JP4714231B2 - 画像生成装置、広視野画像生成方法、および、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、仮想空間内における視野を適切に拡大させた画像を生成することのできる画像生成装置、広視野画像生成方法、および、プログラムに関する。

従来より、３次元表示のアクションゲームやロールプレイングゲーム等を楽しむことのできるゲーム装置（ビデオゲーム装置等）が、家庭用や業務用として開発されている。このような３次元表示のアクションゲーム等では、主人公キャラクタ自身を視点とした一人称視点、若しくは、主人公キャラクタの背後（一例として、後頭部上方）から眺めた三人称視点によるゲーム画像を表示している。
具体的には、３次元の仮想空間内に仮想的なカメラ（仮想カメラ）を配置して、この仮想カメラを視点として撮影した視野画像を生成して、ゲーム装置の表示部に表示している。そして、プレイヤがコントローラ等により主人公キャラクタを移動させると、それに同期して（追従して）仮想カメラも移動する。すなわち、仮想カメラの位置や方向（視点位置や視線方向）がプレイヤの操作に応じて変化し、視野画像が次々と移り変わって行くため、プレイヤは、あたかも自身が仮想空間内にいるかのように、ゲームを楽しむことができる。

このようなゲーム装置（画像処理装置）の先行技術として、視点位置や視線方向が随時変化する場合であっても、視界範囲内のオブジェクトを適宜選択し、表示画像の滑らかさの低下を効果的に目立たなくする発明も開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−１６４１６８号公報 （第９−１５頁、第１図）

上述したゲーム装置では、１つの仮想カメラが捉えた視野画像をゲーム画像として表示している。なお、仮想カメラには、予め視野角等が定められており、生成される視野画像は、この視野角の範囲内だけに限られることになる。
つまり、仮想カメラの視野（視界）からほんの少しでも外れてしまうと、ゲーム画像には全く表示されないため、プレイヤは視野外の様子を把握することができなかった。そのため、視野外からいきなり現れた敵キャラクタにより、主人公キャラクタが攻撃されてしまったり、すぐ近くにあっても、視野外であるために重要なアイテム（オブジェクト）を取り逃してしまう等の不都合が生じていた。
そのため、仮想空間内における視野を適切に拡大させた画像を表示する技術が求められていた。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、仮想空間内における視野を適切に拡大させた画像を生成することのできる画像生成装置、広視野画像生成方法、および、プログラムを提供することを目的とする。

本発明の第１の観点に係る画像生成装置は、視点となる仮想のカメラによって３次元仮想空間を撮影した画像を生成する画像生成装置であって、視野画像生成部、視野画像変形部、及び、広視野画像生成部を含んで構成される。

まず、視野画像生成部は、主カメラ、及び、当該主カメラとは視線方向が異なる補助カメラによってそれぞれ撮影し、２次元平面に投影した各視野画像を生成する。また、視野画像変形部は、生成された当該視野画像のうち補助カメラに対応する視野画像を、所定の矩形形状（例えば、台形形状）に変形させる。そして、広視野画像生成部は、主カメラに対応する視野画像、及び、変形させた当該視野画像を並べた広視野画像を生成する。

このように、生成される広視野画像によって、視野が広くなり、従来では視野外となっていたオブジェクト等も適切に表示することができる。また、変形させる視野画像を、例えば、外側に向けて広がるような台形形状に変形させることにより、プレイヤが中心となる正面の視野画像（主カメラの視野画像）を注目していても、その脇の視野画像を認識しやすくなる。
この結果、仮想空間内の視野を適切に拡大させた画像を生成することができる。

本発明の第２の観点に係る画像生成装置は、視点となる仮想のカメラによって３次元仮想空間を撮影した画像を生成する画像生成装置であって、視野画像生成部、視野画像変形部、及び、広視野画像生成部を含んで構成される。

まず、視野画像生成部は、基準となる主カメラ、及び、当該主カメラを中心として視線方向が異なる複数の補助カメラが視点に配置されており、当該各カメラによってそれぞれ撮影し、スクリーン平面に透視投影した各視野画像を生成する。また、視野画像変形部は、生成された当該視野画像のうち補助カメラに対応する視野画像を、台形形状に変形させる。そして、広視野画像生成部は、主カメラに対応する視野画像を中心に、変形させた当該視野画像を並べた広視野画像を生成する。

このように各視野画像を並べて生成される広視野画像によって、仮想空間における水平方向の視野が広くなり、従来では視野外となっていたオブジェクト等も適切に表示することができる。また、視野を広げた左右方向の視野画像を、例えば、外側に向けて広がるような台形形状に変形させることにより、プレイヤが中心となる正面の視野画像を注目していても、左右方向の視野画像を認識しやすくなる。
この結果、仮想空間内における視野を適切に拡大させた画像を生成することができる。

上記画像生成装置は、視点の移動状況を算定する視点移動状況算定部を更に備え、
前記視野画像変形部は、算定される視点の移動状況に基づいて、視野画像を変形させる形状の変形割合を変化させてもよい。

本発明の第３の観点に係る広視野画像生成方法は、画像処理部、及び、演算部を有する画像生成装置における広視野画像生成方法であって、視野画像生成ステップ、視野画像変形ステップ、及び、広視野画像生成ステップを含んで構成される。

まず、視野画像生成ステップでは、主カメラ、及び、当該主カメラとは視線方向が異なる補助カメラによってそれぞれ撮影し、２次元平面に投影した各視野画像を生成する。また、視野画像変形ステップでは、生成された当該視野画像のうち補助カメラに対応する視野画像を、所定の矩形形状（例えば、台形形状）に変形させる。そして、広視野画像生成ステップでは、主カメラに対応する視野画像、及び、変形させた当該視野画像を並べた広視野画像を生成する。

このように、生成される広視野画像によって、視野が広くなり、従来では視野外となっていたオブジェクト等も適切に表示することができる。また、変形させる視野画像を、例えば、外側に向けて広がるような台形形状に変形させることにより、プレイヤが中心となる正面の視野画像を注目していても、その脇の視野画像を認識しやすくなる。
この結果、仮想空間内の視野を適切に拡大させた画像を生成することができる。

