JP2003242521A - 画像生成システム、プログラム及び情報記憶媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 少ない処理負荷でリアルな光源処理を実現で
きる画像生成システム、プログラム及び情報記憶媒体を
提供すること。 【解決手段】 オブジェクトＯＢを照明する複数の光源
ＬＳ１〜ＬＳ３の照明方向ベクトルＶ１〜Ｖ３や色Ｃ１
〜Ｃ３を合成し、合成光源ＬＳＳの照明方向ベクトルＶ
Ｓや色ＣＳを求め、求められた合成光源ＬＳＳに基づい
てオブジェクトＯＢのシェーディングを行う。光源の合
成率を照明方向ベクトルの内積や明度割合に基づき求め
る。光源の明度に基づき選択された基底光源に他の光源
を合成する。基底光源の切替時に前回のフレームの基底
光源の影響度が減少するように光源を合成する。合成処
理の対象とならなかった光源の色を、アンビエント光の
色に付加する。ヒットイベントの発生時に複数のヒット
位置に複数の光源を設定し、これらの光源を合成してヒ
ットエフェクト光を表現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

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

【０００２】

【背景技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、仮想的な３次元空間であるオブジェクト空間内にお
いて仮想カメラ（所与の視点）から見える画像を生成す
る画像生成システム（ゲームシステム）が知られてお
り、いわゆる仮想現実を体験できるものとして人気が高
い。格闘ゲームを楽しむことができる画像生成システム
を例にとれば、プレーヤは、ゲームコントローラ（操作
部）を用いて自キャラクタ（オブジェクト）を操作し、
相手プレーヤやコンピュータが操作する敵キャラクタと
対戦することでゲームを楽しむ。

【０００３】さて、このような画像生成システムでは、
照明方向ベクトル、色、光源位置などの光源情報が設定
された光源が用意される。そして、この光源情報と照明
モデルとに基づいて、グーロー（Gouraud）シェーディ
ング、フォン（Phong）シェーディングなどの種々のス
ムースシェーディングが行われ、オブジェクトの陰影づ
けが行われる。

【０００４】そして、このような画像生成システムにお
いて、よりリアルな画像を生成するためには、より多く
の光源を用意することが望ましい。例えば、日光（太
陽）を表現する光源のみならず、松明、炎、エフェクト
などを表現する種々の光源を用意することが望ましい。

【０００５】しかしながら、用意する光源の数を増やす
と、その分だけ画像生成システムの処理負荷が増えてし
まう。このため、光源の数を増やしすぎると、１フレー
ム以内に全ての処理を完了させるというリアルタイム処
理の要請に応えることが難しくなるという課題がある。

【０００６】本発明は、以上のような課題に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、少ない処理
負荷でリアルな光源処理を実現できる画像生成システ
ム、プログラム及び情報記憶媒体を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、オブジェクト空間において所与の視点か
ら見える画像を生成するための画像生成システムであっ
て、オブジェクトを照明するための複数の光源を用意
し、複数の光源の各光源に対して、オブジェクトに対す
る各光源の照明方向ベクトルを設定する光源設定部と、
複数の光源の照明方向ベクトルを合成し、オブジェクト
に対する合成光源の照明方向ベクトルをオブジェクト毎
に求める光源合成部と、合成光源に基づいて、オブジェ
クトのシェーディングを行うシェーディング部とを含む
ことを特徴とする。また本発明に係るプログラムは、上
記各部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、コンピュータ読
み取り可能な情報記憶媒体であって、上記各部としてコ
ンピュータを機能させるためのプログラムを記憶（記
録）したことを特徴とする。

【０００８】本発明では、オブジェクトを照明するため
の複数の光源が用意（設定、配置）される。そして、こ
れらの複数の光源の照明方向ベクトルを合成すること
で、合成光源の照明方向ベクトルが求められ、合成光源
に基づいてオブジェクトのシェーディングが行われる。

【０００９】このように本発明では、最終的にシェーデ
ィングに使用される光源（合成光源）の数を少なくする
ことができるため、処理負荷を軽減できる。そして本発
明では、論理的に用意された複数の光源に基づいて合成
光源が生成され、この合成光源に基づいてオブジェクト
のシェーディングが行われるため、よりリアルな光源処
理を実現できる。

【００１０】なお、照明方向ベクトルと数学的に均等な
パラメータを用いる場合も、本発明の範囲に含めること
ができる。

【００１１】また、光源が平行光源を表すものである場
合には、その照明方向ベクトルは、オブジェクトとの位
置関係に依存せずに一義的に決めることができる。

【００１２】また本発明に係る画像生成システム、プロ
グラム及び情報記憶媒体では、前記光源合成部が、複数
の光源に設定された色を合成することで、合成光源の色
を求めるようにしてもよい。

【００１３】この場合に、色の合成率と照明方向ベクト
ルの合成率は、同じ合成率であってもよいし、違う合成
率であってもよい。

【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では、前記光源合成部が、光源
の合成率を、合成される複数の光源の照明方向ベクトル
の内積、及び、合成される複数の光源の明度の割合の少
なくとも一方に基づいて求めるようにしてもよい。

【００１５】この場合に、光源の合成率は、例えば、内
積又は内積に変換処理を施したものや、明度割合又は明
度割合に変換処理を施したものなどに基づいて求めるこ
とができる。また、光源の合成率は、例えば、光源情報
（照明方向ベクトル又は色等）の合成率である。

【００１６】また本発明に係る画像生成システム、プロ
グラム及び情報記憶媒体では、前記複数の光源が疑似点
光源を含み、前記光源設定部が、オブジェクトと疑似点
光源との位置関係に基づいて、オブジェクトに対する疑
似点光源の照明方向ベクトルと疑似点光源の明度を設定
するようにしてもよい。

【００１７】この場合にオブジェクトと疑似点光源との
位置関係としては、オブジェクトと疑似点光源の間の距
離や、オブジェクトと疑似点光源とを結ぶ方向などを考
えることができる。

【００１８】また本発明に係る画像生成システム、プロ
グラム及び情報記憶媒体では、光源の明度に基づいて複
数の光源の中から基底光源を選択する基底光源選択部を
含み（或いは基底光源選択部としてコンピュータを機能
させるためのプログラム又は該プログラムを記憶した情
報記憶媒体であって）、前記光源合成部が、選択された
基底光源よりも他の光源の合成率が低くなるように、選
択された基底光源に対して他の光源を合成するようにし
てもよい。

【００１９】この場合に、基底光源の選択に使用される
明度は、光源の明度に変換処理を施したものであっても
よい。また、光源の合成率は、例えば、光源情報（照明
方向ベクトル又は色等）の合成率などである。

【００２０】また本発明に係る画像生成システム、プロ
グラム及び情報記憶媒体では、前記光源合成部が、第Ｎ
のフレームでは第Ｋの光源が基底光源として選択され、
次の第Ｎ＋１のフレームでは第Ｌの光源が基底光源とし
て選択された場合には、合成処理に対する第Ｋの光源の
影響度がフレーム経過に伴い減少するように、光源の合
成を行うようにしてもよい。

【００２１】この場合の影響度は、光源の合成率などに
より制御されるものである。また、基底光源の切替時
に、第Ｋの光源の影響度を零又はほぼ零にすることも可
能である。

【００２２】また本発明に係る画像生成システム、プロ
グラム及び情報記憶媒体では、前記光源合成部が、現在
のフレームで得られた合成光源に前回のフレームで得ら
れた合成光源を合成し、最終的な合成光源を求めるよう
にしてもよい。

【００２３】この場合の前回のフレームは、１フレーム
前でもよいし、１〜Ｊフレーム前でもよい。

【００２４】また本発明に係る画像生成システム、プロ
グラム及び情報記憶媒体では、前記光源合成部が、現在
のフレームで得られた合成光源と前回のフレームで得ら
れた合成光源との合成率を、可変に制御するようにして
もよい。

【００２５】この場合の合成光源の合成率は、例えば時
間要素に基づいて制御してもよいし、ゲームイベント
（ヒットイベント、オブジェクトの移動・動作）の発生
に基づいて制御してもよい。

【００２６】また本発明に係る画像生成システム、プロ
グラム及び情報記憶媒体では、前記光源合成部が、複数
の光源のうち、合成処理の対象とならなかった光源の色
を、アンビエント光の色に付加するようにしてもよい。

【００２７】また本発明に係る画像生成システム、プロ
グラム及び情報記憶媒体では、前記光源設定部が、オブ
ジェクトに対するヒットイベントが発生した場合に、複
数のヒット位置に前記複数の光源を設定し、前記光源合
成部が、複数のヒット位置に設定された複数の光源を合
成し、合成光源を求めるようにしてもよい。

【００２８】また本発明は、オブジェクト空間において
所与の視点から見える画像を生成する画像生成システム
であって、複数の光源を設定する光源設定部と、設定さ
れた複数の光源を合成し、合成光源を求める光源合成部
と、求められた合成光源に基づいて、オブジェクトのシ
ェーディングを行うシェーディング部とを含み、前記光
源合成部が、複数の光源のうち、合成処理の対象となら
なかった光源の色を、アンビエント光の色に付加するこ
とを特徴とする。また本発明に係るプログラムは、上記
各部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、コンピュータ読
み取り可能な情報記憶媒体であって、上記各部としてコ
ンピュータを機能させるためのプログラムを記憶（記
録）したことを特徴とする。

【００２９】本発明によれば、複数の光源のうち、合成
処理の対象とならなかった光源が特定される。そして、
この光源の色が、アンビエント光の色に付加（合成、ブ
レンド）されて、オブジェクトのシェーディングが行わ
れる。これにより、合成処理の対象とならなかった光源
の影響を残すことが可能になり、よりリアルな画像表現
を実現できる。

【００３０】なお、光源の色そのものを、アンビエント
光の色に付加してもよいし、光源の色に変換処理を施し
たものを、アンビエント光の色に付加してもよい。

【００３１】また本発明は、オブジェクト空間において
所与の視点から見える画像を生成する画像生成システム
であって、オブジェクトに対するヒットイベントが発生
した場合に、オブジェクトのヒットチェックを行い、ヒ
ット位置を求めるヒットチェック部と、求められた複数
のヒット位置に、ヒットエフェクト光を表すための複数
の光源を設定する光源設定部と、複数のヒット位置に設
定された複数の光源を合成し、合成光源を求める光源合
成部と、求められた合成光源に基づいて、オブジェクト
のシェーディングを行うシェーディング部とを含むこと
を特徴とする。また本発明に係るプログラムは、上記各
部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、コンピュータ読み取
り可能な情報記憶媒体であって、上記各部としてコンピ
ュータを機能させるためのプログラムを記憶（記録）し
たことを特徴とする。

