JPH10124700A - 映像生成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、水面の映像に発生する微妙な揺らぎ
や水面にできる影、波紋、波、雨による水しぶきをリア
ルタイムで描画し、よりリアリティのある映像を提供す
ることを目的とする。 【構成】水面の領域を横長（または縦長）のスライス領
域に分割し、各スライス領域毎をランダムにずらして描
画をおこない、これを繰り返すことにより水面の揺らぎ
を表現する。また楕円形を大きくしていくとともにだん
だんと周囲の水面の表示色に近づけていくことにより波
紋を表現する。また水面を複数領域に区切り、該領域を
縦方向に引き延ばす処理を、複数の領域に順次施すこと
により波を表現する。水しぶきの映像とだんだん大きく
なる楕円形とを重ね合わせることにより、雨により起き
る水しぶきを生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は映像生成装置に関
し、特に水面を含む映像を表示する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のパーソナルコンピュータ等の情報
処理装置の性能の向上に伴い、家庭で用いられるような
情報処理装置においてもコンピュータグラフィックスを
用いてかなり高品質の動画像を生成して表示することが
可能となったが、更なる動画像の表示品質の向上が望ま
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで湖や池など、
静かな水面を含む風景の映像は、気持ちを落ちつかせる
こともあるためか、好んで用いられる映像の一つと言え
る。実際の湖や池などの静かな水面では、微小な風など
の動き、降雨、あるいは鳥や魚などの動きにより、水面
に波紋や揺らぎや波ができたり、水しぶきがあがったり
する。また水辺の植物や建物を写す鏡になったり、上空
を飛ぶ鳥等の影が写ったりする。

【０００４】コンピュータグラフィックスにおいても、
上記のような動きのある水面の映像を生成して表示でき
れば、その映像全体にリアリティを与えることができ
る。しかし上記の動きをシミュレートしつつ、リアルタ
イムに動画像を生成することは、性能が向上したとは言
え現在のパーソナルコンピュータの処理能力では困難で
あった。

【０００５】特にゲームのキャラクタや人工生物（コン
ピュータ上にあたかも住んでいるように見える自立した
オブジョクトを、シミュレーションにより生成する）等
のオブジェクトが、水面を含む背景画像上を動き回るよ
うな動画像においては、一定の動きではないオブジェク
トの動きに追随してリアルタイムに動画像を生成しなく
てはならない。

【０００６】本発明は上記の課題に基づきなされたもの
であり、水面の微妙な動きやオブジェクトにより作られ
る影、波の様子をリアルタイムで表示できる映像生成装
置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた第一の発明の映像生成装置は、被加工画像
と、該被加工画像中にある水面の領域を定義する情報と
が入力され、前記被加工画像のうち前記水面領域情報に
より定義された領域について、予め定められた方向に沿
って分割することにより、複数のスライス領域を作成す
る手段と、分割したスライス領域毎に、ずらし幅を発生
させる手段と、前記スライス領域を前記分割方向に沿っ
て、前記発生したずらし幅だけずらして被加工画像に重
ね書きする手段とを設けたことを特徴とする。

【０００８】本発明では水面を横長（あるいは縦長）の
スライス領域に分割して、このスライス領域を横方向
（あるいは縦方向）に、ランダムな幅でずらす。被加工
画像は動画像であって、１フレーム毎（あるいは所定時
間毎、所定フレーム毎）に映像生成装置に入力をすれ
ば、その度に新たなずらし幅でスライス領域がずらされ
て描画がなされるので、水面の定常的な揺らぎ（ゆらめ
き）を表現することができる。

【０００９】上記の課題を解決するためになされた第二
の発明の映像生成装置は、背景画像上を移動するオブジ
ェクトの位置情報と、該オブジェクトが該背景画像の水
面に影響を与える範囲を設定する情報とが入力され、前
記オブジェクトの位置が前記水面に影響を与える範囲に
入ったことを検出する手段と、前記検出手段による検出
がなされたときに、前記オブジェクトの近傍の画像につ
いて、予め定められた方向に沿って分割することによ
り、複数のスライス領域を作成する手段と、分割したス
ライス領域毎に、ずらし幅を発生する手段と、前記スラ
イス領域を前記分割方向に沿って、前記発生したずらし
幅だけずらして背景画像に重ね書きする手段とを設けた
ことを特徴とする。

【００１０】これはオブジェクトが生成する水面の揺ら
ぎを表現するためのものであり、第一の発明と同様に、
スライス領域毎にずらす描画を所定時間（あるいは所定
フレーム）毎に繰り返すことにより、水面の揺らぎを描
画することができる。なお第二の発明でのずらし幅は、
第一のずらし幅よりも大きくすることが望ましい。これ
は第二の発明はオブジェクトが生起する揺らぎを表現す
るため、単なるゆらめきよりも動きを大きくする必要が
あるためである。

【００１１】上記の課題を解決するためになされた第三
の発明の映像生成装置は、予め作成された影のパターン
を予め定められた方向に沿って分割することにより、複
数のスライス領域を作成する手段と、分割したスライス
領域毎に、ずらし幅を発生させる手段と、前記スライス
領域を前記分割方向に沿って、前記発生したずらし幅だ
けずらして、被加工画像上に描画されたオブジェクトの
近傍に重ね書きする手段とを設けたことを特徴とする映
像生成装置。

