JP4438939B2 - プログラム、情報記憶媒体及び画像生成システム - Google Patents

Description

本発明は、プログラム、情報記憶媒体及び画像生成システムに関する。

従来より、仮想的な３次元空間であるオブジェクト空間内の所与の視点から見える画像を生成する画像生成システムが知られており、いわゆる仮想現実を体験できるものとして人気が高い。

このような画像生成システムでは、プレーヤの仮想現実感の向上のために、よりリアルな画像を生成することが重要な技術的課題になっている。

よりリアルな画像生成を行うためには、レンダリング処理においてオブジェクトの陰影や質感を出すための最適なライト設定を行った光源処理を行うことが好ましい。例えばアップになったオブジェクトの陰影や質感を出すためには、より多くの光源を設定することが好ましい。
ＷＯ９５／３５５５５

しかし、光源の数が増えることそのぶん光源処理の処理負荷が高くなり限られたハードウエア資源でリアルタイムに画像生成を行うことが必要なゲーム装置では処理が困難であるという問題点があった。

また昼間の画像を生成する場合に光源の方向がオブジェクトに対して逆光になる場合には生成されたオブジェクトの画像が見えにくいという問題点があった。

本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、ゲーム表示モードの切り替えに応じて各ゲーム表示モードに必要十分な光源設定に自然に切り替え可能な画像生成システム及び情報記憶媒体を提供することにある。

（１）本発明は、複数のゲーム表示モードを切り替えて、複数のキャラクタが存在するゲーム空間の画像を生成するためのプログラムであって、
所定のゲーム表示モード切り替えイベントの発生を検出するゲーム表示モード切り替えイベント検出部と、
各ゲーム表示モードに関連づけて光源処理で使用する光源数が異なる複数の光源設定情報が記憶されており、
ゲーム表示モード切り替えイベントが発生した場合に、切り替え後のゲーム表示モードに対応した数の光源設定情報に基づき光源を設定する光源設定処理部と、
光源設定処理部により設定された光源を用いて光源処理を行い、ゲーム空間の画像を生成する画像生成部と、
してコンピュータを機能させることを特徴とする。

また本発明は、上記各部を有する画像生成システムに関係する。また本発明は、コンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体であって、上記各部としてコンピュータを機能させるプログラムを記憶（記録）した情報記憶媒体に関係する。

一般に光源処理とは光源光線に対して簡易オブジェクトの表面がどのような明るさをもつかを演算し、その明るさに応じた色を表面上に置くために必要な処理である。

本発明によれば各ゲーム表示モードに必要十分な光源設定情報（光源数）を用意しておくことで、効率的な光源処理を行うことができる。

またゲーム表示モード切替イベントが発生した時に光源設定（光源数やライト種別）が切り替わるため、光源設定切り替えによるちらつきの影響がほとんどうけず見やすい画面を生成することができる。なお本発明における光源は平行光源であることが望ましいが、場合によっては点光源（例えば点光源を擬似的に平行光源として機能させる場合）とすることもできる。

（２）本発明のプログラム、情報記憶媒体、画像生成システムは、
各ゲーム表示モードに関連づけて光源処理で使用する光源が、仮想カメラの所定の軸に追従して光源ベクトルを回転させるローカルライトであるか、ワールド座標系において固定の向きの光源ベクトルを有するワールドライトであるかのライト種別が異なる複数の光源設定情報が記憶されており、
前記光源設定処理部は、
ゲーム表示モード切り替えイベントが発生した場合に、切り替え後のゲーム表示モードに対応したライト種別の光源設定情報に基づき光源を設定し、
前記画像生成部は、
光源設定処理部により設定されたライト種別の光源を用いて光源処理を行い、ゲーム空間の画像を生成することを特徴とする。

また本発明は、上記各部を有する画像生成システムに関係する。また本発明は、コンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体であって、上記各部としてコンピュータを機能させるプログラムを記憶（記録）した情報記憶媒体に関係する。

（３）本発明は、複数のゲーム表示モードを切り替えて、複数のキャラクタが存在するゲーム空間の画像を生成するためのプログラムであって、
所定のゲーム表示モード切り替えイベントの発生を検出するゲーム表示モード切り替えイベント検出部と、
各ゲーム表示モードに関連づけて光源処理で使用する光源が、仮想カメラの所定の軸に追従して光源ベクトルを回転させるローカルライトであるか、ワールド座標系において固定の向きの光源ベクトルを有するワールドライトであるかのライト種別が異なる複数の光源設定情報が記憶されており、
ゲーム表示モード切り替えイベントが発生した場合に、切り替え後のゲーム表示モードに対応したライト種別の光源設定情報に基づき光源を設定する光源設定処理部と、
光源設定処理部により設定された光源を用いて光源処理を行い、ゲーム空間の画像を生成する画像生成部と、
してコンピュータを機能させることを特徴とする。

また本発明は、上記各部を有する画像生成システムに関係する。また本発明は、コンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体であって、上記各部としてコンピュータを機能させるプログラムを記憶（記録）した情報記憶媒体に関係する。

（４）本発明のプログラム、情報記憶媒体、画像生成システムは、
前記複数のゲーム表示モードは視点位置の設定の異なるゲーム表示モードであり、
視点位置の設定に関連づけて光源処理で使用する光源数が異なる複数の光源設定情報が記憶されており、
前記ゲーム表示モード切り替えイベント検出部は、
視点位置の設定の切り替えイベントの発生を検出し、
前記光源設定処理部は、
視点位置の設定が切り替えられた場合に、切り替え後の視点位置の設定に対応した数の光源設定情報に基づき光源を設定することを特徴とする。

