JP2017217196A - ゲームプログラム及びゲーム装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ＨＭＤを利用したＶＲ空間での３Ｄ酔いの発生を抑制する。
【解決手段】プレイヤキャラクタに対する操作が制限され、イベントデータに従って仮想カメラが制御される場合に、イベントデータで設定される仮想カメラの向きにＨＭＤ３００が検出したユーザの頭の動きを反映する。これにより、ユーザがプレイヤキャラクタを自由に操作できない状態であっても、頭の動きに連動してＨＭＤ３００に表示される映像が動くので３Ｄ酔いの発生を抑制できる。
【選択図】図４

Description

本発明は、ヘッドマウントディスプレイを利用したバーチャルリアリティ空間の映像処理技術に関する。
近年、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）を利用したバーチャルリアリティ（ＶＲ）が普及しつつある。ＨＭＤを利用したバーチャルリアリティに対応したＶＲゲームでは、ユーザは、仮想３次元空間内に実際に存在しているかのような感覚が得られる。
特許第５５６５２５８号公報 特許第５８６９１７７号公報
ＶＲゲームは、没入感の高さから３Ｄ酔いが発生しやすい。その結果、ゲームプレイに支障が生じるという問題があった。
３Ｄ酔いの原因として、ＨＭＤに表示される映像とユーザの感覚とのズレがある。例えば、ユーザの頭が右を向いたとき、仮想３次元空間内の仮想カメラの向きをユーザの頭の動きに合わせて右に旋回させると、映像とユーザの感覚にズレは生じない。仮想カメラの動きが遅れたり、仮想カメラの向きが固定されて映像がユーザの頭の動きに連動しなかったりすると、映像とユーザの感覚にズレが生じてしまう。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、ＨＭＤを利用したＶＲ空間での３Ｄ酔いの発生を抑制することを目的とする。
本発明に係るゲームプログラムは、ユーザがヘッドマウントディスプレイを装着して遊ぶゲームを提供するゲームプログラムであって、コンピュータを前記ヘッドマウントディスプレイから前記ユーザの頭の向きを入力する入力手段、前記ユーザが操作するプレイヤキャラクタの向きに前記ユーザの頭の向きを反映させて仮想空間内の仮想カメラを制御するカメラ制御手段、として機能させ、前記カメラ制御手段は、前記ユーザによる前記プレイヤキャラクタに対する操作が制限されている場合であっても、前記プレイヤキャラクタの向きに前記ユーザの頭の向きを反映させて前記仮想カメラを制御することを特徴とする。
本発明によれば、カメラ制御手段が、プレイヤキャラクタに対する操作が制限されている場合であっても、仮想カメラにユーザの頭の動きを反映することで、ＨＭＤを利用したＶＲ空間での３Ｄ酔いの発生を抑制することができる。
本実施の形態に係るゲームシステムの構成を示す概略図である。 ゲーム機のハードウェア構成を示すブロック図である。 ＨＭＤのハードウェア構成を示すブロック図である。 第１の実施形態のゲーム装置の機能的な構成を示す機能ブロック図である。 プレイヤキャラクタがはしごをつかむ前の画面である。 プレイヤキャラクタがはしごをつかんでいるときの画面である。 ユーザの頭の動きを仮想カメラに反映させる処理を説明する図である。 ユーザの頭の動きを仮想カメラに反映させる処理を説明する図である。 ユーザの頭の動きを仮想カメラに反映させる処理を説明する図である。 第２の実施形態のゲーム装置の機能的な構成を示す機能ブロック図である。 第２の実施形態のゲーム装置５０の処理の流れを示すフローチャートである。 イベント開始時の画面である。 ユーザが頭を左方向に旋回したときの画面である。 暗転処理した画面である。 暗転処理範囲を説明する図である。 暗転処理範囲を説明する図である。 暗転処理範囲を説明する図である。
