JP4624582B2 - 画像生成装置、プログラム及び情報記憶媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、立体視画像の表示に好適な画像生成装置、プログラム及び情報記憶媒体に関する。
【０００２】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、画像生成装置（例えば、ゲーム装置）や映画等の分野において、より臨場感あふれる雰囲気を作り出すため、立体視画像が用いられることがある。立体視画像は、観者（例えば、ゲーム装置の場合はプレーヤ）の左右の眼に対し、それぞれ左眼用及び右眼用の画像を用意し、これら画像の視差により観者の注視点にある物体に立体感を与える。
【０００３】
このような立体視画像を生成する方式としては種々提案されており、原理的には観者の眼の並び方向である左右方向に視差を有する左眼用画像及び右眼用画像を同時に提供することで実現される。
【０００４】
ところで、近年の半導体技術や実装技術等の進歩により電子機器の軽量化、携帯化が進み、携帯電話や携帯型ゲーム機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等は、表示装置として液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display：以下、ＬＣＤと略す。）が採用され、上述した立体視画像を表示することが可能となっている。
【０００５】
しかしながら、例えば携帯型の電子機器の場合、立体視画像が表示される画面が、当該画面に対して垂直な方向の軸回りに回転すると、左眼用画像を見る左眼の視線と右眼用画像を見る右眼の視線とが交わらなくなり、立体視が不可能となる。
【０００６】
本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、画面に垂直な方向の軸回りに画面が回転した場合であっても、観者が立体視可能な画像生成装置、プログラム及び情報記憶媒体を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、画像生成を行う画像生成装置であって、左眼用画像と右眼用画像とに基づいて形成される左右視差により立体視画像を表示する表示手段と、前記表示手段の画面に対して垂直な方向を第１の軸とした場合に、前記画面の第１の軸回りの回転角度を取得する角度取得手段と、取得された回転角度に応じて、前記左眼用画像及び前記右眼用画像のうち少なくとも一方の前記画面上での表示位置を上下方向にずらす画像調整手段とを含むことを特徴とする。
【０００８】
また本発明に係るプログラムは、コンピュータにより使用可能（実行可能）なプログラム（情報記憶媒体又は搬送波に具現化されるプログラム）であって、上記手段をコンピュータに実現させることを特徴とする。
【０００９】
すなわち、コンピュータにより使用可能なプログラムであって、左眼用画像と右眼用画像とに基づいて形成される左右視差により立体視画像を表示する表示手段の画面に対して垂直な方向を第１の軸とした場合に、前記画面の第１の軸回りの回転角度を取得する角度取得手段と、取得された回転角度に応じて、前記左眼用画像及び前記右眼用画像のうち少なくとも一方の前記画面上での表示位置を上下方向にずらす画像調整手段とをコンピュータに実現させることを特徴とする。
【００１０】
また本発明に係る情報記憶媒体は、コンピュータにより使用可能（実行可能）な情報記憶媒体であって、上記手段をコンピュータに実現させるためのプログラムを含むことを特徴とする。
【００１１】
ここで、立体視画像とは、表示手段の観者の着目する物体に立体感を与える画像を意味する。なお、表示させる立体視画像は、３次元空間であるオブジェクト空間において生成されたオブジェクト画像であってもよいし、３次元画像を模した擬似的な２次元画像であってもよい。
【００１２】
また、表示手段の画面とは、上述した立体視画像の表示画面を意味する。
【００１３】
更に、左右視差とは、観者の眼の並び方向の視差をいう。ここで、視差とは同一の物体に対する視線の方向の差をいう。
【００１４】
更にまた、角度取得手段は、ソフトウェア又はハードウェアに関わらず、上述した表示手段の画面に対して垂直な方向の第１の軸回りの回転角度を取得する。このような角度取得手段としては、例えばジャイロセンサのようなハードウェアとしての角速度取得手段で角速度を取得し、これをソフトウェアで積分演算等を行って回転角度を取得するようにしてもよい。
【００１５】
本発明においては、観者の左眼にのみ見える左眼用画像と、観者の右眼にのみ見える右眼用画像とに基づいて、左右視差を形成する立体視画像を表示する場合、この立体視画像を表示する表示手段の画面に対して垂直な方向を第１の軸とし、当該第１の軸回りの回転角度を取得する。そして、画像調整手段により、取得された回転角度に応じて、立体視画像を構成する左眼用画像及び右眼用画像のうち少なくとも一方について、画面上での表示位置を、画面の上下方向にずらす。これにより、左眼用画像のみを見る左眼の視線と、右眼用画像のみを見る右眼の視線とが交わるように調整することができる。
【００１６】
従って、画面が第１の軸回りに回転した場合であっても、観者は、調整された左眼用画像及び右眼用画像により、立体視が可能となる。
【００１７】
また本発明に係る画像生成装置、プログラム及び情報記憶媒体は、前記画像調整手段は、取得された回転角度に応じて、前記画面上での前記左眼用画像及び前記右眼用画像の表示位置の並びが観者の眼の並び方向と平行になるように、前記左眼用画像及び前記右眼用画像のうち少なくとも一方の前記画面上での表示位置をずらすことを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、観者が注目する画面が第１の軸回りに回転した場合、画面と観者の位置関係に依存することなく、画面上での左眼用画像及び右眼用画像の表示位置の並びが観者の眼の並び方向と平行になるように、左眼用画像及び右眼用画像のうち少なくとも一方の画面上での表示位置をずらすようにしたので、左眼用画像を見る観者の左眼の視線と右眼用画像を見る観者の右眼の視線とが交わる状態を常に維持できるようになり、立体視が可能な状態を継続させることができる。
【００１９】
また本発明に係る画像生成装置、プログラム及び情報記憶媒体は、取得された回転角度に応じて、オブジェクト空間での左眼用及び右眼用の仮想カメラの視点設定を行う仮想カメラ設定手段と、前記左眼用及び前記右眼用の仮想カメラを視点として左眼用画像及び右眼用画像を生成する手段とを含むことを特徴とする。
【００２０】
ここで、オブジェクト空間とは、例えば定義点（ポリゴンの頂点或いは自由曲面の制御点など）により形状が特定されるオブジェクトが配置される仮想的な３次元空間をいう。
【００２１】
また、仮想カメラとは、上述したオブジェクト空間における視点を意味する。
【００２２】
本発明によれば、リアルタイム処理によって、オブジェクト空間におけるオブジェクト画像を生成するいわゆる３次元画像の生成処理を適用するようにしたので、画面の回転角度に基づいて設定された視点からの画像を予め用意する必要がなくなると共に、当該画面の変化を滑らかに表現することができ、その変化のバリエーションを多様化させることができる。
【００２３】
また本発明は、画像生成を行う画像生成装置であって、左眼用画像と右眼用画像とに基づいて形成される左右視差により立体視画像を表示する表示手段と、前記表示手段の画面に対して垂直な方向を第１の軸とした場合に、第１の軸回りの回転角度を取得する角度取得手段と、取得された回転角度に応じて、オブジェクト空間での左眼用及び右眼用の仮想カメラの視点設定を行う仮想カメラ設定手段と、前記左眼用及び前記右眼用の仮想カメラを視点とした左眼用画像及び右眼用画像を生成する手段とを含み、前記仮想カメラ設定手段は、取得された回転角度に応じて、前記左眼用及び右眼用の仮想カメラの視点を、前記第１の軸と対応付けられた各仮想カメラの座標系における座標軸回りに回転させることを特徴とする。
【００２４】
また本発明に係るプログラムは、コンピュータにより使用可能（実行可能）なプログラム（情報記憶媒体又は搬送波に具現化されるプログラム）であって、上記手段をコンピュータに実現させることを特徴とする。
【００２５】
すなわち、コンピュータにより使用可能なプログラムであって、左眼用画像と右眼用画像とに基づいて形成される左右視差により立体視画像を表示する表示手段の画面に対して垂直な方向を第１の軸とした場合に、第１の軸回りの回転角度を取得する角度取得手段と、取得された回転角度に応じて、オブジェクト空間での左眼用及び右眼用の仮想カメラの視点設定を行う仮想カメラ設定手段と、前記左眼用及び前記右眼用の仮想カメラを視点とした左眼用画像及び右眼用画像を生成する手段とをコンピュータに実現させ、前記仮想カメラ設定手段は、取得された回転角度に応じて、前記左眼用及び右眼用の仮想カメラの視点を、前記第１の軸と対応付けられた各仮想カメラの座標系における座標軸回りに回転させることを特徴とする。
【００２６】
また本発明に係る情報記憶媒体は、コンピュータにより使用可能（実行可能）な情報記憶媒体であって、上記手段をコンピュータに実現させるためのプログラムを含むことを特徴とする。
【００２７】
本発明によれば、立体視画像が表示される画面を第１の軸回りに回転させた場合、左眼用及び右眼用の仮想カメラを、各仮想カメラ座標系において、取得された回転角度に応じて回転させるようにしたので、画面に表示される左眼用画像及び右眼用画像を観者に対して固定することができ、左眼用画像を見る観者の左眼の視線と、右眼用画像を見る観者の右眼の視線とが交わることになり、立体視が可能となる。また、この場合、例えばゲーム装置のプレーヤが操作する指の力み具合によって筐体を傾けて操作することがあっても、予め立体視が可能な位置を設定しておけば、その操作状況に応じて画面が傾いても、立体視が可能な状態を維持できる。
【００２８】
また本発明に係る画像生成装置、プログラム及び情報記憶媒体は、前記角度取得手段は、前記第１の軸回りの回転角速度を検出する角速度検出手段によって検出された回転角速度に基づいて前記回転角度を取得することを特徴とする。
【００２９】
本発明によれば、角速度検出手段として安価で入手しやすいジャイロセンサを用いて、第１の軸回りの回転角度を取得するようにしたので、画像生成装置の小型軽量化及び低コスト化を図ることができる。
【００３０】
また本発明に係る画像生成装置、プログラム及び情報記憶媒体は、前記取得した回転角度を、時間経過に伴い所与の値に近付ける手段を含む（或いは該手段をコンピュータに実現させる、或いは該手段をコンピュータに実現させるためのプログラムを含む）ことを特徴とする。
【００３１】
本発明によれば、角速度検出手段として安価で入手しやすいジャイロセンサの検出精度が著しく低い場合であっても、装置本体の第１の軸回りの回転角度に応じて、左眼用画像を見る観者の左眼の視線と、右眼用画像を見る観者の右眼の視線とが交わるように立体視画像を表示する画像生成装置を提供することができる。この場合、臨場感あふれる立体視画像の表示と、低コスト化とを両立することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
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。
【００３３】
１． 立体視の原理
本発明が適用された画像生成装置は、観者（例えば、ゲーム装置の場合はプレーヤ）の左右の眼に対し、それぞれ左眼用及び右眼用の画像を用意する。
【００３４】
図１（Ａ）、（Ｂ）に、画像生成装置によって生成される立体視画像の一例を示す。
【００３５】
ここで、画面１０の左右方向をｘ軸、上下方向をｙ軸、画面１０と垂直な方向をｚ軸（ｘ軸及びｙ軸と垂直な軸）とする。
【００３６】
画像生成装置は、立体視画像として図１（Ａ）に示すように、画面１０上に、左眼用画像Ｌと右眼用画像Ｒを表示する。この場合、左眼用画像Ｌは、画面１０の観者の左眼ＥLにのみ見えるようになっており、右眼用画像Ｒは、画面１０の観者の右眼ＥRにのみ見えるようになっている。
【００３７】
これにより、画面１０に表示される立体視画像は、図１（Ｂ）に示すように、左眼ＥLと左眼注視点とを結ぶ視線と、右眼ＥRと右眼注視点とを結ぶ視線との交点１２に位置するように感じられ、立体感のある像が観察されることになる。
【００３８】
ところで、この状態でｚ軸回りに画面１０を回転させると、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すような状態となる。
【００３９】
観者の視点は、立体視画像を表示する画面がｚ軸回りに回転した場合でも、（１）、（２）式に示す座標に固定されている。ここで、図１に示すように左眼ＥLと右眼ＥRの間隔をＤとしている。
【００４０】
左眼ＥLの位置：（-D/2,0,z0） ・・・（１）
右眼ＥRの位置：（ D/2,0,z0） ・・・（２）
この状態で、図２（Ａ）に示すようにｚ軸回りに回転させた場合、この回転に伴い画面１０´にはそのまま左眼用画像Ｌ及び右眼用画像Ｒが表示される。この場合、図２（Ｂ）に示すように、観者の左眼ＥLと左眼用画像Ｌを結ぶ視線と、観者の右眼ＥRと右眼用画像Ｒを結ぶ視線とが交点を持たなくなり、互いにねじれの関係となる。したがって、観者は、この左眼用画像Ｌ及び右眼用画像Ｒによって形成される左右視差に基づく立体視が困難又は不可能となる。
【００４１】
そこで、本発明が適用される画像生成装置では、画面に対して垂直な方向であるｚ軸回りの回転角度を検出し、この回転角度に応じて左眼用画像Ｌと右眼用画像Ｒのいずれか一方若しくは両方の画像を調整することで、観者の左眼ＥLの視線と右眼ＥRの視線との交点を持たせて、立体視が可能となるようにしている。
【００４２】
２． 原理構成
図３に、本発明が適用される画像生成装置の原理構成の概要を示す。
【００４３】
この画像生成装置２０は、画像生成部２２、角度取得部２４、表示部２６を含む。画像生成部２２は、より具体的には左原画像生成部２８、右原画像生成部３０、立体視画像生成部３２を含む。立体視画像生成部３２は、立体視画像調整部３４を含む。
【００４４】
画像生成部２２は、角度取得部２４によって取得されたｚ軸回りの回転角度に応じた立体視画像を生成し、表示部２６に出力する。
【００４５】
