JP4343207B2 - ゲーム装置および画像処理プログラム - Google Patents

Description

この発明は、ゲーム装置および画像処理プログラムに関し、特に、例えば三次元の仮想ゲーム空間に描画された建物の画像とプレイヤが操作するプレイヤキャラクタの画像とが混在して表示されるとき、プレイヤキャラクタが建物に隠れて見えなくなってしまうような不都合を解消したゲーム装置および画像処理プログラムに関する。

三次元の仮想ゲーム空間において展開されるゲームにおいて、例えば建物の間をプレイヤが操作するプレイヤキャラクタが移動するときに、ゲーム画面においてプレイヤキャラクタが建物に隠れてしまうことがある。このような場合、従来から視点を移動させることによってプレイヤキャラクタを表示させることが一般的であった。しかしながらゲームによっては、視点移動を行わずに常に同じ方向から仮想ゲーム空間を見たようなゲーム画像を表示することが好ましい場合もある。

特許文献１に記載の技術では、プレイヤキャラクタの表示位置に重なったかその近傍に位置したときにのみ壁や床に対して透過処理を行うことによって、プレイヤキャラクタが表示画面上で常に視認できるようにしている。

特許文献２に記載の技術では、障害物が被写体を隠しているかどうかを判定し、障害物が被写体を隠しているときにのみ、この障害物に透過処理を行うことによって、表示画面上でプレイヤキャラクタが常に視認できるようにしている。
特許第２９０２３５２号公報 特許第３１４１７３７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、プレイヤキャラクタが建物の壁の陰に隠れたときに、その壁全体が透過処理されてしまうため、ゲームフィールドの雰囲気が大きく変わってしまう。特許文献２に記載の技術でも、被写体が障害物の陰に隠れたときに、その障害物全体が透過処理され、今まで表示されていた障害物が突然消えてしまうため、ゲームフィールドの雰囲気が大きく変わってしまう。また、いずれの技術においても、壁や障害物などのオブジェクト毎に、プレイヤキャラクタ（または被写体）や視点との位置関係に基づいてプレイヤキャラクタ（または被写体）を隠しているか否かを判定してから各オブジェクトを描画する必要があり、オブジェクトの数の増加に応じて判定のための処理負担が大きくなる。

それ故に、この発明の主たる目的は、ゲームフィールドの雰囲気をできるだけ損なわずに、プレイヤキャラクタなどの特定のオブジェクトを常に視認できるように表示することのできるゲーム装置および画像処理プログラムを提供することである。

この発明のその他の目的は、壁や障害物などのオブジェクト毎に、プレイヤキャラクタや視点との位置関係に基づいてプレイヤキャラクタを隠しているか否かを判定することなしに、それらオブジェクトを適切に透過処理して、プレイヤキャラクタなどの特定のオブジェクトを視認できるように表示することができる、新規なゲーム装置および画像処理プログラムを提供することである。

上記課題を解決するために、この発明は以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号、図番号および補足説明は、この発明の理解を助けるために図面との対応関係を示したものであって、この発明の範囲を何ら限定するものではない。

請求項１に記載の発明は、三次元の仮想ゲーム空間における１以上の第１オブジェクトと１以上の第２オブジェクトを仮想ゲーム空間に設定された視点に基づいて透視投影変換を行うことにより、表示画面に表示するためのゲーム画像を描画用バッファ領域に描画する処理をゲーム装置のコンピュータ（２４、２６）に実行させる画像処理プログラムである。このゲームプログラムは、コンピュータに、配置位置決定ステップ（Ｓ１０、Ｓ１４）、算出ステップ（Ｓ２４）、マスクデータ生成ステップ（Ｓ２６）、第１オブジェクト描画ステップ（Ｓ３８）、および第２オブジェクト描画ステップ（Ｓ３６）を実行させる。
配置位置決定ステップは、三次元の仮想ゲーム空間に第１オブジェクト（ＣＨ１、ＣＨ２、・・・）を配置するための第１三次元配置座標と第２オブジェクト（ＯＢ１、ＯＢ２、・・・）を配置するための第２三次元配置座標を決定する。ここで、算出ステップは、第１三次元配置座標を視点に基づいて透視投影変換することにより、表示画面上の二次元座標を算出する（図１１）。マスクデータ生成ステップは、表示画面上の二次元座標に対応する描画用バッファ領域内の位置に所定形状のマスク画像（マスク領域を示す画像）を描画した１画面分のマスクデータ（図１２、図１４、図１９、図３４、図３８）を生成する。第１オブジェクト描画ステップは、第１三次元配置座標に配置された第１オブジェクトを透視投影変換して描画用バッファ領域に描画するとき、マスクデータを参照することなく、第１オブジェクトを描画用バッファ領域に描画する。第２オブジェクト描画ステップは、第２三次元配置座標に配置された第２オブジェクトを透視投影変換して描画用バッファ領域に描画するとき、マスクデータを参照することにより、マスク画像との重なっている部分における第２オブジェクトの透過率をマスク画像と重なっていない部分に比べて高くなるように変化させて、第２オブジェクトを描画する（図１３）。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、マスク画像は中心から周辺に向けて色濃度が薄く又は濃くなる画像である（図１４、図３８）。そして、第２オブジェクト描画ステップは、マスク画像と第２オブジェクトとが重なる部分においてマスク画像の色濃度に応じて第２オブジェクトの透過率がマスク画像の中心に近づくほど高くなるように第２オブジェクトを描画する（図１５、図１６）。

請求項１に記載の発明によれば、第１オブジェクトの第１三次元配置座標を透視投影変換し、当該変換後の二次元座標に基づいて１画面分に相当するマスクデータを作成し、第２オブジェクトを描画するときにマスクデータを参照し、マスク画像との重なり部分に関しては第２オブジェクトの透過率を変化させている。その結果、第１オブジェクトと第２オブジェクトが重なっているか否かを判定する処理がないので、処理負担を軽減することができる。

請求項２に記載の発明によれば、マスク画像は周囲に向けて色濃度が薄く又は濃くなり、マスク画像が第２オブジェクトと重なっている部分ではマスク画像の色濃度に応じて第２オブジェクトの透過率が徐々に変化する。その結果、第２オブジェクトの一部が透過表示されることによる見た目の不自然さを抑えることが可能になる。

