JP2018117970A - ゲームシステム、ゲーム実行方法、及び、コンピュータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現実世界のユーザの動作に連動させた仮想世界におけるキャラクタの動作に基づいて、現実世界に近い表現をして、ゲームへの没入感を高め、趣向性を向上させることが可能なゲームシステムを提供することを目的とする。【解決手段】コントローラの位置に応じて、３次元仮想空間内における操作対象の位置を特定する位置特定手段と、操作対象の位置が、オブジェクトに対する接触を特定するための所定の領域に含まれるか否かを判定する位置判定手段と、コントローラの位置の変化が、所定の条件を満たすか否かを判定する条件判定手段と、操作対象が該所定の領域に含まれ、かつ、該条件を満たすと判定された場合に、オブジェクトに効果を発生させる効果発生手段とを備え、該条件が、オブジェクトに応じて特定される所定の方向における操作対象の位置が往復するように変化したことである、ゲームシステム。【選択図】 図７

Description

本発明は、プレイヤの頭部に装着する表示装置を用いたゲームシステム、ゲーム実行方法、及び、コンピュータ装置に関する。

近年、ゲーム業界では、ヘッドマウントディスプレイ等を用いたＶＲ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ）技術に注目が集まっている。例えば、ヘッドマウントディスプレイにゲーム内の仮想世界の映像を表示することで、ユーザは仮想世界を現実世界のように感じることができ、ゲームへの没入感を高めることができる。

このようなＶＲシステムでは、現実世界のユーザの動作と仮想世界のキャラクタの動作とを連動して表示させ、仮想世界に存在するオブジェクトに触れているような感覚をユーザに体験させることが行われている。

しかし、従来の技術は、単に仮想世界のオブジェクトにキャラクタが触れたか否かを判定するものであり、オブジェクトに対して特定の動作を行っていることを判定するものではなかった。

本発明の少なくとも１つの実施の形態の目的は、現実世界のユーザの動作に連動させた仮想世界におけるキャラクタの動作に基づいて、現実世界に近い表現をすることにより、ゲームへの没入感を高め、ゲームの趣向性を向上させることが可能なゲームシステム、ゲーム実行方法、及び、コンピュータ装置を提供することである。

非限定的な観点によると、表示装置及びコントローラを備えるゲームシステムであって、コントローラの位置に応じて、３次元仮想空間内における操作対象の位置を特定する位置特定手段と、操作対象の位置が、３次元仮想空間内のオブジェクトに対する接触を特定するための所定の領域に含まれるか否かを判定する位置判定手段と、コントローラの位置の変化が、所定の条件を満たすか否かを判定する条件判定手段と、操作対象が該所定の領域に含まれ、かつ、該所定の条件を満たすと判定された場合に、オブジェクトに対して特定の操作がされたと判定し、ゲームの進行において所定の効果を発生させる効果発生手段とを備え、前記所定の条件が、オブジェクトに応じて特定される所定の方向における、操作対象の位置が往復するように変化したものであることを条件とする、ゲームシステムである。

非限定的な観点によると、表示装置及びコントローラを備えるゲームシステムにおいて実行されるゲーム実行方法であって、コントローラの位置に応じて、３次元仮想空間内における操作対象の位置を特定する位置特定ステップと、操作対象の位置が、３次元仮想空間内のオブジェクトに対する接触を特定するための所定の領域に含まれるか否かを判定する位置判定ステップと、コントローラの位置の変化が、所定の条件を満たすか否かを判定する条件判定ステップと、操作対象が該所定の領域に含まれ、かつ、該所定の条件を満たすと判定された場合に、オブジェクトに対して特定の操作がされたと判定し、ゲームの進行において所定の効果を発生させる効果発生ステップとを有し、前記所定の条件が、オブジェクトに応じて特定される所定の方向における、操作対象の位置が往復するように変化したものであることを条件とする、ゲーム実行方法である。

非限定的な観点によると、表示装置及びコントローラと通信により接続可能なコンピュータ装置であって、コントローラの位置に応じて、３次元仮想空間内における操作対象の位置を特定する位置特定手段と、操作対象の位置が、３次元仮想空間内のオブジェクトに対する接触を特定するための所定の領域に含まれるか否かを判定する位置判定手段と、コントローラの位置の変化が、所定の条件を満たすか否かを判定する条件判定手段と、操作対象が該所定の領域に含まれ、かつ、該所定の条件を満たすと判定された場合に、オブジェクトに対して特定の操作がされたと判定し、ゲームの進行において所定の効果を発生させる効果発生手段とを備え、前記所定の条件が、オブジェクトに応じて特定される所定の方向における、操作対象の位置が往復するように変化したものであることを条件とする、コンピュータ装置である。

本発明の各実施形態により１または２以上の不足が解決される。

本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、ディスプレイ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、ディスプレイ装置を頭部に装着した場合にユーザの姿勢を特定するための直交座標系を示す図である。 本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、コンピュータ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、ゲーム実行画面の例である。 本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、仮想空間の概念を表す図である。 本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、プログラム実行処理のフローチャートである。 本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、位置判定処理のフローチャートである。 本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、手部が領域に含まれるか否かの判定を説明する図である。 本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、効果発生処理のフローチャートである。 本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、所定の動作が為されたか否かの判定を説明する図である。 本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、効果マスタテーブルの例を表す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。以下、効果に関する記載は、本発明の実施の形態の効果の一側面であり、ここに記載するものに限定されない。また、以下で説明するフローチャートを構成する各処理の順序は、処理内容に矛盾や不整合が生じない範囲で順不同である。

