JP2021192134A - 画像データ生成装置、画像データ生成方法及び画像データ生成プログラム並びにそれを用いた電子ゲーム提供装置 - Google Patents

Abstract

【課題】グラデーションテクスチャを低負荷で描画することを可能にする。【解決手段】画像を画素毎の輝度で表したテクスチャデータと、輝度の少なくとも２つをキー値として色を割り当てたカラーカーブデータと、を記憶する記憶部１２にアクセス可能であり、テクスチャデータに含まれる画像の画素毎に、カラーカーブデータを補間して当該画素の輝度値に対応する色を当該画素の色としてテクスチャ画像を生成する画像データ生成装置１００とする。【選択図】図１

Description

本発明は、画像データ生成装置、画像データ生成方法及び画像データ生成プログラム並びにそれを用いた電子ゲーム提供装置に関する。

コンピュータにおいて画像を表示する場合、画像領域における色を徐々に変化させたグラデーションを含むテクスチャを描画することがある。例えば、コンピュータで実行される電子ゲームを提供するゲーム提供装置において、ゲーム上の効果を表現するビジュアルエフェクツ（ＶＦＸ）やキャラクタの衣装の質感を表現するための模様等をテクスチャとして描画することがある（特許文献１）。

このようなテクスチャを描画する場合、既存の３次元コンピュータグラフィックス（３ＤＣＧ）を作成するＤＣＣツールが用いられている。図８に示すように、各画素を輝度の階調で示すグレースケールで模様を表したテクスチャ（模様テクスチャ）に対して予め設定されたグラデーションカラーバーを合成して、同じ模様であって配色を輝度値に応じて変化させたテクスチャ画像（グラデーションテクスチャ）を作成する方法が採用されている。

電子ゲームのエフェクトを描画する場合においても、この技術を応用して模様テクスチャとグラデーションカラーバーを含む画像データをグラフィックスプロセッシングユニット（ＧＰＵ）で合成することでテクスチャ画像（グラデーションテクスチャ）を生成する処理が一般的に行われている。

特開２０２０−０４６７３２号公報

ところで、テクスチャ画像を合成するために用いられるカラーバー画像を生成するには、ＤＣＣツールにおけるグラデーションツールを用いて１枚ずつ画像を生成して出力する必要がある。この作業は、グラフィックデザイナーに対して手間と時間を掛ける作業である。特に、電子ゲームの制作過程で作られるテクスチャ画像（グラデーションテクスチャ）はときに数百枚に至る場合があり、テクスチャ画像を１枚ずつ生成する際にＤＣＣツールを開いて試行錯誤でカラーバー画像を生成し直す作業がワークフロー上のボトルネックになっていた。

一方、数百枚のテクスチャ画像（グラデーションテクスチャ）を電子ゲームのデータとして含めてしまうと、データの総サイズが大きくなってしまったり、データのロードに時間が掛かってしまったりするなどの問題を生じさせるおそれがあった。これによって、電子ゲームの起動やデータの読み込みに長い時間が掛かってしまい、電子ゲームの印象を低下させる要因となることがあった。

さらに、テクスチャ画像（グラデーションテクスチャ）を使ったＶＦＸを描画する場合、ＧＰＵにおいて模様テクスチャとカラーバー画像とを合成する際に画像データのロードと重いテクスチャフェッチ処理の処理時間が長くなり、大量に多くのＶＦＸを描画するシーンなどで処理負荷のボトルネックとなっていた。

また、グラデーションの境界においてマッハバンド現象が顕著となるおそれがあった。

本発明の１つの態様は、画像を画素毎の輝度で表したテクスチャデータと、前記輝度の少なくとも２つをキー値として色を割り当てたカラーカーブデータと、を記憶する記憶部にアクセス可能であり、前記テクスチャデータに含まれる画像の画素毎に、前記カラーカーブデータを補間して当該画素の輝度値に対応する色を当該画素の色としてテクスチャ画像を生成することを特徴とする画像データ生成装置である。

本発明の別の態様は、画像を画素毎の輝度で表したテクスチャデータと、前記輝度の少なくとも２つをキー値として色を割り当てたカラーカーブデータと、を用いて、前記テクスチャデータに含まれる画像の画素毎に、前記カラーカーブデータを補間して当該画素の輝度値に対応する色を当該画素の色としてテクスチャ画像を生成することを特徴とする画像データ生成方法である。