ここにおいて視点位置の設定が異なるとは、視点位置の座標が異なる場合の他、所定の視点位置設定エリアが決められており、視点位置設定エリアが変化する場合も含む。後者の場合には視点位置が同じエリア内で変化する場合には視点位置の設定は同じで、視点位置の属する視点位置設定エリア自体が変化する場合に視点位置の設定が異なると判断する。

（５）本発明のプログラム、情報記憶媒体、画像生成システムは、
前記複数のゲーム表示モードは表示想定キャラクタ数の異なるゲーム表示モードであり、
表示想定キャラクタ数が多いゲーム表示モードには表示想定キャラクタ数が少ないゲーム表示モードよりも相対的に数が多い光源を設定するための光源設定情報が記憶されていることを特徴とする。

（６）本発明のプログラム、情報記憶媒体、画像生成システムは、
前記複数のゲーム表示モードはゲーム空間の表示想定範囲の異なるゲーム表示モードであり、
表示想定範囲が狭いゲーム表示モードには表示想定キャラクタ数が広いゲーム表示モードよりも相対的に数が多い光源を設定するための光源設定情報が記憶されていることを特徴とする。

（７）本発明のプログラム、情報記憶媒体、画像生成システムは、
前記複数のゲーム表示モードは描画想定プリミティブ面数の異なるゲーム表示モードであり、
描画想定プリミティブ面数が多いゲーム表示モードには描画想定プリミティブ面数が少ないゲーム表示モードよりも相対的に数が多い光源を設定するための光源設定情報が記憶されていることを特徴とする。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて説明する。

１．構成
図１に、本実施形態のブロック図の一例を示す。なお同図において本実施形態は、少なくとも処理部１００を含めばよく（或いは処理部１００と記憶部１７０、或いは処理部１００と記憶部１７０と情報記憶媒体１８０を含めばよく）、それ以外のブロック（例えば操作部１６０、表示部１９０、音出力部１９２、携帯型情報記憶装置１９４、通信部１９６）については、任意の構成要素とすることができる。

ここで処理部１００は、システム全体の制御、システム内の各ブロックへの命令の指示、ゲーム処理、画像処理、音処理などの各種の処理を行うものであり、その機能は、各種プロセッサ（ＣＰＵ、ＤＳＰ等）、或いはＡＳＩＣ（ゲートアレイ等）などのハードウェアや、所与のプログラム（ゲームプログラム）により実現できる。

操作部１６０は、プレーヤが操作データを入力するためのものであり、その機能は、レバー、ボタン、筺体などのハードウェアにより実現できる。

記憶部１７０は、処理部１００や通信部１９６などのワーク領域となるもので、その機能はＲＡＭなどのハードウェアにより実現できる。

情報記憶媒体（コンピュータにより使用可能な記憶媒体）１８０は、プログラムやデータなどの情報を格納するものであり、その機能は、光ディスク（ＣＤ、ＤＶＤ）、光磁気ディスク（ＭＯ）、磁気ディスク、ハードディスク、磁気テープ、或いはメモリ（ＲＯＭ）などのハードウェアにより実現できる。処理部１００は、この情報記憶媒体１８０に格納される情報に基づいて本発明（本実施形態）の種々の処理を行う。即ち情報記憶媒体１８０には、本発明（本実施形態）の手段（特に処理部１００に含まれるブロック）を実行するための情報（プログラム或いはプログラム及びデータ）が格納される。

なお、情報記憶媒体１８０に格納される情報の一部又は全部は、システムへの電源投入時等に記憶部１７０に転送されることになる。また情報記憶媒体１８０に記憶される情報は、本発明の処理を行うためのプログラムコード、画像データ、音データ、表示物の形状データ、テーブルデータ、リストデータ、本発明の処理を指示するための情報、その指示に従って処理を行うための情報等の少なくとも１つを含むものである。

表示部１９０は、本実施形態により生成された画像を出力するものであり、その機能は、ＣＲＴ、ＬＣＤ、或いはＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）などのハードウェアにより実現できる。

音出力部１９２は、本実施形態により生成された音を出力するものであり、その機能は、スピーカなどのハードウェアにより実現できる。

携帯型情報記憶装置１９４は、プレーヤの個人データやセーブデータなどが記憶されるものであり、この携帯型情報記憶装置１９４としては、メモリカードや携帯型ゲーム装置などを考えることができる。

通信部１９６は、外部（例えばホスト装置や他の画像生成システム）との間で通信を行うための各種の制御を行うものであり、その機能は、各種プロセッサ、或いは通信用ＡＳＩＣなどのハードウェアや、プログラムなどにより実現できる。

なお本発明（本実施形態）の手段を実行するためのプログラム或いはデータは、ホスト装置（サーバー）が有する情報記憶媒体からネットワーク及び通信部１９６を介して情報記憶媒体１８０に配信するようにしてもよい。このようなホスト装置（サーバー）の情報記憶媒体の使用も本発明の範囲内に含まれる。

処理部１００は、ゲーム処理部１１０、画像生成部１４０、音生成部１５０を含む。

ここでゲーム処理部１１０は、コイン（代価）の受け付け処理、各種モードの設定処理、ゲームの進行処理、選択画面の設定処理、オブジェクトの位置や回転角度（Ｘ、Ｙ又はＺ軸回り回転角度）を求める処理、オブジェクトを動作させる処理（モーション処理）、視点位置や視線角度（視線方向）を求める処理、マップオブジェクトなどのオブジェクトをオブジェクト空間へ配置する処理、ヒットチェック処理、ゲーム結果（成果、成績）を演算する処理、複数のプレーヤが共通のゲーム空間でプレイするための処理、或いはゲームオーバー処理などの種々のゲーム処理を、操作部１６０からの操作データや、携帯型情報記憶装置１９４からの個人データ、保存データや、ゲームプログラムなどに基づいて行う。