【００３２】本発明によれば、ヒット位置が判定され、
そのヒット位置に光源が設定（配置）される。そして、
設定された光源が合成され、求められた合成光源に基づ
いてオブジェクトのシェーディングが行われる。これに
より、ヒットイベント時に発生するヒットイベント光の
表現を、簡素で自動的な処理により実現できるようにな
る。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本実施形態について図面を
用いて説明する。

【００３４】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不当に限定する
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、本発明の必須構成要件であるとは限らない。

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

【００３６】操作部１６０は、プレーヤが操作データを
入力するためのものであり、その機能は、レバー、ボタ
ン、ステアリング、シフトレバー、アクセルペダル、ブ
レーキペダル、マイク、センサー、或いは筺体などのハ
ードウェアにより実現できる。

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

【００３８】情報記憶媒体１８０（コンピュータにより
読み取り可能な媒体）は、プログラムやデータなどを格
納するものであり、その機能は、光ディスク（ＣＤ、Ｄ
ＶＤ）、光磁気ディスク（ＭＯ）、磁気ディスク、ハー
ドディスク、磁気テープ、或いはメモリ（ＲＯＭ）など
のハードウェアにより実現できる。処理部１００は、こ
の情報記憶媒体１８０に格納されるプログラム（デー
タ）に基づいて本実施形態の種々の処理を行う。即ち情
報記憶媒体１８０には、本実施形態の各部（各手段）と
してコンピュータを機能させるためのプログラム（各部
をコンピュータに実現させるためのプログラム）が記憶
（記録、格納）される。

【００３９】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。

【００４０】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、或いはヘッドフォンなどのハードウェアにより実現
できる。

【００４１】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。

【００４２】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
サ又は通信用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。

【００４３】なお本実施形態の各部（各手段）としてコ
ンピュータを機能させるためのプログラム（データ）
は、ホスト装置（サーバー）が有する情報記憶媒体から
ネットワーク及び通信部１９６を介して情報記憶媒体１
８０（記憶部１７０）に配信するようにしてもよい。こ
のようなホスト装置（サーバー）の情報記憶媒体の使用
も本発明の範囲内に含まれる。

【００４４】処理部１００（プロセッサ）は、操作部１
６０からの操作データやプログラムなどに基づいて、ゲ
ーム処理、画像生成処理、或いは音生成処理などの各種
の処理を行う。この場合、処理部１００は、記憶部１７
０内の主記憶部１７２をワーク領域として使用して、各
種の処理を行う。この処理部１００の機能は、各種プロ
セッサ（ＣＰＵ、ＤＳＰ等）又はＡＳＩＣ（ゲートアレ
イ等）などのハードウェアや、プログラム（ゲームプロ
グラム）により実現できる。

【００４５】ここで、処理部１００が行う処理として
は、コイン（代価）の受け付け処理、各種モードの設定
処理、ゲームの進行処理、選択画面の設定処理、オブジ
ェクト（１又は複数のプリミティブ）の位置や回転角度
（Ｘ、Ｙ又はＺ軸回り回転角度）を求める処理、オブジ
ェクトを動作させる処理（モーション処理）、視点の位
置（仮想カメラの位置）や視線角度（仮想カメラの回転
角度）を求める処理、マップオブジェクトなどのオブジ
ェクトをオブジェクト空間へ配置する処理、ヒットチェ
ック処理、ゲーム結果（成果、成績）を演算する処理、
複数のプレーヤが共通のゲーム空間でプレイするための
処理、或いはゲームオーバー処理などを考えることがで
きる。

【００４６】処理部１００は、移動・動作処理部１１
０、オブジェクト空間設定部１１２、ヒットチェック部
１１４、光源設定部１１６、基底光源選択部１１８、光
源合成部１１９、画像生成部１２０、音生成部１３０を
含む。なお、処理部１００は、これらの各部（機能ブロ
ック）を全て含む必要はなく、その一部を省略してもよ
い。

【００４７】移動・動作処理部１１０は、オブジェクト
（移動体）の移動情報（位置、回転角度）や動作情報
（オブジェクトの各パーツの位置、回転角度）を求める
処理を行う。即ち、操作部１６０によりプレーヤが入力
した操作データやゲームプログラムなどに基づいて、オ
ブジェクトを移動させたり動作（モーション、アニメー
ション）させたりする処理を行う。

【００４８】より具体的には、移動・動作処理部１１０
は、オブジェクト（移動体）の位置や回転角度を例えば
１フレーム（１／６０秒、１／３０秒等）毎に変化させ
る。例えば（ｋ−１）フレームでのオブジェクトの位
置、回転角度をＰk-1、θk-1とし、オブジェクトの１フ
レームでの位置変化量（速度）、回転変化量（回転速
度）を△Ｐ、△θとする。するとｋフレームでのオブジ
ェクトの位置Ｐk、回転角度θkは例えば下式（１）、
（２）のように求められる。

【００４９】Ｐk＝Ｐk-1＋△Ｐ （１） θk＝θk-1＋△θ （２） オブジェクト空間設定部１１２は、移動体（キャラク
タ、車、戦車、ロボット）、柱、壁、建物、マップ（地
形）などの各種オブジェクト（ポリゴン、自由曲面又は
サブディビジョンサーフェスなどのプリミティブ面で構
成されるオブジェクト）をオブジェクト空間内に配置設
定するための処理を行う。より具体的には、ワールド座
標系でのオブジェクトの位置や回転角度（方向）を決定
し、その位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ）にその回転角度（Ｘ、Ｙ、
Ｚ軸回りでの回転）でオブジェクトを配置する。

【００５０】ヒットチェック部１１４は、オブジェクト
（キャラクタ）に対して、攻撃（キック、パンチ又はシ
ョット等）がヒットしたか否かをチェックする処理を行
う。具体的には、一方のオブジェクトの部位（手、足）
や武器（剣、ショット）が、他方のオブジェクト（体、
武器）にヒットしたか否かをチェックする。そして、他
方のオブジェクトに攻撃がヒットした場合には、攻撃が
ヒットしたことをプレーヤに視覚的に伝えられるための
ヒットエフェクト光（ヒットエフェクト画像）が生成さ
れる。また、他方のオブジェクトは、攻撃を受けたこと
を示すモーション（やられモーション、被ヒットモーシ
ョン）を行うようになる。

【００５１】なお、オブジェクト（キャラクタ）の形状
を簡略化して擬似的に表したヒットボリューム（ヒット
ボックス、ヒットエリア、簡易オブジェクト）や、オブ
ジェクトの部位（手、足）や武器などが描く軌道を簡略
化して擬似的に表したヒットボリュームを用いて、ヒッ
トチェックを行うことが望ましい。

【００５２】光源設定部１１６は、複数の光源を設定
（配置）する処理を行う。具体的には、オブジェクト
（照明位置又はオブジェクトの代表位置）を照明するた
めの複数の光源（論理的な光源）を用意し、複数の光源
の各光源に対して、照明方向ベクトル、色、明度又は光
源位置などの光源情報（属性情報）を設定する。

【００５３】なお、光源設定部１１６は、オブジェクト
に対するヒットイベントが発生した場合に、ヒットチェ
ック部１１４により検出されたヒット位置に、ヒットエ
フェクト光を表すための光源を設定（配置）する処理も
行う。

【００５４】基底光源選択部１１８は、光源の明度（光
源情報）に基づいて、複数の光源の中から基底光源（メ
イン光源、基準光源）を選択する処理（光源のソート処
理）を行う。

【００５５】光源合成部１１９は、複数の光源を合成す
る処理（照明方向ベクトルの合成処理、色の合成処理
等）を行い、合成光源（合成ベクトルや合成色などを、
光源情報として有する光源）を求める処理を行う。より
具体的には、光源設定部１１６により設定された複数の
光源の照明方向ベクトルを合成し、合成光源の照明方向
ベクトル（合成ベクトル）を求める。或いは、複数の光
源に設定された色を合成することで、合成光源の色（合
成色）を求める。

【００５６】この場合、光源合成部１１９は、例えば、
照明方向ベクトルの内積（内積と数学的に均等なものを
含む）や、明度の割合（明度を関数により変換したもの
の割合を含む）などに基づいて。光源の合成率（照明方
向ベクトルの合成率、色の合成率又は光源位置の合成率
等）を得る。

【００５７】また、光源合成部１１９は、基底光源選択
部１１８により選択された基底光源（基底ベクトル）に
対して、他の光源（照明方向ベクトル）を合成する処理
を行う。そして、前のフレームで選択された光源とは異
なる光源が基底光源選択部１１８により基底光源として
選択された場合には、前のフレームで選択された光源の
影響度（合成率）が、その後のフレーム経過に伴い徐々
に減少するように、光源の合成を行う。これにより、光
源の切り替わりが目立ってしまう事態を防止できる。

【００５８】画像生成部１２０は、処理部１００で行わ
れる種々の処理の結果に基づいて画像処理を行い、ゲー
ム画像を生成し、表示部１９０に出力する。例えば、い
わゆる３次元のゲーム画像を生成する場合には、まず、
座標変換、クリッピング処理、透視変換或いは光源処理
等のジオメトリ処理が行われ、その処理結果に基づい
て、描画データ（プリミティブ面の頂点（構成点）に付
与される位置座標、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、この描画データ（プリミティブ面データ）に基づい
て、ジオメトリ処理後のオブジェクト（１又は複数プリ
ミティブ面）の画像が、描画バッファ１７４（フレーム
バッファ、ワークバッファ等のピクセル単位で画像情報
を記憶できるバッファ）に描画される。これにより、オ
ブジェクト空間内において仮想カメラ（所与の視点）か
ら見える画像が生成されるようになる。

【００５９】音生成部１３０は、処理部１００で行われ
る種々の処理の結果に基づいて音処理を行い、ＢＧＭ、
効果音、又は音声などのゲーム音を生成し、音出力部１
９２に出力する。

