JP2010049302A

JP2010049302A - コンピュータを用いた動画表示装置，表示方法，プログラム及び情報記録媒体

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Publication number: JP2010049302A
Application number: JP2008210387A
Authority: JP
Inventors: Jiro Aoyama; 二郎青山
Original assignee: Nifco Advanced Technology Inc
Current assignee: Nifco Advanced Technology Inc
Priority date: 2008-08-19
Filing date: 2008-08-19
Publication date: 2010-03-04
Anticipated expiration: 2028-08-19
Also published as: JP4339390B1

Abstract

【課題】本発明は，汎用的かつリアルタイム動画に対応できるコンピュータを用いた表示方法を提供することを目的とする。
【解決手段】
上記の課題は，フレームごとに，前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）の頂点座標値を読み出す工程と，前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）のＺ値を求める工程と，３次元ポリゴンキャラクタ（２１）を得る工程と，ピクセル単位で，前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）のＺ値と３次元ポリゴンキャラクタ（２１）のＺ値とを比較する工程と，陰面消去を行う工程と，合成画面を得る工程とを含む，表示方法により解決される。
【選択図】図２

Description

本発明は，コンピュータを用いた動画表示装置，表示方法，プログラム及び情報記録媒体に関する。本発明のコンピュータを用いた動画表示装置は，２次元画像中の奥行判定を要するキャラクタのみの仮想頂点座標を取得し，これを用いて，ポリゴンとの陰面消去を行う。このコンピュータを用いた表示装置は，リアルタイムなグラフィックムービーを実現するために用いられる。

特開平８−１４９４５８号公報には，動画像を高圧縮率で符号化する動画像処理装置が開示されている。この動画像処理装置は，動画に奥行き情報を付加するものである。このように動画像に対して奥行き情報を持たせる技術は知られている。

この技術を用いると，２次元画像中に，３次元ポリゴンで構成されたキャラクタを表現する場合，２次元画像に含まれる特定の物体との陰面消去を行うことができると考えられる。すなわち，上記の公報に開示された方法により，２次元画像の全てのピクセルについてＺ値を求めて，これと３次元ポリゴンとのＺ値を比較するとすることが考えられる。この場合，２次元画像を３次元的に表現したＺ値はＲＯＭなどに格納され，Ｚ値を比較する際に読み出される。このため，Ｚ値比較をするために，ＲＯＭなどから読み出す情報量が膨大となる。よって，動画をリアルタイムに表示することができないという問題が生ずる。
特開平８−１４９４５８号公報

本発明は，汎用的かつリアルタイム動画に対応できるコンピュータを用いた表示方法や表示装置を提供することを目的とする。

本発明は，基本的には，２次元画像（１３）中の奥行判定を要する２次元キャラクタ（１５）を３次元ポリゴンで表した場合の前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）の頂点座標値から前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）についてピクセルごとにＺ値を求めて，３次元ポリゴンキャラクタとの陰面消去を行うことで，ＲＯＭから読み出す情報量を軽減でき，これにより，汎用的かつリアルタイム動画に対応できるコンピュータを用いた表示装置を提供できるという知見に基づくものである。なお，本発明における各手段は，ソフトウェアを用いても実現でき，またソフトウェアと同様の機能を有する回路によっても実装できる。

本発明の第１の側面は，コンピュータを用いた動画の表示方法に関する。そして，この方法に用いられるコンピュータ（１１）は，頂点座標値記憶手段（１９）と，ポリゴン取得手段（２３）と，前後判定用ポリゴンキャラクタＺ値取得手段（２５）と，Ｚ値比較手段（２７）と，陰面消去手段（２９）と，画像合成手段（３１）とを有する。

本明細書において，前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）は座標情報のみにより構成される。すなわち，通常のポリゴンが有するカラー情報やテクスチャ情報を有さず，頂点座標情報，モーション情報といった座標情報のみを有する。すなわち，この前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）は３次元ポリゴンキャラクタとの前後判定用に用いられる仮想的なポリゴンキャラクタである。これにより，３次元ポリゴンキャラクタとの陰面消去を容易に行うことができる。この前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）は，２次元画像（１３）中の奥行判定を要する２次元キャラクタ（１５）と重なり，２次元キャラクタ（１５）が動作すると，それにつれて前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）も動作する。

この方法は，フレームごとに，以下工程を含む情報処理を行う。すなわち，この方法は，前後判定用ポリゴンキャラクタの頂点座標値を読み出す工程（Ｓ１０１）と，前後判定用ポリゴンキャラクタのＺ値を求める工程（Ｓ１０２）と，３次元ポリゴンキャラクタを得る工程（Ｓ１０３）と，Ｚ値比較工程（Ｓ１０４）と，陰面消去工程（Ｓ１０５）と，合成画面取得工程（Ｓ１０６）と，を含む。

前後判定用ポリゴンキャラクタの頂点座標値を読み出す工程（Ｓ１０１）は，頂点座標値記憶手段（１９）から，２次元キャラクタ（１５）を３次元ポリゴンで表した場合の前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）の頂点座標値を読み出す工程である。

