JP3538228B2 - 画像合成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、３次元ゲームおよびコ
ンピュータグラフィックス等において、標体の一部ある
いは全部を一時的に標示画面から消すようにした画像合
成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、各種の疑似３次元画像を合成
するゲーム装置があり、この疑似３次元画像をリアルに
表現する手法としてポリゴンを用いる方法が知られてい
る。例えば、図１２に表示画面を示すように支柱１００
を含む背景を２次元画像として作成するとともに、ポリ
ゴンを用いて作成した標体（敵機）１１０をその背景に
重ねて画像合成を行い、あたかも背景画像で現された空
間内を敵機が飛行しているようなリアルな映像を表示さ
せることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の画像合成方式においては、背景の画像に標体１１０
の画像を重ねて表示させているため、特別な処理をせず
に背景の一部である支柱１００の後ろに標体１００が回
り込むような画像を得ることはできない。例えば、図１
２に示したように標体１１０を矢印ａ，ｂ，ｃの方向に
移動させると、支柱１００の前を標体１１０が飛行する
ような画像が得られる。このため、標体１１０を支柱１
００の後ろに回り込むようにするには、標体１１０が同
図Ａの位置に達したときにこの標体１１０を表示しない
旨の命令を画像合成部に送って標体１１０の画像を一時
的に消すとともに、同図Ｂの位置に達したときにこの表
示しない旨の命令を解除して再び標体１１０の画像を表
示させている。このように、標体１１０が現在いる位置
と支柱１１０の位置とを比較して一致した場合に標体１
１０を表示しない旨の命令を作成しなければならず、こ
の命令を含む画像情報の作成およびこの画像情報に基づ
く画像の作成処理が複雑になる。

【０００４】また、上述したように標体１１０を表示し
ない旨の命令に基づいて標体１１０の表示を消す場合に
は、この命令が出されたときに標体１１０の画面表示が
一瞬にして消えるため、支柱１００の裏側に回り込む標
体１１０が先頭部分から徐々に消えていくといったリア
ルな画像を得ることができなかった。

【０００５】本発明は、このような点に鑑みて創作され
たものであり、その目的は簡単な処理で標体の表示を消
すことができる画像合成装置を提供することにある。

【０００６】また、本発明の他の目的は標体を一方向か
ら徐々に消すことにより、リアルな画像を得ることがで
きる画像合成装置を提供することにある。

【０００７】

【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、請求項１の画像合成装置は、背景画像と第１お
よび第２の標体画像とを合成した表示画像を得る画像合
成装置において、前記背景画像を生成する第１の画像生
成部と、前記背景画像に上書きする第１の標体画像と、
この第１の標体画像にさらに上書きしたときにこの第１
の標体画像を消去する旨の特定データからなる第２の標
体画像とを生成する第２の画像生成部と、前記第１およ
び第２の標体画像が重なっている場合に前方から見える
標体画像を選択するとともに、選択された標体画像が前
記特定データであるときにこの標体画像の後方にある前
記背景画像を表示する画像合成部と、を備え、前記第１
の標体画像に前記特定データからなる前記第２の標体画
像を重ねることにより、前記背景画像に重ねて表示する
前記第１の標体画像を消すことを特徴とする。

【０００８】請求項２の画像合成装置は、請求項１の画
像合成装置において、前記第１の画像生成部は、大容量
記憶装置から前記背景画像を読み出して前記画像合成部
に入力し、前記第２の画像生成部は、前記大容量記憶装
置から読み出される前記背景画像の特定領域に重ねるよ
うに前記第２の標体画像を生成しており、前記画像合成
部は、前記第１の標体画像が移動していって前記背景画
像の特定領域に進入したときに前記第１の標体画像の表
示を消すことにより、前記第１の標体画像が前記背景画
像の特定領域の裏側に回り込む全体画像を合成すること
を特徴とする。

【０００９】請求項３の画像合成装置は、請求項２の画
像合成装置において、前記大容量記憶装置は、光学的読
み取り手段を利用したディスク再生装置であり、このデ
ィスク再生装置から連続した背景画像を読み出すことを
特徴とする。

【００１０】請求項４の画像合成装置は、請求項１〜３
のいずれかの画像合成装置において、前記第２の標体画
像は、前記特定データが透明であることを示す透明ポリ
ゴンを用いて生成されることを特徴とする。

【００１１】請求項５の画像合成装置は、請求項４の画
像合成装置において、前記透明ポリゴンは、ワールド座
標系において異なる傾斜角を有する複数枚が一組として
用いられており、視点座標系が変化した場合であっても
ほぼ正確に前記第１の標体画像を消すことを特徴とす
る。