【００１２】これは水面上に浮かんでいるようなオブジ
ェクトにより起きる影を表示するためのものである。こ
の発明においても、スライス領域毎にランダムにずらし
ていくことを、所定時間あるいは所定フレーム毎に繰り
返すことにより、影が微妙にゆらめいているさまを表現
することができる。上記の課題を解決するためになされ
た第四の発明の映像生成装置は、被加工画像上に描画さ
れるオブジェクトの位置情報と、被加工画像に含まれる
水面の位置情報とに基づいて、該オブジェクトが該水面
に写映する位置を算出する手段と、予め作成された影の
パターンを予め定められた方向に沿って分割することに
より、複数のスライス領域を作成する手段と、分割した
スライス領域毎に、ずらし幅を発生させる手段と、前記
スライス領域を前記分割方向に沿って、前記発生したず
らし幅だけずらして、前記写映する位置に重ね書きする
手段とを設けたことを特徴とする。

【００１３】これは水上に存在するオブジェクトが作る
影や、水中に潜っているオブジェクトが写りこんででき
る影を描画するものである。写映位置について上記分割
したスライス領域をランダムにずらしていくことを所定
時間あるいは所定フレーム毎に繰り返して、影が微妙に
ゆらめいているさまを表現する。この第三または第四の
発明において、影が移動する場合は、その影の移動方向
に基づいて影を変形させることが望ましい。これは、オ
ブジェクトの移動に伴って影が追随して移動するさまを
表現するためのものである。なお実世界での影は光のあ
たる物体の移動方向によって変形することなど無いが、
本発明は厳密な実世界のシミュレーションよりも表示効
果を追求することを目的とするものである。

【００１４】このため、ずらし幅発生手段は、前記オブ
ジェクトの移動ベクトルに対応して、ずらし幅を加える
ことにより、影をオブジェクトの移動方向に基づいて変
形させることが望ましい。上記の課題を解決するために
なされた第五の発明の映像生成装置は、被加工画像上に
描画されるオブジェクトの現在の位置情報と、所定時間
前のオブジェクトの位置情報と、被加工画像に含まれる
水面の位置情報に基づいて、該オブジェクトが被加工画
像に含まれる水面を通過したことを検出する手段と、前
記オブジェクトの位置情報および／または前記所定時間
前のオブジェクトの位置情報と、前記水面の位置情報と
に基づいて、描画する楕円形の中心点の座標を算出する
手段と、描画する楕円形の大きさを決定する手段と、前
記算出された中心点と、前記決定した大きさに基づいて
楕円形を被加工画像に重ね書きする楕円形描画手段とを
含み、前記楕円形描画手段は複数回描画を繰り返すと共
に、前記楕円形の大きさを決定する手段は、後で描画さ
れる楕円形ほど大きくなるように大きさを決定すること
を特徴とする。

【００１５】本発明は波紋を表示するために、楕円をフ
レーム毎に大きくして表示していくものである。さら
に、楕円形描画手段は、描画すべき楕円形のピクセルの
近傍のピクセルの色をコピーして描画を行なうものであ
って、後で描画される楕円形ほどコピーされるピクセル
と描画するピクセルとの距離を小さくしていき描画する
ことにより、最初に発生する楕円のピクセルは表示色と
周囲のピクセルの表示色の差が大きく、後に発生する楕
円はだんだん周囲のピクセルと色が近くなっていくの
で、楕円が大きくなりつつ色がだんだん周囲の水面にな
じんでいくように表示され、実際の水面に発生する波紋
に近いリアリティのある画像が生成できる。

【００１６】さらに楕円形描画手段は、前記楕円形中心
点算出手段で算出された中心点から微小にずれた中心点
を有する複数の楕円形を、大きさを微小にずらして重ね
書きを行なうことにより、波紋の高さを表現でき、より
質感の高い波紋の映像を作成することができる。上記の
課題を解決するためになされた第六の発明の映像生成装
置は、仮想三次元空間を所定の視点から投影して作成し
た二次元画像に含まれる水面の領域を複数の領域に分割
する手段と、該複数に分割された領域を、仮想三次元空
間上での高さ方向に引き延ばす手段とを設け、対応する
仮想三次元空間上での奥行きの順番で、所定時間毎に順
次上記引き延ばす手段によって領域を仮想三次元空間で
の高さ方向に引き延ばしていくことを特徴とする。

【００１７】これは水面の奥から手前、あるいは手前か
ら奥にかけて、順番に波が盛り上がっていくさまを表現
することにより、波が押し寄せてくる（あるいは遠ざか
っていく）さまを表現するためのものである。なお、本
発明での「仮想三次元空間を所定の視点から投影して作
成した二次元画像」とは、主に仮想三次元空間で動き回
るオブジェクトについてシミュレーションを行い、それ
を二次元画像上に表示することを想定している。但しこ
の構成に限定されるものではなく、単に立体感のある
（三次元的）な絵を描いて、これを二次元画像で表示す
る場合に、この絵に含まれる水面の領域に適用した実施
態様を排除するものでは無い（以下の発明でも同様）。

【００１８】上記の課題を解決するためになされた第七
の発明の映像生成装置は、仮想三次元空間を所定の視点
から投影して作成した二次元画像に含まれる水面の領域
上で、波を描画するラインを複数本設定するために、該
ラインの奥行き方向の初期位置を設定する手段と、該複
数本のライン毎に、水面の表示色と異なる波の表示色を
表示するピクセルと、水面の表示色のままのピクセルと
を設定する制御データを設定する手段と、前記複数本の
ラインの描画位置と、初期位置とのずらし幅を設定する
手段と、前記ラインの描画位置にある、前記制御データ
設定手段により設定されたピクセルについて、前記波の
表示色を描画する手段とを設け、前記ずらし幅を描画タ
イミングごとにずらしつつ、前記波の表示色描画手段に
より描画を行なうことを特徴とするものである。

