JP3763057B2 - 画像生成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、３次元オブジェクトの情報に基づいてゲーム画面として表示する画像等を生成するゲーム装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
３次元空間内を移動しながら、いわゆる敵キャラクタと戦闘を繰り広げたり、仮想的な冒険ゲームを楽しんだりといったゲームが近年ますます増えている。このような背景の下、ゲームのために供されるハードウエア（家庭用ゲーム装置やパーソナルコンピュータ等を含む）の画像生成能力の向上も近年めざましいものがあり、種々の画像表現が可能となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の画像生成装置においては、例えばゲーム等のシナリオ上、ガス状の塊（ガス塊）が迷宮内を移動しており、キャラクタが迷宮内でそのガス塊に出会うといった状況があるとするとき、このガス塊を表現することが困難であった。
【０００４】
すなわち、このガス塊をポリゴンで表すと、ポリゴンの外観が目立つので、ガスとしての質感が失われる。またガス塊の中心位置に光源を設定し、この光源によってガスらしさを表現する手法では、迷宮の壁部分が黒色である場合、当該部分では光の反射がないと扱われるので、黒色のままとなる。ガス塊であれば、黒色の部分もガスの色に見えるはずであるので、不自然さが感じられることとなる。
【０００５】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、ガス塊のような、気体の質感を伴う表現を可能とした画像生成装置、画像生成方法、及びプログラムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、画像生成装置であって、３次元空間内に配置される少なくとも一つの３次元オブジェクトの情報と、視点位置の情報とに基づき、画面に表示する画像データを生成する画像生成手段と、前記３次元空間内でのフォグ領域を画定する画定情報と、フォグ色を表す色設定情報とを含む、フォグ設定を記憶する記憶手段と、前記３次元オブジェクトのうちの前記フォグ領域に含まれる部分に対し、当該部分に含まれている各半透明合成対象位置と、前記画定情報により画定されるフォグ領域に内包された、前記視点位置とは異なる少なくとも１つの基準点座標と、の距離が大きくなるほど前記フォグ色の合成量を小さくするように合成率を決定し、当該決定した合成率で各半透明合成対象位置において、前記色設定情報によって表されるフォグ色を半透明合成する半透明合成手段と、前記フォグ領域及び前記基準点座標を時間経過とともに移動させる移動手段と、を含むことを特徴としている。
【０００７】
本発明では、画像生成手段が３次元空間内に配置される少なくとも一つの３次元オブジェクトの情報と、視点位置の情報とに基づいて画像データを生成する。そして、記憶手段によって記憶されている前記３次元空間内でのフォグ領域を画定する画定情報と、フォグ色を表す色設定情報とを含む、フォグ設定を参照し、当該フォグ領域に含まれる３次元オブジェクトの部分について、その部分に含まれる半透明合成対象位置と、フォグ領域に内包されている、前記視点位置とは異なる基準点座標との距離が大きくなるほど前記フォグ色の合成量を小さくするように合成率を決定する。そして、生成した画像データ上で３次元オブジェクトの半透明合成対象位置に対応する位置の色にフォグ色を、決定した合成率で半透明合成する。また、前記フォグ領域及び前記基準点座標を時間経過とともに移動させる。
【００１１】
さらに上記従来例の問題点を解決するための本発明は、コンピュータを用いた画像生成方法であって、３次元空間内に配置される少なくとも一つの３次元オブジェクトの情報と、視点位置の情報とに基づき、画面に表示する画像データを生成する画像生成ステップと、前記３次元空間内でのフォグ領域を画定する画定情報と、フォグ色を表す色設定情報とを含む、フォグ設定を記憶する記憶ステップと、前記３次元オブジェクトのうちの前記フォグ領域に含まれる部分に対し、当該部分に含まれている各半透明合成対象位置と、前記画定情報により画定されるフォグ領域に内包された、前記視点位置とは異なる少なくとも１つの基準点座標と、の距離が大きくなるほど前記フォグ色の合成量を小さくするように合成率を決定し、当該決定した合成率で各半透明合成対象位置において、前記色設定情報によって表されるフォグ色を半透明合成する半透明合成ステップと、前記フォグ領域及び前記基準点座標を時間経過とともに移動させる移動ステップと、を含むことを特徴としている。
【００１２】
