JP4591962B2 - 画像生成装置、ゲーム装置、画像生成方法、画像生成プログラムおよび可読記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、例えばゲームなどに登場する「人」や「動物」、「車」などのキャラクタなどの画像データを生成可能とする画像生成装置、この画像データを対戦ゲームやレーシングゲームなどの各種ゲームに反映させることができるゲーム装置、この画像生成装置を用いた画像生成方法、この画像生成方法をコンピュータに実行させるための画像生成プログラムおよび、この画像生成プログラムを記録したコンピュータ読み出し可能な可読記録媒体に関する。

この種の画像生成装置を用いたゲーム装置（電子ゲーム機）において、ゲームに登場する「人」や「動物」、「車」などのキャラクタをディスプレイ装置の画面上に表示させるために、例えば非特許文献１、２には、インターネットによってキャラクタの画像データをダウンロードすることが可能な画像生成装置が開示されている。これを図５に示している。

図５は、従来の画像生成装置の要部構成例を示すブロック図である。

図５において、従来の画像生成装置１００は、ダウンロード用サーバ１０１と、インターネット回線１０２を介して接続可能とされるインターネット通信部１０３と、インターネット回線１０２を介してダウンロード用サーバ１０１からダウンロードされたデータを格納するダウンロードデータ格納用メモリ１０４と、このデータを元に表示用の画像データを生成する画像表示部１０５と、この画像表示部１０５で生成された画像データに基づいて画面上に表示可能とするディスプレイ装置１０６とを有している。

この従来の画像生成装置１００では、インターネット通信部１０３によって、インターネット回線１０２を介してダウンロード用サーバ１０１上のデータがダウンロードされ、一旦、このデータがダウンロードデータ格納用メモリ１０４に格納される。
その後、画像表示部１０５によって、ダウンロードデータ格納メモリ１０４に格納されたデータを元にして、ゲームに登場する「人」や「動物」、「車」（ここでは、レースゲームなので「レーシングカー」）などのキャラクタの画像データが生成される。さらに、この画像表示部１０５で生成されたキャラクタ画像の「レーシングカー」がディスプレイ装置１０６の画面上に表示される。このキャラクタ画像がゲームに反映される。

従来の他の画像生成装置として、例えば特許文献1には、本などの印刷物に描かれたバーコードを読み取ることにより、ゲームに登場する「人」や「動物」、「車」などのキャラクタの能力データや個性データなどを加えることが可能な画像生成装置が開示されている。これを図６に示している。

図６は、従来の他の画像生成装置の要部構成例を示すブロック図である。

図６において、従来の他の画像生成装置２００は、ゲーム用カードなどの印刷物２０１上に描かれたバーコード情報（例えばキャラクタの体力が「５００」や攻撃力が「１０」などの能力数値データ）を読み取るバーコードデータ読取装置２０２と、この読み取られたバーコード情報に基づいて、入手した体力や攻撃力の動きをするキャラクタ画像データとして画像処理する読取データ処理回路２０３と、この画像処理されたキャラクタ画像データを格納する読取データ格納用メモリ２０４と、この格納されたキャラクタ画像データを元に表示用のキャラクタ画像を生成する画像表示部２０５と、この画像表示部２０５で生成されたキャラクタ画像を画面上に表示可能とするディスプレイ装置２０６とを有している。

この従来の他の画像生成装置２００では、バーコードデータ読取装置２０２によって、専用のゲーム用カードなどの印刷物２０１上に描かれたバーコード情報（例えばキャラクタの体力が「５００」や攻撃力が「１０」などの能力数値データ）が読み取られ、これに基づいて読取データ処理回路２０３でそのキャラクタがその体力や攻撃力などの各種能力を有するものとして画像処理された後、一旦、読取データ格納用メモリ２０４に格納される。その後、画像表示部２０５によって、読取データ格納メモリ２０４に格納されたキャラクタ画像データを元にして、キャラクタ画像が生成されて、ディスプレイ装置２０６の画面上に表示される。このキャラクタ画像がゲームに反映される。
URL:http://www.playstation.jp/scej/title/wipeout/：PSPのWipeout Pureにて新サーキットや新キャラクタをダウンロードする仕組み（資料取得日；2005,4,7） URL:http://www.playstation.jp/scej/title/wireless/（資料取得日；2005,4,7） 特開２００１−３３４０１２号公報

上記従来の各画像生成装置では、ゲームに、新たなキャラクタに関するデータを取り込んでこのデータを新鮮なものとしてゲームに反映させて遊びをすることができるものである。

しかしながら、上記従来の各画像生成装置には、以下のような問題がある。

上記従来の画像生成装置１００では、インターネットを介して新たなキャラクタに関する多量のデータ（具体的には、新規レーシングカーのキャラクタ画像データ）をダウンロードすることにより、そのキャラクタ画像の新規レーシングカーが生成されて画面上に表示され、これを用いてレーシングゲームを行うことができる。しかしながら、機器使用者（ユーザ）のインターネット網への接続環境が整っていなかったり、また、インターネット回線１０２を介して接続して、ダウンロード用サーバ１０１から所望のキャラクタに関するデータを取ってくる接続手続きが複雑であったりするため、新規なキャラクタに関する多量のデータが得られるものの、ユーザにとっては不便なシステムになっている。

上記従来の他の画像生成装置２００では、遊戯カード（ゲーム用カード）などの専用の印刷物に描かれたバーコード情報（具体的には、例えばキャラクタの体力が「５００」や攻撃力が「１０」などの能力数値データ）を読み取ることにより、それに対応した動きをするキャラクタ画像が生成されて画面上に表示され、これを用いて対戦ゲームなどを行うことができる。しかしながら、遊戯カードなどの専用の印刷物に描かれたバーコード情報ではデータ量が少なく、キャラクタの能力データ（ヒットポイント、ゲームに使用可能な技、体力、攻撃力、防御力など）、簡単な音声データやテキストデータ（鳴き声や簡単なメッセージなど）程度の簡単な情報しか読み取ることができない。このため、ゲーム中に登場するキャラクタデータは、予めゲーム機器内のメモリ、またはゲーム用ソフトウェア内のメモリに予め格納しておく必要がある。