【００１９】これは波が順次おしよせていくさまを表現
するためのものである。さらに、表示タイミング毎に
（所定時間あるいは所定フレーム毎に）、１ラインの描
画色を、水面より明るい色と水面より暗い色とに交互に
表示していくことにより、更にリアリティを持たせるこ
とができる。なお上記第六の発明は、仮想的な視点から
見て近距離にある水面に適用することが望ましく、上記
第七の発明は、遠距離にある水面に適用することが望ま
しい。

【００２０】上記課題を解決するためになされた第八の
発明の映像生成装置は、被加工画像の水面を示す領域
に、ランダムにしぶきを発生させる座標点を設定する手
段と、該座標点に、予め作成されたしぶきの映像を表示
する手段と、該座標点を中心に、所定時間または所定フ
レーム毎に大きくなる楕円を描画する手段とを有するこ
とを特徴とする。

【００２１】この構成により、雨が水面に落ちたことに
より発生する水しぶきと、波紋とを、効果的に表示する
ことができる。上記課題を解決するためになされた第九
の発明の映像生成装置は、仮想三次元空間を所定の視点
から投影して作成した二次元画像に含まれる水面の領域
上で、雨のしぶきを表現するための複数のを設定する手
段と、該複数の領域に対応するライン毎に、水面の表示
色と異なる波の表示色を表示するピクセルと、水面の表
示色のままのピクセルとを設定する制御データを設定す
る手段と、前記ラインの描画位置を、前記領域の範囲中
にランダムに設定する手段と、前記ラインの描画位置に
ある、前記制御データ設定手段により設定されたピクセ
ルについて、前記波の表示色を描画する手段とを設ける
ことを特徴とする。

【００２２】これは水が落ちる位置をランダムにきめ
て、雨が水面に落ちる様子を表現するものである。な
お、上記第八の発明は、仮想的な視点から見て近距離の
水面に適用することが望ましく、上記第九の発明は、遠
距離に適用することが望ましい。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を、図面を用いて説明する。まず、下記の実施形態の前
提について説明する。本実施形態はいずれも仮想的に設
定された三次元空間の座標系（ｘ，ｙ，ｚ）を、ある視
点から見た場合の投影図を作成し、この投影図を表示す
るものである。従って三次元空間に存在するオブジェク
トは、二次元のＵ−Ｖ座標系に変換されて表示される。
視点の仮想三次元空間上での位置が定まれば、三次元空
間の座標系が投影された二次元座標系に変換することは
周知技術である。

【００２４】一方、水面を含む画像（原画像：請求の範
囲における「被加工画像」に相当）は言わば風景である
ので、あらかじめ二次元画像に投影された画像を用意し
ておき、オブジェクトをこの原画像の上に描画すること
により、表示画像を作成する。なお原画像は二次元座標
系の画像であっても、表示されている物体（山、木な
ど）は仮想三次元空間の奥行き情報ｚを有しており、オ
ブジェクトのｚの位置によってはオブジェクトが山等に
隠れる場合もある。この処理については、本発明の出願
人が先に出願した特願平７−２５１３６９号を参照され
たい。

【００２５】また、原画像に含まれる水面は、全てのピ
クセルが同じ色で表示されるわけでなく、水辺にある木
々や建物等が写りこんだ様子が描かれていたりする他、
写り込みのない水面もピクセル毎に微妙に色合いを変化
させることにより、質感を与えている。 ・実施形態１：水面の定常的な揺らぎを表示する装置 図１は本実施形態における揺らぎ生成装置の構成を説明
する図である。

【００２６】原画像１１は本実施形態で表示される映像
の一例であって、山と、山が写りこんだ湖とが表示され
た風景となっている。山や、その背後の空は静止画像で
あるか、もしくは時間や天候の経過により色あいなどが
変化したりゆっくり雲が動いたりするような、急激な変
化の無い動画像である。本実施態様では、水面である湖
について、微妙な揺らぎを与えて表示することにより、
よりリアリティを増すようにするものである。

【００２７】このために、原画像のうち揺らぎが発生す
る領域を定義する揺らぎ領域情報１２と、与えるべき揺
らぎの激しさ（ずらし幅の最大値）ｕｕを、揺らぎ発生
装置１３に与える。揺らぎ領域情報１２は、原画像１１
に対応する水面の領域を定義するものであり、上記の例
では湖面に対応する部分を定義しておくように、予め作
成されている。なお、原画像１１と揺らぎ領域１２は、
いずれもＵ−Ｖ座標系の二次元画像となっている（縦方
向の座標値がＵ，横方向の座標値をＶで表す。）この揺
らぎ生成部１３は、図２のフローチャートに示す動作を
実行することにより、原画像１１のうち、揺らぎ領域情
報１２で定義された領域に、揺らぎを与える。この図２
の処理について説明する。

【００２８】まず上述したように、原画像１１と、揺ら
ぎ領域情報１２と、ずらし幅の最大値ｕｕとが入力され
る（ステップ２１）。次に原画像１１のうち、揺らぎ領
域情報１２にて定義された領域を切り出し、１ピクセル
幅の横長の領域（これをスライスと称する）に分割する
（ステップ２２）。このスライスの例を図３を用いて説
明する。

