JP2009244936A - 画像生成装置、広視野画像生成方法、および、プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】視点管理部240は、視点の位置情報を管理する。なお、視点には、主カメラ、及び、主カメラを中心として視線方向が異なる2つの補助カメラが視点に配置されている。視野画像生成部250は、視点に配置された各カメラによってそれぞれ撮影し、スクリーン平面に透視投影した各視野画像を生成する。視野画像変形部260は、生成された視野画像のうち補助カメラに対応する視野画像を、台形形状に変形させる。広視野画像生成部270は、主カメラに対応する視野画像を中心に、変形させた視野画像を並べた広視野画像を生成する。
【選択図】図2
Description
具体的には、3次元の仮想空間内に仮想的なカメラ(仮想カメラ)を配置して、この仮想カメラを視点として撮影した視野画像を生成して、ゲーム装置の表示部に表示している。そして、プレイヤがコントローラ等により主人公キャラクタを移動させると、それに同期して(追従して)仮想カメラも移動する。すなわち、仮想カメラの位置や方向(視点位置や視線方向)がプレイヤの操作に応じて変化し、視野画像が次々と移り変わって行くため、プレイヤは、あたかも自身が仮想空間内にいるかのように、ゲームを楽しむことができる。
つまり、仮想カメラの視野(視界)からほんの少しでも外れてしまうと、ゲーム画像には全く表示されないため、プレイヤは視野外の様子を把握することができなかった。そのため、視野外からいきなり現れた敵キャラクタにより、主人公キャラクタが攻撃されてしまったり、すぐ近くにあっても、視野外であるために重要なアイテム(オブジェクト)を取り逃してしまう等の不都合が生じていた。
そのため、仮想空間内における視野を適切に拡大させた画像を表示する技術が求められていた。
この結果、仮想空間内の視野を適切に拡大させた画像を生成することができる。
この結果、仮想空間内における視野を適切に拡大させた画像を生成することができる。
前記視野画像変形部は、算定される視点の移動状況に基づいて、視野画像を変形させる形状の変形割合を変化させてもよい。
この結果、仮想空間内の視野を適切に拡大させた画像を生成することができる。
図1は、本発明の実施の形態に係る画像生成装置が実現される典型的なゲーム装置の概要構成を示す模式図である。以下、本図を参照して説明する。
また、仮想3次元空間に配置され、各種のテクスチャ情報が付加されたポリゴン情報を、Zバッファ法によりレンダリングして、所定の視点位置から仮想3次元空間に配置されたポリゴンを俯瞰したレンダリング画像を得る演算の高速実行も可能である。
また、各種の位置の指定および選択入力を受け付けるためのマウスなどを接続する形態も採用することができる。
図2は、本実施形態に係る画像生成装置の概要構成を示す模式図である。この画像生成装置は、一例として、3次元表示のアクションゲームにおいて、主人公キャラクタ自身を視点とした一人称視点のゲーム画像を生成する装置である。以下、本図を参照して説明する。
なお、RAM 103等が、このようなオブジェクト情報記憶部210として機能しうる。
なお、コントローラ105がこのような操作受付部220として機能しうる。
この他にも、オブジェクト位置管理部230は、建物、木、石等のような仮想空間内の位置が変わらないオブジェクトの位置情報も管理する。
なお、RAM 103及びCPU 101が、このようなオブジェクト位置管理部230として機能しうる。
なお、三人称視点のゲーム画像を生成するのであれば、例えば、主人公キャラクタの後頭部上方が、視点となる。このため、主人公キャラクタの位置情報を所定の演算により後頭部上方に変換した位置情報が、視点の位置情報として管理される。
そして、RAM 103及びCPU 101が、このような視点管理部240として機能しうる。
具体的に、視点位置には、仮想空間を上から見て、図3(a)に示すような、主カメラMC、及び、左右の補助カメラSCl,SCrの3つのカメラが、水平方向に視線(VL1〜VL3)をずらして配置される。この図3(a)では、それぞれのカメラが分かり易いように、分けて(間隔を空けて)示しているが、実際には、図3(b)に示すように、視点VPに、各カメラのレンズ部が集まるように配置される。より詳細には、主カメラMCの視線VL1を中心として、左方向(水平左方向)に角度θ(一例として、45度)だけずらした補助カメラSClの視線VL2、及び、右方向に角度θだけずらした補助カメラSCrの視線VL3の関係となるように、各カメラが配置される。