本発明は、上記従来の問題を解決するもので、ユーザがインターネット環境を整える必要やインターネット回線を介して複雑な操作手続きを行う必要がなく、多量のキャラクタデータを容易に入手して多様な新しいキャラクタを生成できる画像生成装置、これを用いて生成した多様な新しいキャラクタ画像を表示してゲームを行うことができるカメラ付きゲーム装置、この画像生成装置を用いた画像生成方法、この画像生成方法の各ステップをコンピュータに実行させるための画像生成プログラムおよび、この画像生成プログラムを記録したコンピュータ読み出し可能な可読記録媒体を提供することを目的とする。

本発明の画像生成装置は、３Ｄポリゴンモデルである基本キャラクタモデルのデータが格納される基本キャラクタモデル格納用メモリと、該基本キャラクタモデルを変換して新規キャラクタモデルを生成するためのデータであって、該新規キャラクタモデルを生成するためのデータは、（１）該基本キャラクタモデル格納用メモリに格納された複数の基本キャラクタモデルのうち、何れを選択するかを決定するための基本キャラクタ選択用Ｎｏ．データを含むとともに、（２）選択された基本キャラクタモデルの形状を変形させるためのディスプレースメントマッピング用データ、選択された基本キャラクタモデルの色および模様の少なくともいずれかを変化させるためのテクスチャマッピング用データ、選択された基本キャラクタモデルの法線を変化させる法線マッピング用データ、選択された基本キャラクタモデルのマテリアルを変化させるマテリアル用データ、および、選択された基本キャラクタモデルのシェーディング処理用プログラムを切り替えるシェーディングプログラム切り替え用データの一部または全てのデータを含む該新規キャラクタモデルを生成するためのデータを、印刷物に印刷されているかまたは表示画面に表示された画像データとして有する専用画像を撮像可能とする撮像装置と、該撮像装置で撮影された画像の画像データを内部データフォーマットデータに変換する画像処理手段と、該画像処理手段で変換された内部データフォーマットデータが変換データとして一時格納される変換データ格納用メモリと、該基本キャラクタモデル格納用メモリに格納され、該基本キャラクタ選択用Ｎｏ．データに基づいて選択された基本キャラクタモデルを、該変換データ格納用メモリに格納された該変換データを元に変換する画像表示処理手段と、該画像表示処理手段で変換された該新規キャラクタモデルを表示画面上に表示する表示手段とを有しており、そのことにより上記目的が達成される。

また、好ましくは、本発明の画像生成装置において、画像生成プログラムおよびそのデータが格納されたプログラム格納用メモリと、該プログラム格納用メモリに格納された画像生成プログラムおよびそのデータにしたがって、前記画像処理手段、前記基本キャラクタモデル格納用メモリ、前記変換データ格納用メモリおよび前記画像表示処理手段を制御する制御部とをさらに有する。

さらに、好ましくは、本発明の画像生成装置における撮像装置はデジタルカメラまたはスキャナ装置である。

さらに、好ましくは、本発明の画像生成装置における専用画像が、前記印刷物に印刷されており、前記撮像装置には、該印刷物に対して撮影距離を確認するための少なくとも一脚が出退自在にまたは着脱自在に設けられている。

さらに、好ましくは、本発明の画像生成装置における画像データは、撮影対象となる四隅部を示すアライメントマークによって位置付けられた撮影外枠領域内に設けられている。

さらに、好ましくは、本発明の画像生成装置におけるアライメントマークは、赤色、青色、緑色および黒色で構成されている。

さらに、好ましくは、本発明の画像生成装置における基本キャラクタモデル格納用メモリには、表示させたいオリジナルキャラクタに対応した複数のモデルが格納されている。

さらに、好ましくは、本発明の画像生成装置における基本キャラクタモデルのデータは、予め前記基本キャラクタモデル格納用メモリに格納されているか、または外部メディアから該基本キャラクタモデル格納用メモリに供給されるか、または通信手段を介して該基本キャラクタモデル格納用メモリに読み込まれる。

さらに、好ましくは、本発明の画像生成装置における画像データは、前記キャラクタモデルの能力に関する係数をパラメータとして有し、該キャラクタモデルと該係数とをリンクさせて該能力に関する係数を該キャラクタモデルの能力として反映させる。

本発明のゲーム装置は、本発明の上記画像生成装置を有し、該画像生成装置は、前記専用画像を撮像することにより前記基本キャラクタモデルを変換して前記新規キャラクタモデルを生成するためのデータを取得し、該基本キャラクタモデルを変換してゲームに登場する該新規キャラクタの画像データを生成しており、そのことにより上記目的が達成される。

本発明の画像生成方法は、本発明の上記画像生成装置を用いて新規キャラクタモデルを生成する画像生成方法であって、３Ｄポリゴンモデルである前記基本キャラクタモデルを変換して該新規キャラクタ画像を生成するためのデータであって、該新規キャラクタモデルを生成するためのデータは、（１）前記基本キャラクタモデル格納用メモリに格納された複数の基本キャラクタモデルのうち、何れを選択するかを決定するための基本キャラクタ選択用Ｎｏ．データを含むとともに、（２）選択された基本キャラクタモデルの形状を変形させるためのディスプレースメントマッピング用データ、選択された基本キャラクタモデルの色および模様の少なくともいずれかを変化させるためのテクスチャマッピング用データ、選択された基本キャラクタモデルの法線を変化させる法線マッピング用データ、選択された基本キャラクタモデルのマテリアルを変化させるマテリアル用データ、および、選択された基本キャラクタモデルのシェーディング処理用プログラムを切り替えるシェーディングプログラム切り替え用データの一部または全てのデータを含む前記新規キャラクタモデルを生成するためのデータを、印刷物に印刷されているかまたは表示画面に表示された画像データとして有する専用画像を撮像装置によって撮影するステップと、該撮像装置で撮影された画像データを、前記画像処理手段によって画像処理して、内部データフォーマットに変換するステップと、前記変換データ格納用メモリに該画像処理手段で変換した内部データフォーマットデータを格納するステップと、前記基本キャラクタモデル格納用メモリに格納され、該基本キャラクタ選択用Ｎｏ．データに基づいて選択された基本キャラクタモデルに対して、該変換データ格納用メモリに格納された変換データを元に、前記画像表示処理手段によって変換処理を行って該新規キャラクタモデルを生成するステップと、該画像表示処理手段で生成された該新規キャラクタモデルを表示画面上に表示するステップとを有し、そのことにより上記目的が達成される。

