JP3212255B2 - 画像合成装置及び画像合成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像合成装置に関
し、特に時間軸にそって動くオブジェクトの画像を合成
する画像合成装置に関する。

【０００２】

【背景の技術】従来より、映像やゲーム装置等において
コンピュータグラフィクス（以下ＣＧという）を用い
て、複数のオブジェクトが連結して構成されたオブジェ
クトの集合体の動きを表示することが行われている。単
独のオブジェクトであれば、３次元空間のワールド座標
系における当該オブジェクトの座標及び方向を時系列に
求めることにより、当該オブジェクトの動きを表示する
ことができる。

【０００３】ところが、例えば人体等のように手足や頭
等の複数のオブジェクトを連結して構成されたオブジェ
クトの集合体においては、手足や頭等の各オブジェクト
は固定されておらず、個々別々に運動する。

【０００４】このような、オブジェクトを連結して構成
されたオブジェクトの集合体の動きをＣＧで表示するた
めには、各フレーム毎に変化するオブジェクトの集合体
のワールド座標系における配置のみならず、当該オブジ
ェクトの集合体を構成する各オブジェクトの、前記集合
体毎に有しているローカル座標系における動きを表す情
報も必要となる。この様なオブジェクトの集合体を構成
する各オブジェクトのローカル座標系における動きを表
す情報を、各フレーム毎に表したデータをモーションデ
ータといい、該モーションデータを用いて、オブジェク
トの集合体の動きを表示することにより、人体等の複雑
な動きをリアルに表現することができる。

【０００５】従来、ポリゴン又は自由曲面等で構成され
た３次元オブジェクトを用いて画像合成を行うゲーム装
置等では、前記のモーションデータを予めワークステー
ション等の三次元ＣＧツール上で作成して、ゲーム機の
メモリに記憶させておくよう構成されていた。

【０００６】ところが、この様なモーションデータを全
フレームの全三次元オブジェクトについてベタ形式で記
憶させると、そのデータ量は膨大となる。そこで、従来
よりベタ形式のモーションデータに対し、ランレングス
圧縮等の圧縮を施し、ゲーム機上で展開しつつ再生する
方式が行われていた。

【０００７】しかし、特に三次元ＣＧの場合、この様な
モーションデータは膨大であり、ベタ形式は言うまでも
なく、一旦ベタ形式に展開されてしまったモーションデ
ータを圧縮したところで効果的な圧縮率が得られないと
いう欠点があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】メモリや外部記憶装置
の容量に厳しい制限があるハードウエア、例えばゲーム
機等では、モーションデータをいかに削減するかが重要
な問題となり、効果的な圧縮方法が望まれていた。

【０００９】本発明はこの様な課題に鑑みてなされたも
のであり、モーションデータ及びモーションデータを得
るためのデータの少なくとも１つを効果的に削減して画
像合成を行う画像合成装置を提供することである。

【００１０】なお、本文中、モーションデータ、モーシ
ョンに関するデータ、モーション生成情報、モーション
情報と複数の類似した用語を以下のように使い分けして
いる。すなわち、モーションデータについては前述した
通りであり、モーションに関するデータとは文字通りモ
ーションに関するデータであるが、従来はモーションデ
ータのリアルタイム生成を行っていなかったので、モー
ションに関するデータとは、ベタ形式（又はそれを圧縮
した）のモーションデータのことであった。

【００１１】ところが、本発明においては、モーション
データのリアルタイム生成を行っているため、モーショ
ンに関するデータとは、モーションデータ、モーション
生成情報、モーション情報をふくむことになる。ここに
おいて、モーション生成情報、モーション情報が、モー
ションデータを得るためのデータである。いいかえれ
ば、モーションデータを生成するもとになる情報のこと
であり、本発明ではモーション生成情報記憶手段に記憶
されているモーション生成情報のことである。また、本
発明においてはモーション生成情報は、モデル情報記憶
手段に記憶されたモデル情報と、モーション情報記憶手
段に記憶されたモーション情報によって構成されてい
る。モーション情報記憶手段に記憶されたモーション情
報は、後述するように、あるフレームにおけるモーショ
ンデータと、他のフレームのモーションデータを生成す
るための情報が記憶されているが、以下、モーション情
報といったら、これらのモーション情報記憶手段に記憶
された情報をさす。

【００１２】また、モーション生成情報、モーション情
報とは、本発明において使われる概念であるのにたい
し、モーションデータという用語は、前述した通りの一
般的意味で、従来例および本発明の説明のいずれの場合
にも使用する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、時間
軸にそって動くオブジェクトの画像を合成する画像合成
装置であって、当該オブジェクトのモーションを生成す
るための少なくとも１つのキーフレームのキーフレーム
情報を記憶するキーフレーム情報記憶手段と、前記キー
フレーム情報記憶手段に記憶されたキーフレーム情報に
基づき、他のフレームのオブジェクトのモーションデー
タをリアルタイムに生成するモーションデータ生成手段
とを含むことを特徴とする。

【００１４】ここにおいて、キーフレームとは当該フレ
ームのモーションを規定するための情報が与えられてい
るフレームを言う。また、キーフレーム情報とは当該フ
レームのモーションを規定するための情報、例えば座標
や回転角等の狭義のキーフレーム情報のみならず、キー
フレーム間の補間情報、さらには１つのキーフレームか
らの他のフレームのモーションに関する情報を生成する
情報等も含んだ概念である。

【００１５】請求項１の様にするとキーフレーム情報に
基づいて、他のフレームのモーションデータをリアルタ
イムに生成するため、モーションデータによるメモリの
消費を押さえることが出来る。

【００１６】請求項２の発明は、請求項１において、前
記キーフレーム情報記憶手段は、モーションを規定する
各モーションデータ及び各モーションデータの各成分の
少なくとも１つである各要素の変化に基づき、各要素毎
に独立して設定されたキーフレームに対するキーフレー
ム情報を記憶することを特徴とする。

【００１７】ここにおいて、モーションを規定するため
の要素とは、１つのフレームの画像を合成するための複
数のモーションデータの内の１つのモーションデータで
あり、所与のオブジェクトの座標や回転角等の値、また
これらの値が各座標軸等の成分値として表されている場
合はその成分値等を言う。

【００１８】本発明ではキーフレームは各要素毎に必要
に応じて設定する。すなわち、ある要素Ａについてはそ
の変化の具合から、ａ１、ａ２の２つのキーフレームが
必要で、他の要素Ｂについてはその変化の具合から、ｂ
１、ｂ２の２つのキーフレームが必要な場合、ａ１、ａ
２とｂ１、ｂ２とは独立に設定されている。

【００１９】従って、キーフレーム毎に全要素の値を記
憶する場合に比べて、キーフレーム情報記憶手段に記憶
する情報量を削減することが出来る。

【００２０】また、各要素毎に必要に応じてキーフレー
ムを設定するため、一連のモーションを通じて変化しな
い要素については、キーフレームは一つだけでよい。さ
らに、一連のモーションを通じて変化しない要素であ
り、かつその値が特定の値の場合は、キーフレームすら
設定する必要がない。

【００２１】以上のような工夫によってキーフレーム自
体もコンパクトにまとめることが出来る。

【００２２】請求項３の発明は、請求項１、請求項２の
いずれかにおいて、前記キーフレーム情報記憶手段は、
キーフレーム情報として、時間軸にそって動くオブジェ
クトのモーションの変化の仕方を規定するための手続情
報を記憶し、前記モーションデータ生成手段は、前記手
続情報に基づき他のフレームのオブジェクトのモーショ
ンデータをリアルタイムに生成することを特徴とする。

【００２３】前記手続情報には２つのキーフレーム間の
補間情報だけでなく、ある手続に従ったモーションデー
タのリアルタイム生成のための、時間の進行に伴うモー
ションデータの変化の仕方の情報等が含まれる。

【００２４】本発明では、キーフレーム情報記憶手段に
記憶された手続情報に基づき、モーションデータをリア
ルタイムに生成することができるため、モーションデー
タによるメモリの消費を押さえることが出来る。

【００２５】請求項４の発明は、請求項１〜請求項３の
いずれかにおいて、前記キーフレーム情報記憶手段は、
前記キーフレーム情報を、予め定められた所定の形式で
記述されたモーション生成用手続言語として記憶し、前
記モーションデータ生成手段は、前記手続言語をリアル
タイムに解釈して実行するインタプリタであることを特
徴とする。

【００２６】本発明では、キーフレーム情報をモーショ
ン生成用手続言語として記憶し、インタプリタが該モー
ション生成用手続言語を、リアルタイムに解釈して逐次
実行してモーションデータをリアルタイムに生成するこ
とができる。従って、生成されたモーションデータを一
次保持するためのワークエリアのメモリも少なくて済
む。