すなわち、視野画像生成部250は、図3(d)に示すように、主カメラMCによってスクリーン平面SR1に透視投影した視野画像、補助カメラSClによってスクリーン平面SR2に透視投影した視野画像、及び、補助カメラSCrによってスクリーン平面SR3に透視投影した視野画像をそれぞれ生成する。
なお、図3(d)では、各カメラの視野(視野領域)が重ならない(重複しない)場合を一例として示しているが、設定される視野角や視線方向等に応じて、隣接するカメラ同士の視野が一部重なっていてもよい。
つまり、主カメラMCによって、図4(b)に示すオブジェクトOj1を含む視野画像を生成し、また、補助カメラSClによって、図4(c)に示すオブジェクトOj2を含む視野画像を生成し、そして、補助カメラSCrによって、図4(d)に示すオブジェクトOj3を含む視野画像を生成する。
そして、画像処理部108が、このような視野画像生成部250として機能しうる。
まず、視野画像変形部260は、図5(a)に示すように、補助カメラSClが撮影した視野画像SGlを、台形形状に変形させる。この変形は、例えば、図5(b)に示すように、視野画像SGlの辺A−B側を変化させずに、辺C−D側を伸張させて台形の下底C’−D’となるように変化させる。つまり、補助カメラSClが、主カメラMCよりも左方向(水平左方向)を撮影しているため、視野画像変形部260は、視野画像SGlの左端となる辺C−D側を伸張させた台形形状A−B−C’−D’に変換している。
具体的に、補助カメラSClが図5(c)に示すようなオブジェクトOj2を含む視野画像を撮影している場合に、視野画像変形部260は、図5(d)に示すように台形形状の視野画像に変形させる。これにより、オブジェクトOj2は、左側が伸びたように変換される。
具体的に、補助カメラSCrが図6(c)に示すようなオブジェクトOj3を含む視野画像を撮影している場合に、視野画像変形部260は、図6(d)に示すように台形形状の視野画像に変形させる。これにより、オブジェクトOj3は、右側が伸びたように変換される。
なお、画像処理部108が、このような視野画像変形部260として機能しうる。
すなわち、視野画像変形部260が台形形状に変形させた視野画像を、変形させていない主カメラによる視野画像の両側に連結して合成した、1まとまりの広視野画像を生成する。
具体的に広視野画像生成部270は、図7(a)に示すように、主カメラMCに対応する視野画像SGcを中心として、補助カメラSClに対応する視野画像SGl(変形させた視野画像)を左側に配置し、また、補助カメラSCrに対応する視野画像SGr(変形させた視野画像)を右側に配置する。
そして、広視野画像生成部270は、各視界画像を連結して合成し、図7(b)に示すような広視野画像KSGを生成する。この広視野画像KSGは、外部のモニタ(一例として、ワイド画面テレビ等)に出力され、図7(c)に示すようなゲーム画像として表示される。
なお、画像処理部108が、このような広視野画像生成部270として機能しうる。
図8は、上述した構成の画像生成装置200において実行される広視野画像生成処理の流れを示すフローチャートである。以下、本図を参照して画像生成装置200の動作について説明する。この広視野画像生成処理は、ゲーム実行中において、例えば、垂直同期割り込み(一例として1/60秒)毎に、繰り返して実行される。
すなわち、視野画像生成部250は、上述した図3(b)に示すように、視点VPにて、主カメラMCを中心として、左右に視線をずらした補助カメラSCl,SCrを配置し、これらのカメラ(MC,SCl,SCr)により、3次元仮想空間を撮影する。
すなわち、視野画像生成部250は、上述した図3(d)に示すように、主カメラMCによってスクリーン平面SR1に透視投影した視野画像、補助カメラSClによってスクリーン平面SR2に透視投影した視野画像、及び、補助カメラSCrによってスクリーン平面SR3に透視投影した視野画像をそれぞれ生成する。
まず、視野画像変形部260は、上述した図5(a)に示すように、補助カメラSClが撮影した視野画像SGlを、台形形状に変形させる。この際、補助カメラSClが、主カメラMCよりも左方向を撮影しているため、視野画像変形部260は、上述した図5(b)に示すように、視野画像SGlの左端となる辺C−D側を伸張させた台形形状A−B−C’−D’に変形させる。
