JP2003091741A - Image forming system, program and information storage medium - Google Patents

Image forming system, program and information storage medium

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JP2003091741A
JP2003091741A JP2001282149A JP2001282149A JP2003091741A JP 2003091741 A JP2003091741 A JP 2003091741A JP 2001282149 A JP2001282149 A JP 2001282149A JP 2001282149 A JP2001282149 A JP 2001282149A JP 2003091741 A JP2003091741 A JP 2003091741A
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JP
Japan
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flow field
information
primitive
point
image
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Japanese (ja)
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Hidetoshi Aoyanagi
秀俊 青柳
Yuichi Hiraiwa
祐一 平岩
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Namco Ltd
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Namco Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming system, a program, and an information storage medium for changing a primitive image without making the changing process and the state after a change monotonous. SOLUTION: When an object before deformation in a frame n is deformed to an object after deformation in a frame (n+m), flow field information HFIn to HFIn+m equivalent to a continuous (m+1) frame is used. The flow field information HFIn to HFIn+m are determined by external cause-imparted fluid simulation by using a Navier-Stokes equation. The flow field information in the respective frames is successively applied on the object WOBJ before deformation in the frame n, and the object is deformed by changing a position of respective constitution points of the object according to the direction and the size of a speed vector set to respective lattice points. When applying the flow field information of a process of returning to the state before deformation from the state after deformation in inverse order, the deformation having viscosity inherent in fluid can be performed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an image generation system, a program, and an information storage medium.

【0002】[0002]

【背景技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、2次元若しくは3次元のオブジェクト変形は、モー
フィングと呼ばれ、特殊なエフェクト画像を提供するア
ニメーションの手法の1つとして知られている。モーフ
ィングは、一般的に、変形前のオブジェクトと変形後の
オブジェクトとを用意し、変形前のオブジェクトの形状
が変形後のオブジェクトの形状に徐々に変化するような
補間処理を行っていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, two-dimensional or three-dimensional object transformation is called morphing and is known as one of animation methods for providing a special effect image. In morphing, generally, an object before deformation and an object after deformation are prepared, and interpolation processing is performed so that the shape of the object before deformation gradually changes to the shape of the object after deformation.

【0003】したがって、従来のモーフィングでは、変
形後のオブジェクトを用意しておく必要があるととも
に、変形前から変形後の過程でのオブジェクトの形状デ
ータを対応付ける必要があった。また、変形過程が一定
となってしまうばかりか、あらかじめ用意していた形状
以外の形状に変形することができなかった。そのため、
モーフィングが繰り返される場合、エフェクト画像の効
果は次第に薄れていかざるを得なかった。
Therefore, in the conventional morphing, it is necessary to prepare the deformed object and to associate the shape data of the object in the process before the deformation and after the deformation. In addition, not only the deformation process becomes constant, but also the shape other than the shape prepared in advance cannot be deformed. for that reason,
When the morphing was repeated, the effect of the effect image was gradually faded.

【0004】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、プリミティ
ブの形状や状態などの変化過程や変化後の状態が単調に
なることなくプリミティブの画像を変化させることがで
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。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to improve the primitive shape and state without changing the primitive shape and state and the changed state. An object is to provide an image generation system, a program, and an information storage medium capable of changing an image.

【0005】[0005]

【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物理量の変化を流
体シミュレーション演算により求めることにより、前記
物理量についての流れ場を求めるシミュレーション演算
手段と、前記流れ場の変化に基づいて、プリミティブの
構成点又は制御点の位置、プリミティブの構成点又は制
御点に関連付けられる情報、プリミティブに関連付けら
れる法線ベクトルの向き及び大きさの少なくとも1つ、
及びプリミティブの頂点情報のうち少なくとも1つを変
化させる手段と、前記プリミティブが配置されるオブジ
ェクト空間の所与の視点から見える画像を生成する手段
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、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な情報記憶媒体であって、上
記手段としてコンピュータを機能させるプログラムを記
憶することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is an image generation system for generating an image, which is obtained by calculating a change in physical quantity at each point in a simulation space by a fluid simulation calculation. , A simulation calculation means for obtaining a flow field for the physical quantity, a position of a configuration point or a control point of the primitive, information associated with the configuration point of the primitive or the control point, a method associated with the primitive based on the change of the flow field At least one of the direction and magnitude of the line vector,
And a means for changing at least one of the vertex information of the primitive, and a means for generating an image viewed from a given viewpoint in the object space in which the primitive is arranged. A program according to the present invention causes a computer to function as the above means. An information storage medium according to the present invention is a computer-readable information storage medium, and stores a program that causes a computer to function as the above means.

【0006】ここで、流れ場とは、例えば外力に対して
形状を変化させて流動する液体や気体等の流体の静止状
態や運動状態を示す物理量が空間的に分布している領域
をいう。この流れ場の形状には限定されない。
Here, the flow field refers to a region in which a physical quantity indicating a stationary state or a motion state of a fluid such as a liquid or a gas that changes its shape with respect to an external force and flows is spatially distributed. The shape of this flow field is not limited.

【0007】ここで、プリミティブの構成点又は制御点
とは、例えばプリミティブの定義点(例えば頂点)や自
由曲面の制御点をいい、プリミティブの構成点又は制御
点の位置とは、例えばプリミティブの頂点の位置座標又
は自由曲面の構成点又は制御点の位置座標をいう。
Here, the constituent points or control points of the primitive are, for example, definition points (for example, vertices) of the primitive and control points of the free-form surface, and the positions of the constituent points or control points of the primitive are, for example, the vertices of the primitive. Position coordinates or the position coordinates of free-form surface constituent points or control points.

【0008】また、プリミティブの構成点に関連付けら
れる情報とは、例えばプリミティブの頂点ごとに付与さ
れる色情報や半透明情報をいい、プリミティブの制御点
に関連付けられる情報とは、例えば自由曲面の制御点ご
とに付与される重みなどをいう。
The information associated with the constituent points of the primitive is, for example, color information or semitransparent information given to each vertex of the primitive, and the information associated with the control point of the primitive is, for example, control of a free-form surface. The weight given to each point.

【0009】さらに、プリミティブに関連付けられる法
線ベクトルとは、例えばプリミティブに対して、シェー
ディングなどの画像処理を行う場合に用いられる法線ベ
クトルをいい、プリミティブの頂点等ごとに設けること
ができる。
Further, the normal vector associated with the primitive means a normal vector used when image processing such as shading is performed on the primitive, and can be provided for each vertex of the primitive.

【0010】さらにまた、プリミティブの頂点情報と
は、テクスチャ座標、色(輝度)データ、法線ベクトル
或いはα値等をいう。
Further, the vertex information of the primitive means texture coordinates, color (luminance) data, normal vector or α value.

【0011】また、オブジェクト空間とは、例えば定義
点(ポリゴンの頂点或いは自由曲面の制御点など)によ
り形状が特定されるオブジェクトが配置される仮想的な
3次元空間をいう。
The object space is a virtual three-dimensional space in which an object whose shape is specified by a definition point (vertex of polygon or control point of free-form surface) is arranged.

【0012】本発明によれば、シミュレーション空間の
各点での物理量の変化を流体シミュレーションにより求
め、その物理量の変化についての流れ場情報を用いて、
プリミティブの構成点又は制御点の位置を変化させるよ
うにしたので、流体の動作を反映させたプリミティブの
変形画像を生成することができ、より効果的なエフェク
ト画像を提供することができる。
According to the present invention, the change in the physical quantity at each point in the simulation space is obtained by fluid simulation, and the flow field information regarding the change in the physical quantity is used to calculate
Since the positions of the constituent points or control points of the primitive are changed, a deformed image of the primitive reflecting the motion of the fluid can be generated and a more effective effect image can be provided.

【0013】しかも、変化後(変形後)のプリミティブ
をあらかじめ用意しておく必要がないため、プリミティ
ブの画像を変化(変形)させるために必要とされるデー
タ量を削減することができる。この場合、ある瞬間の流
れ場のみを用意しておけば、変化過程におけるプリミテ
ィブの全頂点情報を用意しておく必要がなくなり、プリ
ミティブの画像を変化させるためのデータ量を大幅に削
減することが可能となる。
Moreover, since it is not necessary to prepare the changed (deformed) primitive in advance, it is possible to reduce the amount of data required to change (deform) the image of the primitive. In this case, if only the flow field at a certain moment is prepared, it is not necessary to prepare all vertex information of the primitive in the changing process, and the amount of data for changing the image of the primitive can be significantly reduced. It will be possible.

【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、第1の状態から第2の状態
に変化した流れ場が、前記第1の状態に戻る過程の流れ
場の情報又は該流れ場の影響を受けた情報に基づいて、
プリミティブの構成点又は制御点の位置、プリミティブ
の構成点又は制御点に関連付けられる情報、プリミティ
ブに関連付けられる法線ベクトルの向き及び大きさの少
なくとも1つ、及びプリミティブの頂点情報のうち少な
くとも1つを変化させることを特徴とする。
Further, in the image generating system, the program and the information storage medium according to the present invention, the flow field information in the process of returning the flow field from the first state to the second state to the first state, or Based on the information affected by the flow field,
At least one of the position of the constituent point or control point of the primitive, the information associated with the constituent point or control point of the primitive, at least one of the direction and magnitude of the normal vector associated with the primitive, and at least one of the vertex information of the primitive; It is characterized by changing.

【0015】ここで、流れ場の影響を受けた情報とは、
求められた物理量についての流れ場の情報に基づいて変
化する情報(対象物に適用するために、上記物理量につ
いての流れ場の情報に基づいて演算した結果であって、
例えば位置情報、速度情報、温度情報、物理量など)を
いう。
Here, the information affected by the flow field is
Information that changes based on the flow field information about the obtained physical quantity (in order to apply to the object, the result calculated based on the flow field information about the physical quantity,
For example, position information, speed information, temperature information, physical quantity, etc.).

【0016】本発明によれば、第1の状態(変化前の状
態)から第2の状態(変化後の状態)に変化した流れ場
が前記第1の状態に戻る過程の流れ場の情報又は該流れ
場の影響を受けた情報を用いるようにしたので、外因を
与えた流れ場の状態が元の状態に戻る流体特有の動作を
利用することができ、これまで表現できなかった粘性を
もったプリミティブの画像変化を実現することができ
る。
According to the present invention, the flow field information in the process of returning the flow field from the first state (pre-change state) to the second state (post-change state) to the first state or Since the information affected by the flow field is used, it is possible to use the operation peculiar to the fluid in which the state of the flow field given the extrinsic condition returns to the original state, and the viscosity which could not be expressed so far is obtained. The image change of the primitive can be realized.

【0017】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、流体シミュレーション演算により求め
られたシミュレーション空間の各点での物理量について
の流れ場の情報又は該流れ場の影響を受けた情報を、所
与の時間分記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶さ
れた流れ場の情報に基づいて、プリミティブの構成点又
は制御点の位置、プリミティブの構成点又は制御点に関
連付けられる情報、プリミティブに関連付けられる法線
ベクトルの向き及び大きさの少なくとも1つ、及びプリ
ミティブの頂点情報のうち少なくとも1つを変化させる
手段と、前記プリミティブが配置されるオブジェクト空
間の所与の視点から見える画像を生成する手段とを含む
ことを特徴とする。また本発明に係るプログラムは、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
より読み取り可能な情報記憶媒体であって、上記手段と
してコンピュータを機能させるプログラムを記憶するこ
とを特徴とする。
Further, the present invention is an image generation system for generating an image, wherein the flow field information about the physical quantity at each point of the simulation space obtained by the fluid simulation calculation or the information affected by the flow field. The storage means for storing a given time, based on the information of the flow field stored in the storage means, the position of the primitive configuration point or control point, information associated with the primitive configuration point or control point, Means for changing at least one of the orientation and size of the normal vector associated with the primitive and at least one of the vertex information of the primitive, and an image viewed from a given viewpoint in the object space in which the primitive is placed. And means for generating. A program according to the present invention causes a computer to function as the above means. An information storage medium according to the present invention is a computer-readable information storage medium, and stores a program that causes a computer to function as the above means.

【0018】ここで、所与の時間分の流れ場の情報又は
該流れ場の影響を受けた情報とは、例えばフレーム単位
で生成された流れ場の情報又は該流れ場の影響を受けた
情報を意味する。この場合、1又は複数フレーム分の流
れ場情報又は該流れ場の影響を受けた情報を用いて、各
フレームにおいて、プリミティブの構成点又は制御点の
位置、プリミティブの構成点又は制御点に関連付けられ
る情報、プリミティブに関連付けられる法線ベクトルの
向き及び大きさの少なくとも1つ、及びプリミティブの
頂点情報のうち少なくとも1つを変化させたプリミティ
ブの画像が生成されることになる。
Here, the information of the flow field for a given time or the information affected by the flow field is, for example, the information of the flow field generated in frame units or the information affected by the flow field. Means In this case, the flow field information for one or a plurality of frames or the information affected by the flow field is used to associate with the position of the primitive configuration point or control point, the primitive configuration point or control point in each frame. An image of the primitive with varying at least one of the information, the orientation and size of the normal vector associated with the primitive, and the vertex information of the primitive will be generated.

【0019】本発明によれば、事前に行われたシミュレ
ーション結果を用いてプリミティブに適用するようにし
たので、例えばフレームごとにシミュレーションを行う
必要がなくなり、処理負荷の軽減を図ることができる。
According to the present invention, since it is applied to the primitive using the result of the simulation performed in advance, it is not necessary to perform the simulation for each frame, and the processing load can be reduced.

【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、前記記憶手段は、第1の状
態から第2の状態に変化した流れ場が、前記第1の状態
に戻る過程の流れ場の情報又は該流れ場の影響を受けた
情報を記憶することを特徴とする。
Further, in the image generating system, the program and the information storage medium according to the present invention, in the storage means, the flow field in which the flow field changed from the first state to the second state returns to the first state. It is characterized in that it stores field information or information affected by the flow field.

【0021】本発明によれば、上述した効果に加えて、
外因を与えた流れ場の状態が、外因を与える前の流れ場
の状態に戻る流体特有の動作を利用して、これまで表現
できなかった粘性をもったプリミティブの画像変化を実
現することができる。
According to the present invention, in addition to the effects described above,
An image change of a primitive with viscous properties that could not be expressed up to now can be realized by utilizing the fluid-specific motion in which the state of the flow field given an extrinsic condition returns to the state of the flow field before the application of an external factor. .

【0022】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、プリミティブの構成点又は制御点の位
置、プリミティブの構成点又は制御点に関連付けられる
情報、プリミティブに関連付けられる法線ベクトルの向
き及び大きさの少なくとも1つ、及びプリミティブの頂
点情報のうち少なくとも1つを含み所与の単位時間分の
画像を生成するための再生データであって、流体シミュ
レーション演算により求められたシミュレーション空間
の各点での物理量についての流れ場の情報又は該流れ場
の影響を受けた情報に基づいて、プリミティブの構成点
又は制御点の位置、プリミティブの構成点又は制御点に
関連付けられる情報、プリミティブに関連付けられる法
線ベクトルの向き及び大きさの少なくとも1つ、及びプ
リミティブの頂点情報のうち少なくとも1つを変化させ
た再生データを、所与の再生時間分記憶する手段と、記
憶された再生データに基づいて、オブジェクト空間の所
与の視点から見える画像を生成する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、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
み取り可能な情報記憶媒体であって、上記手段としてコ
ンピュータを機能させるプログラムを記憶することを特
徴とする。
The present invention is also an image generation system for generating an image, the position of a constituent point or control point of a primitive, information associated with the constituent point or control point of the primitive, and a direction of a normal vector associated with the primitive. And reproduction data for generating an image for a given unit time including at least one of the size and at least one of the vertex information of the primitives, and each of the simulation space obtained by the fluid simulation calculation. Based on the information of the flow field about the physical quantity at the point or the information affected by the flow field, the position of the configuration point or control point of the primitive, the information associated with the configuration point of the primitive or the control point, associated with the primitive At least one of the direction and magnitude of the normal vector, and the vertex of the primitive Means for storing reproduction data obtained by changing at least one of the information for a given reproduction time, and means for generating an image viewed from a given viewpoint of the object space based on the stored reproduction data. It is characterized by including. A program according to the present invention causes a computer to function as the above means. An information storage medium according to the present invention is a computer-readable information storage medium, and stores a program that causes a computer to function as the above means.

【0023】ここで、所与の単位時間分の画像を生成す
るための再生データとは、例えばフレーム単位で画像を
生成する場合における1フレームの画像を再生するため
の再生データをいう。また、所与の再生時間分の再生デ
ータとは、例えばフレーム単位で再生データが再生され
る場合は、1又は複数フレーム分の再生データを意味す
る。この場合、1又は複数フレーム分の再生データを用
いて、プリミティブの構成点又は制御点の位置、プリミ
ティブの構成点又は制御点に関連付けられる情報、プリ
ミティブに関連付けられる法線ベクトルの向き及び大き
さの少なくとも1つ、及びプリミティブの頂点情報のう
ち少なくとも1つを変化させたプリミティブの画像が生
成されることになる。
Here, the reproduction data for generating an image for a given unit time is, for example, reproduction data for reproducing an image of one frame in the case of generating an image for each frame. Further, the reproduction data for a given reproduction time means reproduction data for one or a plurality of frames when the reproduction data is reproduced in frame units, for example. In this case, the reproduction data of one or a plurality of frames is used to determine the position of the primitive configuration point or control point, information associated with the primitive configuration point or control point, and the direction and magnitude of the normal vector associated with the primitive. An image of the primitive in which at least one and at least one of the vertex information of the primitive are changed will be generated.

【0024】本発明によれば、流れ場情報を適用したプ
リミティブについての再生データを用いてプリミティブ
の画像が変化する様子を再生するようにしたので、例え
ばフレームごとに流れ場情報又は該流れ場の影響を受け
た情報を求めてプリミティブに適用する必要がなくな
り、インタラクティブに発生する外因の影響を受けた流
体動作を反映させた画像生成のリアルタイム処理の実現
に貢献することができる。
According to the present invention, since the reproduction data of the primitive to which the flow field information is applied is used to reproduce the state in which the image of the primitive changes, for example, the flow field information or the flow field information of each frame is reproduced. It is no longer necessary to obtain the affected information and apply it to the primitive, and it is possible to contribute to real-time processing of image generation that reflects the fluid motion that is interactively affected by external factors.

【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、1の流れ場の情報又は該流
れ場の影響を受けた情報に基づいて、オブジェクト空間
に設定された複数のプリミティブの構成点又は制御点の
位置、複数プリミティブの構成点又は制御点に関連付け
られる情報、複数プリミティブに関連付けられる法線ベ
クトルの向き及び大きさの少なくとも1つ、及び複数プ
リミティブの頂点情報のうち少なくとも1つを変化させ
ることを特徴とする。
Further, the image generation system, the program and the information storage medium according to the present invention are configured of a plurality of primitives set in the object space based on the information of one flow field or the information affected by the flow field. At least one of a position of a point or a control point, information associated with a constituent point or a control point of a plurality of primitives, at least one of a direction and a magnitude of a normal vector associated with the plurality of primitives, and at least one of vertex information of the plurality of primitives; It is characterized by changing.

【0026】本発明によれば、1の流れ場の情報又は該
流れ場の影響を受けた情報を、複数位置のプリミティブ
に適用するようにしたので、各位置のプリミティブの画
像変化のために処理負荷の重い流体シミュレーションを
行う必要がなくなる。また、例えば1の流れ場の情報又
は該流れ場の影響を受けた情報を、プリミティブごとに
適用タイミングをずらすことで、より少ない処理負荷
で、複雑なプリミティブの画像変化が可能となる。
According to the present invention, the information of one flow field or the information affected by the flow field is applied to the primitives at a plurality of positions, so that it is processed to change the image of the primitive at each position. Eliminates the need for heavy fluid simulations. Further, by shifting the application timing of, for example, the information of one flow field or the information affected by the flow field for each primitive, it is possible to change the image of a complicated primitive with a smaller processing load.