【００６０】画像生成部１２０が含むシェーディング部
１２２は、オブジェクトに陰影をつけるための処理を行
う。より具体的には、光源情報（照明方向ベクトル、色
又は光源位置等）、照明モデル、オブジェクトの法線ベ
クトル（頂点又は面の法線ベクトル）などに基づいてシ
ェーディング処理を行う。

【００６１】ここで、シェーディング処理は、例えばオ
ブジェクトの各点（ピクセル、ドット）での光の色（Ｒ
ＧＢ、ＹＣｒＣｂ、ＹＵＶ、ＹＩＱ）を決定する処理と
定義できる。そして、このシェーディング処理は、実世
界での照明現象を模擬した数学的なモデルである照明モ
デルを用いて行われる。この照明モデルとしては、実世
界現象のモデル化の態様に応じて、ランバード（Lamber
t）、フォン（Phong）、ブリン（Blinn）などの種々の
モデルがある。また、プリミティブ面（ポリゴン、曲面
等）の陰影づけを滑らかにして、プリミティブ面の境界
を目立たなくする手法として、グーロー（Gouraud）シ
ェーディング、フォン（Phong）シェーディングなどの
種々のスムースシェーディング手法がある。

【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。

【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。

【００６４】２．本実施形態の手法 次に本実施形態の手法について図面を用いて説明する。
なお、以下では、格闘ゲームに本実施形態を適用した場
合を主に例にとり説明するが、本実施形態は、格闘ゲー
ム以外の種々のゲームに広く適用できる。

【００６５】２．１ 光源の合成 さて、よりリアルで高品質なゲーム画像を生成するため
には、より多くの数の光源を用いてシェーディングを行
うことが望ましい。

【００６６】しかしながら、光源の数が多くなると、そ
の分だけシェーディングの処理負荷が重くなってしまう
という問題がある。

【００６７】例えばグーローシェーディングでは、オブ
ジェクトの頂点に設定された法線ベクトルと光源の照明
方向ベクトルとの内積を求めることで、オブジェクトの
各頂点色を求める。従って、オブジェクトの頂点数がＩ
個であり、光源の数が１個の場合には、頂点色を求める
処理がＩ回分だけ必要になる。従って、光源の数がＪ個
になると、頂点色を求める処理が（Ｉ×Ｊ）回分だけ必
要になってしまう。

【００６８】通常、オブジェクトの頂点数Ｉは非常に多
いため、このように光源数を増やすことによる処理負荷
の増加は過大なものとなる。

【００６９】このような課題を解決するために本実施形
態では以下のような手法を採用している。

【００７０】即ち、本実施形態では図２（Ａ）に示すよ
うに、複数の光源ＬＳ１、ＬＳ２を用意する（３個以上
用意してもよい）。

【００７１】例えば、光源ＬＳ１は、その照明方向ベク
トルがＶ１１であり、その色がＣ１であり、その明度が
ＢＲ１（例えば色Ｃ１をグレースケールで表した時の明
るさ）である。ここで、照明方向ベクトルＶ１１は、光
源ＬＳ１とオブジェクトＯＢ１（照明位置又はＯＢ１の
代表位置ＬＰ１）とを結ぶ方向に沿ったベクトル（単位
ベクトル）である。

【００７２】また、光源ＬＳ２は、その照明方向ベクト
ルがＶ２１であり、その色がＣ２であり、その明度がＢ
Ｒ２である。ここで、照明方向ベクトルＶ２１は、光源
ＬＳ２とオブジェクトＯＢ１（照明位置又は代表位置Ｌ
Ｐ１）とを結ぶ方向に沿ったベクトル（単位ベクトル）
である。

【００７３】本実施形態では図２（Ａ）に示すように、
これらの光源ＬＳ１、ＬＳ２（論理的な光源）を合成す
ることで、オブジェクトＯＢ１に対する合成光源ＬＳＳ
１（シェーディング用の光源）を求める。

【００７４】より具体的には、オブジェクトＯＢ１に対
する光源ＬＳ１、ＬＳ２の照明方向ベクトルＶ１１、Ｖ
２１を合成し、合成光源ＬＳＳ１の照明方向ベクトルＶ
Ｓ１（単位ベクトル）を求める。また、光源ＬＳ１、Ｌ
Ｓ２の色Ｃ１、Ｃ２を合成し、合成光源ＬＳＳ１の色Ｃ
Ｓ１を求める。

【００７５】そして、この求められた合成光源ＬＳＳ１
を用いて、オブジェクトＯＢ１に対するシェーディング
を行う。即ち、光源ＬＳ１、ＬＳ２の代わりに、照明方
向ベクトルがＶＳ１で色がＣＳ１である合成光源ＬＳＳ
１（平行光源）が仮想的に存在すると考え、この合成光
源ＬＳＳ１だけを用いてシェーディングを行う。

【００７６】一方、オブジェクトＯＢ２については、図
２（Ｂ）に示すような合成処理を行う。即ち、光源ＬＳ
１、ＬＳ２を合成することで、オブジェクトＯＢ２（照
明位置又はＯＢ２の代表位置ＬＰ２）に対する合成光源
ＬＳＳ２を求める。

【００７７】より具体的には、オブジェクトＯＢ２に対
する光源ＬＳ１、ＬＳ２の照明方向ベクトルＶ１２、Ｖ
２２を合成し、合成光源ＬＳＳ２の照明方向ベクトルＶ
Ｓ２を求める。また、光源ＬＳ１、ＬＳ２の色Ｃ１、Ｃ
２を合成し、合成光源ＬＳＳ２の色ＣＳ２を求める。

【００７８】そして、この求められた合成光源ＬＳＳ２
を用いて、オブジェクトＯＢ２に対するシェーディング
を行う。

【００７９】このようにすれば、論理的な光源（ＬＳ
１、ＬＳ２）は複数個存在するにも拘わらず、シェーデ
ィング用の物理的な光源は例えば１個で済むため、シェ
ーディングの処理負荷を軽減できる。例えば、オブジェ
クトの頂点数がＩ個である場合には、頂点色を求める処
理は、各オブジェクトについてＩ回分だけ行えば済むよ
うになる。

【００８０】そして、本実施形態では、論理的な光源
（ＬＳ１、ＬＳ２）が複数個存在するため、光源が１個
しか存在しない場合に比べてリアルな画像表現が可能に
なる。例えば、光源ＬＳ１、ＬＳ２の位置関係や色の関
係に応じて、合成光源の照明方向ベクトルや色が様々に
変化するようになる。また、図２（Ａ）、（Ｂ）から明
らかなように、オブジェクト毎に、或いはオブジェクト
と光源との位置関係に応じて、シェーディングに使用さ
れる合成光源は異なったものになり、異なったシェーデ
ィングが施されるようになる。

【００８１】例えば本実施形態と異なる手法として、複
数の光源を用意し、オブジェクトとの位置関係に基づい
て、その複数の光源の中から適当な１つの光源を選択
し、選択された光源を用いてオブジェクトのシェーディ
ングを行う手法が考えられる。

【００８２】しかしながら、この手法では、例えば図２
（Ａ）において光源ＬＳ１が選択された場合には、光源
ＬＳ２の影響が全く無視されてしまう。逆に、光源ＬＳ
２が選択された場合には、光源ＬＳ１の影響が全く無視
されてしまう。

【００８３】即ち、光源ＬＳ１が選択された場合には照
明方向はＶ１１の方向になり、ＬＳ２が選択された場合
にはＶ２１の方向になるというように、照明方向が択一
的になってしまう。同様に、光源ＬＳ１の色が白でＬＳ
２の色が赤であったとすると、ＬＳ１が選択された場合
には白の陰影づけだけがオブジェクトに施され、ＬＳ２
が選択された場合には赤の陰影づけだけが施されるよう
になり、陰影づけされる色も択一的になってしまう。従
って、今ひとつリアルな画像を生成できない。

【００８４】これに対して本実施形態では、合成光源Ｌ
ＳＳ１の照明方向、色は、光源ＬＳ１の照明方向、色の
みならず、光源ＬＳ２の照明方向、色の影響も受けるよ
うになる。従って、上記の手法に比べて、得られる画像
のリアル度を格段に高めることができる。

【００８５】なお、以下では、説明を簡単にするため
に、２個又は３個の数の光源を合成する場合を主に例に
とり説明する。しかしながら、この明細書で説明する本
実施形態の手法は、３個以上又は４個以上の数の光源を
使用する場合にも当然に拡張できる。

【００８６】２．２ 光源の合成率 さて、本実施形態では光源の合成率（照明方向ベクトル
の合成率、色の合成率）を、以下に説明する手法で求め
ている。

【００８７】例えば、図３（Ａ）において、光源ＬＳ
１、ＬＳ２の明度をＢＲ１、ＢＲ２とした場合に、明度
の割合ＢＲＰ（例えばＢＲＰ＝ＢＲ２／ＢＲ１）を求め
る。

【００８８】また、光源ＬＳ１、ＬＳ２の照明方向ベク
トルＶ１、Ｖ２の内積ＶＩＰ＝Ｖ１・Ｖ２を求める。

【００８９】次に、これらの明度割合ＢＲＰと内積ＶＩ
Ｐに基づいて、合成率γ＝Ｆ（ＢＲＰ、ＶＩＰ）を求め
る。ここで、Ｆ（ＢＲＰ、ＶＩＰ）は、ＢＲＰ、ＶＩＰ
を引数とする関数である。

【００９０】そして、この合成率γを用いて、光源ＬＳ
１、ＬＳ２の照明方向ベクトルＶ１、Ｖ２を合成し、合
成光源ＬＳＳの照明方向ベクトルＶＳを求める。或い
は、ＬＳ１、ＬＳ２の色Ｃ１、Ｃ２を合成し、ＬＳＳの
色ＣＳを求める。

【００９１】 ＶＳ＝Ｖ１＋γ×Ｖ２ （３） ＣＳ＝Ｃ１＋γ×Ｃ２ （４） なお、上式（３）のベクトル合成処理は、ベクトルＶ
Ｓ、Ｖ１、Ｖ２のＸ、Ｙ、Ｚ座標の各々について行う。
また、上式（４）の色合成処理は、色ＣＳ、Ｃ１、Ｃ２
のＲ、Ｇ、Ｂ成分（広義には第１〜第３の成分）の各々
について行う。