本発明の第４の観点に係るプログラムは、コンピュータ（電子機器を含む。）を、上記の画像生成装置として機能させるように構成する。

このプログラムは、コンパクトディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ディジタルビデオディスク、磁気テープ、半導体メモリ等のコンピュータ読取可能な情報記録媒体に記録することができる。

上記プログラムは、当該プログラムが実行されるコンピュータとは独立して、コンピュータ通信網を介して配布・販売することができる。また、上記情報記録媒体は、当該コンピュータとは独立して配布・販売することができる。

本発明によれば、仮想空間内における視野を適切に拡大させた画像を生成することができる。

以下に本発明の実施形態を説明する。以下では、理解を容易にするため、ゲーム装置に本発明が適用される実施形態を説明するが、各種のコンピュータ、ＰＤＡ、携帯電話などの情報処理装置においても同様に本発明を適用することができる。すなわち、以下に説明する実施形態は説明のためのものであり、本願発明の範囲を制限するものではない。従って、当業者であればこれらの各要素または全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であるが、これらの実施形態も本発明の範囲に含まれる。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施の形態に係る画像生成装置が実現される典型的なゲーム装置の概要構成を示す模式図である。以下、本図を参照して説明する。

ゲーム装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３と、インターフェース１０４と、コントローラ１０５と、外部メモリ１０６と、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）−ＲＯＭドライブ１０７と、画像処理部１０８と、音声処理部１０９と、ＮＩＣ（Network Interface Card）１１０と、を備える。

なお、ゲーム用のプログラムおよびデータを記憶したＤＶＤ−ＲＯＭをＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１０７に装着して、ゲーム装置１００の電源を投入することにより、当該プログラムが実行され、本実施形態の画像生成装置が実現される。

ＣＰＵ １０１は、ゲーム装置１００全体の動作を制御し、各構成要素と接続され制御信号やデータをやりとりする。

ＲＯＭ １０２には、電源投入直後に実行されるＩＰＬ（Initial Program Loader）が記録され、これが実行されることにより、ＤＶＤ−ＲＯＭに記録されたプログラムをＲＡＭ １０３に読み出してＣＰＵ １０１による実行が開始される。また、ＲＯＭ １０２には、ゲーム装置１００全体の動作制御に必要なオペレーティングシステムのプログラムや各種のデータが記録される。

ＲＡＭ １０３は、データやプログラムを一時的に記憶するためのもので、ＤＶＤ−ＲＯＭから読み出したプログラムやデータ、その他ゲームの進行やチャット通信に必要なデータが保持される。

インターフェース１０４を介して接続されたコントローラ１０５は、プレイヤがゲーム実行の際に行う指示入力を受け付ける。例えば、コントローラ１０５は、プレイヤの操作に従って、キャラクタ等に向けたコマンド等の指示入力を受け付ける。

インターフェース１０４を介して着脱自在に接続された外部メモリ１０６には、ゲームの進行状態を示すデータ、チャット通信のログ（記録）のデータなどが書き換え可能に記憶される。プレイヤは、コントローラ１０５を介して保存指示を行うことにより、これらのデータを適宜外部メモリ１０６に記録することができる。

ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１０７に装着されるＤＶＤ−ＲＯＭには、ゲームを実現するためのプログラムとゲームに付随する画像データや音声データが記録される。ＣＰＵ １０１の制御によって、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１０７は、これに装着されたＤＶＤ−ＲＯＭに対する読み出し処理を行って、必要なプログラムやデータを読み出し、これらはＲＡＭ １０３等に一時的に記憶される。

画像処理部１０８は、ＤＶＤ−ＲＯＭから読み出されたデータをＣＰＵ １０１や自己が備える画像演算プロセッサ（図示せず）によって加工処理した後、これを自己が備えるフレームメモリ（図示せず）に記録する。フレームメモリに記録された画像情報は、所定の同期タイミングでビデオ信号に変換され画像処理部１０８に接続されるモニタ（図示せず）へ出力される。これにより、各種の画像表示が可能となる。

なお、画像演算プロセッサは、２次元の画像の重ね合わせ演算やαブレンディング等の透過演算、各種の飽和演算を高速に実行できる。
また、仮想３次元空間に配置され、各種のテクスチャ情報が付加されたポリゴン情報を、Ｚバッファ法によりレンダリングして、所定の視点位置から仮想３次元空間に配置されたポリゴンを俯瞰したレンダリング画像を得る演算の高速実行も可能である。

さらに、ＣＰＵ １０１と画像演算プロセッサが協調動作することにより、文字の形状を定義するフォント情報に従って、文字列を２次元画像としてフレームメモリへ描画したり、各ポリゴン表面へ描画することが可能である。フォント情報は、ＲＯＭ １０２に記録されているが、ＤＶＤ−ＲＯＭに記録された専用のフォント情報を利用することも可能である。

音声処理部１０９は、ＤＶＤ−ＲＯＭから読み出した音声データをアナログ音声信号に変換し、これに接続されたスピーカ（図示せず）から出力させる。また、ＣＰＵ １０１の制御の下、ゲームの進行の中で発生させるべき効果音や楽曲データを生成し、これに対応した音声をスピーカから出力させる。

ＮＩＣ １１０は、ゲーム装置１００をインターネット等のコンピュータ通信網（図示せず）に接続するためのものであり、ＬＡＮ（Local Area Network）を構成する際に用いられる１０ＢＡＳＥ−Ｔ／１００ＢＡＳＥ−Ｔ規格にしたがうものや、電話回線を用いてインターネットに接続するためのアナログモデム、ＩＳＤＮ（Integrated Services Digital Network）モデム、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）モデム、ケーブルテレビジョン回線を用いてインターネットに接続するためのケーブルモデム等と、これらとＣＰＵ １０１との仲立ちを行うインターフェース（図示せず）により構成される。