画像生成部２２は、より具体的には、角度取得部２４によって取得されたｚ軸回りの回転角度に応じて、表示部２６の観者の左眼と右眼に対して視差を有する立体視画像を生成する。このため左原画像生成部２８は、表示部２６の観者の左眼で見るべき左眼用画像を生成する。また、右原画像生成部３０は、表示部２６の観者の右眼で見るべき右眼用画像を生成する。立体視画像生成部３２は、左原画像生成部２８によって生成された左眼用画像と、右原画像生成部３０によって生成された右眼用原画像とに基づいて、表示部２６に表示される立体視画像を生成する。
【００４６】
立体視画像調整部３４は、角度取得部２４によって取得された回転角度に応じて、生成された立体視画像を構成する左眼用画像及び右眼用画像のうち少なくとも一方の表示部２６の画面上での表示位置や当該画像の視点設定を変更することで立体視画像を調整し、左眼用画像を見る観者の左眼の視線と、右眼用画像を見る観者の右眼の視線とが交わるようにする。
【００４７】
角度取得部２４は、基準位置に対するｚ軸回りの回転角度を取得し、画像生成部２２に出力する。角度取得部２４は、表示部２６と同一筐体内に含まれていなくてもよいが、同一筐体内に含まれる場合には表示部２６には、表示部２６自体（或いは、立体視画像を表示する画面）の回転角度に応じた立体視画像を表示させることが可能となる。
【００４８】
表示部２６は、図１（Ａ）、（Ｂ）に示したように、立体視画像生成部３２によって生成された立体視画像として、表示部２６の観者の左眼には左原画像生成部２８で生成された左眼用画像、当該観者の右眼には右原画像生成部３０で生成された右眼用画像が同時に見えるように表示させる。
【００４９】
すなわち、画像生成装置２０は、立体視画像調整部３４において、角度取得部２４によって取得されるｚ軸回りの回転角度に応じて、左眼用画像及び右眼用画像の表示部２６の画面上での表示位置や、当該画像の視点設定の変更を行うことを特徴としている。
【００５０】
これにより、上述したように観者の左眼ＥL及び右眼ＥRからそれぞれ左眼用画像Ｌ及び右眼用画像Ｒを注視したときの左眼及び右眼の視線の交点を持たせて、立体視を可能にする。したがって、例えば携帯可能な画像生成装置の画面が、ｚ軸回りに回転した場合でも、この画面を見る観者は立体視可能な状態が維持される。
【００５１】
３． 第１の実施形態
図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に、第１の実施形態における立体視画像調整部の動作を説明するための図を示す。
【００５２】
第１の実施形態における画像生成装置の表示部の画面４０は、左眼用画像Ｌと右眼用画像Ｒを表示する。左眼用画像Ｌは、画面４０の観者の左眼ＥLにのみ見えるようになっており、右眼用画像Ｒは、画面４０の観者の右眼ＥRにのみ見えるようになっている。
【００５３】
図４（Ａ）に示す状態では、画面４０の観者の左眼ＥLの視線と、右眼ＥRの視線との交点に像が存在するように見え、立体視が可能となる。
【００５４】
ここで、図４（Ｂ）に示すように画面４０に対して垂直な方向であるｚ軸回りに反時計回りに回転させて画面４２のような状態になった場合、立体視画像を構成する左眼用画像Ｌ及び右眼用画像Ｒをそのまま画面４２に表示すると、左眼用画像Ｌを見る観者の左眼の視線と、右眼用画像Ｒを見る観者の右眼の視線とが交わらなくなる。この結果、観者は、立体視を行うことができなくなる。
【００５５】
そこで、第１の実施形態における立体視画像調整部は、図４（Ｃ）に示すように、図４（Ａ）の状態からｚ軸回りに画面４０を回転させた場合、その回転角度に応じて、左眼用画像Ｌ及び右眼用画像Ｒのうち少なくとも一方を、画面４２の上下方向であるｙ軸方向にずらすようにしている。
【００５６】
こうすることで、画面４０に表示される左眼用画像Ｌを見る観者の左眼の視線と、右眼用画像Ｒを見る観者の右眼の視線とが交点をもつ状態を維持できるようになり、観者の立体視が可能な状態を継続させることができる。
【００５７】
３．１ ゲーム装置
３．１．１ 外観
図５に、第１の実施形態における画像生成装置を適用したゲーム装置の外観正面図を示す。
【００５８】
第１の実施形態のゲーム装置（広義には、画像生成装置）５０は、図３に示した構成の画像生成装置を含み、更に、携帯可能な筐体５２の正面側に配置される画面５４、左操作部５６、右操作部５８を含む。
【００５９】
ここでは、説明の便宜上、画面５４の左右方向をｘ軸、画面５４の上下方向をｙ軸、画面５４と垂直な方向（ｘ軸及びｙ軸と垂直な方向）をｚ軸とする。
【００６０】
画面５４は、上述した立体視画像が表示されるＬＣＤを含み、立体視画像を構成する左眼用画像及び右眼用画像が表示される。観者は、左眼でこの左眼用画像、右眼でこの右眼用画像を見る。
【００６１】
左操作部５６及び右操作部５８は、それぞれ１又は複数の押下ボタンにより構成される。これら左操作部５６及び右操作部５８は、プレーヤが例えば筐体５２を両手で把持した状態で、プレーヤの左手の指及び右手の指でそれぞれ操作可能となるように配置される。
【００６２】
このゲーム装置５０は、図５に示したｚ軸回りの回転角度を求め、求められた回転角度に応じて、画面５４に表示される左眼用画像及び右眼用画像のうち少なくとも一方の画面５４での表示位置をずらす。
【００６３】
３．１．２ 機能ブロック構成
図６に、第１の実施形態のゲーム装置の機能ブロック図の一例を示す。
【００６４】
なお同図において、第１の実施形態は、少なくとも処理部１００、表示部１９０、角速度検出部１９８を含めばよく、それ以外のブロック（例えば、操作部１６０、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。
【００６５】
ここで処理部１００は、装置全体の制御、装置内の各ブロックへの命令の指示、ゲーム処理、画像処理、又は音処理等の各種の処理を行うものであり、図３に示す画像生成部２２の機能を含み、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）等のハードウェアや、所与のプログラム（ゲームプログラム）により実現できる。
【００６６】
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、図５に示した左操作部５６、右操作部５８を含み、その機能は、レバー、ボタン、マイク等のハードウェアにより実現できる。
【００６７】
主記憶部１７０は、処理部１００や通信部１９６等のワーク領域となるもので、その機能はＲＡＭ等のハードウェアにより実現できる。
【００６８】
情報記憶媒体（コンピュータにより使用可能（実行可能）な記憶媒体）１８０は、プログラムやデータ等の情報を格納するものであり、その機能はハードディスク、或いはメモリ（ＲＯＭ）等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（第１の実施形態）の種々の処理を行う。すなわち情報記憶媒体１８０には、本発明（第１の実施形態）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（プログラム或いはデータ）が格納される。
【００６９】
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、装置への電源導入時等に主記憶部１７０に転送されることになる。また情報記憶媒体１８０には、本発明の処理を行うためのプログラム、画像データ、音データ、表示物の形状データ、本発明の処理を指示するための情報、或いはその指示にしたがって処理を行うための情報等を含ませることができる。
【００７０】
表示部１９０は、第１の実施形態により生成された画像を出力するものであり、図５に示す画面５４を含み、その機能は、左眼用画像及び右眼用画像とに基づいて形成される左右視差による立体視が可能なＬＣＤ等のハードウェアにより実現できる。
【００７１】
音出力部１９２は、第１の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、スピーカ等のハードウェアにより実現できる。
【００７２】
携帯型情報記憶装置１９４は、プレーヤの個人データやゲームのセーブデータ等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、メモリカード等を考えることができる。
【００７３】
通信部１９６は、外部（例えばホスト装置や他のゲーム装置）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等のハードウェアや、プログラム等により実現できる。
【００７４】
角速度検出部１９８は、基準位置から、図５に示すｚ軸回りの回転角速度を検出するものであり、ジャイロセンサ等のハードウェアにより実現できる。検出された回転角速度は、積分演算により回転角度として把握される。ここではジャイロセンサを採用することにより、装置の低コスト化を図ることが可能となる。ただし、例えば磁気センサによる絶対角度の検出のように、基準位置からの図５に示すｚ軸回りの回転角度を安価な構成で検出できるのであれば、角速度検出部に代えて角度取得部を含め、角度演算部を除去するようにしてもよい。
【００７５】
なお本発明（第１の実施形態）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）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）の情報記憶媒体の使用も本発明の範囲内に含まれる。
【００７６】
処理部１００（プロセッサ）は、ゲーム処理部１１０、画像生成部１２０、角度演算部１３０を含む。
【００７７】
ゲーム処理部１１０は、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（１又は複数のプリミティブ面）の位置やオブジェクト空間における回転角度（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）、オブジェクト空間における視点の位置（仮想カメラの位置）や視線角度（仮想カメラの回転角度）を求める処理、マップオブジェクト等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(結果、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等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からの個人データや、保存データや、ゲームプログラム等に基づいて行う。
【００７８】
ここで、オブジェクト空間とは、例えば定義点（ポリゴンの頂点或いは自由曲面の制御点など）により形状が特定されるオブジェクトが配置される仮想的な３次元空間をいう。
【００７９】
また、仮想カメラとは、上述したオブジェクト空間における視点を意味する。
【００８０】
第１の実施形態において、立体視画像を構成する左眼用画像及び右眼用画像は、オブジェクト空間に視点設定された左眼用の仮想カメラＣL、右眼用の仮想カメラＣRから、オブジェクト空間に配置されるオブジェクトを見たオブジェクト画像として生成される。
【００８１】
図７に、このゲーム処理部によってオブジェクト空間に視点設定された左眼用仮想カメラＣL及び右眼用仮想カメラＣRを模式的に示す。
【００８２】
画像生成部２２では、図７に示すように、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の座標軸で特定される仮想的な３次元空間であるオブジェクト空間が定義されている。このオブジェクト空間の所与の座標に、ローカル座標上で定義された図７に示すオブジェクトＯＢが位置している。このオブジェクトＯＢは、例えば１又は複数のポリゴンから構成される。
【００８３】
オブジェクト空間には、オブジェクトＯＢに対し、所与の視差を有するように、左眼用画像を生成するための左眼用仮想カメラＣL、右眼用画像を生成するための仮想カメラＣRが設定される。左眼用仮想カメラＣLには、カメラ座標系としてｘL軸、ｙL軸、ｚL軸が定義される。右眼用仮想カメラＣRには、カメラ座標系としてｘR軸、ｙR軸、ｚR軸が定義される。
【００８４】
左眼用画像は、左眼用仮想カメラＣLを視点として、オブジェクト空間に配置されたオブジェクトＯＢのオブジェクト画像として生成される。右眼用画像は、右眼用仮想カメラＣRを視点として、オブジェクト空間に配置されたオブジェクトＯＢのオブジェクト画像として生成される。
【００８５】
第１の実施形態では、このような左眼用画像及び右眼用画像を生成するための左眼用仮想カメラＣL、右眼用仮想カメラＣRの視点設定を、画面のｚ軸回りの回転角度に応じて左眼用仮想カメラＣL´、右眼用仮想カメラＣR´に変更することで、観者の立体視可能な状態を維持するようにしている。このような視点設定の変更を伴う左眼用画像及び右眼用画像の生成は、画像生成部１２０により行われる。
【００８６】
画像生成部１２０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い、上述したようにオブジェクト空間内で左眼用及び右眼用の仮想カメラ（視点）から見える左眼用画像及び右眼用画像を生成し、これらに基づいて生成される立体視画像を表示部１９０に出力する。その際、角度演算部１３０によって演算された回転角度に基づいて、例えばオブジェクト空間内で左眼用及び右眼用の仮想カメラ（視点）を設定し、これらから見える左眼用画像及び右眼用画像を生成する。
【００８７】
角度演算部１３０は、角速度検出部１９８によって検出されたゲーム装置の図５に示すｚ軸回りの回転角速度に基づいて、基準位置からの回転角度を演算して求める。より具体的には、角度演算部１３０は、角速度検出部１９８によって検出された回転角速度に対して積分演算を行って回転角度を取得する。この回転角度は、画像生成部１２０において、立体視画像を構成する左眼用画像、右眼用画像を変更するために用いられる。
【００８８】
更に、処理部１００は、上記のゲーム処理結果に基づいて各種の音処理を行い、ＢＧＭ、効果音、又は音声等の音を生成し、音出力部１９２に出力する。
【００８９】
なお、処理部１００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。
【００９０】
画像生成部１２０は、ジオメトリ処理部１２２、描画（レンダリング）部１２４、立体視画像処理部１２６を含む。
【００９１】