【００２９】図３（イ）は、原画像の揺らぎ領域と、そ
の揺らぎ領域の近傍（ずらす幅ｕｕだけ左右に広い領
域）とを示している。この原画像のスライスについて、
以下のステップ２３〜２５の処理を、動画像の１フレー
ム毎、あるいは所定時間毎（図３の例では０．１ｓｅｃ
毎）に繰り返すことにより、揺らぎ画像（ロ）〜（ニ）
を生成する。このステップ２３〜２５の繰り返し処理に
ついて、図２に戻り説明する。

【００３０】まずずらし幅ｕを、−ｕｕからｕｕの範囲
の乱数として生成する（ステップ２３）。次に、生成さ
れたずらし幅ｕだけずらした位置に描画を行なう。（ス
テップ２４）。このステップ２３と２４の処理が終了し
たら、次の（下の）スライスについて同様の処理を行
い、全てのスライスについて描画していく（ステップ２
５）。

【００３１】なお、図３（ロ）〜（ニ）で、ずらした結
果空白で表示されているピクセルには、実際には元の原
画像のピクセルと同一の値が描画される。 ・実施形態２：オブジェクトの進入等による水面の乱れ
を表示する装置 図４は実施形態２の揺らぎ生成装置の構成を説明する図
である。４１は原画像である。この原画像４１は静止画
像でも良いが、実施形態１で説明した水面の揺らぎ生成
が行なわれた画像でも良い。より望ましいのは、後述す
るオブジェクト揺らぎ領域情報４２で定義される揺らぎ
領域については図５で示す処理を実行し、該揺らぎ領域
情報４２で定義された領域を除く水面の揺らぎ領域（実
施形態１の揺らぎ領域情報１２に相当するが、図４では
省略している）については、実施形態１にて説明したよ
うな定常的な揺らぎ生成処理を行なうようにすることで
ある。

【００３２】４２のオブジェクト揺らぎ領域情報は、原
画像４１を背景として動き回るオブジェクトが、原画像
４１の水面に飛び込んだ場合などに、水面に影響を与え
る範囲を定義するものである。なお上述したように、原
画像４１および出力画像４４は上記実施形態１と同様
に、Ｕ−Ｖ座標系（二次元座標系）で表現されるが、こ
のＵ−Ｖ座標系は、（ｘ，ｙ，ｚ）で表される仮想的な
三次元空間（三次元座標系）を、手前にある視点から見
た画像として表現されるものである。オブジェクトは三
次元空間を動き回るように演算されるが、このオブジェ
クトの三次元上の座標位置からＵ−Ｖ座標系に変換され
た上で、原画像に重畳されて表示がなされる。この場
合、オブジェクトの表示される大きさは、仮想的な三次
元空間の奥行きｚの大きさに応じて変化し、手前にあれ
ば大きく、奥にあれば小さく表示されるが、オブジェク
ト揺らぎ領域４２もＵ−Ｖ座標系における最大値（ｗ，
ｈ）を表示されるオブジェクトに対応して用意してお
き、オブジェクトの表示される大きさに応じて実際の揺
らぎ領域を変化させるようにする。

【００３３】４３は揺らぎ生成部であって、図５のフロ
ーチャートに示す処理を行い、出力画像４４を出力する
ものである。以下、この処理を図５に基づき説明する。
まず原画像４１と、表示すべきオブジェクトの仮想三次
元空間上の座標値（ｘ，ｙ，ｚ）と、原画像の仮想三次
元空間上において、オブジェクトが水面に対して影響を
与えるであろう高さの範囲ｙｔ，ｙｂ（原画像にあわせ
て、予め設定しておく）が入力される（ステップ５
１）。

【００３４】次にオブジェクトの仮想三次元空間上のｙ
座標値が、上記ｙｔからｙｂの間にあるか否かを検出し
て、範囲中であれば、オブジェクトのＵ−Ｖ座標系にお
ける位置（仮想三次元空間上の位置（ｘ，ｙ，ｚ）より
変換する）に基づいて、揺らぎを生成する領域を決定す
る。領域の大きさは、上述したようにオブジェクトの三
次元仮想三次元空間上の奥行きの位置ｚに基づいて（表
示されるオブジェクトの大きさに応じて）、手前にあれ
ば大きくし、遠方にあれば小さくする（ステップ５
３）。

【００３５】つぎに、カウンタ値ｃｎｔを予め定義して
おいた揺らぎ時間ｔ＿ｍａｘの値に設定する（ステップ
５４）。この揺らぎ時間ｔ＿ｍａｘは、オブジェクトが
水面に影響（揺らぎ）を与えた場合には、ある程度の時
間は揺らぎが残るはずなので、この揺らぎが残る時間を
定義しておくものである。カウンタ値ｃｎｔは１フレー
ム毎に減算されていくものであり、ｃｎｔ＝０になった
時点で、揺らぎは表示されなくなる。