【0027】[0027]

【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。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0028】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。
The present embodiment described below does not limit the content of the present invention described in the claims. Further, not all of the configurations described in the present embodiment are essential as the solving means of the present invention.

【0029】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。
1. Configuration FIG. 1 shows an example of a functional block diagram of an image generation system (game system) of this embodiment.

【0030】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、或いは処理部100と記憶部170と情報
記憶媒体180を含めばよく)、それ以外のブロック
(例えば、操作部160、表示部190、音出力部19
2、携帯型情報記憶装置194、通信部196)につい
ては、任意の構成要素とすることができる。
In the figure, this embodiment may include at least the processing unit 100 (or the processing unit 100 and the storage unit 170, or the processing unit 100, the storage unit 170 and the information storage medium 180). Other blocks (for example, the operation unit 160, the display unit 190, the sound output unit 19
2. The portable information storage device 194 and the communication unit 196) may be arbitrary constituent elements.

【0031】ここで処理部100は、システム全体の制
御、システム内の各ブロックへの命令の指示、ゲーム処
理、画像処理、又は音処理などの各種の処理を行うもの
であり、その機能は、各種プロセッサ(CPU、DSP
等)、或いはASIC(ゲートアレイ等)などのハード
ウェアや、所与のプログラム(ゲームプログラム)によ
り実現できる。
Here, the processing section 100 performs various processing such as control of the entire system, instruction of instructions to each block in the system, game processing, image processing, sound processing, etc., and its function is Various processors (CPU, DSP
Etc.) or hardware such as ASIC (gate array etc.) or a given program (game program).

【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、或いは筐体などのハードウェアにより実現
できる。
The operation section 160 is for the player to input operation data, and its function can be realized by hardware such as a lever, a button, a microphone, or a case.

【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。
The storage unit 170 includes the processing unit 100 and the communication unit 1.
A work area such as 96, whose function is RAM
It can be realized by hardware such as.

【0034】情報記憶媒体(コンピュータにより使用可
能な記憶媒体)180は、プログラムやデータなどの情
報を格納するものであり、その機能は、光ディスク(C
D、DVD)、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(RO
M)などのハードウェアにより実現できる。処理部10
0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。
An information storage medium (storage medium that can be used by a computer) 180 stores information such as programs and data. Its function is that of an optical disc (C
D, DVD), magneto-optical disk (MO), magnetic disk, hard disk, magnetic tape, or memory (RO
It can be realized by hardware such as M). Processing unit 10
0 performs various processes of the present invention (this embodiment) based on the program (data) stored in the information storage medium 180. That is, the information storage medium 180 stores a program for causing a computer to realize (execute, function) the means of the present invention (the present embodiment) (particularly, the blocks included in the processing unit 100). Alternatively, it includes a plurality of modules (including objects in object orientation).

【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。
A part or all of the information stored in the information storage medium 180 is transferred to the storage unit 170 when the system is powered on. The information storage medium 1
80 includes a program for performing the process of the present invention, image data, sound data, shape data of a display object, information for instructing the process of the present invention, or information for performing the process according to the instruction. Can be made.

【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。
The display unit 190 outputs the image generated by the present embodiment, and its function is CRT,
LCD or HMD (head mounted display)
It can be realized by hardware such as.

【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。
The sound output unit 192 outputs the sound generated by this embodiment, and its function can be realized by hardware such as a speaker.

【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。
The portable information storage device 194 stores player's personal data, game save data, and the like. As the portable information storage device 194, consider a memory card, a portable game device, or the like. You can

【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。
The communication unit 196 performs various controls for communication with the outside (for example, a host device or another image generation system), and its function is various processors or communication ASICs. It can be realized by the hardware or the program.

【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(情報)は、ホス
ト装置(サーバ)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)の情報記憶媒体の使用も本発明の範囲内に含まれ
る。
A program (information) for realizing (execution, function) each means of the present invention (this embodiment) is information from an information storage medium of a host device (server) via a network and a communication unit 196. It may be delivered to the storage medium 180. Use of such an information storage medium of the host device (server) is also included within the scope of the present invention.

【0041】処理部(プロセッサ)100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内の主記憶部をワーク領域として使用して、各種の処
理を行う。
The processing unit (processor) 100 is the operation unit 1
Various processing such as game processing, image generation processing, or sound generation processing is performed based on operation data from 60, programs, and the like. In this case, the processing unit 100 includes the storage unit 17
Various processes are performed by using the main storage unit in 0 as a work area.

【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。以下の説明でも同
様)の位置や回転角度(X、Y又はZ軸回りの回転角
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
処理などを考えることができる。
Here, as the processing performed by the processing unit 100, coin (price) acceptance processing, various mode setting processing, game progress processing, selection screen setting processing, objects (one or more primitives. The same applies to the description) processing for obtaining the position and rotation angle (rotation angle around the X, Y or Z axis), processing for moving the object (motion processing), position of the viewpoint (position of the virtual camera) and line-of-sight angle (virtual camera). Rotation angle), processing for arranging objects such as map objects in the object space, hit check processing, processing for computing game results (results, results), for allowing multiple players to play in a common game space Processing, game over processing, or the like can be considered.

【0043】処理部100は、シミュレーション演算部
110、プリミティブ処理部130、画像生成部14
0、音生成部150を含む。なお、処理部100に、こ
れら全ての機能ブロック110〜150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。
The processing section 100 includes a simulation calculation section 110, a primitive processing section 130, and an image generation section 14.
0, the sound generator 150 is included. Note that the processing unit 100 does not need to include all of these functional blocks 110 to 150, and may have a configuration in which some functional blocks are omitted.

【0044】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(例えば速度、加速度、力、位置、温度、
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場(流体場、流れ場、速度
場、加速度場)又は該場の影響を受けた仮想場を求め
る。より具体的には、シミュレーション演算部110
は、流体シミュレーション空間の各点での時間経過に伴
う速度ベクトル(速度)の変化を求め、速度ベクトルに
ついての流れ場(速度ベクトルの場、流体場、流速場)
を求める。或いはシミュレーション演算部110は、求
められた各点での物理量(例えば速度ベクトル)につい
ての流れ場の情報に基づいて変化する情報(対象物に適
用するために、上記物理量についての流れ場の情報に基
づいて演算した結果であって、例えば位置情報、速度情
報、温度情報、物理量など)についての場を、上記物理
量についての場の影響を受けた仮想場として求める。
Here, the simulation calculator 110 is
Elapsed time at each point (lattice point in a narrow sense) of a two-dimensional or three-dimensional simulation space (game space, virtual space) (elapsed virtual time, elapsed real time, or progressing frame)
Physical quantities (such as velocity, acceleration, force, position, temperature,
Change of electricity or magnetism etc. is obtained by simulation calculation (fluid simulation or physical simulation etc.), and the field (fluid field, flow field, velocity field, acceleration field) or the virtual field affected by the field is calculated for the physical quantity. Ask. More specifically, the simulation calculator 110
Is the flow field (velocity vector field, fluid field, velocity field) for the velocity vector, which is the change in velocity vector (velocity) over time at each point in the fluid simulation space.
Ask for. Alternatively, the simulation calculation unit 110 may change the information based on the flow field information about the obtained physical quantity (for example, velocity vector) at each point (for applying to the object, the flow field information about the physical quantity may be used). A field that is a result of calculation based on, for example, position information, velocity information, temperature information, physical quantity, etc.) is obtained as a virtual field affected by the field of the physical quantity.

【0045】なお、ここで、流体シミュレーションと
は、例えば外力に対して形状を変化させて流動する液体
や気体等の流体の静止状態や運動状態を、数値的にモデ
ル化して表現することをいう。
Here, the fluid simulation means, for example, numerically modeling and expressing a stationary state or a motion state of a fluid such as a liquid or gas which changes its shape with respect to an external force and flows. .

【0046】また流れ場(広義には、場)とは、上述し
た流体の静止状態や動作状態を示す物理量が空間的に分
布している領域をいう。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、各格子点における物
理量を求めることで、その場の状態を表すことができ
る。そして、時間経過(フレーム進行)にしたがった所
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、場の状態の変化を表すことができる。したがって、
流れ場の影響を受けた仮想場は、流れ場の各格子点での
物理量に基づいて演算した、同一格子点若しくは他の格
子点における情報を求めることで、表すことができる。
The flow field (field in a broad sense) means a region where the above-mentioned physical quantity indicating the stationary state or the operating state of the fluid is spatially distributed. For example, by dividing the simulation space to be processed into a grid shape and obtaining the physical quantity at each grid point, the state of the place can be represented. Then, by performing a given simulation calculation in accordance with the lapse of time (frame progression), it is possible to give each grid point a physical quantity according to its position and time, and it is possible to represent a change in the state of the field. Therefore,
The virtual field affected by the flow field can be represented by obtaining information at the same grid point or another grid point calculated based on the physical quantity at each grid point of the flow field.

【0047】プリミティブ処理部130は、シミュレー
ション演算部110によって求められた場又は場の影響
を受けた仮想場が反映される位置のプリミティブ(プリ
ミティブにより構成されるオブジェクトや、パーティク
ル・プリミティブを含む)に、該場の変化等を反映させ
る処理を行う。より具体的には、プリミティブ処理部1
30は、シミュレーション前のプリミティブに対し、シ
ミュレーション演算部110により求められた場の情報
又は該場の影響を受けた情報を用いて、プリミティブの
構成点又は制御点の位置、プリミティブの構成点又は制
御点に関連付けられる情報、プリミティブに関連付けら
れる法線ベクトルの向き及び大きさの少なくとも1つ、
及びプリミティブの頂点情報、パーティクル(パーティ
クル・プリミティブ)の位置やパーティクルに関連付け
られた情報(寿命、サイズ、色情報、透明度情報、温度
情報、密度など)を更新する処理を行う。
The primitive processing unit 130 converts a field (including an object configured by the primitive and a particle primitive) at a position where the field or the virtual field affected by the field calculated by the simulation calculation section 110 is reflected. , A process of reflecting a change in the place is performed. More specifically, the primitive processing unit 1
Reference numeral 30 denotes a position of a primitive constituent point or a control point, a primitive constituent point or control for the primitive before simulation, using the information of the field obtained by the simulation calculation unit 110 or the information affected by the field. Information associated with the point, at least one of a direction and magnitude of a normal vector associated with the primitive,
Also, processing is performed to update the vertex information of the primitive, the position of the particle (particle primitive) and information associated with the particle (lifetime, size, color information, transparency information, temperature information, density, etc.).

【0048】ここで、プリミティブの構成点とは、例え
ばプリミティブの定義点(例えば頂点)をいい、プリミ
ティブの制御点とは、例えば自由曲面の制御点をいう。
プリミティブの構成点の位置とは、例えばプリミティブ
の頂点や自由曲面の構成点の位置座標をいい、プリミテ
ィブの制御点の位置とは、自由曲面の制御点の位置座標
をいう。
Here, the constituent points of the primitive are, for example, definition points (for example, vertices) of the primitive, and the control points of the primitive are, for example, control points of the free-form surface.
The positions of the constituent points of the primitive are, for example, the position coordinates of the vertices of the primitive and the constituent points of the free-form surface, and the positions of the control points of the primitive are the position coordinates of the control points of the free-form surface.

【0049】また、プリミティブの構成点に関連付けら
れる情報とは、例えばプリミティブの頂点ごとに付与さ
れる色情報や半透明情報をいい、プリミティブの制御点
に関連付けられる情報とは、例えば自由曲面の制御点ご
とに付与される重みなどをいう。
The information associated with the constituent points of the primitive is, for example, color information or semi-transparent information given to each vertex of the primitive, and the information associated with the control points of the primitive is, for example, control of a free-form surface. The weight given to each point.

【0050】さらに、プリミティブに関連付けられる法
線ベクトルとは、例えばプリミティブに対して、シェー
ディングなどの画像処理を行う場合に用いられる法線ベ
クトルをいい、プリミティブの頂点等ごとに設けること
ができる。
Further, the normal vector associated with the primitive means a normal vector used when image processing such as shading is performed on the primitive, and can be provided for each vertex of the primitive.

【0051】さらにまた、プリミティブの頂点情報と
は、テクスチャ座標、色(輝度)データ、法線ベクトル
或いはα値等をいう。
Furthermore, the vertex information of the primitive refers to texture coordinates, color (luminance) data, normal vector or α value.

【0052】画像生成部140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)又は制御点の位置座標、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)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、記憶部17
0の描画バッファ(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。
The image generation section 140 performs image processing based on the results of various processing performed by the processing section 100 to generate a game image and outputs it to the display section 190. For example, in the case of generating a so-called three-dimensional game image, geometry processing such as coordinate conversion, clipping processing, perspective conversion, or light source calculation is performed first, and based on the processing result, primitive data (primitive configuration points Position coordinates of (vertices) or control points, texture coordinates, color (luminance) data, normal vector or α value, etc.) are created. Then, based on this primitive data (primitive data such as polygon, free-form surface or subdivision surface), the image of the object (one or more primitives) after the geometry processing is stored in the storage unit 17.
It is drawn in a drawing buffer of 0 (a buffer that can store image information in pixel units such as a frame buffer and a work buffer). As a result, an image viewed from the virtual camera (given viewpoint) in the object space is generated.

【0053】ここで、オブジェクト空間とは、例えば定
義点(ポリゴンの頂点或いは自由曲面の制御点など)に
より形状が特定されるオブジェクトが配置される仮想的
な3次元空間をいう。
Here, the object space means a virtual three-dimensional space in which an object whose shape is specified by a definition point (eg, a vertex of a polygon or a control point of a free-form surface) is arranged.

【0054】本実施形態では画像生成部140が、シミ
ュレーション演算部110により得られた場又は場の影
響を受けた仮想場に基づいて画像生成処理を行う。より
具体的には、画像生成部140が、オブジェクト空間内
に設定された1又は複数の場において、シミュレーショ
ン演算部110により得られた場の情報又は該場の影響
を受けた情報に基づいて、流体などの不定形物(水、
雲、霧、煙、気流、電磁波又は炎等)の動作や状態を表
現する画像を生成する処理を行う。
In this embodiment, the image generator 140 performs the image generation process based on the field or the virtual field affected by the field obtained by the simulation calculator 110. More specifically, the image generation unit 140, in one or more fields set in the object space, based on the field information obtained by the simulation calculation unit 110 or the information affected by the field, Unshaped objects such as fluids (water,
Cloud, fog, smoke, airflow, electromagnetic waves, flames, etc.) is performed to generate an image representing the operation or state.

【0055】この際、画像生成部140は、例えば流れ
場情報記憶部172に記憶された連続する複数フレーム
分(広義には、所与の時間分)の場の情報又は該場の影
響を受けた情報を用いて、順次オブジェクトに適用する
ことで、流体シミュレーションの演算結果を反映したオ
ブジェクトの画像を生成する処理を行う。
At this time, the image generation section 140 receives the field information of a plurality of consecutive frames (in a broad sense, a given time) stored in the flow field information storage section 172 or the influence of the field. By sequentially applying the obtained information to the object, a process of generating an image of the object that reflects the calculation result of the fluid simulation is performed.

【0056】或いは、シミュレーション演算部110に
より求められた流れ場の情報又は該場の影響を受けた情
報を用いて変化させたオブジェクトの構成点又は制御点
の位置、オブジェクトの構成点又は制御点に関連付けら
れる情報、オブジェクトに関連付けられる法線ベクトル
の向き及び大きさの少なくとも1つ、及びオブジェクト
の頂点情報などを少なくとも1フレーム分の画像を生成
するための再生データとして、連続する複数フレーム分
記憶部170に記憶しておく。画像生成部140は、記
憶部170から、この再生データを読み出してオブジェ
クト画像を生成することにより、流体シミュレーション
の演算結果を反映させた流れ場の情報又は該流れ場の影
響を受けた情報に基づいて変化するオブジェクト画像を
生成する。
Alternatively, the position of the constituent point or control point of the object, the position of the object constituent point or control point changed by using the information of the flow field obtained by the simulation calculation unit 110 or the information affected by the field is set. A storage unit for a plurality of consecutive frames as associated data, at least one of the direction and size of a normal vector associated with the object, and vertex information of the object as reproduction data for generating an image for at least one frame. It is stored in 170. The image generation unit 140 reads out the reproduction data from the storage unit 170 to generate an object image, and based on the flow field information reflecting the calculation result of the fluid simulation or the information affected by the flow field. To change the object image.

【0057】このようにすることで、変化前と変化後の
オブジェクトの状態をあらかじめ用意しておく必要がな
いため、オブジェクトの画像を変化させるために必要と
されるデータ量を削減することができる。例えば、外因
を与えた流れ場の状態が、外因を与える前の流れ場の状
態に戻る流体特有の動作を利用して、ある瞬間の流れ場
を基準として、リアルタイムで各フレームにおける流れ
場の状態を求めることができる。この場合、ある瞬間の
流れ場のみを用意しておけば、フレームごとに求めた流
れ場又は該流れ場の影響を受けた仮想場をオブジェクト
に順次適用することで、オブジェクトの画像を変化させ
るためのデータ量を大幅に削減することが可能となる。
By doing so, it is not necessary to prepare in advance the states of the object before and after the change, so that the amount of data required for changing the image of the object can be reduced. . For example, the state of the flow field in an external factor is returned to the state of the flow field before the external factor is applied. Can be asked. In this case, if only the flow field at a certain moment is prepared, the flow field obtained for each frame or the virtual field affected by the flow field is sequentially applied to the object to change the image of the object. It is possible to significantly reduce the data amount of.

【0058】特に、オブジェクトの変形を行う場合に
は、変形後のオブジェクトの形状をあらかじめ用意する
必要がなくなるばかりか、変形過程のオブジェクトの全
頂点情報をもつ必要がなくなる。
In particular, when an object is deformed, it is not necessary to prepare the shape of the deformed object in advance, and it is not necessary to have all vertex information of the object in the deformation process.

【0059】また、外因を与えた流れ場の状態が、外因
を与える前の元の流れ場の状態に戻る流体の動作を利用
して、オブジェクトの変化後からオブジェクトの変化前
に至る流れ場の情報又は該流れ場の影響を受けた情報を
逆順序でオブジェクトに適用することで、これまで表現
できなかった粘性を有するオブジェクトの画像変化が可
能となる。
Further, by utilizing the action of the fluid in which the state of the flow field given the extrinsic state returns to the state of the original flow field before the application of the external factor, the flow field from after the change of the object to before the change of the object is changed. By applying the information or the information affected by the flow field to the object in the reverse order, it becomes possible to change the image of the object having the viscosity which could not be expressed so far.

【0060】音生成部150は、ゲーム処理の結果にし
たがって各種の音処理を行い、BGM、効果音、又は音
声などの音を生成し、音出力部192に出力する。
The sound generation section 150 performs various kinds of sound processing according to the result of the game processing, generates a sound such as BGM, a sound effect, or a sound, and outputs it to the sound output section 192.

【0061】なお、シミュレーション演算部110、プ
リミティブ処理部130、画像生成部140、音生成部
150の機能は、その全てをハードウェアにより実現し
てもよいし、その全てをプログラム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。
All the functions of the simulation calculation unit 110, the primitive processing unit 130, the image generation unit 140, and the sound generation unit 150 may be realized by hardware, or all of them may be realized by a program. Good. Alternatively, it may be realized by both hardware and a program.

【0062】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。
The image generation system of this embodiment is
The system may be a system dedicated to the single player mode in which only one player can play, or a system having not only such a single player mode but also a multiplayer mode in which a plurality of players can play.

【0063】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。
When a plurality of players play,
The game image and the game sound to be provided to the plurality of players may be generated using one terminal, or a plurality of terminals (game machine, mobile phone) connected by a network (transmission line, communication line) or the like. ) May be used.