本発明の別の態様は、画像を画素毎の輝度で表したテクスチャデータと、前記輝度の少なくとも２つをキー値として色を割り当てたカラーカーブデータと、を記憶する記憶部にアクセス可能であるコンピュータを、前記テクスチャデータに含まれる画像の画素毎に、前記カラーカーブデータを補間して当該画素の輝度値に対応する色を当該画素の色としてテクスチャ画像を生成する手段として機能させることを特徴とする画像データ生成プログラムである。

ここで、前記カラーカーブデータは、画素の色を構成する色成分毎に前記キー値に対して色成分値を対応付けたデータであり、前記テクスチャデータに含まれる画像の画素毎に、前記カラーカーブデータの色成分毎に前記キー値と前記色成分値を補間して当該画素の輝度値に対応する色成分値を算出することが好適である。

また、前記テクスチャデータに含まれる画像の画素毎に、前記カラーカーブデータの色成分毎に前記キー値と前記色成分値を直線近似して補間することによって当該画素の輝度値に対応する色成分値を算出することが好適である。

また、上記画像データ生成装置、画像データ生成方法又は画像データ生成プログラムを用いた電子ゲーム提供装置である。

本発明によれば、グラデーションテクスチャを低負荷で描画することを可能にする画像データ生成装置、画像データ生成方法及び画像データ生成プログラムを提供することができる。本発明の実施の形態の他の目的は、本明細書全体を参照することにより明らかになる。

本発明の実施の形態における画像データ生成装置の構成を示す図である。 本発明の実施の形態におけるテクスチャデータの例を示す図である。 本発明の実施の形態におけるカーブデータの例を示す図である。 本発明の実施の形態における画像データ生成処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態における画素に対する色成分毎の色成分値の算出処理を説明する図である。 本発明の実施の形態における画像データ生成処理を示す図である。 本発明の実施の形態におけるカラーバーによるカーブデータの設定方法を説明する図である。 従来の画像データ生成処理を示す図である。

本発明の実施の形態における画像データ生成装置１００は、図１に示すように、処理部１０、記憶部１２、入力部１４、出力部１６及び通信部１８を含んで構成される。処理部１０は、セントラルプロセッシングユニット（ＣＰＵ）及びグラフィックスプロセッシングユニット（ＧＰＵ）等の演算処理を行う手段を含む。処理部１０は、記憶部１２に記憶されている画像データ生成プログラムを実行することによって、本実施の形態における画像データ生成に関する機能を実現する。記憶部１２は、半導体メモリやメモリカード等の記憶手段を含む。記憶部１２は、処理部１０とアクセス可能に接続され、画像データ生成プログラム、その処理に必要な情報を記憶する。入力部１４は、情報を入力する手段を含む。入力部１４は、例えば、使用者からの情報の入力を受けるキーボード、タッチパネル、ボタン等を備える。出力部１６は、管理者から入力情報を受け付けるためのユーザインターフェース画面（ＵＩ）や処理結果を出力する手段を含む。出力部１６は、例えば、画像を呈示するディスプレイを備える。通信部１８は、ネットワーク１０２を介して、外部端末（図示しない）との情報の通信を行うインターフェースを含んで構成される。通信部１８による通信は有線及び無線を問わない。なお、画像データ生成に供される情報は通信部１８を介して外部端末から取得してもよい。

画像データ生成装置１００は、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、スマートフォン、タブレット端末等とすることができる。画像データ生成装置１００は、電子ゲームを提供するための電子ゲーム提供装置の一部として機能させてもよい。画像データ生成装置１００において、処理部１０は、ＣＰＵ及びＧＰＵを含んで構成することができる。ＧＰＵは、ＣＰＵとは別に設けられた処理手段であり、ＣＰＵからの指示に基づいてもっぱら画像処理を行う。ＧＰＵは、ディスプレイ等の出力部１６に画像を表示する際にデコードプログラムを実行することによってモデルデータをデコードして表示可能な画像データに復元する処理を行う。

本実施の形態では、ＧＰＵは、記憶部１２に記憶されているテクスチャデータ及びカラーグラデーションを示すカラーカーブデータを用いて、テクスチャデータで表される模様であって配色を輝度値に応じて変化させたテクスチャ画像（グラデーションテクスチャ）を生成する処理を行う。

