JP3363136B2 - 動画像生成方法、装置、動画像生成プログラムを記録した可読記録媒体及びビデオゲーム装置 - Google Patents
動画像生成方法、装置、動画像生成プログラムを記録した可読記録媒体及びビデオゲーム装置Info
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- A63F2300/66—Methods for processing data by generating or executing the game program for rendering three dimensional images
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- Multimedia (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオゲームやコ
ンピュータグラフィックス等に適用でき、スケルトンを
利用してポリゴンマッピングを行う動画像生成技術に関
するものである。
ンピュータグラフィックス等に適用でき、スケルトンを
利用してポリゴンマッピングを行う動画像生成技術に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、キャラクタをモニタ画面内に作成
される擬似３次元空間上に表示するような種々のゲーム
装置が普及している。かかるゲーム装置として、スキ
ー、サーフィン、スケートボード、スノーボード等を模
擬したものが知られている。これらのゲームにおいて
は、臨場感を実現する上で、特に人体の重心が上下方向
に移動する際の足の動きが重要である。
される擬似３次元空間上に表示するような種々のゲーム
装置が普及している。かかるゲーム装置として、スキ
ー、サーフィン、スケートボード、スノーボード等を模
擬したものが知られている。これらのゲームにおいて
は、臨場感を実現する上で、特に人体の重心が上下方向
に移動する際の足の動きが重要である。
【０００３】一方、ポリゴンで構成される３次元モデル
の動作を微細に表現しようとすると、ポリゴン数が増大
して、その頂点座標を１つ１つ計算していたのでは、Ｃ
ＰＵに対する負担が大きくなって、リアルタイムで３次
元モデルの動作を行わせることが困難となる。特に、ゲ
ームプレーヤーの操作に駿敏に応答して種々の動作を３
次元に行わせるビデオゲーム等には適さない。
の動作を微細に表現しようとすると、ポリゴン数が増大
して、その頂点座標を１つ１つ計算していたのでは、Ｃ
ＰＵに対する負担が大きくなって、リアルタイムで３次
元モデルの動作を行わせることが困難となる。特に、ゲ
ームプレーヤーの操作に駿敏に応答して種々の動作を３
次元に行わせるビデオゲーム等には適さない。
【０００４】そこで、近年、関節を繋ぐスケルトンを用
いて動作を行わせる多関節構造体を利用した手法が採用
されるに至っている。この多関節構造体を利用した手法
を、図１０を用いて簡単に説明する。図１０において、
キャラクタ９０は人物を模擬的に表したもので、実際の
人間の関節と同じ位置に、多数の関節９１を与えた多関
節構造体として表している。各関節９１は、スケルトン
９２で繋がれている。そして、腰に該当する部分の関節
９１が基準点Ａ0とされ、スケルトン９２のうち、基準
点Ａ0に繋がれたスケルトン９２ａは、親スケルトンと
して、基準点Ａ0を原点としてベクトルで定義されてい
る。さらに親スケルトン９２ａから頭、両手、両足とい
う下流側に順次繋がれたスケルトン９２は、１つ上流側
のスケルトンの先端を基準としたベクトルで定義されて
いる。また、キャラクタ９０の表面は、各スケルトン９
２に対応して規定された、夫々所要数のポリゴンからな
る３次元モデルで３次元表示されるようにしている。そ
して、３次元モデルに動作を与える場合、各スケルトン
９２に、動作に応じたベクトルデータ（いわゆる関節角
データ）を時間方向に順次与えていくと、各スケルトン
９２の順次の動きに対応して、それに付随するポリゴン
が位置や角度を変えて順次表示されることとなり、これ
によって３次元モデルが動くように見えることとなるの
である。
いて動作を行わせる多関節構造体を利用した手法が採用
されるに至っている。この多関節構造体を利用した手法
を、図１０を用いて簡単に説明する。図１０において、
キャラクタ９０は人物を模擬的に表したもので、実際の
人間の関節と同じ位置に、多数の関節９１を与えた多関
節構造体として表している。各関節９１は、スケルトン
９２で繋がれている。そして、腰に該当する部分の関節
９１が基準点Ａ0とされ、スケルトン９２のうち、基準
点Ａ0に繋がれたスケルトン９２ａは、親スケルトンと
して、基準点Ａ0を原点としてベクトルで定義されてい
る。さらに親スケルトン９２ａから頭、両手、両足とい
う下流側に順次繋がれたスケルトン９２は、１つ上流側
のスケルトンの先端を基準としたベクトルで定義されて
いる。また、キャラクタ９０の表面は、各スケルトン９
２に対応して規定された、夫々所要数のポリゴンからな
る３次元モデルで３次元表示されるようにしている。そ
して、３次元モデルに動作を与える場合、各スケルトン
９２に、動作に応じたベクトルデータ（いわゆる関節角
データ）を時間方向に順次与えていくと、各スケルトン
９２の順次の動きに対応して、それに付随するポリゴン
が位置や角度を変えて順次表示されることとなり、これ
によって３次元モデルが動くように見えることとなるの
である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来は、上記の多関節
構造体を利用した手法を用いた場合でも、スケルトンの
位置計算に時間を要し、ゲームの展開に応じて表示され
る場面毎に足の動きを動的に計算することは困難である
ため、典型的な場面に応じた足の動きを予め計算しモー
ションデータとして記憶しておき、ゲームの展開に応じ
て表示される場面が上記の典型的な場面のいずれに属す
るかを判定して、対応するモーションデータを読み出し
て表示していた。
構造体を利用した手法を用いた場合でも、スケルトンの
位置計算に時間を要し、ゲームの展開に応じて表示され
る場面毎に足の動きを動的に計算することは困難である
ため、典型的な場面に応じた足の動きを予め計算しモー
ションデータとして記憶しておき、ゲームの展開に応じ
て表示される場面が上記の典型的な場面のいずれに属す
るかを判定して、対応するモーションデータを読み出し
て表示していた。
【０００６】しかし、上記の方法では、記憶するモーシ
ョンデータの個数に限界があるために、充分に臨場感の
ある足の動きを表現することに限界があった。
ョンデータの個数に限界があるために、充分に臨場感の
ある足の動きを表現することに限界があった。
【０００７】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
ので、ゲームの展開に応じて表示される場面毎に足の動
きを動的に計算することによって、臨場感のある足の動
きを表現することの可能な動画像生成方法、装置、動画
像生成プログラムを記録した可読記録媒体及びビデオゲ
ーム装置を提供することを目的としている。
ので、ゲームの展開に応じて表示される場面毎に足の動
きを動的に計算することによって、臨場感のある足の動
きを表現することの可能な動画像生成方法、装置、動画
像生成プログラムを記録した可読記録媒体及びビデオゲ
ーム装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の動画像生
成装置は、各足モデルをそれぞれ腰から膝まで及び膝か
ら足元までの２本のスケルトンで構成し、前記スケルト
ンの位置計算によって各足モデルの位置を決定する動画
像生成装置であって、腰位置に与えられた質点及び両足
の足元の略中点と腰とを結合する結合体からなる力学模
型を規定する模型設定手段と、両足の足元の位置及び速
度を決定する足元決定手段と、前記力学模型を用いて前
記足元決定手段にて与えられる両足の足元の位置及び速
度から腰の位置を力学計算に基づいて算出する腰位置算
出手段と、前記足元決定手段によって決定される両足の
足元位置と前記腰位置算出手段によって算出される腰位
置とから両足の膝の位置を算出する膝位置算出手段とを
有することを特徴としている。上記の構成によれば、足
を構成するスケルトンの位置計算が比較的な簡単な計算
で動的に行なわれるため、プロセッサの負荷の増大を回
避しつつ、場面に応じた足の動きを表現可能となり、臨
場感が高められる。
成装置は、各足モデルをそれぞれ腰から膝まで及び膝か
ら足元までの２本のスケルトンで構成し、前記スケルト
ンの位置計算によって各足モデルの位置を決定する動画
像生成装置であって、腰位置に与えられた質点及び両足
の足元の略中点と腰とを結合する結合体からなる力学模