【0064】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、以下では流れ場(流速場、速度場、流体場)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、流れ場に限定される
ことなく、流体表現以外の種々の場を反映させた画像表
現に適用することができる。
2. Features of this Embodiment Next, features of this embodiment will be described with reference to the drawings.
In the following, a case where a fluid simulation calculation is performed using a flow field (velocity field, velocity field, fluid field) will be mainly described as an example. However, the present invention is not limited to the flow field, and can be applied to an image expression that reflects various fields other than the fluid expression.

【0065】また、以下では、特に言及しない限り、流
れ場の情報に基づくオブジェクト(プリミティブ)の構
成点(頂点)又は制御点の位置を変化させるオブジェク
ト変形について説明するが、プリミティブの構成点又は
制御点に関連付けられる情報、プリミティブに関連付け
られる法線ベクトルの向き及び大きさの少なくとも1
つ、又はプリミティブの頂点情報を変化させる場合につ
いても同様に適用することができる。
In the following, unless otherwise stated, object deformation for changing the positions of the constituent points (vertices) or control points of an object (primitive) based on flow field information will be described. At least one of the information associated with the point, the orientation and magnitude of the normal vector associated with the primitive
The same can be applied to the case of changing the vertex information of one or primitive.

【0066】2.1 流れ場 本実施形態においては、流体シミュレーションにより求
められた流れ場の情報又は該流れ場の影響を受けた情報
を用いて、オブジェクト(広義には、プリミティブ)の
構成点又は制御点の位置、オブジェクトの構成点又は制
御点に関連付けられる情報、オブジェクトに関連付けら
れる法線ベクトルの向き及び大きさの少なくとも1つ、
及びオブジェクトの頂点情報の少なくとも1つを変化さ
せる。特に、オブジェクトの構成点(頂点)又は制御点
の位置を変化させることで、オブジェクト変形を行うこ
とができる。このとき、外部からの入力を外因として適
宜受け付けて、リアルタイムにオブジェクトの変形画像
を生成することも可能である。
2.1 Flow Field In the present embodiment, by using the information of the flow field obtained by the fluid simulation or the information influenced by the flow field, the configuration points of the object (primitive in a broad sense) or At least one of the position of the control point, information associated with the object's constituent points or control points, the orientation and magnitude of the normal vector associated with the object,
And at least one of the vertex information of the object is changed. In particular, the object can be deformed by changing the positions of the constituent points (vertices) or the control points of the object. At this time, it is also possible to appropriately receive an external input as an external factor and generate a deformed image of the object in real time.

【0067】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することによって生成す
ることができる。このような流れ場に対し、例えば流体
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)における流れ場情報(例えば速度ベ
クトル)を求め、流れ場の情報を更新する。
The flow field (field in a broad sense, the same applies in the following description) can be generated by dividing the simulation space (game space, virtual space) into an appropriate number in a grid pattern. For such a flow field, for example, each lattice point (each point in a broad sense.) Which changes with the passage of time (frame progression) by, for example, a fluid simulation calculation (a simulation calculation in a broad sense; the same applies in the following description). The same applies to the description of 1.), the flow field information (for example, the velocity vector) is obtained, and the flow field information is updated.

【0068】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)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Navi
er-Stokes方程式等を用いて流れ場の演算を行うことが
できる。
In the fluid simulation, the physical quantity to be obtained has continuity in terms of time and space under given boundary conditions, and the influence of a given external force (external factor) directly or indirectly affects the flow field. It is done by a given formula that can affect all grid points. When simulating the motion of a continuum such as water or air, the incompressible Navi
The flow field can be calculated using the er-Stokes equation.

【0069】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。
Next, a procedure for performing fluid simulation (fluid dynamics calculation) will be described.

【0070】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。
Space for simulating fluid (flow field)
After setting the state at a certain moment (for example, a certain frame), the Navier-Stokes equation or the like is solved to obtain the state of the flow field at the next moment (the next frame).

【0071】図2に、流体演算を行う際の手順について
説明するための模式的な図を示す。また、図3に、流体
シミュレーション計算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を示す。
FIG. 2 shows a schematic diagram for explaining the procedure when performing fluid calculation. Further, FIG. 3 shows a flowchart for explaining the procedure when performing the fluid simulation calculation.

【0072】図2のA1は、ある瞬間における流れ場H
Fの状態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の状態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
定された速度ベクトル(FV1,FV2,FV3・・
・)で表すことができる。
A1 in FIG. 2 is a flow field H at a certain moment.
2 schematically shows the state of F, and A2 in FIG.
It is a schematic representation of the state of the flow field HF at the next moment. In FIG. 2, the state of the flow field HF is the velocity vector (FV1, FV2, FV3 ...) Set at each grid point (GP1, GP2, GP3 ...) At a certain time.
-) Can be represented.

【0073】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次元であってもよい。また図2では、各格子点(GP
1,GP2,GP3・・・)と速度ベクトル(FV1,
FV2,FV3・・・)の始点をずらしているが、これ
らは一致していてもよい。
Although the flow field HF is shown two-dimensionally in FIG. 2 in order to make it easy to see, the flow field may be three-dimensional. In addition, in FIG. 2, each grid point (GP
1, GP2, GP3 ...) and velocity vector (FV1,
Although the start points of FV2, FV3 ...) Are shifted, they may be the same.

【0074】図2のA1の状態からA2の状態を求める
場合、図3に示すような手順で流体演算(流体力学計
算)を行う。
When obtaining the state of A2 from the state of A1 in FIG. 2, fluid calculation (fluid dynamics calculation) is performed in the procedure as shown in FIG.

【0075】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」)における流れ場情報(例えば速度ベクトル)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。
First, for each grid point (grid point) in the simulation space, at a certain moment (frame "N-
1)), the flow field information (for example, velocity vector) is set (step S1. See A1 in FIG. 2). That is, the initial condition of the fluid simulation is set.

【0076】次に、各格子点に設定された流れ場情報に
基づき、流体演算を行う(ステップS2)。
Next, fluid calculation is performed based on the flow field information set at each grid point (step S2).

【0077】そして、流体演算により求まった各格子点
の流れ場情報が、次の瞬間(フレーム「N」)の流れ場
を表す流れ場情報(各格子点の情報)になる(ステップ
S3。図2のA2参照)。
Then, the flow field information of each grid point obtained by the fluid calculation becomes the flow field information (information of each grid point) representing the flow field at the next moment (frame "N") (step S3. FIG. 2 A2).

【0078】それ以降は、ステップS3で得られた各格
子点の流れ場情報を、ステップS1での各格子点の流れ
場情報(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の流体演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。
After that, the flow field information of each grid point obtained in step S3 is set as the flow field information of each grid point in step S1 (initial condition of fluid simulation), and the fluid of step S2 is set again. It is possible to change the state of the flow field by performing the calculation recursively.

【0079】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(例えば速度ベクトル)を加えることも可能であ
る。
Since the initial condition (step S1) can be basically freely set, it is also possible to apply an external force (for example, a velocity vector) to an arbitrary point at an arbitrary time.

【0080】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、外力に対応した流れ場情報(例えば外力が速
度ベクトルの場合は、外力に対応した大きさ及び方向を
もつ速度ベクトル)を与えればよい。
In order to reflect the external force in the flow field, the corresponding grid point (for example, the grid point close to the position where the external force is applied)
On the other hand, flow field information corresponding to an external force (for example, when the external force is a velocity vector, a velocity vector having a magnitude and a direction corresponding to the external force) may be given.

【0081】図4(A)、(B)、(C)に、流れ場H
Fに対して、外力に対応した速度ベクトルEFVを与え
た場合の場の状態変化を模式的に表した図を示す。
The flow field H is shown in FIGS. 4 (A), (B) and (C).
The figure which represents typically the state change of the field when the velocity vector EFV corresponding to an external force is given with respect to F is shown.

【0082】なお、図4(A)、(B)、(C)では見
た目をわかり易くするために、格子点と速度ベクトルの
始点をずらしているが、これらが一致していてもよい。
Note that, in FIGS. 4A, 4B, and 4C, the grid points and the start points of the velocity vectors are deviated in order to make it easier to see, but they may be the same.

【0083】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速度ベクト
ルEFVを与えれば、流体演算の後、図4(C)のよう
な流れ場HFを得ることができる。
For example, if a velocity vector EFV corresponding to an external force as shown in FIG. 4 (B) is given to the flow field HF as shown in FIG. 4 (A), after fluid calculation, as shown in FIG. 4 (C). Such a flow field HF can be obtained.

【0084】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
応じて得られる速度ベクトル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、外力の大きさ及び方向に得
られる速度ベクトルEFVを、外力の加わった位置の周
囲の格子点GP13、GP14、GP18、GP19に
対して分散して初期条件として与えてもよい。
Here, as a method of reflecting the external force in the fluid simulation, for example, a method of giving a velocity vector EFV obtained according to the direction and magnitude of the external force to the nearest grid point of the position to which the external force is applied as an initial condition. Can think of. Alternatively, the velocity vector EFV obtained in the magnitude and direction of the external force may be distributed to the lattice points GP13, GP14, GP18, GP19 around the position to which the external force is applied and given as the initial condition.

【0085】このように外力を流れ場に与えることによ
って、流体演算が行われるシミュレーション空間にイン
タラクティブ性を持たせることが可能となる。
By applying the external force to the flow field in this way, it becomes possible to make the simulation space in which the fluid operation is performed interactive.

【0086】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
での流れ場情報(例えば速度ベクトル)の与え方を境界
条件と呼ぶ。
Next, the boundary condition when setting the flow field will be described. Here, how to give flow field information (for example, velocity vector) at the boundary of the space to be simulated is called a boundary condition.

【0087】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、仮想的に流体の様々な振る舞いを再現できる。
The boundary condition is a very important factor in performing a fluid simulation, and various behaviors of a fluid can be virtually reproduced only by changing the way of giving this value.

【0088】例えば、下端の境界における速度ベクトル
の方向を下向きに設定すれば、上から下へ流れる川の水
のような動きになる流体を仮想的に表現することができ
る。
For example, by setting the direction of the velocity vector at the lower boundary to be downward, it is possible to virtually express a fluid that moves like river water flowing from top to bottom.

【0089】また、境界での値を全て0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
を仮想的に表現でき、流体が渦を巻く様子を表現でき
る。
If all the values at the boundary are set to 0,
It is possible to virtually express the movement of fluid in a closed space such as the surface of a bathtub in a bathroom, and to express how the fluid swirls.

【0090】例えば図5に示すように、下端での境界条
件として、上向に吹き出すような速度ベクトルを設定す
れば、常に下から上へと気体が流れる状態の場を生成す
ることができる。
For example, as shown in FIG. 5, if a velocity vector that blows upward is set as a boundary condition at the lower end, it is possible to generate a field in which gas always flows from bottom to top.

【0091】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」といったような外因が加わ
った流れ場の影響を手軽に表現することができる。
If left in this state, the flow becomes steady after a while, and the merit of performing the fluid simulation is diminished. However, by using the fluid simulation, it is possible to easily express the influence of the flow field to which an external factor such as “send the wind” is added.

【0092】2.2 Navier-Stokes方程式を用いた流
体シミュレーション 水や空気のような連続体の運動を支配する方程式はNavi
er-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非圧縮性を仮定してよく、この場合
のNavier-Stokes方程式は以下のようになる。
2.2 Fluid simulation using the Navier-Stokes equation The equation governing the motion of a continuum such as water or air is Navi
Called the er-Stokes equation. If the fluid flow is sufficiently smaller than the speed of sound, incompressibility may be assumed, and the Navier-Stokes equation in this case is as follows.

【0093】[0093]

【数1】 [Equation 1]

【0094】ここで、Vは流速、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。
Where V is the flow velocity, p is the pressure, ρ is the density,
μ is the viscosity of the fluid. Further, ∇ represents a gradient operator and Δ represents Laplacian.

【0095】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。差分化によ
って解析を行う空間を流れ場(流体場、ベクトル場)と
して格子状に分割し、各格子点にそれぞれ流れ場情報
(例えば速度ベクトル)を持たせて計算を行う。
By differentiating these equations, the solution at each lattice point can be obtained numerically. The space to be analyzed by the difference is divided into a flow field (fluid field, vector field) in a grid shape, and each grid point is provided with flow field information (for example, velocity vector) for calculation.

【0096】以下、差分化する手法の一例について具体
的に説明する。
Hereinafter, an example of the method of making a difference will be specifically described.

【0097】(E1)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、(E2)は運
動量保存則を表し、(狭義の)Navier-Stokes方程式と
呼ばれる。
(E1) is a partial differential equation representing the law of conservation of mass, and is called "equation of continuity". Further, (E2) represents the law of conservation of momentum, and is called (Narrowly defined) Navier-Stokes equation.

【0098】この式において、流れの代表的な長さを
L、代表的な速度をUとして以下のようにおく。
In this equation, a typical length of flow is L and a typical velocity is U.

【0099】[0099]

【数2】 [Equation 2]

【0100】これらを(E1)、(E2)に代入すると
以下の式が導かれる。
Substituting these into (E1) and (E2) leads to the following equation.

【0101】[0101]

【数3】 [Equation 3]

【0102】またReはReynolds数と呼ばれ以下の式で
定義される無次元のパラメータである。
Re is a Reynolds number and is a dimensionless parameter defined by the following equation.

【0103】[0103]

【数4】 [Equation 4]

【0104】この方程式に現れるパラメータはただひと
つであり、外力が働かない場合、流れはReynolds数に応
じて変化する。
There is only one parameter that appears in this equation, and when no external force acts, the flow changes according to the Reynolds number.

【0105】その定義から、流速が小さいこと、流れの
スケールが小さいこと、粘性が大きいことは、すべてRe
ynolds数を小さくするという意味で同じ効果をもつ。Re
ynolds数は、物理的には慣性力と粘性力の比を表し、Re
ynolds数が小さいことは、粘性力が慣性力より卓越する
ことを意味する。すなわち、直感的には粘い流体の流れ
となる。
From the definition, the fact that the flow velocity is small, the scale of the flow is small, and the viscosity is large are all
It has the same effect in the sense of reducing the ynolds number. Re
The ynolds number physically represents the ratio of inertial force to viscous force, and Re
A small ynolds number means that viscous force is superior to inertial force. That is, it intuitively becomes a viscous fluid flow.

【0106】(E1)´、(E2)´の変数をあらため
てx、V、t、pと置きなおすことにより以下の式が得
られる。
The following equations can be obtained by replacing the variables (E1) 'and (E2)' with x, V, t, and p.

【0107】[0107]

【数5】 [Equation 5]

【0108】(E3)、(E4)の式は、以下の(1)
〜(3)のような特徴を表している。 (1)式(E4)の左辺第2項が非線形であること。 (2)最高階の微係数は式(E4)の右辺第2項の2階
でありさらにパラメータを含んでいること。 (3)速度Vについては時間発展型になっているが圧力
pについては時間発展型になっていないこと。
The expressions (E3) and (E4) are as follows (1)
Characteristic such as (3) is expressed. (1) The second term on the left side of the equation (E4) is non-linear. (2) The derivative of the highest rank is the second rank of the second term on the right side of the equation (E4) and further includes a parameter. (3) The velocity V is a time evolution type, but the pressure p is not a time evolution type.

【0109】特に、(3)は非圧縮性特有の問題であ
り、Navier-Stokes方程式の数値解法を困難にしている
要因である。つまり、速度Vを時間発展的に求める場
合、各時間ステップで連続の式(E3)を満たすよう
に、圧力pを決める必要がある。
In particular, (3) is a problem peculiar to incompressibility and is a factor that makes the numerical solution of the Navier-Stokes equation difficult. That is, when the velocity V is obtained over time, it is necessary to determine the pressure p so as to satisfy the continuous equation (E3) at each time step.

【0110】非圧縮性Navier-Stokes方程式を数値的に
解く方法として、圧力を独立に求める方法を採用すると
以下のようになる。
As a method of numerically solving the incompressible Navier-Stokes equation, the method of independently obtaining the pressure is adopted as follows.

【0111】式(E4)において、両辺の発散をとる
と、
In equation (E4), if the divergence on both sides is taken,

【0112】[0112]

【数6】 [Equation 6]

【0113】D=∇・Vとおくと以下のようになる。When D = ∇ · V is set, the result is as follows.

【0114】[0114]

【数7】 [Equation 7]

【0115】連続の式(E3)によれば、D=0となる
はずであるが、(E5)を差分化して解く際、離散化誤
差が集積してDが大きな値となることがあるので、わざ
と残してある。さて、(E5)において、D=0として
求めた圧力分布は以下の式を満たす。
According to the equation (E3) of continuity, D = 0 should be obtained, but when the difference (E5) is solved, the discretization error may be accumulated and D may be a large value. , I left it on purpose. Now, in (E5), the pressure distribution obtained with D = 0 satisfies the following equation.

【0116】[0116]

【数8】 [Equation 8]

【0117】ただし、(E6)は必ずしもD=0を意味
しない。それは、D=定数(≠0)が(E6)を満たす
ことからもわかる。境界上で常にD=0が満足され、さ
らに領域内すべてでD=0を満足するように初期条件が
与えられれば式(E6)はD=0を意味するが、これら
の条件を満たすのは困難である。
However, (E6) does not necessarily mean D = 0. It can be seen from the fact that D = constant (≠ 0) satisfies (E6). If D = 0 is always satisfied on the boundary and the initial condition is given so that D = 0 is satisfied in all the regions, the formula (E6) means D = 0. Have difficulty.

【0118】そこで、まず式(E5)をtについて離散
化する。
Therefore, the equation (E5) is first discretized with respect to t.

【0119】[0119]

【数9】 [Equation 9]

【0120】ここでDn+1=0とおくと、(E5)は以
下のようになる。
When D n + 1 = 0 is set here, (E5) is as follows.

【0121】[0121]

【数10】 [Equation 10]

【0122】このようにして求まるpはDn≠0であっ
ても、Dn+1=0となるように決めているため、境界条
件の不正確さや時間進行による誤差集積に対して常にD
を小さな値にとどめておくことができる。
Even if D n ≠ 0, p obtained in this way is determined so that D n + 1 = 0. Therefore, p is always D with respect to inaccuracy of boundary conditions and error accumulation due to time progress.
Can be kept small.

【0123】式(E7)から圧力が決まれば、式(E
4)に圧力を代入することにより、Vを時間発展的に求
めることが可能になる。この方法は一般に、MAC法と
呼ばれる。
If the pressure is determined from the expression (E7), the expression (E
By substituting the pressure into 4), it becomes possible to obtain V over time. This method is generally called the MAC method.

【0124】また、(E7)において、Δtは十分小さ
いため、α=0と、みなすことができる。
At (E7), since Δt is sufficiently small, it can be regarded as α = 0.

【0125】従って、非圧縮性Navier-Stokes方程式を
解くためには、以下の2式を解くことになる。
Therefore, in order to solve the incompressible Navier-Stokes equation, the following two equations must be solved.

【0126】[0126]

【数11】 [Equation 11]

【0127】2次元のデカルト座標系として、(E
8)、(E9)を成分表示すると以下のようになる。
As a two-dimensional Cartesian coordinate system, (E
8) and (E9) are displayed as components as follows.

【0128】[0128]

【数12】 [Equation 12]

【0129】式(E10)は圧力に関するPoisson方程
式である。
The equation (E10) is the Poisson equation regarding pressure.

【0130】また、式(E11)、(E12)に関して
は、それぞれの非線型項uux+vuy,uvx+vvy
対し以下の式を用いることができる。
Regarding the equations (E11) and (E12), the following equations can be used for the respective nonlinear terms uu x + vu y and uv x + vv y .

【0131】[0131]

【数13】 [Equation 13]

【0132】以下、計算の一例としてキャビティ問題を
とりあげる。
The cavity problem will be taken up below as an example of the calculation.

【0133】図6(A)、(B)、(C)は具体的な計
算例について説明する際に用いる図である。
FIGS. 6A, 6B, and 6C are diagrams used for explaining a specific calculation example.

【0134】ここでいうキャビティ問題とは、図6
(A)のような正方形領域を満たしている流体を考え、
DC上を速度1で右方向に移動させた際の、内部の流体
の動きを数値的に求めることである。
The cavity problem here is shown in FIG.
Consider a fluid that fills a square region like (A),
This is to numerically obtain the movement of the fluid inside when moving rightward on DC at speed 1.

