JP3547430B2 - ３次元ゲーム装置及び画像合成方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、仮想３次元空間内の任意の視点からの視界画像を合成できる３次元ゲーム装置及び画像合成方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
ゲーム装置においては、ディスプレイ等に表示されるゲーム画面をより現実世界に近いものとし、いわゆる仮想現実の世界を創出するために種々の工夫が施されている。このような仮想現実の世界を実現できれば、ゲーム世界の現実味を高めることができゲームの面白味を格段に向上できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
さて仮想現実の世界を実現するためには、ゲームの世界にも時間の概念を導入することが望まれる。
【０００４】
ディスプレイ等に２次元のゲーム画面が表示される２次元ゲーム装置においては、例えば時間経過をプレーヤに感じさせるために、昼のゲーム画面では画面全体を明るくし夜のゲーム画面では画面全体を暗くするというような手法を採用することもできる。この手法では、例えばゲーム画面形成のための複数のパレットを用意し、昼の場面においてはゲーム表示に使用される色を全体に明るい色にするパレットを選択し、夜の場面においては色を全体に暗い色にするパレットを選択する。しかしながらこの手法では、画面全体を明るくする・暗くする等の表現しかできない。従って、時間経過につれて位置が変化する太陽等、空の色の変化、夜では遠いものほど暗く見える等の表現はできない。このため、表現されるゲーム世界は今一つ現実感に乏しいものとなる。
【０００５】
また例えば格闘技ゲーム等においては、図２０（Ａ）でプレーヤがゲームキャラクタ２３０、２３２を選択し、図２０（Ｂ）に示すようなゲーム画面を見ながらゲームキャラクタ２３０、２３２の動作を指示し、ゲームキャラクタ同士を戦わせる。この場合、選択したゲームキャラクタの種類等により、表示されるゲームステージの種類も異なるものになる。例えば対戦相手等がＡ国の者である場合にはゲームステージにはＡ国風に作られた建物２３４、Ａ国の観客２３６等が配置され、実際にＡ国で対戦しているような感覚をプレーヤに与えることができる。そしてプレーヤがＡ国の対戦相手を倒すと、次のゲームステージに移行し、次のゲームステージでは今度はＢ国の対戦相手と戦う。そして次のゲームステージはＢ国を表すようなステージとなっている。このように次々と対戦相手を倒すことにより次のゲームステージに順次移行して行く。
【０００６】
さてこのような複数のゲームステージを有するゲーム装置においては、あるゲームステージは夜の場面を表し、あるゲームステージは昼の場面を表すというように、ゲームステージ毎に時間設定が固定されていた。このため１つのゲームステージが夜のステージになったり昼のステージになったりすることがなく、ゲームステージのバラエティを乏しいものとしていた。
【０００７】
なお同じく複数のステージを有するゲーム装置としてレーシングカーゲーム等が知られている。このレーシングカーゲームでは、一定距離を走行すると夜になったり昼になったりすることで時間の経過を表せるが、レーシングカーが前に進まなかった場合には時間は経過しない。即ち時間の経過はプレーヤの操作、ゲーム結果等に大きく依存し、プレーヤの操作等に無関係に時間だけが流れてゆくという表現を実現できない。このためプレーヤに時間の流れを感じさせることができず、今一つリアル感に乏しいものとなる。
【０００８】
また、たとえ１つのゲームステージにおける時間の経過を表現できたとしても、ゲームステージの開始時点は例えば常に夜、常に昼というように固定されてしまい、ゲームステージのバラエティは乏しいものとなる。更にゲームステージが例えば南極に配置されたステージである場合と、赤道上に配置されたステージである場合とでは、太陽の移動する軌道等は実際は異なるはずである。しかしながら従来のゲーム装置ではこのことについては全く考慮されていなかった。
【０００９】
また業務用ゲーム装置等においてはプレーヤがゲームをプレイしていない間にデモ画面を表示する場合が多い。しかしながら従来のゲーム装置ではこのデモ画面においても時間の流れは表現されておらず、デモ画面のバラエティを今一つ高めることができなかった。またデモ画面が表示されている時に例えばコイン等を投入するとゲームが開始するが、ゲームの開始時点に表示されるゲーム画面は例えば常に夜、常に昼というように固定されてしまうという問題もあった。
【００１０】
また格闘技ゲーム等におけるゲーム画面に月、星等の天体を表現する場合を考える。この場合、夜には天体が現れ、昼には現れないというような表現は比較的容易である。しかしながら空が暗くなるにつれて天体が徐々に見えてゆき、空が明るくなると徐々に消えてゆくといった表現を実現するのは容易ではなく、これを如何にして簡易な手法で実現するかという課題もある。
【００１１】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、時間経過の感覚をプレーヤに対してより感じさせることができる３次元ゲーム装置及び画像合成方法を提供することにある。
【００１２】
また本発明の他の目的は、複数のゲームステージの各々において表現されるゲーム画面のバラエティを増やすことができる３次元ゲーム装置及び画像合成方法を提供することにある。
【００１３】
また本発明の他の目的は、ゲーム中でない場合にも時間経過を表現できる３次元ゲーム装置及び画像合成方法を提供することにある。
【００１４】
また本発明の他の目的は、時間経過に基づく明るさの変化に伴い徐々に消えるあるいは徐々に現れる表示物を表現できる３次元ゲーム装置及び画像合成方法を提供することにある。
【００１５】
【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、仮想３次元空間内の任意の視点からの視界画像を合成しプレーヤに対して表示する３次元ゲーム装置であって、
実空間における経過時間に基づき前記仮想３次元空間における経過時間を算出し仮想時間を求める仮想時間算出手段と、
前記仮想３次元空間内に配置される表示物の少なくとも位置情報を演算する手段であって、前記仮想時間の経過に伴い前記仮想３次元空間内を移動する光源の位置情報を前記仮想時間に基づいて演算する手段と、
演算された前記光源の位置情報に基づいて、前記仮想３次元空間内に配置される表示物に対するシェーディング演算を含む３次元演算を行う３次元演算手段とを含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、実空間の経過時間に基づき仮想時間が算出され、この仮想時間に基づき太陽等の光源位置が求められる。そして求められた光源の位置情報に基づいて、シェーディング演算等の３次元演算が行われる。これによりゲーム時間が経過するにつれて仮想時間も経過し、光源の位置が動くことによって、シェーディング演算による陰影づけ等の結果が異なってくる。これによりプレーヤに対して、時間が経過していることを感じさせることができる。
【００１７】
また本発明は、仮想３次元空間内の任意の視点からの視界画像を合成しプレーヤに対して表示すると共に、ゲーム設定の異なる複数のゲームステージを有する３次元ゲーム装置であって、