さらに、本発明の一態様は、コンピュータにより実行されるプログラムであって、３次元空間内に配置される少なくとも一つの３次元オブジェクトの情報と、視点位置の情報とに基づき、画面に表示する画像データを生成する画像生成手順と、前記３次元空間内でのフォグ領域を画定する画定情報と、フォグ色を表す色設定情報とを含む、フォグ設定を記憶する手順と、前記３次元オブジェクトのうちの前記フォグ領域に含まれる部分に対し、当該部分に含まれている各半透明合成対象位置と、前記画定情報により画定されるフォグ領域に内包された、前記視点位置とは異なる少なくとも１つの基準点座標と、の距離が大きくなるほど前記フォグ色の合成量を小さくするように合成率を決定し、当該決定した合成率で各半透明合成対象位置において、前記色設定情報によって表されるフォグ色を半透明合成する半透明合成手順と、前記フォグ領域及び前記基準点座標を時間経過とともに移動させる移動手順と、をコンピュータに実行させることを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本発明の実施の形態に係る画像生成装置は、例えば家庭用ゲーム装置を利用して実現でき、図１に示すように、制御部１１と、描画部１２と、表示部１３と、記憶部１４と、操作部１５とを含んで構成されている。なお、ここでは家庭用ゲーム装置を例として説明するが、本発明の画像生成装置は、業務用ゲーム装置、パーソナルコンピュータ、映画製作などに利用されるコンピュータグラフィックス用のワークステーション、その他のコンピュータシステムにより実現できる。
【００１５】
制御部１１は、記憶部１４からプログラムを読み出して、当該プログラムを実行する。具体的に、この制御部１１は、当該読み出したプログラムに従ってゲームの処理を実行する。すなわち、制御部１１は、描画部１２に対してゲーム画面となる画像データを生成させる指示を出力し、操作部１５から入力されるプレイヤの指示操作の内容に基づいてゲームの処理を行う。
【００１６】
本実施の形態においては、この制御部１１がプレイヤに行わせるゲームは、例えば３次元空間内を移動しながら、いわゆる敵キャラクタと戦闘を繰り広げたり、仮想的な冒険ゲームを楽しんだりといった、３次元空間内に配置された３次元オブジェクトの情報（例えばポリゴンの情報（ポリゴンの位置、色などの情報）や光源の情報（光源の位置、光の強さや色などの情報）等）に基づいて生成される画像データがゲーム画面として表示されるものである。
【００１７】
描画部１２は、制御部１１から入力される指示に従い、３次元空間内に配置される３次元オブジェクトの情報に基づいて画面に表示する画像データを生成し、当該生成した画像データを表示部１３に出力する。具体的に、この描画部１２は、制御部１１から別途与えられた視点情報を利用し、当該視点から３次元空間を見たときの状況を表す画像データを生成する。本実施の形態では画像データは、２次元に配列されたピクセル群を含んでなるビットマップである。
【００１８】
また、この描画部１２は、大気による遠近感を演出するなどのため、視点位置から遠くなるほど一定の色に近づくよう、ポリゴンに設定されている色に対して別の色を半透明合成する機能（フォグ機能）を有している。
【００１９】
ここで半透明合成は、例えばポリゴンの色が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（ｒｐ，ｇｐ，ｂｐ）で表され、合成する色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（ｒｆ，ｇｆ，ｂｆ）を半透明合成するとき、合成率β（０以上２５５以下の整数値とする）について、合成後のピクセルの色を、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（（２５５−β）×ｒｐ＋β×ｒｆ，（２５５−β）×ｇｐ＋β×ｇｆ，（２５５−β）×ｂｐ＋β×ｂｆ）とするなど、合成前の色と合成後の色とを合成率に示された割合で混合することであり、合成率が１００％（つまり、上述の例でβが「２５５」）である場合のように、合成後の色によって合成前の色が上書きされる状態や、合成率が０％（上述の例でβが「０」）である場合のように、合成前の色がそのまま残存する状態も含む。描画部１２は、このフォグ機能を実現するため、視点位置から遠方側での色（フォグ色）と、合成率βを演算するためのパラメータとを記憶する記憶領域を有している。
【００２０】
これら制御部１１と描画部１２との具体的な処理の内容については、後に詳しく述べる。
【００２１】
表示部１３は、描画部１２から入力される画像データを記憶し、外部の表示用デバイスに当該画像データを表示させるための信号を出力する。例えば、この表示部１３は、家庭用テレビ受像器に対して画像データを表示させるためのＲＦ信号やＮＴＳＣ信号等を出力する。またこの画像データを表示させるための信号は、ディスプレイに表示させるためのＲＧＢ信号等であってもよい。
【００２２】
記憶部１４は、制御部１１によって実行されるべきプログラムを記憶している。この記憶部１４は、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような半導体記憶素子だけでなく、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納されているデータやプログラムを読み出す外部記憶デバイスを含んでもよい。また、プログラムをサーバに備えられたデータベースに格納して、当該サーバからプログラムを配信させる場合、このサーバに備えられたデータベースも、このような情報記憶媒体に含まれる。操作部１５は、プレイヤの指示操作を受け入れて、その内容を制御部１１に出力するゲームコントローラ等である。