このほか、ゲーム装置１００は、ハードディスク等の大容量外部記憶装置を用いて、ＲＯＭ １０２、ＲＡＭ １０３、外部メモリ１０６、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１０７に装着されるＤＶＤ−ＲＯＭ等と同じ機能を果たすように構成してもよい。
また、各種の位置の指定および選択入力を受け付けるためのマウスなどを接続する形態も採用することができる。

また、本実施形態のゲーム装置１００にかえて、一般的なコンピュータ（汎用のパーソナルコンピュータ等）を画像生成装置として利用することもできる。例えば、一般的なコンピュータは、上記ゲーム装置１００と同様に、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ、および、ＮＩＣを備え、ゲーム装置１００よりも簡易な機能を備えた画像処理部を備え、外部記憶装置としてハードディスクを有する他、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、磁気テープ等が利用できるようになっている。また、コントローラではなく、キーボードやマウスなどを入力装置として利用する。そして、ゲームプログラムをインストールした後に、そのプログラムを実行させると、画像生成装置として機能する。

（画像生成装置の概要構成）
図２は、本実施形態に係る画像生成装置の概要構成を示す模式図である。この画像生成装置は、一例として、３次元表示のアクションゲームにおいて、主人公キャラクタ自身を視点とした一人称視点のゲーム画像を生成する装置である。以下、本図を参照して説明する。

画像生成装置２００は、オブジェクト情報記憶部２１０と、操作受付部２２０と、オブジェクト位置管理部２３０と、視点管理部２４０と、視野画像生成部２５０と、視野画像変形部２６０と、広視野画像生成部２７０とを備えて構成される。

まず、オブジェクト情報記憶部２１０は、３次元仮想空間内に配置される主人公キャラクタ（プレイヤキャラクタ）、敵キャラクタ、樹木、岩、及び、建物等の各種オブジェクトについての情報を記憶する。具体的には、各オブジェクトについて、３次元モデルやテクスチャといった情報が記憶されている。
なお、ＲＡＭ １０３等が、このようなオブジェクト情報記憶部２１０として機能しうる。

操作受付部２２０は、プレイヤが操る主人公キャラクタに対する動作指示等の操作入力を受け付ける。例えば、操作受付部２２０は、所定方向に移動する、剣武器を使う（銃を撃ったり、剣を振ったりする）、物を拾う、しゃがむ、伏せる等の動作に対応した複数のボタン（一例として、コントローラ１０５に配置された方向キー，Ａボタン，Ｂボタン，Ｘボタン，Ｙボタン等）の何れかがプレイヤにより押下されることによって、主人公キャラクタに向けた操作入力を受け付ける。
なお、コントローラ１０５がこのような操作受付部２２０として機能しうる。

オブジェクト位置管理部２３０は、主人公キャラクタや敵キャラクタといった仮想空間内で位置が変化するオブジェクトの位置情報（現在位置や向き等）を管理する。例えば、主人公キャラクタは、操作受付部２２０によって受け付けた移動指示等に従って、仮想空間内の位置や向きが変化するため、オブジェクト位置管理部２３０にてその位置情報が管理される。また、敵キャラクタも所定のロジックに従って適宜移動し、仮想空間内の位置等が変化するため、同様に位置情報が管理される。
この他にも、オブジェクト位置管理部２３０は、建物、木、石等のような仮想空間内の位置が変わらないオブジェクトの位置情報も管理する。
なお、ＲＡＭ １０３及びＣＰＵ １０１が、このようなオブジェクト位置管理部２３０として機能しうる。

視点管理部２４０は、視点の位置情報（視点位置や視線方向等）を管理する。具体的には、ゲームが一人称視点であるため、主人公キャラクタの位置情報（一例として、顔に相当する位置情報）がそのまま視点の位置情報に反映されて管理される。
なお、三人称視点のゲーム画像を生成するのであれば、例えば、主人公キャラクタの後頭部上方が、視点となる。このため、主人公キャラクタの位置情報を所定の演算により後頭部上方に変換した位置情報が、視点の位置情報として管理される。
そして、ＲＡＭ １０３及びＣＰＵ １０１が、このような視点管理部２４０として機能しうる。

視野画像生成部２５０は、視点位置に配置される仮想のカメラによって、３次元仮想空間を撮影した画像を生成する。本願発明の特徴として、複数のカメラを視点に配置し、それぞれが視線方向をずらして撮影する。
具体的に、視点位置には、仮想空間を上から見て、図３（ａ）に示すような、主カメラＭＣ、及び、左右の補助カメラＳＣｌ，ＳＣｒの３つのカメラが、水平方向に視線（ＶＬ１〜ＶＬ３）をずらして配置される。この図３（ａ）では、それぞれのカメラが分かり易いように、分けて（間隔を空けて）示しているが、実際には、図３（ｂ）に示すように、視点ＶＰに、各カメラのレンズ部が集まるように配置される。より詳細には、主カメラＭＣの視線ＶＬ１を中心として、左方向（水平左方向）に角度θ（一例として、４５度）だけずらした補助カメラＳＣｌの視線ＶＬ２、及び、右方向に角度θだけずらした補助カメラＳＣｒの視線ＶＬ３の関係となるように、各カメラが配置される。

これらのカメラ（ＭＣ，ＳＣｌ，ＳＣｒ）は、図３（ｃ）に示すように、所定の視野角等が設定されており、３次元仮想空間を撮影する際に、視野領域（ビューフラスタム）ＶＦ内のオブジェクト等を、スクリーン平面ＳＲに透視投影（透視変換）して、２次元の視野画像を生成する。
すなわち、視野画像生成部２５０は、図３（ｄ）に示すように、主カメラＭＣによってスクリーン平面ＳＲ１に透視投影した視野画像、補助カメラＳＣｌによってスクリーン平面ＳＲ２に透視投影した視野画像、及び、補助カメラＳＣｒによってスクリーン平面ＳＲ３に透視投影した視野画像をそれぞれ生成する。
なお、図３（ｄ）では、各カメラの視野（視野領域）が重ならない（重複しない）場合を一例として示しているが、設定される視野角や視線方向等に応じて、隣接するカメラ同士の視野が一部重なっていてもよい。