実空間における経過時間に基づき前記仮想３次元空間における経過時間を算出し仮想時間を求める仮想時間算出手段と、
前記仮想３次元空間内に配置される表示物の少なくとも位置情報を演算する手段と、
前記仮想３次元空間内に配置される表示物に対するシェーディング演算を含む３次元演算を前記仮想時間に基づいて行う３次元演算手段とを含み、
前記仮想時間算出手段が、前記複数のゲームステージの中の１のゲームステージから次のゲームステージへとゲーム場面が移行した場合に、該１のゲームステージの終了の際の仮想時間を起点として該次のゲームステージの仮想時間を起算することを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、１のゲームステージから次のゲームステージへとゲーム場面が移行した場合に、１のゲームステージの終了の際の仮想時間を次のゲームステージが引き継ぐ。これにより１のゲームステージに要した時間等に依存して次のゲームステージ開始の際のゲーム場面が変化する。
【００１９】
また本発明は、仮想３次元空間内の任意の視点からの視界画像を合成しプレーヤに対して表示すると共に、ゲーム設定の異なる複数のゲームステージを有する３次元ゲーム装置であって、
実空間における経過時間に基づき前記仮想３次元空間における経過時間を算出し仮想時間を求める仮想時間算出手段と、
前記仮想３次元空間内に配置される表示物の少なくとも位置情報を演算する手段と、
前記仮想３次元空間内に配置される表示物に対してシェーディング演算を含む３次元演算を算出された前記仮想時間に基づいて行う３次元演算手段とを含み、前記３次元演算手段が、前記複数のゲームステージの中の１のゲームステージから次のゲームステージへとゲーム場面が移行した場合の該ゲームステージ配置位置の移動に伴い、表示物に施す前記３次元演算の内容を変更することを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、１のゲームステージから次のゲームステージへとゲーム場面が移行し、ゲームステージが配置される緯度等の位置情報が変化した場合に、この変化に伴い３次元演算の内容が変更される。これにより、プレーヤに対してゲームステージの移動を感じさせることができる。
【００２１】
また本発明は、前記ゲームステージ位置の移動に伴い前記３次元演算に用いられる光源の位置を変更することで前記３次元演算の内容の変更が行われることを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、ゲームステージの位置の移動に伴い光源の位置が変更され、シェーディング演算等の３次元演算の内容が変更される。これにより、例えばゲームステージの緯度等が変化した場合に、光源となる太陽等の軌道を変更でき、表示物に対する陰影づけ等が変更され、プレーヤに対してゲームステージの移動を感じさせることができる。
【００２３】
また本発明は、仮想３次元空間内の任意の視点からの視界画像を合成しプレーヤに対して表示する３次元ゲーム装置であって、
実空間における経過時間に基づき前記仮想３次元空間における経過時間を算出し仮想時間を求める仮想時間算出手段と、
前記仮想３次元空間内に配置される表示物の少なくとも位置情報を演算する手段と、
前記仮想３次元空間内に配置される表示物に対するシェーディング演算を含む３次元演算を算出された前記仮想時間に基づいて行う３次元演算手段とを含み、前記仮想時間算出手段が、プレーヤがゲームをプレイしていない間においても前記仮想時間を経過させる演算を行うことを特徴とする。
【００２４】
本発明によれば、プレーヤがゲームプレイをしていない場合にも仮想時間が経過する。これにより次のゲーム開始時に表示されるゲーム画面を様々なものとすることができる。
【００２５】
また本発明は、プレーヤがゲームをプレイしていない場合にはデモ画面を表示し、該デモ画面の表示内容を前記仮想時間の経過に応じて変化させることを特徴とする。
【００２６】
本発明によれば、デモ画面の表示の際にも仮想時間が経過し、デモ画面の表示内容が変更される。これによりデモ画面においても時間の経過を表現できる。
【００２７】
また本発明は、前記３次元演算において用いられる環境の光又は光源の光の少なくとも一方の色を、前記仮想時間の経過に応じて変化させることを特徴とする。
【００２８】
本発明によれば、ゲームを行うことにより仮想時間が経過した場合に、光源光、環境光の色が変化し、この色の変化によりプレーヤに時間の経過を感じさせることができる。
【００２９】
また本発明は、色補間により前記表示物の色を所定色に近づける演算を行うデプスキューイング演算手段を含み、色補間により近づける前記所定色を前記仮想時間の経過に応じて変化させることを特徴とする。
【００３０】
本発明によれば、ゲームを行うことにより仮想時間が経過した場合に、表示物の色を所定色に近づけるデプスキューイング演算が行われ、これによりプレーヤに時間の経過を感じさせることができる。
【００３１】
また本発明は、前記仮想時間が経過し、前記３次元演算において用いられる光源からの光が表示物に対して達しない状態となった場合に、該光源とは異なる別光源を用意し該別光源に基づいて前記３次元演算を行うことを特徴とする。
【００３２】
本発明によれば、ゲームを行うことにより仮想時間が経過した場合に、別光源が用意され、この別光源に基づいた３次元演算が行われ、これによりプレーヤに時間の経過を感じさせることができる。
【００３３】
また本発明は、背景の色情報と半透明表示物の色情報とをブレンドすることで半透明表示物の描画を行う半透明演算手段を含み、
該半透明演算手段は、前記３次元演算において用いられる光源の光量が前記仮想時間の経過により増加した場合には前記ブレンドする半透明表示物の色情報の割合を減少させ、該光量が減少した場合には該割合を増加させることを特徴とする。
【００３４】
本発明によれば、仮想時間の経過により光源の光量が増加した場合には、ブレンドする半透明表示物の色情報（ＲＧＢ各成分の輝度情報）の割合が減少し、これにより半透明表示物を背景等にとけ込ますことができる。一方、光量が減少した場合には、ブレンドする色情報の割合が増加し、背景等に浮かび上がってくる半透明表示物を表現できる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
１．第１の実施例
図１には本発明の第１の実施例のブロック図が示される。第１の実施例は、操作部１２、仮想３次元空間演算部１００、３次元演算部２１０、画像形成部２２８、ディスプレイ１０を含む。
【００３６】
操作部１２はプレーヤが操作信号を入力するものである。仮想３次元空間演算部１００は、あらかじめ決められたプログラムと前記操作部１２からの操作信号に基づいて仮想３次元空間形成のための演算を行うものである。具体的には、操作部１２からの操作信号にしたがって、仮想３次元空間に配置する表示物の位置情報、方向情報を所定期間毎例えば１フィールド毎に求める演算等を行う。そして、この仮想３次元空間演算部１００は仮想時間算出部１２０を含んでいる。３次元演算部２１０は座標変換、透視投影変換、シェーディング演算等の３次元演算を行うものであり、シェーディング演算部２１３、デプスキューイング演算部２１４を含む。画像形成部２２８は、３次元演算部２１０により３次元演算が施された表示物の描画処理を行い、ディスプレイ１０に表示する視界画像を形成する。これにより仮想３次元空間内の任意の視点からの視界画像を得ることができる。
