用されることを特徴とする。

【００２４】このようにすれば、仮想カメラによりオブ
ジェクトを種々の方向から見た場合にも、同じ絵柄のテ
クスチャの画像が仮想カメラに映し出されるようにな
る。これにより、あたかもボリュームを持つ立体形状で
あるかのようにオブジェクトを見せることが可能にな
る。

【００２５】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、前記オブジェクトが、前記
第１〜第Ｎのプリミティブ面に交差する第Ｊのプリミテ
ィブ面を含み、前記第Ｊのプリミティブ面と前記仮想カ
メラの向きとの相対的な方向関係に応じて、前記第Ｊの
プリミティブ面のα値が設定されることを特徴とする。

【００２６】このようにすれば、仮想カメラの向きが、
第Ｊのプリミティブ面に直交する向きであった場合に
も、ある程度の面積を占める画像が仮想カメラに映し出
されるようになり、よりリアルな画像を生成できる。

【００２７】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、前記オブジェクトが含む前
記第１〜第Ｎのプリミティブ面の中の少なくとも１つの
プリミティブ面と仮想カメラの向きとの相対的な方向関
係に応じて、前記第１〜第Ｎのプリミティブ面の描画順
序が決定され、決定された描画順序で前記第１〜第Ｎの
プリミティブ面が描画されることを特徴とする。

【００２８】このようにすれば、プリミティブ面と仮想
カメラの向きとの相対的な方向関係を判断するという負
荷の少ない処理で、第１〜第Ｎのプリミティブ面の描画
順序を決定できるようになる。しかも、α値の設定の際
に判断した方向関係に基づいて描画順序を決定できるた
め、処理負荷を更に軽減できる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本実施形態について図面を
用いて説明する。

【００３０】なお、以下に説明する本実施形態は、特許
請求の範囲に記載された本発明の内容を何ら限定するも
のではない。また本実施形態で説明される構成の全てが
本発明の解決手段として必須であるとは限らない。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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（データ）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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】処理部１００は、オブジェクト空間設定部
１１０、α値設定部１１２、パーティクル処理部１１
４、描画順序決定部１１６（ソート部）、描画部１２０
を含む。なお、処理部１００に、これらの全ての機能ブ
ロック１１０〜１２０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。

【００４４】ここでオブジェクト空間設定部１１０は、
マップなどの各種オブジェクト（ポリゴン、自由曲面又
はサブディビジョンサーフェスなどのプリミティブ面で
構成されるオブジェクト）をオブジェクト空間内に設定
（配置）するための処理を行う。より具体的には、ワー
ルド座標系でのオブジェクトの位置や回転角度（方向）
を決定し、その位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ）にその回転角度
（Ｘ、Ｙ、Ｚ軸回りでの回転）でオブジェクトを配置す
る。

【００４５】そして本実施形態のオブジェクト空間設定
部１１０は、基準線から放射状に配置された複数のプリ
ミティブ面（ポリゴン、自由曲面又はサブディビジョン
サーフェス等）を含むオブジェクト（交差する複数のプ
リミティブ面で構成されるオブジェクト）をオブジェク
ト空間に設定配置している。本実施形態では、このよう
な形状のオブジェクトを用いて、例えば炎、煙などの不
定形な表示物のリアルな表現に成功している。

【００４６】なお、このオブジェクトに、放射状に配置
された複数のプリミティブ面に交差するプリミティブ面
（ベース・プリミティブ面。広義には第Ｊのプリミティ
ブ面。以下の説明でも同様）を含ませてもよい。このよ
うなプリミティブ面を設けることで、オブジェクトを上
方向から見た場合にも、一定の面積を占める画像が表示
されるようになり、生成される画像のリアル度を増すこ
とができる。

【００４７】α値設定部１１２は、オブジェクトが含む
１又は複数のプリミティブ面と仮想カメラの向き（例え
ば視線方向）との相対的な方向関係（プリミティブ面の
向きと仮想カメラの向きの相対的な関係であり、これら
の向きのなす角度や、これらの向きにより得られる内積
値や、これらの角度、内積値と数学的に均等なパラメー
タ等により判断される関係）に応じて、プリミティブ面
のα値を設定する。

【００４８】より具体的には、例えば、仮想カメラの向
きを表すベクトル（向きを表す３次元ベクトルでもよい
し、この３次元ベクトルを所与の平面に投影した２次元
ベクトルでもよい）と、プリミティブ面の向きを表すベ
クトル（プリミティブ面に沿った方向のベクトルでもよ
いし、プリミティブ面に直交するベクトルでもよい。ま
た３次元ベクトルでもよいし、２次元ベクトルでもよ
い）とのなす角度（これらのベクトルの内積値）に基づ
いてα値を求め、このα値を、代表α値としてプリミテ
ィブ面自体に与えたり、或いは頂点α値としてプリミテ
ィブ面の頂点に与える。

【００４９】この場合に本実施形態では、オブジェクト
のプリミティブ面（プリミティブ面に平行なベクトル）
と仮想カメラの向き（視線方向）とが平行になるにつれ
て、そのプリミティブ面がより透明になるようなα値
を、そのプリミティブ面に設定する。別の言い方をすれ
ば、オブジェクトのプリミティブ面と仮想カメラの向き
とが直交するにつれて、そのプリミティブ面がより不透
明になるようなα値を、そのプリミティブ面に設定す
る。

【００５０】なお、α値（Ａ値）は、各ピクセル（テク
セル、ドット）に関連づけて記憶できる情報であり、例
えば色情報以外のプラスアルファの情報である。α値
は、マスク情報、半透明度（透明度、不透明度と等
価）、バンプ情報などとして使用できる。

【００５１】パーティクル処理部１１４は、その形状が
変形する不定形な表示物（例えば炎、煙、水、爆発）を
表現するためのパーティクル・プリミティブ（例えば炎
パーティクルや煙パーティクルのプリミティブ）を、時
間経過に伴い順次発生させたり、移動させたり、消滅さ
せたりする処理を行う。より具体的には、パーティクル
・プリミティブの発生量、発生位置、移動状態（速度、
加速度等）又は寿命等をランダムに変化させる処理を行
う。これにより、炎などの不定形な表示物もリアルに表
現できる。

【００５２】そして本実施形態のパーティクル処理部１
１４は、複数のパーティクル・エリア（パーティクル存
在エリア）の各パーティクル・エリアにおいて、所与の
寿命に消滅する複数のパーティクル・プリミティブを発
生させる処理を行う。また、これらのパーティクル・プ
リミティブが、発生したパーティクル・エリアの外に出
ないように、その移動を制限するための処理も行う。

【００５３】なお、基準線から放射状に配置された複数
のプリミティブ面でオブジェクトが構成される場合に
は、これらのプリミティブ面を用いて、パーティクル・
エリアを区分けすることができる。

【００５４】また、パーティクル・プリミティブは、炎
や煙などの絵のテクスチャがマッピングされたプリミテ
ィブ面（スプライトポリゴン）で表現してもよいし、プ
リミティブ点やプリミティブ線などで表現してもよい。

【００５５】描画順序決定部１１６は、オブジェクトが
含む１又は複数のプリミティブ面と仮想カメラの向きと
の相対的な方向関係に応じて、オブジェクトのプリミテ
ィブ面についての描画順序を決定する。そして、決定さ
れた描画順序でプリミティブ面をソートする。また描画
順序決定部１１６は、上述のパーティクル・エリアにつ
いての描画順序も決定する。

【００５６】この場合に、プリミティブ面と仮想カメラ
の向きとの相対的な方向関係（内積値）がα値設定部１
１２により求められていている場合には、この求められ
た相対的な方向関係（内積値）に基づいて、プリミティ
ブ面やパーティクル・エリアについての描画順序を決定
することが望ましい。このようにすることで、処理負荷
を軽減できる。

【００５７】また、基準線から放射状に配置された複数
のプリミティブ面を含むオブジェクトが複数ある場合に
は、これらの複数のオブジェクトの描画順序についても
描画順序決定部１１６が決定する。より具体的には、例
えばＺソート法（奥行き値によるソート）により、これ
らのオブジェクトをソートする。

【００５８】描画部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の描画処理を行う。例
えば、いわゆる３次元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、プリミティブ面データ（プリミティブ面の頂点（構
成点）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、このプリミティブ面データ（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面のデ
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面）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。

【００５９】そして本実施形態の描画部１２０は、描画
順序決定部１１６で決定された描画順序で、オブジェク
トが含むプリミティブ面（プリミティブ面データ）を描
画する。