【００２７】また前記モーション生成用手続言語はイン
タプリタによって逐次実行されるため、連続した進行を
妨げること無く、実行途中にキーフレーム情報を変更す
ることが出来る。さらに、インタプリタによって逐次実
行されるため、実行途中にキーフレーム情報を変更して
も再コンパイルの必要が無いため、試行錯誤により動き
を画面で確認しながらのキーフレーム情報の作成、変更
を容易に行うことができる。

【００２８】従って、当該画像合成装置を画像の開発環
境に用いる場合等は、データの変更に迅速に対応した画
像合成が行えるため、開発効率の向上を図ることが出来
る。

【００２９】また、例えば当該画像合成装置をゲーム装
置に適用する場合、前記インタプリタを開発環境用ワー
クステーション上に実装しておけば、ゲーム機の種類に
関係なく実際のゲーム機上で行われるインタプリタの機
能を実現できるので、正確なモーション設計をスムーズ
に行うことが可能になり、開発作業効率が上がる。

【００３０】また、ゲーム機と同様に、開発環境である
ワークステーション等のメモリの使用量を抑える効果が
ある。さらに、ゲーム機本体が無くても、インタプリタ
を用いてゲームの開発が可能となる。

【００３１】請求項５の発明は、請求項３又は請求項４
のいずれかにおいて、前記キーフレーム情報記憶手段
は、前記手続情報として、手続により規定されるモーシ
ョンの変化の仕方を変更するためのパラメータを含むこ
とを特徴とする。

【００３２】本発明では、同一の手続でもパラメタをか
えることにより、モーションデータの変化の仕方を変更
することが出来る。従って、パラメタを変更するだけ
で、バライティに富んだ動きを作り出すことが可能とな
る。

【００３３】請求項６の発明は、請求項４又は請求項４
に従属する請求項５のいずれかにおいて、前記キーフレ
ーム情報記憶手段は、前記モーション生成用手続言語を
バイナリー形式で記憶していることを特徴とする。

【００３４】この様にすると手続情報がアスキー形式で
格納されている場合に比べて、モーション情報生成手段
が前記手続情報を解釈する際の解釈時間が短くてすむた
め、リアルタイム性を損なうこと無く、モーションデー
タを生成し、画像合成を行うことが出来る。

【００３５】また、この様にするとアスキー形式で格納
させる場合に比べて、データ量を削減することも出来
る。

【００３６】請求項７の発明は、複数のオブジェクトを
関節により連結して構成されたオブジェクトの集合体が
時間軸にそって動く画像を合成する請求項１〜請求項６
のいずれかの画像合成装置であって、前記キーフレーム
情報記憶手段は、オブジェクトの集合体が時間軸にそっ
て動く際の前記キーフレーム情報のうち、各関節の回転
角及び当該集合体を構成する各オブジェクトの相対的な
位置関係を表す方向成分に関する情報の少なくとも１つ
を含んで記憶するモーション情報記憶手段と、オブジェ
クトの集合体で表現されるモデル毎に、各モデルに固有
の情報及び各モデルの各関節間の長さを規定する情報の
少なくとも１つをモデル情報として記憶するモデル情報
記憶手段とを含み、前記モーションデータ生成手段は、
前記モーション情報及びモデル情報に基づきモーション
データをリアルタイムに生成するよう構成され、１つの
モデルのオブジェクトの集合体の関節による連結構造と
他のモデルのオブジェクトの集合体の関節による連結構
造とが等しい場合には、それらのモデル間でモーション
情報を共通して使用することを特徴とする。

【００３７】請求項８の発明は、複数のオブジェクトを
関節により連結して構成されたオブジェクトの集合体が
時間軸にそって動く画像を合成する画像合成方法であっ
て、オブジェクトの集合体が時間軸にそって動く際のモ
ーションデータ及びキーフレーム情報の少なくとも１つ
の、各関節の回転角及び当該集合体を構成する各オブジ
ェクトの相対的な位置関係を表す方向成分に関する情報
の少なくとも１つを含むモーション情報と、オブジェク
トの集合体で表現されるモデル毎に、各モデルに固有の
情報及び各モデルの各関節間の長さを規定する情報の少
なくとも１つを含むモデル情報とを独立して記憶させて
おき、前記オブジェクトの集合体の動きを、前記オブジ
ェクトの集合体に対応するモデル情報及び表示すべきオ
ブジェクトの集合体の動きに対応するモーション情報と
に基づき画像合成を行う際に、１つのモデルのオブジェ
クト集合体の関節による連結構造と他のモデルのオブジ
ェクトの集合体の関節による連結構造とが等しい場合に
は、それらのモデル間では、モーション情報を共通して
使用することを特徴とする。

【００３８】従来は、オブジェクトの集合体毎にモデル
情報とモーション情報を一体としたモーションデータと
して管理していたため、異なるモデル間では、例え関節
による連結構造が同じでも、それぞれ独自にモーション
データを有していた。しかし、本発明では従来のモーシ
ョンデータをその要素毎に、モデルに固有の情報（モデ
ルの各関節間の長さも含む）であるモデル情報と、それ
以外に分離し、前者をモデル情報とし、後者をモーショ
ン情報として独立して管理している。

【００３９】従って、関節による連結構造が同じモデル
の画像合成に際しては、モデル情報を変えるだけで、同
一のモーション情報を共通して使用することができるの
で、モーション情報の削減を図ることができる。

【００４０】例えばモーション情報としてモーション情
報Ａ、モーション情報Ｂがあり、複数のオブジェクトを
関節により連結して構成されたオブジェクトの集合体で
あって、関節による連結構造が等しいモデルＸ、モデル
Ｙ、モデルＺがある場合、モーション情報Ａに基づきモ
デルＸ、モデルＹ、モデルＺを動かすことが可能で、モ
ーション情報Ｂに基づきモデルＸ、モデルＹ、モデルＺ
を動かすことが可能である。

【００４１】ここにおいて、関節による連結構造が等し
いとは、例えば人間の大人とこどもや、足の長い人と短
い人等である。すなわち各関節間の距離は異なっても、
連結構造は等しい場合、関節による連結構造が等しいと
いう。

【００４２】従って本発明では、各関節間の距離に基づ
く情報、例えば腕の長さや足の長さはモデル情報として
もつことになる。

【００４３】この様にすることで、大人と子ども、足の
長い人と短い人、猫とライオンのように一部又は全部大
きさの異なるモデル群にたいしても、関節による連結構
造が等しければ、共通してモーション情報を使用するこ
とが可能となる。

【００４４】従って、異なるモデル間でモーション情報
を有効に使い回すことが可能となり、モーション情報に
よるメモリ消費を押さえることが出来る。また、モデル
群とモーション情報の組み合わせを変えることによっ
て、各モデルの動きにバリエーションを与えることが出
来る。

【００４５】請求項９の発明は、時間軸にそって動くオ
ブジェクトの画像を合成する画像合成装置であって、オ
ブジェクトのモーションを生成するためのモーション生
成情報を記憶するモーション生成情報記憶手段と、所与
のオブジェクトの所与の期間内の一連のモーションを生
成するための処理単位である複数のキャラクタパーツ
を、前記モーション生成情報記憶手段に記憶されたモー
ション生成情報を読み出して実行するキャラクタパーツ
実行手段を含み、前記キャラクタパーツ実行手段は、１
つのキャラクタパーツにおいて使用されるモーション生
成情報が他のキャラクタパーツにおいて使用されるモー
ション生成情報と共通する場合、共通するモーション生
成情報については、１つのキャラクタパーツの処理の実
行と他のキャラクタパーツの処理の実行において共通し
て使用することを特徴とする。

【００４６】請求項１０の発明は、時間軸にそって動く
オブジェクトの画像を合成する画像合成方法であって、
オブジェクトのモーションを生成するためのモーション
生成情報を記憶させておき、所与のオブジェクトの所与
の期間内の一連のモーションを生成するための処理単位
である複数のキャラクタパーツを実行する際に、１つの
キャラクタパーツにおいて使用されるモーション生成情
報が他のキャラクタパーツにおいて使用されるモーショ
ン生成情報と共通する場合、共通するモーション生成情
報については、１つのキャラクタパーツの実行と他のキ
ャラクタパーツの実行において共通して使用することを
特徴とする。

【００４７】ここにおいて、キャラクタパーツとは少な
くとも１つのオブジェクトの所与の期間におけるモーシ
ョン生成するための処理単位を指す。従って、オブジェ
クトの集合体を構成する各オブジェクトのモーションを
生成する複数のキャラクタパーツを組み合わせて、オブ
ジェクトの集合体の動きを生成するよう構成することも
できる。