テクスチャデータは、図２に示すように、ゲーム上の効果を表現するビジュアルエフェクツ（ＶＦＸ）やキャラクタの衣装の質感を表現するための模様等を含む画像を画素毎に輝度の濃淡で表現した模様テクスチャを含む情報である。例えば、各画素の輝度を０〜１の輝度値の範囲で表現した模様テクスチャをテクスチャデータとすることができる。

カラーカーブデータは、図３に示すように、キー値（基準輝度値）に対してそれぞれ色を対応させた情報である。具体的には、キー値（基準輝度値）に対して色を構成する色成分毎に色成分値を対応付けた情報を含む。例えば、キー値（基準輝度値）に対して色を構成する赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）及び透明度（Ａ）毎に色成分値を対応付けた情報を含む。図３の例では、キー値である輝度値０に対して赤色、輝度値０．２に対してオレンジ１、輝度値０．８に対してオレンジ２及び輝度値１に対して黄色を割り当てたカラーカーブデータを示している。カラーカーブデータは、テクスチャデータに含まれる各画素の輝度に応じた色を決定するために用いられる。

以下、図４のフローチャートを参照して、本実施の形態における画像データ生成方法について説明する。画像データ生成処理を実行する前に、テクスチャ画像（グラデーションテクスチャ）を生成するために用いられる模様テクスチャ及びカラーカーブデータは予め記憶部１２に記憶されているものとする。また、以下において、処理部１０による処理は、ＧＰＵによる処理として説明する。

ステップＳ１０では、描画対象とするテクスチャ画像に対応する模様テクスチャが読み出される。本ステップの処理によって、画像データ生成装置１００は模様テクスチャ取得手段として機能する。

処理部１０は、記憶部１２に記憶されている模様テクスチャを読み出す。例えば、ＧＰＵにて画像データ生成処理を行う場合、ＣＰＵから描画対象となる画像に対応するテクスチャデータを特定する情報を受け、ＧＰＵが記憶部１２から当該テクスチャデータに含まれる模様テクスチャを読み出す。

ステップＳ１２では、模様テクスチャを構成する画素を順に選択する処理が行われる。本ステップの処理によって、画像データ生成装置１００は、画素選択手段として機能する。

処理部１０は、ステップＳ１０において読み出された模様テクスチャから１つの画素を選択する。すなわち、テクスチャデータに含まれる模様テクスチャを構成する画素を１つずつ順に選択する。例えば、当該ステップに処理が移行される毎に画像の左上から右下の画素まで順に画素を選択していけばよい。

ステップＳ１４では、選択された画素の輝度値を読み出す処理が行われる。本ステップの処理によって、画像データ生成装置１００は、輝度値取得手段として機能する。

処理部１０は、ステップＳ１２において選択された画素についてテクスチャデータから輝度値を読み取る処理を行う。テクスチャデータでは、例えば、各画素の輝度が０〜１の輝度値の範囲で表現されている。したがって、選択された画素に対して０〜１の範囲の輝度値が得られる。

ステップＳ１６では、カラーカーブデータを参照して画素の輝度値に対応する色成分値を算出する処理が行われる。本ステップの処理によって、画像データ生成装置１００は、色成分算出手段として機能する。

処理部１０は、記憶部１２に記憶されているカラーカーブデータを参照して、ステップＳ１４において読み出された輝度値に対応する色成分値を算出する。色成分値は、テクスチャ画像（グラデーションテクスチャ）を構成する色成分毎に算出される。例えば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のそれぞれの色成分に対してステップＳ１４において読み出された輝度値に対応する色成分値を算出する。

具体的には、例えば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、透明度（Ａ）のそれぞれの色成分値は、カラーカーブデータにおけるキー値（基準輝度値）と色成分値とを直線近似して補間することによってステップＳ１４において読み出された輝度値に対する色成分値を算出することができる。