【００２３】
ここで、制御部１１と描画部１２とによって行われる処理の具体的な内容について、図２を参照しながら説明する。図２は、本実施の形態に係る制御部１１及び描画部１２の処理の内容を表す機能ブロック図である。
【００２４】
本実施の形態において行われる処理は、図２に示すように画像生成部２１と、記憶部２２と、半透明合成部２３と、移動処理部２４とを含む。また画像生成部２１は、レンダリング部３１と、テクスチャ処理部３２とを含んで構成されている。
【００２５】
画像生成部２１のレンダリング部３１は、３次元オブジェクトの情報と、制御部１１から別途与えられる視点位置の情報とに基づいて、画像データに含まれるピクセルの各々の色（例えばＲＧＢ値）と、各ピクセルに対応する３次元オブジェクト上の座標（テクスチャ座標）を表す値（いわゆるＵＶ値など）とを順次決定して出力する。テクスチャ処理部３２は、レンダリング部３１から入力されるＲＧＢ値やＵＶ値等を参照し、各３次元オブジェクトに設定されたテクスチャ（３次元オブジェクトの表面に設定されるべき模様を描画したマップ画像）の情報に基づいて、各ピクセルの色（ＲＧＢ値）を決定して出力する。
【００２６】
記憶部２２は、フォグ機能で用いるフォグ色を表す色設定情報と、フォグを設定する３次元領域（フォグ領域）を画定する画定情報と、このフォグ領域に内包される基準点座標との入力を制御部１１から受けて、これらをフォグ設定として格納している。半透明合成部２３は、記憶部２２に格納されているフォグ設定を参照し、３次元オブジェクトのうち、画定情報によって画定されたフォグ領域に含まれる部分に対応するピクセルに対して、当該ピクセルに対応する３次元オブジェクト上の座標（３次元のオブジェクト座標、以下、半透明合成対象位置という）と、基準点座標との距離を演算し、当該距離に基づいて当該ピクセルに対するフォグ色の合成率βを決定する。そしてこのピクセルの色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（ｒｐ，ｇｐ，ｂｐ）に対して、フォグ色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（ｒｆ，ｇｆ，ｂｆ）を合成率β（０以上２５５以下の整数値とする）で半透明合成した結果として、当該ピクセルの色を、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（（２５５−β）×ｒｐ＋β×ｒｆ，（２５５−β）×ｇｐ＋β×ｇｆ，（２５５−β）×ｂｐ＋β×ｂｆ）として演算して当該半透明合成結果のピクセルの色の情報（ＲＧＢ値）を出力する。
【００２７】
本実施の形態において特徴的なことの一つは、フォグ領域に内包される基準点座標からフォグ色を半透明合成する半透明合成対象位置までの距離によって、合成率βが定められることである。このようにすることで、たとえ３次元オブジェクトに設定される色やテクスチャの色が黒やそれに近い色であるなど３次元オブジェクトに設定された色等の如何に関わらず、所望のフォグ色が合成され、基準点座標を中心とした球形状に広がる気体状の塊が自然に表現される。
【００２８】
移動処理部２４は、制御部１１の処理として実現され、記憶部２２内の画定情報を時間とともに更新する。これによって、フォグ領域が時間経過とともに移動し、ガス状の塊が迷宮内を移動しているかのような演出が可能となる。このように本実施の形態においてさらに特徴的なこととして、フォグ領域が移動する演出を可能としたことがある。
【００２９】
次に、本実施の形態に係る画像生成装置の動作について説明する。ここでは、本実施の形態の画像生成装置は、家庭用ゲーム装置であって、プレイヤが３次元表現された迷宮内を移動するキャラクタを制御して敵と戦い、またガス状の塊（ガス塊）がこの迷宮内を移動しており、キャラクタが迷宮内でそのガス塊に出会うとキャラクタに何らかの変化が起きるといったゲームを実行しているとする。
【００３０】
制御部１１は、記憶部１４から読み出されるプログラムに従って、記憶部１４から迷宮や敵キャラクタを表す３次元オブジェクトの情報（例えばポリゴンの情報やテクスチャの情報等）を読み出し、描画部１２に対してプレイヤが制御しているキャラクタの現在位置を視点座標、キャラクタの向きを視線方向として出力するとともに、読み出した３次元オブジェクトの情報を出力して、３次元オブジェクトの情報に基づくゲーム画面の画像データを生成させ、表示部１３を介して表示させる。
【００３１】
また制御部１１は、操作部１５から入力されるプレイヤの指示操作の内容に基づいてプレイヤが制御するキャラクタの現在位置や視線方向の情報を更新し、また所定のゲーム処理に従って敵キャラクタの座標の情報等を更新して、これら更新した情報を描画部１２に出力する。描画部１２は、更新された情報に基づいて再度ゲーム画面の画像データを生成して表示部１３に出力する。
【００３２】