生成される視野画像について、図４を参照して具体的に説明する。図４（ａ）に示すように、主カメラＭＣ，補助カメラＳＣｌ，ＳＣｒの視野内に、オブジェクトＯｊ１〜Ｏｊ３がそれぞれ位置していた場合、視野画像生成部２５０は、各カメラが捉えた図４（ｂ）〜（ｄ）に示すような視野画像を生成する。
つまり、主カメラＭＣによって、図４（ｂ）に示すオブジェクトＯｊ１を含む視野画像を生成し、また、補助カメラＳＣｌによって、図４（ｃ）に示すオブジェクトＯｊ２を含む視野画像を生成し、そして、補助カメラＳＣｒによって、図４（ｄ）に示すオブジェクトＯｊ３を含む視野画像を生成する。
そして、画像処理部１０８が、このような視野画像生成部２５０として機能しうる。

図２に戻って、視野画像変形部２６０は、視野画像生成部２５０が生成した３つの視野画像のうち、補助カメラが撮影した２つの視野画像の形状を変形させる。
まず、視野画像変形部２６０は、図５（ａ）に示すように、補助カメラＳＣｌが撮影した視野画像ＳＧｌを、台形形状に変形させる。この変形は、例えば、図５（ｂ）に示すように、視野画像ＳＧｌの辺Ａ−Ｂ側を変化させずに、辺Ｃ−Ｄ側を伸張させて台形の下底Ｃ’−Ｄ’となるように変化させる。つまり、補助カメラＳＣｌが、主カメラＭＣよりも左方向（水平左方向）を撮影しているため、視野画像変形部２６０は、視野画像ＳＧｌの左端となる辺Ｃ−Ｄ側を伸張させた台形形状Ａ−Ｂ−Ｃ’−Ｄ’に変換している。
具体的に、補助カメラＳＣｌが図５（ｃ）に示すようなオブジェクトＯｊ２を含む視野画像を撮影している場合に、視野画像変形部２６０は、図５（ｄ）に示すように台形形状の視野画像に変形させる。これにより、オブジェクトＯｊ２は、左側が伸びたように変換される。

また、視野画像変形部２６０は、図６（ａ）に示すように、補助カメラＳＣｒが撮影した視野画像ＳＧｒも台形形状に変形させる。なお、この変形は、図６（ｂ）に示すように、視野画像ＳＧｒの辺Ｃ−Ｄ側を変化させずに、辺Ａ−Ｂ側を伸張させて台形の下底Ａ’−Ｂ’となるように変化させる。つまり、補助カメラＳＣｒが、主カメラＭＣよりも右方向（水平右方向）を撮影しているため、視野画像変形部２６０は、視野画像ＳＧｒの右端となる辺Ａ−Ｂ側を伸張させた台形形状Ｄ−Ｃ−Ａ’−Ｂ’に変換している。
具体的に、補助カメラＳＣｒが図６（ｃ）に示すようなオブジェクトＯｊ３を含む視野画像を撮影している場合に、視野画像変形部２６０は、図６（ｄ）に示すように台形形状の視野画像に変形させる。これにより、オブジェクトＯｊ３は、右側が伸びたように変換される。
なお、画像処理部１０８が、このような視野画像変形部２６０として機能しうる。

図２に戻って、広視野画像生成部２７０は、主カメラが撮影した視野画像を中心に、変形させた補助カメラの視野画像を水平方向に左右に並べた広視野画像を生成する。
すなわち、視野画像変形部２６０が台形形状に変形させた視野画像を、変形させていない主カメラによる視野画像の両側に連結して合成した、１まとまりの広視野画像を生成する。
具体的に広視野画像生成部２７０は、図７（ａ）に示すように、主カメラＭＣに対応する視野画像ＳＧｃを中心として、補助カメラＳＣｌに対応する視野画像ＳＧｌ（変形させた視野画像）を左側に配置し、また、補助カメラＳＣｒに対応する視野画像ＳＧｒ（変形させた視野画像）を右側に配置する。
そして、広視野画像生成部２７０は、各視界画像を連結して合成し、図７（ｂ）に示すような広視野画像ＫＳＧを生成する。この広視野画像ＫＳＧは、外部のモニタ（一例として、ワイド画面テレビ等）に出力され、図７（ｃ）に示すようなゲーム画像として表示される。
なお、画像処理部１０８が、このような広視野画像生成部２７０として機能しうる。

（画像生成装置の動作）
図８は、上述した構成の画像生成装置２００において実行される広視野画像生成処理の流れを示すフローチャートである。以下、本図を参照して画像生成装置２００の動作について説明する。この広視野画像生成処理は、ゲーム実行中において、例えば、垂直同期割り込み（一例として１／６０秒）毎に、繰り返して実行される。

まず、画像生成装置２００は、視点位置の３つのカメラにて、３次元仮想空間を撮影する（ステップＳ３０１）。
すなわち、視野画像生成部２５０は、上述した図３（ｂ）に示すように、視点ＶＰにて、主カメラＭＣを中心として、左右に視線をずらした補助カメラＳＣｌ，ＳＣｒを配置し、これらのカメラ（ＭＣ，ＳＣｌ，ＳＣｒ）により、３次元仮想空間を撮影する。

画像生成装置２００は、各カメラの視野画像をそれぞれ生成する（ステップＳ３０２）。
すなわち、視野画像生成部２５０は、上述した図３（ｄ）に示すように、主カメラＭＣによってスクリーン平面ＳＲ１に透視投影した視野画像、補助カメラＳＣｌによってスクリーン平面ＳＲ２に透視投影した視野画像、及び、補助カメラＳＣｒによってスクリーン平面ＳＲ３に透視投影した視野画像をそれぞれ生成する。