本発明の実施の形態の概要について説明する。図１は、本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、システムの構成を示すブロック図である。

図１（ａ）は、システムの構成に関する１つの例を表す図である。システムは、センサを搭載したディスプレイ装置１と、光線を照射する照射装置２と、ディスプレイ装置１にて表示される画像を生成又は処理するコンピュータ装置３と、センサを搭載したコントローラ４とから構成される。

ディスプレイ装置１は、視界を覆うようにして頭部に装着するゴーグル型の表示装置であることが好ましい。ディスプレイは透過率の高い透過型ディスプレイであっても、透過率の低い非透過型ディスプレイであってもよい。また、ディスプレイ装置１は、搭載された複数のセンサを用いて、ユーザの姿勢を特定することができる。ディスプレイ装置１の構成については後述する。

照射装置２は、広範囲にレーザ光線を照射する装置である。照射装置２の周囲にレーザ光線が照射されると、ディスプレイ装置１及びコントローラ４に搭載された光センサによってレーザ光線が感知され、ディスプレイ装置１及びコントローラ４の位置を特定する。この位置特定方法は、「Ｌｉｇｈｔｈｏｕｓｅ方式」と呼ばれるものである。より正確に位置を特定するために、照射装置２は、所定の間隔を空けて少なくとも２台設置されることが好ましい。

コンピュータ装置３は、ディスプレイ装置１及びコントローラ４と通信により接続可能である。通信は、有線又は無線によるものであってもよい。コンピュータ装置３は、ディスプレイ装置１と互いに独立した装置であってもよいし、ディスプレイ装置１に組み込まれた一体の装置であってもよい。

コントローラ４は、少なくともボタンとトリガを備え、ユーザの操作により入力を受け付ける入力装置である。また、光センサが搭載されており、照射装置２から照射されたレーザ光線を感知することができる。さらに、タッチセンサが搭載されており、ユーザの接触による入力を受け付けることができる。コントローラ４は、一対にして左右の手に把持して使用するものであるが、いずれか１つのみを使用するものであってもよい。

図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すシステムとは異なるシステムの構成に関する１つの例を表す図である。図１（ｂ）に示すシステムは、光源となる発光部を備えるディスプレイ装置５１と、ディスプレイ装置５１やコントローラ５４の光源となる発光部から発せられた光を撮影する撮影装置５２と、ディスプレイ装置５１にて表示される画像を生成又は処理するコンピュータ装置５３と、光源となる発光部を備えるコントローラ５４とから構成される。

ディスプレイ装置５１は、ディスプレイ装置１と同様に、視界を覆うようにして頭部に装着するゴーグル型の表示装置であることが好ましい。ディスプレイは透過率の高い透過型ディスプレイであっても、透過率の低い非透過型ディスプレイであってもよい。

撮影装置５２は、ディスプレイ装置５１及びコントローラ５４の光源となる発光部（非図示）から発せられた光を撮影することにより、ディスプレイ装置５１及びコントローラ５４の位置を特定するための装置である。

コンピュータ装置５３は、ディスプレイ装置５１及びコントローラ５４と通信により接続可能である。通信は、有線又は無線によるものであってもよい。

コントローラ５４は、少なくともボタンを備え、ユーザの操作により入力を受け付ける入力装置である。光源となる発光部を備え、コントローラ５４から発せられた光を撮影装置５２が撮影することにより、コントローラ５４の位置を特定する。コントローラは手に把持するものであり、対にして使用することが好ましいが、１つのコントローラを使用するものとしてもよい。

以下の説明において、本発明の実施の形態においては、図１（ａ）に示した方式により、ディスプレイ装置１及びコントローラ４の位置を特定するものとする。しかし、本発明はこの方式に限定されない。例えば、図１（ｂ）に示した方式や、頭部以外の身体の一部に装着し、ディスプレイ装置１及びコントローラ４の位置を特定する方式であってもよい。

ディスプレイ装置１に表示される画像は、ディスプレイ装置１に搭載されたセンサにより測定された値、及び、コントローラ４へのユーザの入力操作に基づいて、コンピュータ装置３により生成又は処理された画像である。

ここで、ディスプレイ装置１の構成について説明する。図２は、本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、ディスプレイ装置の構成を示すブロック図である。ディスプレイ装置１は、制御部１１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１２、ストレージ部１３、撮像部１４、グラフィックス処理部１５、表示部１６、センサ部１８、通信インタフェース１９、インタフェース部２０、及びレンズ２１からなり、それぞれ内部バスにより接続されている。

制御部１１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）から構成される。制御部１１は、ストレージ部１３に格納されたプログラムを実行し、ディスプレイ装置１の制御を行う。ＲＡＭ１２は、制御部１１のワークエリアである。ストレージ部１３は、プログラムやデータを保存するための記憶領域である。

制御部１１は、プログラム及びデータをＲＡＭ１２及びストレージ部１３から読み出して処理を行う。制御部１１は、ＲＡＭ１２にロードされたプログラム及びデータを処理することで、描画命令をグラフィックス処理部１５に出力する。さらに、制御部１１は、センサ部１８において測定された各種の値に基づいて処理を行う、あるいは、インタフェース部２０を介してコンピュータ装置３へデータを送信する。