【００４８】また、同一のオブジェクトにおける所与の
期間のモーションを生成するキャラクタパーツを、当該
期間をさらに分割した期間のキャラクタパーツを組み合
わせて生成するよう構成することもできる。

【００４９】本発明では、異なるキャラクタパーツにお
いて使用されるモーション生成情報が共通する場合は、
共通して使用することができるので、モーション生成情
報記憶手段に記憶する情報量を削減することが出来る。

【００５０】また、目的とするモーションを実現するた
めに、それを構成する小さな単位に分割してキャラクタ
パーツを設定し、それら小さな単位であるキャラクタパ
ーツを組み合わせてモーションのコントロールを行うと
いう設計法が可能となり、複雑なモーションの設計が容
易になる。さらにキャラクタパーツの組み合わせ次第
で、モーションの設計、生成に応用がきくので、変化に
富んだ動きの表現が可能となる。

【００５１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について説明する。

【００５２】図１には、本発明の画像合成装置を用いて
ゲーム装置１０を構成した場合の機能ブロック図が示さ
れている。

【００５３】本実施の形態のゲーム装置１０は、操作部
２０、コンピュータ本体（システム基板）１２、表示部
９０とを含んで構成されている。

【００５４】前記操作部２０は、プレーヤがゲーム用の
入力信号を前記コンピュータ本体（システム基板）１２
に入力するためのもので、ゲームの種類、内容に応じた
各種操作が行えるよう構成されている。

【００５５】前記表示部９０は、コンピュータ本体（シ
ステム基板）１２の演算結果に基づき、ゲーム空間の所
定の範囲を画像表示出力する。

【００５６】コンピュータ本体（システム基板）１２
は、ゲームプログラム実行部１４、キャラクタパーツ管
理部３０、画像合成部４０、モーション生成情報記憶部
６５、オブジェクト情報記憶部８０とを含んで構成され
ている。

【００５７】前記ゲームプログラム実行部１４は、前記
操作部２０からの操作信号および所定のプログラムに基
づき、ゲーム演算を行うものである。該ゲームプログラ
ムは後述するキャラクタパーツを組み合わせて実行する
よう構成されており、各キャラクタパーツ間の実行の管
理及び各キャラクタパーツにおいてモーションデータを
生成する際にキャラクタパーツ管理部３０に制御を渡す
よう構成されている。従って、前記ゲームプログラム実
行部１４及びキャラクタパーツ管理部３０が、キャラク
タパーツ実行手段として機能する。

【００５８】ところで、例えば人体等は手足や頭等は固
定されておらず、個々別々に運動する。すなわち人間の
身体は首、肩、肘、手首、指、腰、膝等の関節によって
リンクされた物体が個々に動くため、それぞれが人体と
いうローカル座標系における配置情報を有し、ワールド
座標系のなかに、前記人体が配置されているみなすこと
が出来る。

【００５９】人間の身体のように複数のオブジェクトが
関節によってリンクされたオブジェクトの集合体の動き
をＣＧで表示するためには、関節で切り取った各オブジ
ェクトそれぞれを３次元座標上に配置する必要がある。
従って、変化する各オブジェクトのオブジェクトの集合
体のローカル座標系における動きを表示するための情報
が必要となる。

【００６０】この様な情報は、従来は各フレーム毎のベ
タ形式のモーションデータとして記憶されていたが、本
実施の形態では、モーションデータを生成するための情
報（以下モーション生成情報という）がモーション生成
情報記憶部６５に記憶されている。

【００６１】モーション生成情報記憶部６５は、オブジ
ェクトの集合体が時間軸にそって動く際の、各関節の回
転角を含む情報であるモーション情報を記憶するモーシ
ョン情報記憶部６０と、オブジェクトの集合体で表現さ
れるモデル毎に、各モデルに固有の情報及び各モデルの
各関節間の長さを規定する情報であるモデル情報を記憶
するモデル情報記憶部７０とを含んで構成されている。

【００６２】モーション情報記憶部６０には、前記モー
ション情報が、後述するキーフレーム情報を予め定めら
れた所定の形式を有するモーション生成用手続言語で記
述したものとして、バイナリー形式で格納されている。

【００６３】モデル情報記憶部７０は、各モデルに固有
の情報として、モーション情報によって生成されるモー
ションデータを各モデルごとにモーションデータに対応
させるための情報が記憶されている。具体的には、各モ
デル毎に、各モデルを構成する各オブジェクトのオブジ
ェクト情報をオブジェクト情報記憶部８０から読み出す
場合の識別番号を記憶している。また、前述したように
各モデルの各関節間の距離も記憶している。

【００６４】なお、モーション情報記憶部６０に記憶さ
れたモーション情報は、フレーム毎に生成されるモーシ
ョンに応じて変化する可能性のある情報であり、モデル
情報記憶部７０に記憶されるモデル情報は、一連のフレ
ームにおいて変化しない情報（但し、表現の可能性を広
げるために、一連のフレームの途中でモデル情報の一部
を差し替えることは可能である）であるが、いずれも、
後述するように、キーフレーム情報記憶手段として機能
する。

【００６５】前記キャラクタパーツ管理部３０は、ゲー
ム空間におけるオブジェクト又はオブジェクトの集合体
として構成されるキャラクタの各キャラクタパーツにお
けるモーション生成を、モーション生成情報記憶部６５
に記憶された情報に基づき管理実行するよう構成されて
いる。

【００６６】ここにおいて必要となるモーションデータ
を生成しているのが、モーションデータ生成部５０であ
る。すなわち、モーションデータ生成部５０は、モデル
情報記憶部７０に記憶されているモデル情報に基づき、
モーション情報記憶部６０に記憶されているモーション
生成用手続言語をリアルタイムに解釈して逐次実行する
インタプリタとして機能する。具体的には、モーション
生成用手続言語とモデル情報である各モデルの各関節間
の距離とに基づきその瞬間のモーションデータを生成
し、モデル情報であるオブジェクト情報の識別番号によ
りオブジェクト情報に対応づけするのである。

【００６７】オブジェクト情報記憶部８０は、ゲーム空
間内の各オブジェクトの形状及び外観にかかる情報を記
憶するものであり、ポリゴン情報記憶部８２とテクスチ
ャ情報記憶部８４とを含んでいる。すなわち、本ゲーム
装置においては、各オブジェクトはポリゴンの組み合わ
せによってモデリングされていて、各ポリゴンにはそれ
ぞれのオブジェクトの外観を表すテクスチャがマッピン
グされる。

【００６８】前記ポリゴン情報記憶部８２には、各オブ
ジェクトの形状を表す情報として、該オブジェクトを構
成する各ポリゴンの頂点座標と、それぞれのポリゴンに
マッピングするテクスチャとが対応して記憶される。前
記頂点座標は各オブジェクト毎にそれぞれ設けられた座
標系（ボディ座標系）における各頂点の位置座標として
記憶されている。

【００６９】また、前記テクスチャ情報記憶部８４に
は、これらのポリゴンにマッピングするテクスチャのテ
クスチャ情報が記憶される。ここで、テクスチャ情報と
は表示物の色や模様等の情報を意味する。

【００７０】この様なポリゴン情報及びテクスチャ情報
をオブジェクト情報と呼び、該オブジェクト情報は、オ
ブジェクト毎に所定の識別番号に対応して記憶されてい
る。

【００７１】前記画像合成部４０は、前記ゲームプログ
ラム実行部１４及び前記キャラクタパーツ管理部３０の
演算結果に基づき、オブジェクト情報記憶部８０に記憶
されたオブジェクト情報を読み出し、ゲーム画面の画像
合成を行い、表示部９０に表示させる機能を有してい
る。

【００７２】具体的には、前記画像合成部４０は、オブ
ジェクトを構成するポリゴンを、ワールド座標系（Ｘ
ｗ，Ｙｗ，Ｚｗ）で表現されるゲームステージ上に配置
するための演算を行う。すなわち、前記ポリゴン情報記
憶部７２には、オブジェクトを構成するポリゴンの位置
情報がオブジェクトのボディ座標系における座標情報と
して記憶されている。前記画像合成部４０は、ゲームプ
ログラム実行部１４で演算したオブジェクトの集合体等
の位置情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）及び方向情報（θ，φ，ρ）
に基づいて、平行移動、回転、反転、拡大、縮小等の３
次元座標変換を施し、各ポリゴンの位置情報をワールド
座標系（Ｘｗ，Ｙｗ，Ｚｗ）での位置座標に変換してい
る。