前後判定用ポリゴンキャラクタのＺ値を求める工程（Ｓ１０２）は，頂点座標値を用いて前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）のＺ値を求める工程である。

３次元ポリゴンキャラクタを得る工程（Ｓ１０３）は，ポリゴン取得手段（２３）が２次元画像（１３）とあわせて表示させる３次元ポリゴンキャラクタ（２１）を得る工程である。

Ｚ値比較工程（Ｓ１０４）は，Ｚ値比較手段（２７）が，ピクセル単位で，前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）のＺ値と３次元ポリゴンキャラクタ（２１）のＺ値とを比較する工程である。

陰面消去工程（Ｓ１０５）は，陰面消去手段（２９）が，Ｚ値比較手段（２７）の比較結果に基づいて，３次元ポリゴンキャラクタ（２１）と前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）のうち背面に位置するものについて陰面消去を行う工程である。

合成画面取得工程（Ｓ１０６）は，画像合成手段（３１）が，２次元画像（１３）に，陰面消去手段（２９）により陰面消去処理が施された３次元ポリゴンキャラクタ（２１）及び前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）を合成して，合成画面を得る工程である。

このように本発明の方法は，２次元画像（１３）中の奥行判定を要する２次元キャラクタ（１５）を３次元ポリゴンで表した場合の前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）の頂点座標値からＺ値を求めて，３次元ポリゴンとの陰面消去を行うことで，陰面消去のために読み出す情報量を軽減でき，これにより，汎用的かつリアルタイム動画に対応できる。

本発明の第２の側面は，コンピュータを用いた表示装置に関する。この表示装置は，上記の第１の側面の方法に用いられる。この表示装置は，頂点座標値記憶手段（１９）と，ポリゴン取得手段（２３）と，前後判定用ポリゴンキャラクタＺ値取得手段（２５）と，Ｚ値比較手段（２７）と，陰面消去手段（２９）と，画像合成手段（３１）と，を有する。

頂点座標値記憶手段（１９）は，２次元画像（１３）中の奥行判定を要する２次元キャラクタ（１５）を３次元ポリゴンで表した場合の前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）の頂点座標値を記憶するための手段である。

ポリゴン取得手段（２３）は，２次元画像（１３）とあわせて表示させる３次元ポリゴンキャラクタ（２１）を得るための手段である。

前後判定用ポリゴンキャラクタＺ値取得手段（２５）は，頂点座標値記憶手段（１９）が記憶した頂点座標値から，前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）のＺ値を求めるための手段である。

Ｚ値比較手段（２７）は，前後判定用ポリゴンキャラクタＺ値取得手段（２５）が求めた前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）のＺ値と，ポリゴン取得手段（２３）が取得したポリゴンのＺ値とをピクセル単位で比較するための手段である。

陰面消去手段（２９）は，Ｚ値比較手段（２７）による比較結果に基づいて３次元ポリゴンキャラクタ（２１）及び前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）の陰面消去を行うための手段である。

画像合成手段（３１）は，２次元画像（１３）に，陰面消去手段（２９）により陰面消去処理が施された３次元ポリゴンキャラクタ（２１）及び前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）を合成して，合成画面を得るための手段である。

本発明の表示装置は，前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）の頂点座標値からＺ値を求めて，３次元ポリゴンとの陰面消去を行うことで，ＲＯＭから読み出す情報量を軽減でき，これにより，汎用的かつリアルタイム動画に対応できる。

本発明の好ましい利用態様は，上記の表示装置を搭載した遊技機である。

本発明の第３の側面は，コンピュータを，頂点座標値記憶手段（１９），ポリゴン取得手段（２３），前後判定用ポリゴンキャラクタＺ値取得手段（２５），Ｚ値比較手段（２７），陰面消去手段（２９），及び画像合成手段（３１）として機能させるためのプログラムに関する。これらの手段は，先に説明したとおりである。また，本発明は，このプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な情報記録媒体をも提供する。

本発明の好ましいパターンは，２次元画像（１３）が，ポリゴンにより表現されるキャラクタに基づいて生成されたものに関する。そして，前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）の頂点座標値は，２次元画像中の奥行判定を要するキャラクタをポリゴンで表現した際の複数の頂点を用いて得られたものであるものが好ましい。

このようにあらかじめ３次元ポリゴンにより製造された対象物を２次元画像とする場合，通常はポリゴン情報を捨ててしまう。ところが本発明では，前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）となるキャラクタの頂点座標情報を捨てずに記憶する。そして，記憶した頂点座標情報を用いて，前後判定用ポリゴンキャラクタのＺ値を求め，３次元ポリゴンキャラクタとの陰面消去に用いる。これにより，座標情報を有効に活用することができ，陰面消去処理を行う際に，２次元画像の全てのピクセルについてのＺ値を読み出さずに済む。

本発明の好ましいパターンは，表示装置がＺバッファを含むグラフィックチップと，グラフィックチップとバスにより接続されたＲＯＭとを含む。そして，ＲＯＭが頂点座標値記憶手段（１９）として機能する。Ｚ値比較手段（２７）は，前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）のＺ値及びポリゴンのＺ値を比較する。そして，グラフィックチップに含まれるＺバッファは，ピクセルごとに，前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）及び３次元ポリゴンキャラクタ（２１）のうち手前にあるもの（すなわち，Ｚ値が小さいもの）のＺ値を記憶する。