【００３６】そして原画像のうちステップ５３にて決定
された領域について、実施形態１のステップ２２および
図３にて説明した処理と同様に、１ピクセル幅の横長の
領域であるスライスに分割を行なう（ステップ５５）。
続いてずらし幅の最大値ｕｕの決定を行なう（ステップ
５７）。このずらし幅ｕｕの初期値は、一般的には実施
形態１でのずらし幅に比べて大きな値にすることが望ま
しい。これは実施形態１は定常的な微小な揺らぎを表現
するものであるのに対し、本実施形態２は例えば鳥や魚
等が波紋を立てた場合に起きる、定常的な揺らぎよりも
大きな揺らぎを表現するためである。

【００３７】また、今回の処理で与えるずらし幅の最大
値ｕｕについては、カウンタ値ｃｎｔの値により変化さ
せる。一般的には、ｃｎｔが小さくなるほどｕｕの値も
小さくさせる。これは揺らぎが発生してから減衰してい
く様子を表現するためのものである。そして１スライス
毎に与えるずらし幅ｕを、−ｕｕ〜ｕｕの範囲の乱数と
して計算し（ステップ５８）、スライスを横方向にｕず
らした位置に描画を行なう（ステップ５９）。この描画
例は、図３と同様である。

【００３８】そして全てのスライスを描画したか否かを
判定して（ステップ５０）、ステップ５８、５９を繰り
返していく。なお、ステップ５２でオブジェクトがｙｂ
からｙｔの範囲でなくても（ｎｏの場合）、ｃｎｔをデ
クリメントした上でなお０にならなければ（ステップ５
６）、まだ揺らぎが発生してからの時間がｔ＿ｍａｘに
達しておらず、余韻の揺らぎを表示すべき時間であるの
で、ステップ５７〜５９の処理により揺らぎの描画を行
なう。 ・実施形態３：水面上を移動するオブジェクトによる影
の生成 図６は影の描画装置の構成を示すブロック図である。

【００３９】本実施形態では、水面を移動するオブジェ
クトにより発生する影を、リアリティを持たせて表示さ
せるものである。６１はオブジェクトの座標情報であ
り、水面上を移動するオブジェクトの仮想三次元空間上
での位置（ｘ，ｙ，ｚ）が、表示画像での二次元座標系
であるＵ−Ｖ座標系の座標値（ｕ０，ｖ０）に変換され
たものである。なお原画像中の水面の値ｙ（つまり仮想
三次元空間での高さ）は予め定められているので、ｘ，
ｚの値が定まれば、仮想的な視点の位置に基づいて、二
次元座標系の座標値には容易に変換できる。また、移動
するオブジェクトの移動ベクトル（ｕｄ，ｖｄ）、Ｕ−
Ｖ座標系で表示されるオブジェクトの横幅ｗ０も、オブ
ジェクト座標情報に含まれる。

【００４０】６２は影の雛型である。この雛型は予め作
成されるものであって、生成される画像の説明図である
図８の例（８１）に示すように、上方を底辺とする略二
等辺三角形になるような形状で、幅１ピクセルの横長の
領域（スライス）で構成され、一番上のスライスが最も
長く、下に行くに従ってスライスの長さを短くしてい
く。なお、雛型８１はスライス毎に色を別けて記載して
いるが、これは後述するスライスをずらす処理を分かり
やすくするためのものであり、実際には１スライス毎に
同一の色を用いて表示しているわけでは無い。

【００４１】また影の色は、背景の水の部分から色の濃
い部分を基準に作成すれば、自然な感じを出すことがで
きる。影描画部６３は、オブジェクト座標情報６１に基
づいて影の雛型６２を変形し、原画像６４上に変形した
影を描画し、生成画像６５を生成する。この影描画部６
３の動作を図７で説明する。

【００４２】まず図６にて説明したように、オブジェク
トの座標情報６１の入力がなされる（ステップ７１）。
つぎに影の縦幅ｈ（スライスの本数）を、オブジェクト
の横幅ｗ０に予め定められた係数を乗算することにより
算出する（ステップ７２）。次に算出されたスライスの
本数分だけ、変形処理を行なうために、計数値ｉに初期
値０をセットする（ステップ７３）。

【００４３】この計数値ｉがｈに達しない場合は（ステ
ップ７４）、下記のステップ７５〜７８の処理を実行す
る。まず横方向の移動がある場合、即ちｕｄが０でない
場合には、移動するベクトルの方向に合わせて影を変形
するために、スライス毎にずれを与えていく。下のスラ
イスになるに従って移動量を増やしていくために、ベク
トル方向に合わせるためのｕｄ／ｖｄに、計数値ｉを乗
算して、これを本来の座標値ｕ０に加算する（ステップ
７５）。このようにして変形された影を図８の８２に示
す。

【００４４】そしてスライスの描画位置ｕを、予め定め
られた範囲で適当な乱数を発生させてこれを加算するこ
とによりずらす。スライスの縦方向の描画位置ｖはオブ
ジェクトの表示位置ｖ０に計数値ｉを加算した値にな
る。またスライスの長さは、オブジェクトの長さに対応
して、やや長めに（所定の計数の乗算して）算出する。
（ステップ７６）。

【００４５】算出された描画位置にスライスを描画して
（ステップ７７）、計数値ｉをインクリメントする（ス
テップ７８）ことにより、ｈ本のスライスを描画して、
影を描画する。この生成された影の例を図８の８４に示
す。なおこの影は、８３に示した静止したオブジェクト
が、ベクトル（ｕｄ，ｖｄ）方向に移動した場合の例で
ある。