【００１２】

【作用】本発明の画像合成装置によれば、背景画像に第
１の標体画像を重ねて表示する場合に、さらにこの第１
の標体画像に第２の標体画像を重ねることにより前記第
１の標体画像を消すことができる。したがって、第１の
標体画像そのものには何ら手を加えることなく簡単な表
示処理を行うだけで標体を消すことができる。また、第
１の標体画像と第２の標体画像とが重なる部分を徐々に
変化させることにより、標体の一方から徐々に消してい
くことが可能であり、背景画像の一部に標体が回り込む
場合等を表現する際のよりリアルな画像を得ることがで
きる。

【００１３】また、上述した背景画像を生成する第１の
画像生成部を大容量記憶装置、さらに具体的にはディス
ク再生装置を用いて構成することが望ましい。すなわ
ち、このような装置から大量の背景画像の読み出しが連
続的に行われた場合であっても、上述したように簡単な
処理によって第１の標体画像を表示画面から消すことが
でき、リアルな画像を得ることができる。

【００１４】また、上述した第２の標体画像は透明ポリ
ゴンを用いて生成することが望ましい。すなわち、背景
画像に重ねて表示する通常の標体画像（第１の標体画
像）をポリゴンを用いて生成する場合と同様に第２の標
体画像を透明ポリゴンを用いて生成することにより、標
体の処理自体は第１および第２の標体画像を区別するこ
となく行うことができ、処理の簡略化が可能となる。

【００１５】また、上述した透明ポリゴンは複数枚を組
にして用いることが望ましい。例えば、単一面からなる
透明ポリゴンをワールド座標系において固定した傾斜角
で配置した場合には、視点方向を変えたときに透明ポリ
ゴンにより形成される標体の幅あるいは高さが変化する
おそれがあるが、異なる傾斜角を持たせた複数の透明ポ
リゴンを用いた場合にはこの変化の度合いを小さくする
ことができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を適用した一実施例について図
面を参照しながら具体的に説明する。

【００１７】図１は、本発明を適用した一実施例である
シューティングゲーム装置の全体構成を示す図である。
例えば、本実施例のシューティングゲーム装置により実
現される３次元ゲームは、プレーヤが移動体である自機
の戦闘機により仮想３次元空間を自由に飛び回り、敵機
や敵基地を破壊するという戦闘機ゲームを考える。

【００１８】図１に示す本実施例のシューティングゲー
ム装置は、プレーヤが操作指示を与える操作部１０と、
所定のゲームプログラムを実行することによりこの操作
部１０からの操作入力状況に応じたゲーム空間の設定を
行うゲーム空間演算部２０と、ゲーム空間演算部２０に
よる演算結果に対応して背景画像および効果音を再生す
るレーザディスク再生部３０と、ゲーム空間演算部２０
による演算結果に基づいてプレーヤの視点位置における
疑似３次元画像（例えば敵機等の３次元オブジェクト
（標体）画像）を生成する画像生成部４０と、これら背
景画像と３次元オブジェクト画像とを合成する画像合成
部６０と、合成した画像を図示しないスクリーンに投影
するプロジェクタ６２と、レーザディスク再生部３０か
ら出力される効果音を増幅して出力するアンプ６４およ
びスピーカ６６とを含んで構成されている。

【００１９】このような構成を有する本実施例のシュー
ティングゲーム装置は、レーザディスク再生部３０から
連続した背景画像を読み出して再生するとともに、この
背景画像に重ねて表示を行う３次元オブジェクト画像を
画像生成部４０によって作りだし、これらを合成してい
る。そして、この合成に際して、敵戦闘機等を表す３次
元オブジェクトが背景の特定領域、例えば支柱や陸橋等
に差しかかったときにこの３次元オブジェクト画像を一
時的に消すことにより、疑似的にこの支柱や陸橋等の裏
側に敵戦闘機が回り込んだような全体画像を作りだして
いる。

【００２０】操作部１０は、本実施例のように戦闘機戦
等のシューティングゲーム装置においては、レーザー砲
やミサイルの照準を移動させるための操作レバーや、レ
ーザ砲やミサイルを発射するためのトリガーボタンが設
けられている。

【００２１】図２は、この操作部１０の外観を概略的に
示す図である。同図に示すように、操作部１０は、プロ
ジェクタ６２から合成画像を投影するスクリーン７０と
向かい合う位置に設置されており、プレーヤが上述した
操作レバー１２を操作しながら適宜トリガーボタン１４
を押すことにより、それらの操作状況に応じた各種の制
御信号が図１に示したゲーム空間演算部２０に入力さ
れ、対応するゲーム画像がプロジェクタ６２からスクリ
ーン７０に投影される。

