JP3183636B2

JP3183636B2 - ３次元ゲーム装置及び情報記憶媒体

Info

Publication number: JP3183636B2
Application number: JP27652097A
Authority: JP
Inventors: 昇山戸
Original assignee: Namco Ltd
Current assignee: Namco Ltd
Priority date: 1996-10-31
Filing date: 1997-09-24
Publication date: 2001-07-09
Anticipated expiration: 2017-09-24
Also published as: JPH10188041A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はオブジェクト空間内
の所与の視点での視界画像を合成できる３次元ゲーム装
置及び情報記憶媒体に関する。

【０００２】

【背景技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、仮想的な３次元空間であるオブジェクト空間内に複
数のオブジェクトを配置し、所与の視点での視界画像を
合成する３次元ゲーム装置が知られており、プレーヤが
いわゆる仮想現実を体感できるものとして人気が高い。
そして、このような３次元ゲーム装置では、例えば図１
６（Ａ）に示すように、オブジェクト９００をスクリー
ン９１２上に透視投影することで、視点９１０から見え
る視界画像を合成している。

【０００３】しかしながら、このような３次元ゲーム装
置では、以下のような問題があることが判明した。即
ち、例えば図１６（Ｂ）に示すように、視点９１０とス
クリーン９１２の間の領域にオブジェクト９０２が配置
された場合を考える。この場合、３次元ゲーム装置のハ
ードウェア上の制約等に起因して、オブジェクト９０２
が歪んで表示される等の問題がある。この問題を回避す
る１つの手法として、このような領域に配置されたオブ
ジェクト９０２を表示対象から外し、スクリーン上に表
示しないようにする手法も考えられる。しかしながら、
この手法によると、視点に近い距離にあるオブジェクト
が表示されないことになり、画像のリアル感が大幅に損
なわれてしまう。

【０００４】本発明は、以上のような技術的課題に鑑み
なされたものであり、その目的とするところは、視点か
ら近い位置にあるオブジェクトを表示し画像のリアル感
を増すことができる３次元ゲーム装置及び情報記憶媒体
を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明は、複数のオブジェクトが配置されるオ
ブジェクト空間内の所与の視点での視界画像を合成する
３次元ゲーム装置であって、第１のオブジェクト又はこ
れを構成する第１のポリゴン若しくは第１の曲面が前記
視点に近い位置に配置されているか否かを判断する手段
と、前記第１のオブジェクト又は第１のポリゴン又は第
１の曲面が前記視点に近い位置に配置されていると判断
された場合に、前記第１のオブジェクト又は第１のポリ
ゴン又は第１の曲面と前記視点との間の第１の距離のＮ
倍の第２の距離だけ前記視点から離れた位置に、前記第
１のオブジェクト又は第１のポリゴン又は第１の曲面の
Ｎ倍の大きさを持つ第２のオブジェクト又は第２のポリ
ゴン又は第２の曲面を配置する手段と、前記オブジェク
トの画像を含む視界画像を合成する手段とを含むことを
特徴とする。

【０００６】本発明によれば、まず第１のオブジェクト
等が視点から近い位置に配置されているか否か判断され
る。即ち例えば視点と第１のオブジェクトを結ぶベクト
ルの長さ又は奥行き座標が所与の値以下か否か或いは第
１のオブジェクトの一部がスクリーンと交わったか否か
等が判断される。そして近い位置に配置されている場合
には、元の距離である第１の距離のＮ倍の第２の距離だ
け視点から離れた位置に、第１のオブジェクト等のＮ倍
の大きさを持つ第２のオブジェクト等を配置する。これ
により、例えば視点とスクリーンの間の領域にオブジェ
クトが配置される場合に生じる問題等を解消できると共
に、視点に極めて近い位置にあるオブジェクトの表示も
可能となり、画像のリアル感を格段に増すことができ
る。

【０００７】また本発明は、前記視点を始点とし前記第
１のオブジェクト又は第１のポリゴン又は第１の曲面の
代表点を終点とする第１のベクトルの長さ又は前記視点
を原点とした場合の前記第１のベクトルの奥行き座標
が、所与の値以下であると判断された場合に、前記視点
を始点とし前記第１のベクトルと方向が同一で且つ長さ
がＮ倍になる第２のベクトルの終点が代表点の位置にな
るように、前記第２のオブジェクト又は第２のポリゴン
又は第２の曲面を配置することを特徴とする。

【０００８】本発明によれば、第１のベクトルの長さ又
は奥行き座標が所与の値以下になった場合に、第１のベ
クトルのＮ倍の長さを持つ第２のベクトルの終点が代表
点の位置になるように、第２のオブジェクト等が配置さ
れる。このようにすれば、代表点に対する処理だけで第
２のオブジェクト等の配置が可能となり、処理の簡易
化、高速化を図ることが可能となる。

【０００９】また本発明は、前記第１のオブジェクト又
は第１のポリゴン又は第１の曲面の描画優先順位とほぼ
同一の描画優先順位で、前記第２のオブジェクト又は第
２のポリゴン又は第２の曲面の描画処理を行うことを特
徴とする。

【００１０】このようにすれば、第１のオブジェクト等
と第２のオブジェクト等の間に他のオブジェクト等が配
置されるような場合にも、適正に陰面消去された視界画
像を得ることが可能となる。

【００１１】なおこの場合、前記第２のオブジェクト又
は第２のポリゴン又は第２の曲面の奥行き座標を１／Ｎ
倍した奥行き座標に基づいて前記描画処理を行ったり、
前記第１のオブジェクト又は第１のポリゴン又は第１の
曲面の奥行き座標に基づいて前記描画処理を行うことが
望ましい。

【００１２】また本発明は、前記第２の距離だけ視点か
ら離れた位置に、予め用意しておいた形状データに基づ
いて形成される前記第２のオブジェクト又は第２のポリ
ゴン又は第２の曲面を配置することを特徴とする。