画像生成装置２００は、生成した３つの視野画像のうち、補助カメラが撮影した２つの視野画像の形状を変形させる（ステップＳ３０３）。
まず、視野画像変形部２６０は、上述した図５（ａ）に示すように、補助カメラＳＣｌが撮影した視野画像ＳＧｌを、台形形状に変形させる。この際、補助カメラＳＣｌが、主カメラＭＣよりも左方向を撮影しているため、視野画像変形部２６０は、上述した図５（ｂ）に示すように、視野画像ＳＧｌの左端となる辺Ｃ−Ｄ側を伸張させた台形形状Ａ−Ｂ−Ｃ’−Ｄ’に変形させる。
また、視野画像変形部２６０は、上述した図６（ａ）に示すように、補助カメラＳＣｒが撮影した視野画像ＳＧｒも台形形状に変形させる。この際、補助カメラＳＣｒが、主カメラＭＣよりも右方向を撮影しているため、視野画像変形部２６０は、上述した図６（ｂ）に示すように、視野画像ＳＧｒの右端となる辺Ａ−Ｂ側を伸張させた台形形状Ｄ−Ｃ−Ａ’−Ｂ’に変形させる。

画像生成装置２００は、主カメラが撮影した視野画像を中心に、変形させた補助カメラの視野画像を左右に並べた広視野画像を生成する（ステップＳ３０４）。
すなわち、広視野画像生成部２７０は、上述した図７（ａ）に示すように、主カメラＭＣに対応する視野画像ＳＧｃを中心として、補助カメラＳＣｌに対応する変形させた視野画像ＳＧｌを左側に配置し、また、補助カメラＳＣｒに対応する変形させた視野画像ＳＧｒを右側に配置する。そして、広視野画像生成部２７０は、各視界画像を連結して合成し、上述した図７（ｂ）に示すような広視野画像ＫＳＧを生成する。
そして、生成された広視野画像は、外部のモニタ等に出力され、上述した図７（ｃ）に示すようなゲーム画像として表示される。

このような広視野画像生成処理によって、仮想空間における水平方向の視野が広くなり、従来では視野外となっていたオブジェクト等も適切に表示することができる。特に、視野を広げた左右方向の視野画像が、外側に向けて広がるように伸張されているため、一人称視点の中心となる正面の視野画像（主カメラの視野画像）をプレイヤが注目していても、左右方向の視野画像が認識しやすくなる。
この結果、仮想空間内における視野を適切に拡大させた画像を生成することができる。

（他の実施形態）
上記の実施形態では、視野画像変形部２６０が、常に、大きさ等が同じ台形形状に変形させているが、視点の移動状況等に応じて、大きさ等を変えて変形させるようにしてもよい。
以下、視点の移動状況等に応じて、視野画像を台形形状に変形させる際の変形割合等を変化させることを特徴とする画像生成装置について説明する。

図９は、本発明の他の実施形態に係る画像生成装置の概要構成を示す模式図である。
図示するように、画像生成装置４００は、オブジェクト情報記憶部２１０と、操作受付部２２０と、オブジェクト位置管理部２３０と、視点管理部２４０と、視野画像生成部２５０と、視野画像変形部２６０と、広視野画像生成部２７０と、視点移動状況算定部４１０を備えて構成される。
つまり、上述した図２の画像生成装置２００に、視点移動状況算定部４１０を更に加えた構成となっている。

視点移動状況算定部４１０は、視点位置等の変遷から、現時点における視点の移動状況を算定する。
具体的に、視点移動状況算定部４１０は、視点管理部２４０にて管理される視点の位置情報を、直近の一定時間分だけ時系列に保持しておく。そして、保持している時系列の位置情報から現時点における視点の移動状況を算定する。
算定する視点の移動状況は、一例として、移動方向（旋回や回転等も含む）及び、その移動速度等を含むものとする。
なお、このような視点の移動状況の算定手法は、一例であり、他の手法によって、視点の移動状況を算定するようにしてもよい。
そして、なお、ＲＡＭ １０３及びＣＰＵ １０１が、このような視点移動状況算定部４１０として機能しうる。

視野画像変形部２６０は、図２の画像生成装置２００を更に進めて、視点移動状況算定部４１０が算定した視点の移動状況に応じて、変形させる形状の変形割合等を変化させながら、視野画像を変形させる。
まず、視野画像変形部２６０は、図１０（ａ）に示すように、補助カメラＳＣｌが撮影した視野画像ＳＧｌを台形形状に変形させる際に、視点の移動状況に基づいて、台形の下底となる辺Ｃ’−Ｄ’の長さを変化させる。
また、視野画像変形部２６０は、図１０（ｂ）に示すように、補助カメラＳＣｒが撮影した視野画像ＳＧｒを台形形状に変形させる際にも、視点の移動状況に基づいて、台形の下底となる辺Ａ’−Ｂ’の長さを変化させる。

具体的に、視野画像変形部２６０は、視点が前向きに移動している場合（主人公キャラクタが前進している場合）に、視点の移動速度が速くなるにつれて、図１０（ｃ）に示すように、視野画像ＳＧｌ，ＳＧｒの台形の下底（辺Ｃ’−Ｄ’，辺Ａ’−Ｂ’）を規定値よりも長くする。つまり、点線にて示される規定された台形よりも、下底側が大きく伸張するように、視野画像ＳＧｌ，ＳＧｒを変形させる。
一方、視点が後ろ向きに移動している場合（主人公キャラクタが後ずさりしている場合）には、視点の移動速度が速くなるにつれて、図１０（ｄ）に示すように、視野画像ＳＧｌ，ＳＧｒの台形の下底を規定値よりも短くする。つまり、点線にて示される規定された台形よりも、下底側が小さく収縮するように、視野画像ＳＧｌ，ＳＧｒを変形させる。