【0135】まず、速度の境界条件を考えると、AD、
AB、BC上において、u=v=0であり、CD上にお
いて、u=1,v=0である。
First, considering the boundary condition of velocity, AD,
U = v = 0 on AB and BC, and u = 1 and v = 0 on CD.

【0136】次に、圧力の境界条件を考える。Next, consider the boundary condition of pressure.

【0137】式(E9)において、粘性項を除いてV=
0を代入すると以下の式が成り立つ。
In the formula (E9), V =
When 0 is substituted, the following formula is established.

【0138】[0138]

【数14】 [Equation 14]

【0139】この式は、AD、BC上ではy方向に沿っ
てu=0であるから以下の式が成り立つ。
In this equation, since u = 0 along the y direction on AD and BC, the following equation holds.

【0140】[0140]

【数15】 [Equation 15]

【0141】また、AB、CD上ではx方向に沿ってv
=0であるから以下の式が成り立つ。
Also, on AB and CD, v along the x direction
Since = 0, the following equation holds.

【0142】[0142]

【数16】 [Equation 16]

【0143】ここで差分化に際して、スタガード格子と
呼ばれる格子を用いている。これは、図6(B)に示す
ように、個々の物理量の定義が同一でないもので、これ
とは逆に、全ての物理量が同一の点で定義される格子は
レギュラー格子と呼ばれる。
Here, a grid called a staggered grid is used for the differentiation. This is because, as shown in FIG. 6B, the definitions of the individual physical quantities are not the same, and on the contrary, the lattice in which all the physical quantities are defined at the same point is called a regular lattice.

【0144】図6(B)からわかるように、スタガード
格子の利点として、1つの格子セルで連続の式が自然に
表現でき、「各方向の圧力勾配がその方向の速度を決め
る」というNavier-Stokes方程式の性質が自然に表現で
きる、といった点が挙げられる。
As can be seen from FIG. 6B, the advantage of the staggered grid is that the continuous expression can be naturally expressed in one grid cell, and the pressure gradient in each direction determines the velocity in that direction. The point is that the properties of the Stokes equation can be expressed naturally.

【0145】具体的に図6(B)のセルにおいて連続の
式を近似すると以下の式が成り立つ。
Specifically, the following formula is established by approximating the formula of continuity in the cell of FIG. 6 (B).

【0146】[0146]

【数17】 [Equation 17]

【0147】スタガード格子を用いてNavier-Stokes方
程式を解く場合の注意点として、例えばuに対する方程
式を考えると、方程式中に以下の項が現れる。
As a point to be noted when solving the Navier-Stokes equations using a staggered lattice, for example, considering the equation for u, the following terms appear in the equation.

【0148】[0148]

【数18】 [Equation 18]

【0149】この項中のvは本来であればuの定義点に
おける値をとるべきであるが、スタガード格子を用いた
場合、その点ではvの値が定義されていない。従って、
vの定義点から何らかの方法で値を決定する必要があ
る。ここでは、まわりの点の平均値によって定めた。
Originally, v in this term should have a value at the defining point of u, but when a staggered grid is used, the value of v is not defined at that point. Therefore,
It is necessary to somehow determine the value from the definition point of v. Here, it is determined by the average value of surrounding points.

【0150】すなわち、先の例の場合以下のようにな
る。
That is, in the case of the previous example, it is as follows.

【0151】[0151]

【数19】 [Formula 19]

【0152】vに関する方程式についても同様である。The same applies to the equation relating to v.

【0153】また、圧力に関するPoisson方程式(E1
0)の右辺に関しても同様の処理を行うものとする。
Also, the Poisson equation (E1 regarding pressure)
Similar processing is performed on the right side of 0).

【0154】これでNavier-Stokes方程式を解くために
必要な条件が揃ったことになるので、後は(E10)、
(E11)、(E12)を差分化して計算すれば良い。
Now that the conditions necessary to solve the Navier-Stokes equation have been set, the rest of (E10)
(E11) and (E12) may be differentiated and calculated.

【0155】念のため、以下に差分化した結果を示して
おく。
As a precaution, the difference results will be shown below.

【0156】[0156]

【数20】 [Equation 20]

【0157】なお、いずれの式も上添え字のnは省略し
てある。
In each of the expressions, the upper subscript n is omitted.

【0158】方程式を解く際の手順であるが、速度の初
期条件あるいは、前の時間ステップにおける速度から
(F1)のPoisson方程式を解いて圧力を求め、その圧
力と速度を用いることで(F2)、(F3)を解き、次
の時間ステップでの速度を求める。この手順を繰り返す
ことで、解を時間発展的に求めることが可能になる。
The procedure for solving the equation is as follows: The Poisson equation of (F1) is solved from the initial condition of the velocity or the velocity at the previous time step to obtain the pressure, and the pressure and the velocity are used (F2). , (F3), and the speed at the next time step is obtained. By repeating this procedure, it becomes possible to obtain a solution in a time evolution manner.

【0159】本実施形態では流れ場(流体場、ベクトル
場)を構成する各格子点ごとに、(F1)〜(F3)を
解いて、各格子点に与える速度ベクトルを求める。
In this embodiment, (F1) to (F3) are solved for each grid point forming the flow field (fluid field, vector field), and the velocity vector given to each grid point is obtained.

【0160】ここで(F1)は圧力を求める方程式であ
り、(F2)はx方向の速度を求める方程式であり、
(F3)はy方向の速度を求める方程式である。また
i、jはそれそれ2次元流れ場(流体場、ベクトル場)
における各格子点のx、y座標を表す添え字である。ま
たuの上添え字のn+1は、次の瞬間のuの値を意味し
ている。
Here, (F1) is an equation for obtaining the pressure, (F2) is an equation for obtaining the velocity in the x direction,
(F3) is an equation for obtaining the velocity in the y direction. I and j are two-dimensional flow fields (fluid field, vector field).
Is a subscript representing the x and y coordinates of each grid point in. The subscript n + 1 of u means the value of u at the next moment.

【0161】本実施形態では、外因に基づき流れ場に対
して与えられる速度ベクトルを流体シミュレーション演
算に反映させる場合には、(F2)式のuijとして前記
速度ベクトルのx成分を用い、(F3)式のvijして前
記速度ベクトルのy成分を用いるとよい。
In this embodiment, when the velocity vector given to the flow field based on the external factor is reflected in the fluid simulation calculation, the x component of the velocity vector is used as u ij in the equation (F2), and (F3 ), The y component of the velocity vector may be used as v ij .

【0162】最後に、境界条件について述べる。Finally, the boundary condition will be described.

【0163】速度の境界条件については、壁面を図6
(C)に示すような位置にとると、u W=0となる。
For the boundary condition of velocity, see FIG.
At the position shown in (C), u W= 0.

【0164】圧力の境界条件については、例えば仮想点
P´における圧力をp´とすると、式(E14)から、
以下のようになる。
Regarding the boundary condition of the pressure, for example, if the pressure at the virtual point P'is p ', from the equation (E14),
It looks like this:

【0165】[0165]

【数21】 [Equation 21]

【0166】また、速度の2階微分は図の点Wにおいて
評価する必要があるが、1次精度の片側差分で近似する
と以下のようになる。
The second-order differential of the velocity needs to be evaluated at the point W in the figure, but is approximated by the one-sided difference of the first-order accuracy as follows.

【0167】[0167]

【数22】 [Equation 22]

【0168】中心差分で近似するときは仮想点Aにおけ
るuの値が必要となるが、この場合はuA=uBととる。
また、vに関して仮想点での値が必要な時はvD=−vE
ととる。(このとき、vWをまわりの4点の平均とする
と、vW=0が成り立つ。) 2.3 オブジェクトの変形 以下、本実施形態におけるオブジェクト変形について説
明する。
The value of u at the virtual point A is required for approximation by the central difference. In this case, u A = u B.
When v needs a value at a virtual point, v D = -v E
Take (At this time, if v W is an average of four surrounding points, v W = 0 holds.) 2.3 Object Deformation Object deformation in the present embodiment will be described below.

【0169】本実施形態では、変形前(広義には、変化
前。以下の説明でも同様)の状態から変形後(広義に
は、変化後。以下の説明でも同様)の状態に遷移する過
程の流れ場の情報、若しくは変形後の状態から変形前の
状態に遷移する過程の流れ場の情報を用いて、オブジェ
クトの変形を行う。なお、状態遷移の過程の流れ場の情
報に限らず、該流れ場の影響を受けた情報であってもよ
い。また、流れ場は、2次元のものであってもよいし、
3次元のものであってもよく、リアルタイムで求められ
たものであってもよいし、あらかじめ用意されたもので
あってもよい。また、オブジェクトは、2次元のもので
あってもよいし、3次元のものであってもよい。
In this embodiment, in the process of transitioning from a state before deformation (in a broad sense, before change; also in the following description) to a state after transformation (in a broad sense, after change; also in the following description). The object is deformed using the information on the flow field or the information on the flow field in the process of transitioning from the state after deformation to the state before deformation. Note that the information is not limited to the flow field information in the state transition process, and may be information affected by the flow field. Also, the flow field may be two-dimensional,
It may be three-dimensional, may be obtained in real time, or may be prepared in advance. The object may be two-dimensional or three-dimensional.

【0170】図7(A)、(B)に、本実施形態におけ
る流れ場の情報に基づくオブジェクトの変形について説
明するための図を示す。
FIGS. 7A and 7B are diagrams for explaining the deformation of the object based on the flow field information in this embodiment.

【0171】ここでは、2次元の流れ場の情報を用い
て、2次元のオブジェクトの構成点の位置を変化させて
オブジェクト変形する場合について示すが、2次元又は
3次元の流れ場の情報を用いて3次元のオブジェク変形
を行う場合も同様である。
Here, the case of deforming the object by changing the positions of the constituent points of the two-dimensional object is shown by using the information of the two-dimensional flow field. However, the information of the two-dimensional or three-dimensional flow field is used. The same applies when three-dimensional object transformation is performed.

【0172】本実施形態では、フレームnにおける変形
前のオブジェクトが、フレーム(n+m)における変形
後のオブジェクトに変形する場合、例えば連続する(m
+1)フレーム分の流れ場情報HFIn〜HFIn+mを用
いる。この流れ場情報HFI n〜HFIn+mは、上述のNa
vier-Stokes方程式を用いて外因を与えた流体シミュレ
ーションにより各フレームごとにリアルタイムに求める
ようにしてもよいし、あらかじめ記憶部170の流れ場
情報記憶部172に保存して適宜読み出すようにしても
よい。
In this embodiment, the modification in frame n
The previous object is transformed in frame (n + m)
When transforming into a later object, for example, it is continuous (m
+1) Flow field information HFI for one framen~ HFIn + mFor
There is. This flow field information HFI n~ HFIn + mIs the above Na
Fluid simulation with external factors using vier-Stokes equations
For each frame in real time
Alternatively, the flow field of the storage unit 170 may be set in advance.
Even if the information is stored in the information storage unit 172 and read out as appropriate.
Good.

【0173】フレームnにおける変形前のオブジェクト
WOBJについては、各フレームにおける流れ場情報を
逆順で適用して、例えば各格子点に設定された速度ベク
トルの向き及び大きさにしたがってオブジェクトの各構
成点の位置を変化させることにより、オブジェクト変形
が行われる。その結果、フレーム(n+m)では、変形
後のオブジェクトWOBJ1が生成される。
For the object WOBJ before deformation in the frame n, the flow field information in each frame is applied in reverse order, and for example, according to the direction and size of the velocity vector set in each grid point, The object is deformed by changing the position. As a result, the deformed object WOBJ1 is generated in the frame (n + m).

【0174】このとき、変形後のオブジェクトを用意す
る必要がなくなるばかりか、変形過程のオブジェクトデ
ータ(オブジェクトの全頂点情報)を保持する必要がな
いため、オブジェクト変形に必要とされるデータ量を削
減することができる。
At this time, it is not necessary to prepare the object after the deformation, and since it is not necessary to hold the object data (all vertex information of the object) of the deformation process, the data amount required for the object deformation is reduced. can do.

【0175】特に、フレームn〜フレーム(n+m)に
おける流れ場情報HFIn〜HFIn +mが、変形後(広義
には、第2の状態)のオブジェクトWOBJ1が変形前
(広義には、第1の状態)のオブジェクトWOBJに戻
る過程の流れ場情報である場合、この流れ場情報を逆順
序でオブジェクトに適用することで、流体の動作特有の
粘性をもって変形する様子を表現することができる。
[0175] In particular, the flow field information HFI n ~HFI n + m in the frame n~ frame (n + m) is (broadly, a second state) after deformation in the object WOBJ1 deformation before (broad, first (State) of the flow field information in the process of returning to the object WOBJ, the flow field information can be applied to the object in the reverse order to express a state in which the fluid has a characteristic viscosity and is deformed.

【0176】この場合、例えばフレームnで流れ場に外
因を与えて、次第に元の状態に戻るフレーム(n+m)
までの各フレームにおいて、流体シミュレーションによ
り求めた流れ場の情報を、保存しておけばよい。
In this case, for example, a frame (n + m) in which an external factor is given to the flow field in the frame n and gradually returns to the original state.
In each frame up to, the flow field information obtained by the fluid simulation may be saved.

【0177】また、図7(B)に示すように、任意のオ
ブジェクトWOBJ3に、変形過程の流れ場の情報HF
n〜HFIn+mを逆順で適用することで、変形オブジェ
クトWOBJ4を得ることができる。その変形過程は、
上述したように、流体の動作特有の粘性をもって変形す
ることになり、これまでにないオブジェクトの変形過程
の画像を提供することができる。
Further, as shown in FIG. 7B, the flow field information HF of the transformation process is added to an arbitrary object WOBJ3.
The I n ~HFI n + m by applying in reverse order, it is possible to obtain the deformation object WOBJ4. The transformation process is
As described above, the fluid deforms with a viscosity peculiar to the motion of the fluid, and thus it is possible to provide an image of the deformation process of the object which has never existed before.

【0178】このように、流れ場情報を用いてオブジェ
クト変形を行うことで、変形に伴うデータ量の削減、流
体の動作に反映させた変形過程の画像表現、変形過程及
び変形後の形状の複雑化により、これまでに得ることが
できなかったオブジェクト変形による効果的なエフェク
ト画像を提供することができるようになる。
As described above, by deforming an object using the flow field information, the amount of data associated with the deformation is reduced, the image representation of the deformation process reflected in the motion of the fluid, the deformation process and the shape after the deformation are complicated. By this, it becomes possible to provide an effective effect image due to the deformation of an object that could not be obtained until now.

【0179】本実施形態では、2次元の流れ場の情報を
用いた2次元のオブジェクト変形に限定されるものでは
なく、2次元又は3次元の流れ場の情報を用いた2次元
又は3次元のオブジェクト変形についても同様に行うこ
とができる。
The present embodiment is not limited to the two-dimensional object deformation using the information of the two-dimensional flow field, but the two-dimensional or three-dimensional object using the information of the two-dimensional or three-dimensional flow field. The object transformation can be similarly performed.

【0180】図8に、本実施形態における3次元の流れ
場の情報を用いた3次元オブジェクトの変形過程の画像
の一例を示す。
FIG. 8 shows an example of an image of the transformation process of a three-dimensional object using the information of the three-dimensional flow field in this embodiment.

【0181】ここでは、オブジェクト空間に配置された
円錐オブジェクトCOBJの変形過程の一例を示す。
Here, an example of the transformation process of the cone object COBJ arranged in the object space is shown.

【0182】3次元の円錐オブジェクトCOBJの構成
点の位置が、3次元の流れ場HF30の格子点の速度ベク
トルに基づいて変化するものとする。3次元の流れ場H
30は、時間経過(フレーム進行)に伴い、上述のNavi
er-Stokes方程式にしたがって更新される。
It is assumed that the positions of the constituent points of the three-dimensional conical object COBJ change based on the velocity vector of the lattice points of the three-dimensional flow field HF 30 . Three-dimensional flow field H
F 30 is the Navi described above as time passes (frame progress).
Updated according to the er-Stokes equation.

【0183】円錐オブジェクトCOBJは、時間経過に
伴い、各フレームにおける流れ場HF30〜HF34の各格
子点における速度ベクトルの向き及び大きさに基づい
て、その構成点の位置が変化する結果、オブジェクト変
形が行われる。
The conical object COBJ changes the position of its constituent points based on the direction and magnitude of the velocity vector at each grid point of the flow fields HF 30 to HF 34 in each frame with the passage of time. Deformation takes place.

【0184】2.3.1 流れ場情報に基づくオブジェ
クト変形 以下、上述したオブジェクト変形について詳細に説明す
る。
2.3.1 Object Deformation Based on Flow Field Information The above object deformation will be described in detail below.

【0185】本実施形態では、変形過程の流れ場情報を
保存しておき、順次読み出してオブジェクトに反映させ
ることで、オブジェクトが次第に変形する画像を生成す
ることができる。ここでは、2次元の流れ場の情報を用
いて、2次元のオブジェクトを変形する場合について説
明するが、2次元又は3次元の流れ場の情報を用いて2
次元若しくは3次元のオブジェクトを変形する場合も原
理的には同様である。
In the present embodiment, the flow field information of the transformation process is stored, read sequentially and reflected in the object, so that an image in which the object is gradually transformed can be generated. Here, a case where a two-dimensional object is deformed by using information of a two-dimensional flow field will be described.
The same applies in principle when a three-dimensional or three-dimensional object is deformed.

【0186】なお、以下では流れ場の情報に基づいてオ
ブジェクトを変形する場合について説明するが、流れ場
の影響を受けた情報に基づいてオブジェクトを変形する
場合も同様である。
Note that the case where the object is deformed based on the flow field information will be described below, but the same applies when the object is deformed based on the information affected by the flow field.

【0187】図9に、本実施形態において保存される変
形過程の流れ場情報を模式的に示す。
FIG. 9 schematically shows the flow field information of the transformation process stored in this embodiment.

【0188】本実施形態では、例えばフレーム0におけ
るオブジェクトWOBJ0に対して、連続する複数フレ
ーム分(広義には、所与の時間分)の流れ場情報(又は
該流れ場の影響を受けた情報)を、各フレームにおいて
順次適用することで、オブジェクトの変形を行う。ここ
で、流れ場情報(又は該流れ場の影響を受けた情報)を
適用するとは、例えば流れ場情報(又は該流れ場の影響
を受けた情報)を用いて、オブジェクト(広義には、プ
リミティブ)の構成点又は制御点の位置、オブジェクト
の構成点又は制御点に関連付けられる情報、オブジェク
トに関連付けられる法線ベクトルの向き及び大きさの少
なくとも1つ、及びオブジェクトの頂点情報の少なくと
も1つを変化させることをいう。
[0188] In the present embodiment, the object Wobj 0 in example frame 0, information (in a broad sense, given time duration) a plurality of frames consecutive affected by the flow field information (or the flow field ) Is sequentially applied in each frame to transform the object. Here, applying the flow field information (or information affected by the flow field) means, for example, using the flow field information (or information affected by the flow field), an object (in a broad sense, a primitive ) Of at least one of the configuration point or control point, the information associated with the configuration point or control point of the object, the orientation and size of the normal vector associated with the object, and at least one of the vertex information of the object. It means to let.

【0189】流れ場情報は、各フレームにおいて、流体
シミュレーションによって格子点における物理量(例え
ば速度ベクトル)として求められる。該流れ場の影響を
受けた情報は、各フレームにおいて、流体シミュレーシ
ョンによって求められた格子点における物理量(例えば
速度ベクトルなど)についての流れ場情報に基づいて変
化する情報(対象物に適用するために、上記物理量につ
いての流れ場情報に基づいて演算された結果)として求
められる。
The flow field information is obtained as a physical quantity (for example, a velocity vector) at a grid point by fluid simulation in each frame. The information affected by the flow field is information that changes in each frame based on the flow field information about the physical quantity (for example, velocity vector etc.) at the grid point obtained by the fluid simulation (for applying to the object. , A result calculated based on the flow field information about the physical quantity).