【００３７】
さて本実施例では仮想時間算出部１２０において仮想時間の算出が行われる。この仮想時間の算出は実空間（現実世界）における経過時間に基づき行われ、例えば現実世界での３０秒は仮想３次元空間（ゲーム世界）においては２時間とされる。以下では本実施例を格闘技ゲームに適用した場合を例にとり説明を行う。図２（Ａ）、（Ｂ）〜図６（Ａ）、（Ｂ）には本実施例により得られるゲーム画面（視界画像）の一例が示される。
【００３８】
本実施例では格闘技ゲームの一勝負の制限時間を２時間（現実世界では３０秒）としており、勝負が長引くたびに同じステージが、朝の場面（図２（Ａ））から昼の場面（図３（Ａ））、昼の場面から夕方の場面（図３（Ｂ））、夕方の場面から夜の場面（図４）へと移行して行く。これによりゲームを行っているプレーヤに対して時間の経過を感じさせることができる。例えば図２（Ａ）の朝の場面では太陽５０が上空に向かって上昇している。この太陽５０は図３（Ａ）の昼の場面ではほぼ真上に移動し、図３（Ｂ）の夕方の場面では地平線に向かって沈んで行く。この時、太陽の位置情報は、仮想時間算出部１２０で算出された仮想時間に基づいて演算される。即ち太陽は仮想時間の経過に応じて所定の軌道上を移動してゆく。本実施例ではこの移動する太陽を光源と考え、シェーディング演算を行っている。このシェーディング演算はシェーディング演算部２１３において行われる。例えば図２（Ａ）では画面に向かって奥方向に太陽が位置するため、奥方向に光源があるとしてゲームキャラクタ４４ａ、４４ｂに対する陰影づけが行われる。また図３（Ａ）では画面に向かって右上方向に太陽が位置するため、右上方向に光源があるとしてゲームキャラクタ４４ａ、４４ｂに対する陰影づけが行われ、影５６も形成される。また図２（Ａ）、図３（Ａ）（朝、昼）では、地面５４は、太陽の光に照らされて明るい色となるが、図３（Ｂ）、図４（夕方、夜）では地面５４は暗い色となる。
【００３９】
また本実施例では３次元演算部２１０において用いられる環境光、光源光の少なくとも一方の色を、仮想時間の経過に応じて変化させている。即ち夕方においては光の色を赤くする。これにより夕焼けを表現できる。更に本実施例では空の色も仮想時間の経過に応じて変化させており、図２（Ａ）の朝では青白い色となり、図３（Ａ）の昼では真っ青、図３（Ｂ）の夕方では真っ赤、図４の夜では真っ黒にしている。この空の色は、光源の色と光源からの光量等に基づいて算出される。
【００４０】
また本実施例では仮想時間の経過に伴いゲーム画面に表示される太陽の形も変化させている。例えば図５（Ａ）には昼間に表示される太陽５０の形が、図５（Ｂ）には夕方に表示される太陽５０の形が示される。また同様にして月の満ち欠けを表現することも可能である。
【００４１】
本実施例では、時間の経過をプレーヤに感じさせるために、以下に説明する手法も用いている。例えば図２（Ｂ）には朝もやを示すゲーム画面が示される。この朝もやは次のようにして表現される。即ち、もやを表すための半透明表示物（半透明ポリゴン）を用意し、この半透明表示物の色情報と、背景の色情報とをブレンドする演算処理を半透明演算部２４６にて行う。
【００４２】
また朝もやを表現するため、あるいは夜の暗闇を表現するために、本実施例ではデプスキューイング演算も行っている。このデプスキューイング演算はデプスキューイング演算部２１４において行われる。例えば図４の夜の場面では、画面の奥の方向にゆくにしたがって表示色が黒に近づくようにデプスキューイング演算が行われている。具体的には図４で、Ａ点、Ｂ点、Ｃ点にゆくにしたがって地面５４の色が黒に近づいてゆく。なおデプスキューイング演算部２１３を３次元演算部２１０に設けず、画像形成部２２８に設ける構成としてもかまわない。
【００４３】
また本実施例では夜の場面を効果的に表現するため、夜の場面に移行し太陽からの光が表示物に到達しなくなった場合に、別光源を用意し、この別光源からの光に基づいてシェーディング演算を行っている。即ち図４では、この別光源は、画面の左下方向に設けられている。そしてこの別光源からの光に基づきゲームキャラクタ４４ａ、４４ｂに対する陰影づけが行われると共に、影５６も形成される。これにより、夜の暗闇で戦っているという雰囲気をリアルに表現できる。なお用意する光源の位置及び種類はゲームステージ毎に変更することが望ましく、例えば草むらの場面においては夜空を飛び交う蛍を光源（動く光源）としたり、港の場面においては船の表示灯を光源としたりすることができる。
【００４４】
更に本実施例では、月、星、星座、流れ星等の天体を次のようにして表現している。図６（Ａ）には夜になると出現する月５８が示される。また図６（Ｂ）には、朝になり空が明るくなることにより消えてゆく月５８が示される。本実施例ではこのように明るくなった空に消えてゆく月５８を表現するために、月５８を半透明表示物にする。そして、前述したように半透明演算部２４６において、背景（空）の色情報と半透明表示物である月５８の色情報とをブレンドする演算を行う。この場合、３次元演算部２１０において用いられる光源（太陽）等の光量が、仮想時間の経過により朝に近づき増加した場合には、半透明演算部２４６においてブレンドする月の色情報の割合を減少させる。これにより図６（Ｂ）に示すように、月５８は、空が明るくなるにつれて透明になり消えてゆく。一方、仮想時間の経過により夜に近づき光量が減少した場合には、ブレンドする月の色情報の割合を増加させる。これにより夜空に月５８が徐々に現れてくる。このように本実施例によれば、半透明演算を利用するという簡易な手法で、月５８をよりリアルに表現している。同様に夜空に現れる星座、流れ星等も表現できる。
【００４５】
以上のように本実施例では、シェーディング演算等を用いてプレーヤに時間の流れを感じさせることができるが、プレーヤの操作、ゲーム結果等に無関係に仮想時間が経過してゆくことに本実施例の特徴がある。この特徴により、プレーヤに対して時間の流れをよりリアルに感じさせることができる。
【００４６】
本実施例には次のような特徴もある。例えば本実施例を、ゲーム設定の異なる複数のゲームステージを有する３次元ゲーム装置に適用した場合を考える。格闘技ゲーム等においては、対戦相手等が異なるとゲームステージも異なるものになる。そして第１のゲームステージにおいて対戦相手を倒すと第２のゲームステージに移行する。第１のゲームステージと第２のゲームステージとでは、対戦場所の風景が異なっており、配置される建物、地形が異なっている。この場合、本実施例では、第１のゲームステージの終了の際の仮想時間を起点として、第２のゲームステージの仮想時間が起算される。例えば図７では、第１のゲームステージは朝の場面（図２（Ａ））で始まっている。そして仮想時間が経過して場面が朝から昼、昼から夕方に移行し、例えば夕方の場面でプレーヤが対戦相手を倒し第２のゲームステージに移行したとする。すると図７に示すように、第２のゲームステージは夕方の場面（正確には第１のゲームステージが終了した時間）から開始される。そして第２のゲームステージが昼の場面で終了すると第３のゲームステージは昼の場面から開始され、第３のゲームステージが夜の場面で終了すると第４のゲームステージは夜の場面から開始される。
【００４７】
