JP4865471B2 - プログラム、情報記憶媒体及び画像生成システム - Google Patents
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また本発明に係る画像生成システム、プログラム及び情報記憶媒体では、前記スペキュラ用法線ベクトル取得部は、法線摂動成分の強さパラメータをCPとした場合に、NRS=CP×β×NRの演算式により前記スペキュラ用法線摂動成分NRSを求めて、前記スペキュラ用法線ベクトルを求め、前記ディフューズ用法線ベクトル取得部は、NRD=CP×(1−β)×NRの演算式により前記ディフューズ用法線摂動成分NRDを求めて、前記ディフューズ用法線ベクトルを求めるようにしてもよい。
図1に本実施形態の画像生成システム(ゲームシステム)のブロック図の例を示す。なお本実施形態の画像生成システムは図1の構成要素(各部)の一部を省略した構成としてもよい。
2.1 スペキュラ用法線ベクトル、ディフューズ用法線ベクトル
図2(A)では、レースカーを表す移動体MOBから遠くの位置に仮想カメラVCが配置されて、ゲーム画像が生成されている。一方、図2(B)では、仮想カメラVCが移動体MOBに接近して、ゲーム画像が生成されている。なお以下では、オブジェクトが移動体である車であり、車体の表現の質感向上に本実施形態の手法を適用した場合を例に取り説明するが、本実施形態はこれに限定されない。例えばオブジェクトは、車などの移動体に限定されず、例えば戦闘機、列車、ロボット等の車以外の移動体であってもよいし、移動しない静止オブジェクト等であってもよい。
次に、ライティング処理によるスペキュラ色、ディフューズ色の求め方について説明する。現実世界での照光現象をシミュレートするための数学的モデルとして、この種の画像生成システムでは種々の照明モデルが用いられている。図6(A)、図6(B)に、光源が平行光である場合の照明モデルの例を示す。
ここで、Ksp、Kdf、Kamは、各々、スペキュラ光、ディフューズ光、アンビエント光についての反射率(物体色)であり、Isp、Idf、Iamは、スペキュラ光、ディフューズ光、アンビエント光の輝度(強さ、光源色)である。Nはオブジェクト(移動体)の法線ベクトルであり、Lは光源(平行光源)LSのベクトルであり、Rは反射ベクトルであり、R=−E+2(N・E)Nと表すことができる。nは鏡面反射指数(ハイライト特性係数)である。
ここで、Hはハーフベクトルであり、H=(E+L)/|E+L|と表すことができる。
図7のA1では、オブジェクトのデフォルトの法線ベクトルである基本法線ベクトルNBを、まず求めている。この基本法線ベクトルNBはオブジェクトの法線ベクトル情報に基づいて求めることができる。
次に図9(A)、図9(B)を用いて、スペキュラ用法線摂動成分、ディフューズ用法線摂動成分の具体的な取得手法について説明する。
次に、摂動成分テクスチャを利用して法線ベクトルの摂動成分を取得する手法について説明する。
図9(A)、図9(B)では、図10の手法で取得された共通の基本法線摂動成分NRや、共通のパラメータCP、βを使用して、スペキュラ用法線ベクトル、ディフューズ用法線ベクトルを求めているが、本実施形態はこれに限定されない。例えば共通の基本法線摂動成分NR等を用いずに、スペキュラ用法線摂動成分NRS、ディフューズ用法線摂動成分NRDを完全に独立に制御するようにしてもよい。
次に本実施形態の詳細な処理例を図14のフローチャートを用いて説明する。
図15(A)に本実施形態を実現できるハードウェアの構成例を示す。
112 移動体演算部、114 仮想カメラ制御部、120 画像生成部、
122 スペキュラ用法線ベクトル取得部、124 ディフューズ用法線ベクトル取得部、
126 ライティング処理部、128 基本法線ベクトル取得部、
