JP2016093363A - ゲーム空間内における仮想カメラの制御プログラム及びゲームシステム。 - Google Patents

Abstract

【課題】プレイヤキャラに見えている視界と、ユーザがＨＭＤを介して見ている視界とが一致していないために起こりうる操作上の問題を解決することのできる、ゲーム空間内における仮想カメラの制御プログラム及びそれを備えるげーろプログラムを提供することを提供すること。【解決手段】仮想カメラの視野角を設定し、視野角内に特定視野角を設定する。視野角内に存在するオブジェクトであって、仮想カメラからの距離が所定距離以下であり且つ特定視野角に含まれる特定オブジェクトに透過処理を行うように構成した。【選択図】図７

Description

本発明は、ゲーム空間内における仮想カメラの制御プログラム及びゲームシステムに関し、特にヘッドマウントディスプレイを用いたゲームを実現するためのゲーム空間内における仮想カメラの制御プログラム及びそのシステムに関する。

従来より、いわゆるシューティングゲームの一種として、プレイヤの一人称視点で戦うファースト・パーソンシューティング（以下、「ＦＰＳ」と呼ぶ）というジャンルが知られている。ＦＰＳにおいては、床及び壁によって区切られた３次元状の仮想空間（以下、「ゲーム空間」という）を定義して、そのゲーム空間内においてストーリを展開することが一般的である。

ＦＰＳにおいては、プレイヤキャラクタや敵キャラクタが壁や物陰に隠れてしまい、プレイヤから見ることができない場合がある。このような場合に、プレイヤキャラクタの表示位置が背景画像中における壁又は床の陰になる部分又はその近傍であるかどうかをチェックし、プレイヤキャラクタの表示位置が背景画像中における壁又は床の陰になる部分である場合には、プレイヤキャラクタの表示位置に重なる壁又は床を半透明に表示して、その背後に位置する床、壁、プレイヤキャラクタ等を表示する技術が提案されている（特許文献１参照）

特許２９０２３５２号公報

近年、加速度センサを備えたヘッドマウントディスプレイ（以下、「ＨＭＤ」と呼ぶ）を用いてコンピュータゲームを行う楽しみ方が一般需要者にも浸透しつつある。このようなＨＭＤでは、ユーザの頭部の向きに合わせて仮想空間の様子が映し出される。従来のビデオゲーム等ではプレイヤキャラクタは常に画面の中央に映し出されることが多かった（即ち、ゲーム空間内の仮想カメラは常にプレイヤキャラクタを追うようにして移動していた）。

しかし、上記のＨＭＤでは、ゲーム空間内におけるプレイヤキャラクタの位置に関わらず、プレイヤが向いた方向に広がるゲーム空間の様子がＨＭＤに映し出される（例えば、プレイヤキャラクタが正面視界に存在している状態で横を向いたとき、プレイヤキャラクタは視界から消えることとなる）。この場合、図９に示されるように、プレイヤキャラＰから一定距離Ｑだけ離れて仮想カメラが追従する場合、図９の（ａ）のように、プレイヤキャラをＭ_Ｐ方向に進ませながらユーザの頭部を右に向けると、図９（ｂ）に示されるように、プレイヤキャラＰの右側視界は壁オブジェクトＷａｌｌで遮られることがないのにもかかわらず、仮想カメラＶＣの視界の右側視界は壁オブジェクトＷａｌｌが映ってしまい視界が遮られてしまう。即ち、プレイヤキャラＰを必要以上にＭ_Ｐ方向に進ませないと仮想カメラＶＣの視界から壁オブジェクトＷａｌｌが消えないこととなる。このように、プレイヤキャラＰに見えているであろう視界と、実際にユーザがＨＭＤを介して見ている視界とが一致していないために、操作上の問題が生じてしまう。

そこで、本発明は、上述した問題を解決することのできるゲーム空間内における仮想カメラの制御プログラムを提供することを目的とする。

本発明によれば、
ゲーム空間内における仮想カメラの制御プログラムであって、
前記仮想カメラの視野角を設定する視野角設定部、
前記視野角内に特定視野角を設定する特定視野角設定部、
前記視野角内に存在するオブジェクトであって、前記仮想カメラからの距離が所定距離以下であり且つ前記特定視野角に含まれる特定オブジェクトに透過処理を行う透過処理部、
としてコンピュータ端末を機能させる
ゲーム空間内における仮想カメラの制御プログラムが得られる。