【００２２】ゲーム空間演算部２０は、中央処理部２
２，ゲーム空間設定部２４，移動体情報記憶部２６，オ
ブジェクト画像情報記憶部２８を含んで構成される。

【００２３】中央処理部２２では、３次元ゲームである
シューティングゲーム全体の制御が行われる。また、中
央処理部２２内に設けられた図示しない記憶部には、所
定のゲームプログラムが記憶されている。ゲーム空間設
定部２４は、この中央処理部２２内の記憶部に記憶され
ているゲームプログラムと、操作部１０からの操作信号
とにしたがって所定のゲーム空間の設定を行うことにな
る。

【００２４】移動体情報記憶部２６には、敵戦闘機等の
移動体オブジェクトの位置情報・方向情報およびこの位
置に表示すべき敵戦闘機等のオブジェクト番号が記憶さ
れている（以下、この記憶された位置情報・方向情報お
よびオブジェクト番号を「移動体情報」と称する）。

【００２５】オブジェクト画像情報記憶部２８には、オ
ブジェクト番号により指定された敵戦闘機等の画像情報
が記憶されている。この画像情報は、１あるいは複数の
ポリゴンの集合として表現されている。例えば、図３に
示すように、移動体オブジェクトである敵戦闘機２００
は、ポリゴン２１０〜２５０等の集合により表現されて
いるそして、このポリゴン２１０〜２５０の各頂点座標
等からなる画像情報が、オブジェクト画像情報記憶部２
８に記憶されている。

【００２６】ゲーム空間設定部２４は、移動体情報記憶
部２６から読み出した移動体情報に基づいて、オブジェ
クト画像情報記憶部２８から対応する画像情報を読み出
してゲーム空間の設定を行う。

【００２７】レーザディスク再生部３０は、レーザディ
スクに記憶されているフレーム毎の背景画像および効果
音を読み出して出力する。読み出された音声（効果音）
はアンプ６４によって増幅されスピーカ６６から出力さ
れる。また、背景画像は画像合成部６０に入力される。

【００２８】画像生成部４０は、仮想３次元空間におけ
るプレーヤの任意の視点位置から見える疑似３次元画
像、すなわち図２においてスクリーン７０に映し出され
る疑似３次元画像を生成する。

【００２９】この画像生成部４０は、画像生成部４０の
全体の制御を行う処理部４２と、ポリゴンの頂点座標等
の画像情報に対する３次元演算処理を行う座標変換部４
４，クリッピング処理部４６，透視投影変換部４８，ソ
ーティング処理部５０と、３次元演算処理されたポリゴ
ンの頂点座標等の画像情報からポリゴン内の全てのドッ
トにおける画像の生成を行う画像形成部５２とを含んで
構成される。

【００３０】画像合成部６０は、レーザディスク再生部
３０から出力される背景画像と、画像生成部４０から出
力される３次元オブジェクト画像とを合成して出力す
る。この合成は、レーザディスクに記憶されている各フ
レーム毎の背景画像の上に、敵戦闘機等のオブジェクト
画像を重ねて合成を行っている。画像合成部６０から出
力される合成画像は、プロジェクタ６２から投影されて
スクリーン７０上に映し出される。

【００３１】本実施例のシューティングゲーム装置はこ
のような構成を有しており、次に、その動作について簡
単に説明する。

【００３２】まず、ゲーム開始と同時に、中央処理部２
２は、ゲームプログラムにしたがってゲーム空間設定部
２４の制御を開始する。ゲーム空間設定部２４は、この
制御にしたがい、移動体情報記憶部２６から移動体情報
とオブジェクト番号を読み出す。そして、この移動体情
報とオブジェクト番号に基づいて、オブジェクト画像情
報記憶部２８から対応するオブジェクトの画像情報を読
み出す。そして、読み出された画像情報に、移動体情報
および移動体の位置情報・方向情報を含ませたデータを
形成して、これを画像生成部４０に出力する。

【００３３】画像生成部４０内の処理部４２では、ゲー
ム空間設定部２４から転送されたデータに基づいて所定
のフォーマットのデータが形成される。

【００３４】図４はデータフォーマットを示す図であ
り、同図（Ａ）にはその全体が示されている。同図
（Ａ）に示すように、処理されるデータは、フレームデ
ータを先頭に、このフレーム内に表示される全ての３次
元オブジェクトのオブジェクトデータが連なるようにし
て構成されている。そして、このオブジェクトデータの
後には、この３次元オブジェクトを構成するポリゴン毎
のポリゴンデータが更に連なるように構成されている。

【００３５】ここで、フレームデータとは、フレーム毎
に変化するパラメータにより形成されるデータをいい、
１フレーム内の全ての３次元オブジェクトに共通なデー
タであるプレーヤの視点位置・視点方向等のデータから
構成される。これらのデータは１フレーム毎に設定され
る。

【００３６】また、オブジェクトデータとは、３次元オ
ブジェクト毎に変化するパラメータにより形成されるデ
ータをいい、３次元オブジェクト単位での位置情報・方
向情報等のデータより構成される。