画像生成部１４０は、ゲーム処理部１１０からの指示等にしたがって、各種の画像処理を行うものである。また、音生成部１５０は、ゲーム処理部１１０からの指示等にしたがって、各種の音処理を行うものである。

なお画像生成部１４０、音生成部１５０の機能は、その全てをハードウェアにより実現してもよいし、その全てをプログラムにより実現してもよい。或いは、ハードウェアとプログラムの両方により実現してもよい。

ゲーム処理部１１０は、移動・動作演算部１１４、ゲーム表示モード切替イベント検出部１１６を含む。

移動・動作演算部１１４は、キャラクタ、ボールなどのオブジェクトの移動情報（位置データ、回転角度データ）や動作情報（オブジェクトの各パーツの位置データ、回転角度データ）を演算するものであり、例えば、操作部１６０によりプレーヤが入力した操作データやゲームプログラムなどに基づいて、オブジェクトを移動させたり動作させたりする処理を行う。

より具体的には、移動・動作演算部１１４は、オブジェクトの位置や回転角度を例えば１フレーム（１／６０秒）毎に求める処理を行う。例えば（ｋ−１）フレームでのオブジェクトの位置をＰＭk-1、速度をＶＭk-1、加速度をＡＭk-1、１フレームの時間を△ｔとする。するとｋフレームでのオブジェクトの位置ＰＭk、速度ＶＭkは例えば下式（１）、（２）のように求められる。

ＰＭk＝ＰＭk-1＋ＶＭk-1×△ｔ （１）
ＶＭk＝ＶＭk-1＋ＡＭk-1×△ｔ （２）
ゲーム表示モード切替イベント検出部１１６は、所定のゲーム表示モード切り替えイベントの発生を検出する。

画像生成部１４０は、ジオメトリ処理部（３次元座標演算部）１４２、光源情報設定処理部１４４、描画部（レンダリング部）１４６を含む。

光源情報設定処理部１４４は、各ゲーム表示モードに関連づけて光源処理で使用する光源数（例えば平行光源数）が異なる複数の光源設定情報が記憶されており、ゲーム表示モード切り替えイベントが発生した場合に、切り替え後のゲーム表示モードに対応した数の光源設定情報に基づき光源（例えば平行光源）を設定する処理を行う。

また光源情報設定処理部１４４は、各ゲーム表示モードに関連づけて光源処理で使用する光源（例えば平行光源）が、仮想カメラの所定の軸に追従して光源ベクトルを回転させるローカルライトであるか、ワールド座標系において固定の向きの光源ベクトルを有するワールドライトであるかのライト種別が異なる複数の光源設定情報が記憶されており、ゲーム表示モード切り替えイベントが発生した場合に、切り替え後のゲーム表示モードに対応したライト種別の光源設定情報に基づき光源（例えば平行光源）を設定する処理を行う。

ここで、ジオメトリ処理部１４２は、座標変換、クリッピング処理、透視変換、或いは光源計算などの種々のジオメトリ処理（３次元座標演算）を行う。そして、本実施形態では、ジオメトリ処理後（透視変換後）のオブジェクトデータ（オブジェクトの頂点データ（頂点位置、頂点テクスチャ座標、輝度データ）や法線ベクトル等）は、記憶部１７０のメインメモリ１７２に格納されて保存される。

ジオメトリ処理部（３次元座標演算部）１４２は光源設定処理部により設定された光源（例えば平行光源）を用いて光源処理を行い、ゲーム空間の画像を生成する画像生成部として機能する。

描画部１４６は、ジオメトリ処理後（透視変換後）の頂点データセット（プリミティブ）の頂点情報を受け取り、テクスチャマッピングやデプスキューイング処理やピクセルテストやアンチエリアシングやαブレンディング処理等をおこない、頂点データセット単位でオブジェクトをフレームバッファに描画する処理を行う。

なお、本実施形態の画像生成システムは、１人のプレーヤのみがプレイできるシングルプレーヤモード専用のシステムにしてもよいし、このようなシングルプレーヤモードのみならず、複数のプレーヤがプレイできるマルチプレーヤモードも備えるシステムにしてもよい。

また複数のプレーヤがプレイする場合に、これらの複数のプレーヤに提供するゲーム画像やゲーム音を、１つの端末を用いて生成してもよいし、ネットワーク（伝送ライン、通信回線）などで接続された複数の端末を用いて生成してもよい。

２．本実施の形態の特徴と動作
次に本実施の形態の特徴と動作について説明する。

図２は、光源処理について説明するための図である。

２００は物体表面であり、２１０は平行光源２１２（広義には光源。他の説明でも同様）の光源ベクトルであり、２２０は物体の法線ベクトルである。

光源が物体表面の法線方向にあるときには物体表面に入射する単位面積あたりの光のエネルギーが最大になると考えると、入射地点から乱反射する光のエネルギーも最大になる。従って物体表面の明るさはその物体から垂直に出る法線ベクトルと物体表面に入る光線の光線ベクトルとの間に生じる角度βに依存すると考えられる。すなわち角度βの値が１８０度に近ければ近いほど物体表面の明るさは大きくなる。

このような関係に基づき光源光線に対してオブジェクトの表面がどのような明るさをもつかを演算し、その明るさに応じた色を表面上に置くために必要な処理が光源処理である。

従って各ポリゴン面の法線ベクトルを演算し、各ポリゴン面毎に法線ベクトルと光源光線との間に生じる角度βに基づいてポリゴン毎に最適な色を演算しなければならない。ここで複数の平行光源（光源）を設定する場合には、各平行光源毎に上記光源演算を行う必要があるためかなりの演算負荷がかかってしまう。

しかし本実施の形態では、各ゲーム表示イベントに関連づけて光源処理で使用する平行光源数が異なる複数の光源設定情報を用意して、ゲーム表示イベントが切り替えられた場合に、光源処理に使用する平行光源の設定（平行光源数も含む）を切り替えるように構成している。