【0190】したがって、例えば流れ場情報を用いてオ
ブジェクト変形を行う場合、連続する複数の(m+1)
フレーム分の流れ場情報HFIn〜HFIn+mを保存して
おき、フレームnにおけるオブジェクトWOBJnに順次
適用することで、フレームn〜フレーム(n+m)にお
けるオブジェクトWOBJn〜WOBJn+mを得ることが
できる。
Therefore, for example, when object transformation is performed using flow field information, a plurality of consecutive (m + 1)
The flow field information HFI n to HFI n + m for frames is stored and sequentially applied to the object WOBJ n in the frame n to obtain the objects WOBJ n to WOBJ n + m in the frame n to the frame (n + m). be able to.

【0191】なお、フレーム(n+k)(ただし、0≦
k≦m。kは整数)におけるオブジェクトWOBJn+k
は、流れ場HFn+kを用いた結果として得ることができ
ればよい。流れ場情報HFIn+kが直前フレームの流れ
場情報に対する物理量の変化である場合には、流れ場情
報HFn〜HFn+kを、順番に変形前のオブジェクトに適
用することで、最終的にフレーム(n+k)におけるオ
ブジェクトWOBJn+kを得ることができる。また、流
れ場情報HFIn+kが、フレーム0におけるオブジェク
トWOBJ0に対する物理量の変化である場合には、流
れ場情報HFIn+kをフレーム0におけるオブジェクト
WOBJ0に適用することで、フレーム(n+k)にお
けるオブジェクトWOBJn+kを得ることができる。
The frame (n + k) (where 0 ≦
k ≦ m. object WOBJ n + k where k is an integer
Should be obtained as a result of using the flow field HF n + k . When the flow field information HFI n + k is a change in the physical quantity with respect to the flow field information of the immediately preceding frame, the flow field information HF n to HF n + k are sequentially applied to the untransformed object to obtain the final result. Then, the object WOBJ n + k in the frame (n + k) can be obtained. Furthermore, the flow field information HFI n + k is, when a change in physical quantity to objects Wobj 0 in frame 0, by applying the flow field information HFI n + k to the object Wobj 0 in frame 0, frame (n + k ) Object WOBJ n + k can be obtained.

【0192】したがって、流れ場情報又は該流れ場の影
響を受けた情報を用いてオブジェクト変形を行うこと
で、変形過程におけるオブジェクトの全頂点情報を用意
しておく必要がなくなり、変形に伴うデータ量を削減す
ることができる。
Therefore, by performing the object transformation using the flow field information or the information affected by the flow field, it is not necessary to prepare all the vertex information of the object in the transformation process, and the data amount accompanying the transformation can be reduced. Can be reduced.

【0193】また、リアルタイムで流体シミュレーショ
ンを行うことなく、これまで表現できなかった複雑なオ
ブジェクト変形が可能となる。
Further, it is possible to carry out complex object deformation which could not be expressed so far, without performing fluid simulation in real time.

【0194】なお、流れ場情報HFIn〜HFIn+mを求
めるために、フレームn〜フレーム(n+m)の各フレ
ームごとにリアルタイムで流れ場HFn〜HFn+mを求め
るようにしてもよい。この場合、フレームnにおける流
れ場HFnの流れ場情報HFInのみが与えられると、流
体シミュレーションにしたがって各フレームにおける流
れ場情報をリアルタイムで求めることができるので、オ
ブジェクト変形に必要とされるデータ量を大幅に削減す
ることができるようになる。
In order to obtain the flow field information HFI n to HFI n + m , the flow fields HF n to HF n + m may be obtained in real time for each frame from frame n to frame (n + m). . In this case, when only the flow field information HFI n of the flow field HF n at frame n is given, it is possible to determine the flow field information in each frame in real time according fluid simulation, the amount of data required to object deformation Will be able to be significantly reduced.

【0195】また、各フレームにおいて、流れ場情報を
オブジェクトに適用した結果として、プリミティブの構
成点又は制御点の位置、プリミティブの構成点又は制御
点に関連付けられる情報、プリミティブに関連付けられ
る法線ベクトルの向き及び大きさの少なくとも1つ、及
びプリミティブの頂点情報のうち少なくとも1つを含み
1フレーム分(広義には、所与の単位時間分)の画像を
生成するためのデータをオブジェクトデータとして保存
しておき、これを再生データとして逆順再生するように
してもよい。この場合、流体シミュレーションを行う必
要がないので、処理負荷をかけることなく、これまで表
現できなかった複雑な変形過程を有する変形画像を提供
することができる。
Also, in each frame, as a result of applying the flow field information to the object, the position of the constituent point or control point of the primitive, the information associated with the constituent point or control point of the primitive, and the normal vector associated with the primitive. Data for generating an image of one frame (in a broad sense, a given unit time) including at least one of the orientation and size and at least one of the vertex information of the primitive is stored as object data. Alternatively, this may be reproduced in reverse order as reproduction data. In this case, since it is not necessary to perform the fluid simulation, it is possible to provide a deformed image having a complicated deformation process that could not be expressed so far without imposing a processing load.

【0196】2.3.2 粘性を有するオブジェクト変
形 また、本実施形態では、変形後の状態から変形前の状態
に戻る過程の流れ場情報をあらかじめ保存しておき、こ
れを逆順序で変形前のオブジェクトに適用する(逆順再
生する)ことによって、流体の動作特有の粘性をもって
変形する画像を生成することができる。これにより、流
体が元に戻る特性を利用して、ゆっくりと変形する様を
表現することができる。ここでは、2次元の流れ場の情
報を用いて、2次元のオブジェクトを変形する場合につ
いて説明するが、2次元又は3次元の流れ場の情報を用
いて2次元又は3次元のオブジェクトを変形する場合も
原理的には同様である。
2.3.2 Deformation of Viscous Object In this embodiment, the flow field information in the process of returning from the state after the deformation to the state before the deformation is stored in advance, and this is stored in the reverse order before the deformation. An image that deforms with the viscosity peculiar to the motion of the fluid can be generated by applying (reverse reproduction) to the object of. Thereby, it is possible to express that the fluid slowly deforms by utilizing the characteristic that the fluid returns to the original state. Here, a case where a two-dimensional object is deformed by using information of a two-dimensional flow field will be described. However, a two-dimensional or three-dimensional object is deformed by using information of a two-dimensional or three-dimensional flow field. The same applies in principle.

【0197】図10に、本実施形態における逆順再生に
ついて説明するための図を示す。
FIG. 10 is a diagram for explaining reverse playback in this embodiment.

【0198】まず、フレーム0における流れ場HF0
流れ場情報HFI0が適用されたオブジェクトWOBJ0
が、変形前のオブジェクトの形状であるものとする。
[0198] First of all, the object WOBJ flow field information HFI 0 of the flow field HF 0 is applied in the frame 0 0
Is the shape of the object before deformation.

【0199】例えばあらかじめフレームn〜フレーム
(n+m)における流れ場HFn〜HFn+mの流れ場情報
HFIn〜HFIn+mを求め、例えば記憶部の流れ場情報
記憶部に保存しておく。流れ場HFn〜HFn+mは、例え
ばフレームnの流れ場HFnの所与の位置に与えられた
外因によって、フレーム(n+m)に至るまでの各フレ
ームにおける流れ場の状態として流体シミュレーション
により求められる。
[0199] For example determined flow field HF n ~HF n + m flow field information HFI n ~HFI n + m in advance a frame n~ frame (n + m), for example keep the flow field information storage unit of the storage unit . The flow fields HF n to HF n + m are, for example, by fluid simulation as states of the flow field in each frame up to the frame (n + m) due to an external factor given to a given position of the flow field HF n in the frame n. Desired.

【0200】そして、フレームnにおいて、保存されて
いたフレーム(n+m)の流れ場情報HFIn+mを用い
て、フレーム0における変形前のオブジェクトWOBJ
0の構成点の位置を変化させることで、オブジェクトW
OBJn+mが生成される。以降、同様にフレーム(n+
1)、(n+2)において、保存されていたフレーム
(n+m−1)、(n+m−2)の流れ場情報HFI
n+m-1、HFIn+m-2を適用し、フレーム(n+m)で
は、保存されていたフレームnの流れ場情報HFIn
適用することで、変形前のオブジェクトWOBJnが生
成される。
Then, using the flow field information HFI n + m of the frame (n + m) stored in the frame n, the object WOBJ before deformation in the frame 0 is used.
By changing the position of the constituent point of 0 , the object W
OBJ n + m is generated. After that, similarly, the frame (n +
1) and (n + 2), the flow field information HFI of the stored frames (n + m-1) and (n + m-2)
By applying n + m-1 and HFI n + m-2, and by applying the stored flow field information HFI n of frame n in frame (n + m), the object WOBJ n before deformation is generated. .

【0201】すなわち、フレームn〜フレーム(n+
m)にかけて、粘性をもってオブジェクトWOBJn+m
からオブジェクトWOBJn(WOBJ0)に向けてゆっ
くりに変形することになる。
That is, frame n to frame (n +
m), viscous object WOBJ n + m
Slowly deforms toward the object WOBJ n (WOBJ 0 ).

【0202】このように、変形後の状態から変形前の状
態に戻る過程(広義には、第1の状態から第2の状態に
変化した流れ場が、第1の状態に戻る過程)の流れ場情
報を逆順序にオブジェクトに適用することで、これまで
表現が困難であった流体の動作特有の粘性をもってオブ
ジェクトが変形する過程の画像を生成することができる
ようになる。
In this way, the flow of the process of returning from the state after deformation to the state before deformation (broadly speaking, the process in which the flow field changed from the first state to the second state returns to the first state) By applying the field information to the object in the reverse order, it becomes possible to generate an image of the process in which the object deforms with the viscosity peculiar to the motion of the fluid, which has been difficult to express.

【0203】さらにまた、本実施形態では、この変形後
の状態から変形前の状態に戻る過程の流れ場の情報を逆
順序で適用して、任意のオブジェクトの構成点の位置を
変化させるようにしてもよい。この場合、これまで表現
が困難であった流体の動作特有の粘性をもったオブジェ
クトの変形過程の画像を生成することができる。
Furthermore, in this embodiment, the information of the flow field in the process of returning from the state after the deformation to the state before the deformation is applied in the reverse order to change the positions of the constituent points of the arbitrary object. May be. In this case, it is possible to generate an image of the deformation process of an object having a viscosity peculiar to the motion of a fluid, which has been difficult to express up to now.

【0204】図11(A)、(B)に、変形後の状態か
ら変形前の状態に戻る過程の流れ場情報を適用したオブ
ジェクト変形について説明するための図を示す。
FIGS. 11A and 11B are views for explaining the object deformation to which the flow field information in the process of returning from the state after deformation to the state before deformation is applied.

【0205】本実施形態では、図11(A)に示すよう
に、フレーム0におけるオブジェクトWOBJ0Aに対し
て、各フレームにおける流れ場情報を適用して、オブジ
ェクトの変形を行うことができる。この場合、外因が与
えられた変形後のオブジェクトWOBJnAは、流体動作
特有の粘性をもって、オブジェクトWOBJnA、WOB
(n+1)A、・・・、WOBJ(n+m-1)Aと変形し、次第に
元の変形前のオブジェクトWOBJ(n+m)Aに戻る。この
際、変形後の状態から変形前の状態に戻る過程の流れ場
情報HFIn(変形後の状態の流れ場の情報)〜HFI
n+m(変形前の状態の流れ場の情報)を保存しておく。
In this embodiment, as shown in FIG. 11A, the flow field information in each frame can be applied to the object WOBJ 0A in the frame 0 to deform the object. In this case, the deformed object WOBJ nA given an extrinsic has a viscosity peculiar to the fluid motion, and the objects WOBJ nA and WOB
J (n + 1) A , ..., WOBJ (n + m-1) A are transformed, and the original object WOBJ (n + m) A before transformation is gradually returned. At this time, flow field information HFI n (flow field information after deformation) to HFI in the process of returning from the state after deformation to the state before deformation.
Save n + m (flow field information before deformation).

【0206】次に、この保存した変形後の状態から変形
前の状態に戻る過程の流れ場情報HFIn〜HFI
n+mを、任意のオブジェクトに対して逆順序で適用す
る。この場合、図11(B)に示すように、各フレーム
におけるオブジェクトWOBJnB、WOBJ(n+1)B、・
・・、WOBJ(n+m-1)B、WOBJ(n+m)Bが生成され
る。
Next, the flow field information HFI n to HFI in the process of returning from the stored state after deformation to the state before deformation.
Apply n + m in reverse order to any object. In this case, as shown in FIG. 11B, the objects WOBJ nB , WOBJ (n + 1) B , ...
.., WOBJ (n + m-1) B and WOBJ (n + m) B are generated.

【0207】このとき、オブジェクトの変形過程は、粘
性をもって次第に変形後のオブジェクトの形状に落ち着
くように行われるため、これまでに表現できないエフェ
クト効果を得ることができる。
At this time, the process of deforming the object is performed so as to gradually settle into the shape of the object after deformation with viscosity, so that an effect effect that cannot be expressed so far can be obtained.

【0208】2.3.3 1の流れ場を複数のオブジェ
クトに適用 本実施形態では、1の流れ場又は該流れ場の影響を受け
た仮想場を、オブジェクト空間に配置される1又は複数
のオブジェクトに適用することができる。すなわち、1
の流れ場において、流体シミュレーションにより求めら
れる各フレームの流れ場の情報又は該流れ場の影響を受
けた情報を用いて、複数のオブジェクトを変形させるこ
とができる。ここでは、2次元の流れ場の情報を用い
て、2次元のオブジェクトを変形する場合について説明
するが、2次元又は3次元の流れ場の情報を用いて2次
元又は3次元のオブジェクトを変形する場合も原理的に
は同様である。
2.3.3 Applying one flow field to a plurality of objects In this embodiment, one flow field or a virtual field influenced by the flow field is arranged in an object space. Can be applied to objects. Ie 1
In the above flow field, the plurality of objects can be deformed by using the information of the flow field of each frame obtained by the fluid simulation or the information affected by the flow field. Here, a case where a two-dimensional object is deformed by using information of a two-dimensional flow field will be described. However, a two-dimensional or three-dimensional object is deformed by using information of a two-dimensional or three-dimensional flow field. The same applies in principle.

【0209】図12に、本実施形態における1の流れ場
を複数のオブジェクトに適用する場合について説明する
ための図を示す。
FIG. 12 is a diagram for explaining a case where one flow field in this embodiment is applied to a plurality of objects.

【0210】本実施形態では、2次元の流れ場HFA-D
を、2次元のオブジェクトWOBJA〜WOBJDそれ
ぞれに適用することができる。すなわち、2次元の流れ
場HFA-Dにおいて流体シミュレーションにより求めら
れた各格子点の情報は、オブジェクト空間における複数
の位置に配置されたWOBJA〜WOBJDの場の情報
として用いられる。
In this embodiment, the two-dimensional flow field HF AD is used.
Can be applied to each of the two-dimensional objects WOBJA to WOBJD. That is, the information of each grid point obtained by the fluid simulation in the two-dimensional flow field HF AD is used as the information of the fields of WOBJA to WOBJD arranged at a plurality of positions in the object space.

【0211】したがって、1の流れ場HFA-Dにおける
流体シミュレーションにより、1の流れ場を、各位置に
配置された各オブジェクトに対して同様に反映させたオ
ブジェクトWOBJA´〜WOBJD´を得ることがで
きる。
Therefore, the fluid simulation in the one flow field HF AD makes it possible to obtain the objects WOBJA ′ to WOBJD ′ in which the one flow field is similarly reflected on each object arranged at each position.

【0212】これにより、上述したオブジェクト変形に
よる表現を、より少ない処理負荷で実現することができ
る。
As a result, the above-described representation by object transformation can be realized with a smaller processing load.

【0213】また、流れ場HFA-Dとは別個の2次元の
流れ場HFA-D´を、上述のオブジェクトWOBJA〜
WOBJDそれぞれに適用するようにしてもよい。すな
わち、流れ場HFA-D´において流体シミュレーション
により求められた各格子点の情報は、オブジェクト空間
における複数の位置に配置されたWOBJA〜WOBJ
Dの場の情報として用いられる。
Further, a two-dimensional flow field HF AD ′, which is separate from the flow field HF AD , is generated by the above-mentioned objects WOBJA ~.
You may make it apply to each WOBJD. That is, the information on each grid point obtained by the fluid simulation in the flow field HF AD ′ is WOBJA to WOBJ arranged at a plurality of positions in the object space.
It is used as the information of D field.

【0214】したがって、1の流れ場HFA-D´におけ
る流体シミュレーションにより、1の流れ場HFA-D´
を、各位置に配置された各オブジェクトに同様に反映さ
せたオブジェクトWOBJA´´〜WOBJD´´を得
ることができる。
[0214] Thus, the first flow field HF AD 'by a fluid simulation in one of the flow field HF AD'
The objects WOBJA ″ to WOBJD ″ can be obtained by similarly reflecting each of the objects on each of the positions.

【0215】なお、流れ場HFA-D、HFA-D´を、同一
タイミングでオブジェクトWOBJA〜WOBJDに適
用しなくてもよい。例えば、流れ場HFA-Dについて流
体シミュレーションにより求められた流れ場の情報を保
存しておき、オブジェクトWOBJA〜WOBJDごと
にタイミングをずらして、適用するようにしてもよい。
The flow fields HF AD and HF AD ′ do not have to be applied to the objects WOBJA to WOBJD at the same timing. For example, the flow field information obtained by the fluid simulation for the flow field HF AD may be stored, and the timing may be shifted for each of the objects WOBJA to WOBJD to be applied.

【0216】また、同一オブジェクトに適用される流れ
場HFA-D、HFA-D´を、格子点ごとに平均化するなど
のブレンド手法後に、オブジェクトに適用することもで
きる。
The flow fields HF AD and HF AD ′ applied to the same object may be applied to the object after a blending method such as averaging for each grid point.

【0217】ここでは、オブジェクトに流れ場の情報を
適用する場合について説明したが、該オブジェクトに該
流れ場の影響を受けた情報を適用する場合についても同
様である。
Here, the case where the flow field information is applied to the object has been described, but the same applies to the case where the information affected by the flow field is applied to the object.

【0218】2.4 その他 上述したように、流れ場を求めるためには流体シミュレ
ーションを行う必要がある。特に、各フレームにおいて
流体シミュレーションを行う場合には、処理負荷が問題
となる。その場合、以下のようにすることで処理負荷を
軽減することができる。
2.4 Others As described above, it is necessary to perform fluid simulation in order to obtain the flow field. In particular, when the fluid simulation is performed in each frame, the processing load becomes a problem. In that case, the processing load can be reduced by performing the following.

【0219】例えば、流体シミュレーションは、3次元
空間で計算を行った場合、計算量が膨大となるため、イ
ンタラクティブに発生する外因を反映させた画像の生成
をリアルタイム処理することは困難である。ここで、リ
アルタイム処理とは、例えばゲーム処理、画像生成処
理、音生成処理などの全ての処理を、1フレーム(1/
60秒、1/30秒)以内に完了させることをいう。
For example, in a fluid simulation, when the calculation is performed in a three-dimensional space, the amount of calculation becomes enormous, so that it is difficult to real-time process the generation of an image reflecting an external factor that occurs interactively. Here, the real-time processing means, for example, all processing such as game processing, image generation processing, and sound generation processing in one frame (1 /
It means to complete within 60 seconds, 1/30 second).

【0220】そこで、図13に示すように、奥行きを考
慮しない2次元平面において流体シミュレーションを行
って流れ場又は該流れ場の影響を受けた仮想場を求め
(流れ場情報又は該流れ場の影響を受けた情報を求
め)、この流れ場の情報又は該流れ場の影響を受けた情
報を3次元のオブジェクト空間に適用することで処理負
荷を軽減するようにしてもよい。
Therefore, as shown in FIG. 13, a flow field or a virtual field influenced by the flow field is obtained by performing a fluid simulation on a two-dimensional plane without considering the depth (flow field information or the influence of the flow field). The processing load may be reduced by determining the received information) and applying this flow field information or the information affected by the flow field to the three-dimensional object space.