本発明の画像生成プログラムは、本発明の上記画像生成方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのものであり、そのことにより上記目的が達成される。

本発明の可読記録媒体は、本発明の上記画像生成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なものであり、そのことにより上記目的が達成される。

上記構成により、以下に、本発明の作用について説明する。
本発明にあっては、デジタルカメラやスキャナ装置などの撮像装置によって、雑誌やカードなどの印刷物に印刷されたキャラクタなどの専用画像や、テレビジョンやパーソナルコンピュータなどの表示画面上に表示されたキャラクタなどの専用画像を撮影する。このようにして、撮影された専用画像は、新規キャラクタ画像として取り込める程度の大量のデータを有している。また、画像データを撮像装置により撮像して取り込むだけであるので、従来技術のようにユーザ側にインターネット環境を必要とせず、従来技術よりも簡単な処理操作手続きでよい。このようにして、撮像した画像データを元に、予めメモリに格納された基本キャラクタモデルに変形を加えたり、色を変更したりするだけで、多様な新規なキャラクタモデルを画像生成してディスプレイ装置の画面上に表示させてこれをゲームなどに用いることが可能となる。

以上により、本発明によれば、キャラクタなどに関するデータを画像データとして撮像装置により大量に取り込むことができるため、従来技術のようにユーザ側にインターネット環境を必要とせず、従来技術よりも簡単な処理操作手続きで多様で新規なキャラクタ画像を生成できて、画面上に画像表示させてこれをゲームなどに用いることができる。

以下に、本発明の画像生成装置の実施形態をゲーム装置に適用させた場合について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る画像生成装置の要部構成例を示すブロック図である。

図１において、本実施形態の画像生成装置１０は、雑誌などの印刷物１に印刷された専用画像を撮像可能とする撮像装置２と、この撮像装置２により撮影された各画像データを内部データフォーマットに変換する画像処理手段としての画像処理回路３と、変換された内部データフォーマットデータが格納される変換データ格納用メモリ４と、基本キャラクタモデルのデータが格納される基本キャラクタモデル格納用メモリ５と、画像生成プログラムおよびそのデータを格納したプログラム格納用メモリ６と、各部を制御する制御部としてのＣＰＵ（中央演算処理装置）７と、この基本キャラクタモデルを、変換データを元に変形し色を変更して新しいキャラクタモデルを生成する画像表示処理手段としての画像表示回路８（画像表示部）と、新しいキャラクタモデルを表示する液晶ディスプレイなど表示画面を持つ表示手段としてのディスプレイ装置９とを有している。これに、操作ボタンなどのユーザ入力指令用の操作部が追加され、所定のパッケージングが為されてゲーム装置２０（図３参照）が構成されている。
印刷物１は、図２のようなページ構成の場合には、撮影対象となる左側紙面の撮影外枠領域の四隅部を示す正方形状のアライメントマーク１１と、その撮影外枠領域の縦方向上側に位置する「基本キャラクタモデル選択No.データ」のデータ領域１２と、撮影外枠領域の縦方向中央部に位置する物体形状を特定するための「ディスプレースメントマッピングデータ」が設けられたデータ領域１３と、撮影外枠領域の縦方向下側に位置する「テクスチャマッピングデータ」のデータ領域１４とが配置されて印刷されている。また、印刷物１の右側紙面には、生成されて表示されるキャラクタのイメージ図が印刷されている。この印刷物１は、画像生成装置１０のためのもの（例えば定期的に発刊される雑誌類）であり、ユーザが既存のキャラクタに飽きてきた場合にも、多様で新規なキャラクタを更新または追加することでユーザに飽きさせずにゲームを楽しませるためのものである。

アライメントマーク１１は、各画像データが印刷されたデータ領域１２〜１４を示す外枠の角部分に４箇所設けられ、一つ一つは正方形状をしており、各正方形状にはそれぞれ、赤色、青色、緑色および黒色がそれぞれ施されている。このアライメントマーク１１は、撮像装置２によって撮像された各画像データが確実に取り込まれるための位置決めデータとして働くと共に、撮像装置２の撮影環境による色味の違いを補正するために働く。アライメントマーク１１により、撮像画像が傾いて撮像されていたり、小さかったり大きかったりするのを所望の向きで所望のサイズに補正することができる。