129 基本法線摂動成分取得部、130 音生成部、160 操作部、170 記憶部、
172 主記憶部、174 描画バッファ、176 モデルデータ記憶部、
178 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 補助記憶装置、196 通信部
Claims (16)
- スペキュラ用法線摂動成分によりその向きが摂動されるスペキュラ用法線ベクトルを求めるスペキュラ用法線ベクトル取得部と、
ディフューズ用法線摂動成分によりその向きが摂動されるディフューズ用法線ベクトルを求めるディフューズ用法線ベクトル取得部と、
求められた前記スペキュラ用法線ベクトルに基づいてオブジェクトのスペキュラ光による反射色であるスペキュラ色を照明モデルにより求め、求められた前記ディフューズ用法線ベクトルに基づいてオブジェクトのディフューズ光による反射色であるディフューズ色を照明モデルにより求め、前記ディフューズ色、前記スペキュラ色に基づいてオブジェクトの反射色を求めることで、照明モデルに基づくオブジェクトのライティング処理を行うライティング処理部として、
コンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。 - 請求項1において、
前記ライティング処理部は、
光源ベクトルと、仮想カメラの視線ベクトルと、前記スペキュラ用法線ベクトルに基づいて、オブジェクトの前記スペキュラ色を求め、前記光源ベクトルと、前記ディフューズ用法線ベクトルに基づいて、オブジェクトの前記ディフューズ色を求めることを特徴とするプログラム。 - 請求項1又は2において、
オブジェクトの頂点に設定され、オブジェクトの形状を表す頂点法線ベクトルと、オブジェクトにマッピングされ、オブジェクトの表面の凹凸を表す法線テクスチャとに基づいて、オブジェクトの形状と表面の凹凸を表す基本法線ベクトルを求める基本法線ベクトル取得部として、
コンピュータを機能させ、
前記スペキュラ用法線ベクトル取得部は、
前記基本法線ベクトルと前記スペキュラ用法線摂動成分に基づいて、前記スペキュラ用法線ベクトルを求め、
前記ディフューズ用法線ベクトル取得部は、
前記基本法線ベクトルと前記ディフューズ用法線摂動成分に基づいて、前記ディフューズ用法線ベクトルを求めることを特徴とするプログラム。 - 請求項1乃至3のいずれかにおいて、
基本法線摂動成分を求める基本法線摂動成分取得部として、
コンピュータを機能させ、
前記スペキュラ用法線ベクトル取得部は、
前記基本法線摂動成分に基づき前記スペキュラ用法線摂動成分を求めて、前記スペキュラ用法線ベクトルを求め、
前記ディフューズ用法線ベクトル取得部は、
前記基本法線摂動成分に基づき前記ディフューズ用法線摂動成分を求めて、前記ディフューズ用法線ベクトルを求めることを特徴とするプログラム。 - 請求項4において、
前記スペキュラ用法線ベクトル取得部は、
前記基本法線摂動成分をNRとし、法線摂動成分の割合パラメータをβとした場合に、β×NRに応じた前記スペキュラ用法線摂動成分を求めて、前記スペキュラ用法線ベクトルを求め、
前記ディフューズ用法線ベクトル取得部は、
(1−β)×NRに応じた前記ディフューズ用法線摂動成分を求めて、前記ディフューズ用法線ベクトルを求めることを特徴とするプログラム。 - 請求項5において、
前記スペキュラ用法線ベクトル取得部は、
法線摂動成分の強さパラメータをCPとした場合に、NRS=CP×β×NRの演算式により前記スペキュラ用法線摂動成分NRSを求めて、前記スペキュラ用法線ベクトルを求め、
前記ディフューズ用法線ベクトル取得部は、
NRD=CP×(1−β)×NRの演算式により前記ディフューズ用法線摂動成分NRDを求めて、前記ディフューズ用法線ベクトルを求めることを特徴とするプログラム。 - 請求項4乃至6のいずれかにおいて、