【００９２】また、上式（３）、（４）は、加算ブレン
ディング方式を採用しているが、下式のような狭義のブ
レンディング方式を採用してもよい。

【００９３】 ＶＳ＝（１−γ）×Ｖ１＋γ×Ｖ２ （５） ＣＳ＝（１−γ）×Ｃ１＋γ×Ｃ２ （６） また、合成率γを求める際に使用する明度割合（明度比
率）ＢＲＰは、ＢＲ１、ＢＲ２そのものの割合（比率）
であってもよいし、ＢＲ１、ＢＲ２を関数等で変換する
ことで得られるＢＲ１’、ＢＲ２’の割合であってもよ
い。

【００９４】また、合成率γを求める関数Ｆとしては、
例えばＦ（ＢＲＰ、ＶＩＰ）＝Ｋ×ＢＲＰ×ＶＩＰ（Ｋ
は定数）を考えることができる。また、関数Ｇ、Ｈを用
いて、Ｆ（ＢＲＰ、ＶＩＰ）＝Ｋ×Ｇ（ＢＲＰ）×Ｈ
（ＶＩＰ）とすることもできる。ここで、関数Ｇ、Ｈと
しては、引数を非線形変換する関数（正弦関数、余弦関
数、ｎ次式）などを採用できる。

【００９５】また、合成率γを、内積ＶＩＰのみに基づ
いて求めたり、明度割合ＢＲＰにのみに基づいて求めて
もよい。

【００９６】以上のように本実施形態では、光源ＬＳ
１、ＬＳ２の照明方向ベクトルＶ１、Ｖ２の内積ＶＩＰ
を用いて合成率γを求めている。従って、図３（Ａ）、
（Ｂ）に示すように、照明方向ベクトルＶ１、Ｖ２間の
なす角度に応じて、合成率γも変化するようになり、多
様な画像表現を実現できる。

【００９７】より具体的には、内積ＶＩＰを用いて合成
率γを求めるようにすれば、図３（Ｂ）のようにＶ１と
Ｖ２のなす角度が大きくなって９０度に近づいたとして
も、合成光源ＬＳＳの照明方向ベクトルＶＳの向きを、
Ｖ２の方向よりもＶ１の方向に常に近づけるようにする
ことができる。これにより、例えば照明ベクトルＶ１
（基底ベクトル）を、常に支配的な光源に設定できるよ
うになる。

【００９８】また本実施形態では、光源ＬＳ１、ＬＳ２
の明度ＢＲ１、ＢＲ２の割合ＢＲＰを用いて合成率γを
求めている。従って、明度（ＲＧＢをグレースケール変
換した時の明るさ等）の高い方の光源を支配的な光源に
設定することが可能になる。例えば、図３（Ａ）、
（Ｂ）において、光源ＬＳ１の明度ＢＲ１の方が明るい
場合には、合成光源ＬＳＳの照明方向ベクトルＶＳの向
きが、Ｖ２の方向よりもＶ１の方向に近づくようにな
る。

【００９９】２．３ 疑似点光源 本実施形態では平行光源を用いて点光源を擬似的に表現
している。

【０１００】即ち図４（Ａ）において、光源ＬＳ１は通
常の平行光源（例えば日光）に設定され、光源ＬＳ２は
疑似点光源（例えば松明）に設定されている。そして、
この場合には、オブジェクトＯＢ（照明位置又はＯＢの
代表位置ＬＰ）と疑似点光源ＬＳ２との距離ＤＩＳ（広
義には位置関係）を求める。そして、疑似点光源ＬＳ２
の明度ＢＲ２を、この距離ＤＩＳに応じて変化（減衰）
させる。具体的には、例えば、ＢＲ２＝ＢＲ２／ＤＩＳ
ⁿ（例えばｎ＝３）という変換を行う。また、点光源Ｌ
Ｓ２の照明方向ベクトルＶ２を、ＬＳ２からＯＢ（Ｌ
Ｐ）へと向かう方向のベクトルに設定する。

【０１０１】このようにすることで、平行光源を用いな
がら、擬似的に点光源を表現できるようになる。

【０１０２】即ち、図４（Ｂ）に示すように、オブジェ
クトＯＢと疑似点光源ＬＳ２との位置関係（距離関係、
方向関係）が変化すると、ＯＢに対するＬＳ２の明度Ｂ
Ｒ２が変化（増減）したり、照明方向ベクトルＶ２の方
向が変化するようになる。

【０１０３】なお、平行光源（例えば日光）として設定
された光源ＬＳ１については、その明度ＢＲ１や照明方
向ベクトルＶ１の方向は、オブジェクトＯＢが移動して
も一定になる。但し、ＢＲ１やＶ１の方向を、時間経過
やゲームイベントの発生に伴い変化させるようにしても
よい。

【０１０４】図５、図６に、本実施形態により生成され
る画像の例を示す。

【０１０５】図５は、ゲームフィールド（オブジェクト
空間）の全体を示す画像の例である。このゲームフィー
ルドには、日光を表現する光源ＬＳ１や、松明を表現す
る疑似点光源ＬＳ２などが設定されており、これらの光
源ＬＳ１、ＬＳ２を用いてオブジェクト（キャラクタ）
ＯＢ１、ＯＢ２のシェーディングが行われる。

【０１０６】図６は、図２（Ａ）、（Ｂ）の手法で光源
ＬＳ１、ＬＳ２を合成し、求められた合成光源を用いて
オブジェクトＯＢ１をシェーディングした場合の画像の
例である。

【０１０７】図６に示すように、本実施形態によれば、
オブジェクトＯＢ１の体全体が、光源ＬＳ１、ＬＳ２の
合成光源により自然にシェーディングされるようにな
る。また、合成光源の色は、日光（ＬＳ１）の白と松明
（ＬＳ２）の赤が合成された色になる。従って、あたか
も２つの光源でシェーディングしたかのように見えるリ
アルな画像を提供できる。また、オブジェクトＯＢ１
が、松明（ＬＳ２）から離れた位置から松明の方に近づ
いて行った場合に、日光により支配的にシェーディング
される状態から、松明により支配的にシェーディングさ
れる状態に徐々に移行するようになり、より自然な画像
表現が可能になる。

【０１０８】なお、図７に、日光（ＬＳ１）だけを用い
てオブジェクトＯＢ１をシェーディングした場合の画像
の例を示し、図８に、松明（ＬＳ２）だけを用いてＯＢ
１をシェーディングした場合の画像の例を示す。

【０１０９】図７では、松明（ＬＳ２）からの光の影響
が、オブジェクトＯＢ１のシェーディングの際に考慮さ
れず、日光（ＬＳ１）の白の光だけでシェーディングさ
れてしまうため、図６に比べて今ひとつリアルな画像を
表現できない。また、図８では、松明（ＬＳ２）からの
赤の色の光だけでオブジェクトＯＢ１がシェーディング
されてしまうため、不自然な画像になってしまう。

【０１１０】この場合、例えば、オブジェクトＯＢ１が
松明（ＬＳ２）に近づいた時に、所与のタイミングで、
日光（ＬＳ１）だけを用いるシェーディングから、松明
（ＬＳ２）だけを用いるシェーディングに切り替える手
法を考えることもできる。

【０１１１】しかしながら、この手法によると、プレー
ヤの見る画像が、図７の画像から図８の画像に突然切り
替わる事態が生じてしまい、プレーヤが不自然さを感じ
る。

【０１１２】図２（Ａ）、（Ｂ）の本実施形態によれ
ば、光源ＬＳ１、ＬＳ２の合成光源でオブジェクトＯＢ
１がシェーディングされるため、上記のような事態を防
止でき、より自然でリアルな画像を生成できる。

【０１１３】２．４ 基底光源 本実施形態では、光源を合成する前に、複数の光源の中
から基底光源（メイン光源、基準光源）を、まず選択す
る。そして、この選択された基底光源に対して、他の光
源を合成するようにしている。

【０１１４】より具体的には、例えば図９（Ａ）では、
光源ＬＳ１が基底光源として選択されている。この基底
光源の選択は、例えば光源の明度（広義には光源情報）
に基づいて行う。そして、明度が最も高い光源を基底光
源として選択する。図９（Ａ）では、光源ＬＳ１〜ＬＳ
３のうち、ＬＳ１の明度ＢＲ１がＬＳ２、ＬＳ３の明度
ＢＲ２、ＢＲ３よりも高いため、ＬＳ１が基底光源とし
て選択される。

【０１１５】本実施形態では、このようにして選択され
た基底光源ＬＳ１に対して、他の光源ＬＳ２、ＬＳ３を
合成する。

【０１１６】即ち、図２（Ａ）〜図４（Ｂ）で説明した
手法を用いて、基底光源ＬＳ１の照明方向ベクトルＶ１
に対して、光源ＬＳ２、ＬＳ３の照明方向ベクトルＶ
２、Ｖ３を合成する。また、ＬＳ１の色Ｃ１に対して、
ＬＳ２、ＬＳ３の色Ｃ２、Ｃ３を合成する。そして、得
られた合成光源ＬＳＳ（合成ベクトルＶＳ、合成色Ｃ
Ｓ）でオブジェクトＯＢ（ＬＰ）をシェーディングす
る。

【０１１７】この場合に本実施形態では、基底光源より
も他の光源の合成率が低くなるように、基底光源に対し
て他の光源を合成している。

【０１１８】従って、図９（Ｂ）に示すように、ＬＳ１
の明度ＢＲ１の方がＬＳ２のＢＲ２より高く、ＬＳ１が
基底光源として選択された場合には、合成光源ＬＳＳの
照明方向ベクトルＶＳの方向が、Ｖ２の方向よりもＶ１
の方向に近づくようになる。また、図９（Ｃ）に示すよ
うに、ＬＳ２の明度ＢＲ２の方がＬＳ１のＢＲ１より高
く、ＬＳ２が基底光源として選択された場合には、ＶＳ
の方向が、Ｖ１の方向よりもＶ２の方向に近づくように
なる。即ち、合成光源の照明方向ベクトルの方向を、明
度が高い基底光源の照明ベクトルの方向の方に自動的に
近づけることができる。これにより、明度が高い基底光
源を支配的な光源に設定して、オブジェクトＯＢをシェ
ーディングすることが可能になる。