【００１３】このようにすれば、第１のオブジェクト等
を拡大する処理を省けるため、処理の高速化を図ること
が可能となる。

【００１４】また本発明は、前記第１のオブジェクト又
は第１のポリゴン又は第１の曲面を、前記第２の距離だ
け視点から離れた位置に移動すると共にＮ倍に拡大する
ことを特徴とする。

【００１５】このようにすれば、第１のオブジェクト等
のＮ倍の大きさを持つ第２のオブジェクト等の形状デー
タを予め用意しておく必要がなくなるため、メモリ容量
の節約が可能となる。

【００１６】また本発明は、複数のオブジェクトが配置
されるオブジェクト空間内の所与の視点での視界画像を
合成する３次元ゲーム装置であって、第１のオブジェク
ト又はこれを構成する第１のポリゴン若しくは第１の曲
面の頂点が前記視点に近い位置に配置されているか否か
を判断する手段と、前記頂点が前記視点に近い位置に配
置されていると判断された場合に、前記頂点と前記視点
との距離がＮ倍になるように前記頂点を移動する手段
と、前記オブジェクトの画像を含む視界画像を合成する
手段とを含むことを特徴とする。

【００１７】本発明によれば、まず第１のオブジェクト
等の頂点が視点から近い位置に配置されているか否か判
断される。そして近い位置に配置されている場合には、
視点との距離が元の距離のＮ倍になるように頂点が移動
される。このようにすれば、移動された頂点により構成
される第２のオブジェクト等を用いて適正な視界画像を
得ることが可能となる。これにより例えば視点とスクリ
ーンの間の領域にオブジェクトが配置される場合に生じ
る問題等を解消できると共に、視点に極めて近い位置に
あるオブジェクトの表示も可能となり、画像のリアル感
を格段に増すことができる。

【００１８】また本発明は、前記視点を始点とし前記頂
点又は複数の頂点により特定される点を終点とする第３
のベクトルの長さ又は前記視点を原点とした場合の前記
第３のベクトルの奥行き座標が、所与の値以下であると
判断された場合に、前記視点を始点とし前記第３のベク
トルと方向が同一で且つ長さがＮ倍になる第４のベクト
ルの終点に前記頂点を移動することを特徴とする。

【００１９】本発明によれば、第３のベクトルの長さ又
は奥行き座標が所与の値以下になった場合に、第１のオ
ブジェクト等の頂点が第３のベクトルのＮ倍の長さを持
つ第４のベクトルの終点に移動され、頂点の移動処理の
簡易化を図れる。

【００２０】また本発明は、前記第１のオブジェクト又
は第１のポリゴン又は第１の曲面の描画優先順位とほぼ
同一の描画優先順位で、移動された頂点により構成され
る第２のオブジェクト又は第２のポリゴン又は第２の曲
面の描画処理を行うことを特徴とする。

【００２１】このようすれば、視点から遠い位置に頂点
が移動した場合にも、適正に陰面消去された視界画像を
得ることが可能となる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
面を用いて説明する。

【００２３】図１に本実施例の機能ブロック図の一例を
示す。ここで操作部１２は、プレーヤがレバー、ボタン
等を操作して操作情報を入力するためのものであり、操
作部１２にて得られた操作情報は処理部１００に入力さ
れる。処理部１００は、この操作情報と、所与のプログ
ラム等に基づいて、プログラムの実行、各種モードの設
定、表示物の配置、背景の設定等の種々の処理を行うも
のであり、その機能は、ＣＰＵ及びメモリなどのハード
ウェアにより実現される。画像合成部２００は、処理部
１００での処理結果に基づいて、ゲームキャラクタ、移
動体、マップ、固定物等のオブジェクトが配置されるオ
ブジェクト空間内の所与の視点での視界画像（ゲーム画
像）を合成する処理を行うものであり、その機能は、画
像合成専用ＩＣ及びメモリ或いはＣＰＵ及びメモリなど
のハードウェアにより実現される。画像合成部２００で
生成された画像は表示部１０に出力され、表示部１０に
おいて表示される。

【００２４】処理部１００は、判断部１１０、オブジェ
クト処理部１１２を含む。そして本実施例の特徴は、判
断部１１０が、第１のオブジェクトが視点に近い位置に
配置されているか否かを判断し、近い位置に配置されて
いる場合に、オブジェクト処理部１１２が、第１の距離
（第１のオブジェクトと視点との距離）のＮ（Ｎは実
数）倍の第２の距離だけ視点から離れた位置に、第１の
オブジェクトのＮ倍の大きさを持つ第２のオブジェクト
を配置する点にある。なお第１、第２のオブジェクトの
代わりに、第１、第２のオブジェクトを構成する第１、
第２のポリゴン、第１、第２の曲面を処理の対象として
もよい。

【００２５】より具体的には例えば次のような処理を行
っている。即ち判断部１１０は、図２に示すように、視
点２０を始点とし第１のオブジェクト３０の代表点３２
を終点とするベクトル２４（第１のベクトル）の長さＬ
１が、所与の値以下となるか否かを判断する。そしてオ
ブジェクト処理部１１２は、ベクトル２４の長さＬ１が
所与の値以下となった場合に、視点２０を始点としベク
トル２４と方向が同一で且つ長さがＮ倍（図２の場合は
４倍）になるベクトル２６（第２のベクトル）の終点が
代表点４２となるように、第１のオブジェクト３０のＮ
倍の大きさを持つ第２のオブジェクト４０を配置する。
即ち第１のオブジェクト３０のＮ倍の大きさを持つ第２
のオブジェクト４０を、視点２０からＬ２＝Ｎ×Ｌ１だ
け離れた代表点４２に配置する。そして画像合成部２０
０は、第１のオブジェクト３０の透視投影画像を生成す
る代わりに、第２のオブジェクト４０の透視投影画像を
生成し、表示部１０に出力する。