本実施の形態では、制御部１１は、ガス塊のサイズ、色などの情報を記憶部１４から読み出してこれらに基づいてフォグ領域を画定する画定情報やフォグ色を表す色設定情報、及び基準点座標の情報を決定し、描画部１２の記憶部２２にフォグ設定として格納する。また制御部１１は、所定のゲーム処理に従って時間経過とともに画定情報を更新し、記憶部２２に格納されているフォグ設定を上書きする。さらに制御部１１は、画定情報によって画定されるフォグ領域内の基準点座標を画定情報の更新に併せて時間経過とともに更新する。
【００３３】
描画部１２は、記憶部２２に格納されたフォグ設定を参照しながら、３次元オブジェクトのうち画定情報によって画定されるフォグ領域に含まれる部分について、当該部分に含まれた、各半透明合成対象位置に対してフォグ色を半透明合成する。ここで各半透明合成対象位置における半透明合成の合成率は、基準点座標と半透明合成対象位置との距離に基づいて決められ、例えば距離が大きくなるほど合成率を小さく（フォグ色の合成量を小さく）し、距離が短くなるほど合成率を大きく（フォグ色の合成量を大きく）して、基準点座標を中心にした球形のガス塊で、当該球形の中心部分ほどガスの密度が濃い、というような状況を演出する（図３）。
【００３４】
このような表現により、プレイヤは３次元オブジェクトの色が、その元の色にかかわらず一定色（フォグ色）に染まっている部分（ガス状の質感を有する部分）がキャラクタに近接したり、離れていったりといった状況を体感することになる。
【００３５】
なお、本実施の形態に係る画像生成装置は、ここで示した例に限られるものではない。例えば、合成率βは、フォグ領域内で一定としておいてもよい。このようにすると、均質に広がったガス塊が表現される。また、画定情報を時間経過とともに更新しなくてもよい。このようにすると、一定の場所に留まったガス塊が表現される。
【００３６】
さらに、合成率βをフォグ領域内で変更する場合に、基準点座標は一つでなくてもよい。この場合、各半透明合成対象位置における合成率βは、合成率βを決定しようとする注目半透明合成対象位置と、各基準点座標との距離の和に基づいてもよいし、最も近接する基準点座標までの距離に基づいてもよい。また、基準点座標を時間経過とともに移動させてもよい。複数の基準点座標を一列に配列すれば、線形に広がったガス塊が表現でき、複数の基準点座標を時間経過とともにフォグ領域内で移動させれば、煙のように広がった気体状のキャラクタの表現にも適用できる。
【００３７】
また、基準点座標と半透明合成対象位置との距離ｒに対する合成率β（０以上２５５以下の整数）の関係は、例えば予め定めた最大距離Ｒに対して、β＝ｉｎｔ［（ｒ／Ｒ）×２５５］としてもよい。ここでｉｎｔ［］は、括弧内の値を超えない整数値とすることを意味する。さらに別の例では、距離ｒに対して合成率βが指数関数的に変化するようにしてもよいし、三角関数などを用いて距離ｒに対して周期的に合成率βが変化するようにしてもよい。
【００３８】
さらに、本実施の形態ではゲーム装置におけるゲーム上の表現を行う例を示したが、例えば映画や、３次元グラフィックスソフトウエアなどにおいて同種の表現をする場合にも本発明を適用することができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、ガス塊のような、気体の質感を伴う表現を簡便に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係る画像生成装置の構成ブロック図である。
【図２】 本発明の実施の形態に係る画像生成方法の処理の内容を表す機能ブロック図である。
【図３】 本発明の実施の形態に係る画像生成装置によって生成される画像データの一例を表す概略説明図である。
【符号の説明】
１１ 制御部、１２ 描画部、１３ 表示部、１４ 記憶部、１５ 操作部、２１ 画像生成部、２２ 記憶部、２３ 半透明合成部、２４ 移動処理部、３１ レンダリング部、３２ テクスチャ処理部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、３次元オブジェクトの情報に基づいてゲーム画面として表示する画像等を生成するゲーム装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
３次元空間内を移動しながら、いわゆる敵キャラクタと戦闘を繰り広げたり、仮想的な冒険ゲームを楽しんだりといったゲームが近年ますます増えている。このような背景の下、ゲームのために供されるハードウエア（家庭用ゲーム装置やパーソナルコンピュータ等を含む）の画像生成能力の向上も近年めざましいものがあり、種々の画像表現が可能となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の画像生成装置においては、例えばゲーム等のシナリオ上、ガス状の塊（ガス塊）が迷宮内を移動しており、キャラクタが迷宮内でそのガス塊に出会うといった状況があるとするとき、このガス塊を表現することが困難であった。
【０００４】
すなわち、このガス塊をポリゴンで表すと、ポリゴンの外観が目立つので、ガスとしての質感が失われる。またガス塊の中心位置に光源を設定し、この光源によってガスらしさを表現する手法では、迷宮の壁部分が黒色である場合、当該部分では光の反射がないと扱われるので、黒色のままとなる。ガス塊であれば、黒色の部分もガスの色に見えるはずであるので、不自然さが感じられることとなる。