撮像部１４は、レンズ２１を介して撮影した画像をグラフィックス処理部１５へ出力する。ディスプレイ装置１を頭部に装着することによって視界が覆われる場合には、装置外部の情報を確認することができないため、後述する表示部１６が備える表示画面１７に、撮像部１４により撮像された情報を表示させることで、ユーザは現実空間を認識することができ、安全性を確保することができる。

グラフィックス処理部１５は、フレーム単位で１枚の画像の描画を実行する。画像の１フレーム時間は、例えば３０分の１秒である。グラフィックス処理部１５は、描画に関する演算処理の一部を受け持ち、システム全体の負荷を分散させる役割を有する。

表示部１６は、表示画面１７を備え、ユーザの視界を覆うディスプレイ装置１のゴーグル内部に設置される。表示画面１７には、例えば、有機ＥＬや無機ＥＬが使用されるが、これに限定されるものではない。

センサ部１８は、近接センサ１８ａ、赤外線センサ１８ｂ、ジャイロセンサ１８ｃ、及び、加速度センサ１８ｄを少なくとも備える。近接センサ１８ａは、ディスプレイ装置１のゴーグル部分に設置され、ユーザの顔部との接触有無を判定するために用いる。赤外線センサ１８ｂは、ディスプレイ装置１に複数設置されるものであり、照射装置２から照射された光線を感知することで、ディスプレイ装置１の位置を特定するために用いる。ジャイロセンサ１８ｃ、及び加速度センサ１８ｄは、ユーザの姿勢を特定するために用いる。

ここで、図を用いてユーザの姿勢の特定方法について説明する。図３は、本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、ディスプレイ装置を頭部に装着した場合にユーザの姿勢を特定するための直交座標系を示す図である。

図示するように、ディスプレイ装置１を装着したユーザの頭部を中心にして、ＸＹＺ座標を規定する。ユーザが直立する垂直方向をＹ軸（ヨー角）、Ｙ軸と直交し、かつ、ディスプレイ装置１の表示画面１７の中心とユーザの頭部とを結ぶ方向をＺ軸（ロール角）、Ｙ軸及びＺ軸と直交する方向をＸ軸（ピッチ角）とする。ジャイロセンサ１８ｃでは、各軸回りの角度（傾き）を検出し、加速度センサ１８ｄでは、ディスプレイ装置１の動きを検知し、検出された角度及び検知された動きに応じて、表示画面１７に表示される画像を変化させる。ディスプレイ装置１は、複数のセンサにより測定された値（以下、姿勢情報という）を用いて、ユーザの姿勢を特定することができる。

続いて、通信インタフェース１９は、無線又は有線により通信回線５に接続が可能であり、通信回線５を介してデータを受信することが可能である。通信インタフェース１９を介して受信したデータは、ＲＡＭ１２にロードされ、制御部１１により演算処理が行われる。

インタフェース部２０は、主にコンピュータ装置３と接続され、コンピュータ装置３において処理又は生成された画像等のデータを受信することができる。また、センサ部１８において取得した各種センサの測定値をコンピュータ装置３へ送信することもできる。

続いて、コンピュータ装置３について説明する。図４は、本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、コンピュータ装置の構成を示すブロック図である。コンピュータ装置３は、制御部３１、ＲＡＭ３２、ストレージ部３３、サウンド処理部３４、グラフィックス処理部３５、ＤＶＤ／ＣＤ−ＲＯＭドライブ３６、通信インタフェース３７、インタフェース部３８、及びフレームメモリ３９からなり、それぞれ内部バスにより接続されている。

制御部３１は、ＣＰＵやＲＯＭから構成される。制御部３１は、ストレージ部３３に格納されたプログラムを実行し、コンピュータ装置３の制御を行う。ＲＡＭ３２は、制御部３１のワークエリアである。ストレージ部３３は、プログラムやデータを保存するための記憶領域である。

制御部３１は、プログラム及びデータをＲＡＭ３２から読み出して処理を行なう。制御部３１は、ＲＡＭ３２にロードされたプログラム及びデータを処理することで、描画命令をグラフィックス処理部３５に出力する。

サウンド処理部３４は、サウンド出力装置４０に接続されている。制御部３１がサウンド出力の指示をサウンド処理部３４に出力すると、サウンド処理部３４はサウンド出力装置４０にサウンド信号を出力する。サウンド出力装置４０は、例えば、ヘッドフォンであり、ユーザがディスプレイ装置１とともに頭部に装着してもよいし、スピーカがディスプレイ装置１に組み込まれていてもよい。

グラフィックス処理部３５は、フレーム単位で１枚の画像の描画を実行する。画像の１フレーム時間は、例えば９０分の１秒である。グラフィックス処理部３５は描画に関する演算処理の一部を受け持ち、システム全体の負荷を分散させる役割を有する。コンピュータ装置３のグラフィックス処理部３５は、ディスプレイ装置１の位置情報及び姿勢情報と、コントローラ４の位置情報とに基づいて、表示画面１７に表示する画像を生成するため、ディスプレイ装置１に含まれるグラフィックス処理部１５よりも高い性能を要する。