【０１１９】例えば図５に示すゲームフィールドにおい
て、オブジェクトＯＢ１と疑似点光源ＬＳ２（松明）と
の距離が遠い場合には、図４（Ａ）、（Ｂ）で説明した
ようにＯＢ１に対する疑似点光源ＬＳ２の明度は低くな
る。従って、この場合には、ＬＳ２に比べて明度が高い
光源ＬＳ１（日光）が基底光源として選択され、ＬＳ１
の照明方向にほぼ一致する照明方向で、オブジェクトＯ
Ｂ１がシェーディングされるようになる。

【０１２０】一方、オブジェクトＯＢ１が疑似点光源Ｌ
Ｓ２（松明）に近づくと、ＯＢ１、ＬＳ２間の距離が短
くなり、ＯＢ１に対する疑似点光源ＬＳ２の明度は高く
なる。そして、ＯＢ１、ＬＳ２間が所与の距離になる
と、ＬＳ２（松明）の明度の方がＬＳ１（日光）の明度
よりも高くなり、ＬＳ２が基底光源として選択される。
これにより、ＬＳ２の照明方向に近い照明方向で、オブ
ジェクトＯＢ１がシェーディングされるようになる。

【０１２１】従って、ＯＢ１、ＬＳ２間の距離が遠い場
合には、ＬＳ１（日光）が支配的な光源になるシェーデ
ィングが行われ、ＯＢ１、ＬＳ２間の距離が近い場合に
は、ＬＳ２（松明）が支配的な光源になるシェーディン
グが行われるようになる。

【０１２２】さて、図９（Ａ）に示す手法を採用する
と、例えば基底光源がＬＳ１からＬＳ２に切り替わった
際に、合成光源ＬＳＳの照明方向ベクトルＶＳの方向
が、図９（Ｂ）、図９（Ｃ）に示すように急激に切り替
わってしまう可能性がある。また、合成光源ＬＳＳの色
ＣＳが、例えば白（日光）から赤（松明）に急激に切り
替わってしまう可能性がある。

【０１２３】そこで本実施形態では、基底光源が、例え
ばＬＳ１（第Ｎのフレームの第Ｋの光源）からＬＳ２
（第Ｎ＋１のフレームの第Ｌの光源）に切り替わった場
合に、合成処理に対するＬＳ１の影響度（合成率）が、
フレーム経過に伴い徐々に減少するように、光源の合成
処理を行っている。

【０１２４】即ち図１０（Ａ）に示すように、合成光源
ＬＳＳのＶＳの方向が、ＬＳ１のＶ１の方向から、ＬＳ
２のＶ２の方向の方に徐々に変化するように、光源の合
成処理を行っている。また、合成光源ＬＳＳの色ＣＳ
が、ＬＳ１の色Ｃ１から、ＬＳ２の色Ｃ２の方に徐々に
変化するように、光源の合成処理を行っている。

【０１２５】より具体的には、このような合成処理は例
えば以下のような手法で実現できる。

【０１２６】即ち、図１０（Ｂ）に示すように、前回の
フレーム（第Ｎのフレーム）で得られた合成光源ＬＳ
Ｓ’の情報（ＶＳ’、ＣＳ’）を破棄せずに取ってお
く。そして、この前回（過去）のフレームの合成光源Ｌ
ＳＳ’と、現在のフレーム（第Ｎ＋１のフレーム）の合
成光源ＬＳＳを合成し、最終的な合成光源ＬＳＳＬを求
める。そして、このＬＳＳＬを用いてオブジェクトＯＢ
をシェーディングする。

【０１２７】例えば、前回のフレームの合成光源ＬＳ
Ｓ’の照明方向ベクトルＶＳ’、色ＣＳ’と、現在のフ
レームの合成光源ＬＳＳの照明方向ベクトルＶＳ、色Ｃ
Ｓとを、合成率ＧＲを用いて下式のように合成し、最終
的な合成光源ＬＳＳＬの照明方向ベクトルＶＳＬ、色Ｃ
ＳＬを求める。

【０１２８】 ＶＳＬ＝（１．０−ＧＲ）×ＶＳ’＋ＧＲ×ＶＳ （７） ＣＳＬ＝（１．０−ＧＲ）×ＣＳ’＋ＧＲ×ＣＳ （８） なお、上式（７）、（８）に示すような狭義のブレンデ
ィング方式ではなく、前述した式（３）、（４）のよう
な加算ブレンディング方式で合成処理を行ってもよい。

【０１２９】また、上式の合成率ＧＲを、可変に制御す
るようにしてもよい。

【０１３０】例えば、基底光源の切り替わりの際に、図
９（Ｂ）の状態から図９（Ｃ）の状態に素早く移行させ
たい場合には、合成率ＧＲを１．０（最大値）に設定し
たり、１．０に近い値に設定する。

【０１３１】このようにすれば、上式（７）、（８）か
ら明らかなように、前回（過去）のフレームの合成光源
ＬＳＳ’のＶＳ’、ＣＳ’が、最終的な合成光源ＬＳＳ
ＬのＶＳＬ、ＣＳＬに対して与える影響が少なくなる。
これにより、光源の素早い切替が可能になる。

【０１３２】一方、基底光源の切り替わりの際に、図１
０（Ａ）に示すように、ＬＳＳのＶＳやＣＳを徐々に変
化させたい場合には、ＧＲを小さな値（０．０に近い
値）に設定する。或いは、小さな値から大きな値にフレ
ーム経過に伴い変化するように、ＧＲを設定する。

【０１３３】このようにすれば、上式（７）、（８）か
ら明らかなように、前回（過去）のフレームの合成光源
ＬＳＳ’のＶＳ’、ＣＳ’の影響が強く残るようにな
る。これにより、最終的な合成光源ＬＳＳＬのＶＳＬ、
ＣＳＬがゆっくりと変化するようになり、より自然で滑
らかな光源の切替が可能になる。

【０１３４】２．５ アンビエント光への付加 本実施形態では、複数の光源のうち、合成処理の対象と
ならなかった光源の色を、アンビエント光の色に付加す
るようにしている。

【０１３５】例えば図１１（Ａ）では、光源ＬＳ１、Ｌ
Ｓ２、ＬＳ３を合成することで、合成光源ＬＳＳが求め
られ、ＬＳＳに基づいてオブジェクトＯＢのシェーディ
ングが行われている。

【０１３６】一方、図１１（Ｂ）では、オブジェクトＯ
Ｂが移動しており、ＯＢとＬＳ１、ＬＳ２、ＬＳ３の位
置関係が変化している。そして図１１（Ｂ）では、基底
光源となるＬＳ１の照明方向ベクトルＶ１と、光源ＬＳ
２の照明方向ベクトルＶ２とのなす角度が９０度（直
角）以上になっている。

【０１３７】このような場合に、光源ＬＳ２の影響がＬ
ＳＳの合成処理に及んだままになると、不自然な事態が
生じるおそれがある。特に、光源の合成率γを、図３
（Ａ）、（Ｂ）に示すように内積値ＶＩＰに基づいて求
めている場合には、Ｖ１とＶ２のなす角度が９０度より
も広がると、ＶＩＰが負の値になってしまい、合成率γ
を適切に求めることができなくなるおそれがある。

【０１３８】そこで本実施形態では、図１１（Ｂ）のよ
うにＶ１とＶ２のなす角度が９０度以上になった場合に
は、光源ＬＳ２を合成処理の対象から除外している。そ
して、この除外された光源ＬＳ２の色Ｃ２を、アンビエ
ント光の色（ＲＧＢ）に付加する。

【０１３９】このようにすれば、光源ＬＳ２は、合成処
理の対象からは除外されるものの、その影響は、アンビ
エント光の色として残るようになる。

【０１４０】例えば図５において、オブジェクトＯＢ１
と松明（ＬＳ２）の位置関係が変化し、松明が光源の合
成処理の対象から除外された場合を考える。このような
場合に、松明（ＬＳ２）による照明の影響が全く無くな
ってしまうと、今ひとつリアルな画像を生成できない。

【０１４１】本実施形態では、このような場合にも、松
明（ＬＳ２）の色（赤）がアンビエント光の色に付加さ
れる。従って、松明による赤の照明の影響が少なからず
残るようになり、少ない処理でリアルな画像の生成が可
能になる。

【０１４２】なお、図１１（Ｂ）において光源ＬＳ２を
合成処理の対象から除外するか否かは、Ｖ１とＶ２の内
積ＶＩＰが負になったか否かで判断することが望ましい
が、これとは異なる基準で判断するようにしてもよい。

【０１４３】また、ＬＳ２の色Ｃ２そのものをアンビエ
ント光の色に付加する代わりに、Ｃ２に変換処理を施
し、変換処理後のＣ２をアンビエント光の色に付加する
ようにしてもよい。

【０１４４】２．６ ヒットイベント時のエフェクト光 格闘ゲームなどにおいては、一方のオブジェクト（キャ
ラクタ）の攻撃（武器、キック、パンチ）が他方のオブ
ジェクトにヒットするヒットイベントの発生時に、ヒッ
トイベントが発生したことをプレーヤに視覚的に伝える
ヒットエフェクト光を表示することが望ましい。

【０１４５】本実施形態では、このヒットエフェクト光
の表示を、図２（Ａ）、（Ｂ）で説明した光源合成処理
で実現している。

【０１４６】例えば図１２（Ａ）では、オブジェクトＯ
Ｂ２（キャラクタ）の攻撃（武器）がオブジェクトＯＢ
１にヒットしている。そして、ヒットチェック処理によ
り、ヒット位置としてＨＰ１、ＨＰ２、ＨＰ３、ＨＰ４
が検出されている。

【０１４７】この場合に本実施形態では図１２（Ｂ）に
示すように、これらの複数のヒット位置ＨＰ１、ＨＰ
２、ＨＰ３、ＨＰ４に、ヒットエフェクト光を表現する
ための光源ＬＳ１、ＬＳ２、ＬＳ３、ＬＳ４を設定（配
置）する。