図３に示したカラーカーブデータの例を参照して、画素に対して読み出された輝度値が０．３であった場合について説明する。図６は、図３に示したカラーカーブデータについて、輝度値に対する赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、透明度（Ａ）のそれぞれの色成分値をプロットしたグラフを示す。赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、透明度（Ａ）のそれぞれの色成分値は、カラーカーブデータにおいて輝度値０．３を含む輝度範囲においてキー値（基準輝度値）と色成分値とを直線近似して輝度値０．３に対する色成分値を内挿補間して算出することができる。緑色（Ｇ）の色成分について、輝度値０．３はキー値となる輝度値０．２と輝度値０．８との間にあり、輝度値０．２での緑色（Ｇ）の色成分値５１と輝度値０．８での緑色（Ｇ）の色成分値１９８とを直線近似して輝度値０．３に対して内挿補間することによって緑色（Ｇ）の色成分値７５．５となる。同様に、青色（Ｂ）の色成分について、輝度値０．３はキー値となる輝度値０．２と輝度値０．８との間にあり、輝度値０．２での青色（Ｂ）の色成分値１０と輝度値０．８での青色（Ｂ）の色成分値３０とを直線近似して輝度値０．３に対して内挿補間することによって青色（Ｂ）の色成分値１３．３となる。赤色（Ｇ）については、すべての輝度値に対して色成分値２５５であるので、輝度値０．３に対して赤色（Ｒ）の色成分値２５５となる。透明度（Ａ）についてもすべての輝度値に対して色成分値２５５であるので、輝度値０．３に対して透明度（Ａ）の色成分値２５５となる。

なお、本実施の形態では、カラーカーブデータのキー値（基準輝度値）と色成分値との関係を直線近似してステップＳ１４において読み出された輝度値を内挿補間することによって当該輝度値に対する色成分値を求める処理とした。しかしながら、これに限定されるものではなく、例えば、カラーカーブデータのキー値（基準輝度値）と色成分値との関係を多項式近似して、当該多項式にステップＳ１４において読み出された輝度値を代入して当該輝度値に対する色成分値を求める処理としてもよい。

ステップＳ１８では、算出された色成分値から構成される色を選択された画素の色として設定する。本ステップの処理によって、画像データ生成装置１００は、画素値設定手段として機能する。

処理部１０は、図６に示すように、ステップＳ１６において算出された色成分毎の色成分値を組み合わせて構成される色をステップＳ１２において選択された画素の画素値として設定する。上記例では、画素の輝度値０．３に対して赤色（Ｒ）の色成分値２５５、緑色（Ｇ）の色成分値７５．５、青色（Ｂ）の色成分値１３．３、透明度（Ａ）の色成分値２５５を組み合わせた色が画素値とされる。

ステップＳ２０では、全ての画素について処理が終了したか否かを判定する。本ステップの処理によって、画像データ生成装置１００は、処理判定手段として機能する。

処理部１０は、ステップＳ１０において読み出された模様テクスチャに含まれる画像のすべての画素について処理が終了したか否かを判定する。すべての画素について処理が終了していなければステップＳ１２に処理を戻し、すべての画素について処理が終了していれば画像データ生成処理を終了する。

以上のように、模様テクスチャに含まれる画像のすべての画素について、カラーカーブデータを参照して輝度値に基づいて色成分値を設定することによって模様テクスチャの画素の輝度値に応じた色を有するテクスチャ画像（グラデーションテクスチャ）を生成することができる。

なお、本実施の形態では、４つのキー値とである輝度値（例えば、０，０．２，０．８，１．０）に対してそれぞれ色を割り当てたカラーカーブデータを示した。キー値の数を４とすることによって、カラーカーブデータの記憶容量を抑制しつつ、生成されるテクスチャ画像のグラデーションの変化のバリエーションを広くすることができる。ただし、キー値の数は４に限定されるものではなく、少なくとも２つのキー値に対して色を割り当てた情報を含んでいればよい。例えば、キー値を２つとした場合、輝度値０に対して赤色、輝度値１に対して黄色を割り当てたカラーカーブデータとしてもよい。また、複数のキー値に対して同一の色を割り当てたカラーカーブデータとしてもよい。例えば、キー値を２つとした場合、輝度値０に対して赤色、輝度値１に対して赤色を割り当てたカラーカーブデータとしてもよい。

また、カラーバーを用いてカラーカーブデータの各キー値に対する色の設定を行えるようにしてもよい。例えば、図７に示すように、カラーバーに配置する色をカラーチャートから設定すると共に、カラーバーに設けたキー値設定レバー（図中、キー値１〜キー値４と示す）を移動させることによって、各キー値に対して色を対応付けたカラーカーブデータを設定できるようにしてもよい。