前記基本法線摂動成分取得部は、
テクスチャラッピングのモードを、テクスチャを繰り返しマッピングするリピートモードに設定して、各テクセルに摂動成分が設定された摂動成分テクスチャのテクスチャマッピングを行うことで、前記基本法線摂動成分を求め、
前記リピートモードは、テクスチャ座標の値域の範囲を超えたテクスチャ座標が指定された場合に、値域の範囲外の余白のテクスチャ画像を埋めるためにテクスチャを繰り返しマッピングするモードであることを特徴とするプログラム。 - 請求項7において、
前記基本法線摂動成分取得部は、
倍率パラメータをP1、P2とし、前記テクスチャ座標をU、Vとし、テクスチャ座標変換後のテクスチャ座標をU’、V’とした場合に、U’=P1×U、V’=P2×Vの変換式によりテクスチャ座標変換を行って、前記摂動成分テクスチャのテクスチャマッピングを行うことで、前記基本法線摂動成分を求めることを特徴とするプログラム。 - 請求項8において、
前記基本法線摂動成分取得部は、
前記倍率パラメータP1、P2を互いに異なる値に設定して、テクスチャ座標変換を行うことを特徴とするプログラム。 - 請求項1乃至6のいずれかにおいて、
前記スペキュラ用法線ベクトル取得部は、
テクスチャラッピングのモードを、テクスチャを繰り返しマッピングするリピートモードに設定して、各テクセルにスペキュラ用摂動成分が設定されたスペキュラ用摂動成分テクスチャのテクスチャマッピングを行うことで、前記スペキュラ用法線摂動成分を求め、
前記ディフューズ用法線ベクトル取得部は、
前記リピートモードに前記テクスチャラッピングモードを設定して、各テクセルにディフューズ用摂動成分が設定されたディフューズ用摂動成分テクスチャのテクスチャマッピングを行うことで、前記ディフューズ用法線摂動成分を求め、
前記リピートモードは、テクスチャ座標の値域の範囲を超えたテクスチャ座標が指定された場合に、値域の範囲外の余白のテクスチャ画像を埋めるためにテクスチャを繰り返しマッピングするモードであることを特徴とするプログラム。 - 請求項10において、
前記スペキュラ用法線ベクトル取得部は、
倍率パラメータをPS1、PS2とし、前記テクスチャ座標をU、Vとし、テクスチャ座標変換後のテクスチャ座標をU’、V’とした場合に、U’=PS1×U、V’=PS2×Vの変換式によりテクスチャ座標変換を行って、前記スペキュラ用摂動成分テクスチャのテクスチャマッピングを行うことで、前記スペキュラ用法線摂動成分を求め、
前記ディフューズ用法線ベクトル取得部は、
倍率パラメータをPD1、PD2とした場合に、U’=PD1×U、V’=PD2×Vの変換式によりテクスチャ座標変換を行って、前記ディフューズ用摂動成分テクスチャのテクスチャマッピングを行うことで、前記ディフューズ用法線摂動成分を求めることを特徴とするプログラム。 - オブジェクトの頂点に設定され、オブジェクトの形状を表す頂点法線ベクトルと、オブジェクトにマッピングされ、オブジェクトの表面の凹凸を表す法線テクスチャとに基づいて、オブジェクトの形状と表面の凹凸を表す基本法線ベクトルNBを求める基本法線ベクトル取得部として、
基本法線摂動成分NRを求める基本法線摂動成分取得部と、
法線摂動成分の強さパラメータをCPとし、法線摂動成分の割合パラメータをβとした場合に、NRS=CP×β×NRの演算式によりスペキュラ用法線摂動成分NRSを求めて、スペキュラ用法線ベクトルNS=NB+NRS=NB+CP×β×NRを求めるスペキュラ用法線ベクトル取得部と、
NRD=CP×(1−β)×NRの演算式によりディフューズ用法線摂動成分NRDを求めて、ディフューズ用法線ベクトルND=NB+NRD=NB+CP×(1−β)×NRを求めるディフューズ用法線ベクトル取得部と、