型を規定する模型設定手段と、両足の足元の位置及び速
度を決定する足元決定手段と、前記力学模型を用いて前
記足元決定手段にて与えられる両足の足元の位置及び速
度から腰の位置を力学計算に基づいて算出する腰位置算
出手段と、前記足元決定手段によって決定される両足の
足元位置と前記腰位置算出手段によって算出される腰位
置とから両足の膝の位置を算出する膝位置算出手段とを
有することを特徴としている。上記の構成によれば、足
を構成するスケルトンの位置計算が比較的な簡単な計算
で動的に行なわれるため、プロセッサの負荷の増大を回
避しつつ、場面に応じた足の動きを表現可能となり、臨
場感が高められる。
【０００９】請求項２記載の動画像生成装置は、前記模
型設定手段は、前記質点の質量及び前記結合体の結合条
件の少なくとも一方を設定することを特徴としている。
上記の構成によれば、体重の重さや膝の硬さ等を模型設
定手段によって設定することが可能となり、使用者の所
望する足の動きを表現することが可能となる。
型設定手段は、前記質点の質量及び前記結合体の結合条
件の少なくとも一方を設定することを特徴としている。
上記の構成によれば、体重の重さや膝の硬さ等を模型設
定手段によって設定することが可能となり、使用者の所
望する足の動きを表現することが可能となる。
【００１０】請求項３記載の動画像生成装置は、前記質
点の質量及び前記結合体の結合条件の少なくとも一方を
変更する模型変更手段を有することを特徴としている。
上記の構成によれば、キャラクタ等の変更に伴って、体
重の重さや膝の硬さ等を模型変更手段によって変更する
ことが可能となり、キャラタ等に適した足の動きを表現
することが可能となる。
点の質量及び前記結合体の結合条件の少なくとも一方を
変更する模型変更手段を有することを特徴としている。
上記の構成によれば、キャラクタ等の変更に伴って、体
重の重さや膝の硬さ等を模型変更手段によって変更する
ことが可能となり、キャラタ等に適した足の動きを表現
することが可能となる。
【００１１】請求項４記載の動画像生成装置は、前記結
合体が弾性体であり、前記結合条件が前記弾性体の弾性
係数であることを特徴としている。上記の構成によれ
ば、膝の持つ弾力性を弾性体で表現することが可能とな
り、単純な計算で膝の動きを動的に表現可能となる。
合体が弾性体であり、前記結合条件が前記弾性体の弾性
係数であることを特徴としている。上記の構成によれ
ば、膝の持つ弾力性を弾性体で表現することが可能とな
り、単純な計算で膝の動きを動的に表現可能となる。
【００１２】請求項５記載の動画像生成装置は、前記結
合体が弾性体とダンパとを並列接続して構成されてお
り、前記結合条件が前記弾性体の弾性係数と前記ダンパ
のダンパ係数とであることを特徴としている。上記の構
成によれば、弾性体のみで結合体が構成されている場合
に発生する不自然な振動をダンパによって抑制すること
が可能となり、比較的単純な計算で膝の動きの臨場感あ
る表現が可能となる。
合体が弾性体とダンパとを並列接続して構成されてお
り、前記結合条件が前記弾性体の弾性係数と前記ダンパ
のダンパ係数とであることを特徴としている。上記の構
成によれば、弾性体のみで結合体が構成されている場合
に発生する不自然な振動をダンパによって抑制すること
が可能となり、比較的単純な計算で膝の動きの臨場感あ
る表現が可能となる。
【００１３】請求項６記載の動画像生成装置は、前記膝
位置計算手段がインバースキネマティクスを使用するこ
とを特徴としている。上記の構成によれば、足元位置と
腰位置から膝位置をインバースキネマティクスによって
効率的に計算することが可能となり、プロセッサの負荷
が軽減される。
位置計算手段がインバースキネマティクスを使用するこ
とを特徴としている。上記の構成によれば、足元位置と
腰位置から膝位置をインバースキネマティクスによって
効率的に計算することが可能となり、プロセッサの負荷
が軽減される。
【００１４】請求項７記載の動画像生成プログラムを記
録した可読記録媒体は、各足モデルをそれぞれ腰から膝
まで及び膝から足元までの２本のスケルトンで構成し、
前記スケルトンの位置計算によって各足モデルの位置を
決定する動画像生成プログラムであって、腰位置に与え
られた質点及び両足の足元の略中点と腰とを結合する結
合体からなる力学模型を規定する模型設定処理を行な
い、両足の足元の位置及び速度を決定する足元決定処理
を行ない、前記力学模型を用いて前記足元決定処理にて
与えられる両足の足元の位置及び速度から腰の位置を力
学計算に基づいて算出する腰位置算出処理を行ない、前
記足元決定処理によって決定される両足の足元位置と前
記腰位置算出処理によって算出される腰位置とから両足
の膝の位置を算出する膝位置算出処理を行なうことを特
徴としている。上記のプログラムによれば、足を構成す
るスケルトンの位置計算が比較的な簡単な計算で動的に
行なわれるため、プロセッサの負荷の増大を回避しつ
つ、場面に応じた足の動きを表現可能となり、臨場感が
高められる。
録した可読記録媒体は、各足モデルをそれぞれ腰から膝
まで及び膝から足元までの２本のスケルトンで構成し、
前記スケルトンの位置計算によって各足モデルの位置を
決定する動画像生成プログラムであって、腰位置に与え
られた質点及び両足の足元の略中点と腰とを結合する結
合体からなる力学模型を規定する模型設定処理を行な
い、両足の足元の位置及び速度を決定する足元決定処理
を行ない、前記力学模型を用いて前記足元決定処理にて
与えられる両足の足元の位置及び速度から腰の位置を力
学計算に基づいて算出する腰位置算出処理を行ない、前
記足元決定処理によって決定される両足の足元位置と前
記腰位置算出処理によって算出される腰位置とから両足
の膝の位置を算出する膝位置算出処理を行なうことを特
徴としている。上記のプログラムによれば、足を構成す
るスケルトンの位置計算が比較的な簡単な計算で動的に
行なわれるため、プロセッサの負荷の増大を回避しつ
つ、場面に応じた足の動きを表現可能となり、臨場感が
高められる。
【００１５】請求項８記載の動画像生成プログラムを記
録した可読記録媒体は、前記模型設定処理において、前
記質点の質量及び前記結合体の結合条件の少なくとも一
方を設定することを特徴としている。上記のプログラム
によれば、体重の重さや膝の硬さ等を模型設定処理にお
いて設定することが可能となり、使用者の所望する足の
動きを表現することが可能となる。
録した可読記録媒体は、前記模型設定処理において、前
記質点の質量及び前記結合体の結合条件の少なくとも一
方を設定することを特徴としている。上記のプログラム
によれば、体重の重さや膝の硬さ等を模型設定処理にお
いて設定することが可能となり、使用者の所望する足の
動きを表現することが可能となる。
【００１６】請求項９記載の動画像生成プログラムを記
録した可読記録媒体は、前記質点の質量及び前記結合体
の結合条件の少なくとも一方を変更する模型変更処理を
行なうことを特徴としている。上記のプログラムによれ
ば、キャラクタ等の変更に伴って、体重の重さや膝の硬
さ等を模型変更処理において変更することが可能とな
り、キャラタ等に適した足の動きを表現することが可能
となる。
録した可読記録媒体は、前記質点の質量及び前記結合体
の結合条件の少なくとも一方を変更する模型変更処理を
行なうことを特徴としている。上記のプログラムによれ
ば、キャラクタ等の変更に伴って、体重の重さや膝の硬
さ等を模型変更処理において変更することが可能とな
り、キャラタ等に適した足の動きを表現することが可能
となる。
【００１７】請求項１０記載の動画像生成プログラムを
記録した可読記録媒体は、前記結合体が弾性体であり、
前記結合条件が前記弾性体の弾性係数であることを特徴
としている。上記のプログラムによれば、膝の持つ弾力
性を弾性体で表現することが可能となり、単純な計算で
膝の動きを動的に表現可能となる。
記録した可読記録媒体は、前記結合体が弾性体であり、
前記結合条件が前記弾性体の弾性係数であることを特徴
としている。上記のプログラムによれば、膝の持つ弾力
性を弾性体で表現することが可能となり、単純な計算で
膝の動きを動的に表現可能となる。
【００１８】請求項１１記載の動画像生成プログラムを
記録した可読記録媒体は、前記結合体が弾性体とダンパ
とを並列接続して構成されており、前記結合条件が前記
弾性体の弾性係数と前記ダンパのダンパ係数とであるこ
とを特徴としている。上記のプログラムによれば、弾性
体のみで結合体が構成されている場合に発生する不自然
な振動をダンパによって抑制することが可能となり、比
較的単純な計算で膝の動きの臨場感ある表現が可能とな
る。
記録した可読記録媒体は、前記結合体が弾性体とダンパ
とを並列接続して構成されており、前記結合条件が前記
弾性体の弾性係数と前記ダンパのダンパ係数とであるこ
とを特徴としている。上記のプログラムによれば、弾性