従来においては例えば第１のステージは朝から始まり、第２のステージは昼から始まるというように、ゲームステージ毎に時間設定が固定されていた。これに対して、本実施例では、第１のゲームステージのゲームクリアに要する時間に依存して第２のゲームステージ開始の際のゲーム場面が変化する。例えば図７で第１のゲームステージのクリアに更なる時間を要した場合には、第２のゲームステージは夜の場面から開始される。このように各ゲームステージのゲーム開始場面は、プレーヤのゲーム時間に依存して様々に変化する。これによりプレーヤが次にゲームを行った場合において、前回とは異なった感覚でゲームプレイでき、ゲームのバラエティ・面白味を格段に向上できる。
【００４８】
また本実施例では、１のゲームステージから次のゲームステージへと移行し、ゲームステージの配置位置が移動した場合に、表示物に施す３次元演算の内容を異ならせている。例えば図８（Ａ）において、第１のゲームステージは赤道直下に、第３のゲームステージは北極付近に、第２のゲームステージは赤道と北極の中間の緯度に配置されている。そして図８（Ｂ）に示すように、太陽５０を、第１のゲームステージにおいてはＡ１の軌道で、第２のゲームステージではＢ１の軌道で、第３のゲームステージではＣ１の軌道で移動させる。シェーディング演算等も、これらの軌道上を光源が移動するとして実行する。従って例えば第１のゲームステージから第２のゲームステージへと移行した場合には、光源となる太陽の真昼時における位置が、より下方にずれることになる。これによりゲームキャラクタ等の表示物に対する陰影づけも異なったものになり、形成される影等の形状も異なったものとなる。また第３のゲームステージに移行すると、太陽の軌道は更に低くなり、これにより白夜等の表現も可能となる。なおゲームステージの移行に伴う３次元演算の内容の変更は、上記した光源となる太陽の軌道の変更のみならず、例えば光源の色の変更、シェーディング演算、デプスキューイング演算、半透明演算の変更等、種々のものが考えられる。
【００４９】
本実施例では、装置への電源投入等と同時に仮想時間の経過が開始し、例えば業務用のゲーム装置の場合には、プレーヤがゲームをプレイしていない場合にはデモ画面等の表示が行われる。そして、プレーヤがコインを投入等してゲームプレイを開始すると、図９に示すように第１のゲームステージが表示される。そして第１、第２のゲームステージ等を終えプレーヤがゲームを終了すると、またデモ画面が表示される。そして本実施例では、プレーヤがゲームをプレイしていなくデモ画面が表示されている間においても、仮想時間を経過させている。これにより次のゲーム開始時に表示されるゲーム画面を様々なものとすることが可能となる。例えば図９では、前のステージがどの場面で終わったか及びデモ画面の経過時間等に応じて、ゲームステージが朝の場面で開始したり、昼、夕方、夜の場面で開始したりする。従って１つのゲームステージに様々な顔を持たせることが可能となり、ゲームステージのバラエティを増すことができる。これによりプレーヤは、ゲームを行う毎に新鮮な気持ちでプレイできることになり、面白味があり飽きのこないゲーム装置を提供できる。
【００５０】
更に本実施例では、デモ画面の表示内容も仮想時間の経過に応じて変化させている。即ちデモ画面においても、光源である太陽が移動し、朝、昼、夕方、夜の場面が順次表示されてゆく。これによりデモ画面等における時間経過についても、数字等ではなく画面による表現力を使用して表されるため、ゲームの面白味を更に増すことができる。
【００５１】
２．第２の実施例
図１０〜図１２には、本発明の第２の実施例のブロック図が示される。第２の実施例は、上記した第１の実施例の具体的な構成の一例を示すものであり、図１０は仮想３次元空間演算部１００、図１１は３次元演算部２１０、図１２は画像形成部２２８の具体的な構成の一例が示される。
【００５２】
図１３には、ゲームセンター等に設置される業務用の３次元ゲーム装置に第２の実施例を適用した場合の一例が示される。図１３に示すように、この３次元ゲーム装置は、ゲーム画面（視界画像）が映し出されるディスプレイ１０、プレーヤがゲーム操作を行う操作部１２、ゲーム音声が出力されるスピーカー４０ａ、ｂとを含む。プレーヤは、スピーカー４０ａ、ｂから出力されるゲーム音声を聞きながらディスプレイ１０に映し出されるゲームキャラクタを見て、。操作部１２によりゲームキャラクタを動作させ対戦型のゲーム（格闘技ゲーム）を楽しむ。
【００５３】
次に、本実施例の構成について、図１０〜図１２に示すブロック図を用いて説明する。
【００５４】
まず仮想３次元空間演算部１００の具体的構成について図１０を用いて説明する。操作部１２は、レバー２０、切るボタン２２、キックボタン２４、投げボタン２６（図１３を参照）を含み、これらのレバー、ボタンの操作にしたがった動作指示信号が仮想３次元空間演算部１００に伝えられる。
【００５５】
仮想３次元空間演算部１００はあらかじめ決められたプログラムと前記操作部１２からの操作信号により動作するものであり、入力受け付け部１０２、動作決定部１０４、状態情報記憶部１０８、仮想３次元空間設定部１１０、表示物情報記憶部１１２、仮想時間算出部１２０を含む。また仮想３次元空間設定部１１０は動作パターン発生部１１４を含む。
【００５６】
入力受け付け部１０２は、操作部１２からの動作指示信号を受け付けるものである。動作決定部１０４は、入力受け付け部１０２により受け付けられた動作指示信号と、状態情報記憶部１０８に記憶される現在のゲームキャラクタの状態情報等から、ゲームキャラクタがどのような動作を行うかを決定する。
【００５７】
動作決定部１０４がゲームキャラクタの動作を決定すると、仮想３次元空間設定部１１０内の動作パターン発生部１１４は、この決定された動作のパターンを発生する。例えば、切るボタン２２を押したことにより剣による攻撃動作を行うことが決定された場合には、ゲームキャラクタの動作姿態が構えの状態から剣を振る状態に変化するような動作パターンが発生される。
【００５８】
表示物情報記憶部１１２には、ゲームキャラクタの頭部、胴体、手足、あるいは太陽、月、星、周りに配置される建物等の表示物についての表示物情報が記憶される。この表示物情報は、表示物の位置情報、方向情報、該表示物の画像情報を指定するオブジェクトナンバーを含む。図１４にはこの表示物情報の一例が示される。本実施例では、これらの表示物は複数のポリゴンを組み合わせることで表現されている。
【００５９】
仮想３次元空間設定部１１０は、動作パターン発生部１１４から発生した動作パターンに基づいて、表示物情報記憶部１１２に記憶される表示物情報を所定期間毎例えば１フィールド（１／６０秒）毎に更新する。そして、この更新された表示物情報は３次元演算部２１０に出力される。
【００６０】
また仮想３次元空間設定部１１０は、太陽、月、星等の表示物情報の更新も行っている。この場合の表示物情報の更新は、仮想時間算出部１２０で算出された仮想時間に基づいて行われる。即ち太陽等の表示物が仮想時間の経過に伴い所定の軌道上を移動するように表示物情報の更新を行う。なお本実施例ではシェーディング演算を行う際の光源として太陽を用いている。従って太陽の位置が光源の位置となる。この場合、光源である太陽は無限遠にあり光源からの光は平行光線であるしている。従ってこの太陽の位置情報に基づいて、光源からの平行光線の入射角度、即ち光源ベクトル（光源角度）を求めることができる。この光源ベクトルの情報は３次元演算部２１０に出力される。
【００６１】