【0221】このとき、オブジェクト空間における所与
の視点(仮想カメラ)VCの視線方向に対して、ほぼ正
対するように2次元の流れ場HF又は該流れ場の影響を
マッピングするプリミティブ面を設定する。そして、こ
のプリミティブ面の高さ方向(残りの1軸方向)の情報
については、例えば比例式若しくは定数などの別計算で
行う。
At this time, a two-dimensional flow field HF or a primitive surface for mapping the influence of the flow field HF is set so as to substantially face the line-of-sight direction of a given viewpoint (virtual camera) VC in the object space. . Then, the information in the height direction of the primitive surface (the remaining one axis direction) is calculated by another calculation such as a proportional expression or a constant.

【0222】こうすることで、所与の視点VCから見え
る画像について、画像エフェクトとしての効果を発揮で
きる平面上の動きは流体シミュレーションの演算結果を
効果的に反映することになる。これにより、より少ない
処理負荷で、表現性を損なうことなく流体の動作を反映
させた画像を効果的に生成することができるようにな
る。
By doing so, for the image viewed from the given viewpoint VC, the movement on the plane capable of exerting the effect as the image effect effectively reflects the calculation result of the fluid simulation. As a result, it is possible to effectively generate an image in which the motion of the fluid is reflected, without impairing the expressiveness, with a smaller processing load.

【0223】また、図14に示すように、上述したNavi
er-Stokes方程式を用いた流体シミュレーションにより
求められた流れ場HFを、オブジェクト空間に配置され
たオブジェクトOBJにマッピングすることができる。
Further, as shown in FIG. 14, the above-mentioned Navi
The flow field HF obtained by the fluid simulation using the er-Stokes equation can be mapped to the object OBJ arranged in the object space.

【0224】流れ場HF又は該流れ場の影響を受けた仮
想場を、例えばオブジェクトOBJの表面にマッピング
することで、流れ場HFを反映させる位置のプリミティ
ブの位置の変化や、プリミティブに関連付けられる情報
としての色情報、透明度情報などによりプリミティブの
状態の変化に、流体の動作を反映させることができる。
すなわち、流れ場HF内のプリミティブの位置及び状態
を、流体シミュレーションにしたがって制御することが
できる。
By mapping the flow field HF or the virtual field affected by the flow field on the surface of the object OBJ, for example, the change in the position of the primitive at the position reflecting the flow field HF and the information associated with the primitive. The motion of the fluid can be reflected in the change of the state of the primitive by the color information, the transparency information, and the like.
That is, the position and state of the primitive in the flow field HF can be controlled according to the fluid simulation.

【0225】また、例えば、このような流れ場HF又は
該流れ場の影響を受けた仮想場をUVマッピングにより
オブジェクトOBJの表面にマッピングした場合、オブ
ジェクトOBJの形状が変化した場合にもその表面に流
れ場HFをマッピングすることができるので、オブジェ
クトOBJの表面の形状にかかわらず、プリミティブの
位置又は状態を、流体シミュレーションにしたがって制
御することができる。
Further, for example, when such a flow field HF or a virtual field affected by the flow field is mapped on the surface of the object OBJ by UV mapping, even if the shape of the object OBJ changes, the surface of the object OBJ also changes. Since the flow field HF can be mapped, the position or state of the primitive can be controlled according to the fluid simulation regardless of the shape of the surface of the object OBJ.

【0226】図15に、オブジェクトOBJ1に対して
行われる2次元の流れ場HFのUVマッピングについて
説明するための図を示す。
FIG. 15 is a diagram for explaining the UV mapping of the two-dimensional flow field HF performed on the object OBJ1.

【0227】ここで、オブジェクトOBJ1の頂点座標
が(X,Y)=(0,0),(Xmax,0),(0,
Ymax),(Xmax,Ymax)であるものとす
る。このようなオブジェクトOBJ1に対して、UVマ
ッピングする流れ場HFの頂点座標を(U,V)=
(0,0),(1,0),(0,1),(1,1)とす
る。
Here, the vertex coordinates of the object OBJ1 are (X, Y) = (0, 0), (Xmax, 0), (0,
Ymax), (Xmax, Ymax). For such an object OBJ1, the vertex coordinates of the flow field HF subjected to UV mapping are (U, V) =
Let (0,0), (1,0), (0,1), (1,1).

【0228】UVマッピングでは、例えばオブジェクト
OBJ1の各頂点に、流れ場HFの各頂点が対応付けら
れる。すなわち、オブジェクトOBJ1の頂点座標
(X,Y)=(0,0)に流れ場HFの頂点座標(U,
V)=(0,0)を、オブジェクトOBJ1の頂点座標
(X,Y)=(Xmax,0)に流れ場HFの頂点座標
(U,V)=(1,0)を、オブジェクトOBJ1の頂
点座標(X,Y)=(0,Ymax)に流れ場HFの頂
点座標(U,V)=(0,1)を、オブジェクトOBJ
1の頂点座標(X,Y)=(Xmax,Ymax)に流
れ場HFの頂点座標(U,V)=(1,1)を、それぞ
れコーディネートする。
In UV mapping, for example, each vertex of the flow field HF is associated with each vertex of the object OBJ1. That is, at the vertex coordinates (X, Y) = (0, 0) of the object OBJ1, the vertex coordinates (U,
V) = (0,0) to the vertex coordinates (X, Y) = (Xmax, 0) of the object OBJ1 and the vertex coordinates (U, V) = (1,0) of the flow field HF to the vertex of the object OBJ1. At the coordinates (X, Y) = (0, Ymax), the vertex coordinates (U, V) = (0,1) of the flow field HF are set to the object OBJ.
The vertex coordinates (U, V) = (1,1) of the flow field HF are coordinated with the vertex coordinates (X, Y) = (Xmax, Ymax) of 1.

【0229】こうすることで、オブジェクトOBJ1を
描画する際、オブジェクトOBJ1上の各点が流れ場H
F上のどの位置を参照しているかを求めることができる
ので、各点の流れ場情報として速度ベクトルが求められ
ている場合には、流れ場HFの格子点GPの速度ベクト
ルを、オブジェクトOBJ1表面の対応位置GP´の速
度ベクトルとして、オブジェクトOBJ1表面上のプリ
ミティブに反映させることができる。
By doing so, when the object OBJ1 is drawn, each point on the object OBJ1 becomes a flow field H.
Since it is possible to determine which position on F is referred to, when the velocity vector is obtained as the flow field information of each point, the velocity vector of the grid point GP of the flow field HF is set to the surface of the object OBJ1. Can be reflected on the primitive on the surface of the object OBJ1 as the velocity vector of the corresponding position GP ′.

【0230】なお、マッピングする流れ場は、2次元の
ものでも3次元のものでもよいが、2次元の場合には、
上述したようにその分処理負荷を軽減することができ
る。
The flow field to be mapped may be two-dimensional or three-dimensional, but in the case of two-dimensional,
As described above, the processing load can be reduced accordingly.

【0231】さらにまた、上述したような流れ場を反映
させた画像を生成する必要がない場合にも、各フレーム
において流体シミュレーションを行うのは効率的ではな
い。流れ場を反映させた画像を生成する必要がない場合
に、その分の処理負荷を他の処理に割り当てられること
が望ましい。
Further, even when it is not necessary to generate an image reflecting the flow field as described above, it is not efficient to perform the fluid simulation in each frame. When it is not necessary to generate an image that reflects the flow field, it is desirable to allocate the processing load for that to other processing.

【0232】そこで、例えば、流れ場のサイズ、分割
数、設定位置、設定数及び形状のうち少なくとも1つを
可変とするようにしてもよい。
Therefore, for example, at least one of the size, the number of divisions, the set position, the set number, and the shape of the flow field may be made variable.

【0233】図16に、流れ場の可変制御について説明
するための図を示す。
FIG. 16 shows a diagram for explaining variable control of the flow field.

【0234】以下では、2次元の流れ場を2次元のオブ
ジェクトに適用する場合について説明するが、2次元又
は3次元の流れ場を2次元又は3次元のオブジェクトに
適用する場合も同様である。
The case where the two-dimensional flow field is applied to the two-dimensional object will be described below, but the same applies to the case where the two-dimensional or three-dimensional flow field is applied to the two-dimensional or three-dimensional object.

【0235】ここで、上述のNavier-Stokes方程式を用
いた流体シミュレーションにより求められた流れ場又は
該流れ場の影響を受けた仮想場を、オブジェクトWOB
JXに対して反映させた画像を生成する場合を考える。
Here, the flow field obtained by the fluid simulation using the Navier-Stokes equation described above or the virtual field affected by the flow field is defined as the object WOB.
Consider a case where an image reflected on JX is generated.

【0236】流れ場又は流れ場の影響を受けた仮想場を
反映させる位置にオブジェクトWOBJXが配置された
場合、流れ場の各格子点の情報又は該情報に基づいて求
められた流れ場の影響を受けた情報に基づいて、オブジ
ェクトOBJXの構成点又は制御点の位置や、構成点に
関連付けられる情報(色情報、透明度情報など)又は制
御点に関連付けられる情報(重み付けなど)が変化す
る。これにより、オブジェクトWOBJXは、流れ場の
サイズ又は分割数に応じた画像が生成されることにな
る。
When the object WOBJX is arranged at a position that reflects the flow field or the virtual field influenced by the flow field, the information of each grid point of the flow field or the influence of the flow field obtained based on the information is displayed. The positions of the constituent points or control points of the object OBJX, the information associated with the constituent points (color information, transparency information, etc.), or the information associated with the control points (weighting, etc.) change based on the received information. As a result, the object WOBJX is generated with an image according to the size of the flow field or the number of divisions.

【0237】例えば図16に示すように、オブジェクト
OBJXは、サイズ又は分割数が異なる流れ場HFX1
〜HFX3の各格子点の流れ場情報(例えば速度ベクト
ル)に基づいてそれぞれオブジェクトの構成点の位置を
変化させた場合、オブジェクトOBJX1〜OBJX3
のように変形する。
For example, as shown in FIG. 16, the flow field HFX1 of the object OBJX is different in size or number of divisions.
When the positions of the constituent points of each object are changed based on the flow field information (eg velocity vector) of each lattice point of HFX3 to HFX3, the objects OBJX1 to OBJX3
It transforms like.

【0238】ここで、流れ場HFX1と流れ場HFX2
は、分割数は同等で、サイズが異なる。また、流れ場H
FX1と流れ場HFX3は、サイズが同等で、分割数が
異なる。
Here, the flow field HFX1 and the flow field HFX2
Have the same number of divisions but different sizes. Also, the flow field H
The FX1 and the flow field HFX3 have the same size and different division numbers.

【0239】流れ場HFX2を設定する場合は、流れ場
HFX1を設定する場合に比べて、分割数が同等である
ため、流れ場を表す精度が低下する。しかしながら、こ
の場合は、流体シミュレーションの処理負荷を増加させ
ることなく、流れ場HFX1よりも広いエリアで流れ場
の状態を表現することができる。
When the flow field HFX2 is set, the number of divisions is the same as in the case where the flow field HFX1 is set, so the accuracy of expressing the flow field is reduced. However, in this case, the state of the flow field can be expressed in an area wider than the flow field HFX1 without increasing the processing load of the fluid simulation.

【0240】一方、流れ場HFX3を設定する場合は、
流れ場HFX1を設定する場合に比べて、分割数が多く
なるため、流体シミュレーションの処理負荷が重くなっ
てしまう。しかしながら、この場合は、流れ場HFX1
よりも精度良く流れ場の状態を表現することができるの
で、よりリアルな画像を生成することが可能となる。
On the other hand, when setting the flow field HFX3,
Compared to the case where the flow field HFX1 is set, the number of divisions is large, so the processing load of the fluid simulation becomes heavy. However, in this case, the flow field HFX1
Since the state of the flow field can be expressed more accurately than that, it becomes possible to generate a more realistic image.

【0241】このように、オブジェクトに対して、処理
負荷と表現のリアルさとを考慮して流れ場のサイズ又は
分割数を変更することで、流体シミュレーションにより
求められた流れ場の情報又は該流れ場の影響を受けた情
報に基づく画像生成処理の最適化を図ることができる。
As described above, by changing the size of the flow field or the number of divisions of the object in consideration of the processing load and the realistic expression, the flow field information obtained by the fluid simulation or the flow field is obtained. It is possible to optimize the image generation processing based on the information affected by.

【0242】なお、本実施形態では、流れ場のサイズ又
は分割数だけに限定されず、流れ場のサイズ、流れ場の
分割数、流れ場の設定する位置や、設定する数及び流れ
場の形状(グリッドの形状も含む)のうち少なくとも1
つを変更することで、同様に処理負荷と精度が高い画像
生成との最適化を図ることができる。
In the present embodiment, the size or the number of divisions of the flow field is not limited, and the size of the flow field, the number of divisions of the flow field, the position to set the flow field, the number to be set and the shape of the flow field. At least 1 (including grid shape)
Similarly, it is possible to optimize the processing load and the highly accurate image generation.

【0243】3. 本実施形態の処理 次に、上述したような本実施形態におけるオブジェクト
変形の処理例について説明する。
3. Processing of this Embodiment Next, a processing example of object transformation in this embodiment as described above will be described.

【0244】以下では、流れ場をオブジェクトに適用す
る場合について示すが、流れ場の影響を受けた仮想場を
オブジェクトに適用する場合も同様である。
Below, the case where the flow field is applied to the object is shown, but the same applies when the virtual field affected by the flow field is applied to the object.

【0245】まず、2次元及び3次元の流れ場を用いた
場合の処理例について説明する。
First, a processing example using the two-dimensional and three-dimensional flow fields will be described.

【0246】図17に、本実施形態における2次元の流
れ場を用いた2次元のオブジェクトの変形処理の一例の
フローチャートを示す。
FIG. 17 shows a flow chart of an example of the transformation process of a two-dimensional object using the two-dimensional flow field in this embodiment.

【0247】まず、処理部100において、各種パラメ
ータの初期化を行って(ステップS10)、2次元の画
像を設定する(ステップS11)。例えば、記憶部17
0のテクスチャ画像記憶部に記憶されたテクスチャ画像
を読み出して、2次元の画像として設定する。
First, the processing unit 100 initializes various parameters (step S10) and sets a two-dimensional image (step S11). For example, the storage unit 17
The texture image stored in the texture image storage unit 0 is read out and set as a two-dimensional image.

【0248】次に、2次元のオブジェクト(例えば板ポ
リゴン)を作成して(ステップS12)、ステップS1
1で設定した2次元の画像を、テクスチャとしてマッピ
ングする(ステップS13)。
Next, a two-dimensional object (eg plate polygon) is created (step S12), and step S1.
The two-dimensional image set in 1 is mapped as a texture (step S13).

【0249】続いて、2次元の流れ場に与える外力(外
因)を設定する(ステップS14)。この外力は、外部
インターフェースによるリアルタイム入力されたものを
設定するようにしてもよいし、あらかじめ保存されたも
のを読み出して設定するようにしてもよい。
Subsequently, the external force (external factor) applied to the two-dimensional flow field is set (step S14). This external force may be set in real time by an external interface, or may be set in advance by reading out a pre-stored one.

【0250】そして、シミュレーション演算部110に
より、上述したように流体シミュレーションを行って、
次の瞬間(フレーム)における流れ場の各格子点の流れ
場情報を求める(ステップS15)。
Then, the simulation operation section 110 performs the fluid simulation as described above,
Flow field information at each grid point of the flow field at the next moment (frame) is obtained (step S15).

【0251】処理部100のプリミティブ処理部130
は、各格子点の流れ場情報を用いて、例えば温度分布や
濃度変化を求めて、2次元のオブジェクトの各頂点に適
用して、オブジェクトの変形を行い(ステップS1
6)、このオブジェクトを、オブジェクト空間の所与の
視点から見た画像として生成し、表示部などに出力する
(ステップS17)。
Primitive processing unit 130 of processing unit 100
Uses the flow field information of each grid point to obtain, for example, a temperature distribution and a concentration change, and applies the temperature distribution and the concentration change to each vertex of a two-dimensional object to deform the object (step S1).
6) Generate this object as an image viewed from a given viewpoint in the object space, and output it to the display unit or the like (step S17).

【0252】次に、所与のリセット条件を満たしたとき
(ステップS18:Y)、ステップS11に戻って、再
び2次元画像の設定を行う。また、所与のリセット条件
を満たしていないとき(ステップS18:N)、所与の
終了条件を満たすか否かを判別する(ステップS1
9)。
Next, when a given reset condition is satisfied (step S18: Y), the process returns to step S11 and the two-dimensional image is set again. Further, when the given reset condition is not satisfied (step S18: N), it is determined whether or not the given end condition is satisfied (step S1).
9).

【0253】所与の終了条件を満たしたとき(ステップ
S19:Y)、一連の処理を終了する(エンド)が、終
了条件を満たしていないとき(ステップS19:N)、
ステップS14に戻って再度流れ場に与える外力の設定
を行う。
When a given end condition is satisfied (step S19: Y), a series of processing is ended (end), but when the end condition is not satisfied (step S19: N),
Returning to step S14, the external force applied to the flow field is set again.

【0254】以上のようにすることで、2次元の流れ場
を用いて2次元のオブジェクト(静止画や動画などのイ
メージ)に対するイメージ変形(イメージエフェクト)
をリアルタイムで実現することができる。
By doing the above, image transformation (image effect) for a two-dimensional object (image such as a still image or a moving image) using a two-dimensional flow field
Can be realized in real time.

【0255】図18に、本実施形態における3次元の流
れ場を用いた3次元のオブジェクトの変形処理の一例の
フローチャートを示す。
FIG. 18 shows a flow chart of an example of the transformation process of a three-dimensional object using the three-dimensional flow field in this embodiment.

【0256】まず、処理部100において、各種パラメ
ータの初期化を行って(ステップS20)、あらかじめ
保存されたモデルデータの読み出し、又は変形後のオブ
ジェクトの形状の設定を行う(ステップS21)。
First, in the processing section 100, various parameters are initialized (step S20), the model data stored in advance is read, or the shape of the deformed object is set (step S21).

【0257】次に、3次元のポリゴンの作成、又はFF
D(Free Form Deformation)やサブディビジョンサー
フェス、NURBSの構成点又は制御点などのオブジェ
クトの構成点又は制御点を設定して、3次元のオブジェ
クトを作成する(ステップS22)。
Next, a three-dimensional polygon is created or FF
A three-dimensional object is created by setting object configuration points or control points such as D (Free Form Deformation), subdivision surface, and NURBS configuration points or control points (step S22).

【0258】続いて、2次元の流れ場に与える外力(外
因)を設定する(ステップS23)。この外力は、外部
インターフェースによるリアルタイム入力されたものを
設定するようにしてもよいし、あらかじめ保存されたも
のを読み出して設定するようにしてもよい。
Subsequently, an external force (external cause) applied to the two-dimensional flow field is set (step S23). This external force may be set in real time by an external interface, or may be set in advance by reading out a pre-stored one.

【0259】そして、シミュレーション演算部110に
より、上述したように流体シミュレーションを行って、
次の瞬間(フレーム)における流れ場の各格子点の流れ
場情報を求める(ステップS24)。
Then, the simulation operation section 110 performs the fluid simulation as described above,
Flow field information at each grid point of the flow field at the next moment (frame) is obtained (step S24).

【0260】処理部100のプリミティブ処理部130
は、各格子点の流れ場情報を求めて、3次元のオブジェ
クトの頂点や、FFDの構成点等に適用して、3次元オ
ブジェクトの変形を行い(ステップS25)、このオブ
ジェクトを、オブジェクト空間の所与の視点から見たオ
ブジェクト画像として生成し、表示部などに出力する
(ステップS26)。
The primitive processing section 130 of the processing section 100.
Obtains the flow field information of each grid point and applies it to the vertices of the three-dimensional object, the constituent points of the FFD, etc. to transform the three-dimensional object (step S25). It is generated as an object image viewed from a given viewpoint and is output to a display unit or the like (step S26).