以下，図面を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は，本発明のコンピュータを用いた表示装置を示すブロック図である。図１に示されるように本発明のコンピュータを用いた表示装置（１１）は，頂点座標値記憶手段（１９）と，ポリゴン取得手段（２３）と，前後判定用ポリゴンキャラクタＺ値取得手段（２５）と，Ｚ値比較手段（２７）と，陰面消去手段（２９）と，画像合成手段（３１）と，を有する。そして，各要素は，バスなどにより情報を送受信できるように接続されている。

図２は，本発明のコンピュータを用いた表示装置による処理の例を説明するためのフローチャートである。図２中，Ｓはステップを示す。図３は，本発明のコンピュータを用いた表示装置にしたがって画像処理される過程を説明するための図である。図３Ａは，キャラクタを含む２次元画像の例を示す。図３Ｂは，キャラクタのＺ値を抽出して得られる図の例を示す。図３Ｃは，ポリゴンの概念図である。図３Ｄは，キャラクタと，陰面消去処理が施されたポリゴンとを合成した場合の画像の例を示す。図３Ｅは，合成された画像を示す。

本発明方法は，コンピュータを用いた動画の表示方法に関する。そして，この方法に用いられるコンピュータ（１１）は，頂点座標値記憶手段（１９）と，ポリゴン取得手段（２３）と，前後判定用ポリゴンキャラクタＺ値取得手段（２５）と，Ｚ値比較手段（２７）と，陰面消去手段（２９）と，画像合成手段（３１）とを有する。

前後判定用ポリゴンキャラクタの頂点座標値を読み出す工程（Ｓ１０１）
前後判定用ポリゴンキャラクタの頂点座標値を読み出す工程（Ｓ１０１）は，頂点座標値記憶手段（１９）から，２次元キャラクタ（１５）を３次元ポリゴンで表した場合の前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）の頂点座標値を読み出す工程である。この工程は，たとえば，入力装置から所定の情報が入力された場合，ＲＯＭなどの記憶装置に記憶されている複数の頂点座標値を読み出すことで達成できる。

頂点座標値記憶手段（１９）は，２次元画像（１３）中の奥行判定を要する２次元キャラクタ（１５）を３次元ポリゴンで表した場合の前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）の頂点座標値（Ｚ，Ｙ，Ｚ）を記憶するための手段である。コンピュータの記憶装置が頂点座標値記憶手段として機能する。具体的な頂点座標値記憶手段として，ＲＯＭがあげられる。なお，頂点座標値記憶手段（１９）は，通常複数の頂点座標値を記憶する。

２次元キャラクタ（１５）は，２次元画像（１３）中に存在したキャラクタである。このキャラクタは，３次元ポリゴンキャラクタと陰面消去を行うために，奥行判定を要する。図３Ａで示される例では，２次元画像（１３）に含まれる球（１５）が２次元キャラクタ（１５）である。つまり，後の工程で，この球（１５）と車（２１ａ，２１ｂ）とを陰面消去処理する。

図４は，図３Ａの２次元画像を作成する際の例を示す図である。図４Ａは，キャラクタを描画する前の背景画像（４１）を示す。図４Ｂは，キャラクタとしての球を示す。すなわち，コンピュータを用いた表示装置を用いて，背景画像（４１）やポリゴンンキャラクタ（３３）を描画する。なお，図では，簡単のためポリゴンを２次元画像のように描画している。通常は，背景画像（４１）とキャラクタ（３３）とを合成し，ラスタライズして２次元画像を得る。その場合であっても，キャラクタ（３３）のポリゴン情報は，キャラクタファイルに格納されている。よって，キャラクタファイルからキャラクタの頂点座標を読み出すことで，前後判定用ポリゴンキャラクタを抽出できる。

上記のとおり，本明細書における前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）は，２次元キャラクタ（１５）を３次元ポリゴンで表した場合の仮想的なキャラクタである。前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）は，３次元ポリゴンキャラクタと陰面消去を行うことができればよい。このため，前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）は，ポリゴンを表現するために必要とされる頂点座標を有していればよい。

本発明の好ましいパターンは，２次元画像（１３）が，ポリゴンにより表現されるキャラクタに基づいて生成されたものに関する。そして，前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）の頂点座標値は，２次元画像中の奥行判定を要するキャラクタをポリゴンで表現した際の複数の頂点を用いて得られたものである。

前後判定用ポリゴンキャラクタのＺ値を求める工程（Ｓ１０２）
前後判定用ポリゴンキャラクタのＺ値を求める工程（Ｓ１０２）は，頂点座標値を用いて前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）のＺ値を求める工程である。Ｚ値は，奥行きや深さを示す座標値である。この工程は，通常の３次元コンピュータグラフィックスにおいて用いられている変換方法を適宜用いればよい。たとえば，所定の変換行列を用いてＺ値を求めてもよい。この場合，変換行列を記憶する手段と，変換行列を読み出す手段，及び変換行列を用いて座標値を変換する手段を有することで，前後判定用ポリゴンキャラクタのＺ値を求めることができる。