次に、３次元演算部２１０の具体的構成について図１１を用いて説明する。３次元演算部２１０は、画像情報記憶部２１２、処理部２１５、座標変換部２１８、頂点輝度演算部２１９、クリッピング処理部２２０、透視投影変換部２２２、ソーティング処理部２２６を含んでいる。
【００６２】
３次元演算部２１０は、仮想３次元空間演算部１００により設定された仮想３次元空間の設定情報にしたがって、各種の３次元演算処理を行うものである。
【００６３】
即ち、まず、図１５に示すように、ゲームキャラクタ、建物、天体等を表す表示物３００、３３３、３３４の画像情報を、ローカル座標系からワールド座標系（ＸＷ、ＹＷ、ＺＷ）に座標変換する処理が行われる。次に、これらの座標変換された画像情報を、プレーヤ３０２の視点を基準とした視点座標系（Ｘｖ、Ｙｖ、Ｚｖ）へ座標変換する処理が行われる。これらの座標変換処理は、座標変換部２１８により行われる。その後、いわゆるクリッピング処理がクリッピング処理部２２０により行われ、次に、スクリーン座標系（ＸＳ、ＹＳ）への透視投影変換処理が透視投影変換部２２２により行われる。最後に、必要であればソーティング処理がソーティング処理部２２６により行われる。
【００６４】
さて本実施例においては、位置情報、方向情報、オブジェクトナンバーを含む表示物情報は、仮想３次元空間演算部１００から処理部２１５へと転送される。そして、この転送されたオブジェクトナンバーをアドレスとして、画像情報記憶部２１２から対応する表示物（オブジェクト）の画像情報が読み出される。画像情報記憶部２１２には、表示物の画像情報が複数枚のポリゴンの集合（多面体）として表現され格納されている。
【００６５】
図１６（Ａ）、（Ｂ）には３次元演算部２１０において処理対象となるデータのフォーマットの一例が示される。図１６（Ａ）に示すようにこのデータはフレームデータ、オブジェクトデータ、ポリゴンデータを含む。
【００６６】
ここで、フレームデータは、視点情報・視野角・光源ベクトル・光源の光量・光源色・環境光等のデータを含むものである。また、オブジェクトデータは、オブジェクトの位置情報・方向情報・その他の付属データ等で構成されるデータである。また、ポリゴンデータは、オブジェクトを構成するポリゴンについての画像情報であり、図１６（Ｂ）に示すように、ポリゴンの頂点座標・頂点テクスチャ座標・頂点輝度情報・その他の付属データを含む。なお頂点輝度情報についてはＲＧＢの各成分を別々に持たせることもできる。
【００６７】
頂点輝度演算部２１９は、図１６（Ｂ）に示す頂点輝度情報（輝度倍率）を求めるものであり、シェーディング演算部２１３とデプスキューイング演算部２１４を含む。
【００６８】
シェーディング演算部２１３は、座標変換部２１８によりワールド座標系に座標変換された法線ベクトル（ポリゴンの各頂点に与えられる）、フレームデータに含まれる光源ベクトル・光源の光量・光源色・環境光等のデータ、及びランバード拡散反射モデルあるいは鏡面反射モデル等の照明モデルに基づいてシェーディング演算を行うものである。
【００６９】
例えばランバード拡散反射モデルを用いてシェーディング演算を行う場合は以下の照明モデル式を用いる。
ｉ＝ｐ_ａ＋ｐ_ｄ×ｄ
上式において、ｉは光の強度であり、ｐ_ａはアンビエント（環境光）成分、ｐ_ｄはデフューズ（拡散反射光）成分である。またデフューズ成分の係数ｄは、法線ベクトルＮと光線ベクトルＬの内積Ｎ・Ｌにより次式のように表される。
ｄ＝ｍａｘ（０、Ｎ・Ｌ）
このようにして法線ベクトルＮ、光線ベクトルＮ等を用いることで頂点輝度情報（輝度倍率）を求めることができる。
【００７０】
またデプスキューイング演算部２１４におけるデプスキューイング演算は次のようにして行われる。図１７においてＣＺは奥行き情報である。またＡは元の輝度であり、Ｃはデプスキューイング演算の輝度補間により近づける先となる輝度であり、Ｂは、奥行きＣＺの位置における輝度としてデプスキューイング演算により得られるものである。これによりＣＺが大きいほど、即ち奥側に近づくほど輝度Ｂは輝度Ｃに近づく。以上の輝度補間演算をＲＧＢの各成分の輝度に対して施すことでデプスキューイング演算を実現できる。なおデプスキューイング演算部２１４は必ずしも３次元演算部２１０に含める必要はなく、画像形成部２２８に含ませることもできる。この場合は、例えば奥カラー情報（デプスキューイング演算により近づける色）を指定し、奥行き情報ＣＺが大きくなるにつれて奥カラー情報に近づくように色補間演算を行えばよい。
【００７１】
次に、画像形成部２２８の具体的構成について図１２を用いて説明する。画像形成部２２８は、３次元演算部２１０から与えられたポリゴンの各頂点の画像情報に基づいてポリゴン内の各ピクセルの画像情報を求め、これをディスプレイ１０に出力するものであり、描画処理部２２９、テクスチャ情報記憶部２４２、半透明演算部２４６、フィールドバッファ２４８を含む。
【００７２】
描画処理部２２９は、ポリゴン内部の描画色を求めるものであり、ＲＧＢの各成分の輝度Ｆを次式にしたがって計算することで描画色を求めている。
Ｆ＝Ｋ×Ｔ×Ｌ
ここでＫは比例定数、Ｔは元絵の輝度、Ｌは輝度倍率である。例えば一色で塗りつぶされるポリゴンである場合には、輝度Ｔはポリゴン内部で一定となる。またテクスチャマッピングを施すポリゴンである場合には、元絵のＲＧＢ各成分の輝度はテクスチャ情報記憶部２４２に格納されている。また輝度倍率Ｌは頂点輝度演算部２１９において頂点輝度情報として得られたものであり、シェーディング演算等を施すポリゴンについては、この輝度倍率Ｌにより上式にしたがった輝度補正が行われる。
【００７３】
描画処理部２２９の描画処理により得られたポリゴンの描画データは、順次フィールドバッファ（ＶＲＡＭ等）２４８に書き込まれてゆく。本実施例では、奥側のポリゴンから順に描画しており、したがって奥側のポリゴンから順にフィールドバッファ２４８に描画データが書き込まれる。もちろん、この他、Ｚバッファ手法や、手前側のポリゴンから順に描画する手法を採用してもかまわない。
【００７４】
次に、半透明演算部２４６で行われる半透明演算について説明する。半透明演算部は次式にしたがってＲＧＢの各成分の輝度Ｐを求めることで実現される。
Ｐ＝Ｋ１×Ｂ＋Ｋ２×Ｆ
ここでＰは実際に描画される輝度であり、Ｂは背景の輝度、Ｆは半透明表示物の輝度である。またＫ１、Ｋ２は半透明係数である。本実施例では、光源の光量に応じて半透明係数Ｋ１、Ｋ２を調整しており、これにより半透明演算を利用した月等の天体の表現を可能としている。例えば光源の光量が増し空の色が明るくなった場合には、上式においてＫ２を小さくする（Ｋ１を大きくしてもよい）。これにより明るい空に徐々に消えてゆく月等を表現できる。一方、光源の光量が減少し空の色が暗くなった場合には、上式においてＫ２を大きくする（Ｋ１を小さくしてもよい）。これにより暗い空で徐々に現れてくる月等を表現することが可能となる。
【００７５】
最後に本実施例の動作について図１８のフローチャートを用いて説明する。まずゲーム中か否かを判断する（ステップＳ１）。ゲーム中である場合にはゲーム時間を加算し、仮想時間を算出する（ステップＳ２）。但しプレーヤがゲームをプレイしていない時にも仮想時間を経過させる場合には、ステップＳ１の処理は必要ない。この場合には、ゲーム中か否かにかかわらず例えば電源投入直後から継続して仮想時間を経過させる。
【００７６】