【００３７】また、ポリゴンデータとは、ポリゴンの画
像情報等により形成されるデータをいい、図４（Ｂ）に
示すようにヘッダ，頂点座標Ｘ0,Ｙ0,Ｚ0 〜Ｘ3,Ｙ3,Ｚ
3 およびその他の付属データ等により構成される。

【００３８】座標変換部４４は、以上のフォーマットの
データを読み出し、各頂点座標等に対し各種の演算処理
を行っている。以下、この演算処理を説明する。

【００３９】図５は、座標変換の概要を説明するための
図である。本実施例のシューティングゲームを例にとれ
ば、同図に示すように、背景画像に重ねる敵戦闘機等を
表す３次元オブジェクト３１０，３１２，３１４が、ワ
ールド座標系（Ｘw,Ｙw,Ｚw)で表現される仮想３次元空
間上に配置される。その後、これらの３次元オブジェク
トを表す画像情報は、プレーヤ３００の視点を基準とし
て視点座標系（Ｘv,Ｙv,Ｚv)へと座標変換される。

【００４０】次に、クリッピング処理部４６によって、
クリッピング処理と呼ばれる画像処理が行われる。ここ
で、クリッピング処理とはプレーヤ３００の視野外（ま
たは３次元空間上で開かれたウィンドウの視野外）にあ
る画像情報、すなわち前方・後方・右側・下方・左側・
上方のクリッピング面３４０，３４２，３４４，３４
６，３４８，３５０により囲まれた領域（以下表示領域
２とする）の外にある画像情報を除去する画像処理をい
う。つまり、本ゲーム装置によりその後の処理に必要と
される画像情報は、プレーヤ３００の視野内にある画像
情報のみである。したがって、クリッピング処理により
これ以外の情報を予め除去すれば、その後処理の負担を
大幅に減らすことができることになる。

【００４１】次に、透視投影変換部４８によって、表示
領域２内にある物体に対してのみ、スクリーン座標系
（Ｘs,Ｙs)への透視変換が行われ、透視変換されたポリ
ゴンの頂点座標が算出され、次段のソーティング処理部
５０に向け座標データが出力される。

【００４２】ソーティング処理部５０では、次段の画像
形成部５２における処理の順序が決定され、その順序に
したがってポリゴンの頂点座標データが出力される。例
えば、３次元オブジェクト３１０と３１２とが視点座標
系のＺv 方向に重なっている場合には、より前方、すな
わちＺv 方向に見てプレーヤに近い位置にある３次元オ
ブジェクトのデータから順にデータを選択して画像形成
部５２に向けデータが出力される。

【００４３】画像形成部５２は、ソーティング処理部５
０から出力されるポリゴンの頂点座標等のデータから、
ポリゴン内の全てのドットの画像情報が演算される。こ
の場合の演算手法としては、ポリゴンの頂点座標からポ
リゴンの輪郭線を求め、この輪郭線と走査線との交点で
ある輪郭点ペアを求め、この輪郭点ペアにより形成され
るラインを所定の色データ等に対応させるという手法を
用いている。

【００４４】なお、ソーティング処理部５０からは視点
座標系のＺv 方向に見てプレーヤに近い位置にある３次
元オブジェクトのデータから順にデータの出力が行われ
るため、画像形成部５２では、生成する画像情報のスク
リーン座標が重複する場合には先に生成した画像情報を
優先的に扱っており、後ろに隠れる３次元オブジェクト
の画像情報は生成しないようになっている。

【００４５】次に、画像合成部６０では、レーザディス
ク再生部３０から出力される背景画像に、画像生成部４
０内の画像形成部５２から出力される３次元オブジェク
トの画像情報を上書きして画像合成を行い、この合成画
像をプロジェクタ６２からスクリーン７０を向け投影す
る。

【００４６】なお、本明細書においては、既に形成され
ている背景画像に重ねるように３次元オブジェクトの画
像情報を形成する処理を「上書き」と称している。具体
的には、画像合成部６０によって画像形成部５２から出
力される３次元オブジェクトの画像情報とレーザディス
ク再生部３０から出力される背景画像とを択一的に選択
することにより、この画像合成部６０からは背景画像の
一部に３次元オブジェクトの画像が重なったような合成
画像が出力され、この一連の処理を「上書き」と称して
いる。

【００４７】次に、透明ポリゴンを用いることにより敵
戦闘機等の３次元オブジェクト画像を一時的に、しかも
リアルにスクリーン画面上から消すようにした本実施例
の動作について説明する。