【００７３】このときオブジェクトの集合体として構成
されている各オブジェクト及びそれを構成するポリゴン
の位置情報は、各オブジェクトの集合体の位置情報
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）及び方向情報（θ，φ，ρ）とモーショ
ンデータ生成部５０によって生成された該オジェクトの
モーションデータに基づき演算する。

【００７４】次に、各オブジェクトについてそれを構成
するポリゴンを所与の視点を基準とした視点座標系（Ｘ
ｖ，Ｙｖ，Ｚｖ）へ座標変換する処理を行う。その後、
クリッピング処理等を施し、スクリーン座標系（Ｘｓ，
Ｙｓ）への透視投影変換処理を行う。そして、こうして
得られたスクリーン座標系（Ｘｓ，Ｙｓ）での画像情報
に基づいて前記表示部９０はゲーム空間の所定の範囲を
画像表示出力する。

【００７５】次に、キーフレーム情報によるモーション
データの生成について具体的に説明する。

【００７６】図２は、各フレームにおける人体オブジェ
クトの動きとモーションデータの関係を表した図であ
る。同図の人体オブジェクトは複数のオブジェクトを関
節Ｋ１〜Ｋ８によってリンクしたオブジェクトの集合体
として構成したものである。Ｆ（１）、Ｆ（２）、…、
Ｆ（ｎ）は、人体オブジェクトのモーションを表した一
連のフレームである。この様なオブジェクトの集合体の
各オブジェクトの動きを規定するためのモーションデー
タを、例えば各Ｋ１〜Ｋ８における回転角Ｋ１θ〜Ｋ８
θとして規定することが出来る。なお、ここでは説明の
ため、１軸の回転のみについて取り出している。実際に
は３軸回転なので、この３倍の情報量になる。また、手
足の長さ自体が変わったり、体から外れたりすると、３
軸の平行移動も加わり、この６倍の情報量になる。

【００７７】従って、この様な場合モーションデータを
ベタデータで持つと、図２に示すように各フレーム毎に
回転角Ｋ１θ〜Ｋ８θをメモリ３００に記憶させておく
必要がある。

【００７８】本実施の形態では、モーションに関するデ
ータ量を削減するために以下のような各種の構成を採用
している。

【００７９】まず第一に、本実施の形態では、予め作成
したモーションデータをベタデータとしてメモリに記憶
させておくのではなく、モーション生成情報記憶部６５
に、モーションデータを生成するための情報をモーショ
ン情報と、モデル情報として記憶させ、これらの情報に
基づき、その瞬間のモーションデータをリアルタイムに
生成するよう構成している。

【００８０】すなわち、キーフレームのモーションデー
タと補間方法をキーフレーム情報として格納し、他のフ
レームのモーションデータは前記キーフレーム情報に基
づきモーションデータ生成部５０でリアルタイムで生成
するよう構成している。

【００８１】図３（Ａ）（Ｂ）は、従来の方式及びキー
フレーム間のリアルタイム補間によるモーションに関す
るデータ量の削減の例を示した図である。

【００８２】同図（Ａ）は、従来の方式のメモリ上のモ
ーションデータ３１０と表示に使う各フレーム毎のモー
ションのデータ３２０の関係を示した図である。メモリ
上のモーションデータ３１０のデータ（３１１、３１２
…）は、所与のオブジェクトのモーションデータの値
を、フレーム毎に時系列に記憶したものである。すなわ
ち、例えば図２にしめすモーションデータの１つの要素
であるＫ１θについての一連のフレーム毎データＫ１θ
（１）〜Ｋ１θ（ｎ）の値を表している。

【００８３】また、表示に使う各フレーム毎のモーショ
ンデータ３２０のデータ（３２１、３２２…）は、所与
のオブジェクトを実際に表示する際に使うモーションデ
ータをフレーム毎に時系列に表したものである。

【００８４】従来はモーションデータをベタデータでメ
モリに記憶させていたため、図３（Ａ）に示すように、
実際に使用するモーションデータ３２１、３２２がその
ままメモリ上にモーションデータ３１１、３１２として
記憶されていた。

【００８５】同図（Ｂ）は、本実施の形態におけるメモ
リ上のモーション生成情報３１０’と表示に使う各フレ
ーム毎のモーションデータ３２０’の関係を示した図で
ある。メモリ上のモーション生成情報３１０’のデータ
（３１１’、３１３’、３１４’、３１５’）は、所与
のオブジェクトのキーフレームにおけるモーションデー
タ（３１１’、３１３’）とその補間方法に関する情報
（３１４’、３１５’）である。すなわち、例えば図２
に示すモーションデータＫ１θに対してのキーフレーム
をＦ（１）とＦ（ｎ）とすると、モーションデータ（３
１１’、３１３’）には、前記キーフレームのモーショ
ンデータＫ１θ（１）とＫ１θ（ｎ）の値のみが記憶さ
れておりその間の他のフレームのデータはメモリ上には
有しておらず、その補間方法に関する情報（３１４’、
３１５’）を記憶している。同図（Ｂ）ではベジェ曲線
を用いた補間方法の例を示しているので、補間方法に関
する情報（３１４’、３１５’）は、曲線３３０の傾き
と変曲点の位置関係によって定まる長さの情報を有して
いる。

【００８６】なお、キーフレーム間の補間方法にもスプ
ライン曲線を用いるものやベジェ曲線を用いるもの、エ
ルミート補間等の様々な種類があるため、複数の補間方
法を用いる場合はその補間方法の種類を特定するための
情報も必要となり、これらの情報も含めてキーフレーム
情報という。

【００８７】このように、モーション生成情報記憶部６
５は、キーフレーム情報を記憶しており、キーフレーム
情報記憶手段として機能する。そして、モーションデー
タ生成部５０が前記キーフレーム情報に基づきキーフレ
ーム以外のモーションデータ（３２２’…）をリアルタ
イムに生成することにより、表示に使う各フレーム毎の
モーションデータ３２０’のデータ（３２１’、３２
２’…）を得ることができる。

【００８８】また本実施の形態のゲーム装置では、キー
フレーム情報からモーションデータをリアルタイムに生
成することにより、メモリ上のモーションに関する情報
を削減するために、以下のような種々の構成も有してい
る。

【００８９】まず、図３において説明したキーフレーム
情報は、モーションを規定する個々の要素毎に必要に応
じて設定される。要素とは、例えば図２における、人体
オブジェクトの各関節Ｋ１〜Ｋ８の個々の関節のごと
く、１つのフレームの画像を合成するための複数のモー
ションデータの内の１つのモーションデータであり、所
与のオブジェクトの座標や回転角等の値、またこれらの
値が各座標軸等の成分値として表されている場合はその
成分値等を言う。

【００９０】これらの各関節に対してキーフレームを設
定する場合、各関節毎のデータの変化に応じて、独自に
キーフレーム情報が設定される。すなわち、異なる要素
間で、異なるキーフレーム及び異なる補間方法を設定す
ることが可能である。

【００９１】この様にすると、例えば一連のモーション
を通じて複雑な変化をする要素については、多くのキー
フレームを設定することにより、正確な動きを再現する
ことが出来る。また、一連のモーションを通じて変化し
ない要素については、キーフレームは一つだけでよい。
例えばある関節のρ方向の回転角の成分が常に一定の場
合等である。また、モデル情報の１つである各関節間の
長さ、すなわち例えば人体の肩から肘までの距離等は、
そのモデルに特有の情報であり、モデルのモーションを
通じて変化しない要素であるため、本実施の形態では、
これを個々のフレーム毎に持たず、モデル情報として１
つだけ記憶している。

【００９２】なお、特殊な例として、リアルタイムに腕
の長さが変化するような表現も可能である。この様な場
合、リアルタイムにオブジェクトの形状の情報を変更す
るのと同時に、このモデル情報中の関節間の長さも変更
することによって実現している。

【００９３】さらに、一連のモーションを通じて変化し
ない要素については（オブジェクト情報記憶部に記憶さ
れている状態を基準状態とすれば、該基準状態と等しい
場合等）、キーフレームすら設定する必要はない。

【００９４】また、この様にキーフレームに対する補間
方法を指定することにより、他のフレームのモーション
データを生成する場合、補間方法をモーションの変化の
仕方を規定するための手続情報とみなすことができる。
従って異なる補間方法を用いたい場合、手続情報として
異なる補間方法を指定することにより容易に実現するこ
とが可能となる。

【００９５】また、同じ補間方法であっても、パラメタ
を変更することにより、モーションの変化の仕方を変更
することができる。例えば図３（Ｂ）において、補間方
法に関する情報（３１４’、３１５’）をパラメタとみ
なすことが出来、該補間方法に関する情報（３１４’、
３１５’）の値を変更することで、同じベジェ曲線によ
る補間であっても、様々に異なる変化の仕方を実現する
ことが可能となる。