前後判定用ポリゴンキャラクタＺ値取得手段（２５）は，頂点座標値記憶手段（１９）が記憶した頂点座標値から，前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）のＺ値を求めるための手段である。この手段は，たとえば，プリミティブを把握する手段，プリミティブの辺上のＺ値を，頂点座標を補間することで求める手段，及びプリミティブ内部のＺ値を掃引補間することで求める手段を有するものがあげられる。このようにして，ピクセルごとに前後判定用ポリゴンキャラクタのＺ値を求めることができる。前後判定用ポリゴンキャラクタＺ値取得手段（２５）は，ＣＰＵにより実現してもよく，ＧＰＵ（グラフィックチップ）により実装してもよい。

求められた前後判定用ポリゴンキャラクタのＺ値は，適宜記憶される。このように，前後判定用ポリゴンキャラクタのＺ値が記憶されるので，この値を読み出して，３次元ポリゴンキャラクタと陰面消去を行うことができることとなる。

３次元ポリゴンキャラクタを得る工程（Ｓ１０３）
３次元ポリゴンキャラクタを得る工程（Ｓ１０３）は，ポリゴン取得手段（２３）が２次元画像（１３）とあわせて表示させる３次元ポリゴンキャラクタ（２１）を得る工程である。この工程は，Ｓ１０１の前であってもよいし，Ｓ１０１とＳ１０２の間であってもよい。また，Ｓ１０１及びＳ１０２と並行して行われてもよい。この工程では，別途作成されたポリゴン情報を入手してもよい。すなわち描画装置に格納されたポリゴンを読み出してもよいし，描画装置に入力されたポリゴンを得てもよい。図３Ｃに示される例では，球（１５）の前後を通過する車（２１ａ，２１ｂ）が描画されている。図３Ｃでは，簡単のため，３次元ポリゴンキャラクタ（２１）が，ポリゴン画像ではなく２次元的に描画されている。この車（２１ａ，２１ｂ）は，２次元画像とあわせて表示させるものである。２次元画像上にポリゴンキャラクタ（２１ａ，２１ｂ）をそのまま描画すると，２次元画像に含まれるキャラクタ（１５）とポリゴンキャラクタ（２１ａ，２１ｂ）の前後関係が不自然となる。そこで，２次元キャラクタ（１５）に基づく前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）とポリゴンキャラクタ（２１ａ，２１ｂ）とのＺ値を比較し，陰面消去処理を行う。

ポリゴン取得手段（２３）は，２次元画像（１３）とあわせて表示させる３次元ポリゴンキャラクタ（２１）を得るための手段である。３次元コンピュータグラフィックス用ポリゴンを作成するための装置や方法は公知である。また，３次元ポリゴンキャラクタ（２１）を記憶装置に格納しておき，３次元ポリゴンキャラクタ（２１）を読み出すことも公知である。

３次元ポリゴンキャラクタを得た際に，このポリゴンを表現する複数のプリミティブの頂点座標や，ピクセルごとのＺ値をも得ることができる。

Ｚ値比較工程（Ｓ１０４）
Ｚ値比較工程（Ｓ１０４）は，Ｚ値比較手段（２７）が，ピクセル単位で，前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）のＺ値と３次元ポリゴンキャラクタ（２１）のＺ値とを比較する工程である。図５は，Ｚ値を示す概念図である。図５では，濃淡によりＺ値が表現されている。すなわち，車（２１ａ）に比べて，車（２１ｂ）が前面に位置することがわかる。

Ｚ値を比較し陰面消去処理をすることは，たとえば特開平６−４４３８４号公報などに記載されるとおり公知である。仮想キャラクタ部分のピクセルごとのＺ値は，適宜格納される。また，３次元ポリゴンキャラクタのＺ値も適宜に格納される。そして，対応するピクセルにおける２つのＺ値を読み出してその大小を比較する。これにより，キャラクタ部分のＺ値と，ポリゴンのＺ値をピクセルごとに比較できることとなる。具体的には，図３Ｂに示される球のＺ値と，図５に示される車のＺ値を比較する。このＺ値比較は，たとえば球の部分のみについて行ってもよい。また，Ｚ値比較を車の部分のみ行ってもよい。さらに，球と車を合わせた部分のみについてＺ値比較を行ってもよい。すなわち，Ｚ値比較は，キャラクタ部分又はポリゴン部分のみについて行われてもよい。通常，背景画像は，奥行が深い部分にあるため，ポリゴンとの前後関係を判断しなくてよい。このような場合は，キャラクタ部分とポリゴンのみのＺ値を比較することで，処理量を軽減でき，これによりリアルタイムな動画を実現できる。

Ｚ値比較手段（２７）は，前後判定用ポリゴンキャラクタＺ値取得手段（２５）が求めた前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）のＺ値と，ポリゴン取得手段（２３）が取得したポリゴンのＺ値とをピクセル単位で比較するための手段である。Ｚ値比較手段（２７）の例として，前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）のＺ値とポリゴンのＺ値との除数を求めてこれにより大小を比較する比較手段を有するものがあげられる。また，前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）のＺ値とポリゴンのＺ値の差を求め，求めた差の符号を用いて大小比較をするものであってもよい。