【００６０】なお、描画部１２０での描画処理の際に
は、奥行き情報（例えばＺ値）が格納される奥行きバッ
ファ（例えばＺバッファ、ステンシルバッファ）を用い
て、奥行き比較法（例えばＺバッファ法）によりピクセ
ル単位での陰面消去を行うことが望ましい。

【００６１】描画部１２０は、テクスチャマッピング部
１２２、α合成部１２４を含む。

【００６２】テクスチャマッピング部１２２は、テクス
チャ記憶部１７６に記憶されるテクスチャをオブジェク
トにマッピングするための処理を行う。

【００６３】ここで本実施形態では、テクスチャ記憶部
１７６が、一連の第１〜第Ｎの圧縮テクスチャ（第１〜
第Ｎの圧縮フレーム画像）を含む圧縮ムービーテクスチ
ャ（圧縮ムービー）のデータを記憶する。

【００６４】そして、図示しない伸張部が、この圧縮ム
ービーテクスチャのデータに基づいて伸張処理を行い、
テクスチャマッピング部１２２が、一連の第１〜第Ｎの
圧縮テクスチャを伸張することで得られる一連の第１〜
第Ｎの伸張テクスチャ（第１〜第Ｎの伸張フレーム画
像）をオブジェクトに順次マッピングするための処理を
行う。

【００６５】また本実施形態では、基準線から放射状に
配置された複数のプリミティブ面でオブジェクトが構成
される場合に、これらの複数のプリミティブ面に対して
共通のテクスチャを使用するようにしている。例えば、
テクスチャ記憶部１７６に、一連のムービーテクスチャ
（例えば炎の絵を表すムービーテクスチャ）のデータが
記憶されていた場合には、オブジェクトが含む全てのプ
リミティブ面に対して、この一連のムービーテクスチャ
をマッピングするようにする。

【００６６】なお、テクスチャをマッピングする単位
は、１枚のプリミティブ面であってもよいし、複数のプ
リミティブ面であってもよい。或いは、１枚のプリミテ
ィブ面を更に分割したプリミティブ面であってもよい。

【００６７】α合成部１２４は、α値（Ａ値）に基づく
α合成処理（αブレンディング、α加算又はα減算等）
を行う。例えばα合成がαブレンディングである場合に
は下式のような合成処理が行われる。

【００６８】 Ｒ_Q＝（１−α）×Ｒ₁＋α×Ｒ₂ （１） Ｇ_Q＝（１−α）×Ｇ₁＋α×Ｇ₂ （２） Ｂ_Q＝（１−α）×Ｂ₁＋α×Ｂ₂ （３） ここで、Ｒ₁、Ｇ₁、Ｂ₁は、描画バッファ１７４に既に
描画されている画像（背景画像）の色（輝度）のＲ、
Ｇ、Ｂ成分であり、Ｒ₂、Ｇ₂、Ｂ₂は、描画バッファに
描画するオブジェクト（プリミティブ）の色のＲ、Ｇ、
Ｂ成分である。また、Ｒ_Q、Ｇ_Q、Ｂ_Qは、αブレンディ
ングにより得られる画像の色のＲ、Ｇ、Ｂ成分である。

【００６９】そして本実施形態では、α合成部１２４
が、α値設定部１１２によりプリミティブ面に設定され
たα値に基づいてα合成処理を行う。

【００７０】より具体的には、α値設定部１１２が、プ
リミティブ面に対して、そのプリミティブ面の代表α値
を設定する。そして、この代表α値に基づいて、オブジ
ェクト（プリミティブ面）の頂点（構成点）のα値が求
められる。そして、この頂点のα値に基づく補間処理に
より、オブジェクト（透視変換後のオブジェクト）の各
ピクセル（ドット）のα値が求められ、この求められた
各ピクセルのα値に基づいてα合成処理が行われる。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】なお、以下では、炎の表現に本実施形態を
適用した場合を主に例にとり説明するが、本実施形態
は、炎以外の他の画像表現にも適用できる。また、本実
施形態では、プリミティブ面がポリゴンである場合につ
いて主に例にとり説明するが、本実施形態のプリミティ
ブ面はポリゴンに限定されない。

【００７５】２．１ オブジェクトの構成 本実施形態では、炎などの不定形表示物を表現するため
に、図２に示すような構成のオブジェクトＯＢを用いて
いる。

【００７６】このオブジェクトＯＢは、基準線ＲＬ（中
心線）から放射状に配置されたポリゴンＰＬ１、ＰＬ
２、ＰＬ３、ＰＬ４（広義には第１〜第Ｎのプリミティ
ブ面。以下の説明でも同様）を含む。また、これらのポ
リゴンＰＬ１〜４の端辺（下端辺）に接するように交差
するポリゴンＰＬ０（ＰＬ０-1〜ＰＬ０-4。広義には第
Ｊのポリゴン。以下の説明でも同様）を含む。

【００７７】図３（Ａ）〜（Ｃ）に、このオブジェクト
ＯＢのテクスチャマッピングに使用されるテクスチャ
（ムービーテクスチャ）の例を示す。これらのテクスチ
ャは炎を表現するテクスチャであり、これらの一連のテ
クスチャを連続してムービー再生することで、炎がゆら
ゆらと揺れながら燃えている様子をリアルに表現でき
る。

【００７８】本実施形態ではポリゴンＰＬ０（ＰＬ０-1
〜ＰＬ０-4）、ＰＬ１、ＰＬ２、ＰＬ３、ＰＬ４に対す
るテクスチャマッピングの際に、図３（Ａ）〜（Ｃ）に
示す共通のテクスチャを使用している。具体的には、図
３（Ａ）〜（Ｃ）の一連のテクスチャをポリゴンＰＬ
１、ＰＬ３のペアに対してマッピングする。同様に、こ
れらの一連のテクスチャを、ポリゴンＰＬ２、ＰＬ４の
ペア、ＰＬ０-1、ＰＬ０-2のペア、ＰＬ０-3、ＰＬ０-4
のペアに対して、各々、マッピングしている。

【００７９】また、図３（Ａ）〜（Ｃ）のＢ１に示す矢
印の方向が、図２のＢ２〜Ｂ９に示す矢印の方向と一致
するような方向で、図３（Ａ）〜（Ｃ）のテクスチャを
マッピングしている。

【００８０】このようにすれば、図２のＣ１〜Ｃ８に示
すような種々の位置・方向の仮想カメラＶＣからオブジ
ェクトＯＢを見た場合にも、図３（Ａ）〜（Ｃ）のよう
な炎の画像が常に見えるようになる。

【００８１】例えばＣ１の位置の仮想カメラＶＣからオ
ブジェクトＯＢを見た場合には、ポリゴンＰＬ２、ＰＬ
４に図３（Ａ）〜（Ｃ）のテクスチャがマッピングされ
た画像が見えるようになる。またＣ３の位置の仮想カメ
ラＶＣからオブジェクトＯＢを見た場合には、ポリゴン
ＰＬ１、ＰＬ３に図３（Ａ）〜（Ｃ）のテクスチャがマ
ッピングされた画像が見えるようになる。またＣ５の位
置（真上）の仮想カメラＶＣからオブジェクトＯＢを見
た場合には、ポリゴンＰＬ０-1、ＰＬ０-2やＰＬ０-3、
ＰＬ０-4に図３（Ａ）〜（Ｃ）のテクスチャがマッピン
グされた画像が見えるようになる。

【００８２】このようにすれば、いわゆる書き割り形状
（十字形状）であるのにもかかわらず、あたかもボリュ
ームを持つ立体形状であるかのようにオブジェクトＯＢ
を見せることが可能になる。従って、少ないポリゴン数
で、炎のような不定形な表示物をリアルに表現できるよ
うになり、少ない処理負荷でリアルな画像を生成でき
る。

【００８３】なお、オブジェクトＯＢの形状は図２に示
す形状に限定されない。

【００８４】例えば図４（Ａ）、（Ｂ）（オブジェクト
ＯＢを上方から見た図）に示すように基準線ＲＬから放
射状にポリゴンＰＬ１〜８やＰＬ１〜３を配置してもよ
い。即ち、放射状に配置するポリゴンの個数や配置の仕
方は任意である。

【００８５】また、放射状に配置するポリゴン以外のポ
リゴンをオブジェクトに設けてもよい。例えば図２で
は、このようなポリゴンとしてＰＬ０が設けられてい
る。そして、この場合に、図２や図４（Ｃ）（側面図）
では、ポリゴンＰＬ１〜４の端辺に接するように交差す
るポリゴンＰＬ０を設けているが、図４（Ｄ）（側面
図）に示すように、ポリゴンＰＬ１〜４の上端辺と下端
辺の間で交差するポリゴンＰＬ０’を設けてもよい。