【００４６】なおこの処理は１フレーム毎に繰り返され
る。静止状態８３でも（ｕｄ＝０、ｖｄ＝０）、ステッ
プ７５でスライス１本毎に乱数を与えながら描画を行な
うので、微妙な影の揺らぎが表現される。更にオブジェ
クトが仮想三次元空間上で奥の方（ｚ方向）に移動する
場合、影も８５、８６に示すように小さくなっていく。
これはステップ７１にて与えられるオブジェクトの大き
さｗ０が小さくなっていくことに対応するものである。 ・実施形態４：空中および水中のオブジェクトによる影
の生成。

【００４７】上記実施形態４は、水面の上を飛んでいる
（浮かんでいる）オブジェクトによる影や、水中を潜っ
ているオブジェクトが写りこんでできる影を表示するも
のである。図９は仮想三次元空間における座標系を表し
ており、上述したようにこの仮想三次元空間を変換する
ことにより、表示する二次元画像を生成している。

【００４８】水面を表す高さｙ＝ｙｗを基準にすると、
オブジェクトの位置座標の高さｙ＞ｙｗであるオブジェ
クト９１は空中に存在するものであり、ｙ＜ｙｗである
オブジェクト９２は水中に存在するものである。空中に
あるオブジェクト９１の場合はその直下の水面の位置に
影を表示し、また水中にあるオブジェクト９２の場合は
その直上にある水面の位置に影を表示するようにする。
そのために、オブジェクトの座標（ｘ，ｙ，ｚ）を
（ｘ，ｙｗ，ｚ）にすればオブジェクトの直上または直
下の水面の位置が求まる。

【００４９】なお、実世界では（厳密に言えば）影は太
陽等の光源から出射した光がオブジェクトにあたって水
面に投影する位置に表示されるものであるので、同様に
仮想的な光源を設定してオブジェクトの影が水面上に投
影される位置を演算により求めるようにしても良い。し
かし本発明の主旨はパーソナルコンピュータ等で比較的
簡単に（重い処理を行なわずに）リアリティのある映像
を提供することにある。従って常にオブジェクトの直上
または直下に影を表示するようにしても、オブジェクト
が移動すれば影もそれに追随して移動するので、見た目
には十分リアリティが感じられるので、この実施形態の
方が負荷が小さい分、より望ましいと考える。

【００５０】以上の処理を実行する装置の構成は、実施
形態３と同様のものであり、影描画部６３に図１０の処
理を行なう機能が追加されたものと考えればよい。以
下、図１０の処理について説明する。まずオブジェクト
の仮想三次元空間上の位置（ｘ，ｙ，ｚ）の位置情報
と、水面を表す平面の位置ｙ＝ｙｗが入力される（ステ
ップ１０１）。

【００５１】このオブジェクトの高さの座標ｙをｙｗに
することにより、オブジェクトの位置を水面に写影する
（ステップ１０２）。そして仮想三次元空間上の写影し
た水面の位置に影を表示するために、座標（ｘ，ｙｗ，
ｚ）を表示される二次元座標系（ｕ０，ｖ０）に変換を
行なう（ステップ１０３）。

【００５２】そしてオブジェクトのｕ方向の幅ｗ０を、
オブジェクトの仮想三次元空間上の奥行きの位置ｚに基
づいて算出する（ステップ１０４）。オブジェクトが手
前にあればｗ０は大きく、奥にあればｗ０は小さくす
る。そして、影の描画プログラムを起動させる。この描
画プログラムは、実施形態３にて説明した図７と同一の
ものである。但しステップ７１のｕ０、ｖ０は、オブジ
ェクトの位置ではなくステップ１０３で求めた影の位置
である。

【００５３】オブジェクトが空中または水中を移動する
場合も、実施形態３と同様に移動ベクトルに基づいて影
の形が変形され、移動するオブジェクトに追随する様子
がよりリアリティをもって表示される。 ・・実施形態５：波紋の生成 図１１は波紋を生成する装置の構成を示すブロック図で
ある。

【００５４】オブジェクトの仮想三次元空間中の座標情
報１１１と、水面の仮想三次元空間上の高さｙｗとを元
に、オブジェクトが水面を通過したか否かを波紋発生判
定部１１３が判定を行なう。オブジェクトが水面を通過
することが波紋の発生条件であるので、通過を判定した
ときに波紋描画部１１４を起動する。この波紋発生判定
部１１３の処理について、図１２および図１３を用いて
説明する。

【００５５】まず、図１２のフローチャートについて説
明すると、上述したようにオブジェクトの仮想三次元空
間の座標（ｘ，ｙ，ｚ）と、水面を表す平面の高さｙｗ
とが入力される。またオブジェクトが水面を通過したか
否かを判定するために、該オブジェクトの１フレーム前
の高さｙｐも保持しておく（ステップ１２１）。そし
て、オブジェクトが水面を通過したかを判定するため
に、水面の高さｙｗを基準にして、ｙ−ｙｗの符号とｙ
ｐ−ｙｗの符号とを比較して、異なっていれば水面を通
過すると判定する（ステップ１２２）。

【００５６】これは図１３に示すように、現オブジェク
ト１３１と、１フレーム前のオブジェクト１３２（位置
（ｘｐ，ｙｐ，ｚｐ），但しこの処理ではｘｐ，ｚｐは
無視する）のそれぞれの高さから水面の高さｙｗを減算
すれば、符号が＋ならばオブジェクトが水面より高い位
置にあり、符号が−ならばオブジェクトが水面より低い
位置となるので、１フレーム間に符号が反転すれば水面
を通過したと判定することができる。