陰面消去工程（Ｓ１０５）
陰面消去工程（Ｓ１０５）は，陰面消去手段（２９）が，Ｚ値比較手段（２７）の比較結果に基づいて，３次元ポリゴンキャラクタ（２１）と前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）のうち背面に位置するものについて陰面消去を行う工程である。Ｚ値を比較し陰面消去処理をすることは，たとえば特開平６−４４３８４号公報などに記載されるとおり公知である。ピクセルごとに，前後判定用ポリゴンキャラクタと３次元ポリゴンキャラクタのうちＺ値が大きく，奥深くに位置するもののデータを削除する。たとえば，あるピクセルにおいて，前後判定用ポリゴンキャラクタが３次元ポリゴンキャラクタの背面に位置する場合を考える。この場合，そのピクセルにおける前後判定用ポリゴンキャラクタの情報を削除する。たとえば，グラフィックチップに含まれるＺバッファは，ピクセルごとに，前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）及び３次元ポリゴンキャラクタ（２１）のうち手前にあるもの（すなわち，Ｚ値が小さいもの）のＺ値を記憶する。なお，前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）及び３次元ポリゴンキャラクタ（２１）より前に別のポリゴンなどが存在する場合は，前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）及び３次元ポリゴンキャラクタ（２１）のＺ値ではなく，最も手前にあるもの（すなわち最もＺ値が小さいもの）のＺ値がＺバッファに記憶されるものが好ましい。

図６は，陰面消去後の画像例を示す図である。図６Ａは，陰面消去後のポリゴン及びキャラクタの例を示す図である。図６Ｂは，陰面消去後のポリゴンの例を示す図である。すなわち，Ｚ値比較の結果，ポリゴンとキャラクタの重複領域のピクセルでは，車（２１ａ）が最背面に位置し，球（１５）が中位に位置し，車（２１ｂ）が最前面に位置する。このＺ値比較の結果に基づいて，陰面消去処理を行う。すなわち，車（２１ａ）と球（１５）との重複領域においては，Ｚ値比較の結果，車（２１ａ）の情報が削除される。一方，車（２１ｂ）と球（１５）との重複領域においては，Ｚ値比較の結果，球（１５）の情報が削除される。

合成画面取得工程（Ｓ１０６）
合成画面取得工程（Ｓ１０６）は，画像合成手段（３１）が，２次元画像（１３）に，陰面消去手段（２９）により陰面消去処理が施された３次元ポリゴンキャラクタ（２１）及び前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）を合成して，合成画面を得る工程である。たとえば，図６Ａの画像と図５の画像を合成すると，図３Ｅに示される合成画像を得ることができる。一方，図６Ｂの画像と図３Ａの画像を合成しても，図３Ｅに示される合成画像を得ることができる。

合成された画像は，適宜ラスタライズされ，２次元画像として出力されればよい。そして，このように出力された２次元画像は，フレームバッファなどに格納され，表示装置により表示される。

本発明は，コンピュータを用いた表示装置などに関する。そして，コンピュータは，入出力装置，記憶装置，演算装置，制御装置を具備する。そして，各要素はバスなどで接続され，情報の授受を行うことができるようにされている。このようなコンピュータとして，グラフィックプロセッサを有するものがあげられる。本発明のプログラムは，たとえば，制御プログラムとして記憶装置に格納される。本発明の表示装置は，たとえば，以下のように動作する。入力装置から何らかの指示が入力される。すると，制御装置は，記憶装置に格納された制御プログラムを読み出す。そして，入力情報を用いるとともに，適宜記憶装置に記憶された情報を読み出し，演算装置で所定の演算を行う。そして，演算装置で行った演算結果を記憶装置に記憶する。そして，制御装置は，記憶装置に記憶された演算結果を入出力装置から出力する。

本発明は，上記のコンピュータを用いた表示装置を搭載した遊技機をも提供する。遊技機として，パチンコ,スロットマシーン,パチスロ，ゲーム機,及びゲーム付携帯電話があげられる。これらの遊技機は，コンピュータグラフィックスを表示するモニタが存在する。よって，本発明のコンピュータを用いた表示装置を搭載した遊技機は，モニタからリアルタイムなグラフィック動画を表示できる。

本発明のプログラムは，コンピュータを，頂点座標値記憶手段（１９），ポリゴン取得手段（２３），前後判定用ポリゴンキャラクタＺ値取得手段（２５），Ｚ値比較手段（２７），陰面消去手段（２９），及び画像合成手段（３１）として機能させるためのプログラムに関する。これらの手段は，先に説明したとおりである。また，本発明は，このプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な情報記録媒体をも提供する。情報記録媒体として，ＲＯＭ，ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ，ハードディスクがあげられる。