このため、例えばより精密な光源処理が必要なゲーム表示イベントについては、そうでないゲーム表示イベントに比べて相対的に平行光源の数を多く設定しておくことにより、より精密な光源処理が必要なゲーム表示イベント中は相対的に数のおおい平行光源を用いて演算負荷は高いが精密な光源処理を行い、精密な光源処理が必要でないゲームイベント中は相対的に数の少ない平行光源を用いて精密度は低いが演算負荷の少ない光源処理を行うことができる。

また本実施の形態では各ゲーム表示モードに関連づけて光源処理で使用する平行光源のライト種別が異なるが異なる複数の光源設定情報を用意して、ゲーム表示イベントが切り替えられた場合に、光源処理に使用する平行光源の設定（ローカルライトかワールドライトかのライト種別も含む）を切り替えるように構成している。

図３（Ａ）（Ｂ）はライト種別について説明するための図である。
図３（Ａ）はローカルライトについて説明するための図である。平行光源がローカルライトである場合には、ローカルライトの光源ベクトルＲＬ１は仮想カメラ相対の向きを有するため仮想カメラの所定の軸２５２（例えばＹ軸回転）に追従して光源ベクトルＲＬが回転する。

例えば可能カメラが２５０−１のように配置されているときに、ローカルライトの光源ベクトルＲＬ１が仮想カメラ２５０−１の視線ベクトルＳ１と同じ向きであるとする。この場合に仮想カメラの位置が２６０に示すように変化すると、仮想カメラの視線ベクトルはＳ１’（仮想カメラ２５０−１の視線ベクトルＳ１を平行移動したベクトル）からＳ２へとＹ軸の回りにθ_Sだけ回転する。従ってローカルライトの光源ベクトルもＲＬ１’（仮想カメラ２５０−１のときの光源ベクトルＲＬ１を平行移動したベクトル）からＲＬ２へとＹ軸の回りにθ_Lだけ回転する。

図３（Ｂ）はワールドライトについて説明するための図である。ワールドライトはワールド座標系において固定の向きの光源ベクトルを有するため、仮想カメラの位置が２６２のように変化しても（２５０−１→２５０−２）、光源ベクトルＷＬの向きは変化しない。

ローカルライトは仮想カメラの所定の軸に追従して向きが回転する光源ベクトルであるためワールドライトに比べ処理負荷が高くなる。しかし、ローカルライト場合仮想カメラ相対の向きが指定できるので、常にオブジェクトのカメラに向いている面に光を当てることが可能となる。このため、キャラクタのアップ等の画像表示を行う場合に見やすい画像を生成することができる。

このため例えばオブジェクトのカメラを向く面に常に光が当たっていることが好ましいゲーム表示イベント（例えばアップやズーム等）ではローカルライトを用い、その他の場合にはワールドライトを用いるようにしてもよい。

図４（Ａ）はゲーム表示モードとゲーム表示モード切替イベントの関係について説明するための図であり、図４（Ｂ）はゲーム表示モードと当該ゲーム処理モードで使用する光源設定情報の関係について説明するための図である。

本実施の形態では、例えば図４（Ａ）に示すように第１のゲーム表示モード３２０−１、第２のゲーム表示モード３２０−２、第３のゲーム表示モード３２０−３のように複数のゲーム表示モードが用意され、ゲームの進行に応じてゲーム表示モードを切り替えられるように構成されている。

ゲーム表示モードの切り替えは所定のゲーム表示モード切り替えイベントの発生により行われる。

例えばゲーム表示切り替えイベント０（３１０−０）が発生すると、第１のゲーム表示モード（３２０−１）に切り替わり、第１のゲーム表示モード（３２０−１）中にゲーム表示切り替えイベント１（３１０−１）が発生すると、第２のゲーム表示モード（３２０−２）に切り替わり、第２のゲーム表示モード（３２０−２）中にゲーム表示切り替えイベント２（３１０−２）が発生すると、第３のゲーム表示モード（３２０−３）に切り替わる。そしてゲーム表示切り替えイベント３（３１０−３）が発生すると、再び第２のゲーム表示モード（３２０−２）に切り替わる。

また本実施の形態では、図４（Ｂ）に示すように各ゲーム表示モード３５０に関連づけて光源処理で使用する光源設定情報３６０が記憶されている。

各光源設定情報３６０−１、３６０−２、３６０−３は、設定される平行光源の数及びライト種別の少なくとも１つが異なった設定となっている。

ここにおいてライト種別とは、光源処理で使用する平行光源が、仮想カメラの所定の軸に追従して光源ベクトルを回転させるローカルライトであるか、ワールド座標系において固定の向きの光源ベクトルを有するワールドライトであるかの種別である。

ここで第１の光源設定情報（ワールドｍ本）３６０−１は、ワールドライト（固定の向きの平行光源）をｍ本使用して光源処理を行うための光源設定情報であり、第２の光源設定情報（ワールドｎ（ｎ＜ｍ）本）３６０−２は、ワールドライト（固定の向きの平行光源）をｎ本使用して光源処理を行うための光源設定情報である。

第１の光源設定情報（ワールドｍ本）３６０−１は第２の光源設定情報（ワールドｎ本）３６０−２に比べて相対的に平行光源数が多いので、処理負担は大きいが精密な光源処理を行うことができる。

ここで第３の光源設定情報（ローカルｍ本）３６０−３は、ローカルライト（仮想カメラの所定の軸に追従して向きが回転する光源ベクトル）をｍ本使用して光源処理を行うための光源設定情報である。光源数が同じであればローカルライトはワールドライトに比べ処理負荷が高くなるが、常にカメラ面に光が当たっているような見やすい画像を生成可能である。