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
［ゲームシステム］
図１は、本実施形態に係るゲームシステムの構成を示す概略図である。
図１に示すゲームシステムは、ゲーム機１００、コントローラ２００、及びＨＭＤ３００を備える。ゲーム機１００は、ゲームプログラムを実行可能な、演算処理装置及び記憶装置を備えたコンピュータである。ゲーム機１００は、家庭用のゲーム専用機、パーソナルコンピュータ、スマートフォンなどの携帯端末、あるいはアーケードゲーム機であってもよい。コントローラ２００は、ユーザの入力した操作をゲーム機１００へ送信する。コントローラ２００は、有線あるいは無線でゲーム機１００に接続される。ＨＭＤ３００は、ユーザの頭部に装着され、ユーザの頭部の回転角及び動きを検出してゲーム機１００へ送信する。ＨＭＤ３００は、ゲーム機１００から受信した画像を表示する。
図２は、ゲーム機１００のハードウェア構成を示すブロック図である。ゲーム機１００は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）１０１、Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＯＭ）１０２、Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＡＭ）１０３、Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ（ＧＰＵ）１０４、Ｓｏｕｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ（ＳＰＵ）１０５、インタフェース１０６、及びＤＲＩＶＥ１０７を備える。ＣＰＵ１０１は、ゲームプログラムを実行する。ＲＯＭ１０２は、システムプログラムを記憶する。ＲＡＭ１０３は、ゲームプログラム及び各種データを記憶する。ＧＰＵ１０４は、仮想空間の画像を生成する。ＳＰＵ１０５は、音声を処理する。インタフェース１０６は、コントローラ２００及びＨＭＤ３００を接続し、操作情報とＨＭＤ情報を入力する。インタフェース１０６は、ＧＰＵ１０４とＳＰＵ１０５で処理された画像と音声を出力する。ＤＲＩＶＥ１０７は、ゲームプログラムを記録した記録媒体からゲームプログラムを読み出してＲＡＭ１０３に格納する。記録媒体は、ＣＤ、ＤＶＤ、Ｂｌｕ−Ｒａｙ（登録商標） Ｄｉｓｋなどの光ディスクであってもよいし、磁気ディスク、あるいは半導体メモリであってもよい。ゲーム機１００が通信機能を備えて、ネットワークを介してゲームプログラムを取得してもよい。
図３は、ＨＭＤ３００のハードウェア構成を示すブロック図である。ＨＭＤ３００は、表示部３０１Ａ，３０１Ｂ、ジャイロセンサ３０２、加速度センサ３０３、及び制御部３０４を備える。表示部３０１Ａ，３０１Ｂは、それぞれ右眼用画像、左眼用画像を表示する。右眼用画像と左眼用画像が視差を有すると、ユーザの見る画像は３次元立体画像となる。ジャイロセンサ３０２は、ユーザの頭部の回転角を検知する。ＨＭＤ３００を装着したユーザの頭部を原点として、ユーザの正面方向にロール軸、ユーザの左方向にピッチ軸、ユーザの頭上方向にヨー軸をとる。ジャイロセンサ３０２は、各軸についてユーザ頭部の回転角（ロール角、ピッチ角、ヨー角）を検知する。加速度センサ３０３は、ユーザの頭部の動きを検知する。制御部３０４は、ゲーム機１００から画像を受信して表示部３０１Ａ，３０１Ｂに表示させる。また、制御部３０４は、ジャイロセンサ３０２及び加速度センサ３０３で検知したデータをゲーム機１００に送信する。
［第１の実施形態］
