JP6317854B2 - 仮想三次元空間生成方法、映像システム、その制御方法およびコンピュータ装置での読み取りが可能な記録媒体 - Google Patents
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Description
本実施の形態における仮想三次元空間は、まるで実在空間を撮影した実写映像内をキャラクタが行動しているように見せることのできるゲーム画面を表示するために生成される。図1は本実施の形態におけるゲーム画面の例を示す図である。また、図2は本実施の形態における仮想三次元空間の例を示す上面図である。図1に示すゲーム画面Gは、図2に示す仮想三次元空間Fを仮想カメラC(実線)から見た二次元画像として表現される。
図3は本実施の形態における仮想三次元空間を作成するためのコンピュータシステムの概略構成を示すブロック図である。図3に示すように、コンピュータシステム100は、各種演算を行うコンピュータ101と、各種データを記憶するハードディスク装置等の記憶装置102と、キーボードまたはマウス等の入力装置103と、モニタ104と、を備えている。これらの各構成は、バス信号線105により相互に信号の伝送が可能となっている。
以下、順に説明する。基準物データ生成部111は、実在空間を所定のカメラ位置から所定の画角で撮影した実写映像を含む第1データ(実写映像データ)122から、実写映像を映し出す仮想スクリーン位置とカメラ位置に対応する仮想カメラ位置との位置関係を特定し、実写映像に含まれる所定の基準物の境界を表すデータであって当該位置関係に基づき当該境界が実写映像中の前記基準物と対応付けられている三次元の基準物データ123を生成する。
第2データ生成部112は、実写映像が撮影された実在空間をコンピュータグラフィックス(CG)で再現した仮想三次元CG空間を構成するオブジェクトを表す第2データ125を生成する。図7および図8は本実施の形態における第2データの生成過程を示す図である。図7の例において、第2データ生成部112は、第2データ125の元となる仮想三次元CG空間Kを、実写映像に含まれる実在空間において撮影された複数の静止画を用いて三次元スキャニング処理を行うことにより生成する。静止画は、デジタルスチルカメラ等で撮影され、静止画データ108として記憶装置102に記憶される。この際、実写映像の撮影時において基準物Dを設置した状態で静止画も撮影される。すなわち、実写映像における基準物Dの設置位置と、静止画における基準物Dの設置位置とは同じ位置である。この結果、生成される仮想三次元CG空間Kを構成するオブジェクトには、基準物Dのオブジェクト(後述する図9に示される基準物オブジェクトOD)が含まれる。
第3データ生成部113は、第1データ122と第2データ125とに基づいて、仮想三次元空間を生成するための第3データを生成する。図9および図10は本実施の形態における第3データの生成過程を示す図である。第3データ生成部113は、図9に示す状態から図10に示す状態となるように、基準物データ123における基準物Dの境界と第2データ125における基準物に対応するオブジェクトの境界とを合わせることにより、実写映像の画角に基づいて、仮想三次元CG空間Kにおける、仮想カメラCの仮想カメラ位置を定めた第3データを生成する。第3データ生成過程では、仮想三次元空間生成プログラム121として、例えば、“Blender”(Blender.org、フリーソフトウェア)等の三次元CG統合環境アプリケーションが利用できる。
ここで、改めて第1データ122に含まれる実写映像について説明する。実写映像は、基準物データ123を作成するために、基準物として設定した人工物を含めて撮影されたものが用いられる。一方で、ゲーム画面として表示する実写映像には基準物Dが映り込んでいない方が違和感のない映像となる場合がある。この場合、実写映像は、基準物Dとして設定した人工物を含めて撮影した後、当該撮影を継続しながら基準物Dを取り除いたものが用いられてもよい。