なお各光源情報はデータとして記憶部に記憶されている場合でもよいし、各ゲーム表示モードにおいて実行されるプログラムの中に組み込まれている場合でもよい。

このようにして、図４（Ａ）の第１のゲーム表示モード３２０−１においては第１の光源設定情報（ワールドｍ本）で光源処理がおこなわれ、第２のゲーム表示モード３２０−２においては第２の光源設定情報（ワールドｎ本）で光源処理がおこなわれ、第３のゲーム表示モード３２０−３においては第３の光源設定情報（ローカルｍ本）で光源処理がおこなわれる。

このように本実施の形態では各ゲーム表示モードに必要十分な光源設定情報（光源数やライト種別）を用意しておくことで、効率的な光源処理を行うことができる。

またゲーム表示モード切替イベントが発生した時に光源設定（光源数やライト種別）が切り替わるため、光源設定切り替えによるちらつきの影響がほとんどうけず見やすい画面を生成することができる。

次に野球ゲームを例にとり具体的なゲーム表示モードと光源設定の関係について説明する。

図５は、第１のゲーム表示モード（中継視点モード）について説明するためのゲーム画像である。第１のゲーム表示モード（中継視点モード）では、第１の光源設定情報（ワールドｍ本＝６本）で光源処理が行われる。ＷＬ１〜ＷＬ６は第１のゲーム表示モード（中継視点モード）で光源処理に使用されるワールドライトの光源ベクトルである。

図６は、第２のゲーム表示モード（守備視点モード）のゲーム画像である。第２のゲーム表示モード（守備視点モード）では、第２の光源設定情報（ワールドｎ本＝３本）で光源処理が行われる。ＷＬ１〜ＷＬ３は第２のゲーム表示モード（守備視点モード）で光源処理に使用されるワールドライトの光源ベクトルである。

第１のゲーム表示モード（中継視点モード）は、例えばプレーヤが攻撃側である時のゲーム表示モードであり、第２のゲーム表示モード（守備視点モード）は、例えばプレーヤが守備側である時のゲーム表示モードであるように設定することもできる。

プレーヤチームが攻撃から守備に移行するというゲーム表示切り替えイベントの発生により第１のゲーム表示モード（中継視点モード）から第２のゲーム表示モード（守備視点モード）に切り替わる。

図７は第１のゲーム表示モード（中継視点モード）のゲーム画像の一例であり、図８は第２のゲーム表示モード（守備視点モード）のゲーム画像の一例であり、図９は第３のゲーム表示モード（クローズアップ視点モード）のゲーム画像の一例である。

図５、図７に示すような第１のゲーム表示モード（中継視点モード）では、仮想カメラの視点位置はホームベースの後方付近又は１塁から３塁のベースや投手とバッターが見やすい位置等に配置される。第１のゲーム表示モード（中継視点モード）では攻撃側のキャラクタと攻撃対象となる守備側のキャラクタの少なくとも２体が精密に表示されること望まれるので、これに必要十分な光源設定（例えばワールドｍ本）を予め割り当てておく。

図６、図８に示すような第２のゲーム表示モード（守備視点モード）では、仮想カメラの視点位置は内野から外野を含むゲームフィールドが俯瞰できる位置等に配置される。第２のゲーム表示モードでは、表示すべきキャラクタの数や表示すべき領域が第１のゲーム表示モードに比べ大きくなる。従って処理負荷が大きくなるが、各キャラクタは画面上に小さく表示（仮想カメラから遠いため）されるだけなので、精密さは要求されない。従って第１のゲーム表示モードに比べ相対的に少ない光源数で必要十分な光源処理を行うことができる。

また図９に示すように、ゲーム画面上キャラクタがアップで表示されるような場合には、ワールドライトを採用するとアップになったキャラクタに光が十分に当たらない状態や逆光状態が発生する可能性がある。この場合には暗くて見にくい画像となってしまい、せっかくアップにした意味が無くなってしまう。

本実施の形態ではかかる場合（例えばクロースアップイベントが発生した場合）には、第３のゲーム表示モード（クローズアップ視点モード）に切り替えることにより、見やすい画像を生成することができる。

図１０は、本実施の形態の処理の流れについて説明するためのフローチャート図である。

ゲーム表示モード切替イベントが発生したら、切り替え後のゲーム表示モードに対応した光源設定情報に基づき、平行光源の光源設定を変更する（ステップＳ１０、Ｓ２０）。

次に設定された平行光源を用いて光源処理を行い、ゲーム空間の画像を生成する（ステップＳ３０）。

３．ハードウェア構成
次に、本実施形態を実現できるハードウェアの構成の一例について図１１を用いて説明する。

メインプロセッサ９００は、ＣＤ９８２（情報記憶媒体）に格納されたプログラム、通信インターフェース９９０を介して転送されたプログラム、或いはＲＯＭ９５０（情報記憶媒体の１つ）に格納されたプログラムなどに基づき動作し、ゲーム処理、画像処理、音処理などの種々の処理を実行する。

コプロセッサ９０２は、メインプロセッサ９００の処理を補助するものであり、高速並列演算が可能な積和算器や除算器を有し、マトリクス演算（ベクトル演算）を高速に実行する。例えば、オブジェクトを移動させたり動作（モーション）させるための物理シミュレーションに、マトリクス演算などの処理が必要な場合には、メインプロセッサ９００上で動作するプログラムが、その処理をコプロセッサ９０２に指示（依頼）する。

ジオメトリプロセッサ９０４は、座標変換、透視変換、光源計算、曲面生成などのジオメトリ処理を行うものであり、高速並列演算が可能な積和算器や除算器を有し、マトリクス演算（ベクトル演算）を高速に実行する。例えば、座標変換、透視変換、光源計算などの処理を行う場合には、メインプロセッサ９００で動作するプログラムが、その処理をジオメトリプロセッサ９０４に指示する。