【０００５】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、ガス塊のような、気体の質感を伴う表現を可能とした画像生成装置、画像生成方法、及びプログラムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、画像生成装置であって、３次元空間内に配置される少なくとも一つの３次元オブジェクトの情報と、視点位置の情報とに基づき、画面に表示する画像データを生成する画像生成手段と、前記３次元空間内でのフォグ領域を画定する画定情報と、フォグ色を表す色設定情報とを含む、フォグ設定を記憶する記憶手段と、前記３次元オブジェクトのうちの前記フォグ領域に含まれる部分に対し、当該部分に含まれている各半透明合成対象位置と、前記画定情報により画定されるフォグ領域に内包された、前記視点位置とは異なる少なくとも１つの基準点座標と、の距離が大きくなるほど前記フォグ色の合成量を小さくするように合成率を決定し、当該決定した合成率で各半透明合成対象位置において、前記色設定情報によって表されるフォグ色を半透明合成する半透明合成手段と、前記フォグ領域及び前記基準点座標を時間経過とともに移動させる移動手段と、を含むことを特徴としている。
【０００７】
本発明では、画像生成手段が３次元空間内に配置される少なくとも一つの３次元オブジェクトの情報と、視点位置の情報とに基づいて画像データを生成する。そして、記憶手段によって記憶されている前記３次元空間内でのフォグ領域を画定する画定情報と、フォグ色を表す色設定情報とを含む、フォグ設定を参照し、当該フォグ領域に含まれる３次元オブジェクトの部分について、その部分に含まれる半透明合成対象位置と、フォグ領域に内包されている、前記視点位置とは異なる基準点座標との距離が大きくなるほど前記フォグ色の合成量を小さくするように合成率を決定する。そして、生成した画像データ上で３次元オブジェクトの半透明合成対象位置に対応する位置の色にフォグ色を、決定した合成率で半透明合成する。また、前記フォグ領域及び前記基準点座標を時間経過とともに移動させる。
【００１１】
さらに上記従来例の問題点を解決するための本発明は、コンピュータを用いた画像生成方法であって、３次元空間内に配置される少なくとも一つの３次元オブジェクトの情報と、視点位置の情報とに基づき、画面に表示する画像データを生成する画像生成ステップと、前記３次元空間内でのフォグ領域を画定する画定情報と、フォグ色を表す色設定情報とを含む、フォグ設定を記憶する記憶ステップと、前記３次元オブジェクトのうちの前記フォグ領域に含まれる部分に対し、当該部分に含まれている各半透明合成対象位置と、前記画定情報により画定されるフォグ領域に内包された、前記視点位置とは異なる少なくとも１つの基準点座標と、の距離が大きくなるほど前記フォグ色の合成量を小さくするように合成率を決定し、当該決定した合成率で各半透明合成対象位置において、前記色設定情報によって表されるフォグ色を半透明合成する半透明合成ステップと、前記フォグ領域及び前記基準点座標を時間経過とともに移動させる移動ステップと、を含むことを特徴としている。
【００１２】
さらに、本発明の一態様は、コンピュータにより実行されるプログラムであって、３次元空間内に配置される少なくとも一つの３次元オブジェクトの情報と、視点位置の情報とに基づき、画面に表示する画像データを生成する画像生成手順と、前記３次元空間内でのフォグ領域を画定する画定情報と、フォグ色を表す色設定情報とを含む、フォグ設定を記憶する手順と、前記３次元オブジェクトのうちの前記フォグ領域に含まれる部分に対し、当該部分に含まれている各半透明合成対象位置と、前記画定情報により画定されるフォグ領域に内包された、前記視点位置とは異なる少なくとも１つの基準点座標と、の距離が大きくなるほど前記フォグ色の合成量を小さくするように合成率を決定し、当該決定した合成率で各半透明合成対象位置において、前記色設定情報によって表されるフォグ色を半透明合成する半透明合成手順と、前記フォグ領域及び前記基準点座標を時間経過とともに移動させる移動手順と、をコンピュータに実行させることを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本発明の実施の形態に係る画像生成装置は、例えば家庭用ゲーム装置を利用して実現でき、図１に示すように、制御部１１と、描画部１２と、表示部１３と、記憶部１４と、操作部１５とを含んで構成されている。なお、ここでは家庭用ゲーム装置を例として説明するが、本発明の画像生成装置は、業務用ゲーム装置、パーソナルコンピュータ、映画製作などに利用されるコンピュータグラフィックス用のワークステーション、その他のコンピュータシステムにより実現できる。
【００１５】
制御部１１は、記憶部１４からプログラムを読み出して、当該プログラムを実行する。具体的に、この制御部１１は、当該読み出したプログラムに従ってゲームの処理を実行する。すなわち、制御部１１は、描画部１２に対してゲーム画面となる画像データを生成させる指示を出力し、操作部１５から入力されるプレイヤの指示操作の内容に基づいてゲームの処理を行う。
【００１６】