ジオメトリ処理部１２２は、座標変換、クリッピング処理、透視変換、或いは光源計算等の種々のジオメトリ処理（３次元演算）を行う。そして、第１の実施形態では、オブジェクト空間における左眼用及び右眼用の仮想カメラの位置を、角度演算部１３０で求められた回転角度に応じて設定し、この設定した左眼用及び右眼用の仮想カメラそれぞれを視点として上述のジオメトリ処理を行い、同一フレームにおいて２種類のジオメトリ処理後（透視変換後）のオブジェクトデータ（オブジェクトの頂点座標、頂点テクスチャ座標、或いは輝度データ等）が、主記憶部１７０に格納される。
【００９２】
描画部１２４は、左眼用及び右眼用の画像それぞれについて、ジオメトリ処理後（透視変換後）のオブジェクトデータと、所与のテクスチャとに基づいて、オブジェクトをフレームバッファに描画する。これにより、オブジェクトが移動するオブジェクト空間において、左眼用及び右眼用仮想カメラ（視点）から見える画像が描画（生成）される。
【００９３】
立体視画像処理部１２６は、図３に示した立体視画像調整部３４を含む立体視画像生成部３２の機能を有する。すなわち、立体視画像処理部１２６は、上述した左眼用及び右眼用仮想カメラを視点として生成されたオブジェクト画像である左眼用画像及び右眼用画像から、表示部１９０のＬＣＤに立体視画像を表示するための立体視画像情報を生成する。
【００９４】
なお、本実施形態のゲーム装置は、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を備えるシステムにしてもよい。
【００９５】
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）等で接続された複数の端末を用いて生成してもよい。
【００９６】
３．１．３ 回転角度取得
第１の実施形態におけるゲーム装置は、角速度検出部１９８によって検出される回転角速度に基づく回転角度に応じて、立体視画像を構成する左眼用画像及び右眼用画像のうち少なくとも一方の画面上での表示位置を変更することができる。
【００９７】
そのため、第１の実施形態におけるゲーム装置は、角速度検出部１９８としてジャイロセンサが設けられ、図５に示すｚ軸回りの回転角速度ωｚを検出する。ゲーム装置のｚ軸回りの回転角度θｚは、この回転角速度ωｚを積分することにより求められる。
【００９８】
ところで、角速度検出部１９８としてのジャイロセンサは、一般に携帯型ゲーム装置に適用できるものは検出精度が低い。すなわち、小型軽量化と低コストとを両立させるジャイロセンサの検出精度は低いのが現状である。
【００９９】
図８に、このような検出精度の低いジャイロセンサにより検出される回転角速度ωｚとこれによって生成される回転角度θｚの変化を示す。
【０１００】
時間経過に伴い、図５に示す筐体５２をｚ軸回りに回転させると、角速度検出部１９８としてのジャイロセンサによって、その回転角速度ωｚが検出される。例えば、ある時間ｔ１において回転を停止した場合、本来は回転角速度ωｚが０になるべきにもかかわらず、ジャイロセンサの検出精度に起因したある微小な回転角速度ωｚが検出されてしまう場合がある。
【０１０１】
上述したように回転角度θｚは、回転角速度ωｚを積分したものであるため、時間ｔ１以降はＡ１のように固定値になるべきにもかかわらず、微小な回転角速度ωｚが積分され、Ａ２のように次第に回転角度が変化してしまう。
【０１０２】
したがって、このような回転角度θｚに基づいて、左眼用画像若しくは右眼用画像の画面上での表示位置を変更してしまうと、観者が筐体５２をｚ軸回りに回転させていないにもかかわらず、画面に表示される左眼用画像若しくは右眼用画像の表示位置の並びが次第に変化することになる。その結果、当初は立体視が可能であった観者が、次第に立体視が不可能になってしまう場合がある。
【０１０３】
そこで、第１の実施形態におけるゲーム装置の角度演算部１３０では、角速度検出部１９８によって検出された回転角速度ωｚを積分演算して求められた回転角度θｚの値を常にゆっくりと時間経過に伴って所与の値（例えば、０）に近付けることによって、検出精度の低いジャイロセンサを角速度検出部１９８として適用した場合であっても、ジャイロセンサの検出精度に依存することなく、ゲームの面白みを増大させることができるようになっている。
【０１０４】
図９に、検出精度の低いジャイロセンサにより検出される回転角速度ωｚと、これに基づいて第１の実施形態における角度演算部１３０によって演算された回転角度θｚの変化を示す。
【０１０５】
時間経過に伴い、図５に示す筐体５２をｚ軸回りに回転させると、角速度検出部１９８としてのジャイロセンサによって、その回転角速度ωｚが検出される。例えば、ある時間ｔ１において回転を停止した場合、本来は回転角速度ωｚが０になるべきにもかかわらず、ジャイロセンサの検出精度に起因したある微小な回転角速度ωｚが検出されてしまう場合がある。
【０１０６】
しかしながら、第１の実施形態では、常に回転角度θｚをゆっくり０に近付けるようにしているため、回転角速度ωｚを積分した回転角度θｚについて、時間ｔ１以降においてＡ１のようにならず、Ｂ１のように変化する。
【０１０７】
例えば、取得された回転角度θｚについて、（３）式に示すように所与の関数ｆにしたがって回転角度θｚを０に近付ける。
【０１０８】
θｚ＝ｆ（θｚ） ・・・（３）
また、（４）式に示すように１未満の定数の乗算により回転角度θｚの絶対値が０に近付くようにしてもよい。
【０１０９】
θｚ＝β・θｚ （０＜β＜１、βは定数） ・・・（４）
このように、回転角度θｚを０に近付けるようにすることによって、角速度検出部１９８としてのジャイロセンサの誤差により次第に正しい値からずれてしまうのを防ぐことができる。
【０１１０】
第１の実施形態におけるゲーム装置は、所与のフレーム周期で、このようにして角度演算部１３０により求められたｚ軸回りの回転角度θｚに応じて、画像生成部１２０においてオブジェクト空間における左眼用及び右眼用の仮想カメラを設定し、ジオメトリ処理部１２２においてジオメトリ処理された後、描画部１２４でこれに基づくオブジェクト画像が生成される。
【０１１１】
こうして生成された左眼用画像及び右眼用画像は、立体視画像処理部１２６において、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すような立体視画像が生成される。
【０１１２】
３．１．４ ｚ軸回りの回転角度取得
第１の実施形態では、画面と垂直な方向であるｚ軸回りの回転角度を取得し、図４（Ｃ）に示すように、当該回転角度に応じて立体視画像を構成する左眼用画像Ｌと右眼用画像Ｒのうち少なくとも一方を、その画面上での表示位置を、上下方向（ｙ軸方向）にずらすことによって、観者の左眼ＥLの視線と右眼ＥRの視線との交点を持たせて、立体視が可能となるようにしている。
【０１１３】
より具体的には、第１の実施形態では、オブジェクト空間において左眼用画像Ｌ及び右眼用画像Ｒを生成するための左眼用仮想カメラＣL及び右眼用仮想カメラＣRの位置を、ｚ軸回りの回転角度に応じた位置に設定する。したがって、これら仮想カメラにより生成された立体視画像によって、表示される立体視画像の観者の左眼ＥLの視線と右眼ＥRの視線の交点を持たせることができ、観者による立体視が可能となるようにしている。
【０１１４】
図１０（Ａ）、（Ｂ）に、このような立体視画像調整を行うために取得するｚ軸回りの回転角度の一例を示す。
【０１１５】
画面５４が、筐体５２をｚ軸回りに回転させて、画面２５０の状態となった場合、角速度検出部１９８及び角度演算部１３０により、画面５４の中心点におけるｚ軸回りの回転角度θｚを取得する。
【０１１６】
このｚ軸回りの回転角度θｚは、図９に示したように角速度検出部１９８によって検出された回転角度速ωｚを、角度演算部１３０によって積分され、更に常に所与の値（例えば０）に近付けるようにして求められたものである。
【０１１７】
そして、処理部１００において、当該回転角度θｚに応じて、画面５４の場合のオブジェクト空間における左眼用仮想カメラＣL、右眼用仮想カメラＣRの位置を、図１０（Ｂ）に示すように、（５）、（６）式で表されるオブジェクト空間における左眼用仮想カメラＣL´、右眼用仮想カメラＣR´の位置に変更する。
【０１１８】
左眼用仮想カメラＣL´の位置：（-D/2・cos θz, D/2・sin θz,z0）・・・（５）
右眼用仮想カメラＣR´の位置：（ D/2・cos θz,-D/2・sin θz,z0）・・・（６）
この結果、左眼用仮想カメラＣL´には、図１０（Ｂ）に示すｘL´軸、ｙL´軸、ｚL´軸（図示せず）によりカメラ座標系が定義される。同様に、右眼用仮想カメラＣR´には、図１０（Ｂ）に示すｘR´軸、ｙR´軸、ｚR´軸（図示せず）によりカメラ座標系が定義される。
【０１１９】
したがって、画面２５４において表示される右眼用画像Ｒは、図４（Ｃ）のように画面２５４の上方向に移動させ、左眼用画像Ｌは画面２５４の下方向に移動させることができる。これにより、左眼用画像Ｌと右眼用画像Ｒは、画面２５４において観者の眼の並び方向と平行になるように表示されるため、左眼用画像Ｌを見る観者の左眼の視線と、右眼用画像Ｒを見る観者の右眼の視線とが交わるようになる。すなわち、ｚ軸回りに筐体５２を回転させた場合でも、左右視差を有する立体視画像の観者の左眼ＥLの視線と右眼ＥRの視線とは交点を持ち、立体視が可能となる。
【０１２０】
３．１．５ 処理例
次に、上述した第１の実施形態の処理の詳細例について、フローチャートを用いて説明する。
【０１２１】
図１１に、第１の実施形態におけるｚ軸回りの回転角度θｚに応じた立体視画像の生成処理の一例を示す。
【０１２２】
まず、処理部１００は、角速度検出部１９８によって検出されるｚ軸回りの回転角速度ωｚを取り出し、角度演算部１３０において積分演算を行ってｚ軸回りの回転角度θｚを取得する（ステップＳ１０）。
【０１２３】
次に、当該回転角度θｚに応じて、オブジェクト空間における左眼用及び右眼用仮想カメラの位置を設定する（ステップＳ１１）。すなわち、左眼用及び右眼用仮想カメラの位置を、（５）、（６）式に示す座標に設定する。
【０１２４】
そして、ジオメトリ処理部１２２、描画部１２４により、ステップＳ１１で設定したオブジェクト空間における左眼用及び右眼用仮想カメラの位置からの画像を生成する（ステップＳ１２）。
【０１２５】
続いて、立体視画像処理部１２６により、図４（Ｃ）に示すような立体視可能な立体視画像として表示部１９０の画面に表示させる（ステップＳ１３）。
【０１２６】
そして、所与の終了操作の有無を判別し（ステップＳ１４）、終了操作がなかったと判別されたとき（ステップＳ１４：Ｎ）、ステップＳ１０に戻る。
【０１２７】
一方、所与の終了操作があったと判別されたとき（ステップＳ１４：Ｙ）、一連の処理を終了する（エンド）。
【０１２８】
このように第１の実施形態によれば、左右方向の視差による立体視が可能な立体視画像を、表示部の画面のｚ軸回りの回転角度に応じて左眼用画像及び右眼用画像のうち少なくとも一方を画面上の上下方向に表示位置を変更するようにしたので、左眼用画像を見る観者の左眼の視線と、右眼用画像を見る観者の右眼の視線とが交点を持つことができ、立体視が困難となることがない。
【０１２９】
なお、第１の実施形態では、オブジェクト空間において左眼用画像Ｌ及び右眼用画像Ｒを生成するための左眼用仮想カメラＣL及び右眼用仮想カメラＣRの位置を変更するようにしているが、単にｚ軸回りの回転角度に応じて左眼用画像Ｌ及び右眼用画像Ｒのいずれか一方、若しくは両方を画面２５０の上下方向における表示位置を図４（Ｃ）に示すように変更するようにしてもよい。
【０１３０】
また、例えば左眼用画像Ｌ若しくは右眼用画像Ｒとして、３次元画像を模した擬似的な２次元画像であってもよい。この場合、立体視画像を生成する処理コストを低減させることが可能となる。
【０１３１】
また、第１の実施形態では、立体視画像を構成する左眼用画像Ｌと右眼用画像Ｒを観者の眼の並び方向と平行になるようにずらすようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、観者の眼の並びの方向が一般的に水平であることを前提として、左眼用画像Ｌ及び右眼用画像Ｒのうち少なくとも一方をずらして、左眼用画像Ｌ及び右眼用画像Ｒの画面上での表示位置の並びが水平となるようにしてもよい。
【０１３２】
４． 第２の実施形態
第１の実施形態では、筐体５２をｚ軸回りに回転させた場合、オブジェクト空間における仮想カメラの視点設定を変更することで、画面５４において表示される左眼用画像Ｌ及び右眼用画像Ｒの各表示位置を変更するようにしていた。したがって、観者が注視する立体視画像は画面５４上での表示位置が（少なくともｙ軸方向に）移動してしまうが、左眼用画像を見る観者の左眼の視線と、右眼用画像を見る観者の右眼の視線とが交点を持つことができるので、立体視が可能となっていた。
【０１３３】
これに対して第２の実施形態では、画面をｚ軸回りに回転させた場合、表示される左眼用画像Ｌ及び右眼用画像Ｒを、常に観者に対して固定するように視点設定を行うことで、左眼用画像のみを見る左眼の視線と右眼用画像のみを見る右眼の視線とが交点を持つような状態を維持して、立体視を可能とすることを特徴としている。
【０１３４】
図１２（Ａ）、（Ｂ）に、第２の実施形態における立体視画像調整部の動作を説明するための図を示す。
【０１３５】
第２の実施形態における画像生成装置の表示部の画面２７０は、左眼用画像Ｌと右眼用画像Ｒを表示する。左眼用画像Ｌは、画面２７０の観者の左眼ＥLにのみ見えるようになっており、右眼用画像Ｒは、画面２７０の観者の右眼ＥRにのみ見えるようになっている。
【０１３６】
この状態では、画面２７０の観者の左眼ＥLの視線と、右眼ＥRの視線との交点に像が存在するように見え、立体視が可能となる。
【０１３７】
ここで、図１２（Ｂ）に示すように画面２７０に対して垂直な方向であるｚ軸を中心に反時計回りに回転させて画面２７２のような状態となった場合、左眼用画像Ｌを生成するための仮想カメラＣL、右眼用画像Ｒを生成するための仮想カメラＣRの視点設定を、取得されたｚ軸回りの回転角度θｚに応じて各仮想カメラ座標系で回転させる。これにより、画面２７２に表示される左眼用画像Ｌと右眼用画像Ｒは、観者に対する向きを変えずに、立体視画像を表示することができるようになる。この結果、左眼用画像を見る観者の左眼の視線と、右眼用画像を見る観者の右眼の視線とが交点を持つことができるので、画面２７０を回転させた状態でも、観者は立体視が可能となる。