体のみで結合体が構成されている場合に発生する不自然
な振動をダンパによって抑制することが可能となり、比
較的単純な計算で膝の動きの臨場感ある表現が可能とな
る。
【００１９】請求項１２記載の動画像生成プログラムを
記録した可読記録媒体は、前記膝位置算出処理がインバ
ースキネマティクスを使用することを特徴としている。
上記のプログラムによれば、足元位置と腰位置から膝位
置をインバースキネマティクスによって効率的に計算す
ることが可能となり、プロセッサの負荷が軽減される。
記録した可読記録媒体は、前記膝位置算出処理がインバ
ースキネマティクスを使用することを特徴としている。
上記のプログラムによれば、足元位置と腰位置から膝位
置をインバースキネマティクスによって効率的に計算す
ることが可能となり、プロセッサの負荷が軽減される。
【００２０】請求項１３記載の動画像生成方法は、各足
モデルをそれぞれ腰から膝まで及び膝から足元までの２
本のスケルトンで構成し、前記スケルトンの位置計算に
よって各足モデルの位置を決定する動画像生成方法であ
って、腰位置に与えられた質点及び両足の足元の略中点
と腰とを結合する結合体からなる力学模型を規定する模
型設定処理を行ない、両足の足元の位置及び速度を決定
する足元決定処理を行ない、前記力学模型を用いて前記
足元決定処理にて与えられる両足の足元の位置及び速度
から腰の位置を力学計算に基づいて算出する腰位置算出
処理を行ない、前記足元決定処理によって決定される両
足の足元位置と前記腰位置算出処理によって算出される
腰位置とから両足の膝の位置を算出する膝位置算出処理
を行なうことを特徴としている。上記の方法によれば、
足を構成するスケルトンの位置計算が比較的な簡単な計
算で動的に行なわれるため、プロセッサの負荷の増大を
回避しつつ、場面に応じた足の動きを表現可能となり、
臨場感が高められる。
モデルをそれぞれ腰から膝まで及び膝から足元までの２
本のスケルトンで構成し、前記スケルトンの位置計算に
よって各足モデルの位置を決定する動画像生成方法であ
って、腰位置に与えられた質点及び両足の足元の略中点
と腰とを結合する結合体からなる力学模型を規定する模
型設定処理を行ない、両足の足元の位置及び速度を決定
する足元決定処理を行ない、前記力学模型を用いて前記
足元決定処理にて与えられる両足の足元の位置及び速度
から腰の位置を力学計算に基づいて算出する腰位置算出
処理を行ない、前記足元決定処理によって決定される両
足の足元位置と前記腰位置算出処理によって算出される
腰位置とから両足の膝の位置を算出する膝位置算出処理
を行なうことを特徴としている。上記の方法によれば、
足を構成するスケルトンの位置計算が比較的な簡単な計
算で動的に行なわれるため、プロセッサの負荷の増大を
回避しつつ、場面に応じた足の動きを表現可能となり、
臨場感が高められる。
【００２１】請求項１４記載のビデオゲーム装置は、請
求項１〜６のいずれかに記載の動画像生成装置と、動画
像を表示するための画像表示手段と、ゲームプログラム
データが記録されたプログラム記憶手段と、外部から操
作可能な操作手段とを備え、上記動画像生成装置は、上
記ゲームプログラムデータに従って画像表示手段に画像
を表示することを特徴としている。上記の構成によれ
ば、足を構成するスケルトンの位置計算が比較的な簡単
な計算で動的に行なわれるため、プロセッサの負荷の増
大を回避しつつ、場面に応じた足の動きを表現可能とな
り、臨場感の高いゲーム装置が実現可能である。
求項１〜６のいずれかに記載の動画像生成装置と、動画
像を表示するための画像表示手段と、ゲームプログラム
データが記録されたプログラム記憶手段と、外部から操
作可能な操作手段とを備え、上記動画像生成装置は、上
記ゲームプログラムデータに従って画像表示手段に画像
を表示することを特徴としている。上記の構成によれ
ば、足を構成するスケルトンの位置計算が比較的な簡単
な計算で動的に行なわれるため、プロセッサの負荷の増
大を回避しつつ、場面に応じた足の動きを表現可能とな
り、臨場感の高いゲーム装置が実現可能である。
【００２２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明が適用されるビデ
オゲーム装置の一実施形態を示すブロック構成図であ
る。このゲーム装置１は、ゲーム装置本体と、ゲームの
画像を出力するためのテレビジョンモニタ２と、ゲーム
での効果音等を出力するための増幅回路３及びスピーカ
ー４と、画像、音源及びプログラムデータからなるゲー
ムデータの記録された記録媒体５とからなる。記録媒体
５は、例えば上記ゲームデータやオペレーティングシス
テムのプログラムデータの記憶されたＲＯＭ等がプラス
チックケースに収納された、いわゆるＲＯＭカセット
や、光ディスク、フレキシブルディスク等であるが、ゲ
ーム装置１の態様によっては、内蔵式のＲＯＭ等でもよ
い。
オゲーム装置の一実施形態を示すブロック構成図であ
る。このゲーム装置１は、ゲーム装置本体と、ゲームの
画像を出力するためのテレビジョンモニタ２と、ゲーム
での効果音等を出力するための増幅回路３及びスピーカ
ー４と、画像、音源及びプログラムデータからなるゲー
ムデータの記録された記録媒体５とからなる。記録媒体
５は、例えば上記ゲームデータやオペレーティングシス
テムのプログラムデータの記憶されたＲＯＭ等がプラス
チックケースに収納された、いわゆるＲＯＭカセット
や、光ディスク、フレキシブルディスク等であるが、ゲ
ーム装置１の態様によっては、内蔵式のＲＯＭ等でもよ
い。
【００２３】ゲーム装置本体は、ＣＰＵ６にアドレスバ
ス、データバス及びコントロールバスからなるバス７が
接続され、このバス７に、ＲＡＭ８、インターフェース
回路９、インターフェース回路１０、信号処理プロセッ
サ１１、画像処理プロセッサ１２、インターフェース回
路１３、インターフェース回路１４がそれぞれ接続さ
れ、インターフェース回路１０に操作情報インターフェ
ース回路１５を介してコントローラ１６が接続され、イ
ンターフェース回路１３にＤ／Ａコンバータ１７が接続
され、インターフェース回路１４にＤ／Ａコンバータ１
８が接続されて構成される。
ス、データバス及びコントロールバスからなるバス７が
接続され、このバス７に、ＲＡＭ８、インターフェース
回路９、インターフェース回路１０、信号処理プロセッ
サ１１、画像処理プロセッサ１２、インターフェース回
路１３、インターフェース回路１４がそれぞれ接続さ
れ、インターフェース回路１０に操作情報インターフェ
ース回路１５を介してコントローラ１６が接続され、イ
ンターフェース回路１３にＤ／Ａコンバータ１７が接続
され、インターフェース回路１４にＤ／Ａコンバータ１
８が接続されて構成される。
【００２４】ＲＡＭ８、インターフェース回路９及び記
録媒体５でメモリ部１９が構成され、ＣＰＵ６、信号処
理プロセッサ１１及び画像処理プロセッサ１２で、ゲー
ムの進行を制御するための制御部２０が構成され、イン
ターフェース回路１０、操作情報インターフェース回路
１５及びコントローラ１６で操作入力部２１が構成さ
れ、テレビジョンモニタ２、インターフェース回路１３
及びＤ／Ａコンバータ１７で画像表示部２２が構成さ
れ、増幅回路３、スピーカ４、インターフェース回路１
４及びＤ／Ａコンバータ１８で音声出力部２３が構成さ
れる。
録媒体５でメモリ部１９が構成され、ＣＰＵ６、信号処
理プロセッサ１１及び画像処理プロセッサ１２で、ゲー
ムの進行を制御するための制御部２０が構成され、イン
ターフェース回路１０、操作情報インターフェース回路
１５及びコントローラ１６で操作入力部２１が構成さ
れ、テレビジョンモニタ２、インターフェース回路１３
及びＤ／Ａコンバータ１７で画像表示部２２が構成さ
れ、増幅回路３、スピーカ４、インターフェース回路１
４及びＤ／Ａコンバータ１８で音声出力部２３が構成さ
れる。
【００２５】信号処理プロセッサ１１は、主に擬似３次
元空間上におけるキャラクタの位置等の計算、擬似３次
元空間上の位置から２次元空間上での位置への変換のた
めの計算、光源計算処理、及び各種の音源データの読み
出し、合成処理を行う。
元空間上におけるキャラクタの位置等の計算、擬似３次
元空間上の位置から２次元空間上での位置への変換のた
めの計算、光源計算処理、及び各種の音源データの読み
出し、合成処理を行う。
【００２６】画像処理プロセッサ１２は、信号処理プロ
セッサ１１における計算結果に基づいて、ＲＡＭ８の表
示エリアに描画すべき画像を構成するポリゴンを位置付
ける処理、及び、これらポリゴンに対するテクスチャマ
ッピング処理等のレンダリング処理を行う。
セッサ１１における計算結果に基づいて、ＲＡＭ８の表
示エリアに描画すべき画像を構成するポリゴンを位置付
ける処理、及び、これらポリゴンに対するテクスチャマ
ッピング処理等のレンダリング処理を行う。