【００２６】以上のように処理することで、視点２０と
スクリーン２２の間の領域に配置されている第１のオブ
ジェクト３０の適正な表示が可能となる。即ち第２のオ
ブジェクト４０は、代表点４２の位置に配置され、視点
２０とスクリーン２２の間の領域の外に配置されること
になる。従って、視点２０とスクリーン２２の間にオブ
ジェクトが配置される場合に生じていた画像の歪みの問
題を解消できる。また第２のオブジェクト４０は第１の
オブジェクト３０のＮ倍の大きさを持つため、第２のオ
ブジェクト４０のスクリーン２２への透視投影画像は、
第１のオブジェクト３０のスクリーン２２への透視投影
画像と同一のものになる。従ってプレーヤの目には、あ
たかも代表点３２の位置に第１のオブジェクト３０があ
るように見えることになる。この結果、視点に極めて近
い位置にあるオブジェクトの表示も可能となり、画像の
リアル感を格段に向上できる。

【００２７】なお図２では、ベクトル２４の長さＬ１に
基づいて第１のオブジェクト３０が視点２０に近いか否
かを判断している。しかしながら図３（Ａ）に示すよう
に、視点２０を原点とした場合のベクトル２４の奥行き
座標Ｚ１に基づいて判断するようにしてもよい。またこ
れ以外にも、例えば第１のオブジェクト３０とスクリー
ン２２の交わりを検出する等、種々の手法を採用でき
る。但しベクトル２４の長さＬ１は視点２０及び代表点
３２の位置データから簡易に求めることができる。一
方、ベクトル２４の奥行き座標Ｚ１の算出には、視線の
方向等も考慮した演算処理が必要となる。従って、演算
処理の容易性という観点からはＬ１を用いて判断する方
が有利である。

【００２８】またＬ１、Ｚ１の所与の値は、図３（Ｂ）
に示すように、第１のオブジェクト３０の少なくとも一
部がスクリーン２２を越える時の値以上であることが望
ましい。このようにすれば第１のオブジェクト３０の一
部がスクリーン２２を越えた時に画像が歪むような３次
元ゲーム装置においても適正な画像の表示が可能とな
る。例えばＺ１の所与の値は、視点２０とスクリーン２
２との距離よりも少し大きくなる。Ｌ１も同様である。

【００２９】さて、この種の３次元ゲーム装置において
は、例えば図４（Ａ）に示すように、視点２０と第１の
オブジェクト３０との距離Ｌ１の方が、視点２０と第３
のオブジェクト４４との距離Ｌ３よりも長い場合には、
図４（Ｂ）に示すように、第１のオブジェクト３０の投
影画像５０の上に第３のオブジェクト４４の投影画像５
４が上描きされた視界画像が合成されることになる。一
方、図４（Ｃ）に示すように、距離Ｌ１の方が距離Ｌ３
よりも短い場合には、図４（Ｄ）に示すように、第３の
オブジェクト４４の投影画像５４の上に第１のオブジェ
クト３０の投影画像５０が上描きされた視界画像が合成
されることになる。

【００３０】本実施例においては、図５（Ａ）に示すよ
うに、視点２０からＬ２＝Ｎ×Ｌ１の位置に第２のオブ
ジェクト４０が配置される。このため、第２のオブジェ
クト４０と第３のオブジェクト４４との間の描画優先順
位をどのように取り扱うかが問題となる。即ち実際には
第１のオブジェクト３０は第３のオブジェクト４４より
も視点２０に近い位置に配置されているため、図５
（Ｂ）に示すような視界画像が生成されるはずである。
しかしながら、第２のオブジェクト４０の描画優先順位
をそのまま用いて描画処理を行うと、図５（Ｃ）に示す
ような視界画像が合成されてしまう。

【００３１】そこで本実施例では、第１のオブジェクト
３０又はこれを構成する第１のポリゴン若しくは第１の
曲面の描画優先順位とほぼ同一の描画優先順位で、第２
のオブジェクト４０又は第２のポリゴン又は第２の曲面
の描画処理を行っている。このようにすることで、第
１、第２、第３のオブジェクト３０、４０、４４が図５
（Ａ）に示すような位置関係にある場合にも、図５
（Ｂ）に示すような適正な視界画像を得ることが可能と
なる。

【００３２】より具体的には、例えば図６（Ａ）、
（Ｂ）に示すように、第２のオブジェクト４０、第２の
ポリゴン７０（曲面でもよい）の奥行き座標Ｚ２を１／
Ｎ倍した奥行き座標Ｚ２／Ｎに基づいて、上記描画処理
を行っている。このようにすれば、視点２０と第２のオ
ブジェクト４０、第２のポリゴン７０との距離がＮ倍に
なっても、描画優先順位を決める奥行き座標が１／Ｎ倍
されているため、図５（Ｂ）に示すような適正な視界画
像を得ることが可能となる。

【００３３】なお第１のオブジェクト３０等の描画優先
順位とほぼ同一の描画優先順位で第２のオブジェクト４
０等を描画する手法は、上記したものに限られない。例
えば図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように第１のオブジェク
ト３０、第１のポリゴン６０（曲面でもよい）の奥行き
座標Ｚ１に基づいて描画処理を行う等、種々の手法を採
用することができる。第１のオブジェクト３０、第１の
ポリゴン６０の奥行き座標Ｚ１を用いれば、第１、第
２、第３のオブジェクト３０、４０、４４、第１、第
２、第３のポリゴン６０、７０、７４が図６（Ａ）、
（Ｂ）に示すような位置関係になっていても、第１のオ
ブジェクト３０、第１のポリゴン６０の奥行き座標Ｚ１
は第３のオブジェクト４４、第３のポリゴン７４の奥行
き座標よりも小さいため、図５（Ｂ）に示すような適正
な視界画像を得ることが可能となる。