（第１の実施形態）
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係るゲームシステムについて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るゲームシステムの構成を示す外観図である。図１に示すように、ゲームシステム１０は、モニタ１２、ゲーム機本体１４、光ディスク１６、メモリカード１８およびコントローラ２０を備える。光ディスク１６および外部メモリカード１８は、ゲーム機本体１４に着脱自在に装着される。コントローラ２０は、通信ケーブルを介して、ゲーム機本体１４に設けられた複数（図１では４つ）のコントローラポート用コネクタのいずれかに接続される。モニタ１２は、ＡＶケーブル等によってゲーム機本体１４と接続される。なお、ゲーム機本体１４とコントローラ２０との通信は無線通信であってもよい。

コントローラ２０は、プレイヤがゲームに関する入力操作を行うための入力装置であり、複数の操作スイッチを有する。コントローラ２０は、操作スイッチの状態を示す操作データをゲーム機本体１４に出力する。プレイヤは、コントローラ２０を操作することによって、ゲームに登場するプレイヤキャラクタを動作させたり移動させたりすることができる。

光ディスク１６は、ゲームプログラムやゲームデータを固定的に記憶している。プレイヤがゲームをプレイするとき、光ディスク１６はゲーム機本体１４に装着される。なお、ゲームプログラム等を記憶する手段として、光ディスク１６の代わりに、例えばＤＶＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、メモリカード、ＲＯＭカートリッジなど、任意の外部記憶媒体を用いることができる。

ゲーム機本体１４は、光ディスク１６に記録されているゲームプログラムを読み出し、読み出したゲームプログラムに応じた処理を行う。

モニタ１２は、ゲーム機本体１４から出力される映像信号に基づいてゲーム画像を画面に表示する。また、モニタ１２にはスピーカ２２が設けられており、スピーカ２２は、ゲーム機本体１４から出力される音声信号に基づいてゲームサウンドを出力する。

メモリカード１８は、例えばフラッシュメモリ等の書き換え可能な記憶媒体をバックアップメモリとして備えており、このバックアップメモリにはゲームのセーブデータ等が記録される。

図２は、ゲーム機本体１４の内部構成を示すブロックである。以下、図２を参照しながら、ゲーム機本体１４の各部についてより詳細に説明する。

ゲーム機本体１４には、ＣＰＵ２４およびそれに接続されるメモリコントローラ３４が設けられる。メモリコントローラ３４は、ＧＰＵ（グラフィックスプロセッシングユニット）２６、メインメモリ２８、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）３０、および各種インターフェースに接続される。メモリコントローラ３４は、これら各構成要素間のデータ転送を制御するものである。

ゲーム開始の際、まず、ディスクドライブ４６が、ゲーム機本体１４に装着された光ディスク１６を駆動する。光ディスク１６に記憶されているゲームプログラムは、ディスクＩ／Ｆ（インターフェース）４４およびメモリコントローラ３４を介して、メインメモリ２８に読み込まれる。このメインメモリ２８にロードされたゲームプログラムをＣＰＵ２４が実行することによってゲームが開始される。ゲーム開始後、プレイヤがコントローラ２０を用いて入力操作を行うと、コントローラ２０からゲーム機本体１４に操作データが出力される。コントローラ２０から出力される操作データは、コントローラＩ／Ｆ３６およびメモリコントローラ３４を介してＣＰＵ２４に入力される。ＣＰＵ２４は、入力された操作データに基づいてゲーム処理を行う。ゲーム画像の生成は主にＧＰＵ２６によって行われ、ゲームサウンドの生成には主にＤＳＰ３０が用いられる。ＡＲＡＭ（Ａｕｄｉｏ ＲＡＭ）３２は、オーディオ信号を記憶するために用いられる。

ＧＰＵ２６は、三次元の仮想ゲーム空間に配置されたオブジェクトの座標に関する演算（例えば、オブジェクトの回転・拡大縮小・変形や、ワールド座標系からカメラ座標系またはスクリーン座標系への座標変換）を行い、さらに、スクリーン平面に投影されたオブジェクトをテクスチャデータ等に基づいて描画（オブジェクトに対応する画素の色を決定してカラーバッファに書込む）してゲーム画像を生成する。カラーバッファは、モニタ１２に表示すべきゲーム画像データ（ＲＧＢデータ）を保持するために確保されたメモリ領域である。ＧＰＵ２６は、カラーバッファ以外にも必要に応じて、視点からカラーバッファに描画したオブジェクトまでの距離を保持しておくためのＺバッファや、シャドウボリューム技法のためのステンシルバッファを利用してゲーム画像を生成する。

図３および図４に、メインメモリ２８のメモリマップを示す。特に、図３はプログラムに関するメモリマップであり、図４はデータに関するメモリマップである。

図３において、メインメモリ２８には、ゲームメインプログラム４８や、オブジェクト移動制御プログラム５０や、画像処理プログラム５２が、光ディスク１６からロードされる。

オブジェクト移動制御プログラム５０は、三次元の仮想ゲーム空間に存在するオブジェクトを所定のアルゴリズムまたはユーザの指示に従って移動させるためのプログラムである。画像処理プログラム５２には、マスク生成プログラム５４、投影プログラム５６、描画プログラム５８および表示制御プログラム６０が含まれている。マスク生成プログラムは、ＣＰＵ２４やＧＰＵ２６に、後述するマスクデータを生成させるためのプログラムである。投影プログラム５６は、ＣＰＵ２４やＧＰＵ２６に、仮想ゲーム空間に存在するオブジェクトを所定のスクリーン平面に投影させるためのプログラムである。投影の手法としては、透視投影や平行投影などがある。描画プログラム５８は、ＣＰＵ２４またはＧＰＵ２６に、仮想ゲーム空間に存在するオブジェクトを描画させる（すなわちカラーバッファにオブジェクトの色を書込ませる）ためのプログラムである。表示制御プログラム６０は、ＣＰＵ２４またはＧＰＵ２６に、カラーバッファに格納された画像データに基づいて一定周期でモニタ１２に映像信号を出力させるためのプログラムである。