【００２７】コントローラ１６は、種々のボタンを備
え、ゲーム内容の選択、スタート指示、更には、主人公
キャラクタに対する行動指示、方向指示等を与えるもの
である。
え、ゲーム内容の選択、スタート指示、更には、主人公
キャラクタに対する行動指示、方向指示等を与えるもの
である。
【００２８】上記ゲーム装置１は、用途に応じてその形
態が異なる。即ち、ゲーム装置１が、家庭用として構成
されている場合においては、テレビジョンモニタ２、増
幅回路３及びスピーカー４は、ゲーム装置本体とは別体
となる。また、ゲーム装置１が、業務用として構成され
ている場合においては、図１に示されている構成要素は
すべて一体型となっている１つの筐体に収納される。
態が異なる。即ち、ゲーム装置１が、家庭用として構成
されている場合においては、テレビジョンモニタ２、増
幅回路３及びスピーカー４は、ゲーム装置本体とは別体
となる。また、ゲーム装置１が、業務用として構成され
ている場合においては、図１に示されている構成要素は
すべて一体型となっている１つの筐体に収納される。
【００２９】また、ゲーム装置１が、パーソナルコンピ
ュータやワークステーションを核として構成されている
場合においては、テレビジョンモニタ２は、上記コンピ
ュータ用のディスプレイに対応し、画像処理プロセッサ
１２は、記録媒体５に記録されているゲームプログラム
データの一部若しくはコンピュータの拡張スロットに搭
載される拡張ボード上のハードウェアに対応し、インタ
ーフェース回路９，１０，１３，１４、Ｄ／Ａコンバー
タ１７，１８、操作情報インターフェース回路１５は、
コンピュータの拡張スロットに搭載される拡張ボード上
のハードウェアに対応する。また、ＲＡＭ８は、コンピ
ュータ上のメインメモリ若しくは拡張メモリの各エリア
に対応する。
ュータやワークステーションを核として構成されている
場合においては、テレビジョンモニタ２は、上記コンピ
ュータ用のディスプレイに対応し、画像処理プロセッサ
１２は、記録媒体５に記録されているゲームプログラム
データの一部若しくはコンピュータの拡張スロットに搭
載される拡張ボード上のハードウェアに対応し、インタ
ーフェース回路９，１０，１３，１４、Ｄ／Ａコンバー
タ１７，１８、操作情報インターフェース回路１５は、
コンピュータの拡張スロットに搭載される拡張ボード上
のハードウェアに対応する。また、ＲＡＭ８は、コンピ
ュータ上のメインメモリ若しくは拡張メモリの各エリア
に対応する。
【００３０】本実施形態では、ゲーム装置１が家庭用と
して構成されている場合を例にして説明する。
して構成されている場合を例にして説明する。
【００３１】まず、ゲーム装置１の概略動作について説
明する。電源スイッチ（図示省略）がオンにされ、ゲー
ム装置１に電源が投入されると、ＣＰＵ６が、記録媒体
５に記憶されているオペレーティングシステムに基づい
て、記録媒体５から画像、音源及びゲームプログラムデ
ータを読み出す。読み出された画像、音源及びゲームプ
ログラムデータの一部若しくは全部は、ＲＡＭ８に格納
される。
明する。電源スイッチ（図示省略）がオンにされ、ゲー
ム装置１に電源が投入されると、ＣＰＵ６が、記録媒体
５に記憶されているオペレーティングシステムに基づい
て、記録媒体５から画像、音源及びゲームプログラムデ
ータを読み出す。読み出された画像、音源及びゲームプ
ログラムデータの一部若しくは全部は、ＲＡＭ８に格納
される。
【００３２】以降、ＣＰＵ６は、ＲＡＭ８に記憶されて
いるゲームプログラムデータ、並びにゲームプレーヤが
コントローラ１６を介して指示する内容に基づいて、ゲ
ームを進行する。即ち、ＣＰＵ６は、コントローラ１６
を介してゲームプレーヤーから指示される指示内容に基
づいて、適宜、描画や音声出力のためのタスクとしての
コマンドを生成する。
いるゲームプログラムデータ、並びにゲームプレーヤが
コントローラ１６を介して指示する内容に基づいて、ゲ
ームを進行する。即ち、ＣＰＵ６は、コントローラ１６
を介してゲームプレーヤーから指示される指示内容に基
づいて、適宜、描画や音声出力のためのタスクとしての
コマンドを生成する。
【００３３】信号処理プロセッサ１１は、上記コマンド
に基づいて３次元空間上（勿論、２次元空間上において
も同様である）におけるキャラクタの位置等の計算、光
源計算や、各種の音源データの読み出し、合成処理を行
う。
に基づいて３次元空間上（勿論、２次元空間上において
も同様である）におけるキャラクタの位置等の計算、光
源計算や、各種の音源データの読み出し、合成処理を行
う。
【００３４】続いて、画像処理プロセッサ１２は、上記
計算結果に基づいて、ＲＡＭ８の表示エリア上に描画す
べき画像データの書き込み処理等を行う。ＲＡＭ８に書
き込まれた画像データは、インターフェース回路１３を
介してＤ／Ａコンバータ１７に供給され、ここでアナロ
グ映像信号にされた後にテレビジョンモニタ２に供給さ
れ、その画面上に画像として表示される。
計算結果に基づいて、ＲＡＭ８の表示エリア上に描画す
べき画像データの書き込み処理等を行う。ＲＡＭ８に書
き込まれた画像データは、インターフェース回路１３を
介してＤ／Ａコンバータ１７に供給され、ここでアナロ
グ映像信号にされた後にテレビジョンモニタ２に供給さ
れ、その画面上に画像として表示される。
【００３５】一方、信号処理プロセッサ１１から出力さ
れた音データは、インターフェース回路１４を介してＤ
／Ａコンバータ１８に供給され、（フィルタなどを介し
て）アナログ音声信号に変換された後に、増幅回路３を
介して発音手段としてのスピーカ４からゲーム音として
出力される。ゲーム音とは、ＢＧＭ、各種の効果音や演
出音、また音声等を含んだものをいう。
れた音データは、インターフェース回路１４を介してＤ
／Ａコンバータ１８に供給され、（フィルタなどを介し
て）アナログ音声信号に変換された後に、増幅回路３を
介して発音手段としてのスピーカ４からゲーム音として
出力される。ゲーム音とは、ＢＧＭ、各種の効果音や演
出音、また音声等を含んだものをいう。
【００３６】図２は、腰の位置を算出するために使用さ
れる力学模型の構成図である。図の右下に座標軸の向き
を示しており、Ｘ軸及びＺ軸は水平方向であり、Ｙ軸の
正方向が鉛直上向き方向である。
れる力学模型の構成図である。図の右下に座標軸の向き
を示しており、Ｘ軸及びＺ軸は水平方向であり、Ｙ軸の
正方向が鉛直上向き方向である。
【００３７】人体Ｐの両足は、それぞれ２本のスケルト
ンＳＫ１、ＳＫ２（ＳＫ３、ＳＫ４）で構成されてい
る。力学模型は人体Ｐを模したもので、腰の位置Ａにあ
る質量ｍの質点Ｗと、質点Ｗと人体Ｐの両足の足元Ｃ１
及びＣ２の中点Ｂとを結合する結合体とから構成されて
いる。ここでは、上記結合体は、例えば、バネ等の弾性
体ＳＰにダンパＤＰが並列接続されて構成されているも
のとする。また、スケルトンＳＫ１及びＳＫ３の長さを
Ｌ１、スケルトンＳＫ２及びＳＫ４の長さをＬ２、腰の
位置Ａと中点Ｂとの距離をＬとする。なお、腰位置Ａと
中点ＢとのＸ座標及びＺ座標は常に等しいものとする。
従って、算出する腰の位置とは、具体的には、腰の位置
のＹ座標あるいは距離Ｌである。
ンＳＫ１、ＳＫ２（ＳＫ３、ＳＫ４）で構成されてい
る。力学模型は人体Ｐを模したもので、腰の位置Ａにあ
る質量ｍの質点Ｗと、質点Ｗと人体Ｐの両足の足元Ｃ１
及びＣ２の中点Ｂとを結合する結合体とから構成されて
いる。ここでは、上記結合体は、例えば、バネ等の弾性
体ＳＰにダンパＤＰが並列接続されて構成されているも
のとする。また、スケルトンＳＫ１及びＳＫ３の長さを
Ｌ１、スケルトンＳＫ２及びＳＫ４の長さをＬ２、腰の
位置Ａと中点Ｂとの距離をＬとする。なお、腰位置Ａと
中点ＢとのＸ座標及びＺ座標は常に等しいものとする。
従って、算出する腰の位置とは、具体的には、腰の位置
のＹ座標あるいは距離Ｌである。
【００３８】図３は、本発明の動画像生成装置の主要部
を示すブロック図である。ＣＰＵ６は、腰位置の算出に
使用する力学模型を規定する質点の質量及び結合体の結
合条件を設定する模型設定部６１と、腰位置の算出に使
用する力学模型を規定する質点の質量及び結合体の結合
条件を変更する模型変更部６２とを有している。ここで
は、結合体は、バネ等の弾性体ＳＰにダンパＤＰが並列
接続されて構成されているので、結合体の結合条件は、
弾性体ＳＰの弾性係数及びダンパＤＰのダンパ係数であ
る。なお、模型設定部６１で設定された質点の質量及び
結合体の結合条件は、後述するＲＡＭ８の模型データ部
８１に格納され、模型変更部６２で質点の質量及び結合
体の結合条件が変更されるとＲＡＭ８の模型データ部８
１の対応するデータが書き換えられる。
を示すブロック図である。ＣＰＵ６は、腰位置の算出に
使用する力学模型を規定する質点の質量及び結合体の結
合条件を設定する模型設定部６１と、腰位置の算出に使
用する力学模型を規定する質点の質量及び結合体の結合