ＤＶＤ／ＣＤ−ＲＯＭドライブ３６は、ディスク４１からデータを読み込み、ＲＡＭ３２にロードされ、制御部３１により演算処理が行われる。なお、ディスク４１の種類はＤＶＤ又はＣＤに限らず、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）ディスクやその他の規格であってもよい。

通信インタフェース３７は無線又は有線により通信回線５に接続が可能であり、通信回線５を介してデータを受信することが可能である。通信インタフェース３７を介して受信したデータは、ディスク４１から読み込まれたデータと同様に、ＲＡＭ３２にロードされ、制御部３１により演算処理が行われる。

インタフェース部３８は、主にディスプレイ装置１と接続され、コンピュータ装置３において処理又は生成された画像等のデータを送信することができる。

なお、上述の説明において、ディスプレイ装置１とコンピュータ装置３とは別装置として記載したが、ディスプレイ装置１によりコンピュータ装置３の処理をすべて行うこととしてもよい。その場合には、コンピュータ装置３は不要となり、コントローラ４はディスプレイ装置１と通信により接続される。

本発明の実施の形態における前提として、プログラムが実行されると、コンピュータ装置３の制御部３１は、プログラムによって定義される３次元仮想空間をグラフィックス処理部３５に出力させる。また、ディスプレイ装置１を頭に装着したプレイヤの位置、及び、コントローラ４の位置を、照射装置２から照射された光線を受光した位置及び方向に基づいて特定する。さらに、ディスプレイ装置１のセンサ部１８の各種センサの測定値により、ディスプレイ装置１の姿勢を特定する。

本発明の実施の形態の一例として、仮想空間においてオブジェクトに触れることができるゲームで、プレイヤがオブジェクトに触れると、オブジェクトに変化又は反応が表れるゲームが挙げられる。ここでオブジェクトとは、例えば、キャラクタ、アイテム等、仮想空間内に存在するものをいう。

図５は、本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、ゲーム実行画面の例である。図５（ａ）において、表示画面１７には、仮想空間の状況が映しだされており、キャラクタ１０１と、プレイヤキャラクタの手部１０２とが少なくとも表示される。一方、図５（ｂ）は、プレイヤキャラクタの手部１０２により、キャラクタ１０１の頭部を撫でている様子が表示される。

プレイヤは、コントローラ４を操作することにより、仮想空間内のプレイヤキャラクタの手部１０２の動作を指示する。コントローラ４の操作とは、例えば、コントローラ４の位置及び傾きを変更させる操作、あるいは、コントローラ４のボタン等に対する押下又は接触操作をいう。プレイヤの頭部あるいはディスプレイ装置１に対するコントローラ４の位置と、仮想空間内における仮想カメラに対する手部１０２の位置とを対応させることで、プレイヤは直感的な操作を行うことができ、ゲームの没入感を得ることができる。

続いて、プログラムによって定義される仮想空間について説明する。図６は、本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、仮想空間の概念を表す図である。プログラムにより定義される仮想空間７０が、図示するように半球状の空間で表される場合に、ディスプレイ装置１を頭部に装着したプレイヤ８０の視野は、可視領域８１に該当する。すなわち、可視領域８１に該当する映像が、ディスプレイ装置１の表示画面１７に表示される。例えば、プレイヤ８０が左を向けば、プレイヤ８０の動きにしたがって、可視領域８１は左側に移動する。上下方向についても同様に、例えば、プレイヤ８０が上を向けば、プレイヤ８０の動きにしたがって、可視領域８１は上側に移動する。

次に、本発明の実施の形態におけるプログラム実行処理について説明する。図７は、本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、プログラム実行処理のフローチャートである。最初に、プレイヤが把持したコントローラ４の位置に対応する、仮想空間内の手部１０２の位置が、所定の領域内に位置しているか判定を行う（ステップＳ１）。次に、手部１０２の位置が所定領域内に含まれている間、プレイヤによるコントローラ４に対する操作に応じて、効果発生処理を行う（ステップＳ２）。そして、発生させた効果に応じた情報を出力し（ステップＳ３）、終了する。それぞれの処理について、別の図を用いて詳述する。

最初に、位置判定処理について説明する。図８は、本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、位置判定処理のフローチャートである。照射装置２から照射されたレーザ光線を、コントローラ４に搭載された光センサが感知し、コントローラ４の位置及び向きを特定する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１の処理は、所定の間隔毎に行い、測定又は特定の度にコンピュータ装置３へ情報を送信して、ディスプレイ装置１の表示画面１７において表示する表示用画像を生成するものであってもよい。また、コントローラ４の位置に関する情報は、コントローラ４が有するセンサの位置座標であってもよいし、位置座標から計算される速度又は加速度であってもよい。さらに、コントローラ４が有するセンサがジャイロセンサである場合には、コントローラ４の回転方向に関する情報も、位置に関する情報に含めてもよい。

次に、コントローラ４は、プレイヤからの操作指示を受け付ける（ステップＳ１２）。操作指示とは、プレイヤがコントローラ４を把持して、例えば、身体から正面に腕を伸ばすようにコントローラ４を移動させる、あるいは、地面に対して水平にコントローラ４を移動させる等をいう。そして、ステップＳ１１において特定された位置及び向きに関する情報、並びに、ステップＳ１２において受け付けられた操作情報をコンピュータ装置３へ送信する（ステップＳ１３）。