本実施形態のＶＲゲームでは、仮想３次元空間内のプレイヤキャラクタの視点で撮影した画像がＨＭＤ３００で表示される。代表的なＶＲゲームとしては、一人称シューティング（ＦＰＳ）がある。ユーザは、コントローラ２００を操作してプレイヤキャラクタを動かすことができる。仮想カメラは、プレイヤキャラクタの位置及び向きに合わせて、プレイヤキャラクタの一人称視点となるように制御される。仮想カメラは、プレイヤキャラクタの位置及び向きに加えて、ＨＭＤ３００の動き（ユーザの頭部の動き）に基づいて制御される。例えば、ユーザが頭を右に旋回させると、ＨＭＤ３００がユーザの頭の動きを検知し、仮想カメラの向きを右旋回させるＨＭＤ情報をゲーム機１００に送信する。ユーザは、頭を動かすことで仮想３次元空間を見渡すことができる。
ゲーム中、ユーザの操作を受け付けずに、ゲームプログラムがプレイヤキャラクタを制御することがある。例えば、ボスキャラクタが登場するカットシーンでは、従来のＶＲ対応でないゲームにおいてはプレイヤキャラクタの位置及び向きが固定されて、ボスキャラクタの登場シーンが表示される。ゲームプログラムがプレイヤキャラクタを制御する場合、ＨＭＤ３００の動きを反映させずに仮想カメラが制御されると、映像とユーザの感覚にズレが生じる。そこで、本実施形態では、ゲームプログラムがプレイヤキャラクタを制御する状況であっても、ＨＭＤ３００の動きを仮想カメラに反映させる。
［ゲーム装置］
図４は、第１の実施形態のゲーム装置５０の機能的な構成を示す機能ブロック図である。図４に示すゲーム装置５０は、キャラクタ制御部５１、カメラ制御部５２、及びレンダリング部５３を備える。ゲーム機１００が本実施形態のゲームプログラムを実行することにより、ゲーム機１００は、図４に示す機能部を備えたゲーム装置５０として動作する。ゲーム機１００は、図示していない機能も発揮するが、ここでは第１の実施形態に関係する機能部のみを図示している。
キャラクタ制御部５１は、通常時は、ユーザの操作に従ってプレイヤキャラクタの位置及び向きを制御する。キャラクタ制御部５１は、イベント中は、ユーザの操作を無視し、イベントデータに従ってプレイヤキャラクタを制御する。イベントは、ゲーム内で所定の条件を満たしたときに発生する。イベント中は、イベントデータに従ってゲームが進行する。イベントデータは、プレイヤキャラクタの動きデータ、オブジェクトの動きデータ、仮想カメラの動きデータなどのイベント内容に関するデータである。イベントの一例として、ボスキャラクタの登場イベントがある。ボスキャラクタ登場イベントのイベントデータは、ボスキャラクタの動き、ボスキャラクタのセリフなどボスキャラクタが登場するカットシーンを再現するためのデータが含まれる。ボスキャラクタ登場イベントでは、ボスキャラクタが見えるように仮想カメラが設定される。
カメラ制御部５２は、通常時は、プレイヤキャラクタの向きとＨＭＤ３００から受信したＨＭＤ情報に含まれるユーザの頭の向きに基づいて仮想カメラの向きを設定する。カメラ制御部５２は、イベント中は、イベントデータで設定された仮想カメラの向きにユーザの頭の向きを加算して仮想カメラの向きを決定する。
レンダリング部５３は、仮想３次元空間を仮想カメラで撮影した２次元画像を生成する。レンダリング部５３が、視差を有する右眼用画像と左眼用画像を生成し、ＨＭＤ３００が各画像を表示部３０１Ａ，３０１Ｂのそれぞれで表示した場合は、ユーザはＨＭＤ３００で３次元立体画像を見ることができる。
[実行例]
本実施形態のカメラ制御の実行例について説明する。ここでは、はしごをつかむイベントの例を用いて説明する。
図５は、プレイヤキャラクタがはしごをつかむ前の画面である。図５では、プレイヤキャラクタは、仮想３次元空間の北方向へ移動している。画面の右上のコンパスアイコン６０は、プレイヤキャラクタが見ている方向を示す。プレイヤキャラクタの北方向には、下層に降りるためのはしご６１が存在する。このとき、ユーザがコントローラ２００のボタンを操作すると、プレイヤキャラクタがはしごをつかむイベントが発生する。はしごをつかむイベントの発生後、図６に示すように、プレイヤキャラクタははしごをつかんだ状態になる。図６では、プレイヤキャラクタは南方向を向いている。