条件を変更する模型変更部６２とを有している。ここで
は、結合体は、バネ等の弾性体ＳＰにダンパＤＰが並列
接続されて構成されているので、結合体の結合条件は、
弾性体ＳＰの弾性係数及びダンパＤＰのダンパ係数であ
る。なお、模型設定部６１で設定された質点の質量及び
結合体の結合条件は、後述するＲＡＭ８の模型データ部
８１に格納され、模型変更部６２で質点の質量及び結合
体の結合条件が変更されるとＲＡＭ８の模型データ部８
１の対応するデータが書き換えられる。
【００３９】信号処理プロセッサ１１は、ゲームプレー
ヤがコントローラ１６を介して指示する内容に基づい
て、人体Ｐの両足の足元の位置及び速度を決定する足元
決定部１１１と、図２に示す力学模型を用いて足元決定
部１１１にて与えられる両足の足元の位置及び速度から
力学計算に基づいて腰の位置を算出する腰位置算出部１
１２と、足元決定部１１１によって決定される両足の足
元の位置と腰位置算出部１１２によって算出される腰位
置とから両足の膝の位置を算出する膝位置算出部１１３
とを有している。
ヤがコントローラ１６を介して指示する内容に基づい
て、人体Ｐの両足の足元の位置及び速度を決定する足元
決定部１１１と、図２に示す力学模型を用いて足元決定
部１１１にて与えられる両足の足元の位置及び速度から
力学計算に基づいて腰の位置を算出する腰位置算出部１
１２と、足元決定部１１１によって決定される両足の足
元の位置と腰位置算出部１１２によって算出される腰位
置とから両足の膝の位置を算出する膝位置算出部１１３
とを有している。
【００４０】腰位置算出部１１２は、足元決定部１１１
にて与えられる両足の足元の位置及び速度と腰の位置及
び速度の初期値とから、図２に示す力学模型の腰位置に
ある質点Ｗに加わる全ての力（重力、弾性体から加わる
力及びダンパから加わる力）を求めた後、質点Ｗの加速
度を求め、一定時間後の腰の位置（すなわち質点Ｗの位
置）を算出するものである。
にて与えられる両足の足元の位置及び速度と腰の位置及
び速度の初期値とから、図２に示す力学模型の腰位置に
ある質点Ｗに加わる全ての力（重力、弾性体から加わる
力及びダンパから加わる力）を求めた後、質点Ｗの加速
度を求め、一定時間後の腰の位置（すなわち質点Ｗの位
置）を算出するものである。
【００４１】膝位置算出部１１３は、足元決定部１１１
によって決定される両足の足元の位置（図２の点Ｃ１及
びＣ２の位置）と腰位置算出部１１２によって算出され
る腰位置（図２の点Ａの位置）とから後述するインバー
スキネマティクスと呼ばれる手法を用いて両足の膝の位
置（図２の点Ｄ１及び点Ｄ２の位置）を算出するもので
ある。
によって決定される両足の足元の位置（図２の点Ｃ１及
びＣ２の位置）と腰位置算出部１１２によって算出され
る腰位置（図２の点Ａの位置）とから後述するインバー
スキネマティクスと呼ばれる手法を用いて両足の膝の位
置（図２の点Ｄ１及び点Ｄ２の位置）を算出するもので
ある。
【００４２】ＲＡＭ８は、模型設定部６１によって設定
された力学模型の条件を格納する模型データ部８１を有
している。模型データ部８１は、弾性体ＳＰの弾性係数
を格納する弾性係数データ部８１１と、ダンパＤＰのダ
ンパ係数を格納するダンパ係数データ部８１２と、質点
Ｗの質量を格納する質点質量データ部８１３とから構成
されている。
された力学模型の条件を格納する模型データ部８１を有
している。模型データ部８１は、弾性体ＳＰの弾性係数
を格納する弾性係数データ部８１１と、ダンパＤＰのダ
ンパ係数を格納するダンパ係数データ部８１２と、質点
Ｗの質量を格納する質点質量データ部８１３とから構成
されている。
【００４３】図４は、動画像生成装置の概略のフローチ
ャートである。ここでは、模型設定部６１によって予め
力学模型の条件が設定され、弾性係数データ部８１１、
ダンパ係数データ部８１２及び質点質量データ部８１３
に格納されているものとする。まず、ゲームプレーヤが
コントローラ１６を介して指示する内容に基づいて、足
元決定部１１１によってキャラクタの両足の足元の位置
及び速度が決定される（ＳＴ１）。
ャートである。ここでは、模型設定部６１によって予め
力学模型の条件が設定され、弾性係数データ部８１１、
ダンパ係数データ部８１２及び質点質量データ部８１３
に格納されているものとする。まず、ゲームプレーヤが
コントローラ１６を介して指示する内容に基づいて、足
元決定部１１１によってキャラクタの両足の足元の位置
及び速度が決定される（ＳＴ１）。
【００４４】つぎに、腰位置算出部１１２によって、腰
位置に質点を有し結合体によって腰と両足の足元の略中
点とが結合されている力学模型を用いて足元決定部１１
１にて与えられる両足の足元の位置及び速度から腰の位
置が算出される（ＳＴ３）。ここで、前記力学模型の条
件は、模型データ部８１から読み出される。
位置に質点を有し結合体によって腰と両足の足元の略中
点とが結合されている力学模型を用いて足元決定部１１
１にて与えられる両足の足元の位置及び速度から腰の位
置が算出される（ＳＴ３）。ここで、前記力学模型の条
件は、模型データ部８１から読み出される。
【００４５】次いで、膝位置算出部１１３によって、足
元決定部１１１によって決定される両足の足元の位置と
腰位置算出部１１２によって算出される腰位置とから両
足の膝の位置を算出される（ＳＴ５）。この算出には、
例えば、後述するインバースキネマティクス（Ｉｎｖｅ
ｒｓｅ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃｓ）が使用される。
元決定部１１１によって決定される両足の足元の位置と
腰位置算出部１１２によって算出される腰位置とから両
足の膝の位置を算出される（ＳＴ５）。この算出には、
例えば、後述するインバースキネマティクス（Ｉｎｖｅ
ｒｓｅ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃｓ）が使用される。
【００４６】図５は、腰位置算出部１１２によって足元
決定部１１１にて与えられる両足の足元の位置及び速度
から腰の位置（点Ａ）を算出するフローチャートであ
る。具体的には、点Ａ、ＢのそれぞれのＹ座標の初期値
Ｔａ、Ｔｂ及びＹ軸方向の速度の初期値Ｖａ、Ｖｂが与
えられており、一定時間Δｔ後の、点ＡのＹ座標Ｔａ'
及びＹ軸方向の速度Ｖａ'を求めるフローチャートであ
り、このフローを一定時間Δｔ経過ごとに実行すること
によって順次腰の位置（点ＡのＹ座標）が求められる。
なお、一定時間Δｔ後の、点ＢのＹ座標Ｔｂ'及びＹ軸
方向の速度Ｖｂ'は、足元決定部１１１によってコント
ローラ１６を介して指示する内容に基づいて決定され
る。
決定部１１１にて与えられる両足の足元の位置及び速度
から腰の位置（点Ａ）を算出するフローチャートであ
る。具体的には、点Ａ、ＢのそれぞれのＹ座標の初期値
Ｔａ、Ｔｂ及びＹ軸方向の速度の初期値Ｖａ、Ｖｂが与
えられており、一定時間Δｔ後の、点ＡのＹ座標Ｔａ'
及びＹ軸方向の速度Ｖａ'を求めるフローチャートであ
り、このフローを一定時間Δｔ経過ごとに実行すること
によって順次腰の位置（点ＡのＹ座標）が求められる。
なお、一定時間Δｔ後の、点ＢのＹ座標Ｔｂ'及びＹ軸
方向の速度Ｖｂ'は、足元決定部１１１によってコント
ローラ１６を介して指示する内容に基づいて決定され
る。
【００４７】まず、初期値Ｔａ、Ｔｂ、Ｖａ、Ｖｂが読
み込まれる（ＳＴ７）。つぎに、ＶａがＶｂ以上か否か
の判断が行なわれる（ＳＴ９）。ＶａがＶｂ以上の場合
には、ダンパＤＰが伸びる方向に動くため、ダンパＤＰ
伸展時のダンパ係数をＫｄ１として、Ｆｄ＝Ｋｄ１×
（Ｖａ−Ｖｂ）を実行してダンパＤＰから質点Ｗに加わ
る下向きの力Ｆｄが求められる（ＳＴ１１）。ＶａがＶ
ｂ未満の場合には、ダンパＤＰが縮む方向に動くため、
ダンパＤＰ収縮時のダンパ係数をＫｄ２として、Ｆｄ＝
Ｋｄ２×（Ｖａ−Ｖｂ）を実行してダンパＤＰから質点
に加わる下向きの力Ｆｄが求められる（ＳＴ１３）。
み込まれる（ＳＴ７）。つぎに、ＶａがＶｂ以上か否か
の判断が行なわれる（ＳＴ９）。ＶａがＶｂ以上の場合
には、ダンパＤＰが伸びる方向に動くため、ダンパＤＰ
伸展時のダンパ係数をＫｄ１として、Ｆｄ＝Ｋｄ１×
（Ｖａ−Ｖｂ）を実行してダンパＤＰから質点Ｗに加わ
る下向きの力Ｆｄが求められる（ＳＴ１１）。ＶａがＶ
ｂ未満の場合には、ダンパＤＰが縮む方向に動くため、
ダンパＤＰ収縮時のダンパ係数をＫｄ２として、Ｆｄ＝
Ｋｄ２×（Ｖａ−Ｖｂ）を実行してダンパＤＰから質点
に加わる下向きの力Ｆｄが求められる（ＳＴ１３）。
【００４８】また、弾性体ＳＰから質点Ｗに加わる下向
きの力Ｆｓが、弾性係数をＫｓとして、Ｆｓ＝Ｋｓ×
｛（Ｔａ−Ｔｂ）−Ｌ０｝を実行して求められる。ここ
で、Ｌ０は、弾性体ＳＰが自然長であるときの点Ａと点
Ｂとの距離である。質点Ｗに加わる重力Ｆｇは、重力加