次に仮想時間及びゲームステージの緯度等の位置情報から、太陽、月等の天体の位置情報を求める（ステップＳ３）。その後、太陽の位置情報に基づき、光源ベクトル及び光量を求める（ステップＳ４）。前述のように光源ベクトルは太陽の位置情報から直接求めることができる。また光量は、例えば太陽が高い位置にある場合には大きくし、低い位置にある場合には小さくする。
【００７７】
次に太陽の位置がどの辺りにあるかを判断し（ステップＳ５）、その位置にしたがってステップＳ６、Ｓ７、Ｓ８のいずれかに移行する。そして太陽が地平線から南中に昇るまでの間にある場合（午前中の場合）には、日の出から数時間の間、半透明演算とデプスキューイング演算を用いて朝もやを表現する（ステップＳ６、図２（Ｂ））。即ち朝もやとなる半透明ポリゴンを表示すると共に、画面に向かって奥方向にゆくにしたがって白っぽくなるようにデプスキューイング演算を行う。そして太陽が昇るにつれてその効果を薄れさせてゆく。太陽が南中から地平線に沈むまでの間にある場合（午後）には、日没に近づくほど光源色を赤くし、夕焼けを表現し、同時に太陽の形もそれに応じたものに変更する（ステップＳ７、図３（Ｂ）、図５（Ａ）、（Ｂ））。地平線の下に太陽がある場合（夜）には、別光源を用意して表示物に光を当て、同時に画面に向かって奥にゆくにしたがって暗くなるようにデプスキューイング演算を施す（ステップＳ８、図４）。
【００７８】
次にステップＳ９に示すように、光源色と光量とから空の色を求める。これにより夕方ならば空の色は赤くなり、夜ならば空の色は黒くなる。また光源等の光量に基づいて、天体の透明率を算出し、半透明演算により月等の天体を表現する（図６（Ａ）、（Ｂ））。その後、ステップ１０に移行する。
【００７９】
本実施例は、ステップＳ５に示すように、太陽の位置がどこにあるかを基準にしてその後の処理の仕方を変えている点に特徴がある。即ち全ての要素を考慮に入れて一律に処理しようとすると、複雑で膨大な演算処理が必要となり、３次元ゲーム装置に必要とされるリアルタイム性が失われる。これに対して本実施例では、例えば太陽が南中に昇るまでは朝もやを表現し、その後、太陽が地平線に沈むまでは夕焼けを表現し、地平線下にある場合には暗闇を表現するというようにしているため、処理が単純化される。これにより３次元ゲーム装置のリアルタイム性を担保しながら、時間が流れる感覚をプレーヤに対して感じさせることが可能となる。
【００８０】
なお、本発明は、上記第１、第２の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。
【００８１】
例えば上記第１、第２の実施例では、プレーヤがゲームをプレイしてない場合にも仮想時間を経過させる場合について主に説明したが、必ずしもその必要はなく、ゲームプレイ中にのみ仮想時間を経過させてもよい。また仮想時間の算出については、例えば電源投入と同時にプログラム等により順次経過時間を求めてもよいし、カレンダー機能を持った時間算出装置を設け、この時間算出装置から出力される実時間に基づいて行ってもよい。
【００８２】
また仮想時間の起算時も、電源投入時に限らず、例えばプログラムのロード時等、種々の時から起算できる。
【００８３】
またシェーディング演算、デプスキューイング演算、半透明演算の手法も上記第１、第２の実施例で説明したものに限らず、種々の手法を採用できる。
【００８４】
また本実施例は、上記第１、第２の実施例で説明した格闘技ゲームのみならず、レーシングカーゲーム、戦車戦ゲーム、戦闘機ゲーム、ロボット対戦ゲーム等の種々の３次元ゲーム装置に適用できる。
【００８５】
また、本発明は、業務用の３次元ゲーム装置のみならず、例えば、家庭用のゲーム装置にも適用できる。図１９には家庭用のゲーム装置に本発明を適用した場合のブロック図の一例が示される。このゲーム装置は、本体装置１０００、操作部１０１２、記憶媒体（ＣＤ−ＲＯＭ、ゲームカセット、メモリカード等）１３０６を含み、生成された画像及び音声をテレビモニタ１０１０等に出力してゲームを楽しむものである。本体装置１０００は、仮想３次元空間演算部の機能を有するＣＰＵ１１００、３次元演算部１２１０、画像形成部１２２８を含む画像合成部１２２０、音声合成部１３００、作業用のＲＡＭ１３０２、データをバックアップするためのバックアップメモリ（メモリカード等）１３０４を含む。経過時間の算出は記憶媒体１３０６に記憶されたゲームプログラムにより行ってもよいし、時間算出装置を設けて行ってもよい。また記憶媒体１３０６が交換されて他のゲームプログラムを動作させる場合には、バックアップメモリ１３０４にその時の仮想時間をセーブして記憶しておくことが望ましい。このようにすれば、再びゲームプログラムを動作させた場合に、セーブされた仮想時間からゲームをスタートできるからである。
【００８６】
また本発明は、いわゆるマルチメディア端末、あるいは多数のプレーヤが参加する大型アトラクション型のゲーム装置にも適用できる。
【００８７】
また、仮想３次元空間演算部、３次元演算部、画像形成部等において行われる演算処理は、専用の画像処理デバイスを用いて処理してもよいし、汎用のマイクロコンピュータ、ＤＳＰ等を利用してソフトウェア的に処理してもよい。
【００８８】
また、仮想３次元空間演算部、３次元演算部、画像形成部等の構成及び演算処理手法も本実施例で説明したものに限定されるものではない。
【００８９】
更に、本発明には、画像合成されたゲーム画像をヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）と呼ばれるディスプレイに表示する構成のものも含まれる。
【００９０】
【発明の効果】
本発明によれば、プレーヤに対して、時間が経過していることを感じさせることができ、ゲームのリアリティ・面白味を格段に増すことができる。また本発明によれば仮想時間の経過により光源を移動させ、この移動に伴い３次元演算の内容を変化させている。従って、全ての要素を考慮に入れて一律に処理する場合に比べ演算を簡易化・高速化でき、３次元ゲーム装置に要求される演算処理のリアルタイム性を確保できる。
【００９１】
また本発明によれば、１のゲームステージに要した時間等に依存して次のゲームステージ開始の際のゲーム場面が変化するため、ゲームステージに様々な顔を持たせることができる。これによりゲームステージのバラエティを増やすことができ、飽きのこないゲーム装置を提供できる。
【００９２】
また本発明によれば、プレーヤに対してゲームステージの移動を感じさせることができ、ゲームのリアリティを増すことができる。
【００９３】
また本発明によれば、ゲームステージの緯度等が変化した場合に、光源となる太陽等の軌道を変更できる。これにより北極における白夜等の表現も可能となる。
【００９４】
また本発明によれば、ゲーム開始時に表示されるゲーム画面を様々なものとすることができ、ゲームステージのバラエティを増すことができ、飽きがこずリピート性の高いゲーム装置を提供できる。
【００９５】
また本発明によれば、デモ画面においても、朝・昼・夕方・夜というように場面が変化する画像表示が可能となる。
【００９６】
また本発明によれば、夕焼けの赤い空・日差し、夜の真っ暗な空等を表現することが可能となる。
【００９７】
また本発明によれば、朝もや、夜の暗闇等を表現することが可能となる。
【００９８】
また本発明によれば、別光源からの光に基づき表示物に対する陰影づけ等が行われ、夜の暗闇の中で戦っている等の雰囲気を、よりリアルに表現できる。
【００９９】