求められた前記スペキュラ用法線ベクトルNSに基づいてオブジェクトのスペキュラ光による反射色であるスペキュラ色を照明モデルにより求め、求められた前記ディフューズ用法線ベクトルNDに基づいてオブジェクトのディフューズ光による反射色であるディフューズ色を照明モデルにより求め、前記ディフューズ色、前記スペキュラ色に基づいてオブジェクトの反射色を求めることで、照明モデルに基づくオブジェクトのライティング処理を行うライティング処理部として、
コンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。 - 請求項12において、
前記基本法線摂動成分取得部は、
テクスチャラッピングのモードを、テクスチャを繰り返しマッピングするリピートモードに設定して、各テクセルに摂動成分が設定された摂動成分テクスチャのテクスチャマッピングを行うことで、前記基本法線摂動成分を求め、
前記リピートモードは、テクスチャ座標の値域の範囲を超えたテクスチャ座標が指定された場合に、値域の範囲外の余白のテクスチャ画像を埋めるためにテクスチャを繰り返しマッピングするモードであることを特徴とするプログラム。 - 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13のいずれかに記載のプログラムを記憶したことを特徴とする情報記憶媒体。
- 画像を生成する画像生成システムであって、
スペキュラ用法線摂動成分によりその向きが摂動されるスペキュラ用法線ベクトルを求めるスペキュラ用法線ベクトル取得部と、
ディフューズ用法線摂動成分によりその向きが摂動されるディフューズ用法線ベクトルを求めるディフューズ用法線ベクトル取得部と、
求められた前記スペキュラ用法線ベクトルに基づいてオブジェクトのスペキュラ光による反射色であるスペキュラ色を照明モデルにより求め、求められた前記ディフューズ用法線ベクトルに基づいてオブジェクトのディフューズ光による反射色であるディフューズ色を照明モデルにより求め、前記ディフューズ色、前記スペキュラ色に基づいてオブジェクトの反射色を求めることで、照明モデルに基づくオブジェクトのライティング処理を行うライティング処理部とを含むことを特徴とする画像生成システム。 - 画像を生成する画像生成システムであって、
オブジェクトの頂点に設定され、オブジェクトの形状を表す頂点法線ベクトルと、オブジェクトにマッピングされ、オブジェクトの表面の凹凸を表す法線テクスチャとに基づいて、オブジェクトの形状と表面の凹凸を表す基本法線ベクトルNBを求める基本法線ベクトル取得部と、
基本法線摂動成分NRを求める基本法線摂動成分取得部と、
法線摂動成分の強さパラメータをCPとし、法線摂動成分の割合パラメータをβとした場合に、NRS=CP×β×NRの演算式によりスペキュラ用法線摂動成分NRSを求めて、スペキュラ用法線ベクトルNS=NB+NRS=NB+CP×β×NRを求めるスペキュラ用法線ベクトル取得部と、
NRD=CP×(1−β)×NRの演算式によりディフューズ用法線摂動成分NRDを求めて、ディフューズ用法線ベクトルND=NB+NRD=NB+CP×(1−β)×NRを求めるディフューズ用法線ベクトル取得部と、
求められた前記スペキュラ用法線ベクトルNSに基づいてオブジェクトのスペキュラ光による反射色であるスペキュラ色を照明モデルにより求め、求められた前記ディフューズ用法線ベクトルNDに基づいてオブジェクトのディフューズ光による反射色であるディフューズ色を照明モデルにより求め、前記ディフューズ色、前記スペキュラ色に基づいてオブジェクトの反射色を求めることで、照明モデルに基づくオブジェクトのライティング処理を行うライティング処理部とを含むことを特徴とする画像生成システム。
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