【００３４】次に本実施例の詳細な動作の一例を図７、
図８に示すフローチャート等を用いて説明する。

【００３５】まず視点２０と第１のオブジェクト３０
（代表点３２）との距離（ベクトル２４の長さ）Ｌ１が
所与の値以下であるか否かが判断される（ステップＳ
１）。この判断は図１の判断部１１０が行う。ここで各
オブジェクトの位置データ（代表点の位置データ）及び
方向データは、プレーヤからの操作情報、所与のプログ
ラム等に基づいて各フレーム毎にリアルタイムに演算さ
れ、図９（Ａ）に示すようなテーブルデータの形態でゲ
ーム装置内の所与の記憶手段に記憶される。そして視点
２０と第１のオブジェクト３０の距離Ｌ１は、視点２０
の位置データと、このテーブルデータに含まれる第１の
オブジェクト３０の位置データとに基づいて算出される
ことになる。なお図７のステップＳ１においてＬ１を用
いる手法を採用せず、ベクトル２４の奥行き座標が所与
の値以下であるか否かを判断する等、他の手法を採用し
てもよい。

【００３６】距離Ｌ１が所与の値以下ではないと判断さ
れた場合には、通常の処理、即ちポリゴンの頂点位置を
ローカル座標系からワールド座標系に変換し、その後、
スクリーン座標系に変換（透視投影変換）する処理を行
う（ステップＳ２）。例えば図１０（Ａ）において、第
１のオブジェクト３０を構成するポリゴンの頂点Ａ〜Ｈ
のローカル座標系での位置データは、例えば図９（Ｂ）
に示すようなテーブルデータの形態でゲーム装置内の所
与の記憶手段に記憶されている。そして第１のオブジェ
クト３０の代表点３２のワールド座標系での位置データ
は、図９（Ａ）に示すテーブルデータから知ることがで
きる。従って、第１のオブジェクトを構成するポリゴン
のローカル座標系での頂点位置データと、代表点のワー
ルド座標系での位置データとに基づいて、ワールド座標
系でのポリゴンの頂点位置データを求めることができ
る。そして、ワールド座標系でのポリゴンの頂点位置デ
ータに対して、図１０（Ｂ）に示すように透視投影変換
を施すことで、スクリーン座標系でのポリゴンの頂点位
置データを得ることができ、得られた頂点位置データは
図９（Ｂ）のＦに示す欄に格納される。

【００３７】次にポリゴンの奥行き座標を求める（ステ
ップＳ３）。本実施例では、ポリゴンの複数の頂点の奥
行き座標の平均値を求め、この平均値をポリゴンの奥行
き座標としている。平均値の代わりに最小値、最大値を
ポリゴンの奥行き座標としてもよい。求められたポリゴ
ンの奥行き座標は図９（Ｂ）のＧの欄に格納される。そ
して以上の処理がオブジェクトを構成する全てのポリゴ
ンに対して行われることになる（ステップＳ４）。

【００３８】一方、距離Ｌ１が所与の値以下であると判
断された場合には、図２において既に説明したように視
点２０との距離がＮ倍になるように代表点３２を移動す
る（ステップＳ５）。次にポリゴンの頂点位置をローカ
ル座標系からワールド座標系に変換し、その後、スクリ
ーン座標系に変換する処理を行う（ステップＳ６）。

【００３９】但し、この際、ステップＳ２とは異なり、
図９（Ｂ）に示すオブジェクト拡大用頂点位置データを
使用する。即ちポリゴンの頂点位置をローカル座標系か
らワールド座標系に変換する際に、通常の頂点位置デー
タではなくオブジェクト拡大用頂点位置データを使用す
る。このようにすることで、第１のオブジェクトのＮ倍
の大きさを持つ第２のオブジェクトを移動後の代表点の
位置に配置することが可能となる。そしてこのように第
１のオブジェクトのＮ倍の大きさを持つ第２のオブジェ
クトの形状データを予め用意しておくことで、第１のオ
ブジェクトを拡大する処理を省くことができ、処理の高
速化、処理のリアルタイム性の担保を図ることが可能と
なる。但し、メモリ容量の節約を優先する場合には、第
１のオブジェクトをＮ倍に拡大する処理をリアルタイム
に行うことが望ましい。

【００４０】次にポリゴンの奥行き座標を求め、求めら
れた奥行き座標を１／Ｎ倍する（ステップＳ７）。即ち
ポリゴンの複数の頂点の奥行き座標の平均値等を求め、
この平均値等を１／Ｎ倍した値を、図９（Ｂ）のＧの欄
に格納する。このように１／Ｎ倍した奥行き座標を用い
て描画処理を行うことで、第１、第２、第３のオブジェ
クト３０、４０、４４が図５（Ａ）に示すような位置関
係にある場合にも、図５（Ｂ）に示すような適正な視界
画像を得ることが可能となる。次に上記処理を、オブジ
ェクトを構成する全てのポリゴンに対して行う（ステッ
プＳ８）。そして最後に表示対象となる全てのオブジェ
クトに対して処理を行ったか否かが判断される（ステッ
プＳ９）。

【００４１】図８は、ポリゴンの描画処理の動作の一例
を示すフローチャートである。まず図９（Ｂ）に示すテ
ーブルデータを用いて、Ｇ欄に格納される奥行き座標が
最も大きいポリゴンを検索する（ステップＴ１）。次に
検索したポリゴン内のドットの描画処理を行う（ステッ
プＴ２）。次に検索したポリゴン、即ち描画処理が終了
したポリゴンを検索対象から外す（ステップＴ３）。そ
して、全てのポリゴンの処理が終了するまでステップＴ
１〜Ｔ３の処理を繰り返す（ステップＴ４）。