一方で、ディスプレイ装置１は、姿勢情報を測定する（ステップＳ１４）。姿勢情報は、ディスプレイ装置１のセンサ部１８に含まれる各種センサにより測定される。次に、ディスプレイ装置１に搭載された光センサが照射装置２から照射されたレーザ光線を感知し、ディスプレイ装置１の位置及び向きを特定する（ステップＳ１５）。そして、ステップＳ１４において測定された姿勢情報、並びに、ステップＳ１５において特定された位置及び向きに関する情報をコンピュータ装置３へ送信する（ステップＳ１６）。

ステップＳ１４及びＳ１５の処理は、所定の間隔毎に行い、測定又は特定の都度、コンピュータ装置３へ送信して、ディスプレイ装置１の表示画面１７において表示する表示用画像を生成するものであってもよい。

コンピュータ装置３は、ディスプレイ装置１及びコントローラ４から情報を受信し（ステップＳ１７）、ステップＳ１１において特定されたコントローラ４の位置及び向きに関する情報、ステップＳ１２において受け付けられた操作情報、ステップＳ１４において測定されたディスプレイ装置１の姿勢情報、並びに、ステップＳ１５において特定されたディスプレイ装置１の位置及び向きに関する情報に基づいて、手部１０２が所定の領域内に存在するか否か判定する（ステップＳ１８）。

図９は、本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、手部が領域に含まれるか否かの判定を説明する図である。表示画面１７には、仮想空間の状況が映しだされており、キャラクタ１０１、手部１０２が少なくとも表示される。中心点１０４を中心とする球状の領域１０５は不可視であり、前述の通り、手部１０２の位置は、コントローラ４の位置と対応している。

手部１０２が所定の領域内に存在するか否かの判定とは、例えば、手部１０２の掌の中心を表す中心点１０３の位置座標が、領域１０５の内部に位置する場合に、所定の領域内に存在すると判定されるようにしてもよい。あるいは、中心点１０３を用いず、手部１０２の指先や手首等の位置座標を用いて判定するようにしてもよい。

所定の領域１０５の中心点１０４は、キャラクタ１０１の内部に位置していてもよい。すなわち、キャラクタ１０１と領域１０５とは重畳するような位置関係にあってもよい。また、領域１０５は、立体形状であることが好ましく、球状であることがさらに好ましい。シンプルな形状であることにより、容易に設定することができ、開発者の負担を減らすことができる。また、判定する領域をシンプルな形状にすることで、ユーザがオブジェクトに触れる際の感覚的な違和感を軽減することができる。

続いて、手部１０２が所定の領域内に存在すると判定された場合（ステップＳ１８にてＹＥＳ）には、変更後の画像をストレージ部３３から読み込む（ステップＳ１９）。そして、変更後の画像をディスプレイ装置１へ送信する（ステップＳ２０）。一方、手部１０２が所定の領域内に存在しないと判定された場合（ステップＳ１８にてＮＯ）には、再びステップＳ１１及びステップＳ１４の処理を行う。

ディスプレイ装置１は、変更後の画像を受信すると（ステップＳ２１）、変更後の画像を表示画面１７に表示し（ステップＳ２２）、終了する。

変更後の画像とは、例えば、手部１０２の画像を、キャラクタ１０１の頭部を撫でていることを表現するための画像であって、掌を丸めて頭部に密着しているように見える画像である。また、頭部以外の部位に触れるような場合には、変更後の画像を透明の手部にすることにより、性的な表現等、好ましくない表現を回避することも可能である。

また、領域１０５内に手部１０２が存在すると判定された場合には、領域１０５を構成する、不可視の立体形状の表面に沿って、変更後画像が移動されるように制御してもよい。このようにすることで、仮想空間内のオブジェクトに対して、違和感なく触れているように表現することが可能となる。

次に、効果発生処理について説明する。図１０は、本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、効果発生処理のフローチャートである。照射装置２から照射されたレーザ光線を、コントローラ４に搭載された光センサが感知し、コントローラ４の位置及び向きを特定する（ステップＳ３１）。ステップＳ３１の処理は、所定の間隔毎に行い、測定又は特定の度にコンピュータ装置３へ情報を送信して、ディスプレイ装置１の表示画面１７において表示する表示用画像を生成するものであってもよい。

次に、コントローラ４は、プレイヤからの操作指示を受け付ける（ステップＳ３２）。操作指示とは、プレイヤがコントローラ４を把持して、例えば、平面を滑らせるように、コントローラ４を左右に移動させ、かつ、往復させること（いわゆる「撫でる」動作）等をいう。そして、ステップＳ３１において特定された位置及び向きに関する情報、並びに、ステップＳ３２において受け付けられた操作情報をコンピュータ装置３へ送信する（ステップＳ３３）。

一方で、ディスプレイ装置１は、姿勢情報を測定する（ステップＳ３４）。姿勢情報は、ディスプレイ装置１のセンサ部１８に含まれる各種センサにより測定される。次に、ディスプレイ装置１に搭載された光センサが照射装置２から照射されたレーザ光線を感知し、ディスプレイ装置１の位置及び向きを特定する（ステップＳ３５）。そして、ステップＳ３４において測定された姿勢情報、並びに、ステップＳ３５において特定された位置及び向きに関する情報をコンピュータ装置３へ送信する（ステップＳ３６）。