本発明の好ましいパターンは，表示装置がＺバッファを含むグラフィックチップと，グラフィックチップとバスにより接続されたＲＯＭとを含むものである。たとえば，グラフィックチップとバスにより接続されたＲＯＭに２次元画像の圧縮データを格納することで，グラフィックチップのデコード機能によりデータを読み取ることとデコードとを連続して実行できる。また，これらと並行して，３次元ポリゴンキャラクタを描画できる。さらに，グラフィックチップなどに，Ｚバッファを内蔵することができるため，きわめて高速なアクセスを実現できた。たとえば，ＲＯＭが頂点座標値記憶手段（１９）として機能する。そして，たとえば，グラフィックチップに含まれるＺバッファは，ピクセルごとに，前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）及び３次元ポリゴンキャラクタ（２１）のうち手前にあるもの（すなわち，Ｚ値が小さいもの）のＺ値を記憶する。なお，前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）及び３次元ポリゴンキャラクタ（２１）より前に別のポリゴンなどが存在する場合は，前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）及び３次元ポリゴンキャラクタ（２１）のＺ値ではなく，最も手前にあるもの（すなわち最もＺ値が小さいもの）のＺ値がＺバッファに記憶されるものが好ましい。

図７は，実施例における表示装置のブロック図である。図７に示されるように，この表示装置は，ＣＰＵと接続されたグラフィックチップ及び第１のＲＯＭと，グラフィックチップに接続された第２のＲＯＭ，フレームバッファ及びモニタとを含む。そして，グラフィックチップはＺバッファを含んでいる。グラフィックチップがＺバッファを含むので，高速なアクセスを実現できた。以下，本発明の方法の例を説明する。

まず，ＭＡＹＡ（登録商標），３ＤＳＴＵＤＩＯＭＡＸ（登録商標）などの３Ｄ描画ソフトを用いて３次元モデル（３次元ポリゴンキャラクタ）を制作する。モデルや背景を作成してモーション付けをし，一連の動画を含む３Ｄファイルを完成する。そして，３Ｄファイルをレンダリングし，フレーム毎の２次元連続画像を得る。３Ｄファイルを２Ｄファイルにする変換する際には合成させる図柄などの３Ｄポリゴンキャラクタを削除（非表示）して，レンダリングして２Ｄ画像化する。さらに，その２Ｄ画像データを，データ容量を削減する為に圧縮することが好ましい。圧縮のフォーマットは，公知のものを適宜利用できる。

コンバータを用いて，先の完成した３Ｄファイルから，システムのフォーマットに合わせて，前後判定用ポリゴンの頂点座標データ，モーションデータを抽出する。これにより，ムービー中のキャラクタのＺ値判定用のデータ抽出を行う。取得した前後判定用ポリゴンの頂点データを，色情報無し（透明）の３Ｄポリゴンキャラクタデータとして扱う。合成させる図柄等の３Ｄポリゴンキャラクタ情報も，元のファイルより，コンバートする。この３Ｄポリゴンキャラクタ情報は，描画・表示させる色・画像情報付で取得して，表示させる３Ｄポリゴンキャラクタデータとして扱う。画像情報を入れ替える事により，異なった図柄（数字等）を表示でき，固定の２Ｄムービーの中に変更可能な３Ｄポリゴンを合成できることとなる。２Ｄムービーの再生を行う圧縮データのデコード性能と３Ｄリアルタイムの描画性能が高い程，高いフレームレートで多くの３Ｄポリゴンキャラクタを表示させることができる。

この後，データをＲＯＭに書き込む。

実施例１は，３Ｄポリゴンで制作されたデータをレンダリングして２Ｄ画像とした場合に，元情報として，キャラクタ毎に，ポリゴン座標情報やモーションの情報があるために，比較的容易に実現される。しかし，アニメーションや，カメラで撮られた実写映像に，３Ｄポリゴンのキャラクタを合成させることもできる。アニメーションや実写映像中の対象キャラクタに，座標情報を割り当てる手段としては，画像認識の手段で抽出する方法や，手作業で対象キャラクタと重なり合うような同一モデルを制作して，同一の動きを割り当ててもよい。

図８は，本発明のコンピュータを用いた表示装置にしたがって画像処理される過程を説明するための図である。図８Ａは，キャラクタを含む２次元画像の例を示す。図８Ｂは，キャラクタのＺ値を抽出して得られる前後判定用ポリゴンキャラクタの例を示す。図８Ｃは，３次元ポリゴンキャラクタの例を示す。図８Ｄは，陰面消去処理が施されたポリゴンを合成した場合の画像の例を示す。

まず，２次元画像中の奥行判定を要するキャラクタを抽出する。図８Ａで示される例では，２次元画像に含まれるモンスターが抽出される。この例では，３次元ポリゴンを用いて３次元コンピュータグラフィックを作成し，それを２次元データに変換している。そこで，２次元データに変換する前の３次元ポリゴンの頂点座標情報を取得した。これにより，２次元画像に含まれるキャラクタ（モンスター）を抽出した。具体的には，３次元ポリゴンをレンダリングして２次元画像を生成する際に，ポリゴンの複数の頂点座標値をレンダリング画像とは別に記憶した。

次に，仮想キャラクタ部分のＺ値を得る。図８Ｂに示される例では，前後判定用ポリゴンキャラクタが，２次元画像のキャラクタ部分以外の領域と区別されている。すなわち，図８Ｂに示される例では，キャラクタ部分のＺ値が周囲の部分のＺ値に比べて小さい。このため，キャラクタ部分が薄く表示される。