「基本キャラクタモデル選択No.データ」とは、基本キャラクタモデル格納用メモリ５に格納された複数の基本キャラクタモデルのうち、何れを選択するかを決定するためのデータである。
「ディスプレースメントマッピングデータ」とは頂点変異データ（３次元変異量データを２次元変異量データとして画像化した濃淡データ；例えば少なく移動するのを黒色側、多く移動するのを白色側）であり、予め持っている基本物体形状（既存のキャラクタ）に頂点の変異量として「ディスプレースメントマッピングデータ」を適用すると、「ディスプレースメントマッピングデータ」に応じて基本物体形状（既存のキャラクタ）が変形して別の物体形状（多様で新規なキャラクタ）を作り出すためのデータである。物体（キャラクタ）を、三つ頂点がある三角形のポリゴンを多数用いて構成しており、その三角形の頂点を引っ張って（変異させて）三角形を変形させると、物体の形が変形するが、例えば人間の基本的な形のキャラクタの例えば手を伸ばしてやると、手の長い人間になったり、体の胸部を順次引っ張って大きくしてやると、体ががっしりした体格の人間になったり、頂点の位置を変形させることで物体の形を所望の形状に変形させることができる。この物体が、例えば「車」の場合には、「ディスプレースメントマッピングデータ」に応じて物体形状を変形させて、レーシングカーや軽自動車、さらにはファミリーカーに変形させることも可能である。なお、この「車」を動かしてゲームをするのは、「ディスプレースメントマッピングデータ」ではなく、ゲームプログラムであり、「ディスプレースメントマッピングデータ」はあくまで、物体形状を変形させて別の物体を生成するためのデータである。
「テクスチャマッピングデータ」とは、「ディスプレースメントマッピングデータ」で物体の形状を変えておいて、その上に色の付いた絵（テクスチャ画像）を貼り付けるためのデータである。
次に、撮像装置２は、デジタルカメラやスキャナ装置などであって、カードや雑誌などの印刷物１上に描かれた画像データを撮像する。
画像処理回路３は、撮像装置２で撮影された各画像データとして、四隅に設けられた各アライメントマーク１１によってデータ領域が規定されている外枠内に、「基本キャラクタモデル選択No.データ」、「ディスプレースメントマッピングデータ」および「テクスチャマッピングデータ」があり、かつ上からこの順にその位置により各データを切り分ける。この場合、これらの「基本キャラクタモデル選択No.データ」、「ディスプレースメントマッピングデータ」および「テクスチャマッピングデータ」が何のデータであるかを識別するために各データの先頭部分に、何のデータであるかを示す切分用データを埋め込んでおいてもよいが、データの行を改行したり行を変えたりすることによって、異なるデータであることを検出するようにしてもよい。また、画像処理回路３は、撮影環境による色味の違い、画像の歪みや画像のぶれなどといった外的要因を除去する。その後、画像処理回路３は、「基本キャラクタモデル選択No.データ」、「ディスプレースメントマッピングデータ」および「テクスチャマッピングデータ」に対して、画像表示回路８で処理可能な内部データフォーマットに変換する。画像処理回路３で内部データフォーマットに変換された各データはそれぞれ、変換データ格納用メモリ４に一旦格納される。

この内部フォーマットデータとしては、例えば、
（１）基本キャラクタモデル格納用メモリ５に格納された複数の基本キャラクタモデルのうち、何れを選択するかを決定するための基本キャラクタ選択用Ｎｏ．データ、
（２）選択された基本キャラクタモデルの形状を変形させるためのディスプレースメントマッピング用データ、
（３）選択された基本キャラクタモデルの色や模様を変化させるためのテクスチャマッピング用データ、
（４）選択された基本キャラクタモデルの法線を変化させる法線マッピング用データ、
（５）選択された基本キャラクタモデルのマテリアルを変化させるマテリアル用データ、および、
（６）選択された基本キャラクタモデルのシェーディング処理用プログラムを切り替えるシェーディングプログラム切り替え用データなどがあり、これらの一部または全部を含んでいてもよい。ここでは、（１）〜（３）を含んでいる。

ディスプレースメントマッピング（ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｍａｐｐｉｎｇ）とは、前述したが、モデルの各頂点の座標を変位させることでモデルを変形させる技法である。各頂点の変位量を評すディスプレイをバーテックスシェーダーに適用することで実現される。

シェーディング（ｓｈａｄｉｎｇ）は、陰影付けであり、ポリゴンの頂点以外のピクセルに対して、狭い意味では滑らかに濃淡付けする処理である。最近では広い意味に用いられ、ピクセルのカラーリング処理全体を指すこともある。

シェーダー（ｓｈａｄｅｒ）は、シェーディング処理を行うハードウェアやソフトウェア（パラメータデータ、プログラム）を指す。プログラムの場合には、特に、シェーダープログラム（ｓｈａｄｅｒ ｐｒｏｇｒａｍ）と呼ぶ。また、シェーダーには、バーテックスシェーダーとピクセルシェーダーの二種類があるが、その両方を指す場合と、ピクセルシェーダーのみを指す場合とがある。このうち、バーテックスシェーダー（ｖｅｒｔｅｘ ｓｈａｄｅｒ）は、頂点毎に処理できるシェーダーである。頂点位置を変位させたり、頂点カラーを変更したりすることができる。また、ピクセルシェーダー（ｐｉｘｅｌ ｓｈａｄｅｒ）は、ピクセル毎に処理できるシェーダーである。各ピクセルのカラーを自由に変えることによって、様々な効果を出すことができる。ピクセル（ｐｉｘｅｌ）は、描画ドットの一単位、１ドットである。ここで、テクスチャーの１ドットを、特に「テクセル（ｔｅｚｅｌ）」と呼ぶことがある。テクスチャは、拡大・縮小されてポリゴンに貼られるため、１テクセルが最終的に１ピクセルになるとは限らない。プログラマブルシェーダー（ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ ｓｈａｄｅｒ）は、プログラムによって制御できるハードウェアのシェーダーである。規定されたいくつかのバージョン（Ｖｅｒｓｉｏｎ）があり、現在の最新はバージョン（Ｖｅｒｓｉｏｎ）３．０である。
次に、基本キャラクタモデル格納用メモリ５には、一または複数の基本キャラクタモデルのデータが格納されている。ここで、モデル（オブジェクト：ｍｏｄｅｌ（ｏｂｊｉｃｔ））とは、「人」や「動物」、「車」などのような一固まりの物体であり、通常、このモデル単位で情報が記憶され、そのモデルを配置することによって３Ｄ世界が構築される。