【００９６】また、キーフレームのモーションデータ
（３１１’、３１３’）も、補間方法に関するパラメタ
では無いがパラメタであることには変わりなく、該値を
変更することによって、異なるモーションを実現するこ
とが可能となる。

【００９７】さらに本実施の形態では、前記キーフレー
ム情報は前述したように、予め定められた所定の形式で
記述されたモーション生成用手続言語で記憶されてい
る。

【００９８】前記モーション生成用手続言語とは、前記
インタプリタがキーフレーム情報を解釈して逐次実行出
来るような所定のフォーマットに従って手続、パラメ
タ、データを指定するための言語である。

【００９９】例えば、図３（Ｂ）においてメモリ上のモ
ーション生成情報３１０’として記憶されているキーフ
レーム情報は、手続きとして補間方法がベジェ補間であ
る旨を指定するコード、パラメタとして、該補間方法に
関する情報（３１４’、３１５’）、そしてデータとし
て該補間方法で補間すべきモーションデータの識別とそ
の値、フレーム番号を指定した手続言語の形式で記憶さ
れている。

【０１００】なお、本実施の形態では該モーション生成
用手続言語をインタプリタが解釈して逐次実行する際の
解釈時間を短縮出来るように、予めバイナリー形式に変
換してモーション生成情報記憶部６５に記憶させてい
る。

【０１０１】次にモデル情報とモーション情報の独立管
理によるモーションデータの圧縮について説明する。

【０１０２】図４（Ａ）（Ｂ）は、従来の方式と本発明
の方式によるモデル情報とモーション情報の独立管理に
よるモーションデータの圧縮の例を示した図である。

【０１０３】同図（Ａ）は、従来の方式によるメモリ上
のモーションデータ４１０と出力される映像４２０の関
係を示している。例えば、巨人、子ども、足の長い人と
いう異なるモデルの映像出力を行う際、従来は同図に示
すようにそれぞれのモデルがそれぞれにモーションデー
タ６２０、６３０、６４０とを有している必要があっ
た。

【０１０４】ところが、本発明による方式では、モデル
に固有の情報はモデル情報記憶部７０に、そして、各モ
デルを構成する各オブジェクトの位置関係に関する情報
のうち、モデルに固有の情報を含まないものは、モーシ
ョン情報としてモーション情報記憶部６０に記憶されて
いる。この様にすると、例えば、巨人、子ども、足の長
い人という異なるモデルであっても、その関節による連
結構造が等しい場合には、同一のモーション情報を共通
して使用することが可能となる。

【０１０５】図９（Ａ）（Ｂ）は、モーション情報とモ
デル情報の関係を示した図である。

【０１０６】同図（Ａ）（Ｂ）には、２つのオブジェク
トが関節Ｋによって連結されているオブジェクトの集合
体ＯＢ、ＯＢ’が示されている。

【０１０７】オブジェクトの集合体ＯＢ、ＯＢ’をワー
ルド座標系に配置するためには、同図（Ａ）の場合、点
Ａ、Ｂの座標とＭ１、Ｍ２の回転角が与えられればよ
い。この様な場合、Ｍ１とＭ２は連結しているため、通
常、Ｍ１とＭ２の集合体としてのワールド座標系におけ
る位置情報として、点Ａのワールド座標系における位置
座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）とＭ１の方向情報（θ１，φ１，ρ
１）を与え、Ｍ２の位置情報をモーションデータとして
与える。Ｍ２のモーションデータとしては、一般にＡＢ
間の距離ｄと点Ｂを原点とするボディ座標系におけるＭ
２の方向情報（θ２，φ２，ρ２）を与える。すなわ
ち、ワールド座標系における位置情報とモーションデー
タを与えることにより、オブジェクトの集合体ＯＢをワ
ールド座標系に配置する。

【０１０８】また、同図（Ｂ）の場合、オブジェクトの
集合体ＯＢのワールド座標系に配置するために、点Ａ’
のワールド座標系における位置座標（Ｘ’、Ｙ’、
Ｚ’）とＭ１の方向情報（θ１’，φ１’，ρ１’）
と、Ｍ２’のモーションデータを与える。Ｍ２’のモー
ションデータは、Ａ’Ｂ’間の距離ｄ’と点Ｂ’を原点
とするボディ座標系におけるＭ２’の方向情報（θ
２’，φ２’，ρ２’）である。

【０１０９】従って、従来の方式では、オブジェクトの
集合体ＯＢのモーションデータとして、ＡＢ間の距離ｄ
とＭ２の方向情報（θ２，φ２，ρ２）を、オブジェク
トの集合体ＯＢ’のモーションデータとして、Ａ’Ｂ’
間の距離ｄ’とＭ２’の方向情報（θ２’，φ２’，ρ
２’）を有していた。

【０１１０】しかし、オブジェクトの集合体ＯＢ、Ｏ
Ｂ’は関節による連結構造が等しいため、本発明の方式
の場合、オブジェクトの集合体ＯＢ、ＯＢ’に共通のモ
ーション情報として、Ｍ２、Ｍ２’の方向情報（θ２，
φ２，ρ２）を有している。そして、各オブジェクトの
集合体ＯＢ、ＯＢ’に固有の情報であるＡＢ間の距離ｄ
とＡ’Ｂ’間の距離ｄ’をそれぞれ、各オブジェクトの
集合体ＯＢ、ＯＢ’のモデル情報として有している。

【０１１１】従って、図４（Ｂ）に示すように、モデル
情報記憶部７０に記憶された巨人６６０、子ども６７
０、足の長い人６８０という異なるモデルのモデル情報
に対して、人間と同様の関節構造を有するオブジェクト
の集合体に共通のモーション情報であるメモリ上のモー
ション情報６５０を共通して使用することにより、モー
ションデータ生成部５０は、各モデル毎のその瞬間のモ
ーションデータをリアルタイムに生成している。

【０１１２】次に、キャラクタパーツによるプログラム
の構成及びキャラクタパーツの組み合わせ実行によるモ
ーションに関する情報の削減の具体例について説明す
る。

【０１１３】図５（Ａ）（Ｂ）は、従来の方式及びキャ
ラクタパーツの実行によるムカデ表示のモーション生成
情報の削減の例を示した図である。

【０１１４】同図（Ａ）は、従来の方式によるメモリ上
のモーションデータ４１０と出力される映像４２０の関
係を示している。同図の出力される映像４２０のムカデ
５００は、頭部５１０と複数の一対の足つき胴体５２０
〜５７０のオブジェクトの集合体として構成されてい
る。そして、同図のメモリ上のモーションデータ４１０
に示すように、従来は、集合体を構成するオブジェクト
の全てのモーションデータをメモリ上に有していた。

【０１１５】すなわち従来の方式では、ムカデ全体を一
つのモーション単位として扱っていたためデータ量が膨
大になってしまうという欠点があった。そこで本実施の
形態では、目的とするモーションを実現するために、そ
れを構成する小さな処理単位に分割し、それら小さな処
理単位を組み合わせて実行することによりモーションの
コントロールを行っている。

【０１１６】同図（Ｂ）は、本発明の方式によるメモリ
上のモーション生成情報４１０’と出力される映像４２
０’の関係を示している。同図（Ｂ）では、２体のムカ
デ５００’及び５０５’を映像出力しているが、メモリ
上のモーション生成情報としては、頭部のモーション生
成情報４１４’と一対の足つき胴体のモーション生成情
報４１６’のみである。

【０１１７】すなわち、頭部５１０’、５１５’は、メ
モリ上のモーション生成情報４１４’を共通して使用し
て動かすよう構成されており、複数の一対の足つき胴体
５２０’〜５７０’、５２５’〜５７５’もメモリ上の
モーション生成情報４１６’を共通して使用して動かす
よう構成されている。

【０１１８】この様に、本実施の形態では出力映像の２
体のムカデ５００’及び５０５’は、頭部５１０’、５
１５’と複数の一対の足つき胴体５２０’〜５７０’、
５２５’〜５７５’のオブジェクトの集合体として構成
されていると考え、頭部４１４’と一対の足つき胴体４
１６’のモーション情報を組み合わせて、２体のムカデ
５００’及び５０５’のモーションデータを生成してい
る。

【０１１９】図６は、本発明の方式においてゲームプロ
グラム実行部１４が、２匹のムカデのモーションデータ
を生成する際、実行するプログラムの構造の例を示して
いる。ここにおいて、キャラクタパーツとは実行すると
きの処理単位をさす。