キャラクタ生成部114は、仮想三次元空間F内で移動可能なキャラクタPを生成する。キャラクタPは、三次元オブジェクトで構成されてもよい。さらに、キャラクタPは、実在の物体を複数の角度から撮影した複数の静止画から三次元スキャニング処理により生成された、三次元オブジェクトでもよい。生成されたキャラクタPのデータは、キャラクタデータ127として記憶装置102に記憶される。
光源情報反映部115は、実写映像が撮影された実在空間の所定位置において撮影された静止画データ108から実在空間における光源の情報を取得し、当該光源の情報を、実写映像による仮想三次元空間Fに配置されるオブジェクト(キャラクタP、アイテムオブジェクトA等)に反映させる。このため、記憶装置102には、光源の情報を得るための静止画データ108として、所定位置の周囲が連続するように撮影された画像が別途記憶される。このような静止画データ108は、実写映像が撮影された条件(季節、時刻、天候等)と略同じ条件において例えば360度撮影カメラにより撮像された画像である。光源の情報を得るための静止画データ108は、ハイダイナミックレンジ合成(HDRi)処理が行われた静止画が用いられてもよい。幅広いダイナミックレンジ(明暗の比)を有する静止画を用いることにより、より細かい光源の情報を得ることができる。このようにして生成された光源の情報は、光源データ128として記憶装置102に記憶される。
以下に、上記のような方法で生成された仮想三次元空間Fを用いた映像プログラムの一例として、当該仮想三次元空間F内をキャラクタPが行動可能なゲームを実現するための構成について説明する。本実施の形態におけるゲームにおいて、ユーザは図1に示すゲーム画面Gを見ながらキャラクタPを操作してアイテムオブジェクトAを取得したり、仮想三次元空間F内を行動している他のキャラクタ(ノンプレイヤキャラクタ。図示せず)に出会って会話をしたりしながら、所定の目標が設定されたシナリオ(ゲーム本編)を進行させる。
上述したゲームを実現するゲームシステムの構成について説明する。本実施形態におけるゲームシステムは、下記ゲーム装置2と、当該ゲーム装置2に接続されるモニタ19、スピーカ22およびコントローラ24などの外部装置とで構成され、下記ディスク型記録媒体30から読み込んだゲームプログラム30aおよびゲームデータ30bに基づいてゲームを行い得る。ただし、以下では、説明を簡単にするため、単にゲーム装置2と称する場合がある。図11は本実施の形態におけるゲーム装置2のハードウェア構成を示すブロック図である。図11に示すように、ゲーム装置2は、他のゲーム装置2およびサーバ装置3との間で、インターネットまたはLANなどの通信ネットワークNWを介して互いに通信可能である。このゲーム装置2は、その動作を制御するコンピュータであるCPU10を備え、このCPU10にはバス11を介してディスクドライブ12、メモリカードスロット13、プログラム記憶部を成すHDD14、ROM15およびRAM16が接続されている。
図12は図11に示すゲーム装置2の機能的な構成を示すブロック図である。図11に示すようにゲーム装置2は、CPU10、HDD14、ROM15、RAM16、グラフィック処理部17、ビデオ変換部18、オーディオ合成部20、オーディオ変換部21、ネットワークインタフェース25などを含む制御部4を備えたコンピュータとして動作する。ゲームデータ30bには、仮想三次元空間Fを生成するためのデータ群として、第1データ122(またはこれに基づく再生映像データ129)、第2データ125、第3データ126、キャラクタデータ127、および光源データ128が含まれている。そして、図12に示すように、ゲーム装置2の制御部4は、本発明のゲームプログラム30aを実行することで、データ読み出し部(データ読み出し手段、データ読み出しモジュール)41、仮想三次元空間生成部(仮想三次元空間生成手段、仮想三次元空間生成モジュール)42、二次元画像表示部(二次元画像表示手段、二次元画像表示モジュール)43、キャラクタ制御部(キャラクタ制御手段、キャラクタ制御モジュール)44、および透過処理部(透過処理手段、透過処理モジュール)45などの機能を発揮する。
4 制御部
30a ゲームプログラム
30b ゲームデータ
41 データ読み出し部