【０１３８】
図１３に、第２の実施形態におけるオブジェクト空間において左眼用及び右眼用仮想カメラが視点設定された状態を模式的に示す。
【０１３９】
画像生成部２２では、図１３に示すように、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の座標軸で特定される仮想的な３次元空間であるオブジェクト空間が定義されている。このオブジェクト空間の所与の座標に、ローカル座標上で定義された図１３に示すオブジェクトＯＢが位置している。このオブジェクトＯＢは、例えば１又は複数のポリゴンから構成される。
【０１４０】
オブジェクト空間には、オブジェクトＯＢに対し、所与の視差を有するように、左眼用画像を生成するための左眼用仮想カメラＣL、右眼用画像を生成するための仮想カメラＣRが設定される。左眼用仮想カメラＣLには、カメラ座標系としてｘL軸、ｙL軸、ｚL軸が定義される。右眼用仮想カメラＣRには、カメラ座標系としてｘR軸、ｙR軸、ｚR軸が定義される。
【０１４１】
左眼用画像は、左眼用仮想カメラＣLを視点として、オブジェクト空間に配置されたオブジェクトＯＢのオブジェクト画像として生成される。右眼用画像は、右眼用仮想カメラＣRを視点として、オブジェクト空間に配置されたオブジェクトＯＢのオブジェクト画像として生成される。
【０１４２】
第２の実施形態では、このような左眼用画像及び右眼用画像を生成するための左眼用仮想カメラＣL、右眼用仮想カメラＣRの視点設定を、画面のｚ軸回りの回転角度に応じて左眼用仮想カメラＣL´、右眼用仮想カメラＣR´に視点設定を変更することで、観者の立体視可能な状態を維持するようにしている。
【０１４３】
より具体的には、画像生成部が、画面のｚ軸回りの回転角度に応じて、左眼用及び右眼用仮想カメラＣL、ＣRの位置及び角度を設定する。このような視点設定が行われた左眼用及び右眼用仮想カメラＣL´、ＣR´は、それぞれローカルで仮想カメラ座標系（ｘL´、ｙL´、ｚL´）、（ｘR´、ｙR´、ｚR´）を有している。
【０１４４】
画像生成部は、このように視点設定された左眼用及び右眼用仮想カメラＣL´、ＣR´から見たオブジェクトＯＢの画像を生成し、それぞれ左眼用画像Ｌ、右眼用画像Ｒとして表示部の画面に表示する。
【０１４５】
図１４（Ａ）、（Ｂ）に、第２の実施形態において立体視画像調整を行うために取得するｚ軸回りの回転角度の一例を示す。
【０１４６】
画面２７０が、筐体をｚ軸回りに回転させて、画面２７２の状態となった場合、角速度検出部及び角度演算部により、画面２７０に対して垂直な方向のｚ軸回りの回転角度θｚを取得する。
【０１４７】
このｚ軸回りの回転角度θｚは、第１の実施形態と同様に、角速度検出部によって検出された回転角度速ωｚを、角度演算部によって積分し、更に常に所与の値（例えば０）に近付けるようにすることで求められる。
【０１４８】
そして、当該回転角度θｚに応じて、オブジェクト空間における左眼用仮想カメラＣL、右眼用仮想カメラＣRの向きを図１４（Ｂ）に示すように変更する。
【０１４９】
この結果、画面２７２において表示される左眼用画像Ｌ及び右眼用画像Ｒは、図１２（Ｂ）に示すように水平方向に並んで表示される。これにより、画面２７２に表示される左眼用画像Ｌと右眼用画像Ｒは、観者に対する向きを変えることなく、左眼用画像Ｌを見る観者の左眼の視線と、右眼用画像Ｒを見る観者の右眼の視線とが交わる状態が維持される。
【０１５０】
第２の実施形態では、取得された画面のｚ軸回りの回転角度θｚに応じて、左眼用及び右眼用仮想カメラについて、各仮想カメラ座標系で回転させる。より具体的には、仮想カメラＣLの座標系において、画面のｚ軸と対応付けられるｚL軸回りに、取得されたｚ軸回りの回転角度だけ回転させる。また、仮想カメラＣRの座標系において、画面のｚ軸と対応付けられるｚR軸回りに、取得されたｚ軸回りの回転角度だけ回転させる。
【０１５１】
図１５（Ａ）、（Ｂ）に、取得されたｚ軸回りの回転角度θｚに応じて仮想カメラ座標系で各仮想カメラを回転させたときの立体視画像の一例を示す。
【０１５２】
すなわち、各仮想カメラからの画像は、画面２７２に表示された場合、観者に対して位置及び向きが変化しない。したがって、図１５（Ｂ）に示すように、左眼ＥLと注視点とを結ぶ視線と、右眼ＥRと注視点とを結ぶ視線との交点２８２に位置するように感じられる像が観察されることになる。
【０１５３】
第２の実施形態における画像生成装置についても、第１の実施形態と同様にゲーム装置に適用することができる。その構成及び動作は、図５乃至図８に示した第１の実施形態と同様のため、その図示及び説明を省略する。
【０１５４】
第２の実施形態が、第１の実施形態が異なる点は、立体視画像調整部の動作が異なる。
【０１５５】
４．１ 処理例
図１６に、第２の実施形態におけるｚ軸回りの回転角度θｚに応じた立体視画像の生成処理の一例を示す。
【０１５６】
まず、処理部は、角速度検出部によって検出されるｚ軸回りの回転角速度ωｚを取り出し、角度生成部において積分演算を行ってｚ軸回りの回転角度θｚを取得する（ステップＳ２０）。
【０１５７】
次に、オブジェクト空間において設定された左眼用及び右眼用仮想カメラを、それぞれ各仮想カメラ座標系においてｚ軸と対応付けられたｚL軸及びｚR軸回りに、取得された回転角度の回転方向と反対方向に当該回転角度θｚだけ回転させて、視点設定を行う（ステップＳ２１）。
【０１５８】
そして、ジオメトリ処理部、描画部により、ステップＳ２１で設定したオブジェクト空間における左眼用及び右眼用仮想カメラの位置からの画像を生成する（ステップＳ２２）。
【０１５９】
続いて、立体視画像処理部により、図１５（Ａ）に示す立体視表示可能な立体視画像として表示部の画面に表示させる（ステップＳ２３）。
【０１６０】
そして、所与の終了操作の有無を判別し（ステップＳ２４）、終了操作がなかったと判別されたとき（ステップＳ２４：Ｎ）、ステップＳ２０に戻る。
【０１６１】
一方、所与の終了操作があったと判別されたとき（ステップＳ２４：Ｙ）、一連の処理を終了する（エンド）。
【０１６２】
このように第２の実施形態によれば、立体視画像が表示される画面をｚ軸回りに回転させた場合、左眼用及び右眼用の仮想カメラを、各仮想カメラ座標系のｚ軸回りに、取得された回転角度に応じて回転させるようにした。これにより、画面に表示される左眼用画像Ｌ及び右眼用画像Ｒを観者に対して固定することができるので、左眼用画像を見る観者の左眼の視線と、右眼用画像を見る観者の右眼の視線とが交わるようにすることができ、立体視を可能とすることができる。
【０１６３】
また、この場合、例えばゲーム装置のプレーヤが操作する指の力み具合によって筐体を傾けて操作することがあっても、予め立体視が可能な位置を設定しておけば、その操作具合によって画面が傾いても、正常な立体視が維持できる。
【０１６４】
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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
また、第１及び第２の実施形態では、取得するｚ軸回りの回転角度θｚを、画面の中心位置を基準に取得するものとして説明したが、これに限定されるものではない。要は、画面の所定の位置を基準に、ｚ軸回りの回転角度θｚ又はこれに対応する回転角度を取得できればよい。
【０１６７】
更に、第１及び第２の実施形態では、オブジェクト空間における３次元画像を生成するものとして説明したが、これに限定されるものではない。左眼用画像及び右眼用画像として、３次元画像を模した擬似的な２次元画像であって、リアルタイム処理することなく、予め用意された複数の画像を切り替えるようにしてもよい。
【０１６８】
更にまた、第１及び第２の実施形態の表示部として、立体視画像の表示方式として、パララックスバリア方式、レンティキュラ方式、液晶シャッターや偏光眼鏡を用いた表示装置を適用することができる。
【０１６９】
また、第１及び第２の実施形態ではゲーム装置として説明したが、これに限定されるものではない。例えば携帯電話機やＰＤＡにも同様に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）、（Ｂ）は、画像生成装置によって生成される立体視画像の一例を示す説明図である。
【図２】図２（Ａ）、（Ｂ）は、ｚ軸回りに回転させた場合の画面に表示される立体視画像の一例を示す説明図である。
【図３】本発明が適用される画像生成装置の原理構成の概要を示す構成図である。
【図４】図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、第１の実施形態における立体視画像調整部の動作を説明するための説明図である。
【図５】第１の実施形態における画像生成装置を適用したゲーム装置の外観正面図である。
【図６】第１の実施形態のゲーム装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図７】オブジェクト空間において左眼用及び右眼用仮想カメラが視点設定された状態を模式的に示す模式図である。
【図８】検出精度の低いジャイロセンサにより検出される回転角速度とこれによって生成される回転角度の変化を示す説明図である。
【図９】検出精度の低いジャイロセンサにより検出される回転角速度と、これに基づいて第１の実施形態における角度演算部によって演算された回転角度の変化を示す説明図である。
【図１０】図１０（Ａ）、（Ｂ）は、第１の実施形態において、立体視画像調整を行うために取得するｚ軸回りの回転角度の一例を示す説明図である。
【図１１】第１の実施形態におけるｚ軸回りの回転角度に応じた立体視画像の生成処理の一例を示すフローチャートである。
【図１２】図１２（Ａ）、（Ｂ）は、第２の実施形態における立体視画像調整部の動作を説明するための説明図である。
【図１３】第２の実施形態におけるオブジェクト空間において左眼用及び右眼用仮想カメラが視点設定された状態を模式的に示す模式図である。
【図１４】図１４（Ａ）、（Ｂ）は、第２の実施形態において、立体視画像調整を行うために取得するｚ軸回りの回転角度の一例を示す説明図である。
【図１５】図１５（Ａ）、（Ｂ）は、取得されたｚ軸回りの回転角度に応じて仮想カメラ座標系で各仮想カメラを回転させたときの立体視画像の一例を示す説明図である。
【図１６】第２の実施形態におけるｚ軸回りの回転角度に応じた立体視画像の生成処理の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０、４０、４２、５４、２５０、２７０、２７２ 画面
２０ 画像生成装置
２２、１２０ 画像生成部
２４ 角度取得部
２６、１９０ 表示部
２８ 左原画像生成部
３０ 右原画像生成部
３２ 立体視画像生成部
３４ 立体視画像調整部
５０ ゲーム装置
５２ 筐体
５６ 左操作部
５８ 右操作部
１００ 処理部
１１０ ゲーム処理部
１２２ ジオメトリ処理部
１２４ 描画部
１２６ 立体視画像処理部
１３０ 角度演算部
１６０ 操作部
１７０ 主記憶部
１８０ 情報記憶媒体
１９２ 音出力部
１９４ 携帯型情報記憶装置
１９６ 通信部
１９８ 角速度検出部
２８０ オブジェクト
ＣL 左眼用仮想カメラ
ＣR 右眼用仮想カメラ
ＥL 左眼
ＥR 右眼
Ｌ 左眼用画像
Ｒ 右眼用画像
θｚ 回転角度
ωｚ 回転角速度
【発明の属する技術分野】
本発明は、立体視画像の表示に好適な画像生成装置、プログラム及び情報記憶媒体に関する。
【０００２】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、画像生成装置（例えば、ゲーム装置）や映画等の分野において、より臨場感あふれる雰囲気を作り出すため、立体視画像が用いられることがある。立体視画像は、観者（例えば、ゲーム装置の場合はプレーヤ）の左右の眼に対し、それぞれ左眼用及び右眼用の画像を用意し、これら画像の視差により観者の注視点にある物体に立体感を与える。
【０００３】
このような立体視画像を生成する方式としては種々提案されており、原理的には観者の眼の並び方向である左右方向に視差を有する左眼用画像及び右眼用画像を同時に提供することで実現される。
【０００４】
ところで、近年の半導体技術や実装技術等の進歩により電子機器の軽量化、携帯化が進み、携帯電話や携帯型ゲーム機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等は、表示装置として液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display：以下、ＬＣＤと略す。）が採用され、上述した立体視画像を表示することが可能となっている。
【０００５】
しかしながら、例えば携帯型の電子機器の場合、立体視画像が表示される画面が、当該画面に対して垂直な方向の軸回りに回転すると、左眼用画像を見る左眼の視線と右眼用画像を見る右眼の視線とが交わらなくなり、立体視が不可能となる。
【０００６】
本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、画面に垂直な方向の軸回りに画面が回転した場合であっても、観者が立体視可能な画像生成装置、プログラム及び情報記憶媒体を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、画像生成を行う画像生成装置であって、左眼用画像と右眼用画像とに基づいて形成される左右視差により立体視画像を表示する表示手段と、前記表示手段の画面に対して垂直な方向を第１の軸とした場合に、前記画面の第１の軸回りの回転角度を取得する角度取得手段と、取得された回転角度に応じて、前記左眼用画像及び前記右眼用画像のうち少なくとも一方の前記画面上での表示位置を上下方向にずらす画像調整手段とを含むことを特徴とする。
【０００８】
また本発明に係るプログラムは、コンピュータにより使用可能（実行可能）なプログラム（情報記憶媒体又は搬送波に具現化されるプログラム）であって、上記手段をコンピュータに実現させることを特徴とする。
【０００９】
すなわち、コンピュータにより使用可能なプログラムであって、左眼用画像と右眼用画像とに基づいて形成される左右視差により立体視画像を表示する表示手段の画面に対して垂直な方向を第１の軸とした場合に、前記画面の第１の軸回りの回転角度を取得する角度取得手段と、取得された回転角度に応じて、前記左眼用画像及び前記右眼用画像のうち少なくとも一方の前記画面上での表示位置を上下方向にずらす画像調整手段とをコンピュータに実現させることを特徴とする。