また、視野画像変形部260は、上述した図6(a)に示すように、補助カメラSCrが撮影した視野画像SGrも台形形状に変形させる。この際、補助カメラSCrが、主カメラMCよりも右方向を撮影しているため、視野画像変形部260は、上述した図6(b)に示すように、視野画像SGrの右端となる辺A−B側を伸張させた台形形状D−C−A’−B’に変形させる。
すなわち、広視野画像生成部270は、上述した図7(a)に示すように、主カメラMCに対応する視野画像SGcを中心として、補助カメラSClに対応する変形させた視野画像SGlを左側に配置し、また、補助カメラSCrに対応する変形させた視野画像SGrを右側に配置する。そして、広視野画像生成部270は、各視界画像を連結して合成し、上述した図7(b)に示すような広視野画像KSGを生成する。
そして、生成された広視野画像は、外部のモニタ等に出力され、上述した図7(c)に示すようなゲーム画像として表示される。
この結果、仮想空間内における視野を適切に拡大させた画像を生成することができる。
上記の実施形態では、視野画像変形部260が、常に、大きさ等が同じ台形形状に変形させているが、視点の移動状況等に応じて、大きさ等を変えて変形させるようにしてもよい。
以下、視点の移動状況等に応じて、視野画像を台形形状に変形させる際の変形割合等を変化させることを特徴とする画像生成装置について説明する。
図示するように、画像生成装置400は、オブジェクト情報記憶部210と、操作受付部220と、オブジェクト位置管理部230と、視点管理部240と、視野画像生成部250と、視野画像変形部260と、広視野画像生成部270と、視点移動状況算定部410を備えて構成される。
つまり、上述した図2の画像生成装置200に、視点移動状況算定部410を更に加えた構成となっている。
具体的に、視点移動状況算定部410は、視点管理部240にて管理される視点の位置情報を、直近の一定時間分だけ時系列に保持しておく。そして、保持している時系列の位置情報から現時点における視点の移動状況を算定する。
算定する視点の移動状況は、一例として、移動方向(旋回や回転等も含む)及び、その移動速度等を含むものとする。
なお、このような視点の移動状況の算定手法は、一例であり、他の手法によって、視点の移動状況を算定するようにしてもよい。
そして、なお、RAM 103及びCPU 101が、このような視点移動状況算定部410として機能しうる。
まず、視野画像変形部260は、図10(a)に示すように、補助カメラSClが撮影した視野画像SGlを台形形状に変形させる際に、視点の移動状況に基づいて、台形の下底となる辺C’−D’の長さを変化させる。
また、視野画像変形部260は、図10(b)に示すように、補助カメラSCrが撮影した視野画像SGrを台形形状に変形させる際にも、視点の移動状況に基づいて、台形の下底となる辺A’−B’の長さを変化させる。
一方、視点が後ろ向きに移動している場合(主人公キャラクタが後ずさりしている場合)には、視点の移動速度が速くなるにつれて、図10(d)に示すように、視野画像SGl,SGrの台形の下底を規定値よりも短くする。つまり、点線にて示される規定された台形よりも、下底側が小さく収縮するように、視野画像SGl,SGrを変形させる。
一方、視点が右周りに旋回している場合(主人公キャラクタがその場で右回転している場合)には、視点の移動速度が速くなるにつれて、図10(f)に示すように、視野画像SGlの台形の下底(辺C’−D’)を規定値よりも短く、逆に、視野画像SGrの台形の下底(辺A’−B’)を規定値よりも長くする。
具体的に広視野画像生成部270は、視点が前向きに移動している場合に、主カメラの視野画像を中心として、上述した図10(c)のように変形させた視野画像を両側に連結して合成する。つまり、図11(a)に示すような両側の辺(各台形の下底)が規定よりも伸張した広視野画像KSGが生成され、モニタ等に表示される。これにより、前進させる操作を行っているプレイヤは、この広視野画像KSGにより広い視野を認識しつつ、目前に迫ってくる様子(近づく様子)がより強く感じられるようになる。
また、広視野画像生成部270は、視点が後ろ向きに移動している場合に、主カメラの視野画像を中心として、上述した図10(d)のように変形させた視野画像を両側に連結して合成する。つまり、図11(b)に示すような両側の辺が規定よりも収縮した広視野画像KSGが生成され、モニタ等に表示される。これにより、後進させる操作を行っているプレイヤは、この広視野画像KSGにより広い視野を認識しつつ、遠ざかる様子がより強く感じられるようになる。