基本キャラクタモデルとしては、例えば３Ｄポリゴンモデルが用いられる。ポリゴン（ｐｏｌｙｇｏｎ）とは「多角形」という意味であり、３Ｄモデルを構成する最小要素である。
３Ｄポリゴンモデルを構成するポリゴンは、前述したが、「多角形」として主に三角形が使われる。３Ｄポリゴンモデルは、頂点（ｖｅｒｔｅｘ）、法線（ｎｏｒｍａｌ）、マテリアル（ｍａｔｅｒｉａｌ）、ライト（ｌｉｇｈｔ）、テクスチャ（ｔｅｘｔｕｒｅ）などのデータによって表される。頂点（ｖｅｒｔｅｘ）は、ポリゴンを構成する各点のことである。三角形の場合には三頂点によって定義される。また、法線（ｎｏｒｍａｌ）は、頂点が持つ属性の一種であり、光が反射する方向を規定するベクトルである。さらに、マテリアル（ｍａｔｅｒｉａｌ）は、頂点が持つ属性の一種であり、光の反射係数や自己発光の度合いなどを規定する。さらに、ライト（ｌｉｇｈｔ）は、仮想的な光源を規定する。最も簡単な平行光源の場合には、光源の向きと色とを規定する。さらに、テクスチャ（ｔｅｘｔｕｒｅ）は、ポリゴンの表面に貼られる絵のことである。３Ｄモデルをポリゴンで表現するためには、曲面データをポリゴンに分割する曲面分割（ｔｅｓｓｅｌｌａｔｉｏｎ）処理が行われる。

３Ｄポリゴンモデルのデータには、ポリゴンが不透明であるか、半透明であるかという情報も含まれる。不透明は（ｏｐａｑｕｅ）は、ポリゴンやピクセルが不透明であることを示す。不透明な場合は、その後ろにあるものを描画する必要が無いため、不透明か半透明かの違いが重要になる。また、半透明は（ｈａｌｆ−ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ）は、ポリゴンやピクセルが半透明であることを示す。半透明な場合は、その後ろにあるものとブレンディング処理する必要がある。

基本キャラクタモデルとしては、ゲームに登場するキャラクタに応じて、例えば２本足の「人型キャラクタモデル」、４本足の「犬型キャラクタモデル」、「車型キャラクタモデル」などが用いられる。
次に、プログラム格納用メモリ６には、画像生成プログラムおよびそのデータの他、ゲームプログラムおよびそのデータが格納されている。このプログラム格納用メモリ６は、ＣＰＵ７の起動時に、可読記録媒体としてのハードディスクや別の内部メモリ（ＲＯＭ）からプログラムおよびそのデータが読み込まれて、ワークメモリとして働くものであってもよい。この可読記録媒体としては、ハードディスクや内部メモリのほかに、携帯可能な光ディスク、磁気ディスク、ＤＶＤおよびＩＣメモリなどがあり、これらからプログラム格納用メモリ６にプログラムおよびそのデータが読み出されてＣＰＵ７により実行される。
ＣＰＵ７は、このプログラム格納用メモリ６内の画像生成プログラムおよびそのデータに基づいて、画像生成装置１０の上記各部の動作を制御する。また、ＣＰＵ７は、このプログラム格納用メモリ６内のゲームプログラムおよびそのデータに基づいて、ゲームを実行する。
画像表示回路８は、変換データ格納用メモリ４に格納された変換データを元に、基本キャラクタモデル格納用メモリ５に格納された基本キャラクタモデルを変換して新しいキャラクタモデルを生成する。変換された新しいキャラクタモデルは、ディスプレイ装置９の表示画面上に表示されてゲームに用いられる。

画像表示回路８では、キャラクタモデルをディスプレイ装置９に表示画面上に表示させるために、座標変換（ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）、セットアップ（（ｔｒｉａｎｇｌｅ）ｓｅｔｕｐ）、レンダリング（ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ）、走査線変換（ラスタライズ：ｒａｓｔｅｒｉｚｅ）、デプステスト（ｄｅｐｔｈ ｔｅｓｔ）、アンチエイリアシング（ａｎｔｉ ａｌｉａｓｉｎｇ）、フォグ（ｆｏｇ）、アルファブレンディング（ａｌｐｈａ ｂｌｅｎｄｉｎｇ）、カリング（ｃｕｌｌｉｎｇ）、クリッピング（ｃｌｉｐｐｉｎｇ）、テクスチャ圧縮（ｔｅｘｔｕｒｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）などの各処理が行われる。

キャラクタモデルは、ローカル座標（ｌｏｃａｌ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ）系で表現されている。このローカル座標は、モデル座標とも呼ばれ、一つのモデル（オブジェクト）を作った際に基準となる座標系である。各モデルは、ワールド座標（ｗｏｒｌｄ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ）と呼ばれる座標系に自由に配置（移動、拡大・縮小、回転）することによって、動画として３Ｄ世界が構築される。このとき、ローカル座標系のモデルをワールド座標系に変換したり、目の位置を基準にした座標系（ゲームによってこのような座標系が用いられる）に変換するために、座標変換（ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）が行われる。

セットアップ（（ｔｒｉａｎｇｌｅ）ｓｅｔｕｐ）は、座標変換された（三角形）ポリゴンを走査線のどの部分に描画するのかを決める前処理である。レンダリング（ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ）は、座標変換されたポリゴンをピクセル単位で描画する一連の処理のことである。このとき、３Ｄ描画エンジンが描画した絵のデータを溜めるために、フレームバッファ（ｆｒａｍｅ ｂｕｆｆｅｒ）が用いられる。通常は、このメモリが２画面分設けられ（ダブルバッファ）、一方の絵が表示されながら次の絵が作成される。走査線変換（ラスタライズ：ｒａｓｔｅｒｉｚｅ）は、ポリゴンを走査線毎に描画する位置を決定する処理である。