【０１２０】コントロールキャラクタパーツ８１０は、
操作部からの入力に基づき、２匹のムカデコントロール
キャラクタパーツ８２０、８３０を起動する。そして各
ムカデコントロールキャラクタパーツ１（８２０）、各
ムカデコントロールキャラクタパーツ２（８３０）は、
それぞれ頭キャラクタパーツ１（８４０）、頭キャラク
タパーツ２（８６０）と、胴キャラクタパーツ１１…
（８５０）、胴キャラクタパーツ２１…（８７０）を複
数個起動する。しかしムカデコントロールキャラクタパ
ーツ１（８２０）とムカデコントロールキャラクタパー
ツ２（８３０）、頭キャラクタパーツ１（８４０）と頭
キャラクタパーツ２（８６０）、胴キャラクタパーツ１
１…（８５０）と胴キャラクタパーツ２１…（８７０）
で行われる処理は、それぞれムカデ、胴、頭の構造が共
通しているためモーション生成情報を共通して使用する
ことが出来る。

【０１２１】例えば、頭の動きのモーションを規定する
複数のパターンのモーション生成情報を頭キャラクタパ
ーツ１（８４０）と頭キャラクタパーツ２（８６０）と
で共通して使用し、それぞれの実際の動きにあわせて、
初期値やパラメタを変更することで、独自の動きを生成
することが出来る。また、各足の動きのモーションを規
定する複数のパターンのモーション生成情報を胴キャラ
クタパーツ１…（８５０）、胴キャラクタパーツ２…
（８７０）とで共通して使用し、各足の繰り返し運動に
ついて、頭から順にその位相を少しずつずらして行くこ
とによりムカデ特有の波のような足の運びの表示を実現
することも容易である。このときもずらすべき位相のみ
各キャラクタパーツ毎に指定してやればよい。

【０１２２】前述したようにキャラクタパーツはプログ
ラムを実行する際の処理単位となるものであり、同時に
複数のキャラクタパーツがそれぞれのタイミングで独立
して、並列に動作しているように振る舞う。ここにおい
て並列に動作しているように振る舞うとは、実際に並列
実行されている場合のみならず、あるフレームからその
次のフレームまでの間に前記次のフレームの画像合成に
必要な複数のキャラクタパーツの実行を行うような場合
も含む。ゲームプログラム等においては、現実の実行が
狭義の意味での並列実行であるか否かよりも、あるフレ
ームからその次のフレームまでの間に必要な実行が全て
行われたかどうかが重要だからである。

【０１２３】各キャラクタパーツ８１０〜８７０はオブ
ジェクトであり、各ムカデコントロールキャラクタパー
ツ１（８２０）、ムカデコントロールキャラクタパーツ
２（８３０）は同一のムカデコントロールクラス８８０
に属するインスタンスとして構成することが出来る。同
様にそれぞれ頭キャラクタパーツ１（８４０）、頭キャ
ラクタパーツ２（８６０）は同一の頭クラス８９０に属
するインスタンスとして、胴キャラクタパーツ１１…
（８５０）、胴キャラクタパーツ２１…（８７０）も同
一の胴クラス９００に属するインスタンスとして構成す
ることが出来る。

【０１２４】各キャラクタパーツで実行されるプロシジ
ャーは各クラスのメソッドとして定義し、各クラスのイ
ンスタンスであるキャラクタパーツは実行の際、自己の
属するクラスで定義されているメソッドを雛形として、
自己のインスタンスに固有の値、及びメッセージとして
受け取った引数に基づきプロシジャーの処理を行う。

【０１２５】例えば、頭キャラクタパーツ１（８４０）
がメソッド２を実行しろというメッセージ９１０を受け
取ると、頭キャラクタパーツ１（８４０）は、頭クラス
８９０に定義されているメソッド２を雛形として、自己
のインスタンスに固有の値、及びメッセージとして受け
取った引数に基づきプロシジャー２の処理を行うことに
なる。ムカデコントロールキャラクタパーツ１、２（８
２０、８３０）で実行されるプロシジャー１とムカデコ
ントロールクラス８８０のメソッド１、及び胴キャラク
タパーツ１１（８５０）、…、胴キャラクタパーツ２１
（８７０）…で実行されるプロシジャー３と胴クラス９
００のメソッド３も同様の関係となる。

【０１２６】このようにすると、共通して使用可能なモ
ーションの生成に必要なプロシジャー、例えば手続情報
はクラスに定義される。また、各キャラクタパーツが独
自に持つデータ、例えば足の位置の初期値等は、他のキ
ャラクタパーツからメッセージで引数としてうけとる
か、自己の内部に保管していたデータを使用する。この
様にすることで、同一のクラスに属するインスタンスは
クラスで定義された情報を共通して使用することが出来
る。従って、モーション生成情報をクラスで定義するこ
とにより、モーション生成情報の削減を図ることが可能
となる。

【０１２７】次に本発明の方式による実行の例を説明す
る。

【０１２８】図７（Ａ）（Ｂ）は、本発明の方式によ
り、犬バス、豚バス、フンのモーションプログラムのキ
ャラクタパーツコントロールの流れを示した図である。

【０１２９】同図（Ａ）には、階層構造を有する各キャ
ラクタパーツ７１０〜７５０と、該キャラクタパーツで
実行されるプログラム”ｍａｉｎ．ｃ”、”ＩＮＵＢＵ
Ｓ＿ＭＯＳＣ２”、”ＢＯＤＹ＿ＭＯＳＣ１”、”ＬＥ
Ｇ＿ＭＯＳＣ１”、”ＦＵＮ＿ＭＯＳＣ１”と、モデル
情報記憶部７０に記憶された犬バスのモデル情報”ＩＮ
Ｕ＿ＭＤＬＧ”７６０、フンのモデル情報”ＦＵＮ＿Ｍ
ＤＬＧ”７７０、豚バスのモデル情報”ＢＵＴＡ＿ＭＤ
ＬＧ”の関係が示されている。なお、プログラム”ｍａ
ｉｎ．ｃ”はＣ言語で記述されており、プログラム”Ｉ
ＮＵＢＵＳ＿ＭＯＳＣ２”は、キャラクタパーツ管理の
ためにＣ言語を拡張した言語で記述されており、”ＢＯ
ＤＹ＿ＭＯＳＣ１”、”ＬＥＧ＿ＭＯＳＣ１”、”ＦＵ
Ｎ＿ＭＯＳＣ１”は、前述したモーション生成用手続言
語で記述されている。

【０１３０】図７（Ｂ）は、犬バス、豚バス、フンのイ
メージ図を示した図である。

【０１３１】犬バス、豚バス、フンを、画面上で動かす
ために、ゲームプログラム実行部１４は、各キャラクタ
パーツ７１０〜７５０を実行する。各キャラクタパーツ
７１０〜７５０は、図７（Ａ）に示すように階層構造に
なっており、キャラクタパーツ７１０で、犬バスと豚バ
スの各キャラクタパーツの起動制御するためのメインプ
ログラム”ｍａｉｎ．ｃ”を実行することにより、犬バ
スに関する下位のキャラクタパーツ７１０と、豚バスに
関する図示しない下位のキャラクタパーツが起動され
る。

【０１３２】犬バスに関する下位のキャラクタパーツ７
２０は、”ＩＮＵＢＵＳ＿ＭＯＳＣ２”を実行すること
により、さらに犬バスの下位のキャラクタパーツ７３
０、７４０と独立のフンのキャラクタパーツ７５０が起
動される。

【０１３３】下位のキャラクタパーツ７３０では、”Ｂ
ＯＤＹ＿ＭＯＳＣ１”が実行され、犬バスの胴体の動き
が生成される。また、下位のキャラクタパーツ７４０で
は、”ＬＥＧ＿ＭＯＳＣ１”が実行され、犬バスの一本
の足の動きが生成される。

【０１３４】ところで、犬バスには足が１２本あるた
め、これら１２本の足の動きのモーションを生成するた
めのキャラクタパーツをさらに１１個起動することが必
要となる。

【０１３５】このとき、該１１個のキャラクタパーツ
は、前記キャラクタパーツ７４０で実行された”ＬＥＧ
＿ＭＯＳＣ１”を共通して使用する。すなわち”ＬＥＧ
＿ＭＯＳＣ１”を実行する際の初期値（例えば足の現在
位置等）等を動きにあわせてそれぞれ個別に設定するこ
とにより各足の動きのモーションを生成することが出来
る。なお、ここでは、上位のキャラクタパーツ７２０で
実行される”ＢＯＤＹ＿ＭＯＳＣ１”において各足の初
期値を設定するように構成されている。

【０１３６】この様にモーション生成情報として機能す
る”ＬＥＧ＿ＭＯＳＣ１”を複数のキャラクタパーツで
共通して使用することにより一本の足のモーション情報
で１２本のモーションデータを生成することが出来る。