本実施の形態においては、この制御部１１がプレイヤに行わせるゲームは、例えば３次元空間内を移動しながら、いわゆる敵キャラクタと戦闘を繰り広げたり、仮想的な冒険ゲームを楽しんだりといった、３次元空間内に配置された３次元オブジェクトの情報（例えばポリゴンの情報（ポリゴンの位置、色などの情報）や光源の情報（光源の位置、光の強さや色などの情報）等）に基づいて生成される画像データがゲーム画面として表示されるものである。
【００１７】
描画部１２は、制御部１１から入力される指示に従い、３次元空間内に配置される３次元オブジェクトの情報に基づいて画面に表示する画像データを生成し、当該生成した画像データを表示部１３に出力する。具体的に、この描画部１２は、制御部１１から別途与えられた視点情報を利用し、当該視点から３次元空間を見たときの状況を表す画像データを生成する。本実施の形態では画像データは、２次元に配列されたピクセル群を含んでなるビットマップである。
【００１８】
また、この描画部１２は、大気による遠近感を演出するなどのため、視点位置から遠くなるほど一定の色に近づくよう、ポリゴンに設定されている色に対して別の色を半透明合成する機能（フォグ機能）を有している。
【００１９】
ここで半透明合成は、例えばポリゴンの色が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（ｒｐ，ｇｐ，ｂｐ）で表され、合成する色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（ｒｆ，ｇｆ，ｂｆ）を半透明合成するとき、合成率β（０以上２５５以下の整数値とする）について、合成後のピクセルの色を、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（（２５５−β）×ｒｐ＋β×ｒｆ，（２５５−β）×ｇｐ＋β×ｇｆ，（２５５−β）×ｂｐ＋β×ｂｆ）とするなど、合成前の色と合成後の色とを合成率に示された割合で混合することであり、合成率が１００％（つまり、上述の例でβが「２５５」）である場合のように、合成後の色によって合成前の色が上書きされる状態や、合成率が０％（上述の例でβが「０」）である場合のように、合成前の色がそのまま残存する状態も含む。描画部１２は、このフォグ機能を実現するため、視点位置から遠方側での色（フォグ色）と、合成率βを演算するためのパラメータとを記憶する記憶領域を有している。
【００２０】
これら制御部１１と描画部１２との具体的な処理の内容については、後に詳しく述べる。
【００２１】
表示部１３は、描画部１２から入力される画像データを記憶し、外部の表示用デバイスに当該画像データを表示させるための信号を出力する。例えば、この表示部１３は、家庭用テレビ受像器に対して画像データを表示させるためのＲＦ信号やＮＴＳＣ信号等を出力する。またこの画像データを表示させるための信号は、ディスプレイに表示させるためのＲＧＢ信号等であってもよい。
【００２２】
記憶部１４は、制御部１１によって実行されるべきプログラムを記憶している。この記憶部１４は、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような半導体記憶素子だけでなく、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納されているデータやプログラムを読み出す外部記憶デバイスを含んでもよい。また、プログラムをサーバに備えられたデータベースに格納して、当該サーバからプログラムを配信させる場合、このサーバに備えられたデータベースも、このような情報記憶媒体に含まれる。操作部１５は、プレイヤの指示操作を受け入れて、その内容を制御部１１に出力するゲームコントローラ等である。
【００２３】
ここで、制御部１１と描画部１２とによって行われる処理の具体的な内容について、図２を参照しながら説明する。図２は、本実施の形態に係る制御部１１及び描画部１２の処理の内容を表す機能ブロック図である。
【００２４】
本実施の形態において行われる処理は、図２に示すように画像生成部２１と、記憶部２２と、半透明合成部２３と、移動処理部２４とを含む。また画像生成部２１は、レンダリング部３１と、テクスチャ処理部３２とを含んで構成されている。
【００２５】
画像生成部２１のレンダリング部３１は、３次元オブジェクトの情報と、制御部１１から別途与えられる視点位置の情報とに基づいて、画像データに含まれるピクセルの各々の色（例えばＲＧＢ値）と、各ピクセルに対応する３次元オブジェクト上の座標（テクスチャ座標）を表す値（いわゆるＵＶ値など）とを順次決定して出力する。テクスチャ処理部３２は、レンダリング部３１から入力されるＲＧＢ値やＵＶ値等を参照し、各３次元オブジェクトに設定されたテクスチャ（３次元オブジェクトの表面に設定されるべき模様を描画したマップ画像）の情報に基づいて、各ピクセルの色（ＲＧＢ値）を決定して出力する。
【００２６】