【0261】次に、所与のリセット条件を満たしたとき
(ステップS27:Y)、ステップS21に戻って、再
び変形後のオブジェクトの形状の設定等を行う。また、
所与のリセット条件を満たしていないとき(ステップS
27:N)、所与の終了条件を満たすか否かを判別する
(ステップS28)。
Next, when the given reset condition is satisfied (step S27: Y), the process returns to step S21, and the shape of the deformed object is set again. Also,
When the given reset condition is not satisfied (step S
27: N), it is determined whether or not a given end condition is satisfied (step S28).

【0262】所与の終了条件を満たしたとき(ステップ
S28:Y)、一連の処理を終了する(エンド)が、終
了条件を満たしていないとき(ステップS28:N)、
ステップS23に戻って再度流れ場に与える外力の設定
を行う。
When a given termination condition is satisfied (step S28: Y), a series of processing is terminated (end), but when the termination condition is not satisfied (step S28: N),
Returning to step S23, the external force applied to the flow field is set again.

【0263】以上のようにすることで、3次元の流れ場
を用いて3次元のオブジェクトの変形を行うことができ
る。特に、FFDやサブディビジョンサーフェスの構成
点等に適用することによって、より少ない定義点でオブ
ジェクトの変形が可能となるため、効率的にオブジェク
ト変形を行うことができる。
As described above, a three-dimensional object can be deformed using a three-dimensional flow field. In particular, by applying it to the constituent points of the FFD or the subdivision surface, the object can be deformed with fewer definition points, and thus the object can be efficiently deformed.

【0264】次に、本実施形態における流体特有の粘性
をもったオブジェクトの変形過程を表現する処理例につ
いて説明する。本実施形態では、上述したように変形後
の状態から変形前の状態に戻る過程の流れ場情報を逆順
序で適用して粘性をもったオブジェクトの変形を表現す
ることができる。さらに、安定形状に戻ろうとする流体
の動作の特性を利用して、変形後の形状を与えて、変形
前の形状に戻る過程のオブジェクトデータ(全頂点情
報)を再生データとして保存して、順再生若しくは逆順
再生によるアニメーション再生を行うことも可能であ
る。
Next, a processing example for expressing the deformation process of the object having the viscosity peculiar to the fluid in this embodiment will be described. In this embodiment, as described above, the flow field information in the process of returning from the state after the deformation to the state before the deformation can be applied in the reverse order to express the deformation of the viscous object. Furthermore, by using the characteristics of the motion of the fluid that tries to return to a stable shape, the shape after deformation is given, and the object data (all vertex information) in the process of returning to the shape before deformation is saved as playback data, It is also possible to perform animation reproduction by reproduction or reverse reproduction.

【0265】図19に、本実施形態における流体特有の
粘性をもったオブジェクトの変形過程の画像生成処理の
一例を示す。
FIG. 19 shows an example of image generation processing in the deformation process of an object having a viscosity peculiar to a fluid in this embodiment.

【0266】まず、処理部100は、記憶部170の流
れ場情報記憶部172に記憶された変形過程の流れ場情
報、又は記憶部170に記憶された再生データの読み込
みを行う(ステップS30)。
First, the processing section 100 reads the flow field information of the transformation process stored in the flow field information storage section 172 of the storage section 170 or the reproduction data stored in the storage section 170 (step S30).

【0267】再生を行う場合(ステップS31:Y)、
逆順再生を行うとき(ステップS32:Y)、変形後の
状態から変形前の状態に戻る過程の流れ場情報を逆順序
で、フレームごとにオブジェクトに順次適用する。或い
は、変形後の状態から変形前の状態に戻る過程の流れ場
情報を逆順序で適用したオブジェクトのデータを、順次
各フレームごとにオブジェクトデータとして設定する
(ステップS33)。
When performing reproduction (step S31: Y),
When the reverse reproduction is performed (step S32: Y), the flow field information in the process of returning from the deformed state to the undeformed state is sequentially applied to the object frame by frame in the reverse order. Alternatively, object data to which the flow field information in the process of returning from the state after deformation to the state before deformation is applied in the reverse order is sequentially set as object data for each frame (step S33).

【0268】また、順再生を行うとき(ステップS3
2:N)、変形後の状態から変形前の状態に戻る過程の
流れ場情報(或いは、変形前の状態から変形後の状態に
遷移する過程の流れ場情報)を、フレームごとにオブジ
ェクトに順次適用する。或いは、変形後の状態から変形
前の状態に戻る過程の流れ場情報(或いは、変形前の状
態から変形後の状態に遷移する過程の流れ場情報)を順
次適用したオブジェクトのデータを、当該フレームのオ
ブジェクトデータとして設定する(ステップS34)。
Further, when performing the sequential reproduction (step S3)
2: N), flow field information in the process of returning from the state after deformation to the state before deformation (or flow field information in the process of transitioning from the state before deformation to the state after deformation) is sequentially applied to the object for each frame. Apply. Alternatively, the object data to which the flow field information in the process of returning from the state after the deformation to the state before the deformation (or the flow field information in the process of transiting from the state before the deformation to the state after the deformation) is sequentially applied is set to the frame. (Step S34).

【0269】一方、ステップS31で再生を行わない場
合(ステップS31:N)、例えば流れ場情報をオブジ
ェクトに適用して変形を行う(ステップS35)。
On the other hand, if the reproduction is not performed in step S31 (step S31: N), for example, the flow field information is applied to the object to be deformed (step S35).

【0270】ステップS33、ステップS34、ステッ
プS35で、変形されたオブジェクトについて、オブジ
ェクト空間の所与の視点から見たオブジェクト画像を生
成し、表示部などに出力する(ステップS36)。
In step S33, step S34, and step S35, an object image of the deformed object viewed from a given viewpoint in the object space is generated and output to the display unit or the like (step S36).

【0271】ステップS36で画像出力が行われた後
は、所与の終了条件を満たしたとき(ステップS37:
Y)、一連の処理を終了する(エンド)が、終了条件を
満たしていないとき(ステップS37:N)、ステップ
S31に戻る。
After the image is output in step S36, when a given end condition is satisfied (step S37:
Y), when a series of processing is ended (END) but the end condition is not satisfied (step S37: N), the process returns to step S31.

【0272】このように、流れ場情報を順次適用した再
生、若しくは流れ場情報を適用したオブジェクトデータ
の再生を行うことで、流体特有の粘性をもったオブジェ
クト変形や、不定な変形過程、変形後の複雑な形状を有
するオブジェクト変形が可能となる。
As described above, by reproducing the flow field information sequentially or by reproducing the object data to which the flow field information is applied, the object deformation having the viscosity peculiar to the fluid, the indefinite deformation process, and the post-deformation It is possible to transform an object having a complicated shape.

【0273】なお、上述した再生データは、以下のよう
な処理において生成し、保存するようにしてもよい。
The reproduction data described above may be generated and stored in the following processing.

【0274】図20に、変形過程の再生データを保存し
て再生する処理の一例を示す。
FIG. 20 shows an example of processing for storing and reproducing the reproduction data in the transformation process.

【0275】まず、変形過程の再生データがあるか否か
を判別し(ステップS40)、再生データがないと判別
されたとき(ステップS40:N)、処理部100は、
流れ場に対する外部入力を受け付ける(ステップS4
1)。ここで、外部入力として、外力に対応した流れ場
情報を受け付ける。流れ場情報が速度ベクトルの場合、
外力に対応した大きさ及び方向をもつ速度ベクトルEF
Vが外部入力となる。この外力が与えられた流れ場によ
り、変形後のオブジェクトの形状を定めることができ
る。
First, it is determined whether or not there is reproduction data in the deformation process (step S40). When it is determined that there is no reproduction data (step S40: N), the processing section 100
Accept external input to the flow field (step S4)
1). Here, as external input, flow field information corresponding to external force is accepted. If the flow field information is a velocity vector,
Velocity vector EF with magnitude and direction corresponding to external force
V becomes an external input. The shape of the deformed object can be determined by the flow field to which this external force is applied.

【0276】ステップS41で外部入力が受け付けられ
ると、シミュレーション演算部110により、上述した
ように流体シミュレーションを行って、次の瞬間(フレ
ーム)における流れ場の各格子点の流れ場情報を求める
(ステップS42)。すなわち、徐々に変形前の状態に
戻る流れ場の情報を求める。
When the external input is accepted in step S41, the simulation operation section 110 performs the fluid simulation as described above to obtain the flow field information of each grid point of the flow field at the next moment (frame) (step S42). That is, information about the flow field that gradually returns to the state before deformation is obtained.

【0277】処理部100は、各格子点の流れ場情報を
用いて、例えば温度分布や濃度変化を求めて、流れ場を
更新する(ステップS43)。
The processing section 100 updates the flow field, for example, by obtaining the temperature distribution and the concentration change using the flow field information of each grid point (step S43).

【0278】続いて、プリミティブ処理部130は、更
新された流れ場を反映させる位置にあるオブジェクト
(プリミティブ)の構成点の位置等を、場の情報を用い
て変化させる等して流れ場をオブジェクトに適用する
(ステップS44)。
Then, the primitive processing unit 130 changes the position of the constituent points of the object (primitive) at the position where the updated flow field is reflected by changing the position of the object using the field information. (Step S44).

【0279】そして、各フレームごとに、流れ場の情報
が適用されて変形したオブジェクトのオブジェクトデー
タ(頂点情報)を、再生データとして記憶部170に保
存する(ステップS45)。
Then, for each frame, the object data (vertex information) of the object deformed by applying the flow field information is stored in the storage section 170 as reproduction data (step S45).

【0280】次に、変形したオブジェクトを、オブジェ
クト空間の所与の視点から見たオブジェクト画像として
生成し、表示部などに出力する(ステップS46)。
Next, the deformed object is generated as an object image viewed from a given viewpoint in the object space, and is output to the display unit or the like (step S46).

【0281】またステップS40で、変形過程の再生デ
ータがあると判別されたとき(ステップS40:Y)、
各フレームにおいて、変形過程の再生データを用いて、
オブジェクト空間の所与の視点から見たオブジェクト画
像を生成し、表示部などに出力する(ステップS4
6)。
If it is determined in step S40 that there is reproduced data in the deformation process (step S40: Y),
In each frame, using the reproduction data of the transformation process,
An object image viewed from a given viewpoint in the object space is generated and output to a display unit (step S4).
6).

【0282】ステップS46で画像出力が行われた後
は、所与の終了条件を満たしたとき(ステップS47:
Y)、一連の処理を終了する(エンド)が、終了条件を
満たしていないとき(ステップS47:N)、ステップ
S40に戻って再度、再生データの有無を判別する。
After the image output in step S46, when a given end condition is satisfied (step S47:
Y), when a series of processing is ended (end), but when the end condition is not satisfied (step S47: N), the process returns to step S40 and the presence or absence of reproduction data is discriminated again.

【0283】これにより、変形前の形状に戻る過程のオ
ブジェクトデータを保存し、再生することができる。し
たがって、これまで表現できなかった粘性をもった変形
過程の画像を生成することができるようになる。また、
再生データとして保持しておくことで、リアルタイム処
理の処理負荷を軽減することも可能となる。
As a result, the object data in the process of returning to the pre-deformation shape can be stored and reproduced. Therefore, it becomes possible to generate an image of a deformation process having a viscosity that could not be expressed so far. Also,
By storing the data as reproduction data, the processing load of real-time processing can be reduced.

【0284】なお、上記した処理例においては、オブジ
ェクト(プリミティブ)の変形についてのみ説明した
が、プリミティブの構成点又は制御点に関連付けられる
情報、プリミティブに関連付けられる法線ベクトルの向
き及び大きさの少なくとも1つ、又はプリミティブの頂
点情報を変化させる処理についても同様に行うことがで
きる。
In the processing example described above, only the deformation of the object (primitive) has been described, but at least the information associated with the constituent points or control points of the primitive, the direction and size of the normal vector associated with the primitive, and the like. The process of changing the vertex information of one or the primitives can be similarly performed.

【0285】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。
4. Hardware Configuration Next, an example of a hardware configuration capable of realizing the present embodiment will be described with reference to FIG.

【0286】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。
The main processor 900 is a CD982.
It operates based on a program stored in the (information storage medium), a program transferred via the communication interface 990, a program stored in the ROM 950 (one of the information storage media), game processing, image processing,
Various processing such as sound processing is executed.

【0287】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。
The coprocessor 902 assists the processing of the main processor 900, has a product-sum calculator and a divider capable of high-speed parallel calculation, and executes matrix calculation (vector calculation) at high speed. For example, when a physical simulation for moving or moving an object requires a process such as a matrix calculation, a program operating on the main processor 900 instructs (requests) the coprocessor 902 to perform the process. ) Do.

【0288】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。
The geometry processor 904 performs geometry processing such as coordinate transformation, perspective transformation, light source calculation, and curved surface generation, has a product-sum calculator and a divider capable of high-speed parallel calculation, and performs matrix calculation (vector calculation). Calculation) is executed at high speed. For example, when processing such as coordinate transformation, perspective transformation, and light source calculation is performed, the program running on the main processor 900 instructs the geometry processor 904 to perform the processing.

【0289】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、所与の画像圧縮方式で圧縮
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、ROM95
0、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。
The data decompression processor 906 performs a decoding process for decompressing the compressed image data and sound data, and a process for accelerating the decoding process of the main processor 900. Accordingly, a moving image compressed by a given image compression method can be displayed on the opening screen, the intermission screen, the ending screen, the game screen, or the like. The image data and sound data to be decoded are stored in the ROM 95.
0, stored in the CD 982, or transferred from outside via the communication interface 990.

【0290】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に渡すととも
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、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。
The drawing processor 910 is for executing the drawing (rendering) processing of an object composed of primitive surfaces such as polygons and curved surfaces at high speed. When drawing an object, the main processor 900
Uses the function of the DMA controller 970 to pass the object data to the drawing processor 910 and, if necessary, transfer the texture to the texture storage unit 924. Then, the drawing processor 910 draws the object in the frame buffer 922 at high speed while performing hidden surface removal using a Z buffer or the like based on these object data and texture. Also,
The drawing processor 910 can also perform α blending (semi-transparency processing), depth cueing, mip mapping, fog processing, trilinear filtering, anti-aliasing, shading processing, and the like. Then, when the image for one frame is written in the frame buffer 922, the image is displayed on the display 912.

【0291】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。
The sound processor 930 incorporates a multi-channel ADPCM sound source, etc., and generates high-quality game sounds such as BGM, sound effects, and sounds. The generated game sound is output from the speaker 932.

【0292】ゲームコントローラ942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。
Operation data from the game controller 942, save data from the memory card 944, and personal data are transferred via the serial interface 940.

【0293】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。
The ROM 950 stores system programs and the like. In the case of the arcade game system, the ROM 950 functions as an information storage medium,
Various programs are stored in 950. A hard disk may be used instead of the ROM 950.

【0294】RAM960は、各種プロセッサの作業領
域として用いられる。
The RAM 960 is used as a work area for various processors.

【0295】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。
The DMA controller 970 is a DM between processors and memories (RAM, VRAM, ROM, etc.).
It controls the A transfer.

【0296】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。
The CD drive 980 is a CD 982 for storing programs, image data, sound data and the like.
(Information storage medium) is driven to enable access to these programs and data.

【0297】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、他のゲ
ームシステムとの間でのデータ転送が可能になる。
The communication interface 990 is an interface for transferring data with the outside via a network. In this case, a communication line (analog telephone line, ISDN), high-speed serial bus, or the like can be considered as the network connected to the communication interface 990. Then, by using the communication line, data transfer via the Internet becomes possible. Further, by using the high-speed serial bus, data transfer with another game system becomes possible.

【0298】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行してもよい。或
いは、ハードウェアとプログラムの両方により実行して
もよい。
Note that each of the means of the present invention may be executed entirely by hardware, or may be executed only by a program stored in an information storage medium or a program distributed via a communication interface. Good. Alternatively, it may be executed by both hardware and a program.

【0299】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行する場合には、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行
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
処理を指示するとともに、必要であればデータを渡す。
そして、各プロセッサ902、904、906、91
0、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行することになる。
When each means of the present invention is executed by both hardware and a program, the information storage medium stores a program for executing each means of the present invention by using hardware. Will be. More specifically, the program instructs each processor 902, 904, 906, 910, 930, which is hardware, to perform processing, and passes data if necessary.
Then, each processor 902, 904, 906, 91
0, 930, etc. will execute each means of the present invention based on the instruction and the passed data.

【0300】図22(A)に、本実施形態を業務用ゲー
ム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上に映し出されたゲーム画像を見な
がら、レバー1102、ボタン1104等を操作してゲ
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)1106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行するた
めの情報(プログラム或いはデータ)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、この情報を格納情報と呼ぶ。
FIG. 22A shows an example in which this embodiment is applied to an arcade game system. The player enjoys the game by operating the lever 1102, the buttons 1104, etc. while watching the game image displayed on the display 1100. Various processors, various memories, etc. are mounted on the built-in system board (circuit board) 1106. Information (program or data) for executing each unit of the present invention is stored in the memory 1108 which is an information storage medium on the system board 1106. Hereinafter, this information will be referred to as stored information.

【0301】図22(B)に、本実施形態を家庭用のゲ
ーム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、ゲームコントローラ1202、1204を操作して
ゲームを楽しむ。この場合、上記格納情報は、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等に格納されてい
る。
FIG. 22B shows an example in which this embodiment is applied to a home game system. While watching the game image displayed on the display 1200, the player operates the game controllers 1202 and 1204 to enjoy the game. In this case, the above-mentioned stored information is stored in the CD 1206 or the memory cards 1208, 1209, which is an information storage medium that can be detachably attached to the main body system.

【0302】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、メモリ等の情報記憶媒体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1
304-1〜1304-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。
FIG. 22C shows a host device 1300,
This host device 1300 and network 1302 (LA
A terminal 130 connected via a small network such as N or a wide area network such as the Internet)
An example in which the present embodiment is applied to a system including 4-1 to 1304-n will be described. In this case, the stored information is, for example, a magnetic disk device that can be controlled by the host device 1300,
It is stored in an information storage medium 1306 such as a magnetic tape device or a memory. When the terminals 1304-1 to 1304-n are capable of standalone generation of game images and game sounds, the host device 1300 sends game images,
A game program or the like for generating a game sound is provided on the terminal 1
It is delivered to 304-1 to 1304-n. On the other hand, when it cannot be generated standalone, the host device 1300 generates a game image and a game sound, and the terminal device 1304-1 ...
It will be transmitted to 1304-n and output at the terminal.

【0303】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)と端末とで分散し
て実行するようにしてもよい。また、本発明の各手段を
実行するための上記格納情報を、ホスト装置(サーバ)
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。
In the case of the configuration shown in FIG. 22C, each means of the present invention may be distributed and executed by the host device (server) and the terminal. In addition, the above stored information for executing each means of the present invention is stored in the host device (server).
The information storage medium and the information storage medium of the terminal may be distributed and stored.

【0304】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ともに家庭用ゲ
ームシステムとの間でも情報のやり取りが可能な携帯型
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。
The terminal connected to the network may be a home game system or an arcade game system. When the arcade game system is connected to a network, a portable information storage device is capable of exchanging information with the arcade game system and also with the home game system. (Memory card, portable game device) is preferably used.

【0305】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。
The present invention is not limited to that described in the above embodiment, and various modifications can be made.

【0306】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、流れ場に限定されず、本発明は種々の物理量
に関する場に適用できる。
For example, in the present embodiment, the fluid simulation calculation has been mainly described as an example, but the simulation calculation of the present invention is not limited to the fluid simulation calculation. Further, the present invention is not limited to the flow field, and the present invention can be applied to fields related to various physical quantities.