ステップＳ３４及びＳ３５の処理は、所定の間隔毎に行い、測定又は特定の都度、コンピュータ装置３へ送信して、ディスプレイ装置１の表示画面１７において表示する表示用画像を生成するものであってもよい。

コンピュータ装置３は、ディスプレイ装置１及びコントローラ４から情報を受信し（ステップＳ３７）、ステップＳ３１において特定されたコントローラ４の位置及び向きに関する情報、ステップＳ３２において受け付けられた操作情報、ステップＳ３４において測定されたディスプレイ装置１の姿勢情報、並びに、ステップＳ３５において特定されたディスプレイ装置１の位置及び向きに関する情報に基づいて、プレイヤによって所定の操作が行われたか判定する（ステップＳ３８）。

所定の動作が為されたか否かの判定について詳述する。図１１は、本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、所定の動作が為されたか否かの判定を説明する図である。表示画面１７には、仮想空間の状況が映しだされており、手部１０２が少なくとも表示される。前述の通り、手部１０２に関する位置の変化は、コントローラ４に関する位置の変化と対応している。

所定の動作とは、例えば、領域１０５内で、オブジェクトに応じて特定される所定の平面２０１と平行となる方向に、手部１０２を往復させることをいう。オブジェクトに応じて特定される所定の平面とは、例えば、キャラクタ１０１を構成するボーン又はポリゴンの位置情報に基づいて特定される平面をいう。また、平面２０１は曲面であってもよい。

手部１０２の往復とは、図１１において、プレイヤがコントローラ４を移動させることにより、手部１０２を経路１０６に沿って図の右方向へ移動させ、所定のタイミングで折り返し、所定の距離２０２を超えて、図の左方向へ移動させることをいう。つまり、同一の平面２０１上を対向する方向に交互に移動させることをいう。

ここで、所定の距離２０２は、往復の動作を検知するために必要な距離である。距離２０２を超えて戻らない場合には、折り返した位置で停止したとみなしてもよい。

所定の動作をしたか否かに関する判定は、コントローラ４の移動速度が所定の速度以上かつ所定の速度以下、つまり移動速度が所定の範囲内であるか否かという条件を付してもよい。あるいは、コントローラ４の移動経路の軌跡が、所定の時間以上かつ所定の時間以内、つまり所定の時間の範囲の軌跡を用いて、所定の動作をしたか否かについて判定するようにしてもよい。さらに、オブジェクトが、仮想カメラに撮影される方向に存在しない場合には、動作に関する判定をしないようにしてもよい。

所定の動作をしたか否かに関する判定は、領域１０５の内部で一貫して行われた場合に、動作が為されたと判定されるようにしてもよい。つまり、動作の途中で領域１０５の外部に移動してしまった場合には、判定されないこととなる。あるいは、領域１０５を超えて移動させたとしても、所定の時間内に領域１０５の内部で、少なくとも１往復以上移動したと判定された場合には、所定の動作が為されたと判定されるようにしてもよい。

続いて、所定の操作が為されたと判定された場合（ステップＳ３８にてＹＥＳ）には、所定の動作に応じた効果を特定する（ステップＳ３９）。そして、オブジェクトに対して特定された効果を発生させ（ステップＳ４０）、効果発生後のオブジェクトに関する画像をディスプレイ装置１へ送信する（ステップＳ４１）。一方、所定の操作が為されていないと判定された場合（ステップＳ３８にてＮＯ）には、再びステップＳ３１及びステップＳ３４の処理を行う。

ディスプレイ装置１は、効果発生後のオブジェクトに関する画像を受信し（ステップＳ４２）、効果発生後のオブジェクトに関する画像を表示画面１７に表示し（ステップＳ４３）、終了する。

ここで、オブジェクトに対して効果を発生させる処理について説明する。図１２は、本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、効果マスタテーブルの例を表す図である。効果マスタテーブル３００には、位置３０１及び動作３０２に関連付けて、効果３０３が記憶される。

位置３０１は、ステップＳ１８において位置の判定に用いる領域１０５の位置を表す。動作３０２は、ステップＳ３８において所定の操作が為されたか否かの判定に用いられる操作を表す。効果３０３は、位置３０１及び動作３０２に関する条件が満たされた場合に、オブジェクトに対して発生させる効果を表す。

一例として、所定の領域内において、オブジェクトに応じて特定される所定の平面と平行となる方向に、手部１０２を往復させることを「撫でる」という場合に、所定の領域が設定された位置３０１が「頭部」である場合には、オブジェクトに対して、「喜ぶ」という感情のパラメータを効果として発生させる。すなわち、撫でられたキャラクタは喜び、キャラクタの表情が笑顔に変化する。

効果３０３は、条件に応じて細かく設定することができる。例えば、時間又は回数に応じて、異なる効果を発生させるように設計してもよい。

上述の説明では、キャラクタの頭部を撫でる例であり、所定の動作を判定するために例示した平面２０１は、仮想空間の地面と水平の方向に伸びる平面であった。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、背面部をさするような動作を行った場合には、所定の動作を判定するための平面２０１は、仮想空間の地面と垂直の方向に伸びる平面となる。また、腕部をさする等の動作を行った場合には、平面２０１は、腕のボーンと平行となるように設定される。つまり、所定の動作を判定する平面２０１は、キャラクタ１０１のボーン又はポリゴンに関する情報に応じて変化するものである。このようにすることで、オブジェクトの体制や姿勢に関わらず、オブジェクトを実際に撫でているような現実味を感じることができ、ユーザはよりゲームや仮想空間に没入することができる。