これ以外にも、視点が左周りに旋回している場合（主人公キャラクタがその場で左回転している場合）に、視野画像変形部２６０は、視点の移動速度（回転速度）が速くなるにつれて、図１０（ｅ）に示すように、視野画像ＳＧｌの台形の下底（辺Ｃ’−Ｄ’）を規定値よりも長し、逆に、視野画像ＳＧｒの台形の下底（辺Ａ’−Ｂ’）を規定値よりも短くする。
一方、視点が右周りに旋回している場合（主人公キャラクタがその場で右回転している場合）には、視点の移動速度が速くなるにつれて、図１０（ｆ）に示すように、視野画像ＳＧｌの台形の下底（辺Ｃ’−Ｄ’）を規定値よりも短く、逆に、視野画像ＳＧｒの台形の下底（辺Ａ’−Ｂ’）を規定値よりも長くする。

広視野画像生成部２７０は、図２の画像生成装置２００と同様に、主カメラが撮影した視野画像を中心に、変形させた補助カメラの視野画像を水平方向に左右に並べた広視野画像を生成する。
具体的に広視野画像生成部２７０は、視点が前向きに移動している場合に、主カメラの視野画像を中心として、上述した図１０（ｃ）のように変形させた視野画像を両側に連結して合成する。つまり、図１１（ａ）に示すような両側の辺（各台形の下底）が規定よりも伸張した広視野画像ＫＳＧが生成され、モニタ等に表示される。これにより、前進させる操作を行っているプレイヤは、この広視野画像ＫＳＧにより広い視野を認識しつつ、目前に迫ってくる様子（近づく様子）がより強く感じられるようになる。
また、広視野画像生成部２７０は、視点が後ろ向きに移動している場合に、主カメラの視野画像を中心として、上述した図１０（ｄ）のように変形させた視野画像を両側に連結して合成する。つまり、図１１（ｂ）に示すような両側の辺が規定よりも収縮した広視野画像ＫＳＧが生成され、モニタ等に表示される。これにより、後進させる操作を行っているプレイヤは、この広視野画像ＫＳＧにより広い視野を認識しつつ、遠ざかる様子がより強く感じられるようになる。

更に、広視野画像生成部２７０は、視点が左周りに旋回している場合に、主カメラの視野画像を中心として、上述した図１０（ｅ）のように変形させた視野画像を両側に連結して合成する。つまり、図１１（ｃ）に示すような左側の辺が伸張し、かつ、右側の辺が収縮した広視野画像ＫＳＧが生成され、モニタ等に表示される。これにより、左旋回させる操作を行っているプレイヤは、この広視界画像ＫＳＧにより広い視野を認識しつつ、左側に近づき、右側から遠ざかる様子（つまり、左旋回）がより強く感じられるようになる。
また、広視野画像生成部２７０は、視点が右周りに旋回している場合に、主カメラの視野画像を中心として、上述した図１０（ｆ）のように変形させた視野画像を両側に連結して合成する。つまり、図１１（ｄ）に示すような左側の辺が収縮し、かつ、右側の辺が伸張した広視野画像ＫＳＧが生成され、モニタ等に表示される。これにより、右旋回させる操作を行っているプレイヤは、この広視界画像ＫＳＧにより広い視野を認識しつつ、左側から遠ざかり、右側に近づく様子（つまり、右旋回）がより強く感じられるようになる。

更に、視点の旋回時には、上述した台形の下底の変形に加えて、台形の高さについても視野画像を変形するようにしてもよい。
例えば、視野画像変形部２６０は、視点が左回りに旋回している場合に、図１２（ａ）に示すように、視野画像ＳＧｌの台形の高さＨ１を規定値よりも長くなるように伸張し、逆に、視野画像ＳＧｒの台形の高さＨ２を規定値よりも短くなるように収縮する。
一方、視野画像変形部２６０は、視点が右回りに旋回している場合に、図１２（ｂ）に示すように、視野画像ＳＧｌの台形の高さＨ２を規定値よりも短くなるように収縮し、逆に、視野画像ＳＧｒの台形の高さＨ１を規定値よりも長くなるように伸張する。
そして、広視野画像生成部２７０が、これら変形した視野画像を主カメラの視野画像と連結して合成することにより、視点が左回りに旋回している場合に、図１２（ｃ）に示すような広視野画像ＫＳＧが生成され、また、視点が右回りに旋回している場合に、図１２（ｄ）に示すような広視野画像ＫＳＧが生成され、モニタ等に表示される。
これにより、プレイヤは、これら図１２（ｃ），（ｄ）のような旋回している方向がより強調された画像から、旋回状態をより強く感じることができる。

このように、視点の移動状況等に応じて、変形させる台形形状の変形割合等を変化させながら、視野画像を変形させることにより、視点の動きに対応して、動的に、より迫力のある広視野画像を生成することができる。
この結果、仮想空間内における視野を適切に拡大させた画像を生成することができる。

上記の実施形態では、上述した図７（ａ）に示すように、補助カメラＳＣｌ，ＳＣｒに対応する視野画像ＳＧｌ，ＳＧｒについて、外側の辺を伸張させた台形形状に変形する場合について説明した。
しかしながら、これとは逆に、外側の辺を収縮させた台形形状に変形してもよい。
具体的に視野画像変形部２６０は、まず、図１３（ａ）に示すように、補助カメラＳＣｌが撮影した視野画像ＳＧｌの辺Ｃ−Ｄ側を収縮させて台形の上底Ｃ’−Ｄ’となるように変化させる。
また、視野画像変形部２６０は、図１３（ｂ）に示すように、補助カメラＳＣｒが撮影した視野画像ＳＧｒの辺Ａ−Ｂ側を収縮させて台形の上底Ａ’−Ｂ’となるように変化させる。