図４において、メインメモリ２８には、操作データバッファ６２として利用される領域と、カラーバッファ６４として利用される領域と、キャラクタオブジェクトに関するデータを記憶するための領域と、フィールドオブジェクトに関するデータを記憶するための領域と、後述するマスクデータ８６を記憶するための領域と、その他のデータを記憶するための領域を含んでいる。

操作データバッファ６２は、コントローラ２０から出力される操作データを一時的に記憶するための記憶領域である。カラーバッファ６４は、モニタ１２に表示されるゲーム画像の色データを一時的に記憶するための記憶領域である。

キャラクタオブジェクトとは、仮想ゲーム空間に存在するキャラクタを表すオブジェクトで、プレイヤが操作するプレイヤキャラクタや、プレイヤは操作できないが、プレイヤキャラクタの動きに応じて、コンピュータ側で動きを制御する、ノンプレイヤキャラクタとして設定される。本実施形態では、仮想ゲーム空間に複数のキャラクタオブジェクト（ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、・・・）が存在するものとする。メインメモリ２８には、キャラクタオブジェクト毎に、仮想ゲーム空間におけるキャラクタオブジェクトの位置（三次元座標）を示す位置データ６６、キャラクタオブジェクトの形状を規定するポリゴンデータ６８、およびキャラクタオブジェクトの表面の模様を規定するテクスチャデータ７０が保持される。

フィールドオブジェクトとは、仮想ゲーム空間のフィールドを構成するオブジェクトであって、具体的には、仮想ゲーム空間に存在する建物、壁、地面、道などである。本実施形態では、仮想ゲーム空間に複数のフィールドオブジェクト（ＯＢ１、ＯＢ２、ＯＢ３、・・・）が存在するものとする。メインメモリ２８には、フィールドオブジェクト毎に、仮想ゲーム空間におけるフィールドオブジェクトの位置（三次元座標）を示す位置データ７８、フィールドオブジェクトの形状を規定するポリゴンデータ８０、フィールドオブジェクトの表面の模様を規定するテクスチャデータ８２、および後述する透過フラグ８４が保持される。

図５および図６は、本発明の第１の実施形態におけるゲーム画面例である。図５では、仮想ゲーム空間に配置されたキャラクタオブジェクトＣＨ１とフィールドオブジェクトＯＢ１〜ＯＢ３が表示されている。キャラクタオブジェクトＣＨ１が図５の位置から矢印の方向へ移動すると、図６のように、フィールドオブジェクトＯＢ１のうち、キャラクタオブジェクトＣＨ１を中心とした所定の領域だけが透明になり、その結果、キャラクタオブジェクトＣＨ１がフィールドオブジェクトＯＢ１の陰に移動したときでもユーザはキャラクタオブジェクトＣＨ１を視認することができる。

以下、図３に示した各種プログラムに基づいて実行されるＣＰＵ２４またはＧＰＵ２６の処理の流れを、図７〜図９のフローチャートを参照して説明する。

図７において、メイン処理が開始されると、まずステップＳ１０で、初期設定が行われる。ここでは、例えば視点やオブジェクトや光源が仮想ゲーム空間内の初期位置に配置される。ステップＳ１２では、コントローラ２０から出力される操作データが操作データバッファ６２に格納される。ステップＳ１４では、図３のオブジェクト移動制御プログラム５０に基づいて、仮想ゲーム空間内の各オブジェクトの位置が更新される。特にキャラクタオブジェクトＣＨ１が、プレイヤのコントローラ２０の操作に基づいて動作するプレイヤキャラクタとして設定されていれば、その位置は、ステップＳ１２で操作データバッファ６２に格納された操作データに基づいて更新される。勿論キャラクタオブジェクトＣＨ１は、例えばプレイヤキャラクタを攻撃するようなノンプレイヤキャラクタとして設定されても良い。このとき、プレイヤキャラクタの位置に応じて、あらかじめ記憶されたプログラムに基づいて、キャラクタオブジェクトＣＨ１の位置が更新される。

ステップＳ１６では、図３のマスク生成プログラムに基づいてマスク生成処理が行われる。このマスク生成処理の詳細については後述する。ステップＳ１８では、図３の描画プログラム５８に基づいて描画処理が行われ、その結果、モニタ１２に表示すべきゲーム画像がカラーバッファ６４に格納される。この描画処理の詳細についても後述する。ステップＳ２０では、図３の表示制御プログラム６０に基づいて、カラーバッファ６４に格納されているゲーム画像に基づく映像信号がモニタ１２に出力され、その結果、モニタ１２の画面にゲーム画像として画像が表示される。ステップＳ２２では、ゲーム終了かどうかが判定され、ゲームが続行している場合にはステップＳ１２に戻る。ゲームが続行する間は、ステップＳ１２〜ステップＳ１８の処理が例えば３０分の１秒の周期で繰り返される。

次に、マスク生成処理の詳細を図８のフローチャートを参照して説明する。ここでは、仮想ゲーム空間に図１０に示すように視点および各オブジェクト（キャラクタオブジェクトＣＨ１およびフィールドオブジェクトＯＢ１〜ＯＢ３）が配置されているものとして説明する。図１０は、視線方向に対して垂直方向から仮想ゲーム空間を見た様子を示している。図１０において、ニアークリップ面とファークリップ面との間の空間（視体積）に含まれるオブジェクトが描画対象となる。なお、図１０の例では透視投影によってオブジェクトを描画する例を示しているが、本発明はこれに限らず、平行投影によってオブジェクトを描画してもよい。なお、図６に示すように、フィールドオブジェクトＯＢ１の透過フラグ８４は１であり、フィールドオブジェクトＯＢ２とフィールドオブジェクトＯＢ３の透過フラグ８４は０に設定されているものとする。