また、広視野画像生成部270は、視点が右周りに旋回している場合に、主カメラの視野画像を中心として、上述した図10(f)のように変形させた視野画像を両側に連結して合成する。つまり、図11(d)に示すような左側の辺が収縮し、かつ、右側の辺が伸張した広視野画像KSGが生成され、モニタ等に表示される。これにより、右旋回させる操作を行っているプレイヤは、この広視界画像KSGにより広い視野を認識しつつ、左側から遠ざかり、右側に近づく様子(つまり、右旋回)がより強く感じられるようになる。
例えば、視野画像変形部260は、視点が左回りに旋回している場合に、図12(a)に示すように、視野画像SGlの台形の高さH1を規定値よりも長くなるように伸張し、逆に、視野画像SGrの台形の高さH2を規定値よりも短くなるように収縮する。
一方、視野画像変形部260は、視点が右回りに旋回している場合に、図12(b)に示すように、視野画像SGlの台形の高さH2を規定値よりも短くなるように収縮し、逆に、視野画像SGrの台形の高さH1を規定値よりも長くなるように伸張する。
そして、広視野画像生成部270が、これら変形した視野画像を主カメラの視野画像と連結して合成することにより、視点が左回りに旋回している場合に、図12(c)に示すような広視野画像KSGが生成され、また、視点が右回りに旋回している場合に、図12(d)に示すような広視野画像KSGが生成され、モニタ等に表示される。
これにより、プレイヤは、これら図12(c),(d)のような旋回している方向がより強調された画像から、旋回状態をより強く感じることができる。
この結果、仮想空間内における視野を適切に拡大させた画像を生成することができる。
しかしながら、これとは逆に、外側の辺を収縮させた台形形状に変形してもよい。
具体的に視野画像変形部260は、まず、図13(a)に示すように、補助カメラSClが撮影した視野画像SGlの辺C−D側を収縮させて台形の上底C’−D’となるように変化させる。
また、視野画像変形部260は、図13(b)に示すように、補助カメラSCrが撮影した視野画像SGrの辺A−B側を収縮させて台形の上底A’−B’となるように変化させる。
具体的には、図13(c)に示すように、主カメラMCに対応する視野画像SGcを中心として、補助カメラSClに対応する視野画像SGl(変形させた視野画像)を左側に配置し、また、補助カメラSCrに対応する視野画像SGr(変形させた視野画像)を右側に配置する。
そして、広視野画像生成部270は、各視界画像を連結して合成し、図13(c)に示すような広視野画像KSGを生成する。この広視野画像KSGは、外部のモニタ等に出力され、図13(d)に示すようなゲーム画像として表示される。
この結果、仮想空間内における視野を適切に拡大させた画像を生成することができる。
例えば、視野画像変形部260は、まず、図14(a)に示すように、補助カメラSClが撮影した視野画像SGlを台形形状に変形させる際に、視点の移動状況に基づいて、台形の上底となる辺C’−D’の長さを変化させる。また、視野画像変形部260は、図14(b)に示すように、補助カメラSCrが撮影した視野画像SGrを台形形状に変形させる際にも、視点の移動状況に基づいて、台形の上底となる辺A’−B’の長さを変化させる。
具体的に視野画像変形部260は、視点の移動速度が速くなるにつれて、図14(c)に示すように、視野画像SGl,SGrの台形の上底(辺C’−D’,辺A’−B’)を規定値よりも短くする。つまり、点線にて示される規定された台形よりも、上底側がより収縮するように、視野画像SGl,SGrを変形させる。
この場合は、3つのカメラ(主カメラと2つの補助カメラ)を、垂直方向に視線方向をずらして配置することになる。そして、上記と同様に、補助カメラの視野画像を台形形状に変形させ、主カメラの視野画像の上下に連結して結合させることにより、広視野画像を生成する。
具体的には、図15(a)に示すような広視野画像KSGを生成し、モニタ等に表示する。
例えば、水平方向、及び、垂直方向の両方について視野を広くする場合に、主カメラを中心として、水平方向には、2つの補助カメラを左右に視線をずらして配置し、かつ、垂直方向には、2つの補助カメラを上下に視線をずらして配置する。そして、各補助カメラの視野画像を台形形状に変形させ、主カメラの視野画像の上下左右に連結して結合させることにより、広視野画像を生成する。
具体的には、図15(b)に示すような広視野画像KSGを生成し、モニタ等に表示する。
これらの場合も、仮想空間内における視野を適切に拡大させた画像を生成することができる。
しかしながら、視野角の大きな(画角の大きな)カメラを1つだけ視点に配置して、視野を広げるようにしてもよい。