【００４２】以上のように本実施例では、視点から遠い
ポリゴンから順に上描きするという手法で描画処理を行
っている。但し本実施例の描画処理は、図８に示すよう
なものに限らない。例えば奥行き座標をそのままアドレ
スに変換し、その後、大きいアドレスに奥行き座標が変
換されたポリゴンから順に描画処理を行ってもよい。ま
たポリゴンの奥行き座標ではなくドットの奥行き座標を
求め、Ｚバッファ法等の陰面消去手法を用いて描画処理
を行ってもよい。

【００４３】なお図２では、処理対象がオブジェクトで
ある場合を主に例にとり説明したが、本実施例はこれに
限らず、他のものを対象とすることもできる。例えば図
１１に示すように、視点２０から距離Ｌ２＝Ｎ×Ｌ１だ
け離れた位置に、ポリゴン６０のＮ倍の大きさを持つポ
リゴン７０を配置するようにしてもよい。更にポリゴン
の代わりに、自由曲面などの曲面を処理対象とすること
も可能である。

【００４４】またオブジェクト等の代表点を移動する代
わりに、オブジェクト等を構成する頂点を直接移動する
手法を採用することもできる。図１２にこの場合の機能
ブロック図の例を示す。処理部１００は、判断部１２
０、頂点処理部１２２を含む。そして判断部１２０は、
第１のオブジェクト、第１のポリゴン、第１の曲面の頂
点が視点に近い位置に配置されているか否かを判断す
る。そして頂点処理部１２２は、頂点が視点に近い位置
に配置されていると判断された場合に、頂点と視点との
距離がＮ倍になるように頂点を移動する処理を行う。

【００４５】より具体的には例えば次のような処理を行
っている。即ち判断部１２０は、図１３（Ａ）に示すよ
うに、視点２０を始点とし頂点８０を終点とするベクト
ル８４（第３のベクトル）の長さＬ１が、所与の値以下
となるか否かを判断する。そして頂点処理部１２２は、
ベクトル８４の長さＬ１が所与の値以下であると判断さ
れた場合に、視点２０を始点としベクトル８４と方向が
同一で且つ長さがＮ倍になるベクトル８６（第４のベク
トル）の終点に頂点を移動する。即ち頂点８０が頂点９
０の位置に移動する。このようにすることで、図２と同
様に、画像の歪みの問題を解消できると共に、視点に極
めて近いオブジェクト等の表示も可能となり、リアル感
溢れる画像を得ることが可能となる。

【００４６】なお図１３（Ａ）では、ベクトル８４の長
さＬ１に基づいて頂点８０が視点２０に近いか否かを判
断している。しかしながら、図１３（Ｂ）に示すように
ベクトル８４の奥行き座標Ｚ１に基づいて判断したり、
図１３（Ｃ）に示すように複数の頂点８０、８１、８
２、８３により特定される点８８と視点２０との距離に
基づいて判断したりする等、種々の手法を採用できる。

【００４７】またこのような頂点を移動する手法におい
ても、移動前の頂点で構成される第１のオブジェクト又
は第１のポリゴン又は第１の曲面の描画優先順位とほぼ
同一の描画優先順位で、移動後の頂点で構成される第２
のオブジェクト又は第２のポリゴン又は第２の曲面の描
画処理を行うことが望ましい。

【００４８】次に、本実施例を実現できるハードウェア
の構成の一例について図１４を用いて説明する。同図に
示す装置では、ＣＰＵ１０００、ＲＯＭ１００２、ＲＡ
Ｍ１００４、情報記憶媒体１００６、音合成ＩＣ１００
８、画像合成ＩＣ１０１０、Ｉ／Ｏポート１０１２、１
０１４が、システムバス１０１６により相互にデータ送
受信可能に接続されている。そして前記画像合成ＩＣ１
０１０にはディスプレイ１０１８が接続され、音合成Ｉ
Ｃ１００８にはスピーカ１０２０が接続され、Ｉ／Ｏポ
ート１０１２にはコントロール装置１０２２が接続さ
れ、Ｉ／Ｏポート１０１４には通信装置１０２４が接続
されている。

【００４９】情報記憶媒体１００６は、プログラム、表
示物を表現するための画像情報、音情報等が主に格納さ
れるものであり、ＣＤ−ＲＯＭ、ゲームカセット、ＩＣ
カード、ＤＶＤ、ＭＯ、ＦＤ、メモリ等が用いられる。
例えば家庭用ゲーム装置ではゲームプログラム等を格納
する情報記憶媒体としてＣＤ−ＲＯＭ、ゲームカセッ
ト、ＤＶＤ等が用いられる。また業務用ゲーム装置では
ＲＯＭ等のメモリが用いられ、この場合には情報記憶媒
体１００６はＲＯＭ１００２になる。

【００５０】コントロール装置１０２２はゲームコント
ローラ、操作パネル等に相当するものであり、プレーヤ
がゲーム進行に応じて行う判断の結果を装置本体に入力
するための装置である。

【００５１】情報記憶媒体１００６に格納されるプログ
ラム、ＲＯＭ１００２に格納されるシステムプログラム
（装置本体の初期化情報等）、コントロール装置１０２
２によって入力される信号等に従って、ＣＰＵ１０００
は装置全体の制御や各種データ処理を行う。ＲＡＭ１０
０４はこのＣＰＵ１０００の作業領域等として用いられ
る記憶手段であり、情報記憶媒体１００６やＲＯＭ１０
０２の所与の内容、あるいはＣＰＵ１０００の演算結果
等が格納される。また図９（Ａ）、（Ｂ）に示すテーブ
ルデータ等の論理的な構成を持つデータ構造は、このＲ
ＡＭ又は情報記憶媒体上に構築されることになる。