【００８６】２．２ α値の設定 さて、図２に示すようなオブジェクトＯＢを用いて炎の
画像を生成した場合に、次のような課題があることが判
明した。

【００８７】例えば仮想カメラＶＣが図５（Ａ）に示す
ような位置にあった場合には、図５（Ｂ）に示すような
画像が生成されてしまう。即ち、ポリゴンＰＬ２とＰＬ
４の画像の間に、ポリゴンＰＬ１の色で描かれた線上の
画像が表示されてしまう。

【００８８】また仮想カメラＶＣが図５（Ｃ）に示すよ
うな位置にあった場合には、図５（Ｄ）に示すような画
像が生成されてしまう。即ち、ポリゴンＰＬ１とＰＬ
２、及びポリゴンＰＬ３とＰＬ４とが同一のα値で半透
明合成された画像が生成されてしまう。従って、ポリゴ
ンＰＬ２の領域と、ポリゴンＰＬ１及びＰＬ２が重なっ
ている領域との間、並びに、ポリゴンＰＬ４の領域と、
ポリゴンＰＬ３及びＰＬ４が重なっている領域との間
で、色の濃さの違いが目立ってしまう。

【００８９】この結果、図２に示すような形状のオブジ
ェクトＯＢを用いて、何も工夫せずに画像を生成する
と、仮想カメラＶＣがオブジェクトＯＢの周囲で移動す
るにつれて、ポリゴンの線が見えてしまったり、色の濃
い部分と薄い部分の差が目立ってしまうなどの問題が生
じる。このため、オブジェクトＯＢが、実際にはボリュ
ームを有する立体形状のオブジェクトではなく、図２に
示すような書き割り形状のオブジェクトであることがプ
レーヤに知られてしまい、プレーヤの仮想現実感を減退
させてしまう。

【００９０】そこで本実施形態では、このような課題を
解決するために次のような手法を採用している。

【００９１】即ち本実施形態では図６（Ａ）に示すよう
に、オブジェクトＯＢのポリゴンＰＬ１（ＰＬ２〜４）
と仮想カメラＶＣとのなす角度θ（或いはｃｏｓθ。広
義には相対的な方向関係。以下の説明でも同様）に応じ
て、ポリゴンＰＬ１〜４のα値を設定している。

【００９２】例えば図６（Ｂ）では、仮想カメラＶＣの
向きはポリゴンＰＬ１（ＰＬ３）と平行（ＰＬ２、４と
直交）になっており、θは０度になっている。この場合
には、ポリゴンＰＬ１（ＰＬ３）のα値はαＭＩＮ（最
小値。例えば０．０）に設定され、ＰＬ１は、より透明
に見えるようになる。一方、ポリゴンＰＬ２、４のα値
はαＭＡＸ（最大値。例えば１．０）に設定され、ＰＬ
２、４は、より不透明に見えるようになる。このように
することで、図５（Ｂ）では目立っていたポリゴンＰＬ
１の色の線が、目立たなくなり、より自然な画像を生成
できる。

【００９３】また図６（Ｃ）では、仮想カメラＶＣの向
きはポリゴンＰＬ１とＰＬ４の間の向きになっており、
θは例えば４５度になっている。この場合には、ポリゴ
ンＰＬ１（ＰＬ３）のα値及びＰＬ４（ＰＬ２）のα値
は共にαＭＩＮとαＭＡＸの例えば平均値に設定され
る。従って、図５（Ｄ）では目立っていた色の濃い部分
と薄い部分の差が、目立たなくなる。この結果、オブジ
ェクトＯＢが書き割り形状であることがプレーヤに知ら
れてしまう不具合を防止でき、より自然でリアルな画像
を生成できる。

【００９４】また図６（Ｄ）では、仮想カメラＶＣの向
きはポリゴンＰＬ４（ＰＬ２）と平行（ＰＬ１、３と直
交）になっており、θは９０度になっている。この場合
には、ポリゴンＰＬ４（ＰＬ２）のα値はαＭＩＮに設
定され、ＰＬ４は、より透明に見えるようになる。一
方、ポリゴンＰＬ１、３のα値はαＭＡＸに設定され、
ＰＬ１、３は、より不透明に見えるようになる。これに
より、ポリゴンＰＬ４の色の線が目立って見えてしまう
不具合を解消できる。

【００９５】次に、α値の具体的な設定手法について図
７のフローチャートを用いて更に詳しく説明する。

【００９６】まず、ベクトルＦＬ、ＦＸ、ＦＹ、ＦＺを
求める（ステップＳ１）。

【００９７】ここでベクトルＦＬは、図８に示すよう
に、オブジェクトＯＢの中心点ＣＰ（代表点。基準線Ｒ
ＬとポリゴンＰＬ０の交点）を始点とし、仮想カメラＶ
Ｃの方向を向く単位ベクトルである。

【００９８】また、ベクトルＦＸは、中心点ＣＰを始点
とし、ポリゴンＰＬ２、ＰＬ４に直交する単位ベクトル
（ＰＬ１、３の面に沿った方向を向く単位ベクトル）で
ある。

【００９９】また、ベクトルＦＹは、中心点ＣＰを始点
とし、ポリゴンＰＬ０に直交する単位ベクトルである。

【０１００】また、ベクトルＦＺは、中心点ＣＰを始点
とし、ポリゴンＰＬ１、ＰＬ３に直交する単位ベクトル
（ＰＬ２、４の面に沿った方向を向く単位ベクトル）で
ある。

【０１０１】言い換えれば、これらのベクトルＦＸ、Ｆ
Ｙ、ＦＺは、中心点ＣＰ（代表点）を原点とするオブジ
ェクトＯＢのローカル座標系でのＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の単
位ベクトルである。

【０１０２】次に、これらのベクトルＦＸ、ＦＹ、ＦＺ
とＦＬとの内積値を下式のように求める（ステップＳ
２）。

【０１０３】 ＩＮＲ０＝ＦＹ・ＦＬ （４） ＩＮＲ１＝ＦＸ・ＦＬ （５） ＩＮＲ２＝ＦＺ・ＦＬ （６） これらの内積値ＩＮＲ０〜３は、２つのベクトルが直交
している時には０になり、平行の時には１又は−１にな
る。

【０１０４】次に、求められた内積値ＩＮＲ０〜２に基
づいて、ポリゴンの代表α値を求める（ステップＳ
３）。より具体的には、まず、下式のような変換を行
う。

【０１０５】 ＩＮＲα０＝１−ＡＢＳ（ＩＮＲ０） （７） ＩＮＲα１＝１−ＡＢＳ（ＩＮＲ１） （８） ＩＮＲα２＝１−ＡＢＳ（ＩＮＲ２） （９） ここで、ＡＢＳ（Ｘ）は、引数Ｘに対してその絶対値を
返値として返す関数である。上式（７）、（８）、
（９）のような変換を行うことで、ＩＮＲα０、ＩＮＲ
α１、ＩＮＲα２は、２つのベクトルが直交している時
には１になり、平行の時には０になる値となる。

【０１０６】ポリゴンＰ０〜Ｐ４の代表α値αＰ０〜α
Ｐ４は、これらのＩＮＲα０〜ＩＮＲα２を用いて下式
のように求められる。

【０１０７】 αＰ０＝（１−ＩＮＲα０）×Ａ０＋Ａ１ （１０） αＰ１＝ＩＮＲα１×ＩＮＲα０×Ａ０＋Ａ１ （１１） αＰ２＝ＩＮＲα２×ＩＮＲα０×Ａ０＋Ａ１ （１２） αＰ３＝ＩＮＲα１×ＩＮＲα０×Ａ０＋Ａ１ （１３） αＰ４＝ＩＮＲα２×ＩＮＲα０×Ａ０＋Ａ１ （１４） ここで、Ａ０＝αＭＡＸ−αＭＩＮ、Ａ１＝αＭＩＮで
ある。

【０１０８】例えば、図８のベクトルＦＬがＦＹと平行
な場合（ＦＬがＦＸ、ＦＺと直交する場合）には、上式
（４）〜（６）からＩＮＲ０＝１、ＩＮＲ１＝０、ＩＮ
Ｒ２＝０になり、上式（７）〜（９）からＩＮＲα０＝
０、ＩＮＲα１＝１、ＩＮＲα２＝１になる。従って、
上式（１０）〜（１４）から、 αＰ０＝Ａ０＋Ａ１＝αＭＡＸ αＰ１＝αＰ２＝αＰ３＝αＰ４＝Ａ１＝αＭＩＮ となる。