はしご６１をつかむイベントでは、キャラクタ制御部５１は、プレイヤキャラクタの向きを１８０度回転させて、立っている体勢からはしご６１をつかむ体勢に変化させる。キャラクタ制御部５１は、プレイヤキャラクタがはしご６１をつかむ体勢になるまでは、ユーザの操作を受け付けない。カメラ制御部５２は、プレイヤキャラクタの動きに合わせて仮想カメラの向きを１８０度回転させる。カメラ制御部５２は、仮想カメラの向きをプレイヤキャラクタの動きに合わせて回転させているとき、イベントデータで設定された仮想カメラの向きにＨＭＤ３００が検出したユーザの頭の向きを加算し、最終的な仮想カメラの向きを決定する。以下で仮想カメラの制御について説明する。
図７Ａ〜７Ｃは、イベントデータに従って仮想カメラが制御されるときに、ユーザの頭の動きを仮想カメラに反映させる処理を説明する図である。実線の矢印７１は、イベントデータで設定された仮想カメラの向きを示す。点線の矢印７２は、ユーザの頭の向きを加算した仮想カメラの向きを示す。カメラ制御部５２は、イベントデータで設定された仮想カメラの向き（矢印７１）にＨＭＤ３００が検知したユーザの頭の向き（θ）を加算し、仮想カメラの向き（矢印７２）を求める。
例えば、図５の状況で、ユーザが右４５度を向きながら（仮想カメラは北東を向いている）ボタンを操作したとする。はしご６１をつかむイベントで、仮想カメラが北方向から反時計回りに南方向に回転する場合、カメラ制御部５２は、仮想カメラを北方向にユーザの頭の向きを加算した北東方向に向けた状態から、反時計回りに、南西方向に回転する。
なお、上記では、ヨー角のみを反映させる例で説明したが、ピッチ角、ロール角を反映させてもよい。
以上説明したように、本実施の形態によれば、プレイヤキャラクタに対する操作が制限され、イベントデータに従って仮想カメラが制御される場合に、イベントデータで設定される仮想カメラの向きにＨＭＤ３００が検出したユーザの頭の動きを反映することで、ユーザがプレイヤキャラクタを自由に操作できない状態であっても、頭の動きに連動してＨＭＤ３００に表示される映像が動くので３Ｄ酔いの発生を抑制できる。
［第２の実施形態］
イベント中は、仮想カメラはイベントデータに従って制御されるので、仮想カメラが映さない空間を見られることは想定していない。第１の実施形態のように、イベント中も仮想カメラにユーザの頭の向きを反映させた場合、見られることを想定していない空間が表示される可能性がある。そこで、本実施形態では、見られることを想定していない空間を仮想カメラが映すときは、画面を暗転させる。
［ゲーム装置］
図８は、第２の実施形態のゲーム装置の機能的な構成を示す機能ブロック図である。第２の実施形態のゲーム装置５０は、第１の実施形態のゲーム装置５０に判定部５５を追加した。
キャラクタ制御部５１は、第１の実施形態と同様に、通常時は操作情報に従ってプレイヤキャラクタを制御し、イベント時はイベントデータに従ってプレイヤキャラクタを制御する。
カメラ制御部５２は、第１の実施形態と同様に、ユーザがプレイヤキャラクタを操作できない状態であっても、ＨＭＤ３００が検出したユーザの頭の動きを仮想カメラに反映する。
判定部５５は、仮想カメラの向きが暗転処理範囲の方向であるか否かを判定する。暗転処理範囲は、ゲーム開発者が予め設定した範囲であり、描画が省略されているなどユーザが見ることを想定していない空間を含む範囲である。
レンダリング部５３は、判定部５５が仮想カメラの向きは暗転処理範囲内であると判定した場合、ＨＭＤ３００に出力する画面を黒くする。
図９は、第２の実施形態のゲーム装置５０の処理の流れを示すフローチャートである。
ゲーム内でイベントが発生し、プレイヤキャラクタ及び仮想カメラはイベントデータに従って制御される状態であるとする。例えば、第１の実施形態で説明したはしごをつかむイベントが実行中である。あるいは、ボスキャラクタが登場するイベントが実行中である。いずれの場合も、イベントデータで設定された仮想カメラの向きにユーザの頭の向きを反映させる。