【００１０】
また本発明に係る情報記憶媒体は、コンピュータにより使用可能（実行可能）な情報記憶媒体であって、上記手段をコンピュータに実現させるためのプログラムを含むことを特徴とする。
【００１１】
ここで、立体視画像とは、表示手段の観者の着目する物体に立体感を与える画像を意味する。なお、表示させる立体視画像は、３次元空間であるオブジェクト空間において生成されたオブジェクト画像であってもよいし、３次元画像を模した擬似的な２次元画像であってもよい。
【００１２】
また、表示手段の画面とは、上述した立体視画像の表示画面を意味する。
【００１３】
更に、左右視差とは、観者の眼の並び方向の視差をいう。ここで、視差とは同一の物体に対する視線の方向の差をいう。
【００１４】
更にまた、角度取得手段は、ソフトウェア又はハードウェアに関わらず、上述した表示手段の画面に対して垂直な方向の第１の軸回りの回転角度を取得する。このような角度取得手段としては、例えばジャイロセンサのようなハードウェアとしての角速度取得手段で角速度を取得し、これをソフトウェアで積分演算等を行って回転角度を取得するようにしてもよい。
【００１５】
本発明においては、観者の左眼にのみ見える左眼用画像と、観者の右眼にのみ見える右眼用画像とに基づいて、左右視差を形成する立体視画像を表示する場合、この立体視画像を表示する表示手段の画面に対して垂直な方向を第１の軸とし、当該第１の軸回りの回転角度を取得する。そして、画像調整手段により、取得された回転角度に応じて、立体視画像を構成する左眼用画像及び右眼用画像のうち少なくとも一方について、画面上での表示位置を、画面の上下方向にずらす。これにより、左眼用画像のみを見る左眼の視線と、右眼用画像のみを見る右眼の視線とが交わるように調整することができる。
【００１６】
従って、画面が第１の軸回りに回転した場合であっても、観者は、調整された左眼用画像及び右眼用画像により、立体視が可能となる。
【００１７】
また本発明に係る画像生成装置、プログラム及び情報記憶媒体は、前記画像調整手段は、取得された回転角度に応じて、前記画面上での前記左眼用画像及び前記右眼用画像の表示位置の並びが観者の眼の並び方向と平行になるように、前記左眼用画像及び前記右眼用画像のうち少なくとも一方の前記画面上での表示位置をずらすことを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、観者が注目する画面が第１の軸回りに回転した場合、画面と観者の位置関係に依存することなく、画面上での左眼用画像及び右眼用画像の表示位置の並びが観者の眼の並び方向と平行になるように、左眼用画像及び右眼用画像のうち少なくとも一方の画面上での表示位置をずらすようにしたので、左眼用画像を見る観者の左眼の視線と右眼用画像を見る観者の右眼の視線とが交わる状態を常に維持できるようになり、立体視が可能な状態を継続させることができる。
【００１９】
また本発明に係る画像生成装置、プログラム及び情報記憶媒体は、取得された回転角度に応じて、オブジェクト空間での左眼用及び右眼用の仮想カメラの視点設定を行う仮想カメラ設定手段と、前記左眼用及び前記右眼用の仮想カメラを視点として左眼用画像及び右眼用画像を生成する手段とを含むことを特徴とする。
【００２０】
ここで、オブジェクト空間とは、例えば定義点（ポリゴンの頂点或いは自由曲面の制御点など）により形状が特定されるオブジェクトが配置される仮想的な３次元空間をいう。
【００２１】
また、仮想カメラとは、上述したオブジェクト空間における視点を意味する。
【００２２】
本発明によれば、リアルタイム処理によって、オブジェクト空間におけるオブジェクト画像を生成するいわゆる３次元画像の生成処理を適用するようにしたので、画面の回転角度に基づいて設定された視点からの画像を予め用意する必要がなくなると共に、当該画面の変化を滑らかに表現することができ、その変化のバリエーションを多様化させることができる。
【００２３】
また本発明は、画像生成を行う画像生成装置であって、左眼用画像と右眼用画像とに基づいて形成される左右視差により立体視画像を表示する表示手段と、前記表示手段の画面に対して垂直な方向を第１の軸とした場合に、第１の軸回りの回転角度を取得する角度取得手段と、取得された回転角度に応じて、オブジェクト空間での左眼用及び右眼用の仮想カメラの視点設定を行う仮想カメラ設定手段と、前記左眼用及び前記右眼用の仮想カメラを視点とした左眼用画像及び右眼用画像を生成する手段とを含み、前記仮想カメラ設定手段は、取得された回転角度に応じて、前記左眼用及び右眼用の仮想カメラの視点を、前記第１の軸と対応付けられた各仮想カメラの座標系における座標軸回りに回転させることを特徴とする。
【００２４】
また本発明に係るプログラムは、コンピュータにより使用可能（実行可能）なプログラム（情報記憶媒体又は搬送波に具現化されるプログラム）であって、上記手段をコンピュータに実現させることを特徴とする。
【００２５】
すなわち、コンピュータにより使用可能なプログラムであって、左眼用画像と右眼用画像とに基づいて形成される左右視差により立体視画像を表示する表示手段の画面に対して垂直な方向を第１の軸とした場合に、第１の軸回りの回転角度を取得する角度取得手段と、取得された回転角度に応じて、オブジェクト空間での左眼用及び右眼用の仮想カメラの視点設定を行う仮想カメラ設定手段と、前記左眼用及び前記右眼用の仮想カメラを視点とした左眼用画像及び右眼用画像を生成する手段とをコンピュータに実現させ、前記仮想カメラ設定手段は、取得された回転角度に応じて、前記左眼用及び右眼用の仮想カメラの視点を、前記第１の軸と対応付けられた各仮想カメラの座標系における座標軸回りに回転させることを特徴とする。
【００２６】
また本発明に係る情報記憶媒体は、コンピュータにより使用可能（実行可能）な情報記憶媒体であって、上記手段をコンピュータに実現させるためのプログラムを含むことを特徴とする。
【００２７】
本発明によれば、立体視画像が表示される画面を第１の軸回りに回転させた場合、左眼用及び右眼用の仮想カメラを、各仮想カメラ座標系において、取得された回転角度に応じて回転させるようにしたので、画面に表示される左眼用画像及び右眼用画像を観者に対して固定することができ、左眼用画像を見る観者の左眼の視線と、右眼用画像を見る観者の右眼の視線とが交わることになり、立体視が可能となる。また、この場合、例えばゲーム装置のプレーヤが操作する指の力み具合によって筐体を傾けて操作することがあっても、予め立体視が可能な位置を設定しておけば、その操作状況に応じて画面が傾いても、立体視が可能な状態を維持できる。
【００２８】
また本発明に係る画像生成装置、プログラム及び情報記憶媒体は、前記角度取得手段は、前記第１の軸回りの回転角速度を検出する角速度検出手段によって検出された回転角速度に基づいて前記回転角度を取得することを特徴とする。
【００２９】
本発明によれば、角速度検出手段として安価で入手しやすいジャイロセンサを用いて、第１の軸回りの回転角度を取得するようにしたので、画像生成装置の小型軽量化及び低コスト化を図ることができる。
【００３０】
また本発明に係る画像生成装置、プログラム及び情報記憶媒体は、前記取得した回転角度を、時間経過に伴い所与の値に近付ける手段を含む（或いは該手段をコンピュータに実現させる、或いは該手段をコンピュータに実現させるためのプログラムを含む）ことを特徴とする。
【００３１】
本発明によれば、角速度検出手段として安価で入手しやすいジャイロセンサの検出精度が著しく低い場合であっても、装置本体の第１の軸回りの回転角度に応じて、左眼用画像を見る観者の左眼の視線と、右眼用画像を見る観者の右眼の視線とが交わるように立体視画像を表示する画像生成装置を提供することができる。この場合、臨場感あふれる立体視画像の表示と、低コスト化とを両立することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
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。
【００３３】
１． 立体視の原理
本発明が適用された画像生成装置は、観者（例えば、ゲーム装置の場合はプレーヤ）の左右の眼に対し、それぞれ左眼用及び右眼用の画像を用意する。
【００３４】
図１（Ａ）、（Ｂ）に、画像生成装置によって生成される立体視画像の一例を示す。
【００３５】
ここで、画面１０の左右方向をｘ軸、上下方向をｙ軸、画面１０と垂直な方向をｚ軸（ｘ軸及びｙ軸と垂直な軸）とする。
【００３６】
画像生成装置は、立体視画像として図１（Ａ）に示すように、画面１０上に、左眼用画像Ｌと右眼用画像Ｒを表示する。この場合、左眼用画像Ｌは、画面１０の観者の左眼ＥLにのみ見えるようになっており、右眼用画像Ｒは、画面１０の観者の右眼ＥRにのみ見えるようになっている。
【００３７】
これにより、画面１０に表示される立体視画像は、図１（Ｂ）に示すように、左眼ＥLと左眼注視点とを結ぶ視線と、右眼ＥRと右眼注視点とを結ぶ視線との交点１２に位置するように感じられ、立体感のある像が観察されることになる。
【００３８】
ところで、この状態でｚ軸回りに画面１０を回転させると、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すような状態となる。
【００３９】
観者の視点は、立体視画像を表示する画面がｚ軸回りに回転した場合でも、（１）、（２）式に示す座標に固定されている。ここで、図１に示すように左眼ＥLと右眼ＥRの間隔をＤとしている。
【００４０】
左眼ＥLの位置：（-D/2,0,z0） ・・・（１）
右眼ＥRの位置：（ D/2,0,z0） ・・・（２）
この状態で、図２（Ａ）に示すようにｚ軸回りに回転させた場合、この回転に伴い画面１０´にはそのまま左眼用画像Ｌ及び右眼用画像Ｒが表示される。この場合、図２（Ｂ）に示すように、観者の左眼ＥLと左眼用画像Ｌを結ぶ視線と、観者の右眼ＥRと右眼用画像Ｒを結ぶ視線とが交点を持たなくなり、互いにねじれの関係となる。したがって、観者は、この左眼用画像Ｌ及び右眼用画像Ｒによって形成される左右視差に基づく立体視が困難又は不可能となる。
【００４１】
そこで、本発明が適用される画像生成装置では、画面に対して垂直な方向であるｚ軸回りの回転角度を検出し、この回転角度に応じて左眼用画像Ｌと右眼用画像Ｒのいずれか一方若しくは両方の画像を調整することで、観者の左眼ＥLの視線と右眼ＥRの視線との交点を持たせて、立体視が可能となるようにしている。
【００４２】
２． 原理構成
図３に、本発明が適用される画像生成装置の原理構成の概要を示す。
【００４３】
この画像生成装置２０は、画像生成部２２、角度取得部２４、表示部２６を含む。画像生成部２２は、より具体的には左原画像生成部２８、右原画像生成部３０、立体視画像生成部３２を含む。立体視画像生成部３２は、立体視画像調整部３４を含む。
【００４４】
画像生成部２２は、角度取得部２４によって取得されたｚ軸回りの回転角度に応じた立体視画像を生成し、表示部２６に出力する。
【００４５】
画像生成部２２は、より具体的には、角度取得部２４によって取得されたｚ軸回りの回転角度に応じて、表示部２６の観者の左眼と右眼に対して視差を有する立体視画像を生成する。このため左原画像生成部２８は、表示部２６の観者の左眼で見るべき左眼用画像を生成する。また、右原画像生成部３０は、表示部２６の観者の右眼で見るべき右眼用画像を生成する。立体視画像生成部３２は、左原画像生成部２８によって生成された左眼用画像と、右原画像生成部３０によって生成された右眼用原画像とに基づいて、表示部２６に表示される立体視画像を生成する。
【００４６】
立体視画像調整部３４は、角度取得部２４によって取得された回転角度に応じて、生成された立体視画像を構成する左眼用画像及び右眼用画像のうち少なくとも一方の表示部２６の画面上での表示位置や当該画像の視点設定を変更することで立体視画像を調整し、左眼用画像を見る観者の左眼の視線と、右眼用画像を見る観者の右眼の視線とが交わるようにする。
【００４７】
角度取得部２４は、基準位置に対するｚ軸回りの回転角度を取得し、画像生成部２２に出力する。角度取得部２４は、表示部２６と同一筐体内に含まれていなくてもよいが、同一筐体内に含まれる場合には表示部２６には、表示部２６自体（或いは、立体視画像を表示する画面）の回転角度に応じた立体視画像を表示させることが可能となる。
【００４８】
表示部２６は、図１（Ａ）、（Ｂ）に示したように、立体視画像生成部３２によって生成された立体視画像として、表示部２６の観者の左眼には左原画像生成部２８で生成された左眼用画像、当該観者の右眼には右原画像生成部３０で生成された右眼用画像が同時に見えるように表示させる。
【００４９】
すなわち、画像生成装置２０は、立体視画像調整部３４において、角度取得部２４によって取得されるｚ軸回りの回転角度に応じて、左眼用画像及び右眼用画像の表示部２６の画面上での表示位置や、当該画像の視点設定の変更を行うことを特徴としている。
【００５０】
これにより、上述したように観者の左眼ＥL及び右眼ＥRからそれぞれ左眼用画像Ｌ及び右眼用画像Ｒを注視したときの左眼及び右眼の視線の交点を持たせて、立体視を可能にする。したがって、例えば携帯可能な画像生成装置の画面が、ｚ軸回りに回転した場合でも、この画面を見る観者は立体視可能な状態が維持される。
【００５１】
３． 第１の実施形態
図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に、第１の実施形態における立体視画像調整部の動作を説明するための図を示す。
【００５２】
第１の実施形態における画像生成装置の表示部の画面４０は、左眼用画像Ｌと右眼用画像Ｒを表示する。左眼用画像Ｌは、画面４０の観者の左眼ＥLにのみ見えるようになっており、右眼用画像Ｒは、画面４０の観者の右眼ＥRにのみ見えるようになっている。
【００５３】
図４（Ａ）に示す状態では、画面４０の観者の左眼ＥLの視線と、右眼ＥRの視線との交点に像が存在するように見え、立体視が可能となる。
【００５４】
ここで、図４（Ｂ）に示すように画面４０に対して垂直な方向であるｚ軸回りに反時計回りに回転させて画面４２のような状態になった場合、立体視画像を構成する左眼用画像Ｌ及び右眼用画像Ｒをそのまま画面４２に表示すると、左眼用画像Ｌを見る観者の左眼の視線と、右眼用画像Ｒを見る観者の右眼の視線とが交わらなくなる。この結果、観者は、立体視を行うことができなくなる。