【０１３７】また、”ＬＥＧ＿ＭＯＳＣ１”を実行する
際のパラメタを変更することにより、歩く時の足の動
き、走る時の足の動き等、バライティに富んだ足の動き
を生成することができる。

【０１３８】また、独立のフンのキャラクタパーツ７５
０は、”ＦＵＮ＿ＭＯＳＣ１”を実行して、犬バスのお
尻から排出されたフンのモーションを生成する。

【０１３９】ところで演算された動きを画面上に表示す
るためには各フレームについてのモーションデータが必
要となるため、前記各キャラクタパーツでは、その瞬間
のモーションデータを生成する際に、モーションデータ
生成部５０に制御を渡す。モーションデータ生成部５０
では、モデル情報とモーション情報からなるモーション
生成情報に基づきその瞬間のモーションデータを生成す
る。例えばキャラクタパーツ７３０では、犬のモデル情
報”ＩＮＵ＿ＭＤＬＧ”７６０と、”ＢＯＤＹ＿ＭＯＳ
Ｃ１”に記述されているモーション情報に基づき犬バス
のその瞬間のモーションデータが生成される。

【０１４０】また、図７（Ａ）では省略してあるが、豚
バスも、犬バスと同じ階層構造でキャラクタパーツのコ
ントロールを行えばよいので、その動きもやはり犬バス
と同一のプログラムを実行して生成している。ただし、
モデル情報には豚バスのモデル情報である”ＢＵＴＡ＿
ＭＤＬＧ”を使用する。犬バスと豚バスは関節による連
結構造が等しいため、モーション情報を共通して使用す
ることができるのである。

【０１４１】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、各種の変更実施が可能である。

【０１４２】例えば、対象となるモーションデータはオ
ブジェクトの集合体毎に有しているローカル座標系にお
ける各オブジェクトの動きを表す狭義の意味でのモーシ
ョンデータに限らない。すなわち、オブジェクトの集合
体のワールド座標系における配置等も含んだ動きに関係
あるすべての情報を広義の意味でのモーションデータを
対象としてもよい。

【０１４３】また、モーションデータの規定の仕方が異
なってもよい。すなわち、例えば狭義のモーションデー
タの場合、位置関係の規定の方法の相違によるモーショ
ンデータの持ち方が相違してもよい。

【０１４４】また、キーフレーム間の補間の形態も問わ
ないし、必ずしも２点間を補間する場合に限らず、１点
の値から他のフレームの値を生成するような場合でもよ
い。

【０１４５】また、図７（Ａ）において、プログラム”
ＢＯＤＹ＿ＭＯＳＣ１”、”ＬＥＧ＿ＭＯＳＣ１”、”
ＦＵＮ＿ＭＯＳＣ１”は、モーション生成用手続言語で
作成されている場合を説明したが、前記モーション生成
用手続言語のどの部分までインタプリタによる逐次実行
を行うのかは自由であり、処理速度、と逐次実行方式に
よる変更容易性とのかねあいで定めればよい。なお、更
なる高速化のために、インタプリタ機能の一部又は全部
をハードウエアで置き換えてしまう方法も有効である。

【０１４６】また、本実施の形態ではゲーム機に適用さ
れている場合について説明したが、ゲームの開発環境と
して使用されているワークステーション等での、画面の
モーション作成時においても有効である。

【０１４７】さらに、以上説明した本発明は家庭用、業
務用を問わずあらゆるハードウェアを用いて実施可能で
ある。図８は現在広く用いられているタイプのゲーム装
置のハードウェア構成の一例を示す図である。同図に示
すゲーム装置はＣＰＵ１０００、ＲＯＭ１００２、ＲＡ
Ｍ１００４、情報記憶媒体１００６、音声合成ＩＣ１０
０８、画像合成ＩＣ１０１０、Ｉ／Ｏポート１０１２、
１０１４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、前記音声
合成ＩＣ１００８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。

【０１４８】前記情報記憶媒体１００６は、ＣＤ−ＲＯ
Ｍ、ゲームＲＯＭ、メモリカード等のゲーム装置本体と
着脱可能に設けられる記憶手段を意味し、ゲーム内容に
応じた所定の情報を書き込み保存することのできるタイ
プも用いられる。また、前記ＲＯＭ１００２は、ゲーム
装置本体に固定して設けられる記憶手段である。これら
は、ゲームプログラムやゲームステージの空間情報等の
ゲームタイトルに関係する情報の他、ゲーム装置本体の
初期化情報等のゲームタイトルに関係しない情報を記憶
する手段である。

【０１４９】前記コントロール装置１０２２は、遊戯者
がゲーム進行に応じて行う判断の結果をゲーム装置本体
に入力するための装置であり、家庭用に広く用いられて
いるパッドタイプのものや、業務用ドライブゲームに用
いられるハンドル、アクセル等が挙げられる。

【０１５０】そして、前記情報記憶媒体１００６やＲＯ
Ｍ１００２に格納されるゲームプログラムやシステムプ
ログラム又は前記コントロール装置１０２２によって入
力される信号等に従って、前記ＣＰＵ１０００はゲーム
装置全体の制御や各種データ処理を行う。前記ＲＡＭ１
００４はこのＣＰＵ１０００の作業領域として用いられ
る記憶手段であり、前記情報記憶媒体１００６や前記Ｒ
ＯＭ１００２の所定の内容、あるいはＣＰＵ１０００の
演算結果等が格納される。

【０１５１】さらに、この種のゲーム装置には音声合成
ＩＣ１００８と画像合成ＩＣ１０１０とが設けられてい
て音声や画像の好適な出力が行えるようになっている。
前記音声合成ＩＣ１００８は情報記憶媒体１００６やＲ
ＯＭ１００２に記憶される情報に基づいて効果音やゲー
ム音楽等を合成する回路であり、合成された音楽等はス
ピーカ１０２０によって出力される。また、前記画像合
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
する回路である。

【０１５２】また、前記通信装置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
に応じた所定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。

【０１５３】以上説明した一般的なゲーム装置を用いて
も本発明は容易に実施可能である。例えば、前記操作部
２０はコントロール装置１０２２に対応し、前記ゲーム
プログラム実行部１４、前記キャラクタパーツ管理部３
０はＣＰＵ１０００及びＲＯＭ１００２又は情報記憶媒
体１００６に格納されるソフトウェアによって実現され
る。また、モーション生成情報記憶部６５、オブジェク
ト画像情報記憶部８０は、ＲＡＭ１００４、ＲＯＭ１０
０２、情報記憶媒体１００６のいずれかに設けることが
可能である。更に、画像合成部４０は画像合成ＩＣ１０
１０によって、あるいはＣＰＵ１０００と所定のソフト
ウェアによって実現される。また、表示部９０はディス
プレイ１０１８に対応する。

【０１５４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態のゲーム装置の構成を示す機能ブ
ロック図である。

【図２】同図は、各フレームにおける人体オブジェクト
の動きとモーションデータの関係を表した図である。

【図３】同図（Ａ）（Ｂ）は、従来の方式及びキーフレ
ーム間のリアルタイム補間によるモーションデータの削
減の例を示した図である。

【図４】同図（Ａ）（Ｂ）は、従来の方式と本発明の方
式によるモデルとモーションの独立管理によるモーショ
ンデータの圧縮の例を示した図である。

【図５】同図（Ａ）（Ｂ）は、従来の方式及びキャラク
タパーツの実行によるムカデ表示のモーションデータの
削減の例を示した図である。

【図６】同図は、本発明の方式においてゲームプログラ
ム実行部が、２匹のムカデのモーションデータを生成す
る際、実行するプログラムの構造の例を示している。

【図７】同図（Ａ）（Ｂ）は、本発明の方式により、犬
バス、豚バス、フンのモーションプログラムのキャラク
タパーツコントロールの流れを示した図である。

【図８】ゲーム装置のハードウェア構成の一例を示す図
である。

【図９】同図（Ａ）（Ｂ）は、モーション情報とモデル
情報の関係を示した図である。

【符号の説明】

２０ 操作部 １２ コンピュータ本体（システム基板） １４ ゲームプログラム実行部 ３０ キャラクタパーツ管理部 ４０ 画像合成部 ５０ モーションデータ生成部 ６０ モーション情報記憶部 ６５ モーション生成情報記憶部 ７０ モデル情報記憶部 ８０ オブジェクト情報記憶部 ８２ ポリゴン情報記憶部 ８４ テクスチャ情報記憶部 ９０ 表示部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 13/00 G06T 15/70