【００４８】図６は、レーザディスク再生部から出力さ
れる背景画像の一例を示す図である。同図に示す背景画
像は、敵基地内の空洞部分を示すものであり、この空洞
部分には無数の支柱が設けられている。本実施例のシュ
ーティングゲームは、このような敵基地内の空洞部分を
敵戦闘機と交戦しながら進行するものであり、敵戦闘機
の３次元オブジェクトが支柱を横切る際にこの３次元オ
ブジェクト画像を消して、適宜支柱の裏側に回り込むよ
うな合成画像を作る必要がある。

【００４９】なお、図６に示した背景画像に含まれる支
柱等は、ワールド座標系では固定の位置に仮想的に設け
られているが、ゲームの進行に伴って自機の視点位置お
よび視点方向が変化するため、時間経過とともに背景画
像も変化する。換言すれば、時間経過とともに変化する
視点位置から見える背景画像をフレーム毎に予め作成し
てレーザディスクに記憶しておき、ゲームの進行にした
がって各フレーム対応の背景画像をレーザディスク再生
部３０から出力してプロジェクタ６２からスクリーン７
０上に投影することにより、スクリーン７０を見ている
プレーヤはあたかも敵基地内の空洞部分を飛行している
ような臨場感あふれるゲームを楽しむことができる。

【００５０】図７は、本実施例で用いる透明ポリゴンを
説明するための図であり、同図（Ａ）には図６に示した
背景画像に含まれる支柱とほぼ同じ形状を有する３次元
オブジェクト４００を透明ポリゴン４０２を用いて構成
した場合が示されている。最も簡単な場合には、同図
（Ａ）に示すように、一枚の透明ポリゴン４０２を用い
て３次元オブジェクト４００が構成される。

【００５１】図８は、透明ポリゴンを用いて構成された
３次元オブジェクトと背景画像との対応関係を示す図で
ある。

【００５２】同図において、支柱４２０は図６の背景画
像に含まれる支柱の１本を示しており、この支柱４２０
とほぼ同じ大きさの３次元オブジェクト４００が用意さ
れている。したがって、この３次元オブジェクト４００
を用いることにより、支柱４２０のほぼ全体を覆うこと
ができる。

【００５３】敵戦闘機等の３次元オブジェクトを図６に
示した背景画像に含まれる支柱等の裏側に回り込ませる
場合には、図８に示した３次元オブジェクト４００と支
柱４２０との間に敵戦闘機を表す３次元オブジェクト４
１０を配置する。すなわち、飛行している３次元オブジ
ェクト４１０を透明ポリゴンで構成された３次元オブジ
ェクト４００の後方（視点座標系のＺv 方向に見て後
方）に移動させる。

【００５４】このように、２つの３次元オブジェクト４
００，４１０が重なった場合には、画像生成部４０内の
ソーティング処理部５０においてその前後が判断されて
ソーティングが行われ、画像生成部５２ではそのソーテ
ィング結果に基づいた３次元オブジェクト画像が生成さ
れる。

【００５５】図９（Ａ）は、このようにして生成された
３次元オブジェクト画像を示す図であり、２つの３次元
オブジェクトが部分的に重なっている場合が示されてい
る。また、図９（Ｂ）は画像合成部６０によって合成さ
れた画像を示す図であり、同図（Ａ）に示した３次元オ
ブジェクト画像と、図６に示した背景画像とを合成した
状態が示されている。

【００５６】同図（Ａ）に示すように、３次元オブジェ
クト４００は視点座標系において３次元オブジェクト４
１０より前方に位置するため、その全体の画像が生成さ
れる。この３次元オブジェクト４００は、透明ポリゴン
で構成されているため、生成された画像の各ドットには
透明であることを示す特定データが対応付けられてい
る。一方、敵戦闘機等を表す３次元オブジェクト４１０
は、この３次元オブジェクト４００に一部が重なってお
り、しかもこの３次元オブジェクト４００よりも視点座
標系において後方に位置するため、その重複部分を除い
た残りの部分の画像が生成される。この３次元オブジェ
クト４１０は透明ポリゴンではない通常のポリゴンによ
って構成されているため、重複しない残りの部分に対応
して生成された画像の各ドットには所定の色を示すデー
タが対応付けられている。

【００５７】画像合成部６０では、このようにして画像
形成部５２により生成された３次元オブジェクトの画像
とレーザディスク再生部３０から出力される背景画像と
の合成が行われるが、この合成に際して、３次元オブジ
ェクトの画像の各ドットに対応したデータが透明である
ことを示す特定データである場合には、この表示ドット
については背景画像が選択される。したがって、合成画
像としては、同図（Ｂ）に示すように、３次元オブジェ
クト４１０の一部と透明ポリゴン４０２に対応する背景
画面の一部である支柱４２０とが合わさった画像が得ら
れるため、あたかも３次元オブジェクト４１０が支柱４
２０の裏側に回り込んだような画像となる。