【００５５】
そこで、第１の実施形態における立体視画像調整部は、図４（Ｃ）に示すように、図４（Ａ）の状態からｚ軸回りに画面４０を回転させた場合、その回転角度に応じて、左眼用画像Ｌ及び右眼用画像Ｒのうち少なくとも一方を、画面４２の上下方向であるｙ軸方向にずらすようにしている。
【００５６】
こうすることで、画面４０に表示される左眼用画像Ｌを見る観者の左眼の視線と、右眼用画像Ｒを見る観者の右眼の視線とが交点をもつ状態を維持できるようになり、観者の立体視が可能な状態を継続させることができる。
【００５７】
３．１ ゲーム装置
３．１．１ 外観
図５に、第１の実施形態における画像生成装置を適用したゲーム装置の外観正面図を示す。
【００５８】
第１の実施形態のゲーム装置（広義には、画像生成装置）５０は、図３に示した構成の画像生成装置を含み、更に、携帯可能な筐体５２の正面側に配置される画面５４、左操作部５６、右操作部５８を含む。
【００５９】
ここでは、説明の便宜上、画面５４の左右方向をｘ軸、画面５４の上下方向をｙ軸、画面５４と垂直な方向（ｘ軸及びｙ軸と垂直な方向）をｚ軸とする。
【００６０】
画面５４は、上述した立体視画像が表示されるＬＣＤを含み、立体視画像を構成する左眼用画像及び右眼用画像が表示される。観者は、左眼でこの左眼用画像、右眼でこの右眼用画像を見る。
【００６１】
左操作部５６及び右操作部５８は、それぞれ１又は複数の押下ボタンにより構成される。これら左操作部５６及び右操作部５８は、プレーヤが例えば筐体５２を両手で把持した状態で、プレーヤの左手の指及び右手の指でそれぞれ操作可能となるように配置される。
【００６２】
このゲーム装置５０は、図５に示したｚ軸回りの回転角度を求め、求められた回転角度に応じて、画面５４に表示される左眼用画像及び右眼用画像のうち少なくとも一方の画面５４での表示位置をずらす。
【００６３】
３．１．２ 機能ブロック構成
図６に、第１の実施形態のゲーム装置の機能ブロック図の一例を示す。
【００６４】
なお同図において、第１の実施形態は、少なくとも処理部１００、表示部１９０、角速度検出部１９８を含めばよく、それ以外のブロック（例えば、操作部１６０、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。
【００６５】
ここで処理部１００は、装置全体の制御、装置内の各ブロックへの命令の指示、ゲーム処理、画像処理、又は音処理等の各種の処理を行うものであり、図３に示す画像生成部２２の機能を含み、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）等のハードウェアや、所与のプログラム（ゲームプログラム）により実現できる。
【００６６】
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、図５に示した左操作部５６、右操作部５８を含み、その機能は、レバー、ボタン、マイク等のハードウェアにより実現できる。
【００６７】
主記憶部１７０は、処理部１００や通信部１９６等のワーク領域となるもので、その機能はＲＡＭ等のハードウェアにより実現できる。
【００６８】
情報記憶媒体（コンピュータにより使用可能（実行可能）な記憶媒体）１８０は、プログラムやデータ等の情報を格納するものであり、その機能はハードディスク、或いはメモリ（ＲＯＭ）等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（第１の実施形態）の種々の処理を行う。すなわち情報記憶媒体１８０には、本発明（第１の実施形態）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（プログラム或いはデータ）が格納される。
【００６９】
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、装置への電源導入時等に主記憶部１７０に転送されることになる。また情報記憶媒体１８０には、本発明の処理を行うためのプログラム、画像データ、音データ、表示物の形状データ、本発明の処理を指示するための情報、或いはその指示にしたがって処理を行うための情報等を含ませることができる。
【００７０】
表示部１９０は、第１の実施形態により生成された画像を出力するものであり、図５に示す画面５４を含み、その機能は、左眼用画像及び右眼用画像とに基づいて形成される左右視差による立体視が可能なＬＣＤ等のハードウェアにより実現できる。
【００７１】
音出力部１９２は、第１の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、スピーカ等のハードウェアにより実現できる。
【００７２】
携帯型情報記憶装置１９４は、プレーヤの個人データやゲームのセーブデータ等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、メモリカード等を考えることができる。
【００７３】
通信部１９６は、外部（例えばホスト装置や他のゲーム装置）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等のハードウェアや、プログラム等により実現できる。
【００７４】
角速度検出部１９８は、基準位置から、図５に示すｚ軸回りの回転角速度を検出するものであり、ジャイロセンサ等のハードウェアにより実現できる。検出された回転角速度は、積分演算により回転角度として把握される。ここではジャイロセンサを採用することにより、装置の低コスト化を図ることが可能となる。ただし、例えば磁気センサによる絶対角度の検出のように、基準位置からの図５に示すｚ軸回りの回転角度を安価な構成で検出できるのであれば、角速度検出部に代えて角度取得部を含め、角度演算部を除去するようにしてもよい。
【００７５】
なお本発明（第１の実施形態）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）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）の情報記憶媒体の使用も本発明の範囲内に含まれる。
【００７６】
処理部１００（プロセッサ）は、ゲーム処理部１１０、画像生成部１２０、角度演算部１３０を含む。
【００７７】
ゲーム処理部１１０は、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（１又は複数のプリミティブ面）の位置やオブジェクト空間における回転角度（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）、オブジェクト空間における視点の位置（仮想カメラの位置）や視線角度（仮想カメラの回転角度）を求める処理、マップオブジェクト等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(結果、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等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からの個人データや、保存データや、ゲームプログラム等に基づいて行う。
【００７８】
ここで、オブジェクト空間とは、例えば定義点（ポリゴンの頂点或いは自由曲面の制御点など）により形状が特定されるオブジェクトが配置される仮想的な３次元空間をいう。
【００７９】
また、仮想カメラとは、上述したオブジェクト空間における視点を意味する。
【００８０】
第１の実施形態において、立体視画像を構成する左眼用画像及び右眼用画像は、オブジェクト空間に視点設定された左眼用の仮想カメラＣL、右眼用の仮想カメラＣRから、オブジェクト空間に配置されるオブジェクトを見たオブジェクト画像として生成される。
【００８１】
図７に、このゲーム処理部によってオブジェクト空間に視点設定された左眼用仮想カメラＣL及び右眼用仮想カメラＣRを模式的に示す。
【００８２】
画像生成部２２では、図７に示すように、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の座標軸で特定される仮想的な３次元空間であるオブジェクト空間が定義されている。このオブジェクト空間の所与の座標に、ローカル座標上で定義された図７に示すオブジェクトＯＢが位置している。このオブジェクトＯＢは、例えば１又は複数のポリゴンから構成される。
【００８３】
オブジェクト空間には、オブジェクトＯＢに対し、所与の視差を有するように、左眼用画像を生成するための左眼用仮想カメラＣL、右眼用画像を生成するための仮想カメラＣRが設定される。左眼用仮想カメラＣLには、カメラ座標系としてｘL軸、ｙL軸、ｚL軸が定義される。右眼用仮想カメラＣRには、カメラ座標系としてｘR軸、ｙR軸、ｚR軸が定義される。
【００８４】
左眼用画像は、左眼用仮想カメラＣLを視点として、オブジェクト空間に配置されたオブジェクトＯＢのオブジェクト画像として生成される。右眼用画像は、右眼用仮想カメラＣRを視点として、オブジェクト空間に配置されたオブジェクトＯＢのオブジェクト画像として生成される。
【００８５】
第１の実施形態では、このような左眼用画像及び右眼用画像を生成するための左眼用仮想カメラＣL、右眼用仮想カメラＣRの視点設定を、画面のｚ軸回りの回転角度に応じて左眼用仮想カメラＣL´、右眼用仮想カメラＣR´に変更することで、観者の立体視可能な状態を維持するようにしている。このような視点設定の変更を伴う左眼用画像及び右眼用画像の生成は、画像生成部１２０により行われる。
【００８６】
画像生成部１２０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い、上述したようにオブジェクト空間内で左眼用及び右眼用の仮想カメラ（視点）から見える左眼用画像及び右眼用画像を生成し、これらに基づいて生成される立体視画像を表示部１９０に出力する。その際、角度演算部１３０によって演算された回転角度に基づいて、例えばオブジェクト空間内で左眼用及び右眼用の仮想カメラ（視点）を設定し、これらから見える左眼用画像及び右眼用画像を生成する。
【００８７】
角度演算部１３０は、角速度検出部１９８によって検出されたゲーム装置の図５に示すｚ軸回りの回転角速度に基づいて、基準位置からの回転角度を演算して求める。より具体的には、角度演算部１３０は、角速度検出部１９８によって検出された回転角速度に対して積分演算を行って回転角度を取得する。この回転角度は、画像生成部１２０において、立体視画像を構成する左眼用画像、右眼用画像を変更するために用いられる。
【００８８】
更に、処理部１００は、上記のゲーム処理結果に基づいて各種の音処理を行い、ＢＧＭ、効果音、又は音声等の音を生成し、音出力部１９２に出力する。
【００８９】
なお、処理部１００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。
【００９０】
画像生成部１２０は、ジオメトリ処理部１２２、描画（レンダリング）部１２４、立体視画像処理部１２６を含む。
【００９１】
ジオメトリ処理部１２２は、座標変換、クリッピング処理、透視変換、或いは光源計算等の種々のジオメトリ処理（３次元演算）を行う。そして、第１の実施形態では、オブジェクト空間における左眼用及び右眼用の仮想カメラの位置を、角度演算部１３０で求められた回転角度に応じて設定し、この設定した左眼用及び右眼用の仮想カメラそれぞれを視点として上述のジオメトリ処理を行い、同一フレームにおいて２種類のジオメトリ処理後（透視変換後）のオブジェクトデータ（オブジェクトの頂点座標、頂点テクスチャ座標、或いは輝度データ等）が、主記憶部１７０に格納される。
【００９２】
描画部１２４は、左眼用及び右眼用の画像それぞれについて、ジオメトリ処理後（透視変換後）のオブジェクトデータと、所与のテクスチャとに基づいて、オブジェクトをフレームバッファに描画する。これにより、オブジェクトが移動するオブジェクト空間において、左眼用及び右眼用仮想カメラ（視点）から見える画像が描画（生成）される。
【００９３】
立体視画像処理部１２６は、図３に示した立体視画像調整部３４を含む立体視画像生成部３２の機能を有する。すなわち、立体視画像処理部１２６は、上述した左眼用及び右眼用仮想カメラを視点として生成されたオブジェクト画像である左眼用画像及び右眼用画像から、表示部１９０のＬＣＤに立体視画像を表示するための立体視画像情報を生成する。
【００９４】
なお、本実施形態のゲーム装置は、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を備えるシステムにしてもよい。
【００９５】
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）等で接続された複数の端末を用いて生成してもよい。
【００９６】
３．１．３ 回転角度取得
第１の実施形態におけるゲーム装置は、角速度検出部１９８によって検出される回転角速度に基づく回転角度に応じて、立体視画像を構成する左眼用画像及び右眼用画像のうち少なくとも一方の画面上での表示位置を変更することができる。
【００９７】
そのため、第１の実施形態におけるゲーム装置は、角速度検出部１９８としてジャイロセンサが設けられ、図５に示すｚ軸回りの回転角速度ωｚを検出する。ゲーム装置のｚ軸回りの回転角度θｚは、この回転角速度ωｚを積分することにより求められる。
【００９８】
ところで、角速度検出部１９８としてのジャイロセンサは、一般に携帯型ゲーム装置に適用できるものは検出精度が低い。すなわち、小型軽量化と低コストとを両立させるジャイロセンサの検出精度は低いのが現状である。
【００９９】
図８に、このような検出精度の低いジャイロセンサにより検出される回転角速度ωｚとこれによって生成される回転角度θｚの変化を示す。
【０１００】
時間経過に伴い、図５に示す筐体５２をｚ軸回りに回転させると、角速度検出部１９８としてのジャイロセンサによって、その回転角速度ωｚが検出される。例えば、ある時間ｔ１において回転を停止した場合、本来は回転角速度ωｚが０になるべきにもかかわらず、ジャイロセンサの検出精度に起因したある微小な回転角速度ωｚが検出されてしまう場合がある。
【０１０１】