また本発明によれば、明るくなった空に消えてゆく天体等、暗い夜空に現れる天体等を、よりリアルに表現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】図２（Ａ）、（Ｂ）は朝、朝もやの場面のゲーム画面の一例を示す図である。
【図３】図３（Ａ）、（Ｂ）は昼、夕方の場面のゲーム画面の一例を示す図である。
【図４】夜の場面のゲーム画面の一例を示す図である。
【図５】図５（Ａ）、（Ｂ）は太陽の形の変化を説明するための図である。
【図６】図６（Ａ）、（Ｂ）は、半透明演算による天体の表現について説明するための図である。
【図７】複数のゲームステージを有する場合の時間経過について説明するための図である。
【図８】図８（Ａ）、（Ｂ）はゲームステージの場所の移動及びそれに伴う太陽の軌道の変更を説明するための図である。
【図９】ゲームプレイを行っていない場合にも仮想時間を経過させる場合について説明するための図である。
【図１０】第２の実施例の構成を示すブロック図である。
【図１１】第２の実施例の構成を示すブロック図である。
【図１２】第２の実施例の構成を示すブロック図である。
【図１３】第２の実施例を業務用のゲーム装置に適用した場合の外観図である。
【図１４】表示物情報について説明するための図である。
【図１５】３次元演算処理について説明するための図である。
【図１６】図１６（Ａ）、（Ｂ）はデータフォーマットの一例を示す図である。
【図１７】デプスキューイング演算について説明するための図である。
【図１８】第２の実施例の動作について説明するためのフローチャートである。
【図１９】本発明を家庭用ゲーム装置に適用した場合のブロック図の一例である。
【図２０】図２０（Ａ）、（Ｂ）は、従来例により合成されるゲーム画面の一例である。
【符号の説明】
１０ ディスプレイ
１２ 操作部
１００ 仮想３次元空間演算部
１０２ 入力受け付け部
１０４ 動作決定部
１０８ 状態情報記憶部
１１０ 仮想３次元空間設定部
１１２ 表示物情報記憶部
１１４ 動作パターン発生部
１２０ 仮想時間算出部
２１０ ３次元演算部
２１２ 画像情報記憶部
２１３ シェーディング演算部
２１４ デプスキューイング演算部
２１５ 処理部
２１８ 座標変換部
２１９ 頂点輝度演算部
２２０ クリッピング処理部
２２２ 透視投影変換部
２２６ ソーティング処理部
２２８ 画像形成部
２２９ 描画処理部
２４２ テクスチャ情報記憶部
２４６ 半透明演算部
２４８ フィールドバッファ部

Claims (22)

1. 仮想３次元空間内の任意の視点からの視界画像を合成しプレーヤに対して表示すると共に、風景を含むゲーム設定の異なる複数のゲームステージを有する３次元ゲーム装置であって、
   実空間における経過時間に基づき前記仮想３次元空間における経過時間を算出し仮想時間を求める仮想時間算出手段と、
   前記仮想３次元空間内に配置される表示物の少なくとも位置情報を演算する手段と、
   前記仮想３次元空間内に配置される表示物に対するシェーディング演算を含む３次元演算を前記仮想時間に基づいて行う３次元演算手段とを含み、
   前記仮想時間算出手段が、
   前記複数のゲームステージの中の１のゲームステージから次のゲームステージへとゲーム場面が移行した場合に、該１のゲームステージの終了の際の仮想時間を起点として該次のゲームステージの仮想時間を起算し、
   前記３次元演算手段が、
   前記仮想時間に基づき太陽の位置情報を演算し、当該太陽の位置情報に基づき光源位置を設定しシェーディング演算を行うことにより１のゲームステージのゲームクリアに要する時間に依存して次のゲームステージのゲーム開始の際のゲーム場面を変化させることを特徴とする３次元ゲーム装置。
2. 仮想３次元空間内の任意の視点からの視界画像を合成しプレーヤに対して表示すると共に、風景を含むゲーム設定の異なる複数のゲームステージを有する３次元ゲーム装置であって、
   実空間における経過時間に基づき前記仮想３次元空間における経過時間を算出し仮想時間を求める仮想時間算出手段と、
   前記仮想３次元空間内に配置される表示物の少なくとも位置情報を演算する手段と、
   前記仮想３次元空間内に配置される表示物に対するシェーディング演算を含む３次元演算を前記仮想時間に基づいて行う３次元演算手段とを含み、
   前記仮想時間算出手段が、
   前記複数のゲームステージの中の１のゲームステージから次のゲームステージへとゲーム場面が移行した場合に、該１のゲームステージの終了の際の仮想時間を起点として該次のゲームステージの仮想時間を起算し、
   前記３次元演算手段が、
   前記仮想時間に基づき太陽の位置情報を演算し、当該太陽の位置情報に基づき光源ベクトル及び光量を設定しシェーディング演算を行うことにより１のゲームステージのゲームクリアに要する時間に依存して次のゲームステージのゲーム開始の際のゲーム場面を変化させることを特徴とする３次元ゲーム装置。
3. 仮想３次元空間内の任意の視点からの視界画像を合成しプレーヤに対して表示すると共に、風景を含むゲーム設定の異なる複数のゲームステージを有する３次元ゲーム装置であって、
   実空間における経過時間に基づき前記仮想３次元空間における経過時間を算出し仮想時間を求める仮想時間算出手段と、
   前記仮想３次元空間内に配置される表示物の少なくとも位置情報を演算する手段と、
   前記仮想３次元空間内に配置される表示物に対するシェーディング演算を含む３次元演算を前記仮想時間に基づいて行う３次元演算手段とを含み、
   前記仮想時間算出手段が、
   前記複数のゲームステージの中の１のゲームステージから次のゲームステージへとゲーム場面が移行した場合に、該１のゲームステージの終了の際の仮想時間を起点として該次のゲームステージの仮想時間を起算し、
   前記３次元演算手段が、
   前記仮想時間に基づき前記３次元演算において用いられる環境光、光源光の少なくとも一方の色を、前記仮想時間の経過に応じて変化させる処理を行うことにより、１のゲーム ステージのゲームクリアに要する時間に依存して次のゲームステージのゲーム開始の際のゲーム場面を変化させることを特徴とする３次元ゲーム装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   前記３次元演算手段が、
   前記複数のゲームステージの中の１のゲームステージから次のゲームステージへとゲーム場面が移行した場合の該ゲームステージ配置位置の移動に伴い、表示物に施す前記３次元演算の内容を変更することを特徴とする３次元ゲーム装置。
5. 請求項４において、
   前記ゲームステージ配置位置の移動に伴い前記３次元演算に用いられる光源の位置を変更することで前記３次元演算の内容の変更が行われることを特徴とする３次元ゲーム装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
   前記仮想時間算出手段が、
   プレーヤがゲームをプレイしていない間においても前記仮想時間を経過させる演算を行うことを特徴とする３次元ゲーム装置。
7. 請求項６において、
   プレーヤがゲームをプレイしていない場合にはデモ画面を表示し、該デモ画面の表示内容を前記仮想時間の経過に応じて変化させることを特徴とする３次元ゲーム装置。
8. 請求項１乃至７のいずれかにおいて、
   前記３次元演算において用いられる環境の光又は光源の光の少なくとも一方の色を、前記仮想時間の経過に応じて変化させることを特徴とする３次元ゲーム装置。