【００５２】更に、この種の装置には音合成ＩＣ１００
８と画像合成ＩＣ１０１０とが設けられていてゲーム音
やゲーム画像の好適な出力が行えるようになっている。
音合成ＩＣ１００８は情報記憶媒体１００６やＲＯＭ１
００２に記憶される情報に基づいて効果音やバックグラ
ウンド音楽等のゲーム音を合成する集積回路であり、合
成されたゲーム音はスピーカ１０２０によって出力され
る。また、画像合成ＩＣ１０１０は、ＲＡＭ１００４、
ＲＯＭ１００２、情報記憶媒体１００６等から送られる
画像情報に基づいてディスプレイ１０１８に出力するた
めの画素情報を合成する集積回路である。なおディスプ
レイ１０１８として、いわゆるヘッドマウントディスプ
レイ（ＨＭＤ）と呼ばれるものを使用することもでき
る。

【００５３】また、通信装置１０２４はゲーム装置内部
で利用される各種の情報を外部とやりとりするものであ
り、他のゲーム装置と接続されてゲームプログラムに応
じた所与の情報を送受したり、通信回線を介してゲーム
プログラム等の情報を送受することなどに利用される。

【００５４】そして図１〜図６（Ｂ）、図９（Ａ）〜図
１３（Ｃ）で説明した種々の処理は、図７、図８のフロ
ーチャートに示した処理等を行うプログラムを格納した
情報記憶媒体１００６と、該プログラムに従って動作す
るＣＰＵ１０００、画像合成ＩＣ１０１０、音合成ＩＣ
１００８等によって実現される。なお画像合成ＩＣ１０
１０、音合成ＩＣ１００８等で行われる処理は、ＣＰＵ
１０００あるいは汎用のＤＳＰ等によりソフトウェア的
に行ってもよい。

【００５５】図１５（Ａ）に、本実施例を業務用ゲーム
装置に適用した場合の例を示す。プレーヤは、ディスプ
レイ１１００上に映し出されたゲーム画像を見ながら、
レバー１１０２、ボタン１１０４等を操作してゲームを
楽しむ。装置に内蔵されるＩＣ基板１１０６には、ＣＰ
Ｕ、画像合成ＩＣ、音合成ＩＣ等が実装されている。そ
して、第１のオブジェクト又は第１のポリゴン又は第１
の曲面が視点に近い位置に配置されているか否かを判断
するための情報、視点に近い位置に配置されていると判
断された場合に、第１の距離のＮ倍の第２の距離だけ視
点から離れた位置に、第１のオブジェクト等のＮ倍の大
きさを持つ第２のオブジェクト等を配置するための情
報、オブジェクトの画像を含む視界画像を合成するため
の情報、視点を始点とし第１のオブジェクト等の代表点
を終点とする第１のベクトルの長さ又は奥行き座標が所
与の値以下となるか否かを判断するための情報、所与の
値以下であると判断された場合に、視点を始点とし第１
のベクトルと方向が同一で且つ長さがＮ倍になる第２の
ベクトルの終点が代表点の位置になるように、第２のオ
ブジェクト等を配置するための情報、第１のオブジェク
ト等の描画優先順位とほぼ同一の描画優先順位で、第２
のオブジェクト等の描画処理を行うための情報、第２の
オブジェクト等の奥行き座標を１／Ｎ倍した奥行き座標
に基づいて或いは第１のオブジェクト等の奥行き座標に
基づいて描画処理を行うための情報、第２の距離だけ離
れた位置に、予め用意しておいた形状データに基づいて
形成される第２のオブジェクト等を配置するための情
報、第１のオブジェクト等を第２の距離だけ視点から離
れた位置に移動すると共にＮ倍に拡大するための情報、
頂点が視点に近い位置に配置されているか否かを判断す
るための情報、視点に近い位置に配置されていると判断
された場合に、視点との距離がＮ倍になるように頂点を
移動するための情報、視点を始点とし頂点又は複数の頂
点により特定される点を終点とする第３のベクトルの長
さ又は奥行き座標が所与の値以下となるか否かを判断す
るための情報、所与の値以下であると判断された場合
に、視点を始点とし第３のベクトルと方向が同一で且つ
長さがＮ倍になる第４のベクトルの終点に頂点を移動す
るための情報、第１のオブジェクト等の描画優先順位と
ほぼ同一の描画優先順位で、移動された頂点により構成
される第２のオブジェクト等の描画処理を行うための情
報等は、ＩＣ基板１１０６上の情報記憶媒体であるメモ
リ１１０８に格納される。以下、これらの情報を格納情
報と呼ぶ。これらの格納情報は、上記の種々の処理を行
うためのプログラムコード、画像情報、音情報、表示物
の形状情報、テーブルデータ、リストデータ、プレーヤ
情報等の少なくとも１つを含むものである。

【００５６】図１５（Ｂ）に、本実施例を家庭用のゲー
ム装置に適用した場合の例を示す。プレーヤはディスプ
レイ１２００に映し出されたゲーム画像を見ながら、ゲ
ームコントローラ１２０２、１２０４を操作してゲーム
を楽しむ。この場合、上記格納情報は、本体装置に着脱
自在な情報記憶媒体であるＣＤ−ＲＯＭ１２０６、ＩＣ
カード１２０８、１２０９等に格納されている。

【００５７】図１５（Ｃ）に、ホスト装置１３００と、
このホスト装置１３００と通信回線１３０２を介して接
続される端末１３０４ー1〜１３０４-nとを含むゲーム装
置に本実施例を適用した場合の例を示す。この場合、上
記格納情報は、例えばホスト装置１３００が制御可能な
磁気ディスク装置、磁気テープ装置、メモリ等の情報記
憶媒体１３０６に格納されている。端末１３０４ー1〜１
３０４-nが、ＣＰＵ、画像合成ＩＣ、音合成ＩＣを有
し、スタンドアロンでゲーム画像、ゲーム音を合成でき
るものである場合には、ホスト装置１３００からは、ゲ
ーム画像、ゲーム音を合成するためのゲームプログラム
等が端末１３０４ー1〜１３０４-nに配送される。一方、
スタンドアロンで合成できない場合には、ホスト装置１
３００がゲーム画像、ゲーム音を合成し、これを端末１
３０４ー1〜１３０４-nに伝送し端末において出力するこ
とになる。