デプステスト（ｄｅｐｔｈ ｔｅｓｔ）は、視点から見て後ろにあるポリゴンは描画する必要がないため、無駄な描画を避けるために視点方向からの深さをチェックすることである。このデプステストを実施する際には、デプスバッファ（ｄｅｐｔｈ ｂｕｆｆｅｒ（ｚ−ｂｕｆｆｅｒ））が使われる。このデプスバッファには、これまで描画されたポリゴンのデプス値が書き込まれている。

アンチエイリアシング（ａｎｔｉ ａｌｉａｓｉｎｇ）は、画面の段階状のぎざぎざを低減する処理である。Ｆｕｌｌ Ｓｃｅｎｅ Ａｎｔｉ Ａｌｉａｓｉｎｇ（ＦＳＡＡ）を行うと、処理時間は必要であるが綺麗な絵が得られる。フォグ（ｆｏｇ）は、主として視点から見て遠くの方にあるポリゴンを白色などのカラーでぼかす手法である。アルファブレンディング（ａｌｐｈａ ｂｌｅｎｄｉｎｇ）は、半透明のピクセルを、その後ろ側にあるピクセルとカラー合成することである。不透明度合いをアルファ値と呼ぶことからアルファブレンディングと言う。カリング（ｃｕｌｌｉｎｇ）は、描画処理されるポリゴンを減らす処理である。座標変換後に視点方向に対して裏向きのポリゴンや、視野から外れたポリゴン、視点から見てある不透明ポリゴンより後ろにあるポリゴンなどは、描画する必要がないため、カリングが行われる。クリッピング（ｃｌｉｐｐｉｎｇ）は、視点から外れたポリゴンを除去して描画する負担を減らす処理である。テクスチャデータは容量が大きいので、テクスチャ圧縮（ｔｅｘｔｕｒｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）により圧縮されることがある。一般的に有名なのはＳ３ＴＣという圧縮手法がある。

上記構成により、以下に、本実施形態の画像生成装置１０の画像生成動作について、図３の模式図および図４のフローチャートを用いて詳細に説明する。

図３および図４に示すように、まず、ステップＳ１で、撮像装置２によって、撮影対象となる雑誌などのこのゲームに専用の印刷物１の各画像データが撮影される。即ち、この印刷物１には、データ領域の四隅部を示す正方形状のアライメントマーク１１の他、このデータ領域の内側に「基本キャラクタモデル選択No.データ」、「ディスプレースメントマッピングデータ」および「テクスチャマッピングデータ」が各画像データとして印刷されており、これらを撮像装置２により撮像して取り込む。

次に、ステップＳ２で、画像処理回路３によって、撮影された各画像データに対して、四隅に設けられた各アライメントマーク１１を検出して、これを用いて、撮像画像が傾いていたり、小さかったり大きかったりするのを所望の向きおよびサイズに補正して、このデータ領域が規定されている外枠領域内に、「基本キャラクタモデル選択No.データ」、「ディスプレースメントマッピングデータ」および「テクスチャマッピングデータ」の各画像データを正確に切り分ける。さらに、画像処理回路３によって、撮影環境による色味の違い、画像の歪みや画像のぶれなどといった外的要因が除去された後、画像データ毎に、画像表示回路８で処理可能な内部データフォーマットに変換する。

さらに、ステップＳ３で、画像処理回路３にてそれぞれ変換処理された「基本キャラクタモデル選択No.データ」、「ディスプレースメントマッピングデータ」および「テクスチャマッピングデータ」の各変換データの内部データフォーマットデータが、変換データ格納用メモリ４に格納される。

その後、ステップＳ４で、基本キャラクタモデル格納用メモリ５に予め格納されているいくつかの基本キャラクタモデル、例えば「人型キャラクタモデル」、「犬型キャラクタモデル」、「車型キャラクタモデル」などのうち、「基本キャラクタモデル選択No.データ」によって一意的に選ばれた基本キャラクタモデルと、ステップＳ３にて変換データ格納用メモリ４に格納された変換データとがそれぞれ、画像表示回路８によって読み込まれる。

さらに、ステップＳ５で、画像表示回路８に読み込まれた基本キャラクタモデルに対して、「ディスプレースメントマッピングデータ」を適用して基本キャラクタモデルの形状が変形され、さらに、この変形された形状物表面に「テクスチャマッピングデータ」を適用して、変形後のキャラクタモデル表面の色や模様を変える。

最後に、ステップＳ６で、画像表示回路８によって生成された多様で新しいキャラクタモデルがディスプレイ装置９の表示画面９１上に表示される。このようにして、新たに生成されたキャラクタが、カメラ付ゲーム装置２０の表示画面９１上で、既存のキャラクタに代わってまたは新たに追加されてゲーム中で活躍する。

具体的には、上記処理手順により、例えば、「車型キャラクタモデル」が選択され、「ディスプレースメントマッピングデータ」によって例えば「ＮＳＸ」や「ＲＸ−７」といった各車種の形状に変形され、さらに「テクスチャマッピングデータ」によって「赤」、「黒」、「白」といった車のカラーリングの違いが表され、また、レーシングカーに見えるように「ステッカー」を表す模様が付加されて、ディスプレイ装置９の表示画面９１上に表示される。

以上のように、本実施形態の画像生成装置１０によれば、雑誌などの印刷物１に印刷された各画像データを撮像する撮像装置２と、この撮像装置２により撮影された各画像データを内部データフォーマットに変換する画像処理回路３と、変換された内部データフォーマットデータが格納される変換データ格納用メモリ４と、基本キャラクタモデルのデータが格納される基本キャラクタモデル格納用メモリ５と、この基本キャラクタモデルを、変換データを元に変形し色を変更して新しいキャラクタモデルを生成する画像表示回路８とを有している。これによって、印刷物を撮影するという簡単な操作だけで多量のキャラクタデータを容易に入手して、ユーザがインターネット環境を整える必要やインターネット回線を介して複雑な操作手続きを行う必要がなく、予め保持しておいた基本キャラクタモデルから様々な新しいキャラクタを生成することができる。よって、ユーザはゲームに飽きることなく、様々な新しいキャラクタを次々に生成してゲームを楽しむことができる。