マスク生成処理が開始されると、まずステップＳ２４で、図３の投影プログラム５６に基づいて、各キャラクタオブジェクト（図５の例ではキャラクタオブジェクトＣＨ１）が仮想ゲーム空間に設定されたスクリーン平面に投影される。具体的には、三次元の仮想ゲーム空間における各キャラクタオブジェクトの配置座標（三次元座標）を視点に基づいて透視投影変換することにより、各キャラクタオブジェクトに対応した、モニタ１２の表示画面上の座標（二次元座標）を算出する。なお、図１０の例ではニアークリップ面をスクリーン平面として設定しているが、本発明はこれに限らない。この投影処理は、典型的には、各キャラクタオブジェクトを構成するポリゴンの頂点座標を、所定の変換行列を用いて座標変換することによって行われる。図１１に、キャラクタオブジェクトＣＨ１をスクリーン平面に投影した結果を示す。なお、ここではキャラクタオブジェクトＣＨ１を構成するポリゴンをスクリーン平面に投影する例を示したが、本発明はこれに限らず、キャラクタオブジェクトＣＨ１の位置を示す点だけをスクリーン平面に投影しても構わない。

ステップＳ２６では、スクリーン平面に投影された各キャラクタオブジェクトの位置に基づいて、図１２のようなモノクロの画像データを生成する。具体的には、スクリーン平面に投影された各キャラクタオブジェクトの位置を中心とした図１２のような円形の領域（マスク領域）を示す画像を描画する。このマスク領域の描画には、カラーバッファ６４を一時的に利用してもよい。

ステップＳ２８では、ステップＳ２６で得られた画像データを、マスクデータとしてメインメモリ２８に格納する。このとき、マスクデータとして格納される画像データの解像度は、必ずしもゲーム画像の解像度と同一である必要はなく、ゲーム画像よりも解像度を下げてからメインメモリ２８に格納してもよい。これにより、マスクデータの格納のために必要となるメインメモリ２８の記憶領域を節約することができる。なお、こうして解像度を下げたマスクデータを後述の描画処理において利用する場合には、メインメモリ２８に格納されているマスクデータの解像度をゲーム画像の解像度に変換すればよい。

次に、描画処理の詳細を図９のフローチャートを参照して説明する。

描画処理が開始すると、まずステップＳ３０で、カラーバッファに描画すべき描画対象オブジェクトが決定される。オブジェクトの描画の順序は任意であるが、必要に応じて、オブジェクトの描画の順序を予め決定し、決定した順序に従ってオブジェクトを描画するようにしてもよい。例えば、不透明のオブジェクトを描画し、その後で半透明のオブジェクトを描画するようにすれば、透過処理（アルファ合成）が比較的容易となる。また例えば、視点から遠いオブジェクトをまず描画し、その後で視点に近いオブジェクトを描画するようにすれば、Ｚバッファを用いたＺテストを行うこと無しに隠面消去が可能となる。

ステップＳ３２では、ステップＳ３０で決定された描画対象オブジェクトがキャラクタオブジェクトかどうかが判断される。キャラクタオブジェクトである場合はステップＳ３８に進み、キャラクタオブジェクトでない場合（すなわちフィールドオブジェクトである場合）はステップＳ３４に進む。

ステップＳ３４では、メインメモリ２８を参照して、描画対象となっているフィールドオブジェクトの透過フラグ８４が０かどうかが判断される。透過フラグ８４が０である場合はステップＳ３８に進み、透過フラグ８４が０でない場合（すなわち１である場合）はステップＳ３６に進む。

ステップＳ３６では、描画対象オブジェクト（ここでは透過フラグが１であるフィールドオブジェクト）が、前述のマスク生成処理によってメインメモリ２８に格納されたマスクデータ８６を用いて描画される。また、１画面分のマスクデータ８６に含まれるマスク画像（マスク領域の画像）の各ピクセルの値に応じて、描画対象オブジェクトの各ピクセルの透過率がきまる。具体的には、三次元の仮想ゲーム空間に配置された描画対象オブジェクトを透視投影変換してカラーバッファ６４に描画するとき、メインメモリ２８に格納されたマスクデータ８６を参照することにより、マスク領域と重なっている部分における描画対象オブジェクトの透過率を１００％（すなわちマスク領域に当たる部分がカラーバッファ６４に描画されない）に変化させ、それ以外の部分の透過率は変化させずに（すなわち通常表示）、描画対象オブジェクトが描画される。例えば、図１２のマスクデータを用いてフィールドオブジェクトＯＢ１を描画した場合、描画結果は図１３のようになる。

ステップＳ３８では、描画対象オブジェクト（ここではキャラクタオブジェクト、または透過フラグが０であるフィールドオブジェクト）が普通に、すなわち前述のマスク生成処理によってメインメモリ２８に格納されたマスクデータ８６を参照することなしに、描画される。

ステップＳ４０では、描画が完了したかどうか（すなわち視体積に含まれる全てのオブジェクトの描画が完了したかどうか）が判断される。描画が完了していない場合はステップＳ３０に戻り、次の描画対象オブジェクトを決定して描画する。描画が完了した場合は図７のステップＳ２０に進み、その結果、例えば図６のようなゲーム画像がモニタ１２に表示されることとなる。

なお、本実施形態では描画対象オブジェクトのうち、マスク領域に当たる部分を描画しないとしたが、本発明はこれに限らない。例えば、描画対象オブジェクトのうち、マスク領域に当たる部分を半透明表示するようにしてもよい。この場合、描画対象オブジェクトのうち、マスク領域に当たる部分のアルファ値（透過率を決定する値）を適当な値に変更し、変更後のアルファ値に基づくアルファ合成を行えばよい。

なお、本実施形態ではマスクデータとして図１２に示すような２値の画像データを用いるとしたが、本発明はこれに限らず、より階調数の多い画像データを用いてもよい。図１４は、透過率に応じて４つの値を有する画像データをマスクデータとして利用する場合の例である。特に、図１４のマスクデータは、マスク領域の境界においてオブジェクトの透過率を徐々に変化させるようなマスクデータである。図１５は、このマスクデータを用いてフィールドオブジェクトＯＢ１を描画した結果を示している。フィールドオブジェクトＯＢ１は、マスクデータの値に応じて透過率（アルファ値）が変更され、この変更後のアルファ値に基づくアルファ合成により、図１６のようなゲーム画像が生成される。図１６の例では、フィールドオブジェクトＯＢ１のうち、マスク領域の境界部分に当たる部分の透過率が徐々に変化しているため、図６の例に比べて画像表現として豪華さや美しさを加えることができる。