【0307】また、シミュレーション演算の手法も図2
〜図6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。
Also, the method of simulation calculation is shown in FIG.
The method is not limited to the method described in FIG. 6, and the simulation calculation may be performed based on an equation different from the Navier-Stokes equation.

【0308】また本実施の形態ではベクトル場に属する
点として格子点を例にとり説明したがこれに限られな
い。格子状に並んでいない点でもよい。
[0308] Further, in the present embodiment, the grid point is taken as an example of the point belonging to the vector field, but the present invention is not limited to this. The points may not be arranged in a grid pattern.

【0309】さらにまたは、本実施形態では、主に2次
元の流れ場の情報を用いて説明したが、これに限定され
るものではなく、上述したように3次元の流れ場の情報
をであってもよい。
Further, in the present embodiment, the description has been made mainly using the information of the two-dimensional flow field, but the present invention is not limited to this, and the information of the three-dimensional flow field can be used as described above. May be.

【0310】さらに、本実施形態において、流れ場(流
れ場情報)を適用できるものは、同様の手法で該流れ場
の影響を受けた仮想場(該流れ場の影響を受けた情報)
を適用することができる。また、流れ場の影響を受けた
仮想場(流れ場の影響を受けた情報)を適用できるもの
は、同様の手法で該流れ場(該流れ場の情報)を適用す
ることができる。
Further, in the present embodiment, a flow field (flow field information) can be applied to a virtual field affected by the flow field by the same method (information affected by the flow field).
Can be applied. In addition, a virtual field that is influenced by the flow field (information that is influenced by the flow field) can be applied to the flow field (information of the flow field) by a similar method.

【0311】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。
In the invention according to the dependent claim of the present invention, a part of the constituent elements of the claim on which the invention is dependent can be omitted. Further, a main part of the invention according to one independent claim of the present invention can be made dependent on another independent claim.

【0312】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。
The present invention is also applicable to various games (fighting games,
It can be applied to shooting games, robot battle games, sports games, competition games, role playing games, music playing games, dance games, etc.).

【0313】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。
The present invention is also applicable to various image generation systems (games) such as an arcade game system, a home game system, a large attraction system in which many players participate, a simulator, a multimedia terminal, and a system board for generating game images. System).

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【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。
FIG. 1 is an example of a functional block diagram of an image generation system of this embodiment.

【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図である。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a procedure when performing a fluid simulation.

【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。
FIG. 3 is a flowchart for explaining a procedure when performing a fluid simulation.

【図4】図4(A)、(B)、(C)は、流れ場に対し
て外力に対応した速度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。
4 (A), (B), and (C) are diagrams schematically showing changes in the state of the field when a velocity vector corresponding to an external force is applied to the flow field.

【図5】境界条件について説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining boundary conditions.

【図6】図6(A)、(B)、(C)は、具体的な計算
例としてキャビティ問題について説明するための図であ
る。
6A, 6B, and 6C are diagrams for explaining a cavity problem as a specific calculation example.

【図7】図7(A)、(B)は、本実施形態における流
れ場の情報に基づくオブジェクトの変形についての説明
図である。
7A and 7B are explanatory diagrams of deformation of an object based on flow field information in the present embodiment.

【図8】本実施形態における3次元の流れ場の情報を用
いた3次元オブジェクトの変形過程の画像の一例を示す
図である。
FIG. 8 is a diagram showing an example of an image of a deformation process of a three-dimensional object using the information of the three-dimensional flow field in the present embodiment.

【図9】本実施形態において保存される変形過程の流れ
場情報を模式的に示す説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram schematically showing flow field information of a deformation process stored in the present embodiment.

【図10】本実施形態における逆順再生についての説明
図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram of reverse playback in the present embodiment.

【図11】図11(A)、(B)は、変形後の状態から
変形前の状態に戻る過程の流れ場情報を適用したオブジ
ェクト変形についての説明図である。
11A and 11B are explanatory diagrams of object deformation to which flow field information in the process of returning from a state after deformation to a state before deformation is applied.

【図12】本実施形態における1の流れ場を複数のオブ
ジェクトに適用する場合についての説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram of a case where one flow field in the present embodiment is applied to a plurality of objects.

【図13】2次元の流れ場を、3次元のオブジェクト空
間に適用する場合についての説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram for the case of applying a two-dimensional flow field to a three-dimensional object space.

【図14】流れ場を、オブジェクトにマッピングする場
合についての説明図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram of a case where a flow field is mapped to an object.

【図15】オブジェクトに対して行われる2次元の流れ
場のUVマッピングについての説明図である。
FIG. 15 is an explanatory diagram of UV mapping of a two-dimensional flow field performed on an object.

【図16】流れ場の可変制御についての説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram of variable control of a flow field.

【図17】本実施形態における2次元の流れ場を用いた
2次元のオブジェクトの変形処理の一例を示すフローチ
ャートである。
FIG. 17 is a flowchart showing an example of a two-dimensional object transformation process using a two-dimensional flow field in the present embodiment.

【図18】本実施形態における3次元の流れ場を用いた
3次元のオブジェクトの変形処理の一例を示すフローチ
ャートである。
FIG. 18 is a flowchart showing an example of a three-dimensional object transformation process using a three-dimensional flow field in the present embodiment.

【図19】本実施形態における流体特有の粘性をもった
オブジェクトの変形過程の画像生成処理の一例を示すフ
ローチャートである。
FIG. 19 is a flowchart showing an example of image generation processing in the deformation process of an object having a viscosity peculiar to a fluid in the present embodiment.

【図20】本実施形態における変形過程の再生データを
保存して再生する処理の一例を示すフローチャートであ
る。
FIG. 20 is a flowchart showing an example of a process of storing and reproducing reproduction data in the transformation process in the present embodiment.

【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。
FIG. 21 is a diagram showing an example of a hardware configuration capable of realizing the present embodiment.

【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。
22 (A), (B), and (C) are diagrams showing examples of various types of systems to which the present embodiment is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 処理部 110 シミュレーション演算部 130 プリミティブ処理部 140 画像生成部 150 音生成部 160 操作部 170 記憶部 172 流れ場情報記憶部 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 HFIn〜HFIn+m 流れ場情報 WOBJ、WOBJ1、WOBJ3、WOBJ4 オブ
ジェクト
100 processing unit 110 simulation calculation unit 130 primitive processing unit 140 image generation unit 150 sound generation unit 160 operation unit 170 storage unit 172 flow field information storage unit 180 information storage medium 190 display unit 192 sound output unit 194 portable information storage device 196 communication Part HFI n to HFI n + m Flow field information WOBJ, WOBJ1, WOBJ3, WOBJ4 objects

フロントページの続き Fターム(参考) 2C001 AA03 AA06 AA11 AA14 AA16 BA02 BA04 BA05 BA06 BA07 BB01 BB02 BB03 BB04 BC02 BC03 BC04 BC05 BC06 CA02 CB01 CB02 CB04 CB06 CB08 CC01 CC08 DA04 5B050 BA08 EA24 Continued front page    F-term (reference) 2C001 AA03 AA06 AA11 AA14 AA16                       BA02 BA04 BA05 BA06 BA07                       BB01 BB02 BB03 BB04 BC02                       BC03 BC04 BC05 BC06 CA02                       CB01 CB02 CB04 CB06 CB08                       CC01 CC08 DA04                 5B050 BA08 EA24

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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物理量の変化を流体シ
ミュレーション演算により求めることにより、前記物理
量についての流れ場を求めるシミュレーション演算手段
と、 前記流れ場の変化に基づいて、プリミティブの構成点又
は制御点の位置、プリミティブの構成点又は制御点に関
連付けられる情報、プリミティブに関連付けられる法線
ベクトルの向き及び大きさの少なくとも1つ、及びプリ
ミティブの頂点情報のうち少なくとも1つを変化させる
手段と、 前記プリミティブが配置されるオブジェクト空間の所与
の視点から見える画像を生成する手段と、 を含むことを特徴とする画像生成システム。
1. An image generation system for generating an image, comprising: a simulation calculation means for calculating a flow field for the physical quantity by calculating a change in the physical quantity at each point in a simulation space by a fluid simulation calculation; The location of the constituent or control points of the primitive, information associated with the constituent or control points of the primitive, at least one of the orientation and magnitude of the normal vector associated with the primitive, and the vertex of the primitive based on the change in field. An image generation system comprising: means for changing at least one of information; and means for generating an image viewed from a given viewpoint in an object space in which the primitive is arranged.
【請求項2】 請求項1において、 第1の状態から第2の状態に変化した流れ場が、前記第
1の状態に戻る過程の流れ場の情報又は該流れ場の影響
を受けた情報に基づいて、プリミティブの構成点又は制
御点の位置、プリミティブの構成点又は制御点に関連付
けられる情報、プリミティブに関連付けられる法線ベク
トルの向き及び大きさの少なくとも1つ、及びプリミテ
ィブの頂点情報のうち少なくとも1つを変化させること
を特徴とする画像生成システム。
2. The flow field according to claim 1, wherein the flow field changed from the first state to the second state is changed to information of a flow field in the process of returning to the first state or information affected by the flow field. Based on at least one of the positions of the constituent points or control points of the primitive, information associated with the constituent points or control points of the primitive, at least one of the orientation and size of the normal vector associated with the primitive, and at least vertex information of the primitive. An image generation system characterized by changing one.
【請求項3】 画像生成を行う画像生成システムであっ
て、 流体シミュレーション演算により求められたシミュレー
ション空間の各点での物理量についての流れ場の情報又
は該流れ場の影響を受けた情報を、所与の時間分記憶す
る記憶手段と、 前記記憶手段に記憶された流れ場の情報又は該流れ場の
影響を受けた情報に基づいて、プリミティブの構成点又
は制御点の位置、プリミティブの構成点又は制御点に関
連付けられる情報、プリミティブに関連付けられる法線
ベクトルの向き及び大きさの少なくとも1つ、及びプリ
ミティブの頂点情報のうち少なくとも1つを変化させる
手段と、 前記プリミティブが配置されるオブジェクト空間の所与
の視点から見える画像を生成する手段と、 を含むことを特徴とする画像生成システム。
3. An image generation system for generating an image, wherein the flow field information about the physical quantity at each point of the simulation space obtained by the fluid simulation calculation or the information affected by the flow field is stored. Storage means for storing a given time, based on the information of the flow field stored in the storage means or the information affected by the flow field, the position of the primitive configuration point or control point, the primitive configuration point or Means for changing at least one of information associated with control points, at least one of the direction and size of a normal vector associated with the primitive, and vertex information of the primitive; and a place in the object space in which the primitive is placed. An image generation system comprising: a unit for generating an image viewed from a given viewpoint.
【請求項4】 請求項3において、 前記記憶手段は、 第1の状態から第2の状態に変化した流れ場が、前記第
1の状態に戻る過程の流れ場の情報又は該流れ場の影響
を受けた情報を記憶することを特徴とする画像生成シス
テム。
4. The storage device according to claim 3, wherein the storage unit stores information about a flow field in a process in which a flow field changed from the first state to the second state returns to the first state or an influence of the flow field. An image generation system characterized by storing the received information.
【請求項5】 画像生成を行う画像生成システムであっ
て、 プリミティブの構成点又は制御点の位置、プリミティブ
の構成点又は制御点に関連付けられる情報、プリミティ
ブに関連付けられる法線ベクトルの向き及び大きさの少
なくとも1つ、及びプリミティブの頂点情報のうち少な
くとも1つを含み所与の単位時間分の画像を生成するた
めの再生データであって、流体シミュレーション演算に
より求められたシミュレーション空間の各点での物理量
についての流れ場の情報又は該流れ場の影響を受けた情
報に基づいて、プリミティブの構成点又は制御点の位
置、プリミティブの構成点又は制御点に関連付けられる
情報、プリミティブに関連付けられる法線ベクトルの向
き及び大きさの少なくとも1つ、及びプリミティブの頂
点情報のうち少なくとも1つを変化させた再生データ
を、所与の再生時間分記憶する手段と、 記憶された再生データに基づいて、オブジェクト空間の
所与の視点から見える画像を生成する手段と、 を含むことを特徴とする画像生成システム。
5. An image generation system for generating an image, the position of a primitive configuration point or control point, information associated with the primitive configuration point or control point, and the orientation and size of a normal vector associated with the primitive. Which is reproduction data for generating an image for a given unit time including at least one of the above and at least one of the vertex information of the primitives, and is at each point of the simulation space obtained by the fluid simulation calculation. Based on the information of the flow field about the physical quantity or the information affected by the flow field, the position of the configuration point or control point of the primitive, the information associated with the configuration point or control point of the primitive, the normal vector associated with the primitive At least one of the orientation and size of the A means for storing at least one changed reproduction data for a given reproduction time; and a means for generating an image viewed from a given viewpoint in the object space based on the stored reproduction data. An image generation system characterized by the above.
【請求項6】 請求項1乃至5のいずれかにおいて、 1の流れ場の情報又は該流れ場の影響を受けた情報に基
づいて、オブジェクト空間に設定された複数のプリミテ
ィブの構成点又は制御点の位置、複数プリミティブの構
成点又は制御点に関連付けられる情報、複数プリミティ
ブに関連付けられる法線ベクトルの向き及び大きさの少
なくとも1つ、及び複数プリミティブの頂点情報のうち
少なくとも1つを変化させることを特徴とする画像生成
システム。
6. The composition point or control point of a plurality of primitives set in an object space based on the information of the flow field of 1 or the information affected by the flow field according to any one of claims 1 to 5. Position, information associated with constituent points or control points of the plurality of primitives, at least one of orientation and size of a normal vector associated with the plurality of primitives, and at least one of vertex information of the plurality of primitives. Characteristic image generation system.
【請求項7】 シミュレーション空間の各点での物理量
の変化を流体シミュレーション演算により求めることに
より、前記物理量についての流れ場を求めるシミュレー
ション演算手段と、 前記流れ場の変化に基づいて、プリミティブの構成点又
は制御点の位置、プリミティブの構成点又は制御点に関
連付けられる情報、プリミティブに関連付けられる法線
ベクトルの向き及び大きさの少なくとも1つ、及びプリ
ミティブの頂点情報のうち少なくとも1つを変化させる
手段と、 前記プリミティブが配置されるオブジェクト空間の所与
の視点から見える画像を生成する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プログラム。
7. A simulation calculation unit for obtaining a flow field for the physical quantity by calculating a change in the physical quantity at each point in the simulation space by a fluid simulation calculation, and a constituent point of the primitive based on the change in the flow field. Or a means for changing at least one of a position of a control point, information associated with a constituent point or control point of the primitive, orientation and size of a normal vector associated with the primitive, and vertex information of the primitive. A program causing a computer to function as a means for generating an image viewed from a given viewpoint in an object space in which the primitives are arranged.
【請求項8】 請求項7において、 第1の状態から第2の状態に変化した流れ場が、前記第
1の状態に戻る過程の流れ場の情報又は該流れ場の影響
を受けた情報に基づいて、プリミティブの構成点又は制
御点の位置、プリミティブの構成点又は制御点に関連付
けられる情報、プリミティブに関連付けられる法線ベク
トルの向き及び大きさの少なくとも1つ、及びプリミテ
ィブの頂点情報のうち少なくとも1つを変化させること
を特徴とするプログラム。
8. The flow field according to claim 7, wherein the flow field changed from the first state to the second state is changed to information of a flow field in the process of returning to the first state or information affected by the flow field. Based on at least one of the positions of the constituent points or control points of the primitive, information associated with the constituent points or control points of the primitive, at least one of the orientation and size of the normal vector associated with the primitive, and at least vertex information of the primitive. A program characterized by changing one.
【請求項9】 流体シミュレーション演算により求めら
れたシミュレーション空間の各点での物理量についての
流れ場の情報又は該流れ場の影響を受けた情報を、所与
の時間分記憶する記憶手段と、 前記記憶手段に記憶された流れ場の情報又は該流れ場の
影響を受けた情報に基づいて、プリミティブの構成点又
は制御点の位置、プリミティブの構成点又は制御点に関
連付けられる情報、プリミティブに関連付けられる法線
ベクトルの向き及び大きさの少なくとも1つ、及びプリ
ミティブの頂点情報のうち少なくとも1つを変化させる
手段と、 前記プリミティブが配置されるオブジェクト空間の所与
の視点から見える画像を生成する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プログラム。
9. Storage means for storing, for a given time, flow field information about physical quantities at each point in the simulation space obtained by fluid simulation calculation or information affected by the flow field, Based on the information of the flow field stored in the storage means or the information affected by the flow field, the position of the configuration point or control point of the primitive, the information associated with the configuration point or control point of the primitive, or the primitive As means for changing at least one of the direction and size of the normal vector and at least one of vertex information of the primitive, and as means for generating an image viewed from a given viewpoint in the object space in which the primitive is arranged. A program that causes a computer to function.
【請求項10】 請求項9において、 前記記憶手段は、 第1の状態から第2の状態に変化した流れ場が、前記第
1の状態に戻る過程の流れ場の情報又は該流れ場の影響
を受けた情報を記憶することを特徴とするプログラム。
10. The storage device according to claim 9, wherein the storage unit stores information about a flow field in a process in which a flow field changed from the first state to the second state returns to the first state or an influence of the flow field. A program for storing the received information.
【請求項11】 プリミティブの構成点又は制御点の位
置、プリミティブの構成点又は制御点に関連付けられる
情報、プリミティブに関連付けられる法線ベクトルの向
き及び大きさの少なくとも1つ、及びプリミティブの頂
点情報のうち少なくとも1つを含み所与の単位時間分の
画像を生成するための再生データであって、流体シミュ
レーション演算により求められたシミュレーション空間
の各点での物理量についての流れ場の情報又は該流れ場
の影響を受けた情報に基づいて、プリミティブの構成点
又は制御点の位置、プリミティブの構成点又は制御点に
関連付けられる情報、プリミティブに関連付けられる法
線ベクトルの向き及び大きさの少なくとも1つ、及びプ
リミティブの頂点情報のうち少なくとも1つを変化させ
た再生データを、所与の再生時間分記憶する手段と、 記憶された再生データに基づいて、オブジェクト空間の
所与の視点から見える画像を生成する手段としてコンピ
ュータを機能させることを特徴とするプログラム。
11. The position of a constituent point or control point of the primitive, information associated with the constituent point or control point of the primitive, at least one of the direction and magnitude of a normal vector associated with the primitive, and vertex information of the primitive. Reproduction data for generating an image for a given unit time including at least one of them, and flow field information about the physical quantity at each point of the simulation space obtained by the fluid simulation calculation or the flow field Based on the information affected by the, the position of the constituent points or control points of the primitive, information associated with the constituent points or control points of the primitive, at least one of the orientation and magnitude of the normal vector associated with the primitive, and The reproduction data obtained by changing at least one of the primitive vertex information is A program for causing a computer to function as means for storing a given reproduction time and means for generating an image viewed from a given viewpoint of an object space based on the stored reproduction data.
【請求項12】 請求項7乃至11のいずれかにおい
て、 1の流れ場の情報又は該流れ場の影響を受けた情報に基
づいて、オブジェクト空間に設定された複数のプリミテ
ィブの構成点又は制御点の位置、複数プリミティブの構
成点又は制御点に関連付けられる情報、複数プリミティ
ブに関連付けられる法線ベクトルの向き及び大きさの少
なくとも1つ、及び複数プリミティブの頂点情報のうち
少なくとも1つを変化させることを特徴とするプログラ
ム。
12. The composition point or control point of a plurality of primitives set in an object space based on the information of the flow field of 1 or the information affected by the flow field according to any one of claims 7 to 11. Position, information associated with constituent points or control points of the plurality of primitives, at least one of orientation and size of a normal vector associated with the plurality of primitives, and at least one of vertex information of the plurality of primitives. Characteristic program.
【請求項13】 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7乃至12のいずれかのプ
ログラムを記憶することを特徴とする情報記憶媒体。
13. An information storage medium readable by a computer, which stores the program according to any one of claims 7 to 12.
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