【００５７】ステップ１２２で符号の反転を検出しなけ
れば、この処理を画像が１フレーム毎に更新されるのに
伴って繰り返し、符号が反転したのであれば、波紋描画
部を起動する（ステップ１２３）。この波紋描画部の処
理について、図１４〜図１６を用いて説明する。実空間
で水面に物体が落ちた場合等に生じる波紋は、斜めから
みた映像を考えると、最初は小さい楕円形で波の大きさ
は大きく、時間がたつにしたがって楕円形は大きくなっ
ていく一方、波の大きさは小さくなっていく。

【００５８】これを表現するためには、まず時間の経過
と波紋の大きさや高さを表現するための情報との対応を
表す波紋描画テーブル１１５を用意する。その内容につ
いては後述する。図１４のフローチャートに基づき描画
の処理を説明する。まず波紋の表示画面の二次元座標系
での位置ｕ０，ｖ０を算出する（ステップ１４１）。こ
れはオブジェクトの仮想三次元空間中の座標のうちｘ，
ｚと、水面の高さｙｗに基づき、三次元座標（ｘ，ｙ
ｗ，ｚ）をＵ−Ｖ座標系に変換することにより求める。
厳密に言えば１フレーム前のオブジェクトの位置（ｘ
ｐ，ｙｐ，ｚｐ）から現在の（ｘ，ｙ，ｚ）に向かうベ
クトルが水面に到達した点（ｙ＝ｙｗ）が正確な波紋の
中心となり、そのような処理を採用しても良いが、見た
目にはそれほど変わりは無いので、上記の方法の方が負
荷が軽い分、望ましいと考える。

【００５９】つづいて時間の経過を表す計数値ｉに初期
値０をセットする。そしてこの計数値がインクリメント
されて、予め設定された、波紋が消える時間Ｎに達する
まで、ステップ１４３〜１４６の処理が繰り返される。
まず波紋の横幅ｗ（ｉ）と、波紋の縦幅ｈ（ｉ）と、高
さを表現するための値ｐｉｃｋ（ｉ）を、波紋描画テー
ブル１１５より取り出す。

【００６０】この波紋描画テーブル１１５は、図１５に
示すような値ｗ（ｉ），ｈ（ｉ），ｐｉｃｈ（ｉ）と時
間ｉとの対応関係を記述したテーブルである。なお、こ
のテーブルは必須ではなく、ｗ（ｉ），ｈ（ｉ），ｐｉ
ｃｈ（ｉ）の関数を用いてその都度算出するようにして
も良いが、テーブルを参照する構成にした方が処理速度
の点で有利である。

【００６１】まず、図１５（イ）は、ｗ（ｉ）とｈ
（ｉ）と時間Ｎとの対応の関数の例を表すグラフであ
る。このように波紋の大きさは時間が立つにつれて大き
くなっていく。波紋描画テーブル１１５にこの対応関係
を記述しておくことにより、時間毎の波紋の大きさを簡
単に求めることができる。一方、図１５（ロ）に示すの
は、波紋の高さを表現するための情報ｐｉｃｈである。
このｐｉｃｈの意味について、図１６を用いて説明す
る。

【００６２】まず図１６（イ）は、最初に発生する波紋
である。上述したように波紋の大きさは小さく、一方高
さは大きく表示しなければならない。この高さを表示す
るために、本実施形態では近傍のピクセルの色をコピー
していくことにより、楕円を描画する。上述したよう
に、水面の色あいは微妙に変化をさせている。これは、
あるピクセルと隣のピクセルとは色が若干違うだけであ
り、遠くのピクセル間になると、一般的には色の違いが
大きくなるようにするものである。

【００６３】このことを利用して、高い波紋を疑似的に
表現するために、周囲のピクセルとの色の差を大きく
し、波紋が低くなっていくにしたがってだんだんと周囲
のピクセルになじんでいくように表示を行なう。即ち、
上記ｐｉｃｈはコピーを行なうピクセルへの距離を表す
ものである。この距離を、時間Ｎが経過するに従って小
さくしていくことにより、だんだん周囲の水面になじん
でいき、波紋が消えていくようすを表現する。図１６
（ロ）、図１６（ハ）は、それぞれ時間が経過していっ
た様子を表すものであり、波紋の大きさの横幅ｗ（ｉ）
とｈ（ｉ）は図１５（イ）に表す関数に基づいて大きく
なっていく一方、コピーするピクセルへの距離ｐｉｃｋ
を小さくしてより近いピクセルの色をコピーすることに
より、だんだん波紋が消えていくような感じを表現する
ことができる。よって、ｐｉｃｈの値は図１５（ロ）に
示すように、時間が経過するに小さくなるような関数に
する。

【００６４】波紋描画テーブル１１５から値ｗ（ｉ）、
ｈ（ｉ）を取り出すと、これらの値と波紋の中心のうち
奥行きに対応するｖ０またはｚの値により、実際に描画
する楕円の横幅ｗと縦幅ｈとを決定する（ステップ１３
４）。算出した横幅ｗと縦幅ｈの楕円を描画する（ステ
ップ１３５）。図１６に示すように、楕円の上側にある
ピクセルは、ｐｉｃｈ（ｉ）だけ上側にあるピクセルを
コピーして描画し、楕円の下側にあるピクセルは、ｐｉ
ｃｋ（ｉ）だけ下側にある色をコピーして描画を行な
う。