【０１４８】そして、これらの光源ＬＳ１〜ＬＳ４を図
２（Ａ）、（Ｂ）で説明した手法により合成すること
で、図１３（Ａ）に示すように、合成光源ＬＳＳ１を求
める。そして、求められた合成光源ＬＳＳ１に基づいて
オブジェクトＯＢ１のシェーディングを行う。

【０１４９】より具体的には、光源ＬＳ１〜ＬＳ４から
オブジェクトＯＢ１の代表位置ＬＰ１に向かう方向の照
明方向ベクトルを求める。そして、これらの照明方向ベ
クトルを合成し、合成光源ＬＳＳ１の照明方向ベクトル
ＶＳ１を求める。また、光源ＬＳ１〜ＬＳ４の色を合成
し、合成光源ＬＳＳ１の色ＣＳ１を求める。

【０１５０】そして、求められた照明方向ベクトルＬＳ
Ｓ１、色ＣＳ１を用いて、オブジェクトＯＢ１の各頂点
の色などを求め、ＯＢ１のシェーディングを行う。

【０１５１】一方、オブジェクトＯＢ２については、図
１３（Ｂ）に示すような合成光源ＬＳＳ２を求める。そ
して、求められた合成光源ＬＳＳ２に基づいてオブジェ
クトＯＢ２のシェーディングを行う。

【０１５２】より具体的には、光源ＬＳ１〜ＬＳ４から
オブジェクトＯＢ２の代表位置ＬＰ２に向かう方向の照
明方向ベクトルを求める。そして、これらの照明方向ベ
クトルを合成し、合成光源ＬＳＳ２の照明方向ベクトル
を求める。また、光源ＬＳ１〜ＬＳ４の色を合成し、合
成光源ＬＳＳ２の色ＣＳ２を求める。そして、求められ
た照明方向ベクトルＬＳＳ２、色ＣＳ２を用いて、オブ
ジェクトＯＢ２の各頂点の色などを求め、ＯＢ２のシェ
ーディングを行う。

【０１５３】図１４に、図１２（Ａ）〜図１３（Ｂ）の
本実施形態の手法により生成される画像の例を示す。

【０１５４】このように本実施形態によれば、あたかも
複数個の光源で構成されているかのように見えるヒット
エフェクト光を、簡素な処理で生成できる。

【０１５５】しかも、ヒットチェックにより検出された
ヒット位置に複数の光源を配置するだけで、その後の光
源合成処理は自動的に行われる。従って、ヒット位置に
応じて処理内容を変えるなどの煩雑な処理を必要とする
ことなく、ヒット位置を反映した適正な合成光源で、オ
ブジェクトをシェーディングすることが可能になる。

【０１５６】また、本実施形態によれば、図１３
（Ａ）、（Ｂ）に示すように、同じヒット位置に基づい
て、オブジェクトＯＢ１用の合成光源ＬＳＳ１と、オブ
ジェクトＯＢ２用の合成光源ＬＳＳ２の両方を自動的に
生成できる。そして、これらのＬＳＳ１、ＬＳＳ２を用
いることで、オブジェクトＯＢ１、ＯＢ２に対して、異
なったシェーディングを施すことが可能になり、よりリ
アルなシェーディングを実現できる。

【０１５７】なお、ヒットイベントが発生する前におい
ては、合成光源ＬＳＳ１やＬＳＳ２に使用されるシェー
ディング用の物理的な光源を、他の用途に使用すること
が望ましい。ここで、他の用途としては、例えば、オブ
ジェクトの逆光部分を照明する逆光補正用の光源などの
用途が考えられる。そして、ヒットイベントが発生した
ことを条件に、このシェーディング用の物理的な光源
を、図１３（Ａ）、（Ｂ）に示すようなヒットエフェク
ト光の光源に使用するようにすればよい。

【０１５８】また、ヒットエフェクト光の生成時には、
図１０（Ａ）、（Ｂ）や上式（７）、（８）で説明した
合成率ＧＲ（移行速度）を、なるべく大きな値に設定す
ることが望ましい。例えば、ヒットエフェクト光の生成
時には、上式（７）、（８）においてＧＲ＝１．０に設
定する。このようにすることで、例えば他の用途の光源
（逆光補正用の光源）からヒットエフェクト用の光源へ
の切替を素早く行うことが可能になる。

【０１５９】３．本実施形態の処理 次に、本実施形態の処理の詳細例について、図１５、図
１６、図１７のフローチャートを用いて説明する。

【０１６０】まず、各光源について、オブジェクト（照
明位置）に対する照明方向ベクトルと明度（減衰度）を
決定する（ステップＳ１）。ここで、減衰率は、図４
（Ａ）、（Ｂ）で説明した疑似点光源の明度の減衰率で
ある。そして、全ての光源について処理が終了するまで
処理を繰り返す（ステップＳ２）。

【０１６１】次に、ステップＳ１で決定した明度（減衰
後の明度）に基づき、オブジェクトを照明する光源を、
明るい順になるようにソートする（ステップＳ３）。即
ち、明度が最も高い光源が先頭になるようにソートす
る。そして、全ての光源のソートが終了するまで処理を
繰り返す（ステップＳ４）。

【０１６２】次に、処理対象となる光源が、ソートされ
た光源のうちの先頭の光源か否かを判断する（図１６の
ステップＳ５）。そして、先頭の光源である場合には、
その光源が、前回のフレームで基底光源として使用した
光源と同じか否かを判断する（ステップＳ６）。そし
て、同じ光源である場合にはステップＳ１０に移行す
る。

【０１６３】一方、違う光源である場合（基底光源が切
り替わった場合）には、合成率ＧＲの移行速度ＳＳを早
くするか否かを判定する（ステップＳ７）。そして、速
くする場合（図１２（Ａ）〜図１４のヒットエフェクト
光の場合）には、ＳＳを１．０（最大値）に設定する
（ステップＳ８）。一方、速くしない場合（図５の日光
と松明の場合）には、ＳＳを０．０（最小値）に設定す
る（ステップＳ９）。

【０１６４】次に、処理対象光源を基底光源に設定する
（ステップＳ１０）。より具体的には、基底光源（図９
（Ａ）〜（Ｃ）参照）の照明方向ベクトルを基底ベクト
ルＶＢに設定すると共に合成ベクトルＶＳの初期値に設
定する。また、基底光源の明度を基底明度ＢＲＢに設定
し、基底光源の色を合成色ＣＳの初期値に設定する。そ
して、追従度Ｔを１．０に設定し（ステップＳ１１）、
ステップＳ１９に移行する。

【０１６５】ステップＳ５で、処理対象光源が先頭の光
源ではないと判断された場合には、基底明度ＢＲＢに対
する、処理対象光源の明度ＢＲの割合ＢＲＰを求め、求
められたＢＲＰを０．０〜１．０の範囲にリミットする
（ステップＳ１２）。また、基底ベクトルＶＢと処理対
象光源の照明方向ベクトルＶとの内積ＶＩＰを求める
（ステップＳ１３）。

【０１６６】次に、内積ＶＩＰが負の値か否かを判断し
（ステップＳ１４）、ＶＩＰ＜０の場合には、処理対象
光源の色ＣとＶＩＰに基づき、アンビエント光の色に付
加すべき色ＣＡを求める（ステップＳ１５。図１１
（Ａ）、（Ｂ）参照）。

【０１６７】一方、ＶＩＰ≧０の場合には、明度割合Ｂ
ＲＰと内積ＶＩＰに基づいて、合成率γ＝Ｆ（ＢＲＰ，
ＶＩＰ）を求める（ステップＳ１６。図３（Ａ）、
（Ｂ）参照）。

【０１６８】次に、基底光源と処理対象光源の明度が近
いほど小さな値になる追従度Ｔ＝｛Ｔ＋（１−ＢＲ
Ｐ）｝×０．５を設定する（ステップＳ１７）。

【０１６９】次に、求まった合成率γと、処理対象光源
の照明方向ベクトルＶ及び色Ｃに基づいて、合成ベクト
ルＶＳ＝ＶＳ＋γ×Ｖ、合成色ＣＳ＝ＣＳ＋γ×Ｃを求
める。（ステップＳ１８。図２（Ａ）、（Ｂ）、図９
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）参照）。そして、全ての処理対
象光源を処理したか否かを判断し（ステップＳ１９）、
処理していない場合にはステップＳ５に戻る。

【０１７０】次に、合成ベクトルＶＳを正規化する（図
１７のステップＳ２０）。そして、過去の合成ベクトル
との合成率ＧＲをコントロールするか否かを判断する
（ステップＳ２１）。

【０１７１】そして、ＧＲをコントロールする場合に
は、ＧＲ＝Ｔ³に設定し、得られたＧＲを０．１〜１．
０の範囲にリミットする（ステップＳ２２）。このよう
にすることで、ＧＲは、Ｔ＝１．０付近で急峻に０．０
から１．０に変化するようになる。一方、ＧＲをコント
ロールしない場合には、ＧＲ＝１．０に設定する（ステ
ップＳ２３）。

【０１７２】次に、ＧＲ＝ＧＲ×ＳＳに設定し、得られ
たＧＲを０．０５〜１．０の範囲にリミットする（ステ
ップＳ２４）。ＧＲ≧０．０５となるようにＧＲをリミ
ットすることで、移行速度ＳＳ＝０．０の場合にも、Ｇ
Ｒが０．０５よりも小さくならないことが保証されるよ
うになる。

【０１７３】次に、移行速度ＳＳ＝ＳＳ＋１／Ｍ（例え
ばＭ＝２４）に設定し、得られたＳＳを０．０〜１．０
の範囲にリミットする（ステップＳ２５）。このように
することで、移行速度ＳＳが、フレーム経過に伴い徐々
に増加するようになる。

【０１７４】次に、前回のフレームの合成ベクトルＶ
Ｓ’と、今回のフレームの合成ベクトルＶＳと、合成率
ＧＲに基づき、最終合成ベクトルＶＳＬ＝（１．０−Ｇ
Ｒ）×ＶＳ’＋ＧＲ×ＶＳを求める（ステップＳ２６。
図１０（Ｂ）参照）。

【０１７５】また、前回のフレームの合成色ＣＳ’と、
今回のフレームの合成色ＣＳと、合成率ＧＲに基づき、
最終合成色ＣＳＬ＝（１．０−ＧＲ）×ＣＳ’＋ＧＲ×
ＣＳを求める（ステップＳ２７）。