速度をｇとして、Ｆｇ＝ｍ×ｇを実行して求められる
（ＳＴ１５）。
きの力Ｆｓが、弾性係数をＫｓとして、Ｆｓ＝Ｋｓ×
｛（Ｔａ−Ｔｂ）−Ｌ０｝を実行して求められる。ここ
で、Ｌ０は、弾性体ＳＰが自然長であるときの点Ａと点
Ｂとの距離である。質点Ｗに加わる重力Ｆｇは、重力加
速度をｇとして、Ｆｇ＝ｍ×ｇを実行して求められる
（ＳＴ１５）。
【００４９】次いで、質点Ｗに加わる力の合力Ｆが、上
向きを正として、Ｆ＝−Ｆｇ−Ｆｓ−Ｆｄを実行して求
められる（ＳＴ１５）。そして、質点Ｗの上向きの加速
度ａが、ａ＝Ｆ÷ｍを実行して求められる（ＳＴ１
９）。つぎに、一定時間Δｔ後の点ＡのＹ軸方向の速度
Ｖａ'が、Ｖａ'＝Ｖａ＋ａ×Δｔを実行して求められ、
一定時間Δｔ後の点ＡのＹ座標Ｔａ'が、Ｔａ'＝Ｔａ＋
｛（Ｖａ' ＋Ｖａ−Ｖｂ'−Ｖｂ）×Δｔ÷２を実行し
て求められる（ＳＴ２１）。
向きを正として、Ｆ＝−Ｆｇ−Ｆｓ−Ｆｄを実行して求
められる（ＳＴ１５）。そして、質点Ｗの上向きの加速
度ａが、ａ＝Ｆ÷ｍを実行して求められる（ＳＴ１
９）。つぎに、一定時間Δｔ後の点ＡのＹ軸方向の速度
Ｖａ'が、Ｖａ'＝Ｖａ＋ａ×Δｔを実行して求められ、
一定時間Δｔ後の点ＡのＹ座標Ｔａ'が、Ｔａ'＝Ｔａ＋
｛（Ｖａ' ＋Ｖａ−Ｖｂ'−Ｖｂ）×Δｔ÷２を実行し
て求められる（ＳＴ２１）。
【００５０】図６及び図７は、膝位置算出部１１３によ
って、足元決定部１１１にて決定された両足の足元の位
置及び速度と腰位置算出部１１２にて算出された腰位置
とからインバースキネマティクスを用いて両足の膝の位
置を算出するための説明図及びフローチャートである。
ここでは、簡単のため、点Ｃ（点Ｃ１またはＣ２）が原
点にあり、点ＡがＹ軸上にある場合について説明し、膝
位置を点Ｄと呼ぶことにする。一方、スケルトンは基準
点からのベクトルとして表現されるため、膝位置Ｄを角
ＣＡＤ（ここではαと呼ぶ）と角ＡＣＤ（ここではβと
呼ぶ）とによって表現するものとする。
って、足元決定部１１１にて決定された両足の足元の位
置及び速度と腰位置算出部１１２にて算出された腰位置
とからインバースキネマティクスを用いて両足の膝の位
置を算出するための説明図及びフローチャートである。
ここでは、簡単のため、点Ｃ（点Ｃ１またはＣ２）が原
点にあり、点ＡがＹ軸上にある場合について説明し、膝
位置を点Ｄと呼ぶことにする。一方、スケルトンは基準
点からのベクトルとして表現されるため、膝位置Ｄを角
ＣＡＤ（ここではαと呼ぶ）と角ＡＣＤ（ここではβと
呼ぶ）とによって表現するものとする。
【００５１】まず、足元決定部１１１にて決定された両
足の足元位置（Ｃ１及びＣ２）と腰位置算出部１１２に
て算出された腰位置（点Ａと点Ｂとの距離）とから、点
Ａと点Ｃとの距離Ｌが算出される（ＳＴ２３）。つぎ
に、点Ａを中心とする半径Ｌの円Ｒ１の方程式と、点
Ｃを中心とする半径Ｌ１の方程式が求められる（ＳＴ
２５）。次いで、点Ｄの座標がβを用いて式のように
表わされ、αを用いて式のように表わされる（ＳＴ２
７）。そして、式を式に代入してβについて解くと
式が得られ、式を式に代入してαについて解くと
式が得られる（ＳＴ２９）。従って、及び式によ
って、β及びαが求められる。
足の足元位置（Ｃ１及びＣ２）と腰位置算出部１１２に
て算出された腰位置（点Ａと点Ｂとの距離）とから、点
Ａと点Ｃとの距離Ｌが算出される（ＳＴ２３）。つぎ
に、点Ａを中心とする半径Ｌの円Ｒ１の方程式と、点
Ｃを中心とする半径Ｌ１の方程式が求められる（ＳＴ
２５）。次いで、点Ｄの座標がβを用いて式のように
表わされ、αを用いて式のように表わされる（ＳＴ２
７）。そして、式を式に代入してβについて解くと
式が得られ、式を式に代入してαについて解くと
式が得られる（ＳＴ２９）。従って、及び式によ
って、β及びαが求められる。
【００５２】以下の説明においては、例えば、スノーボ
ードＳに乗っている人体Ｐの足の動きを本発明の動画像
生成装置を適用して算出する場合について説明する。図
８は、スノーボードＳに乗った人Ｐが、ジャンプした状
態から平坦なゲレンデＧ１上に着地する場合の画面図で
ある。図９は、スノーボードＳに乗った人Ｐが、凸部の
あるゲレンデＧ２上を滑走する場合の画面図である。図
８及び図９を用いて、腰位置算出部１１２で用いた力学
模型の作用効果について定性的に説明する。
ードＳに乗っている人体Ｐの足の動きを本発明の動画像
生成装置を適用して算出する場合について説明する。図
８は、スノーボードＳに乗った人Ｐが、ジャンプした状
態から平坦なゲレンデＧ１上に着地する場合の画面図で
ある。図９は、スノーボードＳに乗った人Ｐが、凸部の
あるゲレンデＧ２上を滑走する場合の画面図である。図
８及び図９を用いて、腰位置算出部１１２で用いた力学
模型の作用効果について定性的に説明する。
【００５３】まず、図８について説明する。ジャンプし
た状態（初期状態）では、（ａ）のように膝が曲がって
いる。ゲレンデＧ１に着地する直前までは足に体重がか
からないため、（ｂ）のように膝が伸びる状態が弾性体
ＳＰの復元力が作用して伸びることで表現されている。
着地した直後には、（ｃ）のように体Ｐを支えるために
足に加わる力が増大し膝が曲がる状態が、弾性体ＳＰに
質点Ｍの慣性力が作用し縮むことで表現されている。着
地した後、時間が経過すると、（ｄ）、（ｅ）のように
足に加わる力が軽減されるため膝が徐々にのびる状態が
弾性体ＳＰの復元力が作用して伸びることで表現されて
いる。また、力学模型にダンパＤＰが含まれているため
に不自然な振動は発生していない。
た状態（初期状態）では、（ａ）のように膝が曲がって
いる。ゲレンデＧ１に着地する直前までは足に体重がか
からないため、（ｂ）のように膝が伸びる状態が弾性体
ＳＰの復元力が作用して伸びることで表現されている。
着地した直後には、（ｃ）のように体Ｐを支えるために
足に加わる力が増大し膝が曲がる状態が、弾性体ＳＰに
質点Ｍの慣性力が作用し縮むことで表現されている。着
地した後、時間が経過すると、（ｄ）、（ｅ）のように
足に加わる力が軽減されるため膝が徐々にのびる状態が
弾性体ＳＰの復元力が作用して伸びることで表現されて
いる。また、力学模型にダンパＤＰが含まれているため
に不自然な振動は発生していない。
【００５４】つぎに、図９について説明する。初期状態
では、（ａ）のように自然な程度に膝が曲がっている。
ゲレンデＧ２の上り坂では、（ｂ）〜（ｄ）のように上
り坂を上昇する体Ｐを支えるために足に加わる力が増大
し膝が曲がる状態が、弾性体ＳＰに質点Ｍの慣性力が作
用し縮むことで表現されている。ゲレンデＧ２の下り坂
では、（ｅ）〜（ｇ）のように体Ｐを支えるために足に
加わる力が軽減され膝が伸びる状態が、弾性体ＳＰの復
元力が作用して伸びることで表現されている。図８の場
合と同様に、力学模型にダンパＤＰが含まれているため
に不自然な振動は発生していない。
では、（ａ）のように自然な程度に膝が曲がっている。
ゲレンデＧ２の上り坂では、（ｂ）〜（ｄ）のように上
り坂を上昇する体Ｐを支えるために足に加わる力が増大
し膝が曲がる状態が、弾性体ＳＰに質点Ｍの慣性力が作
用し縮むことで表現されている。ゲレンデＧ２の下り坂
では、（ｅ）〜（ｇ）のように体Ｐを支えるために足に
加わる力が軽減され膝が伸びる状態が、弾性体ＳＰの復
元力が作用して伸びることで表現されている。図８の場
合と同様に、力学模型にダンパＤＰが含まれているため
に不自然な振動は発生していない。
【００５５】なお、本発明は以下の態様をとることがで
きる。
きる。
【００５６】（Ａ）本実施態様においては、腰位置の計
算に使用する力学模型の条件が予め設定されている場合
について説明したが、予め複数の力学模型の条件をＲＡ
Ｍ８または記憶媒体５に格納しておき、例えばゲームプ
レーヤーがキャラクタを選択する等の方法によって力学
模型の条件を選択し、ＲＡＭ８または記憶媒体５から当
該力学模型の条件を読み出すことによって設定してもよ
い。この場合、ゲームプレーヤーが所望する足の動きを
設定することが可能となり、ゲームの興趣が高められ
る。
算に使用する力学模型の条件が予め設定されている場合
について説明したが、予め複数の力学模型の条件をＲＡ
Ｍ８または記憶媒体５に格納しておき、例えばゲームプ
レーヤーがキャラクタを選択する等の方法によって力学
模型の条件を選択し、ＲＡＭ８または記憶媒体５から当
該力学模型の条件を読み出すことによって設定してもよ
い。この場合、ゲームプレーヤーが所望する足の動きを
設定することが可能となり、ゲームの興趣が高められ
る。
【００５７】（Ｂ）本実施態様においては、腰位置の計
算に使用する力学模型の結合体が弾性体とダンパとを並
列接続して構成されている場合について説明したが、弾
性体だけで構成されていてもよい。この場合、計算が簡
単になりプロセッサの負荷を軽減することが可能であ
る。
算に使用する力学模型の結合体が弾性体とダンパとを並