42 仮想三次元空間生成部
43 二次元画像表示部
44 キャラクタ制御部
45 透過処理部
101 コンピュータ
102 記憶装置
111 基準物データ生成部
112 第2データ生成部
113 第3データ生成部
114 キャラクタ生成部
121 仮想三次元空間生成プログラム
122 第1データ
123 静止画データ
124 基準物データ
125 第2データ
126 第3データ
B 基準物の特徴点
C 仮想カメラ
D 基準物
F 仮想三次元空間
G ゲーム画面(二次元画像)
M ポリゴンメッシュ(オブジェクトの境界)
OD 基準物オブジェクト
P キャラクタ(キャラクタオブジェクト)
S 仮想スクリーン
T 遮蔽物オブジェクト
V 遮蔽物
VD 仮想基準物
Claims (12)
- 実在空間を所定のカメラ位置から所定の画角で撮影した実写映像を含む第1データから、前記実写映像を映し出す仮想スクリーン位置と前記カメラ位置に対応する仮想カメラ位置との位置関係を特定し、前記実写映像に含まれる所定の基準物の境界を表すデータであって前記位置関係に基づき当該境界が前記実写映像中の前記基準物と対応付けられている三次元の基準物データを生成する基準物データ生成ステップ、
前記実写映像が撮影された実在空間をコンピュータグラフィックスで再現した仮想三次元CG空間を構成するオブジェクトを表す第2データを生成する第2データ生成ステップ、および
前記第1データと前記第2データとに基づいて、仮想三次元空間を生成するための第3データを生成する第3データ生成ステップを含み、
前記第3データ生成ステップは、前記基準物データにおける前記基準物の境界と前記第2データにおける前記基準物に対応するオブジェクトの境界とを合わせることにより、前記実写映像の前記画角に基づいて、前記仮想三次元CG空間における、前記仮想カメラ位置を定めた前記第3データを生成する、仮想三次元空間生成方法。 - 前記仮想三次元空間内で移動可能なキャラクタを生成するキャラクタ生成ステップを含む、請求項1に記載の仮想三次元空間生成方法。
- 前記仮想カメラ位置から前記仮想三次元空間を見た二次元画像として再生される前記実写映像を表示する二次元画像表示ステップ、および
前記キャラクタが前記二次元画像として表示される前記実写映像における所定の物体に重なったときに、前記キャラクタが前記仮想三次元空間において前記物体に対応するオブジェクトの位置を基準として前記仮想カメラ位置とは反対側に位置している場合、前記キャラクタにおける前記物体に重なっている部分を透明化する透過処理を行う透過処理ステップを含む、請求項2に記載の仮想三次元空間生成方法。 - 前記基準物データ生成ステップは、前記基準物データを、前記基準物を含む前記実写映像の特徴点群を取得することにより生成する、請求項1に記載の仮想三次元空間生成方法。
- 前記基準物は、前記実在空間に設置した人工物である、請求項1に記載の仮想三次元空間生成方法。
- 前記実写映像は、前記基準物として設定した人工物を含めて撮影した後、当該撮影を継続しながら前記人工物を取り除いたものであり、前記基準物データを生成する際には前記実写映像のうちの前記人工物が撮影されている部分を利用し、前記実写映像による仮想三次元空間を生成する際には前記実写映像のうちの前記人工物を取り除いて撮影されている部分を利用する、請求項5に記載の仮想三次元空間生成方法。
- 実在空間を所定のカメラ位置から所定の画角で撮影した実写映像を含む第1データと、
前記実写映像が撮影された実在空間をコンピュータグラフィックスで再現した仮想三次元CG空間を構成するオブジェクトの境界を表す第2データと、
前記実写映像に含まれるオブジェクトが前記仮想三次元CG空間を構成する前記オブジェクトの境界に一致するように、前記実写映像の前記画角に基づいて、前記仮想三次元CG空間における、前記実写映像の前記カメラ位置に対応する仮想カメラ位置を定めた第3データと、
を含むデータ群を読み出すデータ読み出しモジュール、
前記第3データに基づいて前記第1データと前記第2データとが結合されることによって、仮想三次元空間を生成する仮想三次元空間生成モジュール、