なお、本実施形態ではマスク領域が円形であるとしたが、本発明はこれに限らず、マスク領域は任意の形状（例えば楕円、矩形、星形）であってもよい。

なお、マスク領域の大きさは、固定であっても良いし、キャラクタオブジェクトの大きさや状態に応じて変化してもよい。また、視点からキャラクタオブジェクトまでの距離に応じてマスク領域の大きさを変化させても良い。特に、透視投影によってゲーム画像が生成される場合には、例えば、図１７Ａの矢印の方向にキャラクタオブジェクトが移動したときに、図１７Ｂおよび図１７Ｃに示すようにキャラクタオブジェクトが視点から遠ざかるほどマスク領域の大きさを小さくするのが好ましい。これにより、キャラクタオブジェクトを常に表示しつつもさらに、画像表現の凝ったゲーム画像が得られる。

なお、図１１の例ではスクリーン平面に投影されたキャラクタオブジェクトが１つしか存在しないため、図１２ではマスク領域が１つしか存在しないが、図１８のようにキャラクタオブジェクトが複数存在する場合には、図１９のように、マスクデータにはこれら複数のキャラクタオブジェクト（ここではキャラクタオブジェクトＣＨ１、ＣＨ２）にそれぞれ対応する複数のマスク領域が設けられる。透過フラグが１であるフィールドオブジェクト（ここではフィールドオブジェクトＯＢ１）を図１９のマスクデータを用いて描画することで、図２０のようなゲーム画像が得られる。

なお、本実施形態では図１０のフィールドオブジェクトＯＢ１の透過フラグ８４は１に、フィールドオブジェクトＯＢ２とフィールドオブジェクトＯＢ３の透過フラグ８４は０に設定されているものとしたが、フィールドオブジェクトの透過フラグの値は、フィールドオブジェクトの位置や視点の設定を考慮して予め適切に設定される。例えば、地面を表すフィールドオブジェクトについては、通常はキャラクタオブジェクトが地面の陰に隠れてしまうことは無いため、透過フラグを０に設定しておく。一方、船の帆など、キャラクタオブジェクトよりも高い位置にあるものを表すフィールドオブジェクトについては、視点がキャラクタオブジェクトの上方に設定されている場合にキャラクタオブジェクトを隠してしまいがちとなるので、透過フラグを１に設定しておく。また、キャラクタオブジェクトよりも小さいフィールドオブジェクトや、半透明のフィールドオブジェクトについては、キャラクタオブジェクトの表示を大きくは妨げないため、透過フラグを０に設定しておいても構わない。

なお、違和感のあるゲーム画像になってしまうことを許容するのであれば、透過フラグを設定することなしに、全てのフィールドオブジェクトに対してマスクデータを用いた透過処理を適用するようにしても構わない。これにより、少なくともキャラクタオブジェクトが必ず表示されるという効果が得られる。

以上のように、第１の実施形態によれば、キャラクタオブジェクトの位置に基づいてマスクデータを生成し、このマスクデータを用いてフィールドオブジェクトに透過処理を施すため、キャラクタオブジェクトを常に表示することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

まず、三次元の仮想ゲーム空間に複数のオブジェクト（キャラクタオブジェクトＣＨ１〜ＣＨ３とフィールドオブジェクトＯＢ１、ＯＢ２）が図２１のように配置されている場合を考える。なお、フィールドオブジェクトＯＢ１は透過フラグが１に設定されているものとし、フィールドオブジェクトＯＢ２は透過フラグが０に設定されているものとする。ここで、図２１の視点Ａから見たシーンを第１の実施形態の手法を用いて描画した場合、図２２のようなゲーム画像が得られる。図２２のゲーム画像では、各キャラクタオブジェクトＣＨ１〜ＣＨ３が適切に表示されている。しかしながら、図２１の視点Ｂから見たシーンを第１の実施形態の手法を用いて描画した場合には、図２３のように、キャラクタオブジェクトＣＨ１、ＣＨ２が表示されない。また、キャラクタオブジェクトＣＨ１に対応するマスク領域の影響を受けてフィールドオブジェクトＯＢ１の一部が欠けてしまっているので、違和感のあるゲーム画像となっている。第２の実施形態では、このような不具合を解消することができる。

第２の実施形態では、視点に対して予め決められた基準位置よりも近いフィールドオブジェクトにのみマスクデータを用いた透過処理が適用される。基準位置は、仮想ゲーム空間における絶対位置により規定されてもよいし、視点を基準とした相対位置により規定されてもよいし、特定のキャラクタオブジェクトの位置として規定されてもよい。

例えば、仮想ゲーム空間に複数のオブジェクト（キャラクタオブジェクトＣＨ１〜ＣＨ３とフィールドオブジェクトＯＢ１、ＯＢ２）が図２４のように配置され、基準位置が図のような位置に設定されている場合について説明する。

図２４の視点Ａから見たシーンを描画する場合、キャラクタオブジェクトＣＨ１〜ＣＨ３の位置に基づいてマスクデータが生成され、基準位置よりも視点（ここでは視点Ａ）に近いフィールドオブジェクトＯＢ１についてはマスクデータを用いた透過処理が施され、基準位置よりも視点から遠いフィールドオブジェクトＯＢ２については普通に描画される。その結果、図２５のようなゲーム画像が得られる。

一方、図２４の視点Ｂから見たシーンを描画する場合、キャラクタオブジェクトＣＨ１〜ＣＨ３の位置に基づいてマスクデータが生成され、基準位置よりも視点（ここでは視点Ｂ）に近いフィールドオブジェクトＯＢ２についてはマスクデータを用いた透過処理が施され、基準位置よりも視点から遠いフィールドオブジェクトＯＢ１については普通に描画される。その結果、図２６のようなゲーム画像が得られる。