以上のように、本実施の形態の画像データ生成装置１００によれば、テクスチャデータ及びカラーカーブデータに基づいて低負荷の処理によってテクスチャ画像（グラデーションテクスチャ）を生成することができる。特に、ＶＦＸにおいてテクスチャ画像（グラデーションテクスチャ）を多用する電子ゲームに対してＣＰＵやＧＰＵにおけるテクスチャ画像（グラデーションテクスチャ）の生成のための処理負荷を大幅に低減することができる。

さらに、カラーカーブデータの記憶容量は、グラデーションカラーバーの画像データの記憶容量より小さく、テクスチャ画像（グラデーションテクスチャ）を生成するために必要な記憶容量を低減することができる。例えば、グラデーションカラーバーの画像を１ピクセル×２５６ピクセルとした場合、そのデータサイズは１０２４バイト程度になる。これに対して、キー値を４つとした場合のカラーカーブデータのデータサイズは８０バイト程度となる。

また、従来用いられていたグラデーションカラーバーの画像データを減色して用いた場合、得られるテクスチャ画像にバンディングが発生する。したがって、グラデーションカラーバーの画像データを減色して用いることはできず、グラデーションカラーバーの画像データは常にフルカラーデータとして記憶させておく必要があり、データ量の削減ができない。これに対して、カラーカーブデータを用いた場合、補間処理を適用することによって少ないデータ容量にてフルカラーと同等の処理が可能になる。

また、電子ゲームの起動やデータの読み込みの時間を短縮することができ、電子ゲームの印象を向上させることができる。また、データサイズを小さくすることによって、従来はＶＦＸデータとは別に管理されていたグラデーションカラーバーの画像データに代えて、カラーカーブデータをＶＦＸデータに埋め込んだデータ構造とすることができる。これによって、ＶＦＸデータのデータ管理が容易となる。

また、グラデーションの境界におけるマッハバンド現象を低減することができる。

１０ 処理部、１２ 記憶部、１４ 入力部、１６ 出力部、１８ 通信部、１００ 画像データ生成装置、１０２ ネットワーク。

Claims (6)

1. 画像を画素毎の輝度で表したテクスチャデータと、前記輝度の少なくとも２つをキー値として色を割り当てたカラーカーブデータと、を記憶する記憶部にアクセス可能であり、
   前記テクスチャデータに含まれる画像の画素毎に、前記カラーカーブデータを補間して当該画素の輝度値に対応する色を当該画素の色としてテクスチャ画像を生成することを特徴とする画像データ生成装置。
2. 請求項１に記載の画像データ生成装置であって、
   前記カラーカーブデータは、画素の色を構成する色成分毎に前記キー値に対して色成分値を対応付けたデータであり、
   前記テクスチャデータに含まれる画像の画素毎に、前記カラーカーブデータの色成分毎に前記キー値と前記色成分値を補間して当該画素の輝度値に対応する色成分値を算出することを特徴とする画像データ生成装置。
3. 請求項２に記載の画像データ生成装置であって、
   前記テクスチャデータに含まれる画像の画素毎に、前記カラーカーブデータの色成分毎に前記キー値と前記色成分値を直線近似して補間することによって当該画素の輝度値に対応する色成分値を算出することを特徴とする画像データ生成装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像データ生成装置を用いた電子ゲーム提供装置。
5. 画像を画素毎の輝度で表したテクスチャデータと、前記輝度の少なくとも２つをキー値として色を割り当てたカラーカーブデータと、を用いて、前記テクスチャデータに含まれる画像の画素毎に、前記カラーカーブデータを補間して当該画素の輝度値に対応する色を当該画素の色としてテクスチャ画像を生成することを特徴とする画像データ生成方法。
6. 画像を画素毎の輝度で表したテクスチャデータと、前記輝度の少なくとも２つをキー値として色を割り当てたカラーカーブデータと、を記憶する記憶部にアクセス可能であるコンピュータを、
   前記テクスチャデータに含まれる画像の画素毎に、前記カラーカーブデータを補間して当該画素の輝度値に対応する色を当該画素の色としてテクスチャ画像を生成する手段として機能させることを特徴とする画像データ生成プログラム。
   

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