【００５８】このように、本実施例のシューティングゲ
ーム装置によれば、３次元オブジェクトの１つを透明ポ
リゴンを用いて構成しており、他の３次元オブジェクト
を一時的に表示画面から消したい場合には、透明ポリゴ
ンにより構成した３次元オブジェクトの背後に配置する
だけでよい。したがって、支柱や陸橋あるいは建造物の
背後に回り込むような画像を生成したい場合には、背景
画像であるこれら支柱等とほぼ同じ大きさを有する３次
元オブジェクトを透明ポリゴンで構成するだけでよく、
敵戦闘機等の通常の３次元オブジェクトのデータを変更
して処理する必要がなく、処理の簡略化が可能となる。
特に、背景画像に含まれる支柱等がワールド座標系にお
いて固定位置に配置されている場合には、透明ポリゴン
で構成される３次元オブジェクトの絶対座標も固定さ
れ、画像生成に必要なデータ処理がさらに簡略化され
る。

【００５９】また、透明ポリゴンで構成される３次元オ
ブジェクト４００は、他の３次元オブジェクトを画面か
ら消すためだけに用いられるものであり、支柱等の形状
にほぼ一致させた単純な形状のものを使用することがで
きるため、このような３次元オブジェクト４００を追加
することによる画像処理の負担を最小限に抑えることが
できる。

【００６０】また、３次元オブジェクト４００と４１０
との重複する範囲を徐々に変化させることにより、敵戦
闘機等が支柱４２０の裏側に徐々に姿を消すといったよ
りリアルな画像を作ることができる。

【００６１】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が
可能である。

【００６２】例えば、上述した実施例では、ワールド座
標系で固定した位置に設けられた支柱４２０に透明ポリ
ゴンにより構成される３次元オブジェクト４００を重ね
る場合を例にとり説明したが、この支柱等が時間経過と
ともにワールド座標系で移動するようにしてもよい。

【００６３】例えば、図１０に示すように、ダクト内に
無数のロッドが突出しており、このロッドの突出長さが
時間とともに変化するような空間内を自機が進入して行
くような場合が考えられる。このような場合には、図７
（Ｂ）に示すような３次元オブジェクト５００が使用さ
れる。この３次元オブジェクト５００は２つの透明ポリ
ゴン５０２，５０４を用いて構成されており、背景画像
が変化して図１０に示したダクト内のロッドが動いた場
合には、このロッドの動きにあわせて３次元オブジェク
ト５００のワールド座標も変化させるようにする。この
ように３次元オブジェクト５００を動かすことにより、
背景画像に含まれる移動物体の後ろ側に敵戦闘機等の３
次元オブジェクトが回り込むような画像を合成すること
もできる。

【００６４】また、上述した実施例では、画像の生成処
理を簡単なものとするために、１枚の透明ポリゴンによ
って３次元オブジェクトを構成するとともに、この３次
元オブジェクトのワールド座標系における位置を固定し
たため、視点位置が大きく変化する場合には適さない。
すなわち、図７（Ａ）および（Ｂ）に示す３次元オブジ
ェクト４００，５００は平面形状に形成されているた
め、視点位置を変えて斜め方向からこれらの３次元オブ
ジェクト４００，５００をみると、その幅あるいは高さ
が実際よりも小さくなる。極端な場合には、３次元オブ
ジェクト４００，５００のほぼ真横に視点位置を設定す
ると、幅がほとんどなくなってしまう。

【００６５】このような不都合を回避するためには、３
次元オブジェクト４００，５００の面方向をプレーヤの
視点位置の変化に合わせて変更すればよい。あるいは、
処理を簡単なものとするためには、３次元オブジェクト
４００，５００を視点位置とは無関係に空間内に配置す
ることが好ましいため、どこから見てもある程度の幅あ
るいは高さが確保できるように工夫することが好まし
い。

【００６６】図１１は、３次元オブジェクトの面方向を
固定した場合であっても視点位置にかかわらずある程度
の幅および高さを確保するように工夫した一例を示す図
である。同図（Ａ）には互いに直交する透明ポリゴンに
よって３次元オブジェクトを構成した場合を示してお
り、同図（Ｂ）には四角柱の４つの側面を透明ポリゴン
を用いて３次元オブジェクトを構成した場合を示してい
る。このように複数の透明ポリゴンを組み合わせて３次
元オブジェクトを構成することにより、プレーヤの視点
位置が変わった場合であっても、常にある程度の幅を確
保することができ、視点座標系を用いて投影した後に極
端に幅が小さくなることを防ぐことができる。

【００６７】また、上述した実施例では、レーザディス
クに記憶しておいた背景画像をレーザディスク再生部３
０によって連続的に再生するようにしたが、他の大容量
記憶装置に記憶しておいた背景画像を連続的に読み出し
て再生するようにしてもよい。例えば、大容量記憶装置
としては、光磁気ディスク装置やハードディスク装置あ
るいはフロッピーディスク装置を用いることができ、こ
れ以外であっても連続して再生すべき大量の背景画像を
記憶できる装置であればよい。