記憶部２２は、フォグ機能で用いるフォグ色を表す色設定情報と、フォグを設定する３次元領域（フォグ領域）を画定する画定情報と、このフォグ領域に内包される基準点座標との入力を制御部１１から受けて、これらをフォグ設定として格納している。半透明合成部２３は、記憶部２２に格納されているフォグ設定を参照し、３次元オブジェクトのうち、画定情報によって画定されたフォグ領域に含まれる部分に対応するピクセルに対して、当該ピクセルに対応する３次元オブジェクト上の座標（３次元のオブジェクト座標、以下、半透明合成対象位置という）と、基準点座標との距離を演算し、当該距離に基づいて当該ピクセルに対するフォグ色の合成率βを決定する。そしてこのピクセルの色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（ｒｐ，ｇｐ，ｂｐ）に対して、フォグ色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（ｒｆ，ｇｆ，ｂｆ）を合成率β（０以上２５５以下の整数値とする）で半透明合成した結果として、当該ピクセルの色を、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（（２５５−β）×ｒｐ＋β×ｒｆ，（２５５−β）×ｇｐ＋β×ｇｆ，（２５５−β）×ｂｐ＋β×ｂｆ）として演算して当該半透明合成結果のピクセルの色の情報（ＲＧＢ値）を出力する。
【００２７】
本実施の形態において特徴的なことの一つは、フォグ領域に内包される基準点座標からフォグ色を半透明合成する半透明合成対象位置までの距離によって、合成率βが定められることである。このようにすることで、たとえ３次元オブジェクトに設定される色やテクスチャの色が黒やそれに近い色であるなど３次元オブジェクトに設定された色等の如何に関わらず、所望のフォグ色が合成され、基準点座標を中心とした球形状に広がる気体状の塊が自然に表現される。
【００２８】
移動処理部２４は、制御部１１の処理として実現され、記憶部２２内の画定情報を時間とともに更新する。これによって、フォグ領域が時間経過とともに移動し、ガス状の塊が迷宮内を移動しているかのような演出が可能となる。このように本実施の形態においてさらに特徴的なこととして、フォグ領域が移動する演出を可能としたことがある。
【００２９】
次に、本実施の形態に係る画像生成装置の動作について説明する。ここでは、本実施の形態の画像生成装置は、家庭用ゲーム装置であって、プレイヤが３次元表現された迷宮内を移動するキャラクタを制御して敵と戦い、またガス状の塊（ガス塊）がこの迷宮内を移動しており、キャラクタが迷宮内でそのガス塊に出会うとキャラクタに何らかの変化が起きるといったゲームを実行しているとする。
【００３０】
制御部１１は、記憶部１４から読み出されるプログラムに従って、記憶部１４から迷宮や敵キャラクタを表す３次元オブジェクトの情報（例えばポリゴンの情報やテクスチャの情報等）を読み出し、描画部１２に対してプレイヤが制御しているキャラクタの現在位置を視点座標、キャラクタの向きを視線方向として出力するとともに、読み出した３次元オブジェクトの情報を出力して、３次元オブジェクトの情報に基づくゲーム画面の画像データを生成させ、表示部１３を介して表示させる。
【００３１】
また制御部１１は、操作部１５から入力されるプレイヤの指示操作の内容に基づいてプレイヤが制御するキャラクタの現在位置や視線方向の情報を更新し、また所定のゲーム処理に従って敵キャラクタの座標の情報等を更新して、これら更新した情報を描画部１２に出力する。描画部１２は、更新された情報に基づいて再度ゲーム画面の画像データを生成して表示部１３に出力する。
【００３２】
本実施の形態では、制御部１１は、ガス塊のサイズ、色などの情報を記憶部１４から読み出してこれらに基づいてフォグ領域を画定する画定情報やフォグ色を表す色設定情報、及び基準点座標の情報を決定し、描画部１２の記憶部２２にフォグ設定として格納する。また制御部１１は、所定のゲーム処理に従って時間経過とともに画定情報を更新し、記憶部２２に格納されているフォグ設定を上書きする。さらに制御部１１は、画定情報によって画定されるフォグ領域内の基準点座標を画定情報の更新に併せて時間経過とともに更新する。
【００３３】
描画部１２は、記憶部２２に格納されたフォグ設定を参照しながら、３次元オブジェクトのうち画定情報によって画定されるフォグ領域に含まれる部分について、当該部分に含まれた、各半透明合成対象位置に対してフォグ色を半透明合成する。ここで各半透明合成対象位置における半透明合成の合成率は、基準点座標と半透明合成対象位置との距離に基づいて決められ、例えば距離が大きくなるほど合成率を小さく（フォグ色の合成量を小さく）し、距離が短くなるほど合成率を大きく（フォグ色の合成量を大きく）して、基準点座標を中心にした球形のガス塊で、当該球形の中心部分ほどガスの密度が濃い、というような状況を演出する（図３）。
【００３４】
このような表現により、プレイヤは３次元オブジェクトの色が、その元の色にかかわらず一定色（フォグ色）に染まっている部分（ガス状の質感を有する部分）がキャラクタに近接したり、離れていったりといった状況を体感することになる。
【００３５】
なお、本実施の形態に係る画像生成装置は、ここで示した例に限られるものではない。例えば、合成率βは、フォグ領域内で一定としておいてもよい。このようにすると、均質に広がったガス塊が表現される。また、画定情報を時間経過とともに更新しなくてもよい。このようにすると、一定の場所に留まったガス塊が表現される。