上述したように回転角度θｚは、回転角速度ωｚを積分したものであるため、時間ｔ１以降はＡ１のように固定値になるべきにもかかわらず、微小な回転角速度ωｚが積分され、Ａ２のように次第に回転角度が変化してしまう。
【０１０２】
したがって、このような回転角度θｚに基づいて、左眼用画像若しくは右眼用画像の画面上での表示位置を変更してしまうと、観者が筐体５２をｚ軸回りに回転させていないにもかかわらず、画面に表示される左眼用画像若しくは右眼用画像の表示位置の並びが次第に変化することになる。その結果、当初は立体視が可能であった観者が、次第に立体視が不可能になってしまう場合がある。
【０１０３】
そこで、第１の実施形態におけるゲーム装置の角度演算部１３０では、角速度検出部１９８によって検出された回転角速度ωｚを積分演算して求められた回転角度θｚの値を常にゆっくりと時間経過に伴って所与の値（例えば、０）に近付けることによって、検出精度の低いジャイロセンサを角速度検出部１９８として適用した場合であっても、ジャイロセンサの検出精度に依存することなく、ゲームの面白みを増大させることができるようになっている。
【０１０４】
図９に、検出精度の低いジャイロセンサにより検出される回転角速度ωｚと、これに基づいて第１の実施形態における角度演算部１３０によって演算された回転角度θｚの変化を示す。
【０１０５】
時間経過に伴い、図５に示す筐体５２をｚ軸回りに回転させると、角速度検出部１９８としてのジャイロセンサによって、その回転角速度ωｚが検出される。例えば、ある時間ｔ１において回転を停止した場合、本来は回転角速度ωｚが０になるべきにもかかわらず、ジャイロセンサの検出精度に起因したある微小な回転角速度ωｚが検出されてしまう場合がある。
【０１０６】
しかしながら、第１の実施形態では、常に回転角度θｚをゆっくり０に近付けるようにしているため、回転角速度ωｚを積分した回転角度θｚについて、時間ｔ１以降においてＡ１のようにならず、Ｂ１のように変化する。
【０１０７】
例えば、取得された回転角度θｚについて、（３）式に示すように所与の関数ｆにしたがって回転角度θｚを０に近付ける。
【０１０８】
θｚ＝ｆ（θｚ） ・・・（３）
また、（４）式に示すように１未満の定数の乗算により回転角度θｚの絶対値が０に近付くようにしてもよい。
【０１０９】
θｚ＝β・θｚ （０＜β＜１、βは定数） ・・・（４）
このように、回転角度θｚを０に近付けるようにすることによって、角速度検出部１９８としてのジャイロセンサの誤差により次第に正しい値からずれてしまうのを防ぐことができる。
【０１１０】
第１の実施形態におけるゲーム装置は、所与のフレーム周期で、このようにして角度演算部１３０により求められたｚ軸回りの回転角度θｚに応じて、画像生成部１２０においてオブジェクト空間における左眼用及び右眼用の仮想カメラを設定し、ジオメトリ処理部１２２においてジオメトリ処理された後、描画部１２４でこれに基づくオブジェクト画像が生成される。
【０１１１】
こうして生成された左眼用画像及び右眼用画像は、立体視画像処理部１２６において、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すような立体視画像が生成される。
【０１１２】
３．１．４ ｚ軸回りの回転角度取得
第１の実施形態では、画面と垂直な方向であるｚ軸回りの回転角度を取得し、図４（Ｃ）に示すように、当該回転角度に応じて立体視画像を構成する左眼用画像Ｌと右眼用画像Ｒのうち少なくとも一方を、その画面上での表示位置を、上下方向（ｙ軸方向）にずらすことによって、観者の左眼ＥLの視線と右眼ＥRの視線との交点を持たせて、立体視が可能となるようにしている。
【０１１３】
より具体的には、第１の実施形態では、オブジェクト空間において左眼用画像Ｌ及び右眼用画像Ｒを生成するための左眼用仮想カメラＣL及び右眼用仮想カメラＣRの位置を、ｚ軸回りの回転角度に応じた位置に設定する。したがって、これら仮想カメラにより生成された立体視画像によって、表示される立体視画像の観者の左眼ＥLの視線と右眼ＥRの視線の交点を持たせることができ、観者による立体視が可能となるようにしている。
【０１１４】
図１０（Ａ）、（Ｂ）に、このような立体視画像調整を行うために取得するｚ軸回りの回転角度の一例を示す。
【０１１５】
画面５４が、筐体５２をｚ軸回りに回転させて、画面２５０の状態となった場合、角速度検出部１９８及び角度演算部１３０により、画面５４の中心点におけるｚ軸回りの回転角度θｚを取得する。
【０１１６】
このｚ軸回りの回転角度θｚは、図９に示したように角速度検出部１９８によって検出された回転角度速ωｚを、角度演算部１３０によって積分され、更に常に所与の値（例えば０）に近付けるようにして求められたものである。
【０１１７】
そして、処理部１００において、当該回転角度θｚに応じて、画面５４の場合のオブジェクト空間における左眼用仮想カメラＣL、右眼用仮想カメラＣRの位置を、図１０（Ｂ）に示すように、（５）、（６）式で表されるオブジェクト空間における左眼用仮想カメラＣL´、右眼用仮想カメラＣR´の位置に変更する。
【０１１８】
左眼用仮想カメラＣL´の位置：（-D/2・cos θz, D/2・sin θz,z0）・・・（５）
右眼用仮想カメラＣR´の位置：（ D/2・cos θz,-D/2・sin θz,z0）・・・（６）
この結果、左眼用仮想カメラＣL´には、図１０（Ｂ）に示すｘL´軸、ｙL´軸、ｚL´軸（図示せず）によりカメラ座標系が定義される。同様に、右眼用仮想カメラＣR´には、図１０（Ｂ）に示すｘR´軸、ｙR´軸、ｚR´軸（図示せず）によりカメラ座標系が定義される。
【０１１９】
したがって、画面２５４において表示される右眼用画像Ｒは、図４（Ｃ）のように画面２５４の上方向に移動させ、左眼用画像Ｌは画面２５４の下方向に移動させることができる。これにより、左眼用画像Ｌと右眼用画像Ｒは、画面２５４において観者の眼の並び方向と平行になるように表示されるため、左眼用画像Ｌを見る観者の左眼の視線と、右眼用画像Ｒを見る観者の右眼の視線とが交わるようになる。すなわち、ｚ軸回りに筐体５２を回転させた場合でも、左右視差を有する立体視画像の観者の左眼ＥLの視線と右眼ＥRの視線とは交点を持ち、立体視が可能となる。
【０１２０】
３．１．５ 処理例
次に、上述した第１の実施形態の処理の詳細例について、フローチャートを用いて説明する。
【０１２１】
図１１に、第１の実施形態におけるｚ軸回りの回転角度θｚに応じた立体視画像の生成処理の一例を示す。
【０１２２】
まず、処理部１００は、角速度検出部１９８によって検出されるｚ軸回りの回転角速度ωｚを取り出し、角度演算部１３０において積分演算を行ってｚ軸回りの回転角度θｚを取得する（ステップＳ１０）。
【０１２３】
次に、当該回転角度θｚに応じて、オブジェクト空間における左眼用及び右眼用仮想カメラの位置を設定する（ステップＳ１１）。すなわち、左眼用及び右眼用仮想カメラの位置を、（５）、（６）式に示す座標に設定する。
【０１２４】
そして、ジオメトリ処理部１２２、描画部１２４により、ステップＳ１１で設定したオブジェクト空間における左眼用及び右眼用仮想カメラの位置からの画像を生成する（ステップＳ１２）。
【０１２５】
続いて、立体視画像処理部１２６により、図４（Ｃ）に示すような立体視可能な立体視画像として表示部１９０の画面に表示させる（ステップＳ１３）。
【０１２６】
そして、所与の終了操作の有無を判別し（ステップＳ１４）、終了操作がなかったと判別されたとき（ステップＳ１４：Ｎ）、ステップＳ１０に戻る。
【０１２７】
一方、所与の終了操作があったと判別されたとき（ステップＳ１４：Ｙ）、一連の処理を終了する（エンド）。
【０１２８】
このように第１の実施形態によれば、左右方向の視差による立体視が可能な立体視画像を、表示部の画面のｚ軸回りの回転角度に応じて左眼用画像及び右眼用画像のうち少なくとも一方を画面上の上下方向に表示位置を変更するようにしたので、左眼用画像を見る観者の左眼の視線と、右眼用画像を見る観者の右眼の視線とが交点を持つことができ、立体視が困難となることがない。
【０１２９】
なお、第１の実施形態では、オブジェクト空間において左眼用画像Ｌ及び右眼用画像Ｒを生成するための左眼用仮想カメラＣL及び右眼用仮想カメラＣRの位置を変更するようにしているが、単にｚ軸回りの回転角度に応じて左眼用画像Ｌ及び右眼用画像Ｒのいずれか一方、若しくは両方を画面２５０の上下方向における表示位置を図４（Ｃ）に示すように変更するようにしてもよい。
【０１３０】
また、例えば左眼用画像Ｌ若しくは右眼用画像Ｒとして、３次元画像を模した擬似的な２次元画像であってもよい。この場合、立体視画像を生成する処理コストを低減させることが可能となる。
【０１３１】
また、第１の実施形態では、立体視画像を構成する左眼用画像Ｌと右眼用画像Ｒを観者の眼の並び方向と平行になるようにずらすようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、観者の眼の並びの方向が一般的に水平であることを前提として、左眼用画像Ｌ及び右眼用画像Ｒのうち少なくとも一方をずらして、左眼用画像Ｌ及び右眼用画像Ｒの画面上での表示位置の並びが水平となるようにしてもよい。
【０１３２】
４． 第２の実施形態
第１の実施形態では、筐体５２をｚ軸回りに回転させた場合、オブジェクト空間における仮想カメラの視点設定を変更することで、画面５４において表示される左眼用画像Ｌ及び右眼用画像Ｒの各表示位置を変更するようにしていた。したがって、観者が注視する立体視画像は画面５４上での表示位置が（少なくともｙ軸方向に）移動してしまうが、左眼用画像を見る観者の左眼の視線と、右眼用画像を見る観者の右眼の視線とが交点を持つことができるので、立体視が可能となっていた。
【０１３３】
これに対して第２の実施形態では、画面をｚ軸回りに回転させた場合、表示される左眼用画像Ｌ及び右眼用画像Ｒを、常に観者に対して固定するように視点設定を行うことで、左眼用画像のみを見る左眼の視線と右眼用画像のみを見る右眼の視線とが交点を持つような状態を維持して、立体視を可能とすることを特徴としている。
【０１３４】
図１２（Ａ）、（Ｂ）に、第２の実施形態における立体視画像調整部の動作を説明するための図を示す。
【０１３５】
第２の実施形態における画像生成装置の表示部の画面２７０は、左眼用画像Ｌと右眼用画像Ｒを表示する。左眼用画像Ｌは、画面２７０の観者の左眼ＥLにのみ見えるようになっており、右眼用画像Ｒは、画面２７０の観者の右眼ＥRにのみ見えるようになっている。
【０１３６】
この状態では、画面２７０の観者の左眼ＥLの視線と、右眼ＥRの視線との交点に像が存在するように見え、立体視が可能となる。
【０１３７】
ここで、図１２（Ｂ）に示すように画面２７０に対して垂直な方向であるｚ軸を中心に反時計回りに回転させて画面２７２のような状態となった場合、左眼用画像Ｌを生成するための仮想カメラＣL、右眼用画像Ｒを生成するための仮想カメラＣRの視点設定を、取得されたｚ軸回りの回転角度θｚに応じて各仮想カメラ座標系で回転させる。これにより、画面２７２に表示される左眼用画像Ｌと右眼用画像Ｒは、観者に対する向きを変えずに、立体視画像を表示することができるようになる。この結果、左眼用画像を見る観者の左眼の視線と、右眼用画像を見る観者の右眼の視線とが交点を持つことができるので、画面２７０を回転させた状態でも、観者は立体視が可能となる。
【０１３８】
図１３に、第２の実施形態におけるオブジェクト空間において左眼用及び右眼用仮想カメラが視点設定された状態を模式的に示す。
【０１３９】
画像生成部２２では、図１３に示すように、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の座標軸で特定される仮想的な３次元空間であるオブジェクト空間が定義されている。このオブジェクト空間の所与の座標に、ローカル座標上で定義された図１３に示すオブジェクトＯＢが位置している。このオブジェクトＯＢは、例えば１又は複数のポリゴンから構成される。
【０１４０】
オブジェクト空間には、オブジェクトＯＢに対し、所与の視差を有するように、左眼用画像を生成するための左眼用仮想カメラＣL、右眼用画像を生成するための仮想カメラＣRが設定される。左眼用仮想カメラＣLには、カメラ座標系としてｘL軸、ｙL軸、ｚL軸が定義される。右眼用仮想カメラＣRには、カメラ座標系としてｘR軸、ｙR軸、ｚR軸が定義される。
【０１４１】
左眼用画像は、左眼用仮想カメラＣLを視点として、オブジェクト空間に配置されたオブジェクトＯＢのオブジェクト画像として生成される。右眼用画像は、右眼用仮想カメラＣRを視点として、オブジェクト空間に配置されたオブジェクトＯＢのオブジェクト画像として生成される。
【０１４２】
第２の実施形態では、このような左眼用画像及び右眼用画像を生成するための左眼用仮想カメラＣL、右眼用仮想カメラＣRの視点設定を、画面のｚ軸回りの回転角度に応じて左眼用仮想カメラＣL´、右眼用仮想カメラＣR´に視点設定を変更することで、観者の立体視可能な状態を維持するようにしている。
【０１４３】
より具体的には、画像生成部が、画面のｚ軸回りの回転角度に応じて、左眼用及び右眼用仮想カメラＣL、ＣRの位置及び角度を設定する。このような視点設定が行われた左眼用及び右眼用仮想カメラＣL´、ＣR´は、それぞれローカルで仮想カメラ座標系（ｘL´、ｙL´、ｚL´）、（ｘR´、ｙR´、ｚR´）を有している。
【０１４４】
画像生成部は、このように視点設定された左眼用及び右眼用仮想カメラＣL´、ＣR´から見たオブジェクトＯＢの画像を生成し、それぞれ左眼用画像Ｌ、右眼用画像Ｒとして表示部の画面に表示する。
【０１４５】
図１４（Ａ）、（Ｂ）に、第２の実施形態において立体視画像調整を行うために取得するｚ軸回りの回転角度の一例を示す。
【０１４６】
画面２７０が、筐体をｚ軸回りに回転させて、画面２７２の状態となった場合、角速度検出部及び角度演算部により、画面２７０に対して垂直な方向のｚ軸回りの回転角度θｚを取得する。
【０１４７】
このｚ軸回りの回転角度θｚは、第１の実施形態と同様に、角速度検出部によって検出された回転角度速ωｚを、角度演算部によって積分し、更に常に所与の値（例えば０）に近付けるようにすることで求められる。
【０１４８】
そして、当該回転角度θｚに応じて、オブジェクト空間における左眼用仮想カメラＣL、右眼用仮想カメラＣRの向きを図１４（Ｂ）に示すように変更する。
【０１４９】