ここで、図２５のゲーム画像においても図２６のゲーム画像においても、全てのキャラクタオブジェクトＣＨ１〜ＣＨ３が表示されており、また、キャラクタオブジェクトよりも視点から遠い位置にあるフィールドオブジェクトが不自然に欠けてしまうこともない。

以下、第２の実施形態の詳細な動作を、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

第２の実施形態では、図２７のように、メインメモリ２８に前述の基準位置８８が記憶される。ここでは、基準位置が視点からの距離により規定されているものとする。

以下、第２の実施形態の描画処理について図２８のフローチャートを参照して説明する。なお、図２８のフローチャートは、描画処理の一部のみを示しており、残りのステップについては図９のフローチャートを援用する。また、図２８のフローチャートにおいて、図９のフローチャートと同一のステップについては同一の参照符号が付されている。

図９のステップＳ３０で描画対象オブジェクトが決定されると、図２８のステップＳ３２で、描画対象オブジェクトがキャラクタオブジェクトかどうかが判断される。キャラクタオブジェクトである場合はステップＳ３８に進み、キャラクタオブジェクトでない場合（すなわちフィールドオブジェクトである場合）はステップＳ４２に進む。

ステップＳ４２では、メインメモリ２８を参照して、描画対象となっているフィールドオブジェクトが、基準位置８８よりも視点に近いかどうかが判断される。描画対象となっているフィールドオブジェクトが基準位置８８よりも視点に近い場合はステップＳ３８に進み、基準位置８８よりも視点から遠い場合はステップＳ３６に進む。

ステップＳ３６では、描画対象オブジェクト（ここでは基準位置８８よりも視点に近いフィールドオブジェクト）が、マスク生成処理によってメインメモリ２８に格納されたマスクデータ８６を用いて描画される。

ステップＳ３８では、描画対象オブジェクト（ここではキャラクタオブジェクト、または基準位置８８よりも視点から遠いフィールドオブジェクト）が普通に描画される。

上記のような描画処理の結果、図２５や図２６のようなゲーム画像が生成される。

なお、本実施形態では基準位置を視点からの距離で規定するとしたが、本発明はこれに限らない。例えば、前述したように、特定のキャラクタオブジェクトの位置を基準位置として設定してもよい。この場合、その特定のキャラクタオブジェクトの移動に応じて、メインメモリ２８に記憶される基準位置８８を更新する必要がある。

なお、図２９のように、仮想ゲーム空間に複数のキャラクタオブジェクト（ここではキャラクタオブジェクトＣＨ１〜ＣＨ４）が存在する場合には、視体積に含まれるキャラクタオブジェクト（ここではキャラクタオブジェクトＣＨ１〜ＣＨ３）の中で最も視点から遠いキャラクタオブジェクト（ここではキャラクタオブジェクトＣＨ３）の位置を基準位置として設定するのが好ましい。これにより、視体積に含まれる全てのキャラクタオブジェクトが表示されることになり、しかも違和感の少ない（図２９の例ではフィールドオブジェクトＯＢ３の一部が欠けてしまうことのない）ゲーム画像が得られることになる。これを実現するには、図７のステップＳ１８の描画処理よりも前に、図３０のステップＳ４４〜ステップＳ４６を実行すればよい。具体的には、ステップＳ４４では、視体積に含まれるキャラクタオブジェクトのうち、視点から最も遠いキャラクタオブジェクトの位置が取得される。ステップＳ４６では、ステップＳ４４で取得されたキャラクタオブジェクトの位置（仮想空間における絶対位置であってもよいし、視点を基準とした相対位置であってもよい）をメインメモリ２８に基準位置８８として格納する。

なお、第１の実施形態の手法と第２の実施形態の手法とを組み合わせることも可能である。すなわち、基準位置よりも視点に近く、かつ透過フラグが１であるようなフィールドオブジェクトにのみ、マスクデータを用いた透過処理を適用し、その他のフィールドオブジェクトに対しては透過処理を適用しないようにしてもよい。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。

まず、三次元の仮想ゲーム空間に複数のオブジェクト（キャラクタオブジェクトＣＨ１〜ＣＨ３とフィールドオブジェクトＯＢ１、ＯＢ２）が図３１のように配置されている場合を考える。この場合、第１の実施形態の手法と第２の実施形態の手法のいずれの手法を用いたとしても、キャラクタオブジェクトＣＨ３が表示され、かつフィールドオブジェクトＯＢ２のうち、キャラクタオブジェクトＣＨ１、ＣＨ２の背後に当たる部分が不必要に欠けてしまうことの無いようなゲーム画像を得ることは不可能である。第３の実施形態では、このような不具合を解決することができる。

第３の実施形態では、図１２や図１４や図１９のようなマスクデータに対してさらに深さ情報を付加したようなマスクデータが生成され、こうして生成したマスクデータを用いて透過処理が行われる。

図３２は、第３の実施形態の原理を示す図である。図１２や図１４や図１９のようなマスクデータの各マスク領域に対して、キャラクタオブジェクトの位置に応じた深さ情報を付加することにより、図３２のように、各キャラクタオブジェクト（ここではキャラクタオブジェクトＣＨ１〜ＣＨ３）の位置から視点に向かって延びるマスク空間を定義することができる。図３３のように、マスク空間は、仮想ゲーム空間におけるキャラクタオブジェクトの位置から視点に向かって延びる空間であって、その形状は、透視投影によってオブジェクトを描画する場合には基本的には円錐形となり、平行投影によってオブジェクトを描画する場合には基本的には円柱形となる。描画処理では、このマスクデータに基づいて、図３３のようにマスク空間の内部についてはフィールドオブジェクトが透明（もしくは半透明）表示され、それ以外の空間についてはフィールドオブジェクトが普通に表示される。