なお、視野角の大きなカメラが撮影した視野画像では、遠近感が強く(きつく)なりすぎることが懸念される。
すなわち、視野角を大きくするに連れて、遠近感が強くなり、例えば、主人公キャラクタからそれほど遠くに離れていなくとも、ゲーム画像では、かなり遠くに見えることになる。つまり、ゲーム画像中に、敵キャラクタがかなり遠くに見えたとしても、そのように見えるプレイヤの感覚ほど、遠くに離れていないことになる。そして、その敵キャラクタが近づいてくると、遠近感が強いために、敵キャラクタが急に近くまで移動して来たように見えてしまう。つまり、敵キャラクタが近づくに連れて、プレイヤには、敵キャラクタがスピードアップしたように見えてしまう。
そのため、このような弊害を除くために、仮想空間に移動させるキャラクタの動き等を適宜制御するようにしてもよい。
例えば、敵キャラクタを主人公キャラクタ(視点)方向へ移動させる際に、等速に移動させるのではなく、距離に応じて速度を遅くする等のように、適宜移動させる。
この場合、遠近感が強くても、プレイヤには、徐々に近づいて来たように見える。つまり、敵キャラクタが急に近くまで移動して来たように感じることがない。
101 CPU
102 ROM
103 RAM
104 インターフェース
105 コントローラ
106 外部メモリ
107 DVD−ROMドライブ
108 画像処理部
109 音声処理部
110 NIC
200,400 画像生成装置
210 オブジェクト情報記憶部
220 操作受付部
230 オブジェクト位置管理部
240 視点管理部
250 視野画像生成部
260 視野画像変形部
270 広視野画像生成部
410 視点移動状況算定部
Claims (5)
- 視点となる仮想のカメラによって3次元仮想空間を撮影した画像を生成する画像生成装置であって、
主カメラ、及び、当該主カメラとは視線方向が異なる補助カメラによってそれぞれ撮影し、2次元平面に投影した各視野画像を生成する視野画像生成部と、
生成された当該視野画像のうち補助カメラに対応する視野画像を、所定の矩形形状に変形させる視野画像変形部と、
主カメラに対応する視野画像、及び、変形させた当該視野画像を並べた広視野画像を生成する広視野画像生成部と、を備える、
ことを特徴とする画像生成装置。 - 視点となる仮想のカメラによって3次元仮想空間を撮影した画像を生成する画像生成装置であって、
基準となる主カメラ、及び、当該主カメラを中心として視線方向が異なる複数の補助カメラが視点に配置されており、当該各カメラによってそれぞれ撮影し、スクリーン平面に透視投影した各視野画像を生成する視野画像生成部と、
生成された当該視野画像のうち補助カメラに対応する視野画像を、台形形状に変形させる視野画像変形部と、
主カメラに対応する視野画像を中心に、変形させた当該視野画像を並べた広視野画像を生成する広視野画像生成部と、を備える、
ことを特徴とする画像生成装置。 - 請求項1又は2に記載の画像生成装置であって、
視点の移動状況を算定する視点移動状況算定部を更に備え、
前記視野画像変形部は、算定される視点の移動状況に基づいて、視野画像を変形させる形状の変形割合を変化させる、
ことを特徴とする画像生成装置。 - 画像処理部、及び、演算部を有する画像生成装置における広視野画像生成方法であって、
前記画像処理部が行う、主カメラ、及び、当該主カメラとは視線方向が異なる補助カメラによってそれぞれ撮影し、2次元平面に投影した各視野画像を生成する視野画像生成ステップと、
前記演算部が行う、生成された当該視野画像のうち補助カメラに対応する視野画像を、所定の矩形形状に変形させる視野画像変形ステップと、
前記画像処理部が行う、主カメラに対応する視野画像、及び、変形させた当該視野画像を並べた広視野画像を生成する広視野画像生成ステップと、を備える、
ことを特徴とする広視野画像生成方法。 - 視点となる仮想のカメラによって3次元仮想空間を撮影した画像を生成するコンピュータを、
主カメラ、及び、当該主カメラとは視線方向が異なる補助カメラによってそれぞれ撮影し、2次元平面に投影した各視野画像を生成する視野画像生成部、
生成された当該視野画像のうち補助カメラに対応する視野画像を、所定の矩形形状に変形させる視野画像変形部、
主カメラに対応する視野画像、及び、変形させた当該視野画像を並べた広視野画像を生成する広視野画像生成部、
として機能させることを特徴とするプログラム。
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