【０１０９】即ち、ポリゴンＰＬ１〜ＰＬ４のα値であ
るαＰ１〜αＰ４が小さくなるため（αＭＩＮ）、上方
の仮想カメラＶＣから見て、ＰＬ１〜ＰＬ４がより透明
に見えるようになり、ＰＬ１〜ＰＬ４の線が目立たなく
なる。一方、ポリゴンＰＬ０のα値であるαＰ０が大き
くなるため（αＭＡＸ）、仮想カメラＶＣには、ＰＬ０
にマッピングされた炎のテクスチャの画像が見えるよう
になる。

【０１１０】また、ベクトルＦＬがＦＸと平行な場合
（ＦＬがＦＹ、ＦＺと直交する場合）には、上式（４）
〜（６）からＩＮＲ０＝０、ＩＮＲ１＝１、ＩＮＲ２＝
０になり、上式（７）〜（９）からＩＮＲα０＝１、Ｉ
ＮＲα１＝０、ＩＮＲα２＝１になる。従って、上式
（１０）〜（１４）から、 αＰ０＝αＰ１＝αＰ３＝Ａ１＝αＭＩＮ αＰ２＝αＰ４＝Ａ０＋Ａ１＝αＭＡＸ となる。

【０１１１】即ち、ポリゴンＰＬ０、１、３のα値であ
るαＰ０、１、３が小さくなるため、ベクトルＦＸの方
向にある仮想カメラＶＣから見て、ＰＬ０、１、３がよ
り透明に見えるようになり、ＰＬ０、１、３の線が目立
たなくなる。一方、ポリゴンＰＬ２、４のα値であるα
Ｐ２、４が大きくなるため、仮想カメラＶＣには、ＰＬ
２、４にマッピングされた炎のテクスチャの画像が見え
るようになる。

【０１１２】また、ベクトルＦＬがＦＺと平行な場合
（ＦＬがＦＸ、ＦＹと直交する場合）には、上式（４）
〜（６）からＩＮＲ０＝０、ＩＮＲ１＝０、ＩＮＲ２＝
１になり、上式（７）〜（９）からＩＮＲα０＝１、Ｉ
ＮＲα１＝１、ＩＮＲα２＝０になる。従って、上式
（１０）〜（１４）から、 αＰ０＝αＰ２＝αＰ４＝Ａ１＝αＭＩＮ αＰ１＝αＰ３＝Ａ０＋Ａ１＝αＭＡＸ となる。

【０１１３】即ち、ポリゴンＰＬ０、２、４のα値であ
るαＰ０、２、４が小さくなるため、ベクトルＦＺの方
向にある仮想カメラＶＣから見て、ＰＬ０、２、４がよ
り透明に見えるようになり、ＰＬ０、２、４の線が目立
たなくなる。一方、ポリゴンＰＬ１、３のα値であるα
Ｐ１、３が大きくなるため、仮想カメラＶＣには、ＰＬ
１、３にマッピングされた炎のテクスチャの画像が見え
るようになる。

【０１１４】次に図７のステップＳ４に示すように、求
められたポリゴンＰＬ０〜４の代表α値αＰ０〜４に基
づいて、オブジェクトＯＢ（ポリゴン）の頂点α値を求
める。より具体的には、オブジェクトＯＢの頂点が属す
る１又は複数のポリゴンに設定された代表α値に基づい
て所与の演算処理（例えば平均化処理）を行い、オブジ
ェクトＯＢの頂点のα値が求める。

【０１１５】例えば図９（Ａ）において、頂点ＶＸ１、
２、３、４の頂点α値αＶ１、αＶ２、αＶ３、αＶ４
については下式のように求めることができる。

【０１１６】 αＶ１＝αＰ４ （１５） αＶ２＝（αＰ１＋αＰ２＋αＰ３＋αＰ４）／４ （１６） αＶ３＝（αＰ０＋αＰ１＋αＰ２＋αＰ３＋αＰ４）／５ （１７） αＶ４＝（αＰ０＋αＰ４）／２ （１８） 即ち、図９（Ａ）に示すように頂点ＶＸ１はポリゴンＰ
Ｌ４にしか属していない。このため、頂点ＶＸ１のα値
αＶ１は、ＰＬ４の代表α値であるαＰ４になる（式
（１５））。

【０１１７】また、頂点ＶＸ２はポリゴンＰＬ１、２、
３、４に属している。このため、頂点ＶＸ２のα値αＶ
２は、ＰＬ１〜４の代表α値であるαＰ１〜４の平均値
になる（式（１６））。

【０１１８】また、頂点ＶＸ３はポリゴンＰＬ０、１、
２、３、４に属している。このため、頂点ＶＸ３のα値
αＶ３は、ＰＬ０〜４の代表α値であるαＰ０〜４の平
均値になる（式（１７））。

【０１１９】また、頂点ＶＸ４はポリゴンＰＬ０、４に
属している。このため、頂点ＶＸ４のα値αＶ４は、Ｐ
Ｌ０、４の代表α値であるαＰ０、４の平均値になる
（式（１８））。

【０１２０】以上のようにして頂点α値を求めれば、ポ
リゴンの境界においてα値が滑らかに変化するようにな
る。従って、例えば仮想カメラがオブジェクトＯＢの周
囲を移動した場合にも、仮想カメラから見てポリゴンの
境界が目立たなくなり、より自然な画像を生成できるよ
うになる。

【０１２１】なお、図９（Ｂ）に示すように、オブジェ
クト（透視変換後のオブジェクト、ポリゴン）の各ピク
セル（ドット）のα値αＰＩＸは、頂点α値αＶ１〜４
を補間（例えば線形補間）することで求めることができ
る。そして、この求められたα値αＰＩＸに基づいて、
ピクセル単位でのα合成処理を実現できる。この場合、
各ピクセルのα値を求める処理は、描画プロセッサの機
能（グーローシェーディング機能等）により実現でき
る。

【０１２２】２．３ 描画順序の決定 さて、本実施形態では以下に説明するような手法でポリ
ゴンの描画順序を決定し、決定された描画順序にしたが
ってポリゴンを描画バッファに描画している。この場合
に本実施形態では、前述の手法で得られたα値に基づい
てα合成処理（半透明処理）を行いながら、ポリゴンを
描画バッファに描画する。

【０１２３】例えば図１０（Ａ）に示すように、図２の
形状のオブジェクトＯＢ１〜４がオブジェクト空間に配
置されている場合を考える。

【０１２４】この場合に本実施形態では、まず、仮想カ
メラＶＣの視点座標系での奥行き値（Ｚ値）に基づい
て、図１０（Ｂ）のＤ１に示すように、オブジェクトＯ
Ｂ１〜４についての描画順序を決定する。即ち、オブジ
ェクトＯＢ１〜ＯＢ４のＺソートを行う。例えば、図１
０（Ａ）の場合の描画順序は、ＯＢ４、ＯＢ１、ＯＢ
３、ＯＢ２の順となる。

【０１２５】また本実施形態では図１０（Ｂ）のＤ２〜
Ｄ５に示すように、これらの各オブジェクトＯＢ１〜Ｏ
Ｂ４が含むポリゴンの描画順序を決定し、これらのポリ
ゴンをソートする。

【０１２６】そして図１０（Ａ）の場合には、まず、最
も奥側のオブジェクトＯＢ４が含むポリゴンを、描画優
先順位の高いものから順に描画する。次に、ＯＢ１が含
むポリゴンを描画優先順位の高いものから順に描画す
る。次に、ＯＢ３が含むポリゴンを描画優先順位の高い
ものから順に描画する。最後に、最も手前側のＯＢ２が
含むポリゴンを描画優先順位の高いものから順に描画す
る。

【０１２７】以上のような手法によりポリゴンを描画す
ることで、矛盾の無いポリゴンのα合成処理を実現でき
る。また、オブジェクトＯＢ１〜４の全てのポリゴンを
一度にソートする手法に比べて、ソート処理の負荷を格
段に軽減できる。

【０１２８】そして本実施形態では、オブジェクトが含
むポリゴンの描画順序を次のような手法で決定してい
る。

【０１２９】即ち本実施形態では図１１（Ａ）に示すよ
うに、オブジェクトＯＢのポリゴンＰＬ１（ＰＬ２〜
４）と仮想カメラＶＣとのなす角度θ（ｃｏｓθ。広義
には相対的な方向関係。以下の説明でも同様）に応じ
て、ポリゴンＰＬ１〜４の描画順序を決定している。

【０１３０】例えば図１１（Ａ）では、θが０〜９０度
の間にあり、仮想カメラＶＣから見て、ポリゴンＰＬ
１、ＰＬ４が前面に位置している。この場合には、まず
ポリゴンＰＬ０を描画し、次にポリゴンＰＬ２、ＰＬ３
を描画し、最後にポリゴンＰＬ１、４を描画する。