なお、上記実施形態では、特に詳細には説明しなかったが、画像生成装置１０において、基本キャラクタモデル格納用メモリ５に対して、「基本キャラクタモデル」として、「人（２足歩行動物）」、「犬（４足歩行動物）」、「車」、「オートバイ」、「宇宙船」など、表示させたいオリジナルキャラクタにある程度近い形状を有するモデルを複数格納することによって、多様なオリジナルキャラクタを生成することができる。

また、上記実施形態では、「基本キャラクタモデル」を予め基本キャラクタモデル格納用メモリ５に保持させておくことを想定しているが、ＲＯＭメディア、光ディスクやＤＶＤなどの光メディアのような外部メディアから基本キャラクタモデル格納用メモリ５に新たに供給して記憶されるようにすることも可能である。例えば、新しいゲームソフトウェアを発売する際に、ゲームプログラムと一緒に「基本キャラクタモデル」の情報もメディアに記憶させておき、その「基本キャラクタモデル」を用いて新しいオリジナルモデルを生成することも考えられる。さらには、インターネットなどの通信手段を通じて「基本キャラクタモデル」を基本キャラクタモデル格納用メモリ５に読み込むような方法も考えられる。本発明は、これらメディアや通信を通じた「基本キャラクタモデル」の読み込みを排除するものではない。

さらに、上記実施形態では、撮像装置２によって撮影される対象を印刷物としたが、印刷物以外にも、テレビジョンやパーソナルコンピューターなどのディスプレイ画面に表示された画像データを用いることもできる。

さらに、上記実施形態の図２では、撮像することによって得られる画像データとして、「基本キャラクタモデル選択No.データ」、「ディスプレースメントマッピングデータ」および「テクスチャマッピングデータ」を示しているが、それ以外のデータを排除するものではない。例えば、光の反射方向を規定するベクトルデータである「法線マッピングデータ」、光の反射係数や自己発光度合いなどを規定するデータである「マテリアルデータ」、陰影付けなどのピクセルカラーリング処理用プログラムを切り替える「シェーディングプログラム切り替え用データ」などを考えることもできる。

さらに、上記実施形態では、特に説明しなかったが、撮像装置２による印刷物１の撮影において、手ぶれ、撮像画像の歪み、ピンボケを是正するために、撮像装置２に一脚、二脚、三脚または四脚を出退自在にまたは着脱自在に設ければ、撮像装置２を印刷物１に対して所定位置に固定可能とすると共に、撮像装置２と印刷物１の紙面との距離を適正距離にすることができる。

さらに、上記実施形態では、デジタルカメラやスキャナ装置などの撮像装置によって雑誌などの印刷物に印刷された画像データを撮影し、その画像データを元に、予めメモリに格納された基本キャラクタモデルを変形したり、色を変更することによって、従来技術よりも簡単な操作で新しいキャラクタを生成するように構成したが、これに限らず、テレビジョンやパーソナルコンピュータなどのディスプレイ画面上に表示された画像データを撮影し、その画像データを元に、予めメモリに格納された基本キャラクタモデルを変形したり、色を変更することによって、従来技術よりも簡単な操作で新しいキャラクタを生成して表示画面上に表示させることもできる。

さらに、上記実施形態では、特に説明しなかったが、画像データとして、キャラクタの能力として例えばスピードなどの係数をパラメータとして設け、スピードなどの係数パラメータを取り込んで、プログラムにより、取り込んだキャラクタ画像と係数パラメータとをリンクして能力として例えばスピードを反映させるようにすることもできる。

以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。

本発明は、例えばゲームなどに登場する「人」や擬人化された「動物」、「車」などのキャラクタなどの画像データを生成可能とする画像生成装置、この画像データを対戦ゲームやレーシングゲームなどの各種ゲームに反映させることができるゲーム装置、この画像生成装置を用いた画像生成方法、この画像生成方法をコンピュータに実行させるための画像生成プログラムおよび、この画像生成プログラムを記録したコンピュータ読み出し可能な可読記録媒体の分野において、デジタルカメラやスキャナ装置などの撮像装置によって雑誌などの印刷物に印刷された画像データ、またはテレビジョンやパーソナルコンピューターのディスプレイ画面に表示された画像データを撮影し、その画像データを元に、予めメモリに格納された基本キャラクタモデルを変形したり、色を変更することによって、従来技術よりも簡単な操作で新しいキャラクタを生成してディスプレイ装置の表示画面上に表示させることができる。また、デジタルカメラやスキャナ装置などの撮像装置で画像データを撮影するという簡単な処理だけで、キャラクタモデルの変形や色の変更などを実現することができるため、従来よりも多様なキャラクタを生成してディスプレイ装置の表示画面上に表示させてゲームを行うことができる。

本発明の実施形態に係る画像生成装置の要部構成例を示すブロック図である。 図１の撮影対象の印刷物のページ構成例を示す図である。 図１の画像生成装置の動作をゲーム装置に適用して説明するための模式図である。 図１の画像生成装置による画像生成処理の一例を説明するためのフローチャートである。 従来の画像生成装置の要部構成例を示すブロック図である。 従来の他の画像生成装置の要部構成例を示すブロック図である。

符号の説明

１ 撮影対象となる印刷物
２ 撮像装置
３ 画像処理回路
４ 変換データ格納用メモリ
５ 基本キャラクタモデル格納用メモリ
６ プログラム格納用メモリ
７ ＣＰＵ
８ 画像表示回路
９ ディスプレイ装置
９１ 表示画面
１０ 画像生成装置
２０ ゲーム装置

Claims (13)