この結果、画面２７２において表示される左眼用画像Ｌ及び右眼用画像Ｒは、図１２（Ｂ）に示すように水平方向に並んで表示される。これにより、画面２７２に表示される左眼用画像Ｌと右眼用画像Ｒは、観者に対する向きを変えることなく、左眼用画像Ｌを見る観者の左眼の視線と、右眼用画像Ｒを見る観者の右眼の視線とが交わる状態が維持される。
【０１５０】
第２の実施形態では、取得された画面のｚ軸回りの回転角度θｚに応じて、左眼用及び右眼用仮想カメラについて、各仮想カメラ座標系で回転させる。より具体的には、仮想カメラＣLの座標系において、画面のｚ軸と対応付けられるｚL軸回りに、取得されたｚ軸回りの回転角度だけ回転させる。また、仮想カメラＣRの座標系において、画面のｚ軸と対応付けられるｚR軸回りに、取得されたｚ軸回りの回転角度だけ回転させる。
【０１５１】
図１５（Ａ）、（Ｂ）に、取得されたｚ軸回りの回転角度θｚに応じて仮想カメラ座標系で各仮想カメラを回転させたときの立体視画像の一例を示す。
【０１５２】
すなわち、各仮想カメラからの画像は、画面２７２に表示された場合、観者に対して位置及び向きが変化しない。したがって、図１５（Ｂ）に示すように、左眼ＥLと注視点とを結ぶ視線と、右眼ＥRと注視点とを結ぶ視線との交点２８２に位置するように感じられる像が観察されることになる。
【０１５３】
第２の実施形態における画像生成装置についても、第１の実施形態と同様にゲーム装置に適用することができる。その構成及び動作は、図５乃至図８に示した第１の実施形態と同様のため、その図示及び説明を省略する。
【０１５４】
第２の実施形態が、第１の実施形態が異なる点は、立体視画像調整部の動作が異なる。
【０１５５】
４．１ 処理例
図１６に、第２の実施形態におけるｚ軸回りの回転角度θｚに応じた立体視画像の生成処理の一例を示す。
【０１５６】
まず、処理部は、角速度検出部によって検出されるｚ軸回りの回転角速度ωｚを取り出し、角度生成部において積分演算を行ってｚ軸回りの回転角度θｚを取得する（ステップＳ２０）。
【０１５７】
次に、オブジェクト空間において設定された左眼用及び右眼用仮想カメラを、それぞれ各仮想カメラ座標系においてｚ軸と対応付けられたｚL軸及びｚR軸回りに、取得された回転角度の回転方向と反対方向に当該回転角度θｚだけ回転させて、視点設定を行う（ステップＳ２１）。
【０１５８】
そして、ジオメトリ処理部、描画部により、ステップＳ２１で設定したオブジェクト空間における左眼用及び右眼用仮想カメラの位置からの画像を生成する（ステップＳ２２）。
【０１５９】
続いて、立体視画像処理部により、図１５（Ａ）に示す立体視表示可能な立体視画像として表示部の画面に表示させる（ステップＳ２３）。
【０１６０】
そして、所与の終了操作の有無を判別し（ステップＳ２４）、終了操作がなかったと判別されたとき（ステップＳ２４：Ｎ）、ステップＳ２０に戻る。
【０１６１】
一方、所与の終了操作があったと判別されたとき（ステップＳ２４：Ｙ）、一連の処理を終了する（エンド）。
【０１６２】
このように第２の実施形態によれば、立体視画像が表示される画面をｚ軸回りに回転させた場合、左眼用及び右眼用の仮想カメラを、各仮想カメラ座標系のｚ軸回りに、取得された回転角度に応じて回転させるようにした。これにより、画面に表示される左眼用画像Ｌ及び右眼用画像Ｒを観者に対して固定することができるので、左眼用画像を見る観者の左眼の視線と、右眼用画像を見る観者の右眼の視線とが交わるようにすることができ、立体視を可能とすることができる。
【０１６３】
また、この場合、例えばゲーム装置のプレーヤが操作する指の力み具合によって筐体を傾けて操作することがあっても、予め立体視が可能な位置を設定しておけば、その操作具合によって画面が傾いても、正常な立体視が維持できる。
【０１６４】
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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
また、第１及び第２の実施形態では、取得するｚ軸回りの回転角度θｚを、画面の中心位置を基準に取得するものとして説明したが、これに限定されるものではない。要は、画面の所定の位置を基準に、ｚ軸回りの回転角度θｚ又はこれに対応する回転角度を取得できればよい。
【０１６７】
更に、第１及び第２の実施形態では、オブジェクト空間における３次元画像を生成するものとして説明したが、これに限定されるものではない。左眼用画像及び右眼用画像として、３次元画像を模した擬似的な２次元画像であって、リアルタイム処理することなく、予め用意された複数の画像を切り替えるようにしてもよい。
【０１６８】
更にまた、第１及び第２の実施形態の表示部として、立体視画像の表示方式として、パララックスバリア方式、レンティキュラ方式、液晶シャッターや偏光眼鏡を用いた表示装置を適用することができる。
【０１６９】
また、第１及び第２の実施形態ではゲーム装置として説明したが、これに限定されるものではない。例えば携帯電話機やＰＤＡにも同様に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）、（Ｂ）は、画像生成装置によって生成される立体視画像の一例を示す説明図である。
【図２】図２（Ａ）、（Ｂ）は、ｚ軸回りに回転させた場合の画面に表示される立体視画像の一例を示す説明図である。
【図３】本発明が適用される画像生成装置の原理構成の概要を示す構成図である。
【図４】図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、第１の実施形態における立体視画像調整部の動作を説明するための説明図である。
【図５】第１の実施形態における画像生成装置を適用したゲーム装置の外観正面図である。
【図６】第１の実施形態のゲーム装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図７】オブジェクト空間において左眼用及び右眼用仮想カメラが視点設定された状態を模式的に示す模式図である。
【図８】検出精度の低いジャイロセンサにより検出される回転角速度とこれによって生成される回転角度の変化を示す説明図である。
【図９】検出精度の低いジャイロセンサにより検出される回転角速度と、これに基づいて第１の実施形態における角度演算部によって演算された回転角度の変化を示す説明図である。
【図１０】図１０（Ａ）、（Ｂ）は、第１の実施形態において、立体視画像調整を行うために取得するｚ軸回りの回転角度の一例を示す説明図である。
【図１１】第１の実施形態におけるｚ軸回りの回転角度に応じた立体視画像の生成処理の一例を示すフローチャートである。
【図１２】図１２（Ａ）、（Ｂ）は、第２の実施形態における立体視画像調整部の動作を説明するための説明図である。
【図１３】第２の実施形態におけるオブジェクト空間において左眼用及び右眼用仮想カメラが視点設定された状態を模式的に示す模式図である。
【図１４】図１４（Ａ）、（Ｂ）は、第２の実施形態において、立体視画像調整を行うために取得するｚ軸回りの回転角度の一例を示す説明図である。
【図１５】図１５（Ａ）、（Ｂ）は、取得されたｚ軸回りの回転角度に応じて仮想カメラ座標系で各仮想カメラを回転させたときの立体視画像の一例を示す説明図である。
【図１６】第２の実施形態におけるｚ軸回りの回転角度に応じた立体視画像の生成処理の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０、４０、４２、５４、２５０、２７０、２７２ 画面
２０ 画像生成装置
２２、１２０ 画像生成部
２４ 角度取得部
２６、１９０ 表示部
２８ 左原画像生成部
３０ 右原画像生成部
３２ 立体視画像生成部
３４ 立体視画像調整部
５０ ゲーム装置
５２ 筐体
５６ 左操作部
５８ 右操作部
１００ 処理部
１１０ ゲーム処理部
１２２ ジオメトリ処理部
１２４ 描画部
１２６ 立体視画像処理部
１３０ 角度演算部
１６０ 操作部
１７０ 主記憶部
１８０ 情報記憶媒体
１９２ 音出力部
１９４ 携帯型情報記憶装置
１９６ 通信部
１９８ 角速度検出部
２８０ オブジェクト
ＣL 左眼用仮想カメラ
ＣR 右眼用仮想カメラ
ＥL 左眼
ＥR 右眼
Ｌ 左眼用画像
Ｒ 右眼用画像
θｚ 回転角度
ωｚ 回転角速度
Claims (15)
- 画像生成を行う画像生成装置であって、
左眼用画像と右眼用画像とに基づいて形成される左右視差により立体視画像を表示する表示手段と、
前記表示手段の画面に対して垂直な方向を第１の軸とした場合に、前記画面の第１の軸回りの回転角度を取得する角度取得手段と、
取得された回転角度に応じて、前記画面上での前記左眼用画像及び前記右眼用画像の表示位置の並びが観者の眼の並び方向と平行になるように、前記左眼用画像及び前記右眼用画像のうち少なくとも一方の前記画面上での表示位置を上下方向にずらす画像調整手段と、
を含むことを特徴とする画像生成装置。 - 請求項１において、
前記画像調整手段は、
取得された回転角度に応じて、前記左眼用画像及び前記右眼用画像の表示位置の並びが水平になるように、前記左眼用画像及び前記右眼用画像のうち少なくとも一方の前記画面上での表示位置を上下方向にずらすことを特徴とする画像生成装置。 - 請求項１又は２において、
取得された回転角度に応じて、オブジェクト空間での左眼用及び右眼用の仮想カメラの視点設定を行う仮想カメラ設定手段と、
前記左眼用及び前記右眼用の仮想カメラを視点として左眼用画像及び右眼用画像を生成する手段と、
を含むことを特徴とする画像生成装置。 - 画像生成を行う画像生成装置であって、
左眼用画像と右眼用画像とに基づいて形成される左右視差により立体視画像を表示する表示手段と、
前記表示手段の画面に対して垂直な方向を第１の軸とした場合に、前記画面の第１の軸回りの回転角度を取得する角度取得手段と、
取得された回転角度に応じて、オブジェクト空間での左眼用及び右眼用の仮想カメラの視点設定を行う仮想カメラ設定手段と、
前記左眼用及び前記右眼用の仮想カメラを視点とした左眼用画像及び右眼用画像を生成する手段と、
を含み、
前記仮想カメラ設定手段は、
取得された回転角度に応じて、前記画面に表示される前記左眼用画像及び前記右眼用画像を観者に対して固定するように、前記左眼用及び右眼用の仮想カメラの視点を、前記第１の軸と対応付けられた各仮想カメラの座標系における座標軸回りに回転させることを特徴とする画像生成装置。 - 請求項４において、
前記仮想カメラ設定手段は、
取得された回転角度に応じて、前記左眼用画像及び前記右眼用画像が水平方向に並んで表示されるように、前記左眼用及び右眼用の仮想カメラの視点を、前記第１の軸と対応付けられた各仮想カメラの座標系における座標軸回りに回転させることを特徴とする画像生成装置。 - 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記角度取得手段は、
前記第１の軸回りの回転角速度を検出する角速度検出手段によって検出された回転角速度に基づいて前記回転角度を取得することを特徴とする画像生成装置。 - 請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記取得した回転角度を、時間経過に伴い所与の値に近付ける手段を含むことを特徴とする画像生成装置。 - コンピュータにより使用可能なプログラムであって、
左眼用画像と右眼用画像とに基づいて形成される左右視差により立体視画像を表示する表示手段の画面に対して垂直な方向を第１の軸とした場合に、前記画面の第１の軸回りの回転角度を取得する角度取得手段と、
取得された回転角度に応じて、前記画面上での前記左眼用画像及び前記右眼用画像の表示位置の並びが観者の眼の並び方向と平行になるように、前記左眼用画像及び前記右眼用画像のうち少なくとも一方の前記画面上での表示位置を上下方向にずらす画像調整手段と、
をコンピュータに実現させることを特徴とするプログラム。 - 請求項８において、
前記画像調整手段は、
取得された回転角度に応じて、前記左眼用画像及び前記右眼用画像の表示位置の並びが水平になるように、前記左眼用画像及び前記右眼用画像のうち少なくとも一方の前記画面上での表示位置を上下方向にずらすことを特徴とするプログラム。 - 請求項８又は９において、
取得された回転角度に応じて、オブジェクト空間での左眼用及び右眼用の仮想カメラの視点設定を行う仮想カメラ設定手段と、
前記左眼用及び前記右眼用の仮想カメラを視点として左眼用画像及び右眼用画像を生成する手段と、
をコンピュータに実現させることを特徴とするプログラム。 - コンピュータにより使用可能なプログラムであって、
左眼用画像と右眼用画像とに基づいて形成される左右視差により立体視画像を表示する表示手段の画面に対して垂直な方向を第１の軸とした場合に、第１の軸回りの回転角度を取得する角度取得手段と、
取得された回転角度に応じて、オブジェクト空間での左眼用及び右眼用の仮想カメラの視点設定を行う仮想カメラ設定手段と、
前記左眼用及び前記右眼用の仮想カメラを視点とした左眼用画像及び右眼用画像を生成する手段と、
をコンピュータに実現させ、
前記仮想カメラ設定手段は、
取得された回転角度に応じて、前記画面に表示される前記左眼用画像及び前記右眼用画像を観者に対して固定するように、前記左眼用及び右眼用の仮想カメラの視点を、前記第１の軸と対応付けられた各仮想カメラの座標系における座標軸回りに回転させることを特徴とするプログラム。 - 請求項１１において、
前記仮想カメラ設定手段は、
取得された回転角度に応じて、前記左眼用画像及び前記右眼用画像が水平方向に並んで表示されるように、前記左眼用及び右眼用の仮想カメラの視点を、前記第１の軸と対応付けられた各仮想カメラの座標系における座標軸回りに回転させることを特徴とするプログラム。 - 請求項８乃至１２のいずれかにおいて、
前記角度取得手段は、
前記第１の軸回りの回転角速度を検出する角速度検出手段によって検出された回転角速度に基づいて前記回転角度を取得することを特徴とするプログラム。 - 請求項８乃至１３のいずれかにおいて、
前記取得した回転角度を、時間経過に伴い所与の値に近付ける手段をコンピュータに実現させることを特徴とするプログラム。 - コンピュータにより使用可能な情報記憶媒体であって、
請求項８乃至１４のいずれかのプログラムを含むことを特徴とする情報記憶媒体。
Priority Applications (1)
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