【００６８】また、特に本実施例においては、背景画像
は３次元コンピューターグラフィクスの作成手法を用い
てあらかじめ作成された画像がレーザーディスクに記憶
されているものであり、背景画像内の物体は全てその画
像作成途中においてワールド座標系での３次元座標を与
えられている。従って、その３次元座標を用いて同じ位
置に透明ポリゴンで構成される３次元オブジェクトを配
置すれば、簡単に前記したようなリアルな画像を作るこ
とができる。またさらに、本実施例のように３次元コン
ピューターグラフィクスによって背景画像を作成するの
ではなく、模型や実物を実際にカメラを用いて写真撮影
する手法や、モーションコントロールカメラと呼ばれ
る、模型や実物の配置された空間内をビデオカメラある
いはムービーカメラを移動させてビデオ撮影、ムービー
撮影を行うという手法により背景画像を作成することが
考えられるが、その場合には測量によって背景画像内の
物体の３次元位置座標を決定することができるので、同
様にその座標位置に透明ポリゴンで構成される３次元オ
ブジェクトを配置すれば良い。

【００６９】また、上述した実施例は、一例としてシュ
ーティングゲーム装置に本発明を適用した場合を説明し
たが、ゲームにおける画面合成以外にも一般のコンピュ
ータグラフィックスにおける画面合成に本発明を適用す
ることができる。

【００７０】また、本実施例では、透明ポリゴンという
名称を便宜上使用したが、その名称については適宜変更
して使用するようにしてもよく、機能的に同じであれば
含ませることができる。

【００７１】

【発明の効果】上述したように請求項１の発明によれ
ば、背景画像に第１の標体画像を重ねて表示する場合
に、さらにこの第１の標体画像に第２の標体画像を重ね
ることにより前記第１の標体画像を消すことができる。
したがって、第１の標体画像そのものには何ら手を加え
ることなく簡単な表示処理を行うだけで標体を消すこと
ができる。また、第１の標体画像と第２の標体画像とが
重なる部分を徐々に変化させることにより、標体の一方
から徐々に消していくことが可能であり、背景画像の一
部に標体が回り込む場合等を表現する際のよりリアルな
画像を得ることができる。

【００７２】また、上述した背景画像を生成する第１の
画像生成部を大容量記憶装置、さらに具体的にはディス
ク再生装置を用いて構成した場合には、このような装置
から大量の背景画像の読み出しが連続的に行われた場合
であっても、上述したように簡単な処理によって第１の
標体画像を表示画面から消すことができ、リアルな画像
を得ることができる。

【００７３】また、上述した第２の標体画像は透明ポリ
ゴンを用いて生成した場合には、背景画像に重ねて表示
する通常の標体画像（第１の標体画像）をポリゴンを用
いて生成する場合と同様に第２の標体画像を透明ポリゴ
ンを用いて生成することになり、標体の処理自体は第１
および第２の標体画像を区別することなく行うことがで
き、処理の簡略化が可能となる。

【００７４】また、異なる傾斜角を有する透明ポリゴン
を複数枚を組にして用いて標体を構成するとともにこの
標体を空間内に配置した場合には、視点位置を変えてこ
の標体を見た場合であってもこの標体の幅および高さの
変化の度合いを小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した一実施例であるシューティン
グゲーム装置の全体構成を示す図である。