1. ３Ｄポリゴンモデルである基本キャラクタモデルのデータが格納される基本キャラクタモデル格納用メモリと、
   該基本キャラクタモデルを変換して新規キャラクタモデルを生成するためのデータであって、該新規キャラクタモデルを生成するためのデータは、
   （１）該基本キャラクタモデル格納用メモリに格納された複数の基本キャラクタモデルのうち、何れを選択するかを決定するための基本キャラクタ選択用Ｎｏ．データを含むとともに、
   （２）選択された基本キャラクタモデルの形状を変形させるためのディスプレースメントマッピング用データ、
   選択された基本キャラクタモデルの色および模様の少なくともいずれかを変化させるためのテクスチャマッピング用データ、
   選択された基本キャラクタモデルの法線を変化させる法線マッピング用データ、
   選択された基本キャラクタモデルのマテリアルを変化させるマテリアル用データ、
   および、選択された基本キャラクタモデルのシェーディング処理用プログラムを切り替えるシェーディングプログラム切り替え用データの一部または全てのデータを含む該新規キャラクタモデルを生成するためのデータを、
   印刷物に印刷されているかまたは表示画面に表示された画像データとして有する専用画像を撮像可能とする撮像装置と、
   該撮像装置で撮影された画像の画像データを内部データフォーマットデータに変換する画像処理手段と、
   該画像処理手段で変換された内部データフォーマットデータが変換データとして一時格納される変換データ格納用メモリと、
   該基本キャラクタモデル格納用メモリに格納され、該基本キャラクタ選択用Ｎｏ．データに基づいて選択された基本キャラクタモデルを、該変換データ格納用メモリに格納された該変換データを元に変換する画像表示処理手段と、
   該画像表示処理手段で変換された該新規キャラクタモデルを表示画面上に表示する表示手段とを有する画像生成装置。
2. 画像生成プログラムおよびそのデータが格納されたプログラム格納用メモリと、
   該プログラム格納用メモリに格納された画像生成プログラムおよびそのデータにしたがって、前記画像処理手段、前記基本キャラクタモデル格納用メモリ、前記変換データ格納用メモリおよび前記画像表示処理手段を制御する制御部とをさらに有する請求項１に記載の画像生成装置。
3. 前記撮像装置はデジタルカメラまたはスキャナ装置である請求項１に記載の画像生成装置。
4. 前記専用画像が、前記印刷物に印刷されており、
   前記撮像装置には、該印刷物に対して撮影距離を確認するための少なくとも一脚が出退自在にまたは着脱自在に設けられている請求項１に記載の画像生成装置。
5. 前記画像データは、撮影対象となる四隅部を示すアライメントマークによって位置付けられた撮影外枠領域内に設けられている請求項１に記載の画像生成装置。
6. 前記アライメントマークは、赤色、青色、緑色および黒色で構成されている請求項５に記載の画像生成装置。
7. 前記基本キャラクタモデル格納用メモリには、表示させたいオリジナルキャラクタに対応した複数のモデルが格納されている請求項１に記載の画像生成装置。
8. 前記基本キャラクタモデルのデータは、予め前記基本キャラクタモデル格納用メモリに格納されているか、または外部メディアから該基本キャラクタモデル格納用メモリに供給されるか、または通信手段を介して該基本キャラクタモデル格納用メモリに読み込まれる請求項１に記載の画像生成装置。
9. 前記画像データは、前記キャラクタモデルの能力に関する係数をパラメータとして有し、該キャラクタモデルと該係数とをリンクさせて該能力に関する係数を該キャラクタモデルの能力として反映させる請求項１に記載の画像生成装置。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載の画像生成装置を有し、
    該画像生成装置は、前記専用画像を撮像することにより前記基本キャラクタモデルを変換して前記新規キャラクタモデルを生成するためのデータを取得し、該基本キャラクタモデルを変換してゲームに登場する該新規キャラクタの画像データを生成するゲーム装置。
11. 請求項１〜９のいずれかに記載の画像生成装置を用いて新規キャラクタモデルを生成する画像生成方法であって、
    ３Ｄポリゴンモデルである前記基本キャラクタモデルを変換して該新規キャラクタ画像を生成するためのデータであって、該新規キャラクタモデルを生成するためのデータは、
    （１）前記基本キャラクタモデル格納用メモリに格納された複数の基本キャラクタモデルのうち、何れを選択するかを決定するための基本キャラクタ選択用Ｎｏ．データを含むとともに、
    （２）選択された基本キャラクタモデルの形状を変形させるためのディスプレースメントマッピング用データ、
    選択された基本キャラクタモデルの色および模様の少なくともいずれかを変化させるためのテクスチャマッピング用データ、
    選択された基本キャラクタモデルの法線を変化させる法線マッピング用データ、
    選択された基本キャラクタモデルのマテリアルを変化させるマテリアル用データ、
    および、選択された基本キャラクタモデルのシェーディング処理用プログラムを切り替えるシェーディングプログラム切り替え用データの一部または全てのデータを含む前記新規キャラクタモデルを生成するためのデータを、
    印刷物に印刷されているかまたは表示画面に表示された画像データとして有する専用画像を撮像装置によって撮影するステップと、
    該撮像装置で撮影された画像データを、前記画像処理手段によって画像処理して、内部データフォーマットに変換するステップと、
    前記変換データ格納用メモリに該画像処理手段で変換した内部データフォーマットデータを格納するステップと、
    前記基本キャラクタモデル格納用メモリに格納され、該基本キャラクタ選択用Ｎｏ．データに基づいて選択された基本キャラクタモデルに対して、該変換データ格納用メモリに格納された変換データを元に、前記画像表示処理手段によって変換処理を行って該新規キャラクタモデルを生成するステップと、
    該画像表示処理手段で生成された該新規キャラクタモデルを表示画面上に表示するステップとを有する画像生成方法。
12. 請求項１１に記載の画像生成方法の各ステップをコンピュータに実行させるための画像生成プログラム。
13. 請求項１２に記載の画像生成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な可読記録媒体。