カメラ制御部５２は、ＨＭＤ３００が検出したユーザの頭の動きを入力する（ステップＳ１１）。
カメラ制御部５２は、イベントデータで設定された仮想カメラの向きに、ユーザの頭の向きを加算し、仮想カメラの向きを計算する（ステップＳ１２）。
判定部５５は、仮想カメラの向きが暗転処理範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。暗転処理範囲は、イベントデータによって指定されてよい。例えば、基準線と閾値を決めておき、基準線と仮想カメラの向きがなす角度が閾値を超えたときは、暗転処理範囲内であると判定する。基準線は、例えば、プレイヤキャラクタとボスキャラクタとを結ぶ線とする。あるいは、仮想３次元空間内の北を０度として、時計回りに、東を９０度、南を１８０度、西を２７０度とし、暗転処理範囲を仮想３次元空間内の方位で指定してもよい。
判定部５５が仮想カメラの向きは暗転処理範囲内であると判定した場合（ステップＳ１３のＹＥＳ）、レンダリング部５３は、暗転処理をする（ステップＳ１４）。具体的には、レンダリング部５３は、仮想３次元空間をレンダリングした画像の輝度を下げ始める。暗転処理開始後に、仮想カメラの向きが暗転処理範囲から出た場合、レンダリング部５３は暗転処理を中止し、画像の輝度を上げて元に戻す。レンダリング部５３は、暗転処理の代わりに、画像の輝度を上げて、ホワイトアウトさせてもよい。あるいは、レンダリング部５３は、画像にモザイク処理を施し、画像の解像度を下げてもよい。あるいは、レンダリング部５３は、図柄を画像内に表示してもよい。例えば、大きな矢印を画像内に表示し、ユーザに向いて欲しい方向を指示する。
[実行例]
本実施形態の暗転処理の実行例について説明する。
図１０Ａ〜１０Ｃは、ボスキャラクタ８１が登場するイベント中にユーザが頭を左方向に旋回させたときに表示される画面である。図１１Ａ〜１１Ｃは、プレイヤキャラクタ８０とボスキャラクタ８１をプレイヤキャラクタ８０の頭上から見た図である。プレイヤキャラクタ８０とボスキャラクタ８１を結ぶ基準線８２は、暗転処理範囲８５を定める基準となる線である。矢印８３は、ユーザの頭の方向を反映した仮想カメラの向きを示す。本実行例では、暗転処理範囲８５は、基準線８２と仮想カメラの向きがなす角度がθ０度以上離れた範囲とする。
プレイヤキャラクタがボスキャラクタ８１に出会い、イベントが開始すると、図１０Ａの画面が表示される。キャラクタ制御部５１は、ボスキャラクタ８１の登場シーンを見せるために、ユーザの操作を受け付けずに、プレイヤキャラクタの位置及び向きを固定する。仮想カメラは、図１１Ａの矢印８３で示すように、ボスキャラクタ８１の方向を向く。
キャラクタ制御部５１がプレイヤキャラクタを固定した場合でも、ユーザは、頭を動かして、自由に仮想３次元空間内を見渡すことができる。図１０Ｂは、ユーザが頭を左方向に旋回したときに表示される画面である。カメラ制御部５２は、イベントデータで設定された仮想カメラの方向にユーザの頭の向きを加算する。ユーザが頭を左方向にθ１度旋回したとすると、仮想カメラの向きは、イベントデータで設定されたボスキャラクタ８１の方向にθ１度加算した方向となる。θ１＜θ０であり、図１１Ｂに示すように、仮想カメラの向きは暗転処理範囲８５外であるので、暗転処理は行われない。
ユーザが頭を左方向にさらに旋回させると、仮想カメラの向きもさらに左方向に旋回する。その結果、仮想カメラの向きは、暗転処理範囲内となる。レンダリング部５３は、暗転処理を開始して画面をフェードアウトする。図１０Ｃは、暗転処理した画面である。θ２＞θ０であり、図１１Ｃに示すように、仮想カメラの向きは暗転処理範囲８５内となり、暗転処理が開始される。
暗転処理範囲を複数に分割し、暗転処理範囲毎に輝度を下げる割合を設定してもよい。例えば、４５度〜６０度は輝度を５０％下げ、６０度〜７５度は輝度を７５％下げ、７５度以上は輝度を１００％下げる。