上記と同様に、広視野画像生成部２７０は、主カメラが撮影した視野画像を中心に、変形させた補助カメラの視野画像を水平方向に左右に並べた広視野画像を生成する。
具体的には、図１３（ｃ）に示すように、主カメラＭＣに対応する視野画像ＳＧｃを中心として、補助カメラＳＣｌに対応する視野画像ＳＧｌ（変形させた視野画像）を左側に配置し、また、補助カメラＳＣｒに対応する視野画像ＳＧｒ（変形させた視野画像）を右側に配置する。
そして、広視野画像生成部２７０は、各視界画像を連結して合成し、図１３（ｃ）に示すような広視野画像ＫＳＧを生成する。この広視野画像ＫＳＧは、外部のモニタ等に出力され、図１３（ｄ）に示すようなゲーム画像として表示される。

この場合も、仮想空間における水平方向の視野が広くなり、従来では視野外となっていたオブジェクト等も適切に表示することができる。また、視野を広げた左右方向の視野画像が、外側に向けて狭まるように収縮していることで、一人称視点の中心となる正面の視野画像を注目しているプレイヤにとって、現実の視界のように映ることになる（左右の端に離れるほど、おおまかに見える）。
この結果、仮想空間内における視野を適切に拡大させた画像を生成することができる。

また、このように、外側の辺を収縮させた台形形状に変形する場合でも、上記と同様に、視点の移動状況等に応じて、変形割合等を変化させてもよい。
例えば、視野画像変形部２６０は、まず、図１４（ａ）に示すように、補助カメラＳＣｌが撮影した視野画像ＳＧｌを台形形状に変形させる際に、視点の移動状況に基づいて、台形の上底となる辺Ｃ’−Ｄ’の長さを変化させる。また、視野画像変形部２６０は、図１４（ｂ）に示すように、補助カメラＳＣｒが撮影した視野画像ＳＧｒを台形形状に変形させる際にも、視点の移動状況に基づいて、台形の上底となる辺Ａ’−Ｂ’の長さを変化させる。
具体的に視野画像変形部２６０は、視点の移動速度が速くなるにつれて、図１４（ｃ）に示すように、視野画像ＳＧｌ，ＳＧｒの台形の上底（辺Ｃ’−Ｄ’，辺Ａ’−Ｂ’）を規定値よりも短くする。つまり、点線にて示される規定された台形よりも、上底側がより収縮するように、視野画像ＳＧｌ，ＳＧｒを変形させる。

また、視野画像を台形形状に変形させる際に、あえて等脚台形（対角線の長さが等しい台形）とはならないように、変形させてもよい。例えば、図１４（ｄ）に示すように、視野画像ＳＧｌの辺Ｃ−Ｄ，視野画像ＳＧｒの辺Ａ−Ｂを収縮させる際に、値ｄ１，ｄ２が等しくならないようにして、辺Ｃ’−Ｄ’，辺Ａ’−Ｂ’に収縮させる。この値ｄ１，ｄ２は、例えば、視点の速度等に応じて、差や比率が変化するようにしてもよい。また、値ｄ１，ｄ２の大小関係についても、途中で入れ替わってもよい。

上記の実施形態では、視野画像を台形形状に変形させる場合について説明したが、変形させる形状は、このような台形形状に限られず、他の矩形形状に変形させるようにしてもよい。例えば、平行四辺形等の矩形形状に変形させてもよい。

上記の実施形態では、水平方向の視野を広くする場合について説明したが、視野を広げる方向は、垂直方向であってもよい。
この場合は、３つのカメラ（主カメラと２つの補助カメラ）を、垂直方向に視線方向をずらして配置することになる。そして、上記と同様に、補助カメラの視野画像を台形形状に変形させ、主カメラの視野画像の上下に連結して結合させることにより、広視野画像を生成する。
具体的には、図１５（ａ）に示すような広視野画像ＫＳＧを生成し、モニタ等に表示する。

また、上記の実施形態では、３つのカメラを配置する場合について説明したが、配置する仮想のカメラの数は、複数であればよく、３つよりも多いカメラを配置してもよい。
例えば、水平方向、及び、垂直方向の両方について視野を広くする場合に、主カメラを中心として、水平方向には、２つの補助カメラを左右に視線をずらして配置し、かつ、垂直方向には、２つの補助カメラを上下に視線をずらして配置する。そして、各補助カメラの視野画像を台形形状に変形させ、主カメラの視野画像の上下左右に連結して結合させることにより、広視野画像を生成する。
具体的には、図１５（ｂ）に示すような広視野画像ＫＳＧを生成し、モニタ等に表示する。
これらの場合も、仮想空間内における視野を適切に拡大させた画像を生成することができる。

また、上記の実施形態では、複数のカメラを視点に配置することにより、視野を広げる場合について説明した。
しかしながら、視野角の大きな（画角の大きな）カメラを１つだけ視点に配置して、視野を広げるようにしてもよい。
なお、視野角の大きなカメラが撮影した視野画像では、遠近感が強く（きつく）なりすぎることが懸念される。
すなわち、視野角を大きくするに連れて、遠近感が強くなり、例えば、主人公キャラクタからそれほど遠くに離れていなくとも、ゲーム画像では、かなり遠くに見えることになる。つまり、ゲーム画像中に、敵キャラクタがかなり遠くに見えたとしても、そのように見えるプレイヤの感覚ほど、遠くに離れていないことになる。そして、その敵キャラクタが近づいてくると、遠近感が強いために、敵キャラクタが急に近くまで移動して来たように見えてしまう。つまり、敵キャラクタが近づくに連れて、プレイヤには、敵キャラクタがスピードアップしたように見えてしまう。
そのため、このような弊害を除くために、仮想空間に移動させるキャラクタの動き等を適宜制御するようにしてもよい。
例えば、敵キャラクタを主人公キャラクタ（視点）方向へ移動させる際に、等速に移動させるのではなく、距離に応じて速度を遅くする等のように、適宜移動させる。
この場合、遠近感が強くても、プレイヤには、徐々に近づいて来たように見える。つまり、敵キャラクタが急に近くまで移動して来たように感じることがない。