9. 請求項１乃至８のいずれかにおいて、
   色補間により前記表示物の色を所定色に近づける演算を行うデプスキューイング演算手段を含み、色補間により近づける前記所定色を前記仮想時間の経過に応じて変化させることを特徴とする３次元ゲーム装置。
10. 請求項１乃至９のいずれかにおいて、
    前記仮想時間が経過し、前記３次元演算において用いられる光源からの光が表示物に対して達しない状態となった場合に、該光源とは異なる別光源を用意し該別光源に基づいて前記３次元演算を行うことを特徴とする３次元ゲーム装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれかにおいて、
    背景の色情報と半透明表示物の色情報とをブレンドすることで半透明表示物の描画を行う半透明演算手段を含み、
    該半透明演算手段は、
    前記３次元演算において用いられる光源の光量が前記仮想時間の経過により増加した場合には前記ブレンドする半透明表示物の色情報の割合を減少させ、該光量が減少した場合には該割合を増加させることを特徴とする３次元ゲーム装置。
12. 仮想３次元空間内の任意の視点からの視界画像を合成しプレーヤに対して表示すると共に、風景を含むゲーム設定の異なる複数のゲームステージを表示する画像合成方法であって、
    実空間における経過時間に基づき前記仮想３次元空間における経過時間を算出し仮想時間を求める仮想時間算出ステップと、
    前記仮想３次元空間内に配置される表示物の少なくとも位置情報を演算するステップと、
    前記仮想３次元空間内に配置される表示物に対するシェーディング演算を含む３次元演算を前記仮想時間に基づいて行う３次元演算ステップとを含み、
    前記仮想時間算出ステップにおいて、
    前記複数のゲームステージの中の１のゲームステージから次のゲームステージへとゲーム場面が移行した場合に、該１のゲームステージの終了の際の仮想時間を起点として該次のゲームステージの仮想時間を起算し、
    前記３次元演算ステップにおいて、
    前記仮想時間に基づき太陽の位置情報を演算し、当該太陽の位置情報に基づき光源位置を設定しシェーディング演算を行うことにより１のゲームステージのゲームクリアに要する時間に依存して次のゲームステージのゲーム開始の際のゲーム場面を変化させることを特徴とする画像合成方法。
13. 仮想３次元空間内の任意の視点からの視界画像を合成しプレーヤに対して表示すると共に、風景を含むゲーム設定の異なる複数のゲームステージを表示する画像合成方法であって、
    実空間における経過時間に基づき前記仮想３次元空間における経過時間を算出し仮想時間を求める仮想時間算出ステップと、
    前記仮想３次元空間内に配置される表示物の少なくとも位置情報を演算するステップと、
    前記仮想３次元空間内に配置される表示物に対するシェーディング演算を含む３次元演算を前記仮想時間に基づいて行う３次元演算ステップとを含み、
    前記仮想時間算出ステップにおいて、
    前記複数のゲームステージの中の１のゲームステージから次のゲームステージへとゲーム場面が移行した場合に、該１のゲームステージの終了の際の仮想時間を起点として該次のゲームステージの仮想時間を起算し、
    前記３次元演算ステップにおいて、
    前記仮想時間に基づき太陽の位置情報を演算し、当該太陽の位置情報に基づき光源ベクトル及び光量を設定しシェーディング演算を行うことにより１のゲームステージのゲームクリアに要する時間に依存して次のゲームステージのゲーム開始の際のゲーム場面を変化させることを特徴とする画像合成方法。
14. 仮想３次元空間内の任意の視点からの視界画像を合成しプレーヤに対して表示すると共に、風景を含むゲーム設定の異なる複数のゲームステージを表示する画像合成方法であって、
    実空間における経過時間に基づき前記仮想３次元空間における経過時間を算出し仮想時間を求める仮想時間算出ステップと、
    前記仮想３次元空間内に配置される表示物の少なくとも位置情報を演算するステップと、
    前記仮想３次元空間内に配置される表示物に対するシェーディング演算を含む３次元演算を前記仮想時間に基づいて行う３次元演算ステップとを含み、
    前記仮想時間算出ステップにおいて、
    前記複数のゲームステージの中の１のゲームステージから次のゲームステージへとゲーム場面が移行した場合に、該１のゲームステージの終了の際の仮想時間を起点として該次のゲームステージの仮想時間を起算し、
    前記３次元演算ステップにおいて、
    前記仮想時間に基づき前記３次元演算において用いられる環境光、光源光の少なくとも一方の色を、前記仮想時間の経過に応じて変化させる処理を行うことにより、１のゲームステージのゲームクリアに要する時間に依存して次のゲームステージのゲーム開始の際のゲーム場面を変化させることを特徴とする画像合成方法。
15. 請求項１２乃至１４のいずれかにおいて、
    前記３次元演算ステップにおいて、
    前記複数のゲームステージの中の１のゲームステージから次のゲームステージへとゲーム場面が移行した場合の該ゲームステージ配置位置の移動に伴い、表示物に施す前記３次元演算の内容を変更することを特徴とする画像合成方法。
16. 請求項１５において、
    前記ゲームステージ配置位置の移動に伴い前記３次元演算に用いられる光源の位置を変更することで前記３次元演算の内容の変更が行われることを特徴とする画像合成方法。
17. 請求項１２乃至１６のいずれかにおいて、
    前記仮想時間算出ステップにおいて、
    プレーヤがゲームをプレイしていない間においても前記仮想時間を経過させる演算を行うことを特徴とする画像合成方法。
18. 請求項１７において、
    プレーヤがゲームをプレイしていない場合にはデモ画面を表示し、該デモ画面の表示内容を前記仮想時間の経過に応じて変化させることを特徴とする画像合成方法。
19. 請求項１２乃至１８のいずれかにおいて、
    前記３次元演算において用いられる環境の光又は光源の光の少なくとも一方の色を、前記仮想時間の経過に応じて変化させることを特徴とする画像合成方法。
20. 請求項１２乃至１９のいずれかにおいて、
    色補間により前記表示物の色を所定色に近づける演算を行うデプスキューイング演算ステップを含み、色補間により近づける前記所定色を前記仮想時間の経過に応じて変化させることを特徴とする画像合成方法。
21. 請求項１２乃至２０のいずれかにおいて、
    前記仮想時間が経過し、前記３次元演算において用いられる光源からの光が表示物に対して達しない状態となった場合に、該光源とは異なる別光源を用意し該別光源に基づいて前記３次元演算を行うことを特徴とする画像合成方法。
22. 請求項１２乃至２１のいずれかにおいて、
    背景の色情報と半透明表示物の色情報とをブレンドすることで半透明表示物の描画を行う半透明演算ステップを含み、
    該半透明演算ステップにおいて、
    前記３次元演算において用いられる光源の光量が前記仮想時間の経過により増加した場合には前記ブレンドする半透明表示物の色情報の割合を減少させ、該光量が減少した場合には該割合を増加させることを特徴とする画像合成方法。

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