【００３６】
さらに、合成率βをフォグ領域内で変更する場合に、基準点座標は一つでなくてもよい。この場合、各半透明合成対象位置における合成率βは、合成率βを決定しようとする注目半透明合成対象位置と、各基準点座標との距離の和に基づいてもよいし、最も近接する基準点座標までの距離に基づいてもよい。また、基準点座標を時間経過とともに移動させてもよい。複数の基準点座標を一列に配列すれば、線形に広がったガス塊が表現でき、複数の基準点座標を時間経過とともにフォグ領域内で移動させれば、煙のように広がった気体状のキャラクタの表現にも適用できる。
【００３７】
また、基準点座標と半透明合成対象位置との距離ｒに対する合成率β（０以上２５５以下の整数）の関係は、例えば予め定めた最大距離Ｒに対して、β＝ｉｎｔ［（ｒ／Ｒ）×２５５］としてもよい。ここでｉｎｔ［］は、括弧内の値を超えない整数値とすることを意味する。さらに別の例では、距離ｒに対して合成率βが指数関数的に変化するようにしてもよいし、三角関数などを用いて距離ｒに対して周期的に合成率βが変化するようにしてもよい。
【００３８】
さらに、本実施の形態ではゲーム装置におけるゲーム上の表現を行う例を示したが、例えば映画や、３次元グラフィックスソフトウエアなどにおいて同種の表現をする場合にも本発明を適用することができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、ガス塊のような、気体の質感を伴う表現を簡便に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係る画像生成装置の構成ブロック図である。
【図２】 本発明の実施の形態に係る画像生成方法の処理の内容を表す機能ブロック図である。
【図３】 本発明の実施の形態に係る画像生成装置によって生成される画像データの一例を表す概略説明図である。
【符号の説明】
１１ 制御部、１２ 描画部、１３ 表示部、１４ 記憶部、１５ 操作部、２１ 画像生成部、２２ 記憶部、２３ 半透明合成部、２４ 移動処理部、３１ レンダリング部、３２ テクスチャ処理部。
Claims (3)
- ３次元空間内に配置される少なくとも一つの３次元オブジェクトの情報と、視点位置の情報とに基づき、画面に表示する画像データを生成する画像生成手段と、
前記３次元空間内でのフォグ領域を画定する画定情報と、フォグ色を表す色設定情報とを含む、フォグ設定を記憶する記憶手段と、
前記３次元オブジェクトのうちの前記フォグ領域に含まれる部分に対し、当該部分に含まれている各半透明合成対象位置と、前記画定情報により画定されるフォグ領域に内包された、前記視点位置とは異なる少なくとも１つの基準点座標と、の距離が大きくなるほど前記フォグ色の合成量を小さくするように合成率を決定し、当該決定した合成率で各半透明合成対象位置において、前記色設定情報によって表されるフォグ色を半透明合成する半透明合成手段と、
前記フォグ領域及び前記基準点座標を時間経過とともに移動させる移動手段と、
を含むことを特徴とする画像生成装置。 - コンピュータを用い、
３次元空間内に配置される少なくとも一つの３次元オブジェクトの情報と、視点位置の情報とに基づき、画面に表示する画像データを生成する画像生成ステップと、
前記３次元空間内でのフォグ領域を画定する画定情報と、フォグ色を表す色設定情報とを含む、フォグ設定を記憶する記憶ステップと、
前記３次元オブジェクトのうちの前記フォグ領域に含まれる部分に対し、当該部分に含まれている各半透明合成対象位置と、前記画定情報により画定されるフォグ領域に内包された、前記視点位置とは異なる少なくとも１つの基準点座標と、の距離が大きくなるほど前記フォグ色の合成量を小さくするように合成率を決定し、当該決定した合成率で各半透明合成対象位置において、前記色設定情報によって表されるフォグ色を半透明合成する半透明合成ステップと、
前記フォグ領域及び前記基準点座標を時間経過とともに移動させる移動ステップと、
を実行することを特徴とする画像生成方法。 - コンピュータに、
３次元空間内に配置される少なくとも一つの３次元オブジェクトの情報と、視点位置の情報とに基づき、画面に表示する画像データを生成する画像生成手順と、
前記３次元空間内でのフォグ領域を画定する画定情報と、フォグ色を表す色設定情報とを含む、フォグ設定を記憶する手順と、
前記３次元オブジェクトのうちの前記フォグ領域に含まれる部分に対し、当該部分に含まれている各半透明合成対象位置と、前記画定情報により画定されるフォグ領域に内包された、前記視点位置とは異なる少なくとも１つの基準点座標と、の距離が大きくなるほど前記フォグ色の合成量を小さくするように合成率を決定し、当該決定した合成率で各半透明合成対象位置において、前記色設定情報によって表されるフォグ色を半透明合成する半透明合成手順と、
前記フォグ領域及び前記基準点座標を時間経過とともに移動させる移動手順と、
を実行させることを特徴とするプログラム。
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