以上説明したように、本発明によれば、仮想空間内における視野を適切に拡大させた画像を生成することができる。

本発明の実施形態に係るゲーム装置の概要構成を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る画像生成装置の概要構成を示す模式図である。 （ａ）〜（ｄ）共に、仮想のカメラの配置等を説明するための模式図である。 （ａ）〜（ｄ）共に、各カメラにより生成される視野画像を説明するための模式図である。 （ａ）〜（ｄ）共に、左側を撮影する補助カメラにより撮影された視野画像の変形について説明するための模式図である。 （ａ）〜（ｄ）共に、右側を撮影する補助カメラにより撮影された視野画像の変形について説明するための模式図である。 （ａ），（ｂ）共に、広視野画像の生成について説明するための模式図である。 本発明の実施形態に係る広視野画像生成処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係る画像生成装置の概要構成を示す模式図である。 （ａ）〜（ｆ）共に、補助カメラにより撮影された視野画像の変形について説明するための模式図である。 （ａ）〜（ｄ）共に、生成される広視野画像の一例を示す模式図である。 （ａ），（ｂ）が、視野画像の変形について説明するための模式図であり、（ｃ），（ｄ）が、広視野画像の一例を示す模式図である。 （ａ），（ｂ）が、視野画像の変形について説明するための模式図であり、（ｃ）が広視野画像の生成について説明するための模式図であり、（ｄ），（ｅ）が、広視野画像の一例を示す模式図である。 （ａ）〜（ｄ）共に、視野画像の変形について説明するための模式図である。 （ａ），（ｂ）共に、生成される広視野画像の一例を示す模式図である。

符号の説明

１００ ゲーム装置
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１０４ インターフェース
１０５ コントローラ
１０６ 外部メモリ
１０７ ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ
１０８ 画像処理部
１０９ 音声処理部
１１０ ＮＩＣ
２００，４００ 画像生成装置
２１０ オブジェクト情報記憶部
２２０ 操作受付部
２３０ オブジェクト位置管理部
２４０ 視点管理部
２５０ 視野画像生成部
２６０ 視野画像変形部
２７０ 広視野画像生成部
４１０ 視点移動状況算定部

Claims (5)

1. 視点となる仮想のカメラによって３次元仮想空間を撮影した画像を生成する画像生成装置であって、
   主カメラ、及び、当該主カメラとは視線方向が異なる補助カメラが現時点の視点位置にそれぞれ配置され、当該各カメラによってそれぞれ撮影し、２次元平面に投影した各視野画像を生成する視野画像生成部と、
   生成された当該視野画像のうち補助カメラに対応する視野画像を、所定の矩形形状に変形させる視野画像変形部と、
   主カメラに対応する視野画像、及び、変形させた当該視野画像を並べた広視野画像を生成する広視野画像生成部と、
   視点の移動状況を算定する視点移動状況算定部と、を備え、
   前記視野画像変形部は、算定される視点の移動状況に基づいて、視野画像を変形させる形状の変形割合を変化させる、
   ことを特徴とする画像生成装置。
2. 視点となる仮想のカメラによって３次元仮想空間を撮影した画像を生成する画像生成装置であって、
   基準となる主カメラ、及び、当該主カメラを中心として視線方向が異なる複数の補助カメラが現時点の視点位置にそれぞれ配置され、当該各カメラによってそれぞれ撮影し、スクリーン平面に透視投影した各視野画像を生成する視野画像生成部と、
   生成された当該視野画像のうち補助カメラに対応する視野画像を、台形形状に変形させる視野画像変形部と、
   主カメラに対応する視野画像を中心に、変形させた当該視野画像を並べた広視野画像を生成する広視野画像生成部と、
   視点の移動状況を算定する視点移動状況算定部と、を備え、
   前記視野画像変形部は、算定される視点の移動状況に基づいて、視野画像を変形させる形状の変形割合を変化させる、
   ことを特徴とする画像生成装置。
3. 請求項１又は２に記載の画像生成装置であって、
   前記視点移動状況算定部は、視点位置の変遷に基づいて、移動方向及び移動速度を含む視点の移動状況を算定し、
   前記視野画像変形部は、視点の移動方向及び移動速度に基づいて、変形させる形状の少なくとも一辺の長さを変化させて、視野画像を変形させる、
   ことを特徴とする画像生成装置。
4. 画像処理部、及び、演算部を有する画像生成装置における広視野画像生成方法であって、
   前記画像処理部が行う、主カメラ、及び、当該主カメラとは視線方向が異なる補助カメラが現時点の視点位置にそれぞれ配置され、当該各カメラによってそれぞれ撮影し、２次元平面に投影した各視野画像を生成する視野画像生成ステップと、
   前記演算部が行う、生成された当該視野画像のうち補助カメラに対応する視野画像を、所定の矩形形状に変形させる視野画像変形ステップと、
   前記画像処理部が行う、主カメラに対応する視野画像、及び、変形させた当該視野画像を並べた広視野画像を生成する広視野画像生成ステップと、
   前記演算部が行う、視点の移動状況を算定する視点移動状況算定ステップと、を備え、
   前記視野画像変形ステップは、算定される視点の移動状況に基づいて、視野画像を変形させる形状の変形割合を変化させる、
   ことを特徴とする広視野画像生成方法。
5. 視点となる仮想のカメラによって３次元仮想空間を撮影した画像を生成するコンピュータを、
   主カメラ、及び、当該主カメラとは視線方向が異なる補助カメラが現時点の視点位置にそれぞれ配置され、当該各カメラによってそれぞれ撮影し、２次元平面に投影した各視野画像を生成する視野画像生成部、
   生成された当該視野画像のうち補助カメラに対応する視野画像を、所定の矩形形状に変形させる視野画像変形部、
   主カメラに対応する視野画像、及び、変形させた当該視野画像を並べた広視野画像を生成する広視野画像生成部、
   視点の移動状況を算定する視点移動状況算定部、として機能させ、
   前記視野画像変形部は、算定される視点の移動状況に基づいて、視野画像を変形させる形状の変形割合を変化させる、ように機能させることを特徴とするプログラム。

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