本発明によれば、ヘッドマウントディスプレイと、当該ヘッドマウントディスプレイを装着したユーザの頭部の向きに応じたゲーム空間内画像を前記ヘッドマウントディスプレイに出力するコンピュータ端末と、を少なくとも有するゲームシステムであって、
前記コンピュータ端末は、
（１）前記ゲーム空間内において、仮想カメラの視野角を設定し、
（２）前記視野角内に特定視野角を設定し、
（３）前記視野角内に存在するオブジェクトであって、前記仮想カメラからの距離が所定距離以下であり且つ前記特定視野角に含まれる特定オブジェクトに透過処理を行い、
（４）当該透過処理が行われた後における前記視野角内の情報を前記ヘッドマウントディスプレイに出力する、
ゲームシステムが得られる。

本発明によれば、仮想カメラから一定距離範囲内において軸ベクトルとのなす角が一定の条件にある全てのポリゴンに対して一律に透過処理を行うこととしているため、図９（ｂ）に示されるように、プレイヤキャラＰと仮想カメラＶＣとの位置がずれている場合でもゲームの進行に支障を来すことがない。

また、本発明によれば、透過処理の他の方法として、仮想カメラの視野角内に透視視野角を設定し仮想カメラから一定距離範囲内にある全てのポリゴンに対して一律に透過処理を行うこととしているため、端末に負荷をかけない透過処理も可能である。

本発明の一実施形態によるゲームシステムの構成例を示す図である。 本発明の一実施形態による仮想カメラとゲーム画面との関係を示す図である。 図２において仮想カメラをＸＹ平面と平行に動かした時の様子をＺ方向に沿って見た図である。 本発明の一実施形態による仮想カメラとゲーム画面との関係を示す他の図である。 本発明の一実施形態による仮想カメラとゲーム画面との関係を示す他の図である。 仮想カメラの軸ベクトルと透過率との関係を示すグラフである。 本発明の他の実施形態による仮想カメラとゲーム画面との関係を示す図である。 図７をＺ方向に沿って見た図である。 プレイヤキャラと仮想カメラとの位置関係を示した従来例である。

＜ゲームシステムの概要＞
本発明の実施形態による、ゲーム空間内における仮想カメラの制御プログラムは、ヘッドマウントディスプレイ（以下「ＨＭＤ」と呼ぶ）及びコンピュータ端末（以下「ＰＣ」と呼ぶ）を使用するゲームシステムで実行される。具体的には、図１に示されるように、ゲームシステム１は、少なくとも、ＰＣ１０と、ＨＭＤ２０と、スマートフォン（携帯端末）３０とで構成される。本発明によるゲームシステムを概略すると、ゲームプログラムは、専用のゲームサーバ（図示せず）経由でＰＣ１０にインストールされ、当該ゲームプログラムの実行中に生成される画像・映像その他の視覚的情報はＨＭＤ２０に出力される。本実施の形態においては、ＰＣ１０とＨＭＤ２０とはケーブルで接続されているが、ブルートゥース、無線ＬＡＮ等その他の方法で接続されていてもよい。スマートフォン３０は、所謂ゲームコントローラーとして機能し、ユーザの操作に応じた指示をＰＣ１０に送信する。ＰＣ１０とスマートフォン３０とはブルートゥース、無線ＬＡＮ等で接続されている。

＜ＰＣ１０＞
ＰＣ１０は、端末表示部１１、端末入力部１２、端末処理部１３、端末通信部１４および端末記憶部１５等を備え、これらはバスを介して電気的に相互に接続される。

端末表示部１１は、ゲームサーバから端末通信部１４で受信したゲームプログラムを端末記憶部１５に一時的に格納し、ブラウザ等を通じて表示する。端末表示部１１は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等によって実現することができるが、実施形態においては、特にマルチタッチスクリーンとして構成するのがよい。

端末入力部１２は、ＰＣ１０がゲームプログラムを起動するまでの間、ユーザ命令を入力するために機能する。入力手段としては、キーボードや仮想キーボードによる文字入力、マウスによるオブジェクトのクリック、オブジェクト位置に対応するタッチスクリーン上の位置での指によるタッチ入力やスタイラスによる入力、およびその組み合わせとすることができるが、これらに限定されない。

端末処理部１３は、端末入力部１２で受けた入力命令に基づいて、ユーザ命令を作成し、端末通信部１４およびネットワーク（図示せず）を通じてゲームサーバと通信を行う。そして、ゲームサーバ内において関連のゲームプログラムが実行される。端末記憶部１５は、ＰＣ１０に関連付けられる各種データ、および画像データの表示に必要なブラウザ等のアプリケーションを格納すると共に、ゲームサーバから受信する画像データ等の各種データも一時的に格納する。端末処理部１３はまた、ゲームサーバからダウンロードにより受信した各種データに基づいて、予め格納されたゲームプログラムを端末側で実行するようにしてもよい。