【０１７６】そして、求められた最終合成ベクトルＶＳ
Ｌと、最終合成色ＣＳＬと、移行速度ＳＳを、次のフレ
ームの処理に使用するために主記憶部に保存する（ステ
ップＳ２８）。

【０１７７】最後に、最終合成ベクトルＶＳＬ、最終合
成色ＣＳＬに基づき、オブジェクトのシェーディングを
行う（ステップＳ２９）。

【０１７８】以上のようにすることで、当該フレームで
の光源の合成処理が完了し、オブジェクトをシェーディ
ングすることができる。

【０１７９】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１８を用いて説明する。

【０１８０】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。

【０１８１】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。

【０１８２】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。

【０１８３】データ伸張プロセッサ９０６は、圧縮され
た画像データや音データを伸張するデコード処理を行っ
たり、メインプロセッサ９００のデコード処理をアクセ
レートする処理を行う。これにより、オープニング画
面、インターミッション画面、エンディング画面、或い
はゲーム画面などにおいて、ＭＰＥＧ方式等で圧縮され
た動画像を表示できるようになる。なお、デコード処理
の対象となる画像データや音データは、ＲＯＭ９５０、
ＣＤ９８２に格納されたり、或いは通信インターフェー
ス９９０を介して外部から転送される。

【０１８４】描画プロセッサ９１０は、ポリゴンや曲面
などのプリミティブ（プリミティブ面）で構成されるオ
ブジェクトの描画（レンダリング）処理を高速に実行す
るものである。オブジェクトの描画の際には、メインプ
ロセッサ９００は、ＤＭＡコントローラ９７０の機能を
利用して、オブジェクトデータを描画プロセッサ９１０
に渡すと共に、必要であればテクスチャ記憶部９２４に
テクスチャを転送する。すると、描画プロセッサ９１０
は、これらのオブジェクトデータやテクスチャに基づい
て、Ｚバッファなどを利用した陰面消去を行いながら、
オブジェクトをフレームバッファ９２２に高速に描画す
る。また、描画プロセッサ９１０は、αブレンディング
（半透明処理）、デプスキューイング、ミップマッピン
グ、フォグ処理、バイリニア・フィルタリング、トライ
リニア・フィルタリング、アンチエリアシング、シェー
ディング処理なども行うことができる。そして、１フレ
ーム分の画像がフレームバッファ９２２に書き込まれる
と、その画像はディスプレイ９１２に表示される。

【０１８５】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。

【０１８６】ゲームコントローラ９４２（レバー、ボタ
ン、筺体、パッド型コントローラ又はガン型コントロー
ラ等）からの操作データや、メモリカード９４４からの
セーブデータ、個人データは、シリアルインターフェー
ス９４０を介してデータ転送される。

【０１８７】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。

【０１８８】ＲＡＭ９６０は、各種プロセッサの作業領
域として用いられる。

【０１８９】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。

【０１９０】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。

【０１９１】通信インターフェース９９０は、ネットワ
ークを介して外部との間でデータ転送を行うためのイン
ターフェースである。この場合に、通信インターフェー
ス９９０に接続されるネットワークとしては、通信回線
（アナログ電話回線、ＩＳＤＮ）、高速シリアルバスな
どを考えることができる。そして、通信回線を利用する
ことでインターネットを介したデータ転送が可能にな
る。また、高速シリアルバスを利用することで、他の画
像生成システムとの間でのデータ転送が可能になる。

【０１９２】なお、本実施形態の各部（各手段）は、そ
の全てを、ハードウェアのみにより実現してもよいし、
情報記憶媒体に格納されるプログラムや通信インターフ
ェースを介して配信されるプログラムのみにより実現し
てもよい。或いは、ハードウェアとプログラムの両方に
より実現してもよい。

【０１９３】そして、本実施形態の各部をハードウェア
とプログラムの両方により実現する場合には、情報記憶
媒体には、ハードウェア（コンピュータ）を本実施形態
の各部として機能させるためのプログラムが格納される
ことになる。より具体的には、上記プログラムが、ハー
ドウェアである各プロセッサ９０２、９０４、９０６、
９１０、９３０等に処理を指示すると共に、必要であれ
ばデータを渡す。そして、各プロセッサ９０２、９０
４、９０６、９１０、９３０等は、その指示と渡された
データとに基づいて、本発明の各部を実現することにな
る。

【０１９４】図１９（Ａ）に、本実施形態を業務用ゲー
ムシステム（画像生成システム）に適用した場合の例を
示す。プレーヤは、ディスプレイ１１００上に映し出さ
れたゲーム画像を見ながら、操作部１１０２（レバー、
ボタン）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、本実施
形態の各部を実現するためのプログラム（データ）は、
システムボード１１０６上の情報記憶媒体であるメモリ
１１０８に格納される。以下、このプログラムを格納プ
ログラム（格納情報）と呼ぶ。

【０１９５】図１９（Ｂ）に、本実施形態を家庭用のゲ
ームシステム（画像生成システム）に適用した場合の例
を示す。プレーヤはディスプレイ１２００に映し出され
たゲーム画像を見ながら、コントローラ１２０２、１２
０４などを操作してゲームを楽しむ。この場合、上記格
納プログラム（格納情報）は、本体システムに着脱自在
な情報記憶媒体であるＣＤ１２０６、或いはメモリカー
ド１２０８、１２０９などに格納されている。

【０１９６】図１９（Ｃ）に、ホスト装置１３００と、
このホスト装置１３００とネットワーク１３０２（ＬＡ
Ｎのような小規模ネットワークや、インターネットのよ
うな広域ネットワーク）を介して接続される端末１３０
４-１〜１３０４-n（ゲーム機、携帯電話）とを含むシ
ステムに本実施形態を適用した場合の例を示す。この場
合、上記格納プログラム（格納情報）は、例えばホスト
装置１３００が制御可能な磁気ディスク装置、磁気テー
プ装置、メモリなどの情報記憶媒体１３０６に格納され
ている。端末１３０４-１〜１３０４-nが、スタンドア
ロンでゲーム画像、ゲーム音を生成できるものである場
合には、ホスト装置１３００からは、ゲーム画像、ゲー
ム音を生成するためのゲームプログラム等が端末１３０
４-１〜１３０４-nに配送される。一方、スタンドアロ
ンで生成できない場合には、ホスト装置１３００がゲー
ム画像、ゲーム音を生成し、これを端末１３０４-１〜
１３０４-nに伝送し端末において出力することになる。

【０１９７】なお、図１９（Ｃ）の構成の場合に、本実
施形態の各部を、ホスト装置（サーバー）と端末とで分
散して実現するようにしてもよい。また、本実施形態の
各部を実現するための上記格納プログラム（格納情報）
を、ホスト装置（サーバー）の情報記憶媒体と端末の情
報記憶媒体に分散して格納するようにしてもよい。

【０１９８】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。

【０１９９】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。

【０２００】例えば、明細書中の記載において広義な用
語（光源情報、光源の合成、光源等）として引用された
用語（照明方向ベクトル・色・光源位置・明度、照明方
向ベクトル・色の合成、疑似点光源等）は、明細書中の
他の記載においても広義な用語に置き換えることができ
る。

【０２０１】また、本発明の光源の合成処理手法は、図
２（Ａ）〜図１７で詳細に説明した手法に限定されず、
種々の変形実施が可能である。

【０２０２】例えば、合成率を、内積や明度割合以外の
パラメータで求めるようにしてもよい。また、光源を合
成する方式も、加算ブレンディング方式や狭義のブレン
ディング方式に限定されない。

【０２０３】特に、合成処理の対象とならなかった光源
の色をアンビエント光の色に付加する発明や、複数のヒ
ット位置に複数の光源を設定して合成光源を求める発明
においては、光源の合成処理を、本実施形態で説明した
ものとは異なる処理で実現してもよい。

【０２０４】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。

【０２０５】また、本発明は種々のゲーム（格闘ゲー
ム、競争ゲーム、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、ロールプレイングゲーム等）
に適用できる。

【０２０６】また本発明は、業務用ゲームシステム、家
庭用ゲームシステム、多数のプレーヤが参加する大型ア
トラクションシステム、シミュレータ、マルチメディア
端末、ゲーム画像を生成するシステムボード等の種々の
画像生成システム（ゲームシステム）に適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の画像生成システムの機能ブロック
図の例である。

【図２】図２（Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態の光源合成
手法について説明するための図である。

【図３】図３（Ａ）、（Ｂ）は、光源合成の合成率を得
る手法について説明するための図である。

【図４】図４（Ａ）、（Ｂ）は、疑似点光源について説
明するための図である。

【図５】本実施形態により生成された画像の例を示す図
である。

【図６】本実施形態により生成された画像の例を示す図
である。

【図７】本実施形態の処理を施さなかった場合の画像の
例を示す図である。

【図８】本実施形態の処理を施さなかった場合の画像の
例を示す図である。

【図９】図９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、基底光源を用
いて光源合成を行う手法について説明するための図であ
る。

【図１０】図１０（Ａ）、（Ｂ）は、基底光源の切替時
における光源合成手法について説明するための図であ
る。

【図１１】図１１（Ａ）、（Ｂ）は、合成処理の対象と
ならなかった光源の色をアンビエント光に付加する手法
について説明するための図である。

【図１２】図１２（Ａ）、（Ｂ）は、複数のヒット位置
に複数の光源を設定して合成する手法について説明する
ための図である。

【図１３】図１３（Ａ）、（Ｂ）も、複数のヒット位置
に複数の光源を設定して合成する手法について説明する
ための図である。

【図１４】本実施形態により生成された画像の例を示す
図である。

【図１５】本実施形態の処理の詳細例について示すフロ
ーチャートである。

【図１６】本実施形態の処理の詳細例について示すフロ
ーチャートである。

【図１７】本実施形態の処理の詳細例について示すフロ
ーチャートである。

【図１８】本実施形態を実現できるハードウェアの構成
の一例を示す図である。

【図１９】図１９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本実施形
態が適用される種々の形態のシステムの例を示す図であ
る。