列接続して構成されている場合について説明したが、弾
性体だけで構成されていてもよい。この場合、計算が簡
単になりプロセッサの負荷を軽減することが可能であ
る。
【００５８】（Ｃ）本実施態様においては、力学模型の
条件を格納する模型データ部がＲＡＭ８に設けられてい
る場合について説明したが、ゲームの展開に応じて力学
模型の条件を記憶媒体５からＲＡＭ８にその都度呼び出
される態様であってもよい。この態様では、ＲＡＭ８の
必要な容量を低減することができるという利点がある。
条件を格納する模型データ部がＲＡＭ８に設けられてい
る場合について説明したが、ゲームの展開に応じて力学
模型の条件を記憶媒体５からＲＡＭ８にその都度呼び出
される態様であってもよい。この態様では、ＲＡＭ８の
必要な容量を低減することができるという利点がある。
【００５９】
【発明の効果】請求項１、７、１３の発明によれば、足
を構成するスケルトンの位置計算が比較的な簡単な計算
で動的に行なわれるため、プロセッサの負荷の増大を回
避しつつ、場面に応じた足の動きを表現可能となり、臨
場感が高められる。
を構成するスケルトンの位置計算が比較的な簡単な計算
で動的に行なわれるため、プロセッサの負荷の増大を回
避しつつ、場面に応じた足の動きを表現可能となり、臨
場感が高められる。
【００６０】請求項２、８の発明によれば、体重の重さ
や膝の硬さ等を設定することが可能となり、使用者の所
望する足の動きを表現することが可能となる。請求項
３、９の発明によれば、キャラクタ等の変更に伴って、
体重の重さや膝の硬さ等を変更することが可能となり、
キャラタ等に適した足の動きを表現することが可能とな
る。
や膝の硬さ等を設定することが可能となり、使用者の所
望する足の動きを表現することが可能となる。請求項
３、９の発明によれば、キャラクタ等の変更に伴って、
体重の重さや膝の硬さ等を変更することが可能となり、
キャラタ等に適した足の動きを表現することが可能とな
る。
【００６１】請求項４、１０の発明によれば、膝の持つ
弾力性を弾性体で表現することが可能となり、単純な計
算で膝の動きを動的に表現可能となる。請求項５、１１
の発明によれば、弾性体のみで結合体が構成されている
場合に発生する不自然な振動をダンパによって抑制する
ことが可能となり、比較的単純な計算で膝の動きの臨場
感ある表現が可能となる。請求項６、１２の発明によれ
ば、足元位置と腰位置から膝位置をインバースキネマテ
ィクスによって効率的に計算することが可能となり、プ
ロセッサの負荷が軽減される。
弾力性を弾性体で表現することが可能となり、単純な計
算で膝の動きを動的に表現可能となる。請求項５、１１
の発明によれば、弾性体のみで結合体が構成されている
場合に発生する不自然な振動をダンパによって抑制する
ことが可能となり、比較的単純な計算で膝の動きの臨場
感ある表現が可能となる。請求項６、１２の発明によれ
ば、足元位置と腰位置から膝位置をインバースキネマテ
ィクスによって効率的に計算することが可能となり、プ
ロセッサの負荷が軽減される。
【００６２】請求項１４の発明によれば、足を構成する
スケルトンの位置計算が比較的な簡単な計算で動的に行
なわれるため、プロセッサの負荷の増大を回避しつつ、
場面に応じた足の動きを表現可能となり、臨場感の高い
ゲーム装置が実現可能である。
スケルトンの位置計算が比較的な簡単な計算で動的に行
なわれるため、プロセッサの負荷の増大を回避しつつ、
場面に応じた足の動きを表現可能となり、臨場感の高い
ゲーム装置が実現可能である。
【図１】 本発明が適用されるビデオゲーム装置の一実
施形態を示すブロック構成図である。
施形態を示すブロック構成図である。
【図２】 両足の足元の位置及び速度から腰の位置を算
出するために使用される力学模型の構成図である。
出するために使用される力学模型の構成図である。
【図３】 動画像生成装置の主要部を示すブロック図で
ある。
ある。
【図４】 動画像生成装置の概略のフローチャートであ
る。
る。
【図５】 両足の足元の位置及び速度から腰の位置を算
出するフローチャートである。
出するフローチャートである。
【図６】 両足の足元位置と腰位置とから両足の膝の位
置を算出するための説明図である。
置を算出するための説明図である。
【図７】 両足の足元位置と腰位置とから両足の膝の位
置を算出するためのフローチャートである。
置を算出するためのフローチャートである。
【図８】 スノーボードに乗った人が、ジャンプした状
態から平坦なゲレンデ上に着地する場合の画面図であ
る。
態から平坦なゲレンデ上に着地する場合の画面図であ
る。
【図９】 スノーボードに乗った人が、凸部のあるゲレ
ンデ上を滑走する場合の画面図である。
ンデ上を滑走する場合の画面図である。
【図１０】 関節を繋ぐスケルトンを用いて動作を行わ
せる多関節構造体を利用した手法を簡単に説明するため
の図である。
せる多関節構造体を利用した手法を簡単に説明するため
の図である。
１１ 信号処理プロセッサ
１１１ 足元決定部（足元決定手段）
１１２ 腰位置算出部（腰位置算出手段）
１１３ 膝位置算出部（膝位置算出手段）
１２ 画像処理プロセッサ
１６ コントローラ
１８ Ｄ／Ａコンバータ
２ テレビジョンモニタ
３ 増幅回路
４ スピーカ
５ 記録媒体
６ ＣＰＵ
６１ 模型設定部（模型設定手段）
６２ 模型変更部（模型変更手段）
７ バス
８ ＲＡＭ
８１ 結合条件データ部
８１１ 弾性係数データ部
８１２ ダンパ係数データ部
ＤＰ ダンパ
Ｇ１、Ｇ２ ゲレンデ
Ｐ 人（人体）
Ｓ スノーボード
ＳＰ 弾性体
ＳＫ１〜ＳＫ４ スケルトン
Ｗ 質点
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G06T 15/70 - 17/40
A63F 13/00
Claims (14)
- 【請求項１】 各足モデルをそれぞれ腰から膝まで及び
膝から足元までの２本のスケルトンで構成し、前記スケ
ルトンの位置計算によって各足モデルの位置を決定する
動画像生成装置であって、腰位置に与えられた質点及び
両足の足元の略中点と腰とを結合する結合体からなる力
学模型を規定する模型設定手段と、両足の足元の位置及
び速度を決定する足元決定手段と、前記力学模型を用い
て前記足元決定手段にて与えられる両足の足元の位置及
び速度から腰の位置を力学計算に基づいて算出する腰位
置算出手段と、前記足元決定手段によって決定される両
足の足元位置と前記腰位置算出手段によって算出される
腰位置とから両足の膝の位置を算出する膝位置算出手段
とを有することを特徴とする動画像生成装置。 - 【請求項２】 前記模型設定手段は、前記質点の質量及
び前記結合体の結合条件の少なくとも一方を設定するこ
とを特徴とする請求項１に記載の動画像生成装置。 - 【請求項３】 前記質点の質量及び前記結合体の結合条
件の少なくとも一方を変更する模型変更手段を有するこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の動画像生成装
置。 - 【請求項４】 前記結合体は弾性体であり、前記結合条
件は前記弾性体の弾性係数であることを特徴とする請求
項１〜３のいずれかに記載の動画像生成装置。 - 【請求項５】 前記結合体は前記弾性体にダンパが並列
接続されて構成されたものであり、前記結合条件は前記
弾性体の弾性係数及び前記ダンパのダンパ係数であるこ
とを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の動画像
生成装置。 - 【請求項６】 前記膝位置算出手段は、インバースキネ
マティクスを使用することを特徴とする請求項１〜５の
いずれかに記載の動画像生成装置。 - 【請求項７】 各足モデルをそれぞれ腰から膝まで及び
膝から足元までの２本のスケルトンで構成し、前記スケ
ルトンの位置計算によって各足モデルの位置を決定する
動画像生成プログラムであって、腰位置に与えられた質
点及び両足の足元の略中点と腰とを結合する結合体から
なる力学模型を規定する模型設定処理を行ない、両足の
足元の位置及び速度を決定する足元決定処理を行ない、
前記力学模型を用いて前記足元決定処理にて与えられる
両足の足元の位置及び速度から腰の位置を力学計算に基
づいて算出する腰位置算出処理を行ない、前記足元決定
処理によって決定される両足の足元位置と前記腰位置算
出処理によって算出される腰位置とから両足の膝の位置
を算出する膝位置算出処理を行なうことを特徴とする動
画像生成プログラムを記録した可読記録媒体。 - 【請求項８】 前記模型設定処理において、前記質点の
質量及び前記結合体の結合条件の少なくとも一方を設定
することを特徴とする請求項７に記載の動画像生成プロ
グラムを記録した可読記録媒体。 - 【請求項９】 前記質点の質量及び前記結合体の結合条