図３４は、第３の実施形態で生成されるマスクデータの一例を示している。第３の実施形態におけるマスク生成処理では、第１の実施形態と同様にスクリーン平面に投影された各キャラクタオブジェクトの位置に基づいてマスク領域が描画されるが、その色の濃さは、マスク空間の深さ（すなわち視点から対応するキャラクタオブジェクトまでの距離）に応じて決定される。図３４の例では、マスク空間の深さが大きいほどマスク領域の色の濃さが濃くなっている。マスク領域の色の濃さのレベルの段階数は任意である。なお、図１２や図１４のマスクデータにおけるマスク領域の色の濃さが透過率を表しているのに対して、図３４のマスクデータにおけるマスク領域の色の濃さはマスク空間の深さを表している。また、図３４のマスクデータにおけるマスク領域の大きさも同時に変化させることによって、図１７Ｂおよび図１７Ｃに準じた画像の表現を行わせることができる。すなわち、マスク空間の深さが大きくなるほど、マスク領域を小さく描画する。こうすることで、より高度な画像表現が可能となる。なお、特にこれらを区別する必要がある場合には、図１２や図１４のような透過率を規定するマスクデータをカラーマスクデータと称し、図３４のようなマスク空間の深さを規定するマスクデータをデプスマスクデータと称するものとする。

描画処理において、各フィールドオブジェクトＯＢ１、ＯＢ２が、図３４のようなマスクデータを用いて描画される。具体的には、各フィールドオブジェクトＯＢ１、ＯＢ２のうち、いずれかのマスク空間と交わる部分については透過率が１００％（すなわちマスク空間と交わる部分がカラーバッファ６４に描画されない）となり、それ以外の部分の透過率が０％（すなわち通常表示）となるように、各フィールドオブジェクトＯＢ１、ＯＢ２が描画される。その結果、図３５のようなゲーム画像が得られる。図３５のゲーム画像では、キャラクタオブジェクトＣＨ３が表示され、かつフィールドオブジェクトＯＢ１、ＯＢ２のうち、キャラクタオブジェクトＣＨ１、ＣＨ２の背後に当たる部分が不必要に欠けていない。

以下、第３の実施形態におけるマスク生成処理の詳細を図３６のフローチャートを参照して説明する。

ステップＳ２４では、第１および第２の実施形態と同様に、各キャラクタオブジェクトがスクリーン平面に投影される。ステップＳ４８では、スクリーン平面における各キャラクタオブジェクトの位置に基づいて、各マスク領域の位置が決定される。ステップＳ５０では、視点から対応する各キャラクタオブジェクトまでの距離に応じて、マスクデータにおける各マスク領域の色の濃さが決定される。ステップＳ５２では、ステップＳ４８とステップＳ５０の決定結果に基づいて、マスク領域を描画する。ステップＳ５４では、ステップＳ５２で得られた画像データを、マスクデータとしてメインメモリ２８に格納する。

次に、第３の実施形態における描画処理の詳細を図３７のフローチャートを参照して説明する。なお、図３７において、図９と異なる点は、ステップＳ３４が無い点と、ステップＳ３６がステップＳ５６に変更された点のみである。よって、ここではステップＳ５６以外のステップについては説明を省略する。

ステップＳ３２では描画対象オブジェクトがキャラクタオブジェクトかどうか判断され、キャラクタオブジェクトでない場合（すなわちフィールドオブジェクトである場合）はステップＳ５６に進む。ステップＳ５６では、描画対象オブジェクト（ここではフィールドオブジェクト）が、マスク生成処理によってメインメモリ２８に格納されたマスクデータ８６を用いて描画される。具体的には、描画対象オブジェクトのうち、この描画対象オブジェクトをスクリーン平面に投影したときにマスク領域に当たる部分であってなおかつマスクデータが示すマスク空間の深さよりも視点からの距離が小さい部分については透過率が１００％（すなわちカラーバッファ６４に描画されない）となり、それ以外の部分については透過率が０％（すなわち通常表示）となるように、描画対象オブジェクトが描画される。

なお、本実施形態ではデプスマスクデータだけを用いてフィールドオブジェクトを描画するとしたが、デプスマスクデータに加えてカラーマスクデータも利用することにより、図１６のように、フィールドオブジェクトのうち、マスク領域の境界に当たる部分の透過率を徐々に変化させることも可能である。具体的には、マスク生成処理において、図３４のデプスマスクデータに加えて、例えば図３８のようなカラーマスクデータを生成し、これら２つのマスクデータをメインメモリ２８に格納する。そして描画処理において、デプスマスクデータに基づいて、描画対象オブジェクトのうちのマスク空間に含まれる部分とその他の部分とを区別し、マスク空間に含まれる部分については、カラーマスクデータに従ってその部分の透過率（アルファ値）を変更するようにすればよい。

なお、本実施形態では図３４のように、デプスマスクデータにおいて、各マスク領域の色の濃さを均一としたが、本発明はこれに限らない。例えば、仮想ゲーム空間に、図３９のようにキャラクタオブジェクトＣＨ１、ＣＨ２とフィールドオブジェクトＯＢ１、ＯＢ２が配置されている場合に、図４０のようなデプスマスクデータを生成することが考えられる。図４０では、それぞれの中心から離れるほど色が薄くなるように各マスク領域が描画されている。このようなデプスマスクデータを用いて図３９のフィールドオブジェクトＯＢ１、ＯＢ２を描画すると、図４１のようなゲーム画像が得られる。図３５のゲーム画像からは、ユーザは、キャラクタオブジェクトＣＨ３がフィールドオブジェクトＯＢ２の手前に位置するのか奥に位置するのかを判断することはできないが、図４１のゲーム画像によれば、キャラクタオブジェクトＣＨ２がフィールドオブジェクトＯＢ２の奥に位置していることを、ユーザは明確に把握することができる。