次に，２次元画像に絡ませる３次元コンピュータグラフィックス用ポリゴンを作成した。本実施例では，描画装置の記憶装置に格納されたポリゴンを読み出した。図８Ｃに示される例では，３次元ポリゴンキャラクタとして，２次元キャラクタ（モンスター）の周りを旋廻する複数の数字プレートが描画されている。この３次元ポリゴンキャラクタは，２次元画像とあわせて表示させるものである。２次元画像上にポリゴンをそのまま描画すると，２次元画像に含まれるキャラクタとポリゴンの前後関係が不自然となる。そこで，３次元ポリゴンキャラクタと前後判定用ポリゴンキャラクタとのＺ値を比較し，陰面消去処理を行った。

２次元画像と，陰面消去処理が施された画像（ポリゴン及びキャラクタ）とを合成した（ステップ１０７）。図８Ｄに，合成画像の例を示す。

次に，２次元画像の全てのＺ値を持たせ，陰面消去を行い，合成画像を得る場合のデータ量と，本発明に基づいて画像処理を行った場合のデータ量とを比較する計算を行った。その結果を図９に示す。すなわち，図９は，２Ｄ画像の全ピクセルに対して４ｂｙｔｅのＺ値を持たせて陰面消去処理を行った場合の１フレーム当たりのデータ量と，本発明に基づいて画像処理を行った場合の１フレーム当たりのデータ量を示すグラフである。

図９から，全ピクセルに対してＺ値を持つ場合は，特に解像度が大きくなるにしたがってデータ量が大きくなることがわかる。これに対し，本発明の画像合成方法によれば，解像度が大きくなってもデータ量が変化しないことがわかる。よって，本発明は，特に高解像度モードにおける画像処理に有効であることがわかる。

本発明は，コンピュータグラフィックスなどの分野において好適に利用されうる。

図１は，本発明のコンピュータを用いた表示装置を示すブロック図である。図２は，本発明のコンピュータを用いた表示装置による処理の例を説明するためのフローチャートである。図３は，本発明のコンピュータを用いた表示装置にしたがって画像処理される過程を説明するための図である。図３Ａは，キャラクタを含む２次元画像の例を示す。図３Ｂは，キャラクタのＺ値を抽出して得られる図の例を示す。図３Ｃは，ポリゴンの概念図である。図３Ｄは，キャラクタと，陰面消去処理が施されたポリゴンとを合成した場合の画像の例を示す。図３Ｅは，合成された画像を示す。図４は，図３Ａの２次元画像を作成する際の例を示す図である。図４Ａは，キャラクタを描画する前の背景画像（４１）を示す。図４Ｂは，キャラクタとしての球を示す。図５は，ポリゴンのＺ値を示す概念図である。図６は，陰面消去後の画像例を示す図である。図６Ａは，陰面消去後のポリゴン及びキャラクタの例を示す図である。図６Ｂは，陰面消去後のポリゴンの例を示す図である。図７は，実施例における表示装置のブロック図である。図８は，本発明のコンピュータを用いた表示装置にしたがって画像処理される過程を説明するための図である。図８Ａは，キャラクタを含む２次元画像の例を示す。図８Ｂは，キャラクタのＺ値を抽出して得られる図の例を示す。図８Ｃは，ポリゴンの例を示す。図８Ｄは，キャラクタが取除かれた後の２次元画像と，陰面消去処理が施されたポリゴンとを合成した場合の画像の例を示す。図９は，２Ｄ画像の全ピクセルに対して４ｂｙｔｅのＺ値を持たせて陰面消去処理を行った場合の１フレーム当たりのデータ量と，本発明に基づいて画像処理を行った場合の１フレーム当たりのデータ量を示すグラフである。

符号の説明

１１コンピュータ；１３２次元画像；１５２次元キャラクタ；１７前後判定用ポリゴンキャラクタ；１９頂点座標値記憶手段；２１３次元ポリゴンキャラクタ；２３ポリゴン取得手段；２５前後判定用ポリゴンキャラクタＺ値取得手段；２７Ｚ値比較手段；２９陰面消去手段；３１画像合成手段

Claims

コンピュータ（１１）を用いた動画の表示方法であって，

前記コンピュータ（１１）は，
２次元画像（１３）中の奥行判定を要する２次元キャラクタ（１５）を３次元ポリゴンで表した場合の前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）の頂点座標値を記憶する頂点座標値記憶手段（１９）と，
前記２次元画像（１３）とあわせて表示させる３次元ポリゴンキャラクタ（２１）を得るポリゴン取得手段（２３）と，
前記頂点座標値記憶手段（１９）が記憶した前記頂点座標値から，前記前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）のＺ値を求める，前後判定用ポリゴンキャラクタＺ値取得手段（２５）と，
前記前後判定用ポリゴンキャラクタＺ値取得手段（２５）が求めた前記前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）のＺ値と，前記ポリゴン取得手段（２３）が取得したポリゴンのＺ値とをピクセル単位で比較するＺ値比較手段（２７）と，
前記Ｚ値比較手段（２７）による比較結果に基づいて前記３次元ポリゴンキャラクタ（２１）及び前記前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）の陰面消去を行う陰面消去手段（２９）と，
前記２次元画像（１３）に，前記陰面消去手段（２９）により陰面消去処理が施された前記３次元ポリゴンキャラクタ（２１）及び前記前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）を合成して，合成画面を得る画像合成手段（３１）と，
を具備し，