＜ＨＭＤ２０＞
図示されるように、ＨＭＤ２０は、ＨＭＤ表示部２１と、ＨＭＤ入力部と、ＨＭＤ通信部２３と、ＨＭＤ加速度センサ部とを有している。ＨＭＤ２０は、ＨＭＤ通信部２３を介して端末通信部１４とデータの送受信を行う。ＨＭＤ端末表示部２１は、ＰＣ１０から受信した視覚的情報をユーザの両眼の夫々に視認させる。本実施の形態によるＨＭＤ２０は、ＨＭＤ加速度センサ２４を備えており、ユーザの頭部の変位（姿勢の変位に起因するものを含む）に応じた変位情報をＰＣ１０に送信する。ＰＣ１０側においては、受信した変位情報を基にして端末記憶部１５及び端末処理部１３と連携して当該変位情報に応じた視覚的情報をＨＭＤ２０にフィードバックしてＨＭＤ表示部２１に映し出させる。

＜スマートフォン３０＞
スマートフォン３０は、表示部及び入力部（タッチパネル）、処理部、通信部並びに記憶部等を備えている（いずれも図示せず）。本実施の形態においては、スマートフォン３０を所謂コントローラーの代わりとしてユーザ命令（オブジェクトの「選択」「移動」等）を行うこととしているが、ＰＣ１０のキーボードやマウス等の入力機器によりユーザ命令を入力することとしてもよいし、専用のコントローラーを別途用意することとしてもよい。

＜具体的な情報処理＞
以下の説明においては、ＰＣ１０がゲームサーバからゲームプログラムをダウンロードし、ＰＣ１０上において当該ゲームプログラムが実行されるものとして説明する。

ゲームプログラムが実行されると、当該ゲームプログラムに予め組み込まれたストーリーや、ユーザ命令の入力に応じて、ＨＭＤ２０にはゲーム画面が表示される。ゲーム画面は、ゲーム空間に設定された仮想カメラにより特定される領域（仮想カメラの表示領域）に対応する。本実施の形態による仮想カメラの向きはＨＭＤ２０のＨＭＤ加速度センサ２４と連動している。即ち、ユーザのが右を向いた場合には、現在ＨＭＤ２０に映し出されているゲーム画面の右方向の表示領域に対応する空間が映し出される。

図２に示されるように、仮想カメラＶＣはカメラ正面に向けて延びる軸ベクトルＦ中心に所定範囲の視野領域（視野角：図示せず）を有している。軸ベクトルＦ上のオブジェクトは画面中央に表示される。仮想カメラＶＲは、視野領域内にある全てのオブジェクトを捕捉することができる。本実施の形態においては、図示されるように、仮想カメラＶＣから所定範囲Ｌ内に壁オブジェクトＷが存在している。壁オブジェクトＷの一部である透過領域Ｉは透過処理されて透けて表示されており壁オブジェクトＷの後ろにあるオブジェクトが部分的に見えている。透過領域ＩのＸ方向における端部（即ち、Ｘ方向において透過処理が行われる部分と透過処理が行われない部分との境界部）の方向ベクトルは、ベクトルＰ_Ｒ及びＰ_Ｌベクトルで特定される。詳しくは、ベクトルＰ_Ｒ及びベクトルＰ_Ｌは、境界部に位置するポリゴンが有している仮想カメラＶＣを起点とした方向ベクトルであり、Ｘ方向における軸ベクトルＦとのなす角が夫々θである。即ち本実施の形態においては、軸ベクトルＦとのなす角が所定角度θ以下の方向ベクトルを有するポリゴンに対して透過処理が行われる。

図３は、図２を上方から（即ちＺ方向に沿って）表したものであり（図２に表示されているキャラクタは省力されている）、仮想カメラＶＣが移動した場合における透過領域の変化を示している。図３に示される壁オブジェクトＷと仮想カメラとのＹ方向における距離はＬ以下である。ここで、仮想カメラがＶＣ_０からＶＣ_１へと移動した場合、壁Ｗの透過領域はＩ_０からＩ_１へと変化する。同様に、ＶＣ_０にある仮想カメラの軸ベクトルＦ_０、透過領域Ｉ_０のＸ方向における境界を規定する方向ベクトルＰ_Ｒ０及びＰ_Ｌ０ベクトルは、夫々、ＶＣ_１にある仮想カメラの軸ベクトルＦ_１、透過領域Ｉ_１のＸ方向における境界を規定する方向ベクトルＰ_Ｒ１及びＰ_Ｌ１ベクトルに対応する。