本発明の一実施形態に係るゲームシステムの外観図 ゲーム機本体の内部構成図 メインメモリ２８のメモリマップの一部 メインメモリ２８のメモリマップの一部 第１の実施形態に係るゲーム画像例 第１の実施形態に係るゲーム画像例 メイン処理の流れを示すフローチャート マスク生成処理の流れを示すフローチャート 描画処理の流れを示すフローチャート 仮想ゲーム空間におけるオブジェクトの配置例 マスクデータ生成処理においてスクリーン平面に投影されたキャラクタオブジェクトを示す図 マスクデータ生成処理において生成されるマスクデータの例 マスクデータを用いてフィールドオブジェクトを描画した結果を示す図 マスクデータ生成処理において生成されるマスクデータの例 マスクデータを用いてフィールドオブジェクトを描画した結果を示す図 第１の実施形態に係るゲーム画像例 第１の実施形態に係るゲーム画像例 第１の実施形態に係るゲーム画像例 第１の実施形態に係るゲーム画像例 第１の実施形態に係るゲーム画像例 マスクデータ生成処理において生成されるマスクデータの例 複数のキャラクタオブジェクトが表示される場合のゲーム画像例 仮想ゲーム空間におけるオブジェクトの配置例 ゲーム画像例 ゲーム画像例 仮想ゲーム空間におけるオブジェクトの配置例 第２の実施形態に係るゲーム画像例 第２の実施形態に係るゲーム画像例 第２の実施形態に係るメインメモリ２８のメモリマップの一部 第２の実施形態に係る描画処理の流れを示すフローチャート 基準位置の設定例を示す図 第２の実施形態の変形例に係るメイン処理の流れを示すフローチャート 仮想ゲーム空間におけるオブジェクトの配置例 第３の実施形態の原理を示す図 マスク空間を説明するための図 第３の実施形態において生成されるデプスマスクデータの例 第３の実施形態に係るゲーム画像例 第３の実施形態に係るマスク生成処理の流れを示すフローチャート 第３の実施形態に係る描画処理の流れを示すフローチャート 第３の実施形態において生成されるカラーマスクデータの例 仮想ゲーム空間におけるオブジェクトの配置例 第３の実施形態において生成されるデプスマスクデータの例 第３の実施形態に係るゲーム画像例 従来技術に係るゲーム画像例 従来技術に係るゲーム画像例

符号の説明

１０ ゲームシステム
１２ モニタ
１４ ゲーム機本体
１６ 光ディスク
１８ メモリカード
２０ コントローラ
２２ スピーカ
２４ ＣＰＵ
２６ ＧＰＵ
２８ メインメモリ
３０ ＤＳＰ
３２ ＡＲＡＭ
３４ メモリコントローラ
３６ コントローラＩ／Ｆ
３８ ビデオＩ／Ｆ
４０ 外部メモリＩ／Ｆ
４２ オーディオＩ／Ｆ
４４ ディスクＩ／Ｆ
４６ ディスクドライブ

Claims (4)

1. 三次元の仮想ゲーム空間における１以上の第１オブジェクトと１以上の第２オブジェクトを当該仮想ゲーム空間に設定された視点に基づいて透視投影変換を行うことにより、表示画面に表示するためのゲーム画像を描画用バッファ領域に描画する処理をゲーム装置のコンピュータに実行させる画像処理プログラムであって、
   前記コンピュータに、
   前記三次元の仮想ゲーム空間に第１オブジェクトを配置するための第１三次元配置座標と第２オブジェクトを配置するための第２三次元配置座標を決定する配置位置決定ステップ、
   前記第１三次元配置座標を前記視点に基づいて透視投影変換することにより、前記表示画面上の二次元座標を算出する算出ステップ、
   前記表示画面上の二次元座標に対応する描画用バッファ領域内の位置に所定形状のマスク画像を描画した一画面分のマスクデータを生成するマスクデータ生成ステップ、
   前記第１三次元配置座標に配置された前記第１オブジェクトを透視投影変換して描画用バッファ領域に描画するとき、前記マスクデータを参照することなく、当該第１オブジェクトを当該描画用バッファ領域に描画する第１オブジェクト描画ステップ、および
   前記第２三次元配置座標に配置された前記第２オブジェクトを透視投影変換して描画用バッファ領域に描画するとき、前記マスクデータを参照することにより、前記マスク画像と重なっている部分における当該第２オブジェクトの透過率を当該マスク画像と重なっていない部分に比べて高くなるように変化させて、当該第２オブジェクトを描画する第２オブジェクト描画ステップ、
   を実行させる画像処理プログラム。
2. 前記マスク画像は中心から周辺に向けて色濃度が薄く又は濃くなる画像であり、
   前記第２オブジェクト描画ステップは、前記マスク画像と前記第２オブジェクトとが重なる部分において前記マスク画像の色濃度に応じて前記第２オブジェクトの透過率が前記マスク画像の中心に近づくほど高くなるように当該第２オブジェクトを描画する、請求項１に記載の画像処理プログラム。
3. 三次元の仮想ゲーム空間における１以上の第１オブジェクトと１以上の第２オブジェクトを当該仮想ゲーム空間に設定された視点に基づいて透視投影変換を行うことにより、表示画面に表示するためのゲーム画像を描画用バッファ領域に描画する処理を実行するゲーム装置であって、
   前記三次元の仮想ゲーム空間に第１オブジェクトを配置するための第１三次元配置座標と第２オブジェクトを配置するための第２三次元配置座標を決定する配置位置決定手段と、
   前記第１三次元配置座標を前記視点に基づいて透視投影変換することにより、前記表示画面上の二次元座標を算出する算出手段と、
   前記表示画面上の二次元座標に対応する描画用バッファ領域内の位置に所定形状のマスク画像を描画した一画面分のマスクデータを生成するマスクデータ生成手段と、
   前記第１三次元配置座標に配置された前記第１オブジェクトを透視投影変換して描画用バッファ領域に描画するとき、前記マスクデータを参照することなく、当該第１オブジェクトを当該描画用バッファ領域に描画する第１オブジェクト描画手段と、
   前記第２三次元配置座標に配置された前記第２オブジェクトを透視投影変換して描画用バッファ領域に描画するとき、前記マスクデータを参照することにより、前記マスク画像と重なっている部分における当該第２オブジェクトの透過率を当該マスク画像と重なっていない部分に比べて高くなるように変化させて、当該第２オブジェクトを描画する第２オブジェクト描画手段とを備えるゲーム装置。
4. 前記マスク画像は中心から周辺に向けて色濃度が薄く又は濃くなる画像であり、
   前記第２オブジェクト描画手段は、前記マスク画像と前記第２オブジェクトとが重なる部分において前記マスク画像の色濃度に応じて前記第２オブジェクトの透過率が前記マスク画像の中心に近づくほど高くなるように当該第２オブジェクトを描画する、請求項３に記載のゲーム装置。

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