【図２】操作部の外観を概略的に示す図である。

【図３】３次元オブジェクトを複数のポリゴンで構成し
た場合の概略を示す図である。

【図４】データフォーマットの一例を示す図である。

【図５】座標変換の概要を示す図である。

【図６】レーザディスク再生部から出力される背景画像
の一例を示す図である。

【図７】透明ポリゴンを用いて構成される３次元オブジ
ェクトを説明するための図である。

【図８】透明ポリゴンを用いて構成される３次元オブジ
ェクトと背景画像との対応関係を示す図である。

【図９】合成画像を示す図である。

【図１０】レーザディスク再生部から出力される背景画
像の他の例を示す図である。

【図１１】複数の透明ポリゴンを用いて構成した３次元
オブジェクトを示す図である。

【図１２】背景画像に敵機等を重ねて表示する場合の概
略を説明するための図である。

【符号の説明】

１０ 操作部 ２０ ゲーム空間演算部 ２２ 中央処理部 ２４ ゲーム空間設定部 ２６ 移動体情報記憶部 ２８ オブジェクト画像情報記憶部 ３０ レーザディスク再生部 ４０ 画像生成部 ４２ 処理部 ４４ 座標変換部 ４６ クリッピング処理部 ４８ 透視投影変換部 ５０ ソースィング処理部 ５２ 画像形成部 ６０ 画像合成部 ６２ プロジェクタ ４００ ３次元オブジェクト ４０２ 透明ポリゴン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−218141（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 15/00 - 17/40 A63F 13/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 背景画像を出力する第１の処理手段と、 前記背景画像に上書きする３次元ゲーム空間の画像を生
   成する第２の処理手段と、 前記背景画像に、前記３次元ゲーム空間の画像を上書き
   して合成し表示画像を得る画像合成手段と、 を含み、 前記第２の処理手段は、 前記背景画像に上書きする第１の標体と、透明であるこ
   とを示すとともに前記第１の標体にさらに上書きしたと
   きに前記第１の標体の画像を消去するための特定データ
   が対応付けられた第２の標体とを含む前記３次元ゲーム
   空間を生成し、前記３次元ゲーム空間を所与の視点位置
   から見た前記３次元ゲーム空間の画像を生成する処理を
   行ない、 前記画像合成手段は、 前記３次元ゲーム空間の画像において、前記第１および
   第２の標体の画像が重なっており、前方に位置する標体
   画像が前記第２の標体画像であるときに、当該第２の標
   体画像の後方にある第１の標体画像を消去するとともに
   当該第２の標体画像の後方にある前記背景画像を表示す
   る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、 前記第２の標体は、透明ポリゴンを用いて生成されるこ
   とを特徴とする画像合成装置。
3. 【請求項３】 背景画像を出力する第１の処理手段と、 前記背景画像に上書きする３次元ゲーム空間の画像を生
   成する第２の処理手段と、 前記背景画像に、前記３次元ゲーム空間の画像を上書き
   して合成し表示画像を得る画像合成手段と、 を含み、 前記第２の処理手段は、 前記背景画像に上書きする第１の標体と、透明ポリゴン
   を用いて生成される第２の標体とを含む前記３次元ゲー
   ム空間を生成し、前記３次元ゲーム空間を所与の視点位
   置から見た前記３次元ゲーム空間の画像を生成する処理
   を行ない、 前記画像合成手段は、 前記３次元ゲーム空間の画像において、前記第１および
   第２の標体の画像が重なっており、前方に位置する標体
   画像が前記第２の標体画像であるときに、当該第２の標
   体画像の後方にある第１の標体画像を消去するとともに
   当該第２の標体画像の後方にある前記背景画像を表示す
   ることを特徴とする画像合成装置 。
4. 【請求項４】 請求項２、３のいずれかにおいて、 前記透明ポリゴンは、ワールド座標系において異なる傾
   斜角を有する複数枚が一組として用いられており、視点
   座標系が変化した場合であってもほぼ正確に前記第１の
   標体画像を消す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、 前記第１の処理手段は、大容量記憶装置から前記背景画
   像を読み出して前記画像合成部に入力し、 前記第２の処理手段は、前記大容量記憶装置から読み出
   される前記背景画像の特定領域に重ねるように前記第２
   の標体画像を生成しており、 前記画像合成手段は、前記第１の標体画像が移動してい
   って前記背景画像の特定領域に進入したときに前記第１
   の標体画像の表示を消すことにより、前記第１の標体画
   像が前記背景画像の特定領域の裏側に回り込む全体画像
   を合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、 前記大容量記憶装置は、光学的読み取り手段を利用した
   ディスク再生装置であり、このディスク再生装置から連
   続した背景画像を読み出すことを特徴とする画像合成装
   置。
7. 【請求項７】 背景画像を取得する手順と、 前記背景画像に上書きする３次元ゲーム空間の画像を生
   成する手順と、 前記背景画像に、前記３次元ゲーム空間の画像を上書き
   して合成し表示画像を得る画像合成手順と、 を含み、 前記３次元ゲーム空間の画像を生成する手順では、 前記背景画像に上書きする第１の標体と、透明であるこ
   とを示すとともに前記第１の標体にさらに上書きしたと
   きに前記第１の標体の画像を消去するための特定データ
   が対応付けられた第２の標体とを含む前記３次元ゲーム
   空間を生成し、前記３次元ゲーム空間を所与の視点位置
   から見た前記３次元ゲーム空間の画像を生成する処理を
   行ない、 前記画像合成手順では、 前記３次元ゲーム空間の画像において、前記第１および
   第２の標体の画像が重なっており、前方に位置する標体
   画像が前記第２の標体画像であるときに、当該第２の標
   体画像の後方にある第１の標体画像を消去するとともに
   当該第２の標体画像の後方にある前記背景画像を表示す
   ることを特徴とする画像合成方法。
8. 【請求項８】 請求項７において、 前記第２の標体は、透明ポリゴンを用いて生成されるこ
   とを特徴とする画像合成方法。