図４は、仮想カメラＶＣから異なる距離に位置する３つの壁オブジェクトＷ_１〜Ｗ_３と透過領域との関係を示す図である。図示されているように、壁オブジェクトＷ_１及びＷ_２と仮想カメラＶＣとの距離はＬ以下であり、壁オブジェクトＷ_３と仮想カメラＶＣとの距離はＬよりも大きい。従って、透過処理がされるのは、壁オブジェクトＷ_１及びＷ_２のみである（透過領域Ｉ_２及びＩ_３参照）

図５は、仮想カメラＶＣの軸ベクトルＦと斜交するように設けられた壁オブジェクトＷ_４と透過領域Ｉ_４との関係を示す図である。上述したように本実施の形態における透過処理は、仮想カメラＶＣとＹ方向（前方）における距離がＬ以下であり、且つ、仮想カメラＶＣを起点とする方向ベクトルが仮想カメラＶＣの軸ベクトルＦとのなす角がθ以下の方向ベクトルを有するポリゴンに対して行われる（図の透過領域Ｉ_４参照）。

図６に示されるように、本実施の形態による透過処理は、仮想カメラの軸ベクトルとのなす角度が０である方向ベクトルを有するポリゴン（即ち、軸ベクトル上に位置するポリゴン）に対しては透過率１００％となるように行われ、軸ベクトルとのなす角度が大きくなるにしたがって、徐々に透過率を下げている。ユーザから見た場合には、中心から透過領域の周辺部にかけて徐々に透過率が低くなっていく。換言すれば、透過率はθの関数と捉えることもできる。これにより、透過領域を自然に見せることができる。

本発明の他の実施の形態によるゲームプログラムは、上述したゲーム空間内における仮想カメラの制御プログラムの変形例である。従って、同一の鵜性ヨウ素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。

図７及び図８に示されるように、本実施の形態による仮想カメラＶＣは、ユーザの視認できる範囲となる視野角Ｅ１と、当該視野角Ｅ１内に位置する透過視野角（特定視野角）Ｅ２とを設定する。仮想カメラＶＣは、透過視野角Ｅ２内に位置し且つ仮想カメラＶＣからの距離がＬ以下の条件を満たすオブジェクトは非表示にする。即ち、図７に示されるように、この条件を満たす壁オブジェクトＷにはぽっかり穴が開いたようにユーザの目には映ることとなる。なお、透過視野角Ｅ２内にあっても非表示としないオブジェクト（例えば、プレイヤキャラ等）に予めフラグを設定することとしても良い。

以上説明したように、図２乃至図６に示される仮想カメラの制御プログラムにおいては、壁オブジェクトの透過を自然に見せることができる反面、軸ベクトルと近似する角度を有する方向ベクトルの演算が必要となるため端末への負荷は大きい。一方、図７及び図８に示される仮想カメラの制御プログラムにおいては、透過視野角内のオブジェクトを一律に非表示しているため端末への負担は小さい一方、壁オブジェクトの透過表現が不自然と評価される場合があり得る。

上述した実施形態は、本発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良することができると共に、本発明にはその均等物が含まれることは言うまでもない。

１ ゲームシステム
１０ ユーザ端末
１１ 端末表示部
１２ 端末入力部
１３ 端末処理部
１４ 端末通信部
１５ 端末記憶部
５０ ゲームサーバ
５１ 処理部
５２ メインメモリ
５３ 外部メモリ
５４ ユーザインタフェース
５５ 通信部
５６ ディスクドライブ
１００ ゲームシステム

Claims (2)

1. ゲーム空間内における仮想カメラの制御プログラムであって、
   前記仮想カメラの視野角を設定する視野角設定部、
   前記視野角内に特定視野角を設定する特定視野角設定部、
   前記視野角内に存在するオブジェクトであって、前記仮想カメラからの距離が所定距離以下であり且つ前記特定視野角に含まれる特定オブジェクトに透過処理を行う透過処理部、
   としてコンピュータ端末を機能させる
   ゲーム空間内における仮想カメラの制御プログラム。
2. ヘッドマウントディスプレイと、当該ヘッドマウントディスプレイを装着したユーザの頭部の向きに応じたゲーム空間内画像を前記ヘッドマウントディスプレイに出力するコンピュータ端末と、を少なくとも有するゲームシステムであって、
   前記コンピュータ端末は、
   （１）前記ゲーム空間内において、仮想カメラの視野角を設定し、
   （２）前記視野角内に特定視野角を設定し、
   （３）前記視野角内に存在するオブジェクトであって、前記仮想カメラからの距離が所定距離以下であり且つ前記特定視野角に含まれる特定オブジェクトに透過処理を行い、
   （４）当該透過処理が行われた後における前記視野角内の情報を前記ヘッドマウントディスプレイに出力する、
   ゲームシステム。

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