本発明の実施の形態の一側面として、仮想空間内において、オブジェクトに対して特定の動作を行っていることを判定し、現実世界のユーザの動作に連動させた仮想空間におけるキャラクタの動作に基づいて、現実世界に近い表現をすることにより、ゲームへの没入感を高め、ゲームの趣向性を向上させることができる。

本発明の実施の形態の一側面として、所定の距離の範囲で往復することを判定条件とすることで、判定処理を限定的な領域でのみ行うこととし、処理負荷を軽減することが可能となる。

本発明の実施の形態の一側面として、操作対象の位置が、所定の時間の範囲で、又は、所定の速度の範囲で往復することを判定条件とすることで、より現実的な動作に基づいてオブジェクトに対して効果を発生させることができ、ユーザはより没入感を得やすくなる。

本発明の実施の形態の一側面として、オブジェクトに対して変化や反応を与えられる領域に操作対象が存在していると判定された場合に、操作対象の画像を変更することにより、ユーザはオブジェクトに対して変化や反応を与えることが可能であることを容易に認識することができる。

本発明の実施の形態の一側面として、オブジェクトに対して変化や反応を与えられる領域の形状が球状であることで、設定に関する開発者の負担を減らすことができ、かつ、ユーザがオブジェクトに触れる際の感覚的な違和感を軽減することができる。

本発明の実施の形態において、「ディスプレイ装置」とは、例えば、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）と呼ばれる装置が挙げられる。「頭部に装着」とは、例えば、帽子のように頭に被ること、眼鏡のように顔に付けること、あるいは、その他頭部の一部に付着させることをいい、身体の一部から延長させて頭部を覆うような場合も含む概念である。「向き」とは、例えば、単に物体の方向や角度だけでなく、加速度のような単位時間の変化量に関する方向を含む概念である。「仮想空間」とは、例えば、プログラム及びデータにより定義される空間であって、コンピュータにより生成される仮想的な空間をいう。

本発明の実施の形態において、「照射装置」とは、例えば、所定の範囲内に光を照射する装置であって、範囲の広狭は問わない。「仮想カメラ」とは、例えば、コンピュータグラフィックスを描くときの視点又は画角をカメラに例えたものをいう。「オブジェクト」とは、例えば、仮想空間内に存在する有形の物体をいう。「接触」とは、例えば、オブジェクトを形成する境界面同士が交差することをいい、線と面とが接することも含む概念である。「往復」とは、例えば、同一の平面上を対向する方向に交互に移動させることをいう。

上述の実施の形態では、仮想空間内のキャラクタに対する動作により効果を発生させる、いわゆるコミュニケーションを図るゲームについて記載したが、本発明の実施の形態はこれに限定されない。例えば、ユーザの操作より、食材（肉）を捏ね、任意の形状に変化させたうえで、フライパンで焼いてハンバーグを提供する等、料理のシミュレーションに使用することもできる。ゲームの種類は広く想定するものであり、本発明は一部の種類のゲームにのみ適用されるものではない。

［付記］
上で述べた実施の形態の説明は、下記の発明を、発明の属する分野における通常の知識を有する者がその実施をすることができるように記載した。

［１］ 表示装置及びコントローラを備えるゲームシステムであって、
コントローラの位置に応じて、３次元仮想空間内における操作対象の位置を特定する位置特定手段と、
操作対象の位置が、オブジェクトに対する接触を特定するための所定の領域に含まれるか否かを判定する位置判定手段と、
コントローラの位置の変化が、所定の条件を満たすか否かを判定する条件判定手段と、
操作対象が該所定の領域に含まれ、かつ、該所定の条件を満たすと判定された場合に、オブジェクトに対して特定の操作がされたと判定し、ゲームの進行において所定の効果を発生させる効果発生手段と、
前記所定の条件が、オブジェクトに応じて特定される所定の方向における、操作対象の位置が往復するように変化したものであることを条件とする、
ゲームシステム。

［２］ 前記所定の条件が、オブジェクトに応じて特定される所定の方向における、操作対象の位置が、所定の距離の範囲で往復するように変化したものであることを条件とする、［１］に記載のゲームシステム。

［３］ 前記所定の条件が、オブジェクトに応じて特定される所定の方向における、操作対象の位置が、所定の時間の範囲で、又は、所定の速度の範囲で、往復するように変化したものであることを条件とする、［１］又は［２］に記載のゲームシステム。

［４］ 前記位置判定手段により操作対象の位置が前記所定の領域に含まれると判定された場合に、操作対象の表示を変更する表示変更手段をさらに備える、［１］〜［３］のいずれかに記載のゲームシステム。