【符号の説明】

ＬＳ１、ＬＳ２ 光源 Ｃ１、Ｃ２ 色 ＢＲ１、ＢＲ２ 明度 Ｖ１１、Ｖ２１、Ｖ１２、Ｖ２２、Ｖ１、Ｖ２ 照明方
向ベクトル ＬＳＳ１、ＬＳＳ２、ＬＳＳ 合成光源 ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ 色 ＶＳ１、ＶＳ２、ＶＳ 照明方向ベクトル ＯＢ１、ＯＢ２、ＯＢ オブジェクト ＬＰ１、ＬＰ２、ＬＰ 照明位置、代表位置 １００ 処理部 １１０ 移動・動作処理部 １１２ オブジェクト空間設定部 １１４ ヒットチェック部 １１６ 光源設定部 １１８ 基底光源選択部 １１９ 光源合成部 １２０ 画像生成部 １２２ シェーディング部 １３０ 音生成部 １６０ 操作部 １７０ 記憶部 １７２ 主記憶部 １７４ 描画バッファ １８０ 情報記憶媒体 １９０ 表示部 １９２ 音出力部 １９４ 携帯型情報記憶装置 １９６ 通信部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０６Ｔ 3/00 ３００ Ｇ０６Ｔ 3/00 ３００ 17/40 17/40 Ａ Ｆターム(参考） 2C001 AA03 AA06 AA09 AA14 BA01 BA03 BA05 BA06 BA07 BB02 BC05 BC06 BC08 BC09 CA02 CA06 CB01 CB02 CB04 CB06 CB08 CC01 CC08 5B050 AA10 BA09 BA18 EA07 EA09 EA19 EA27 EA30 FA02 FA05 5B057 AA20 CA08 CA13 CB08 CB13 CE08 CE16 CH01 CH11 CH14 DA16 5B080 BA05 CA01 FA02 GA11

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オブジェクト空間において所与の視点か
   ら見える画像を生成するための画像生成システムであっ
   て、 オブジェクトを照明するための複数の光源を用意し、複
   数の光源の各光源に対して、オブジェクトに対する各光
   源の照明方向ベクトルを設定する光源設定部と、 複数の光源の照明方向ベクトルを合成し、オブジェクト
   に対する合成光源の照明方向ベクトルをオブジェクト毎
   に求める光源合成部と、 合成光源に基づいて、オブジェクトのシェーディングを
   行うシェーディング部と、 を含むことを特徴とする画像生成システム。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記光源合成部が、 複数の光源に設定された色を合成することで、合成光源
   の色を求めることを特徴とする画像生成システム。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、 前記光源合成部が、 光源の合成率を、合成される複数の光源の照明方向ベク
   トルの内積、及び、合成される複数の光源の明度の割合
   の少なくとも一方に基づいて求めることを特徴とする画
   像生成システム。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかにおいて、 前記複数の光源が疑似点光源を含み、 前記光源設定部が、 オブジェクトと疑似点光源との位置関係に基づいて、オ
   ブジェクトに対する疑似点光源の照明方向ベクトルと疑
   似点光源の明度を設定することを特徴とする画像生成シ
   ステム。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかにおいて、 光源の明度に基づいて複数の光源の中から基底光源を選
   択する基底光源選択部を含み、 前記光源合成部が、 選択された基底光源よりも他の光源の合成率が低くなる
   ように、選択された基底光源に対して他の光源を合成す
   ることを特徴とする画像生成システム。
6. 【請求項６】 請求項５において、 前記光源合成部が、 第Ｎのフレームでは第Ｋの光源が基底光源として選択さ
   れ、次の第Ｎ＋１のフレームでは第Ｌの光源が基底光源
   として選択された場合には、合成処理に対する第Ｋの光
   源の影響度がフレーム経過に伴い減少するように、光源
   の合成を行うことを特徴とする画像生成システム。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれかにおいて、 前記光源合成部が、 現在のフレームで得られた合成光源に前回のフレームで
   得られた合成光源を合成し、最終的な合成光源を求める
   ことを特徴とする画像生成システム。
8. 【請求項８】 請求項７において、 前記光源合成部が、 現在のフレームで得られた合成光源と前回のフレームで
   得られた合成光源との合成率を、可変に制御することを
   特徴とする画像生成システム。
9. 【請求項９】 請求項１乃至８のいずれかにおいて、 前記光源合成部が、 複数の光源のうち、合成処理の対象とならなかった光源
   の色を、アンビエント光の色に付加することを特徴とす
   る画像生成システム。
10. 【請求項１０】 請求項１乃至９のいずれかにおいて、 前記光源設定部が、 オブジェクトに対するヒットイベントが発生した場合
    に、複数のヒット位置に前記複数の光源を設定し、 前記光源合成部が、 複数のヒット位置に設定された複数の光源を合成し、合
    成光源を求めることを特徴とする画像生成システム。
11. 【請求項１１】 オブジェクト空間において所与の視点
    から見える画像を生成する画像生成システムであって、 複数の光源を設定する光源設定部と、 設定された複数の光源を合成し、合成光源を求める光源
    合成部と、 求められた合成光源に基づいて、オブジェクトのシェー
    ディングを行うシェーディング部とを含み、 前記光源合成部が、 複数の光源のうち、合成処理の対象とならなかった光源
    の色を、アンビエント光の色に付加することを特徴とす
    る画像生成システム。
12. 【請求項１２】 オブジェクト空間において所与の視点
    から見える画像を生成する画像生成システムであって、 オブジェクトに対するヒットイベントが発生した場合
    に、オブジェクトのヒットチェックを行い、ヒット位置
    を求めるヒットチェック部と、 求められた複数のヒット位置に、ヒットエフェクト光を
    表すための複数の光源を設定する光源設定部と、 複数のヒット位置に設定された複数の光源を合成し、合
    成光源を求める光源合成部と、 求められた合成光源に基づいて、オブジェクトのシェー
    ディングを行うシェーディング部と、 を含むことを特徴とする画像生成システム。
13. 【請求項１３】 オブジェクト空間において所与の視点
    から見える画像を生成するためのプログラムであって、 オブジェクトを照明するための複数の光源を用意し、複
    数の光源の各光源に対して、オブジェクトに対する各光
    源の照明方向ベクトルを設定する光源設定部と、 複数の光源の照明方向ベクトルを合成し、オブジェクト
    に対する合成光源の照明方向ベクトルをオブジェクト毎
    に求める光源合成部と、 合成光源に基づいて、オブジェクトのシェーディングを
    行うシェーディング部として、 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。
14. 【請求項１４】 請求項１３において、 前記光源合成部が、 複数の光源に設定された色を合成することで、合成光源
    の色を求めることを特徴とするプログラム。
15. 【請求項１５】 請求項１３又は１４において、 前記光源合成部が、 光源の合成率を、合成される複数の光源の照明方向ベク
    トルの内積、及び、合成される複数の光源の明度の割合
    の少なくとも一方に基づいて求めることを特徴とするプ
    ログラム。
16. 【請求項１６】 請求項１３乃至１５のいずれかにおい
    て、 前記複数の光源が疑似点光源を含み、 前記光源設定部が、 オブジェクトと疑似点光源との位置関係に基づいて、オ
    ブジェクトに対する疑似点光源の照明方向ベクトルと疑
    似点光源の明度を設定することを特徴とするプログラ
    ム。
17. 【請求項１７】 請求項１３乃至１６のいずれかにおい
    て、 光源の明度に基づいて複数の光源の中から基底光源を選
    択する基底光源選択部としてコンピュータを機能させる
    と共に、 前記光源合成部が、 選択された基底光源よりも他の光源の合成率が低くなる
    ように、選択された基底光源に対して他の光源を合成す
    ることを特徴とするプログラム。
18. 【請求項１８】 請求項１７において、 前記光源合成部が、 第Ｎのフレームでは第Ｋの光源が基底光源として選択さ
    れ、次の第Ｎ＋１のフレームでは第Ｌの光源が基底光源
    として選択された場合には、合成処理に対する第Ｋの光
    源の影響度がフレーム経過に伴い減少するように、光源
    の合成を行うことを特徴とするプログラム。
19. 【請求項１９】 請求項１３乃至１８のいずれかにおい
    て、 前記光源合成部が、 現在のフレームで得られた合成光源に前回のフレームで
    得られた合成光源を合成し、最終的な合成光源を求める
    ことを特徴とするプログラム。
20. 【請求項２０】 請求項１９において、 前記光源合成部が、 現在のフレームで得られた合成光源と前回のフレームで
    得られた合成光源との合成率を、可変に制御することを
    特徴とするプログラム。
21. 【請求項２１】 請求項１３乃至２０のいずれかにおい
    て、 前記光源合成部が、 複数の光源のうち、合成処理の対象とならなかった光源
    の色を、アンビエント光の色に付加することを特徴とす
    るプログラム。
22. 【請求項２２】 請求項１３乃至２１のいずれかにおい
    て、 前記光源設定部が、 オブジェクトに対するヒットイベントが発生した場合
    に、複数のヒット位置に前記複数の光源を設定し、 前記光源合成部が、 複数のヒット位置に設定された複数の光源を合成し、合
    成光源を求めることを特徴とするプログラム。
23. 【請求項２３】 オブジェクト空間において所与の視点
    から見える画像を生成するためのプログラムであって、 複数の光源を設定する光源設定部と、 設定された複数の光源を合成し、合成光源を求める光源
    合成部と、 求められた合成光源に基づいて、オブジェクトのシェー
    ディングを行うシェーディング部として、 コンピュータを機能させると共に、 前記光源合成部が、 複数の光源のうち、合成処理の対象とならなかった光源
    の色を、アンビエント光の色に付加することを特徴とす
    るプログラム。
24. 【請求項２４】 オブジェクト空間において所与の視点
    から見える画像を生成するためのプログラムであって、 オブジェクトに対するヒットイベントが発生した場合
    に、オブジェクトのヒットチェックを行い、ヒット位置
    を求めるヒットチェック部と、 求められた複数のヒット位置に、ヒットエフェクト光を
    表すための複数の光源を設定する光源設定部と、 複数のヒット位置に設定された複数の光源を合成し、合
    成光源を求める光源合成部と、 求められた合成光源に基づいて、オブジェクトのシェー
    ディングを行うシェーディング部として、 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。
25. 【請求項２５】 コンピュータ読み取り可能な情報記憶
    媒体であって、請求項１３乃至２４のいずれかのプログ
    ラムを記憶したことを特徴とする情報記憶媒体。