【０１３１】なお、底面のポリゴンＰＬ０については、
炎のオブジェクトＯＢを下から見るような状況がない限
り、一番最初に描画しても問題ない。即ち、一番最初に
ポリゴンＰＬ０を描画しても、矛盾の無いα合成処理を
実現できる。従って、ポリゴンＰＬ０の描画優先順位は
常に最も高い順位（最初に描画される順位）に設定され
ている。

【０１３２】また図１１（Ａ）の仮想カメラＶＣの位置
では、ポリゴンＰＬ１とＰＬ４や、ＰＬ２とＰＬ３は互
いに重なることがなく、これらのポリゴン同士のソート
は必要ない。従って、ポリゴンＰＬ１、ＰＬ４間の描画
順序や、ＰＬ２、ＰＬ３間の描画順序は任意となる。

【０１３３】また図１１（Ｂ）では、θが９０〜１８０
度の間にあり、仮想カメラＶＣから見てポリゴンＰＬ
３、ＰＬ４が前面に位置している。この場合には、まず
ポリゴンＰＬ０を描画し、次にポリゴンＰＬ１、ＰＬ２
を描画し、最後にポリゴンＰＬ３、４を描画する。な
お、ポリゴンＰＬ１、ＰＬ２間及びＰＬ３、ＰＬ４間の
描画順序は任意である。

【０１３４】また図１１（Ｃ）では、θが１８０〜２７
０度の間にあり、仮想カメラＶＣから見てポリゴンＰＬ
２、ＰＬ３が前面に位置している。この場合には、まず
ポリゴンＰＬ０を描画し、次にポリゴンＰＬ１、ＰＬ４
を描画し、最後にポリゴンＰＬ２、３を描画する。な
お、ポリゴンＰＬ１、ＰＬ４間及びＰＬ２、ＰＬ３間の
描画順序は任意である。

【０１３５】また図１１（Ｄ）では、θが２７０〜３６
０度の間にあり、仮想カメラＶＣから見てポリゴンＰＬ
１、ＰＬ２が前面に位置している。この場合には、まず
ポリゴンＰＬ０を描画し、次にポリゴンＰＬ３、ＰＬ４
を描画し、最後にポリゴンＰＬ１、２を描画する。な
お、ポリゴンＰＬ３、ＰＬ４間及びＰＬ１、ＰＬ２間の
描画順序は任意である。

【０１３６】このように本実施形態では、オブジェクト
ＯＢの形状が特定形状（基準線から放射状にポリゴンが
配置される形状）に固定されていることに着目し、ポリ
ゴンの面と仮想カメラの向きとのなす角度θ（内積値。
相対的な方向関係）に応じて、ポリゴンの描画順序を一
意的に決めている。従って、ポリゴンの奥行き値を判定
することなくポリゴンをソートできるようになるため、
ソート処理の負荷を格段に軽減できる。

【０１３７】また本実施形態では、前述のように、ポリ
ゴンの面と仮想カメラの向きとのなす角度θに応じて、
ポリゴンのα値も設定している。従って、このα値を求
めるために用いた角度θ（より具体的には内積値）を有
効利用して、ポリゴンの描画順序も決定できるようにな
るため、処理負荷を更に軽減できる。

【０１３８】２．４ パーティクル・エリア さて、オブジェクトＯＢの画像を更にリアルなものにす
るためには、パーティクル・プリミティブ（点、線又は
面で構成されたパーティクル）を用いたパーティクルシ
ステムを採用することが望ましい。

【０１３９】そこで本実施形態では図１２に示すよう
に、複数のパーティクル・エリアＰＴＡ１、ＰＴＡ２、
ＰＴＡ３、ＰＴＡ４（パーティクル存在エリア）を設定
し、これらのＰＴＡ１〜４において、所与の寿命で消滅
するパーティクル・プリミティブを発生させるようにし
ている。

【０１４０】なお図１２では、これらのパーティクル・
エリアＰＴＡ１〜４は、オブジェクトＯＢが含むポリゴ
ンＰＬ１〜ＰＬ４により区分けされている。

【０１４１】このように、各パーティクル・エリアＰＴ
Ａ１〜４においてパーティクル・プリミティブを発生さ
せるようにすれば、単にポリゴンＰＬ０〜４だけでオブ
ジェクトＯＢを構成する場合に比べて、よりボリューム
感があり、立体的に見える炎を表現できるようになる。
これにより、プレーヤの仮想現実感を更に向上できる。

【０１４２】なお、本実施形態では、パーティクル・プ
リミティブとして、パーティクルを表すテクスチャがマ
ッピングされたスプライト・ポリゴン（ビルボード表示
のポリゴン）を用いている。このようにすることで、プ
リミティブ点で表現される多数のパーティクルを発生し
て炎等を表現する場合に比べて、描画負荷を格段に軽減
できる。即ち、少ない個数のプリミティブ数（ポリゴン
数）で、より広い範囲を占める炎を表現できるようにな
る。

【０１４３】但し、パーティクル・プリミティブとし
て、スプライト・ポリゴンではなく、プリミティブ点や
プリミティブ線などを用いてもよい。

【０１４４】なお、よりリアルなパーティクル表現を実
現するためには、パーティクル・プリミティブに色やα
値（半透明度）などの種々の属性を持たせると共に、パ
ーティクル・プリミティブを所与の規則に従って発生、
移動、消滅させて、不定形な炎を表現することが望まし
い。即ち、パーティクル・プリミティブの初期速度（初
期移動方向）をランダムに変化させたり、パーティクル
・プリミティブの寿命をランダムに変化させる。このよ
うにすることで、現実世界の炎のように見えるリアルな
画像表現を実現できる。なお、パーティクル・プリミテ
ィブの消滅は、パーティクル・プリミティブのα値を制
御して、パーティクル・プリミティブを時間経過に伴い
徐々に透明にすることで実現できる。

【０１４５】さて、このようにパーティクル・エリアを
設け、パーティクル・プリミティブを発生させた場合
に、パーティクル・エリアＰＴＡ１〜４（パーティクル
・プリミティブ）についての描画順序をどのように決定
するかが問題となる。

【０１４６】本実施形態では、このパーティクル・エリ
アについての描画順序も、ポリゴンの面と仮想カメラの
向きとの相対的な方向関係（角度θ。内積値）に応じて
決定している。

【０１４７】例えば図１３（Ａ）では、θが０〜９０度
の間にあり、仮想カメラＶＣから見て、ポリゴンＰＬ
１、ＰＬ４が前面に位置している。この場合には、まず
ポリゴンＰＬ０を描画し、次にパーティクル・エリアＰ
ＴＡ３内のパーティクル・プリミティブを描画する。そ
して、ポリゴンＰＬ２、ＰＬ３を描画し、次に、パーテ
ィクル・エリアＰＴＡ２、４内のパーティクル・プリミ
ティブを描画する。そして、ポリゴンＰＬ１、４を描画
し、最後に、パーティクル・エリアＰＴＡ１内のパーテ
ィクル・プリミティブを描画する。

【０１４８】なおＰＬ２、ＰＬ３間、ＰＴＡ２、ＰＴＡ
４間及びＰＬ１、ＰＬ４間の描画順序は任意である。ま
た、各パーティクル・エリア内においては、パーティク
ル・プリミティブをＺソートしながら描画することが望
ましい。

【０１４９】また図１３（Ｂ）では、θが９０〜１８０
度の間にあり、仮想カメラＶＣから見て、ポリゴンＰＬ
３、ＰＬ４が前面に位置している。この場合には、まず
ポリゴンＰＬ０を描画し、次にパーティクル・エリアＰ
ＴＡ２内のパーティクル・プリミティブを描画する。そ
して、ポリゴンＰＬ１、ＰＬ２を描画し、次に、パーテ
ィクル・エリアＰＴＡ１、３内のパーティクル・プリミ
ティブを描画する。そして、ポリゴンＰＬ３、４を描画
し、最後に、パーティクル・エリアＰＴＡ４内のパーテ
ィクル・プリミティブを描画する。なおＰＬ１、ＰＬ２
間、ＰＴＡ１、ＰＴＡ３間及びＰＬ３、ＰＬ４間の描画
順序は任意である。

【０１５０】また図１４（Ａ）では、θが１８０〜２７
０度の間にあり、仮想カメラＶＣから見て、ポリゴンＰ
Ｌ２、ＰＬ３が前面に位置している。この場合には、ま
ずポリゴンＰＬ０を描画し、次にパーティクル・エリア
ＰＴＡ１内のパーティクル・プリミティブを描画する。
そして、ポリゴンＰＬ１、ＰＬ４を描画し、次に、パー
ティクル・エリアＰＴＡ２、４内のパーティクル・プリ
ミティブを描画する。そして、ポリゴンＰＬ２、３を描
画し、最後に、パーティクル・エリアＰＴＡ３内のパー
ティクル・プリミティブを描画する。なおＰＬ１、ＰＬ
４間、ＰＴＡ２、ＰＴＡ４間及びＰＬ２、ＰＬ３間の描
画順序は任意である。