なお、上記では、ヨー角のみで判定する例で説明したが、ピッチ角、ロール角も含めて判定してもよい。
以上説明したように、本実施の形態によれば、仮想３次元空間に暗転処理範囲を設定しておき、仮想カメラの向きが暗転処理範囲内のときは、出力する画像を暗転処理することで、見られることを想定していない空間を映さないようにすることができる。
１００…ゲーム機
１０１…ＣＰＵ
１０２…ＲＯＭ
１０３…ＲＡＭ
１０４…ＧＰＵ
１０５…ＳＰＵ
１０６…インタフェース
１０７…ＤＲＩＶＥ
２００…コントローラ
３００…ＨＭＤ
３０１Ａ，３０１Ｂ…表示部
３０２…ジャイロセンサ
３０３…加速度センサ
３０４…制御部
５０…ゲーム装置
５１…キャラクタ制御部
５２…カメラ制御部
５３…レンダリング部
５５…判定部
６０…コンパスアイコン
６１…はしご
８０…プレイヤキャラクタ
８１…ボスキャラクタ
８２…基準線
８５…暗転処理範囲
本発明に係るゲームプログラムは、ユーザがヘッドマウントディスプレイを装着し、コントローラを操作して遊ぶゲームを提供するゲームプログラムであって、コンピュータを前記ヘッドマウントディスプレイから前記ユーザの頭の向きを入力する入力手段、前記コントローラの入力に応じてプレイヤキャラクタを制御するプレイヤキャラクタ制御手段、前記プレイヤキャラクタの向きに前記ユーザの頭の向きを反映させて仮想空間内の仮想カメラを制御するカメラ制御手段、所定のゲームイベント時に、前記コントローラの入力を受け付けずに前記プレイヤキャラクタを制御し、前記仮想カメラの向きを所定の方向に設定するゲームイベント処理手段、として機能させ、前記カメラ制御手段は、前記ゲームイベント処理手段が前記仮想カメラの向きを所定の方向に設定する場合であっても、前記所定の方向に前記ユーザの頭の向きを加算した向きを前記仮想カメラの向きとすることを特徴とする。

Claims (5)

  1. ユーザがヘッドマウントディスプレイを装着して遊ぶゲームを提供するゲームプログラムであって、
    コンピュータを
    前記ヘッドマウントディスプレイから前記ユーザの頭の向きを入力する入力手段、
    前記ユーザが操作するプレイヤキャラクタの向きに前記ユーザの頭の向きを反映させて仮想空間内の仮想カメラを制御するカメラ制御手段、として機能させ、
    前記カメラ制御手段は、前記ユーザによる前記プレイヤキャラクタに対する操作が制限されている場合であっても、前記プレイヤキャラクタの向きに前記ユーザの頭の向きを反映させて前記仮想カメラを制御することを特徴とするゲームプログラム。
  2. 前記コンピュータを
    所定のゲームイベント時に前記仮想カメラの向きを所定の方向に設定するゲームイベント処理手段、として更に機能させ、
    前記カメラ制御手段は、前記所定の方向に設定された前記仮想カメラの向きに前記ユーザの頭の向きを加算した向きを前記仮想カメラの向きとすることを特徴とする請求項１に記載のゲームプログラム。
  3. 前記コンピュータを
    前記仮想カメラの向きが所定の範囲内であるか否かを判定する判定手段、
    前記仮想カメラの向きが前記所定の範囲内である場合、出力画面に所定の処理を施す処理手段、として機能させること
    を特徴とする請求項１又は２に記載のゲームプログラム。
  4. 前記判定手段は、基準線と前記仮想カメラの向きがなす角度が所定の閾値を超えたときは、前記仮想カメラの向きが前記所定の範囲内であると判定することを特徴とする請求項３に記載のゲームプログラム。
  5. 請求項１乃至４のいずれかに記載のゲームプログラムを記憶したプログラム記憶部と、
    前記プログラム記憶部に記憶されたゲームプログラムを実行するコンピュータと、
    を備えたゲーム装置。
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