件の少なくとも一方を変更する模型変更処理を行なうこ
とを特徴とする請求項７または８に記載の動画像生成プ
ログラムを記録した可読記録媒体。 - 【請求項１０】 前記結合体は弾性体であり、前記結合
条件は前記弾性体の弾性係数であることを特徴とする請
求項７〜９のいずれかに記載の動画像生成プログラムを
記録した可読記録媒体。 - 【請求項１１】 前記結合体は前記弾性体にダンパが並
列接続されて構成されたものであり、前記結合条件は前
記弾性体の弾性係数及び前記ダンパのダンパ係数である
ことを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載の動
画像生成プログラムを記録した可読記録媒体。 - 【請求項１２】 前記膝位置算出処理において、インバ
ースキネマティクスを使用することを特徴とする請求項
７〜１１のいずれかに記載の動画像生成プログラムを記
録した可読記録媒体。 - 【請求項１３】 各足モデルをそれぞれ腰から膝まで及
び膝から足元までの２本のスケルトンで構成し、前記ス
ケルトンの位置計算によって各足モデルの位置を決定す
る動画像生成方法であって、腰位置に与えられた質点及
び両足の足元の略中点と腰とを結合する結合体からなる
力学模型を規定する模型設定処理を行ない、両足の足元
の位置及び速度を決定する足元決定処理を行ない、前記
力学模型を用いて前記足元決定処理にて与えられる両足
の足元の位置及び速度から腰の位置を力学計算に基づい
て算出する腰位置算出処理を行ない、前記足元決定処理
によって決定される両足の足元位置と前記腰位置算出処
理によって算出される腰位置とから両足の膝の位置を算
出する膝位置算出処理を行なうことを特徴とする動画像
生成方法。 - 【請求項１４】請求項１〜６のいずれかに記載の動画像
生成装置と、動画像を表示するための画像表示手段と、
ゲームプログラムデータが記録されたプログラム記憶手
段と、外部から操作可能な操作手段とを備え、上記動画
像生成装置は、上記ゲームプログラムデータに従って画
像表示手段に画像を表示することを特徴とするビデオゲ
ーム装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000333816A JP3363136B2 (ja) | 2000-10-31 | 2000-10-31 | 動画像生成方法、装置、動画像生成プログラムを記録した可読記録媒体及びビデオゲーム装置 |
| US10/047,501 US6683612B2 (en) | 2000-10-31 | 2001-10-23 | Animated image generating method and apparatus, readable storage medium storing animated image processing program and video game system |
| DE60137482T DE60137482D1 (de) | 2000-10-31 | 2001-10-29 | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Animationsbildern, lesbares Aufzeichnungsmedium für Animationsbildverarbeitungsprogramm und Videospielsystem |
| EP01125366A EP1208884B1 (en) | 2000-10-31 | 2001-10-29 | Animated image generating method and apparatus, readable storage medium storing animated image processing program and video game system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000333816A JP3363136B2 (ja) | 2000-10-31 | 2000-10-31 | 動画像生成方法、装置、動画像生成プログラムを記録した可読記録媒体及びビデオゲーム装置 |
Publications (2)
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|---|---|
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| JP3363136B2 true JP3363136B2 (ja) | 2003-01-08 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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| EP (1) | EP1208884B1 (ja) |
| JP (1) | JP3363136B2 (ja) |
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| JP5676030B2 (ja) * | 2014-02-28 | 2015-02-25 | 株式会社カプコン | プログラム、および、当該プログラムを実行するゲーム装置 |
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| USD870774S1 (en) | 2017-09-29 | 2019-12-24 | Apple Inc. | Wearable device with animated graphical user interface |
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|---|---|---|---|---|
| US6005589A (en) | 1990-07-12 | 1999-12-21 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for representing motion of multiple-jointed object, computer graphic apparatus, and robot controller |
| EP0712097A2 (en) * | 1994-11-10 | 1996-05-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method and system for manipulating motion units for computer articulated figure animation |
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| US6057859A (en) * | 1997-03-31 | 2000-05-02 | Katrix, Inc. | Limb coordination system for interactive computer animation of articulated characters with blended motion data |
| US6070269A (en) * | 1997-07-25 | 2000-06-06 | Medialab Services S.A. | Data-suit for real-time computer animation and virtual reality applications |
| US6270414B2 (en) * | 1997-12-31 | 2001-08-07 | U.S. Philips Corporation | Exoskeletal platform for controlling multi-directional avatar kinetics in a virtual environment |
-
2000
- 2000-10-31 JP JP2000333816A patent/JP3363136B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-10-23 US US10/047,501 patent/US6683612B2/en not_active Expired - Fee Related
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- 2001-10-29 DE DE60137482T patent/DE60137482D1/de not_active Expired - Lifetime
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