【０１５１】また図１４（Ｂ）では、θが２７０〜３６
０度の間にあり、仮想カメラＶＣから見て、ポリゴンＰ
Ｌ１、ＰＬ２が前面に位置している。この場合には、ま
ずポリゴンＰＬ０を描画し、次にパーティクル・エリア
ＰＴＡ４内のパーティクル・プリミティブを描画する。
そして、ポリゴンＰＬ３、ＰＬ４を描画し、次に、パー
ティクル・エリアＰＴＡ１、３内のパーティクル・プリ
ミティブを描画する。そして、ポリゴンＰＬ１、２を描
画し、最後に、パーティクル・エリアＰＴＡ２内のパー
ティクル・プリミティブを描画する。なおＰＬ３、ＰＬ
４間、ＰＴＡ１、ＰＴＡ３間及びＰＬ１、ＰＬ２間の描
画順序は任意である。

【０１５２】なお、ポリゴンの面と仮想カメラＶＣとの
方向関係（角度θ）は、具体的には図１５に示す手法に
より判断する。

【０１５３】例えば図１５において、ＦＬはオブジェク
トＯＢの中心点ＣＰを始点としＶＣの方向を向く単位ベ
クトルであり、ＦＸは、ＣＰを始点としＰＬ２、ＰＬ４
に直交する単位ベクトルであり、ＦＺは、ＣＰを始点と
しＰＬ１、ＰＬ３に直交する単位ベクトルである（図８
参照）。

【０１５４】本実施形態では、これらのベクトルを用い
て下式の内積値ＩＮＲ１、２を求める。

【０１５５】 ＩＮＲ１＝ＦＸ・ＦＬ （１９） ＩＮＲ２＝ＦＺ・ＦＬ （２０） そして、ＩＮＲ１＞０、ＩＮＲ２＞０の場合には、仮想
カメラＶＣはＰＬ１、ＰＬ４の前面に位置すると判断さ
れ、描画順序は図１３（Ａ）に示す順序になる。

【０１５６】また、ＩＮＲ１≦０、ＩＮＲ２＞０の場合
には、仮想カメラＶＣはＰＬ３、ＰＬ４の前面に位置す
ると判断され、描画順序は図１３（Ｂ）に示す順序にな
る。

【０１５７】また、ＩＮＲ１≦０、ＩＮＲ２≦０の場合
には、仮想カメラＶＣはＰＬ２、ＰＬ３の前面に位置す
ると判断され、描画順序は図１４（Ａ）に示す順序にな
る。

【０１５８】また、ＩＮＲ１＞０、ＩＮＲ２≦０の場合
には、仮想カメラＶＣはＰＬ１、ＰＬ２の前面に位置す
ると判断され、描画順序は図１４（Ｂ）に示す順序にな
る。

【０１５９】この場合に本実施形態では、これらの内積
値ＩＮＲ１、ＩＮＲ２（式（１９）、（２０））とし
て、α値の設定の際に求めた内積値ＩＮＲ１、ＩＮＲ２
（式（５）、（６））をそのまま利用できる。このよう
にすることで、α値の設定の際に求めた内積値ＩＮＲ
１、２を有効利用できるようになり、処理負荷を軽減で
きる。

【０１６０】２．５ パーティクルの発生 本実施形態では、図１６に示すように、各パーティクル
・エリアＰＴＡ１〜４に対して、パーティクル・プリミ
ティブのジェネレータＧ１〜４（発生場所）を設定して
いる。そして、このジェネレータＧ１〜４から、所与の
寿命が設定されたパーティクル・プリミティブを所与の
初期速度で発生させている。

【０１６１】例えばパーティクル・エリアＰＴＡ１の領
域は、（Ｘ０、Ｚ０）、（Ｘ０＋ＸＳＺ、Ｚ０＋ＺＳ
Ｚ）と定義できる。この場合に、パーティクル・エリア
ＰＴＡ１の領域が、ＰＴＡ１を区分けしているポリゴン
ＰＬ１、ＰＬ４に重ならないようにＰＴＡ１を定義す
る。

【０１６２】この時、ジェネレータＧ１〜４の位置ＧＰ
１〜４は下式のように表すことができる。

【０１６３】 ＧＰ１ ＝（Ｘ０＋ＸＳＺ×ＶＬＭＩＮ、Ｚ０＋ＺＳＺ×ＶＬＭＩＮ） （２１） ＧＰ２ ＝（Ｘ０＋ＸＳＺ×ＶＬＭＡＸ、Ｚ０＋ＺＳＺ×ＶＬＭＩＮ） （２２） ＧＰ３ ＝（Ｘ０＋ＸＳＺ×ＶＬＭＩＮ、Ｚ０＋ＺＳＺ×ＶＬＭＡＸ） （２３） ＧＰ４ ＝（Ｘ０＋ＸＳＺ×ＶＬＭＡＸ、Ｚ０＋ＺＳＺ×ＶＬＭＡＸ） （２４） ここで、ＶＬＭＩＮ、ＶＬＭＡＸはジェネレータの位置
を定義するためのパラメータであり、０＜ＶＬＭＩＮ＜
ＶＬＭＡＸの関係が成り立つ。

【０１６４】上式（２１）〜（２４）のようにその位置
を決めることで、ジェネレータＧ１〜４はパーティクル
・エリアの内側に位置するようになる。

【０１６５】さて、パーティクル・プリミティブに対す
るパラメータの設定手法としては、種々の手法がある
が、本実施形態では、処理負荷を軽くするために、以下
のようなパラメータだけを各パーティクル・プリミティ
ブの属性情報として持たせている。 （ＰＸ、ＰＹ、ＰＺ）、（ＶＣＸ、ＶＣＹ、ＶＣＺ）、
ＬＩＦＥ ここで、（ＰＸ、ＰＹ、ＰＺ）は、パーティクル・プリ
ミティブの発生位置を表すパラメータである。即ち、上
記のＧＰ１〜４のいずれかを表すパラメータである。

【０１６６】また、（ＶＣＸ、ＶＣＹ、ＶＣＺ）はパー
ティクル・プリミティブの初速度を表すパラメータであ
り、ＬＩＦＥはパーティクル・プリミティブの現在のラ
イフ（年齢）を表すパラメータである。

【０１６７】更に別のパラメータとして本実施形態では
ＬＩＦＥＭＡＸを用意している。このＬＩＦＥＭＡＸは
パーティクル・プリミティブの寿命を表すパラメータで
ある。

【０１６８】図１７に、本実施形態のパーティクル処理
についてのフローチャートを示す。

【０１６９】まず、フレーム更新（描画バッファの更
新）か否かを判断する（ステップＳ２１）。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。

【０１７０】フレーム更新であると判断された場合に
は、パーティクル番号ＮＵＭを０に設定する（ステップ
Ｓ２２）。そして、ＮＵＭ番目のパーティクル・プリミ
ティブのＬＩＦＥを１だけインクリメントする（ステッ
プＳ２３）。

【０１７１】次に、ＬＩＦＥ＞ＬＩＦＥＭＡＸか否かを
判断する（ステップＳ２４）。そして、ＬＩＦＥ＞ＬＩ
ＦＥＭＡＸの場合には、ＬＩＦＥ＝０に戻すと共に発生
位置ＰＸ、ＰＹ、ＰＺ、初期速度ＶＣＸ、ＶＣＹ、ＶＣ
Ｚを再設定する（ステップＳ２５）。即ち、寿命を越え
たパーティクル・プリミティブの発生位置や初期速度を
再設定する。この場合に、パーティクル・プリミティブ
を発生させるジェネレータ及びパーティクル・プリミテ
ィブの初期速度は乱数に基づいて決定する。

【０１７２】次に、パーティクル・プリミティブの描画
位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を下式のように決定する（ステップ
Ｓ２６）。

【０１７３】 Ｘ＝ＰＸ＋ＶＣＸ×ＬＩＦＥ （２５） Ｙ＝ＰＹ＋ＶＣＹ×ＬＩＦＥ （２６） Ｚ＝ＰＺ＋ＶＣＺ×ＬＩＦＥ （２７） 即ち、各パーティクル・プリミティブの位置は、その発
生位置と初期速度とＬＩＦＥとにより特定されることに
なる。