【００５８】なお本発明は、上記実施例で説明したもの
に限らず、種々の変形実施が可能である。

【００５９】例えば第１のオブジェクト、第１のポリゴ
ン、第１の曲面、頂点が視点に近い位置に配置されてい
るか否かを判断する手法としては、図２、図３（Ａ）、
（Ｂ）、図１１、図１３（Ａ）〜（Ｃ）等に示す手法が
処理の簡易性の観点から特に望ましいが、これ以外の種
々の手法を採用できる。

【００６０】またオブジェクト、ポリゴン、曲面の配置
の際には、代表点を利用する手法が処理負担の軽減等の
観点から特に好ましいが、これ以外の種々の手法を採用
することもできる。

【００６１】また本実施例の処理部、画像合成部の動作
も、図７〜図１０（Ｂ）はその一例を示したものであ
り、これに限られるものではない。

【００６２】また本発明は、家庭用、業務用のゲーム装
置のみならず、シミュレータ、多数のプレーヤが参加す
る大型アトラクション装置、パーソナルコンピュータ、
マルチメディア端末、ゲーム画像を合成するＩＣ基板等
の種々のゲーム装置に適用できる。

【００６３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の機能ブロック図の一例である。

【図２】本実施例の手法について説明するための図であ
る。

【図３】図３（Ａ）、（Ｂ）は、第１のオブジェクトが
視点に近づいたか否かを判断する種々の手法の例につい
て説明するための図である。

【図４】図４（Ａ）〜（Ｄ）は、描画処理における陰面
消去について説明するための図である。

【図５】図５（Ａ）〜（Ｃ）は、描画優先順位の決め方
に工夫を施し、適正な視界画像を得る手法について説明
するための図である。

【図６】図６（Ａ）、（Ｂ）も、描画優先順位の決め方
に工夫を施し、適正な視界画像を得る手法について説明
するための図である。

【図７】本実施例の動作の詳細例を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図８】本実施例の動作の詳細例を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図９】図９（Ａ）、（Ｂ）は、本実施例で使用される
テーブルデータの例である。

【図１０】図１０（Ａ）、（Ｂ）は、ローカル座標系、
ワールド座標系、スクリーン座標系での座標変換につい
て説明するための図である。

【図１１】ポリゴンを処理対象とする場合について説明
するための図である。

【図１２】頂点を移動する手法を実現する機能ブロック
図の一例である。

【図１３】図１３（Ａ）〜（Ｃ）は、頂点を移動する手
法を説明するための図である。

【図１４】本実施例を実現するハードウェアの構成の一
例を示す図である。

【図１５】図１５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本実施例
が適用される種々の形態の装置を示す図である。