前記仮想カメラ位置から前記仮想三次元空間を見た二次元画像として再生される前記実写映像を表示する二次元画像表示モジュール、および
所定のキャラクタオブジェクトを、前記二次元画像として表示される前記仮想三次元空間内で移動可能に制御するキャラクタ制御モジュール、
を備えた、ユーザ操作可能な映像システム。 - 前記キャラクタオブジェクトが前記二次元画像として表示される前記実写映像における所定の物体に重なったときに、前記キャラクタオブジェクトが前記仮想三次元空間において前記物体に対応するオブジェクトの位置を基準として前記仮想カメラ位置とは反対側に位置している場合、前記キャラクタオブジェクトにおける前記物体に重なっている部分を透明化する透過処理を行う透過処理モジュール
を備えた、請求項7に記載の映像システム。 - 実在空間を所定のカメラ位置から所定の画角で撮影した実写映像を含む第1データと、
前記実写映像が撮影された実在空間をコンピュータグラフィックスで再現した仮想三次元CG空間を構成するオブジェクトの境界を表す第2データと、
前記実写映像に含まれるオブジェクトが前記仮想三次元CG空間を構成する前記オブジェクトの境界に一致するように、前記実写映像の前記画角に基づいて、前記仮想三次元CG空間における、前記実写映像の前記カメラ位置に対応する仮想カメラ位置を定めた第3データと、
を含むデータ群を読み出すデータ読み出しステップ、
前記第3データに基づいて前記第1データと前記第2データとが結合されることによって、仮想三次元空間を生成する仮想三次元空間生成ステップ、
前記仮想カメラ位置から前記仮想三次元空間を見た二次元画像として再生される前記実写映像を表示する二次元画像表示ステップ、および
所定のキャラクタオブジェクトを、前記二次元画像として表示される前記仮想三次元空間内で移動可能に制御するキャラクタ制御ステップ、
を含む、ユーザ操作可能な映像システムの制御方法。 - 前記キャラクタオブジェクトが前記二次元画像として表示される前記実写映像における所定の物体に重なったときに、前記キャラクタオブジェクトが前記仮想三次元空間において前記物体に対応するオブジェクトの位置を基準として前記仮想カメラ位置とは反対側に位置している場合、前記キャラクタオブジェクトにおける前記物体に重なっている部分を透明化する透過処理を行う透過処理ステップ
を含む、請求項9に記載の映像システムの制御方法。 - コンピュータ装置の制御部により実行可能な指令を記憶した、該コンピュータ装置での読み取りが可能な記録媒体であって、
前記指令は、
実在空間を所定のカメラ位置から所定の画角で撮影した実写映像を含む第1データと、
前記実写映像が撮影された実在空間をコンピュータグラフィックスで再現した仮想三次元CG空間を構成するオブジェクトの境界を表す第2データと、
前記実写映像に含まれるオブジェクトが前記仮想三次元CG空間を構成する前記オブジェクトの境界に一致するように、前記実写映像の前記画角に基づいて、前記仮想三次元CG空間における、前記実写映像の前記カメラ位置に対応する仮想カメラ位置を定めた第3データと、
を含むデータ群を読み出すデータ読み出しステップ、
前記第3データに基づいて前記第1データと前記第2データとが結合されることによって、仮想三次元空間を生成する仮想三次元空間生成ステップ、
前記仮想カメラ位置から前記仮想三次元空間を見た二次元画像として再生される前記実写映像を表示する二次元画像表示ステップ、および
所定のキャラクタオブジェクトを、前記二次元画像として表示される前記仮想三次元空間内で移動可能に制御するキャラクタ制御ステップ、
を含む、記録媒体。 - 前記指令は、
前記キャラクタオブジェクトが前記二次元画像として表示される前記実写映像における所定の物体に重なったときに、前記キャラクタオブジェクトが前記仮想三次元空間において前記物体に対応するオブジェクトの位置を基準として前記仮想カメラ位置とは反対側に位置している場合、前記キャラクタオブジェクトにおける前記物体に重なっている部分を透明化する透過処理を行う透過処理ステップ
を含む、請求項11に記載の記録媒体。
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