データ伸張プロセッサ９０６は、圧縮された画像データや音データを伸張するデコード処理を行ったり、メインプロセッサ９００のデコード処理をアクセレートする処理を行う。これにより、オープニング画面、インターミッション画面、エンディング画面、或いはゲーム画面などにおいて、ＭＰＥＧ方式等で圧縮された動画像を表示できるようになる。なお、デコード処理の対象となる画像データや音データは、ＲＯＭ９５０、ＣＤ９８２に格納されたり、或いは通信インターフェース９９０を介して外部から転送される。

描画プロセッサ９１０は、ポリゴンや曲面などのプリミティブ面で構成されるオブジェクトの描画（レンダリング）処理を高速に実行するものである。オブジェクトの描画の際には、メインプロセッサ９００は、ＤＭＡコントローラ９７０の機能を利用して、オブジェクトデータを描画プロセッサ９１０に渡すと共に、必要であればテクスチャ記憶部９２４にテクスチャを転送する。すると、描画プロセッサ９１０は、これらのオブジェクトデータやテクスチャに基づいて、Ｚバッファなどを利用した陰面消去を行いながら、オブジェクトをフレームバッファ９２２に高速に描画する。また、描画プロセッサ９１０は、αブレンディング（半透明処理）、ミップマッピング、フォグ処理、トライリニア・フィルタリング、アンチエリアシング、シェーディング処理なども行うことができる。そして、１フレーム分の画像がフレームバッファ９２２に書き込まれると、その画像はディスプレイ９１２に表示される。

サウンドプロセッサ９３０は、多チャンネルのＡＤＰＣＭ音源などを内蔵し、ＢＧＭ、効果音、音声などの高品位のゲーム音を生成する。生成されたゲーム音は、スピーカ９３２から出力される。

ゲームコントローラ９４２からの操作データや、メモリカード９４４からのセーブデータ、個人データは、シリアルインターフェース９４０を介してデータ転送される。

ＲＯＭ９５０にはシステムプログラムなどが格納される。なお、業務用ゲームシステムの場合には、ＲＯＭ９５０が情報記憶媒体として機能し、ＲＯＭ９５０に各種プログラムが格納されることになる。なお、ＲＯＭ９５０の代わりにハードディスクを利用するようにしてもよい。

ＲＡＭ９６０は、各種プロセッサの作業領域として用いられる。

ＤＭＡコントローラ９７０は、プロセッサ、メモリ（ＲＡＭ、ＶＲＡＭ、ＲＯＭ等）間でのＤＭＡ転送を制御するものである。

ＣＤドライブ９８０は、プログラム、画像データ、或いは音データなどが格納されるＣＤ９８２（情報記憶媒体）を駆動し、これらのプログラム、データへのアクセスを可能にする。

通信インターフェース９９０は、ネットワークを介して外部との間でデータ転送を行うためのインターフェースである。この場合に、通信インターフェース９９０に接続されるネットワークとしては、通信回線（アナログ電話回線、ＩＳＤＮ）、高速シリアルインターフェースのバスなどを考えることができる。そして、通信回線を利用することでインターネットを介したデータ転送が可能になる。また、高速シリアルインターフェースのバスを利用することで、他の画像生成システム、他のゲームシステム、家電（ビデオデッキ、ビデオカメラ）、或いは情報処理機器（パーソナルコンピュータ、プリンタ、マウス、キーボード）などとの間でのデータ転送が可能になる。

なお、本発明の各手段は、その全てを、ハードウェアのみにより実行してもよいし、情報記憶媒体に格納されるプログラムや通信インターフェースを介して配信されるプログラムのみにより実行してもよい。或いは、ハードウェアとプログラムの両方により実行してもよい。

そして、本発明の各手段をハードウェアとプログラムの両方により実行する場合には、情報記憶媒体には、本発明の各手段をハードウェアを利用して実行するためのプログラム（プログラム及びデータ）が格納されることになる。より具体的には、上記プログラムが、ハードウェアである各プロセッサ９０２、９０４、９０６、９１０、９３０等に処理を指示すると共に、必要であればデータを渡す。そして、各プロセッサ９０２、９０４、９０６、９１０、９３０等は、その指示と渡されたデータとに基づいて、本発明の各手段を実行することになる。

図１２（Ａ）に、本実施形態を業務用ゲームシステムに適用した場合の例を示す。プレーヤは、ディスプレイ１１００上に映し出されたゲーム画像を見ながら、レバー１１０２、ボタン１１０４等を操作してゲームを楽しむ。内蔵されるシステムボード（サーキットボード）１１０６には、各種プロセッサ、各種メモリなどが実装される。そして、本発明の各手段を実行するためのプログラム（或いはプログラム及びデータ）は、システムボード１１０６上の情報記憶媒体であるメモリ１１０８に格納される。以下、この情報を格納情報と呼ぶ。

図１２（Ｂ）に、本実施形態を家庭用のゲームシステムに適用した場合の例を示す。プレーヤはディスプレイ１２００に映し出されたゲーム画像を見ながら、ゲームコントローラ１２０２、１２０４を操作してゲームを楽しむ。この場合、上記格納情報は、本体システムに着脱自在な情報記憶媒体であるＣＤ１２０６、或いはメモリカード１２０８、１２０９等に格納されている。