前記前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）は座標情報のみにより構成され，

フレームごとに，
前記頂点座標値記憶手段（１９）から，前記２次元キャラクタ（１５）を３次元ポリゴンで表した場合の前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）の頂点座標値を読み出す工程と，
前記頂点座標値を用いて前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）のＺ値を求める工程と，
前記ポリゴン取得手段（２３）が前記２次元画像（１３）とあわせて表示させる３次元ポリゴンキャラクタ（２１）を得る工程と，
前記Ｚ値比較手段（２７）が，ピクセル単位で，前記前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）のＺ値と前記３次元ポリゴンキャラクタ（２１）のＺ値とを比較する工程と，
前記陰面消去手段（２９）が，前記Ｚ値比較手段（２７）の比較結果に基づいて，前記３次元ポリゴンキャラクタ（２１）と前記前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）のうち背面に位置するものについて陰面消去を行う工程と，
前記画像合成手段（３１）が，前記２次元画像（１３）に，前記陰面消去手段（２９）により陰面消去処理が施された前記３次元ポリゴンキャラクタ（２１）及び前記前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）を合成して，合成画面を得る工程と，
を含む，

コンピュータを用いた動画の表示方法。
コンピュータ（１１）を用いた表示装置であって，
２次元画像（１３）中の奥行判定を要する２次元キャラクタ（１５）を３次元ポリゴンで表した場合の前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）の頂点座標値を記憶する頂点座標値記憶手段（１９）と，
前記２次元画像（１３）とあわせて表示させる３次元ポリゴンキャラクタ（２１）を得るポリゴン取得手段（２３）と，
前記頂点座標値記憶手段（１９）が記憶した前記頂点座標値から，前記前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）のＺ値を求める，前後判定用ポリゴンキャラクタＺ値取得手段（２５）と，
前記前後判定用ポリゴンキャラクタＺ値取得手段（２５）が求めた前記前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）のＺ値と，前記ポリゴン取得手段（２３）が取得したポリゴンのＺ値とをピクセル単位で比較するＺ値比較手段（２７）と，
前記Ｚ値比較手段（２７）による比較結果に基づいて前記３次元ポリゴンキャラクタ（２１）及び前記前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）の陰面消去を行う陰面消去手段（２９）と，
前記２次元画像（１３）に，前記陰面消去手段（２９）により陰面消去処理が施された前記３次元ポリゴンキャラクタ（２１）及び前記前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）を合成して，合成画面を得る画像合成手段（３１）と，
を具備し，

前記前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）は座標情報のみにより構成される，

表示装置。
前記２次元画像（１３）は，
ポリゴンにより表現される前記キャラクタに基づいて生成されたものであり，
前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）の頂点座標値は，前記キャラクタをポリゴンで表現した際の複数の頂点を用いて得られたものである請求項２に記載の表示装置。
Ｚバッファを含むグラフィックチップと，
前記グラフィックチップとバスにより接続されたＲＯＭとを含み，

前記ＲＯＭが前記頂点座標値記憶手段（１９）として機能し，

前記Ｚ値比較手段（２７）は，前記前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）のＺ値及び前記ポリゴンのＺ値を比較し，

前記グラフィックチップに含まれるＺバッファは，
ピクセルごとに，前記前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）及び前記３次元ポリゴンキャラクタ（２１）のうち，手前にあるもののＺ値を記憶する，

請求項２に記載の表示装置。
請求項２に記載の表示装置を搭載した遊技機。
コンピュータを，
２次元画像（１３）中の奥行判定を要する２次元キャラクタ（１５）を３次元ポリゴンで表した場合の前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）の頂点座標値を記憶する頂点座標値記憶手段（１９）と，
前記２次元画像（１３）とあわせて表示させる３次元ポリゴンキャラクタ（２１）を得るポリゴン取得手段（２３）と，
前記頂点座標値記憶手段（１９）が記憶した前記頂点座標値から，前記前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）のＺ値を求める，前後判定用ポリゴンキャラクタＺ値取得手段（２５）と，
前記前後判定用ポリゴンキャラクタＺ値取得手段（２５）が求めた前記前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）のＺ値と，前記ポリゴン取得手段（２３）が取得したポリゴンのＺ値とをピクセル単位で比較するＺ値比較手段（２７）と，
前記Ｚ値比較手段（２７）による比較結果に基づいて前記３次元ポリゴンキャラクタ（２１）及び前記前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）の陰面消去を行う陰面消去手段（２９）と，
前記２次元画像（１３）に，前記陰面消去手段（２９）により陰面消去処理が施された前記３次元ポリゴンキャラクタ（２１）及び前記前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）を合成して，合成画面を得る画像合成手段（３１）と，
して機能させ，

前記前後判定用ポリゴンキャラクタ（１７）は座標情報のみにより構成される，

プログラム。
請求項６に記載のプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な情報記録媒体。