【図１６】図１６（Ａ）、（Ｂ）は、オブジェクトが視
点に近づいた時に生じる画像の歪みの問題について説明
するための図である。

【符号の説明】

１０表示部１２操作部１００処理部１１０判断部１１２オブジェクト処理部１２０判断部１２２頂点処理部２００画像合成部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のオブジェクトが配置されるオブジ
ェクト空間内の所与の視点での視界画像を合成する３次
元ゲーム装置であって、第１のオブジェクト又はこれを構成する第１のポリゴン
若しくは第１の曲面が前記視点に近い位置に配置されて
いるか否かを判断する手段と、前記第１のオブジェクト又は第１のポリゴン又は第１の
曲面が前記視点に近い位置に配置されていると判断され
た場合に、前記第１のオブジェクト又は第１のポリゴン
又は第１の曲面と前記視点との間の第１の距離のＮ倍の
第２の距離だけ前記視点から離れた位置に、前記第１の
オブジェクト又は第１のポリゴン又は第１の曲面のＮ倍
の大きさを持つ第２のオブジェクト又は第２のポリゴン
又は第２の曲面を配置する手段と、前記オブジェクトの画像を含む視界画像を合成する手段
とを含むことを特徴とする３次元ゲーム装置。
【請求項２】請求項１において、前記視点を始点とし前記第１のオブジェクト又は第１の
ポリゴン又は第１の曲面の代表点を終点とする第１のベ
クトルの長さ又は前記視点を原点とした場合の前記第１
のベクトルの奥行き座標が、所与の値以下であると判断
された場合に、前記視点を始点とし前記第１のベクトル
と方向が同一で且つ長さがＮ倍になる第２のベクトルの
終点が代表点の位置になるように、前記第２のオブジェ
クト又は第２のポリゴン又は第２の曲面を配置すること
を特徴とする３次元ゲーム装置。
【請求項３】請求項１又は２において、前記第１のオブジェクト又は第１のポリゴン又は第１の
曲面の描画優先順位とほぼ同一の描画優先順位で、前記
第２のオブジェクト又は第２のポリゴン又は第２の曲面
の描画処理を行うことを特徴とする３次元ゲーム装置。
【請求項４】請求項３において、前記第２のオブジェクト又は第２のポリゴン又は第２の
曲面の奥行き座標を１／Ｎ倍した奥行き座標に基づい
て、前記描画処理を行うことを特徴とする３次元ゲーム
装置。
【請求項５】請求項３において、前記第１のオブジェクト又は第１のポリゴン又は第１の
曲面の奥行き座標に基づいて、前記描画処理を行うこと
を特徴とする３次元ゲーム装置。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれかにおいて、前記第２の距離だけ視点から離れた位置に、予め用意し
ておいた形状データに基づいて形成される前記第２のオ
ブジェクト又は第２のポリゴン又は第２の曲面を配置す
ることを特徴とする３次元ゲーム装置。
【請求項７】請求項１乃至５のいずれかにおいて、前記第１のオブジェクト又は第１のポリゴン又は第１の
曲面を、前記第２の距離だけ視点から離れた位置に移動
すると共にＮ倍に拡大することを特徴とする３次元ゲー
ム装置。
【請求項８】複数のオブジェクトが配置されるオブジ
ェクト空間内の所与の視点での視界画像を合成する３次
元ゲーム装置であって、第１のオブジェクト又はこれを構成する第１のポリゴン
若しくは第１の曲面の頂点が前記視点に近い位置に配置
されているか否かを判断する手段と、前記頂点が前記視点に近い位置に配置されていると判断
された場合に、前記頂点と前記視点との距離がＮ倍にな
るように前記頂点を移動する手段と、前記オブジェクトの画像を含む視界画像を合成する手段
とを含むことを特徴とする３次元ゲーム装置。
【請求項９】請求項８において、前記視点を始点とし前記頂点又は複数の頂点により特定
される点を終点とする第３のベクトルの長さ又は前記視
点を原点とした場合の前記第３のベクトルの奥行き座標
が、所与の値以下であると判断された場合に、前記視点
を始点とし前記第３のベクトルと方向が同一で且つ長さ
がＮ倍になる第４のベクトルの終点に前記頂点を移動す
ることを特徴とする３次元ゲーム装置。
【請求項１０】請求項８又は９において、前記第１のオブジェクト又は第１のポリゴン又は第１の
曲面の描画優先順位とほぼ同一の描画優先順位で、移動
された頂点により構成される第２のオブジェクト又は第
２のポリゴン又は第２の曲面の描画処理を行うことを特
徴とする３次元ゲーム装置。
【請求項１１】複数のオブジェクトが配置されるオブ
ジェクト空間内の所与の視点での視界画像を合成するた
めの情報記憶媒体であって、第１のオブジェクト又はこれを構成する第１のポリゴン
若しくは第１の曲面が前記視点に近い位置に配置されて
いるか否かを判断する手段と、前記第１のオブジェクト又は第１のポリゴン又は第１の
曲面が前記視点に近い位置に配置されていると判断され
た場合に、前記第１のオブジェクト又は第１のポリゴン
又は第１の曲面と前記視点との間の第１の距離のＮ倍の
第２の距離だけ前記視点から離れた位置に、前記第１の
オブジェクト又は第１のポリゴン又は第１の曲面のＮ倍
の大きさを持つ第２のオブジェクト又は第２のポリゴン
又は第２の曲面を配置する手段と、前記オブジェクトの画像を含む視界画像を合成する手段
とを３次元ゲーム装置に実現させるためのプログラムを
含むことを特徴とする情報記憶媒体。
【請求項１２】請求項１１において、前記視点を始点とし前記第１のオブジェクト又は第１の
ポリゴン又は第１の曲面の代表点を終点とする第１のベ
クトルの長さ又は前記視点を原点とした場合の前記第１
のベクトルの奥行き座標が、所与の値以下であると判断
された場合に、前記視点を始点とし前記第１のベクトル
と方向が同一で且つ長さがＮ倍になる第２のベクトルの
終点が代表点の位置になるように、前記第２のオブジェ
クト又は第２のポリゴン又は第２の曲面を配置すること
を特徴とする情報記憶媒体。
【請求項１３】請求項１１又は１２において、前記第１のオブジェクト又は第１のポリゴン又は第１の
曲面の描画優先順位とほぼ同一の描画優先順位で、前記
第２のオブジェクト又は第２のポリゴン又は第２の曲面
の描画処理を行うことを特徴とする情報記憶媒体。
【請求項１４】請求項１３において、前記第２のオブジェクト又は第２のポリゴン又は第２の
曲面の奥行き座標を１／Ｎ倍した奥行き座標に基づい
て、前記描画処理を行うことを特徴とする情報記憶媒
体。
【請求項１５】請求項１３において、前記第１のオブジェクト又は第１のポリゴン又は第１の
曲面の奥行き座標に基づいて、前記描画処理を行うこと
を特徴とする情報記憶媒体。
【請求項１６】請求項１１乃至１５のいずれかにおい
て、前記第２の距離だけ視点から離れた位置に、予め用意し
ておいた形状データに基づいて形成される前記第２のオ
ブジェクト又は第２のポリゴン又は第２の曲面を配置す
ることを特徴とする情報記憶媒体。
【請求項１７】請求項１１乃至１５のいずれかにおい
て、前記第１のオブジェクト又は第１のポリゴン又は第１の
曲面を、前記第２の距離だけ視点から離れた位置に移動
すると共にＮ倍に拡大することを特徴とする情報記憶媒
体。
【請求項１８】複数のオブジェクトが配置されるオブ
ジェクト空間内の所与の視点での視界画像を合成するた
めの情報記憶媒体であって、第１のオブジェクト又はこれを構成する第１のポリゴン
若しくは第１の曲面の頂点が前記視点に近い位置に配置
されているか否かを判断する手段と、前記頂点が前記視点に近い位置に配置されていると判断
された場合に、前記頂点と前記視点との距離がＮ倍にな
るように前記頂点を移動する手段と、前記オブジェクトの画像を含む視界画像を合成する手段
とを３次元ゲーム装置に実現させるためのプログラムを
含むことを特徴とする情報記憶媒体。
【請求項１９】請求項１８において、前記視点を始点とし前記頂点又は複数の頂点により特定
される点を終点とする第３のベクトルの長さ又は前記視
点を原点とした場合の前記第３のベクトルの奥行き座標
が、所与の値以下であると判断された場合に、前記視点
を始点とし前記第３のベクトルと方向が同一で且つ長さ
がＮ倍になる第４のベクトルの終点に前記頂点を移動す
ることを特徴とする情報記憶媒体。
【請求項２０】請求項１８又は１９において、前記第１のオブジェクト又は第１のポリゴン又は第１の
曲面の描画優先順位とほぼ同一の描画優先順位で、移動
された頂点により構成される第２のオブジェクト又は第
２のポリゴン又は第２の曲面の描画処理を行うことを特
徴とする情報記憶媒体。