図１２（Ｃ）に、ホスト装置１３００と、このホスト装置１３００とネットワーク１８０２（ＬＡＮのような小規模ネットワークや、インターネットのような広域ネットワーク）を介して接続される端末１３０４-1〜１３０４-nとを含むシステムに本実施形態を適用した場合の例を示す。この場合、上記格納情報は、例えばホスト装置１３００が制御可能な磁気ディスク装置、磁気テープ装置、メモリ等の情報記憶媒体１３０６に格納されている。端末１３０４-1〜１３０４-nが、スタンドアロンでゲーム画像、ゲーム音を生成できるものである場合には、ホスト装置１３００からは、ゲーム画像、ゲーム音を生成するためのゲームプログラム等が端末１３０４-1〜１３０４-nに配送される。一方、スタンドアロンで生成できない場合には、ホスト装置１３００がゲーム画像、ゲーム音を生成し、これを端末１３０４-1〜１３０４-nに伝送し端末において出力することになる。

なお、図１２（Ｃ）の構成の場合に、本発明の各手段を、ホスト装置（サーバー）と端末とで分散して実行するようにしてもよい。また、本発明の各手段を実行するための上記格納情報を、ホスト装置（サーバー）の情報記憶媒体と端末の情報記憶媒体に分散して格納するようにしてもよい。

またネットワークに接続する端末は、家庭用ゲームシステムであってもよいし業務用ゲームシステムであってもよい。そして、業務用ゲームシステムをネットワークに接続する場合には、業務用ゲームシステムとの間で情報のやり取りが可能であると共に家庭用ゲームシステムとの間でも情報のやり取りが可能な携帯型情報記憶装置（メモリカード、携帯型ゲーム装置）を用いることが望ましい。

なお本発明は、上記実施形態で説明したものに限らず、種々の変形実施が可能である。

例えば、本発明のうち従属請求項に係る発明においては、従属先の請求項の構成要件の一部を省略する構成とすることもできる。また、本発明の１の独立請求項に係る発明の要部を、他の独立請求項に従属させることもできる。

また上記実施の形態ではゲーム表示イベントの一例として視点位置の設定の異なるゲーム表示モード（中継視点モードや守備視点モード）を例にとり説明したがこれに限られない。例えば視点の位置を固定させて、ズーム拡大率や画角などを変化させる場合であってもよい。

また例えば複数のゲーム表示モードは表示想定キャラクタ数の異なるゲーム表示モードであり、表示想定キャラクタ数が多いゲーム表示モードには表示想定キャラクタ数が少ないゲーム表示モードよりも相対的に数が多い光源（平行光源）を設定するようにしてもよい。また複数のゲーム表示モードは描画想定プリミティブ面数（描画ポリゴン数）の異なるゲーム表示モード（描画負荷が異なるゲーム表示モード）であり、描画想定プリミティブ面数が多いゲーム表示モード（描画負荷が大きいゲーム表示モード）には、描画想定プリミティブ面数が少ないゲーム表示モード（描画負荷が小さいゲーム表示モード）よりも相対的に数が多い光源（平行光源）を設定するようにしてもよい。

また例えば複数のゲーム表示モードはゲーム空間の表示想定範囲の異なるゲーム表示モードであり、表示想定範囲が狭いゲーム表示モードには表示想定キャラクタ数が広いゲーム表示モードよりも相対的に数が多い光源（平行光源を設定するようにしてもよい。

また本発明は種々のゲーム（格闘ゲーム、シューティングゲーム、ロボット対戦ゲーム、スポーツゲーム、競争ゲーム、ロールプレイングゲーム、音楽演奏ゲーム、ダンスゲーム等）に適用できる。

また本発明は、業務用ゲームシステム、家庭用ゲームシステム、多数のプレーヤが参加する大型アトラクションシステム、シミュレータ、マルチメディア端末、画像生成システム、ゲーム画像を生成するシステムボード等の種々の画像生成システムに適用できる。

本実施形態のブロック図の一例を示す。 光源処理について説明するための図である。 図３（Ａ）（Ｂ）はライト種別について説明するための図である。 図４（Ａ）はゲーム表示モードとゲーム表示モード切替イベントの関係について説明するための図であり、図４（Ｂ）はゲーム表示モードと当該ゲーム処理モードで使用する光源設定情報の関係について説明するための図である。 第１のゲーム表示モード（中継視点モード）について説明するためのゲーム画像である。 第２のゲーム表示モード（守備視点モード）のゲーム画像である。 第１のゲーム表示モード（中継視点モード）のゲーム画像の一例である。 第２のゲーム表示モード（守備視点モード）のゲーム画像の一例である。 第３のゲーム表示モード（クローズアップ視点モード）のゲーム画像の一例である。 本実施の形態の処理のながれを示すフローチャート図である。 本実施形態を実現できるハードウェアの構成の一例を示す図である。 図１２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、本実施形態が適用される種々の形態のシステムの例を示す図である。

符号の説明

１００ 処理部
１１０ ゲーム処理部
１１４ 移動・動作演算部
１１６ ゲーム表示モード切替イベント検出部
１４０ 画像生成部
１４２ ジオメトリ処理部
１４４ 光源情報設定処理部
１４６ 描画部
１５０ 音生成部
１６０ 操作部
１７０ 記憶部
１７２ メインメモリ
１７４ フレームバッファ
１７６ テクスチャ記憶部
１８０ 情報記憶媒体
１９０ 表示部
１９２ 音出力部
１９４ 携帯型情報記憶装置
１９６ 通信部
３１０−ｎ ゲーム表示モード切り替えイベント
３２０−ｎ 第ｎのゲーム表示モード
３６０ 光源設定情報
ＷＬｎ ワールドライトの光源ベクトル
ＲＬｎ ローカルライトの光源ベクトル

Claims (10)