［５］ 前記所定の領域の形状が、球状であることを特徴とする、［１］〜［４］のいずれかに記載のゲームシステム。

［６］ 表示装置及びコントローラを備えるゲームシステムにおいて実行されるゲーム実行方法であって、
コントローラの位置に応じて、３次元仮想空間内における操作対象の位置を特定する位置特定ステップと、
操作対象の位置が、３次元仮想空間内のオブジェクトに対する接触を特定するための所定の領域に含まれるか否かを判定する位置判定ステップと、
コントローラの位置の変化が、所定の条件を満たすか否かを判定する条件判定ステップと、
操作対象が該所定の領域に含まれ、かつ、該所定の条件を満たすと判定された場合に、オブジェクトに対して特定の操作がされたと判定し、ゲームの進行において所定の効果を発生させる効果発生ステップと
を有し、
前記所定の条件が、オブジェクトに応じて特定される所定の方向における、操作対象の位置が往復するように変化したものであることを条件とする、ゲーム実行方法。

［７］ 表示装置及びコントローラと通信により接続可能なコンピュータ装置であって、
コントローラの位置に応じて、３次元仮想空間内における操作対象の位置を特定する位置特定手段と、
操作対象の位置が、３次元仮想空間内のオブジェクトに対する接触を特定するための所定の領域に含まれるか否かを判定する位置判定手段と、
コントローラの位置の変化が、所定の条件を満たすか否かを判定する条件判定手段と、
操作対象が該所定の領域に含まれ、かつ、該所定の条件を満たすと判定された場合に、オブジェクトに対して特定の操作がされたと判定し、ゲームの進行において所定の効果を発生させる効果発生手段と
を備え、
前記所定の条件が、オブジェクトに応じて特定される所定の方向における、操作対象の位置が往復するように変化したものであることを条件とする、コンピュータ装置。

１ ディスプレイ装置
１１ 制御部
１２ ＲＡＭ
１３ ストレージ部
１４ 撮像部
１５ グラフィックス処理部
１６ 表示部
１７ 表示画面
１８ センサ部
１８ａ 近接センサ
１８ｂ 赤外線センサ
１８ｃ ジャイロセンサ
１８ｄ 加速度センサ
１９ 通信インタフェース
２ 照射装置
２０ インタフェース部
２１ レンズ
３ コンピュータ装置
３１ 制御部
３２ ＲＡＭ
３３ ストレージ部
３４ サウンド処理部
３５ グラフィックス処理部
３６ ＤＶＤ／ＣＤ−ＲＯＭ
３７ 通信インタフェース
３８ インタフェース部
３９ フレームメモリ
４ コントローラ
４０ サウンド出力装置
４１ ディスク
５ 通信回線
５１ ディスプレイ装置
５２ 撮影装置
５３ コンピュータ装置
５４ コントローラ

Claims (5)

1. 表示装置及びコントローラを備えるゲームシステムであって、
   コントローラの位置に応じて、３次元仮想空間内における操作対象の位置を特定する位置特定手段と、
   操作対象の位置が、３次元仮想空間内のオブジェクトに対する接触を特定するための所定の領域に含まれるか否かを判定する位置判定手段と、
   コントローラの位置の変化が、所定の条件を満たすか否かを判定する条件判定手段と、
   操作対象が該所定の領域に含まれ、かつ、該所定の条件を満たすと判定された場合に、オブジェクトに対して特定の操作がされたと判定し、ゲームの進行において所定の効果を発生させる効果発生手段と
   を備え、
   前記所定の条件が、オブジェクトに応じて特定される所定の方向における、操作対象の位置が往復するように変化したものであることを条件とする、ゲームシステム。
2. 前記所定の条件が、オブジェクトに応じて特定される所定の方向における、操作対象の位置が、所定の距離の範囲で往復するように変化したものであることを条件とする、請求項１に記載のゲームシステム。
3. 前記所定の条件が、オブジェクトに応じて特定される所定の方向における、操作対象の位置が、所定の時間の範囲で、又は、所定の速度の範囲で、往復するように変化したものであることを条件とする、請求項１又は２に記載のゲームシステム。
4. 表示装置及びコントローラを備えるゲームシステムにおいて実行されるゲーム実行方法であって、
   コントローラの位置に応じて、３次元仮想空間内における操作対象の位置を特定する位置特定ステップと、
   操作対象の位置が、３次元仮想空間内のオブジェクトに対する接触を特定するための所定の領域に含まれるか否かを判定する位置判定ステップと、
   コントローラの位置の変化が、所定の条件を満たすか否かを判定する条件判定ステップと、
   操作対象が該所定の領域に含まれ、かつ、該所定の条件を満たすと判定された場合に、オブジェクトに対して特定の操作がされたと判定し、ゲームの進行において所定の効果を発生させる効果発生ステップと
   を有し、
   前記所定の条件が、オブジェクトに応じて特定される所定の方向における、操作対象の位置が往復するように変化したものであることを条件とする、ゲーム実行方法。
5. 表示装置及びコントローラと通信により接続可能なコンピュータ装置であって、
   コントローラの位置に応じて、３次元仮想空間内における操作対象の位置を特定する位置特定手段と、
   操作対象の位置が、３次元仮想空間内のオブジェクトに対する接触を特定するための所定の領域に含まれるか否かを判定する位置判定手段と、
   コントローラの位置の変化が、所定の条件を満たすか否かを判定する条件判定手段と、
   操作対象が該所定の領域に含まれ、かつ、該所定の条件を満たすと判定された場合に、オブジェクトに対して特定の操作がされたと判定し、ゲームの進行において所定の効果を発生させる効果発生手段と
   を備え、
   前記所定の条件が、オブジェクトに応じて特定される所定の方向における、操作対象の位置が往復するように変化したものであることを条件とする、コンピュータ装置。

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