【０１７４】次に、パーティクル番号ＮＵＭを１だけイ
ンクリメントする（ステップＳ２７）。そして、ＮＵＭ
＞ＮＵＭＭＡＸか否かを判断し（ステップＳ２８）、Ｎ
ＵＭ≦ＮＵＭＭＡＸの場合には、ステップＳ２３に戻
り、次のパーティクル・プリミティブに対する処理を行
う。

【０１７５】一方、ＮＵＭ＞ＮＵＭＭＡＸの場合には、
ＮＵＭ個のパーティクル・プリミティブをＺソートし
て、描画バッファに描画する（ステップＳ２９）。これ
により、当該フレームにおけるパーティクル・プリミテ
ィブの描画が完了する。

【０１７６】さて、以上のようにしてパーティクル・プ
リミティブを発生させた場合、次のような問題がある。
即ち、１つのパーティクル・エリアで発生したパーティ
クル・プリミティブが、そのパーティクル・エリアの外
に出てしまい、他のパーティクル・エリアに進入してし
まうと、誤った描画順序でそのパーティクル・プリミテ
ィブが描画されてしまうおそれがある。

【０１７７】そこで本実施形態では図１８（Ａ）に示す
ように、パーティクル・プリミティブが、そのパーティ
クル・プリミティブが発生したパーティクル・エリア内
だけで移動するように、その移動を制限している。これ
により、図１８（Ａ）に示すように、例えばパーティク
ル・エリアＰＴＡ１で発生したパーティクル・プリミテ
ィブはＰＴＡ１内だけで移動して消滅するようになる。
また、パーティクル・エリアＰＴＡ３で発生したパーテ
ィクル・プリミティブはＰＴＡ３内だけで移動して消滅
するようになる。

【０１７８】そして本実施形態では、このような移動の
制限を、パーティクル・プリミティブの初速度や寿命の
制御により実現している。

【０１７９】例えば本実施形態では、パーティクル・プ
リミティブの初期条件の設定や、図１７のステップＳ２
５での初期条件の再設定の際に、次のようにして初期速
度を決定している。

【０１８０】例えば、パーティクル・プリミティブが図
１８（Ｂ）に示すようにジェネレータＧ１から発生する
場合には、ＶＣＸ＞０、ＶＣＺ＞０となる条件の下で、
パーティクル・プリミティブの初期速度（ＶＣＸ、ＶＣ
Ｙ、ＶＣＺ）を乱数で決定する。

【０１８１】また、パーティクル・プリミティブが図１
８（Ｃ）に示すようにジェネレータＧ２から発生する場
合には、ＶＣＸ＜０、ＶＣＺ＞０となる条件の下で、パ
ーティクル・プリミティブの初期速度（ＶＣＸ、ＶＣ
Ｙ、ＶＣＺ）を乱数で決定する。

【０１８２】また、パーティクル・プリミティブが図１
８（Ｄ）に示すようにジェネレータＧ３から発生する場
合には、ＶＣＸ＞０、ＶＣＺ＜０となる条件の下で、パ
ーティクル・プリミティブの初期速度（ＶＣＸ、ＶＣ
Ｙ、ＶＣＺ）を乱数で決定する。

【０１８３】また、パーティクル・プリミティブが図１
８（Ｅ）に示すようにジェネレータＧ４から発生する場
合には、ＶＣＸ＜０、ＶＣＺ＜０となる条件の下で、パ
ーティクル・プリミティブの初期速度（ＶＣＸ、ＶＣ
Ｙ、ＶＣＺ）を乱数で決定する。

【０１８４】また、初期速度が大きすぎると、パーティ
クル・プリミティブがパーティクル・エリアの外に直ぐ
に出ていってしまうおそれがある。このため、例えばジ
ェネレータＧ１から発生するパーティクル・プリミティ
ブの初期速度（ＶＣＸ、ＶＣＹ、ＶＣＺ）に対しては、
下式のような制限を加える。 ０＜ＡＢＳ（ＶＣＸ）×ＬＩＦＥＭＡＸ＜ＸＳＺ×（１−ＶＬＭＩＮ）（２８） ０＜ＡＢＳ（ＶＣＺ）×ＬＩＦＥＭＡＸ＜ＺＳＺ×（１−ＶＬＭＩＮ）（２９） ここで、ＡＢＳ（Ｘ）は、Ｘの絶対値を返値として返す
関数である。また前述のように、ＬＩＦＥＭＡＸは寿命
を表すパラメータであり、ＸＳＺ、ＺＳＺは、パーティ
クル・エリアを定義するためのパラメータであり、ＶＬ
ＭＩＮはジェネレータの位置を定義するためのパラメー
タである。

【０１８５】このように本実施形態では、パーティクル
・プリミティブの初期条件の設定又は再設定だけで、パ
ーティクル・プリミティブがパーティクル・エリアの外
に出ないことを保証することに成功している。

【０１８６】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１９、図
２０のフローチャートを用いて説明する。

【０１８７】まず、炎オブジェクト（図２参照）を視点
（カメラ）座標系でＺソートする（ステップＳ３１）。
即ち図１０（Ａ）、（Ｂ）で説明したように、まず、炎
オブジェクトＯＢ１〜４についてのＺソートを行う。

【０１８８】次に、オブジェクト番号Ｉ＝０に設定する
（ステップＳ３２）。そして、Ｉ番目の炎オブジェクト
の中心点（代表点）の座標と仮想カメラの座標とに基づ
き、ベクトルＦＬ（図８参照）を求める（ステップＳ３
３）。

【０１８９】次に、Ｉ番目の炎オブジェクトのローカル
座標系上におけるベクトルＦＸ、ＦＹ、ＦＺと、求めら
れたＦＬとの内積値を求める（ステップＳ３４）。そし
て、求められた内積値に基づいて、炎ポリゴン（ＰＬ０
〜ＰＬ４）及びパーティクル・エリア（ＰＴＡ１〜４）
についてのα値及び描画順序を決定する（ステップＳ３
５）。

【０１９０】次に、炎オブジェクトのベース・ポリゴン
（ＰＬ０）を描画する（ステップＳ３６）。そして、１
番目の描画優先順位のパーティクル・エリア内のパーテ
ィクル・プリミティブを描画する（ステップＳ３７）。

【０１９１】次に、１番目、２番目の描画優先順位の炎
ポリゴンを描画する（ステップＳ３８）。そして、２番
目、３番目の描画優先順位のパーティクル・エリア内の
パーティクル・プリミティブを描画する（ステップＳ３
９）。

【０１９２】次に、３番目、４番目の描画優先順位の炎
ポリゴンを描画する（ステップＳ４０）。そして、４番
目の描画優先順位のパーティクル・エリア内のパーティ
クル・プリミティブを描画する（ステップＳ４１）。

【０１９３】次に、オブジェクト番号Ｉを１だけインク
リメントする（ステップＳ４２）。そして、Ｉ＞ＩＭＡ
Ｘか否かを判断し、Ｉ≦ＩＭＡＸの場合には図１９のス
テップＳ３３に戻る。一方、Ｉ＞ＩＭＡＸの場合には処
理を終了する。

【０１９４】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２１を用いて説明する。

【０１９５】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。

【０１９６】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。

【０１９７】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。

【０１９８】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。

【０１９９】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。

【０２００】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。

【０２０１】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。

【０２０２】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。

【０２０３】ＲＡＭ９６０は、各種プロセッサの作業領
域として用いられる。

【０２０４】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。

【０２０５】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。

【０２０６】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。

【０２０７】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。

【０２０８】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。

【０２０９】図２２（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。

【０２１０】図２２（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。

【０２１１】図２２（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、テレビ）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１３０
６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１３０４-１〜１３０４-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。

【０２１２】なお、図２２（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。

【０２１３】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。

【０２１４】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。

【０２１５】例えば、本発明のオブジェクトの形状は図
２、図４（Ａ）〜（Ｄ）で説明したものに限定されず、
種々の形状を採用できる。

【０２１６】また、α値の設定手法も、図６（Ａ）〜図
９（Ｂ）で説明した手法に限定されず、これと均等な種
々の変形実施が可能である。

【０２１７】また、描画順序の決定手法も、図１０
（Ａ）〜図１５で説明した手法に限定されるものではな
い。

【０２１８】更に、パーティクル・プリミティブの処理
手法も、図１６〜図１８（Ｅ）で説明した手法に限定さ
れない。

【０２１９】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。

【０２２０】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。

【０２２１】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】本実施形態で用いられるオブジェクトの形状の
例を示す図である。

【図３】図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、オブジェクト
にマッピングされるテクスチャ（ムービーテクスチャ）
の例である。