1. 複数のゲーム表示モードを切り替えて、複数のキャラクタが存在するゲーム空間の画像を生成するためのプログラムであって、
   各ゲーム表示モードに関連づけて光源処理で使用する光源数に関する光源設定情報が記憶される光源設定情報記憶部を備えるコンピュータを、
   所定のゲーム表示モード切り替えイベントの発生を検出するゲーム表示モード切り替えイベント検出部と、
   ゲーム表示モード切り替えイベントが発生した場合に、切り替え後のゲーム表示モードに対応して記憶されている光源数に関する光源設定情報に基づき光源を設定する光源設定処理部と、
   光源設定処理部により設定された光源を用いて光源処理を行い、ゲーム空間の画像を生成する画像生成部と、
   して機能させることを特徴とするプログラム。
2. 請求項１において、
   前記光源設定情報記憶部は、
   各ゲーム表示モードに関連づけて光源処理で使用する光源が、仮想カメラの所定の軸に追従して光源ベクトルを回転させるローカルライトであるか、ワールド座標系において固定の向きの光源ベクトルを有するワールドライトであるかのライト種別に関する情報を含む前記光源設定情報を記憶し、
   前記光源設定処理部は、
   ゲーム表示モード切り替えイベントが発生した場合に、切り替え後のゲーム表示モードに対応して記憶されているライト種別に関する光源設定情報に基づき光源を設定し、
   前記画像生成部は、
   光源設定処理部により設定されたライト種別の光源を用いて光源処理を行い、ゲーム空間の画像を生成することを特徴とするプログラム。
3. 複数のゲーム表示モードを切り替えて、複数のキャラクタが存在するゲーム空間の画像を生成するためのプログラムであって、
   各ゲーム表示モードに関連づけて光源処理で使用する光源が、仮想カメラの所定の軸に追従して光源ベクトルを回転させるローカルライトであるか、ワールド座標系において固定の向きの光源ベクトルを有するワールドライトであるかのライト種別に関する光源設定情報が記憶される光源設定情報記憶部を備えるコンピュータを、
   所定のゲーム表示モード切り替えイベントの発生を検出するゲーム表示モード切り替えイベント検出部と、
   ゲーム表示モード切り替えイベントが発生した場合に、切り替え後のゲーム表示モードに対応して記憶されているライト種別に関する光源設定情報に基づき光源を設定する光源設定処理部と、
   光源設定処理部により設定された光源を用いて光源処理を行い、ゲーム空間の画像を生成する画像生成部と、
   して機能させることを特徴とするプログラム。
4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   前記複数のゲーム表示モードは視点位置の設定の異なるゲーム表示モードであり、
   前記光源設定情報記憶部は、
   視点位置の設定に関連づけて光源処理で使用する光源数に関する光源設定情報が記憶され、
   前記ゲーム表示モード切り替えイベント検出部は、
   視点位置の設定の切り替えイベントの発生を検出し、
   前記光源設定処理部は、
   視点位置の設定が切り替えられた場合に、切り替え後の視点位置の設定に対応して記憶されている光源数に関する光源設定情報に基づき光源を設定することを特徴とするプログラム。
5. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   前記複数のゲーム表示モードは表示想定キャラクタ数の異なるゲーム表示モードであり、
   前記光源設定情報記憶部は、
   表示想定キャラクタ数が多いゲーム表示モードには表示想定キャラクタ数が少ないゲーム表示モードよりも相対的に数が多い光源を設定するための光源設定情報が記憶されていることを特徴とするプログラム。
6. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   前記複数のゲーム表示モードはゲーム空間の表示想定範囲の異なるゲーム表示モードであり、第１のゲーム表示モードと前記第１のゲーム表示モードより表示すべき領域が広い第２のゲーム表示モードを含み、
   前記光源設定情報記憶部は、
   前記第２のゲーム表示モードでは、前記第１のゲーム表示モードに比べ相対的に数が少ない光源を設定するための光源設定情報が記憶されていることを特徴とするプログラム。
7. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   前記複数のゲーム表示モードは描画想定プリミティブ面数の異なるゲーム表示モードであり、
   前記光源設定情報記憶部は、
   描画想定プリミティブ面数が多いゲーム表示モードには描画想定プリミティブ面数が少ないゲーム表示モードよりも相対的に数が多い光源を設定するための光源設定情報が記憶されていることを特徴とするプログラム。
8. コンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体であって、請求項１乃至７のいずれかのプログラムが記憶されていることを特徴とする情報記憶媒体。
9. 複数のゲーム表示モードを切り替えて、複数のキャラクタが存在するゲーム空間の画像を生成する画像生成システムであって、
   所定のゲーム表示モード切り替えイベントの発生を検出するゲーム表示モード切り替えイベント検出部と、
   各ゲーム表示モードに関連づけて光源処理で使用する光源数に関する光源設定情報が記憶された光源設定情報記憶部と、
   ゲーム表示モード切り替えイベントが発生した場合に、切り替え後のゲーム表示モードに対応して記憶されている光源数に関する光源設定情報に基づき光源を設定する光源設定処理部と、
   光源設定処理部により設定された光源を用いて光源処理を行い、ゲーム空間の画像を生成する画像生成部と、
   を含むことを特徴とする画像生成システム。
10. 複数のゲーム表示モードを切り替えて、複数のキャラクタが存在するゲーム空間の画像を生成する画像生成システムであって、
    所定のゲーム表示モード切り替えイベントの発生を検出するゲーム表示モード切り替えイベント検出部と、
    各ゲーム表示モードに関連づけて光源処理で使用する光源が、仮想カメラの所定の軸に追従して光源ベクトルを回転させるローカルライトであるか、ワールド座標系において固定の向きの光源ベクトルを有するワールドライトであるかのライト種別に関する光源設定情報が記憶された光源設定情報記憶部と、
    ゲーム表示モード切り替えイベントが発生した場合に、切り替え後のゲーム表示モードに対応して記憶されているライト種別に関する光源設定情報に基づき光源を設定する光源設定処理部と、
    光源設定処理部により設定された光源を用いて光源処理を行い、ゲーム空間の画像を生成する画像生成部と、
    を含むことを特徴とする画像生成システム。

Images