Claims (20)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 時間軸にそって動くオブジェクトの画像
   を合成する画像合成装置であって、 当該オブジェクトのモーションを生成するための少なく
   とも２つのキーフレームのモーションデータである関節
   の回転角、関節間の長さ、関節の座標及びオブジェクト
   の相対的な位置関係の少なくとも一つと、２つのキーフ
   レーム間のモーションデータの補間情報を含むキーフレ
   ーム情報を記憶するキーフレーム情報記憶手段と、前記キーフレーム情報 に基づき２つのキーフレーム間の
   フレームの当該オブジェクトのモーションデータをリア
   ルタイムに生成するモーションデータ生成手段とを含む
   ことを特徴とする画像合成装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記モーションデータの補間情報が、補間方法の種類を
   特定するための情報をを含むことを特徴とする画像合成
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２のいずれかにおいて、 少なくとも２つのキーフレームのモデルの各関節間の長
   さを規定する情報をキーフレーム情報として記憶し、 前記キーフレーム情報として記憶された少なくとも２つ
   のキーフレームのモデルの各関節間の長さを規定する情
   報に基づき、２つのキーフレーム間のフレームの当該オ
   ブジェクトのモデルの各関節間の長さを規定する情報を
   リアルタイムに生成することを特徴とする画像合成装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかにおいて、 前記キーフレーム情報記憶手段は、 モーションを規定する各モーションデータ及び各モーシ
   ョンデータの各成分の少なくとも１つである各要素の変
   化に基づき、各要素毎に独立して設定されたキーフレー
   ムに対するキーフレーム情報を記憶することを特徴とす
   る画像合成装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかにおいて、 前記キーフレーム情報記憶手段は、 キーフレーム情報として、時間軸にそって動くオブジェ
   クトのモーションの変化の仕方を規定するための手続情
   報を記憶し、 前記モーションデータ生成手段は、 前記手続情報に基づき他のフレームのオブジェクトのモ
   ーションデータをリアルタイムに生成することを特徴と
   する画像合成装置。
6. 【請求項６】 請求項５において、 前記手続情報として、手続により規定されるモーション
   の変化の仕方を変更するためのパラメータを含むことを
   特徴とする画像合成装置。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかにおいて、 前記キーフレーム情報記憶手段は、 前記キーフレーム情報を、予め定められた所定の形式で
   記述されたモーション生成用手続言語として記憶し、 前記モーションデータ生成手段は、 前記手続言語をリアルタイムに解釈して実行するインタ
   プリタであることを特徴とする画像合成装置。
8. 【請求項８】 請求項７において、 前記キーフレーム情報記憶手段は、 前記モーション生成用手続言語をバイナリー形式で記憶
   していることを特徴とする画像合成装置。
9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれかにおいて、 オブジェクトのモーションを生成するためのモーション
   生成情報を記憶するモーション生成情報記憶手段と、 所与のオブジェクトの所与の期間内の一連のモーション
   を生成するための処理単位である複数のキャラクタパー
   ツを、前記モーション生成情報記憶手段に記憶されたモ
   ーション生成情報を読み出して実行するキャラクタパー
   ツ実行手段を含み、 前記キャラクタパーツ実行手段は、 １つのキャラクタパーツにおいて使用されるモーション
   生成情報が他のキャラクタパーツにおいて使用されるモ
   ーション生成情報と共通する場合、共通するモーション
   生成情報については、１つのキャラクタパーツの処理の
   実行と他のキャラクタパーツの処理の実行において共通
   して使用することを特徴とする画像合成装置。
10. 【請求項１０】 複数のオブジェクトを関節により連結
    して構成されたオブジェクトの集合体が時間軸にそって
    動く画像を合成する請求項１〜９のいずれかに記載の画
    像合成装置であって、前記キーフレーム情報として 、 オブジェクトの集合体が時間軸にそって動く際の前記キ
    ーフレーム情報のうち、各関節の回転角及び当該集合体
    を構成する各オブジェクトの相対的な位置関係を表す方
    向成分に関する情報の少なくとも１つを含んで記憶する
    モーション情報と、 オブジェクトの集合体で表現されるモデル毎に、各モデ
    ルに固有の情報及び各モデルの各関節間の長さを規定す
    る情報の少なくとも１つをモデル情報とを含み、 １つのモデルのオブジェクトの集合体の関節による連結
    構造と他のモデルのオブジェクトの集合体の関節による
    連結構造とが等しい場合には、それらのモデル間でモー
    ション情報を共通して使用してリアルタイムにモーショ
    ンデータを生成することを特徴とする画像合成装置。
11. 【請求項１１】 時間軸にそって動くオブジェクトの画
    像を合成する画像合成方法であって、 当該オブジェクトのモーションを生成するための少なく
    とも２つのキーフレームのモーションデータである関節
    の回転角、関節間の長さ、関節の座標及びオブジェクト
    の相対的な位置関係の少なくとも一つと、２つのキーフ
    レーム間のモーションデータの補間情報を含むキーフレ
    ーム情報を記憶し、 前記キーフレーム情報に基づき２つのキーフレーム間の
    フレームの当該オブジェクトのモーションデータをリア
    ルタイムに生成することを特徴とする画像合成方法。
12. 【請求項１２】 請求項１１において、 前記モーションデータの補間情報が、補間方法の種類を
    特定するための情報を を含むことを特徴とする画像合成
    方法。
13. 【請求項１３】 請求項１１または１２のいずれかにお
    いて、 少なくとも２つのキーフレームのモデルの各関節間の長
    さを規定する情報をキーフレーム情報として記憶し、 前記キーフレーム情報として記憶された少なくとも２つ
    のキーフレームのモデルの各関節間の長さを規定する情
    報に基づき、２つのキーフレーム間のフレームの当該オ
    ブジェクトのモデルの各関節間の長さを規定する情報を
    リアルタイムに生成することを特徴とする画像合成方
    法。
14. 【請求項１４】 請求項１１〜１３のいずれかにおい
    て、 モーションを規定する各モーションデータ及び各モーシ
    ョンデータの各成分の少なくとも１つである各要素の変
    化に基づき、各要素毎に独立して設定されたキーフレー
    ムに対するキーフレーム情報を記憶することを特徴とす
    る画像合成方法。
15. 【請求項１５】 請求項１１〜１４のいずれかにおい
    て、 キーフレーム情報として、時間軸にそって動くオブジェ
    クトのモーションの変化の仕方を規定するための手続情
    報を記憶し、 前記手続情報に基づき他のフレームのオブジェクトのモ
    ーションデータをリアルタイムに生成することを特徴と
    する画像合成方法。
16. 【請求項１６】 請求項１５において、 前記手続情報として、手続により規定されるモーション
    の変化の仕方を変更するためのパラメータを含むことを
    特徴とする画像合成方法。
17. 【請求項１７】 請求項１１〜１６のいずれかにおい
    て、 前記キーフレーム情報を、予め定められた所定の形式で
    記述されたモーション生成用手続言語として記憶し、 前記手続言語をリアルタイムに解釈して実行するインタ
    プリタであることを特徴とする画像合成方法。
18. 【請求項１８】 請求項１７において、 前記モーション生成用手続言語をバイナリー形式で記憶
    していることを特徴とする画像合成方法。
19. 【請求項１９】 請求項１１〜１８のいずれかにおい
    て、 オブジェクトのモーションを生成するためのモーション
    生成情報を記憶させておき、 所与のオブジェクトの所与の期間内の一連のモーション
    を生成するための処理単位である複数のキャラクタパー
    ツを実行する際に、 １つのキャラクタパーツにおいて使用されるモーション
    生成情報が他のキャラクタパーツにおいて使用されるモ
    ーション生成情報と共通する場合、共通するモーション
    生成情報については、１つのキャラクタパーツの実行と
    他のキャラクタパーツの実行において共通して使用する
    ことを特徴とする画像合成方法。
20. 【請求項２０】 複数のオブジェクトを関節により連結
    して構成されたオブジェクトの集合体が時間軸にそって
    動く画像を合成する請求項１１〜１９のいずれかに記載
    の画像合成方法であって、 前記キーフレーム情報として、 オブジェクトの集合体が時間軸にそって動く際の前記キ
    ーフレーム情報のうち、各関節の回転角及び当該集合体
    を構成する各オブジェクトの相対的な位置関係を表す方
    向成分に関する情報の少なくとも１つを含んで記憶する
    モーション情報と、オブジェクトの集合体で表現される
    モデル毎に、各モデルに固有の情報及び各モデルの各関
    節間の長さを規定する情報の少なくとも１つをモデル情
    報と独立して記憶させておき、 １つのモデルのオブジェクトの集合体の関節による連結
    構造と他のモデルのオブジェクトの集合体の関節による
    連結構造とが等しい場合には、それらのモデル間でモー
    ション情報を共通して使用してモーションデータをリア
    ルタイムに生成することを特徴とする画像合成方法。