【図４】図４（Ａ）〜（Ｄ）は、オブジェクトの形状の
他の例について説明するための図である。

【図５】図５（Ａ）〜（Ｄ）は、図２の形状のオブジェ
クトを用いた場合の問題点について説明するための図で
ある。

【図６】図６（Ａ）〜（Ｄ）は、α値の設定手法につい
て説明するための図である。

【図７】α値の設定手法の具体例について説明するため
のフローチャートである。

【図８】α値の設定手法の具体例について説明するため
の図である。

【図９】図９（Ａ）、（Ｂ）は、頂点のα値やピクセル
のα値を求める手法について説明するための図である。

【図１０】図１０（Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態のソー
ト処理について説明するための図である。

【図１１】図１１（Ａ）〜（Ｄ）は、ポリゴンの面と仮
想カメラの向きに応じてポリゴンの描画順序を決定する
手法について説明するための図である。

【図１２】パーティクル・エリアの設定とパーティクル
・プリミティブの発生について説明するための図であ
る。

【図１３】図１３（Ａ）、（Ｂ）は、ポリゴンの面と仮
想カメラの向きに応じてポリゴンやパーティクル・エリ
アの描画順序を決定する手法について説明するための図
である。

【図１４】図１４（Ａ）、（Ｂ）も、ポリゴンの面と仮
想カメラの向きに応じてポリゴンやパーティクル・エリ
アの描画順序を決定する手法について説明するための図
である。

【図１５】ベクトルの内積値を利用してポリゴンの面と
仮想カメラの向きの方向関係を決定する手法について説
明するための図である。

【図１６】パーティクル・プリミティブのジェネレータ
について説明するための図である。

【図１７】パーティクル処理について説明するためのフ
ローチャートである。

【図１８】図１８（Ａ）〜（Ｅ）は、パーティクル・プ
リミティブの移動を制限する手法について説明するため
の図である。

【図１９】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２０】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２１】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２２】図２２（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】 ＶＣ 仮想カメラ ＯＢ オブジェクト ＰＬ０〜ＰＬ４ ポリゴン ＲＬ 基準線 ＦＸ、ＦＹ、ＦＺ ベクトル ＶＸ１〜ＶＸ４ 頂点 ＰＴＡ１〜ＰＴＡ４ パーティクル・エリア ＣＰ 中心点 １００ 処理部 １１０ オブジェクト空間設定部 １１２ α値設定部 １１４ パーティクル処理部 １１６ 描画順序決定部 １２０ 描画部 １２２ テクスチャマッピング部 １２４ α合成部 １６０ 操作部 １７０ 記憶部 １７２ 主記憶部 １７４ 描画バッファ １７６ テクスチャ記憶部 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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 直宏 東京都大田区多摩川２丁目８番５号 株式 会社ナムコ内 Ｆターム(参考） 2C001 AA03 AA06 AA09 BA01 BA03 BA05 BA06 BC01 BC03 BC06 BC08 CB01 CB02 CB03 CC02 CC03 DA04 5B050 AA10 BA08 BA18 CA07 DA10 EA07 EA19 EA28 FA02 5B080 AA13 BA02 DA06 FA08 FA15 FA17 GA22

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像生成を行う画像生成システムであっ
   て、 基準線から放射状に配置された第１〜第Ｎのプリミティ
   ブ面を含むオブジェクトを、オブジェクト空間に設定す
   る手段と、 前記オブジェクトが含む前記第１〜第Ｎのプリミティブ
   面の中の少なくとも１つのプリミティブ面と仮想カメラ
   の向きとの相対的な方向関係に応じて、前記第１〜第Ｎ
   のプリミティブ面のα値を設定する手段と、 設定されたα値に基づいて、前記第１〜第Ｎのプリミテ
   ィブ面を含む前記オブジェクトについてのα合成処理を
   行う手段と、 を含むことを特徴とする画像生成システム。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記オブジェクトが含む第Ｋ（１≦Ｋ≦Ｎ）のプリミテ
   ィブ面と仮想カメラの向きとが平行になるにつれて該第
   Ｋのプリミティブ面が透明になるように、該第Ｋのプリ
   ミティブ面のα値が設定されることを特徴とする画像生
   成システム。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、 前記第１〜第Ｎのプリミティブ面に設定される前記α値
   が、前記第１〜第Ｎのプリミティブ面の代表α値であ
   り、 前記代表α値に基づいて、前記オブジェクトの頂点のα
   値が求められることを特徴とする画像生成システム。
4. 【請求項４】 請求項３において、 前記オブジェクトの頂点が属するプリミティブ面に設定
   された前記代表α値に基づいて所与の演算処理を行うこ
   とで、頂点のα値が求められることを特徴とする画像生
   成システム。
5. 【請求項５】 請求項３又は４において、 求められた頂点のα値に基づく補間処理により、前記オ
   ブジェクトの各ピクセルのα値が求められることを特徴
   とする画像生成システム。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかにおいて、 前記第１〜第Ｎのプリミティブ面に対してマッピングさ
   れるテクスチャとして、共通のテクスチャが使用される
   ことを特徴とする画像生成システム。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれかにおいて、 前記オブジェクトが、前記第１〜第Ｎのプリミティブ面
   に交差する第Ｊのプリミティブ面を含み、 前記第Ｊのプリミティブ面と前記仮想カメラの向きとの
   相対的な方向関係に応じて、前記第Ｊのプリミティブ面
   のα値が設定されることを特徴とする画像生成システ
   ム。
8. 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれかにおいて、 前記オブジェクトが含む前記第１〜第Ｎのプリミティブ
   面の中の少なくとも１つのプリミティブ面と仮想カメラ
   の向きとの相対的な方向関係に応じて、前記第１〜第Ｎ
   のプリミティブ面の描画順序が決定され、 決定された描画順序で前記第１〜第Ｎのプリミティブ面
   が描画されることを特徴とする画像生成システム。
9. 【請求項９】 コンピュータ使用可能なプログラムであ
   って、 基準線から放射状に配置された第１〜第Ｎのプリミティ
   ブ面を含むオブジェクトを、オブジェクト空間に設定す
   る手段と、 前記オブジェクトが含む前記第１〜第Ｎのプリミティブ
   面の中の少なくとも１つのプリミティブ面と仮想カメラ
   の向きとの相対的な方向関係に応じて、前記第１〜第Ｎ
   のプリミティブ面のα値を設定する手段と、 設定されたα値に基づいて、前記第１〜第Ｎのプリミテ
   ィブ面を含む前記オブジェクトについてのα合成処理を
   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。
10. 【請求項１０】 請求項９において、 前記オブジェクトが含む第Ｋ（１≦Ｋ≦Ｎ）のプリミテ
    ィブ面と仮想カメラの向きとが平行になるにつれて該第
    Ｋのプリミティブ面が透明になるように、該第Ｋのプリ
    ミティブ面のα値が設定されることを特徴とするプログ
    ラム。
11. 【請求項１１】 請求項９又は１０において、 前記第１〜第Ｎのプリミティブ面に設定される前記α値
    が、前記第１〜第Ｎのプリミティブ面の代表α値であ
    り、 前記代表α値に基づいて、前記オブジェクトの頂点のα
    値が求められることを特徴とするプログラム。
12. 【請求項１２】 請求項１１において、 前記オブジェクトの頂点が属するプリミティブ面に設定
    された前記代表α値に基づいて所与の演算処理を行うこ
    とで、頂点のα値が求められることを特徴とするプログ
    ラム。
13. 【請求項１３】 請求項１１又は１２において、 求められた頂点のα値に基づく補間処理により、前記オ
    ブジェクトの各ピクセルのα値が求められることを特徴
    とするプログラム。
14. 【請求項１４】 請求項９乃至１３のいずれかにおい
    て、 前記第１〜第Ｎのプリミティブ面に対してマッピングさ
    れるテクスチャとして、共通のテクスチャが使用される
    ことを特徴とするプログラム。
15. 【請求項１５】 請求項９乃至１４のいずれかにおい
    て、 前記オブジェクトが、前記第１〜第Ｎのプリミティブ面
    に交差する第Ｊのプリミティブ面を含み、 前記第Ｊのプリミティブ面と前記仮想カメラの向きとの
    相対的な方向関係に応じて、前記第Ｊのプリミティブ面
    のα値が設定されることを特徴とするプログラム。
16. 【請求項１６】 請求項９乃至１５のいずれかにおい
    て、 前記オブジェクトが含む前記第１〜第Ｎのプリミティブ
    面の中の少なくとも１つのプリミティブ面と仮想カメラ
    の向きとの相対的な方向関係に応じて、前記第１〜第Ｎ
    のプリミティブ面の描画順序が決定され、 決定された描画順序で前記第１〜第Ｎのプリミティブ面
    が描画されることを特徴とするプログラム。
17. 【請求項１７】 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９乃至１６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。