【００６５】そしてｉがＮに達したか、即ち所定の時間
を経過したか否かをチェックして、Ｎに達した場合は終
了し、達していなければステップ１３３〜１３５の処理
を繰り返すことにより、図１６の例に示すような波紋を
作成する。なお、処理能力に余裕があれば、図１７に示
すように大きさが微妙に違う複数の楕円を、中心を縦方
向にわずかにずらして描画を行なうことにより、より立
体感のある波紋の描画が可能になる。

【００６６】なお本実施形態ではオブジェクトが水面を
通過したことを波紋の発生条件としたが、後述する実施
形態８で、雨しぶきを表示する場合にしぶきを表示する
ことを指示する信号があったばあいに、指示された中心
点に波紋を立てるように構成しても良い。 ・実施形態６：近距離波の表示装置 本実施形態の構成を図１９を用いて説明する。

【００６７】１９１は水面を含む原画像データである。
１９２は画像制御データであり、画像制御デー タ作成部
１９３により作成されるデータを格納するものである。
この作成する処理は、後で図２０を用いて説明する。１
９４は近距離波発生部であり、上位プログラム１９５か
ら送出されたトリガーを契機に、原画像データ１９１に
波を描画し、波映像１９６を出力するものである。上位
プログラム１９５は例えば風がふいたりした場合に波を
生成させるためのトリガーを発生させるものである。

【００６８】本実施形態では、遠方から近方（Ｕ−Ｖ座
標系で言えば、上方から下方）に波が押し寄せる（水面
が盛り上がる）様子を表現する。この表現を行なうため
に準備する画像制御データを作成する、画像制御データ
作成部１９３の処理について、図２０及び図２１を用い
て説明する。図２１は波の発生の説明図であり、奥から
手前に波を表示する例を説明するものである。

【００６９】まず、波を表示すべき二次元座標上の座標
ｖｉ（０〜ｉ〜ｎ）を設定する（ステップ２０１）。上
述したように表示される二次元画像のＵ−Ｖ座標系は、
仮想三次元空間の座標系を変換して得られるものであ
る。座標ｖｉと次の座標ｖｉ＋１の間隔は、仮想三次元
空間でのｚ方向（奥行き方向）では常に一定となるよう
にし、これをＵ−Ｖ座標系に変換していくことにより、
上記座標ｖｉを設定していく。これをＵ−Ｖ座標系に変
換した場合は、仮想的な視点から見て手前側、即ち二次
元画像では下方では間隔があき、仮想的な視点から見て
奥、即ち二次元画像では上方では間隔がつまることにな
る。

【００７０】次に座標ｖｉでの、水面の左端ｕｉを求
め、さらに水面の右端までの距離ｌｉを求める。これは
人手で座標値を求めても良いし、プログラムで水面をサ
ーチするようにしても良い。ｉを０からｎまで、この
（ｖｉ，ｕｉ，ｌｉ）の組み合わせを求めて、画像制御
データ１９２に格納しておく（ステップ２０２）。この
ようにして作成された画像制御データ１９２を用いて、
原画像１９１の水面に波を描画する処理を、図２１を用
いて説明する。

【００７１】まず上位プログラムからの波発生信号の待
ち状態（ステップ２１１）にて、波発生信号が得られる
と、まずｉに０をセットする（ステップ２１２）。次
に、（ｖｉ，ｕｉ）、（ｖｉ＋ｌｉ，ｕｉ）、（ｖｉ，
ｕｉ＋１）、（ｖｉ＋ｌｉ，ｕｉ＋１）の四点を頂点と
する方形の領域について、これをＵ方向に引き延ばすこ
とにより、水面が盛り上がった様子を表現する。引き延
ばす割合ａは、表現したい波の強さにより異なるもので
あって、例えば上位プログラムより指示される。なお、
波の高さは図１８に示すように、仮想三次元空間のｙ方
向で同一の高さａだけ加算することになるが、これをＵ
−Ｖ空間で表現するには、例えば上記領域中に存在する
ピクセル（ｖｊ，ｕｊ）のデータを、（ｖｊ，（ｖｊ−
ｕｊ＋１）×ｋ）の位置にコピーしていくことにより描
画する。（ｖｊ−ｕｊ＋１）×ｋの位置が整数にならな
ければ、近傍のピクセルに書き込むようにしてもよく、
また補間を用いても良い。

【００７２】なお、この計数ｋは、引き延ばした結果高
さが仮想三次元空間でａだけのびるようにする値に設定
される。方形の領域のＶ方向の間隔は、仮想三次元空間
上では等間隔になっているので、同じ計数を乗算すれ
ば、仮想三次元空間においては略同じ高さａだけ引き延
ばされる。そしてｉをインクリメントして（ステップ２
１４）、ｉがｎに達するまで順次繰り返していくことに
より（ステップ２１５）、波が押し寄せてくる様子を表
現することができる。

【００７３】なお、上記実施形態とは逆に、ｉの初期値
をｎにして、ｉをｎから０にデクリメントする構成にす
れば、逆に近くから奥の方に向かっていく波を表現する
ことができる。 ・実施形態７：遠距離の波の生成 図２３は遠距離の波を描画する装置の構成を説明するブ
ロック図である。

【００７４】２３１は水面を含む原画像である。２３２
の画像制御データは、２３３の画像制御データ作成部に
よって作成される。遠距離波発生部２３４は上位プログ
ラム２３５からの波発生信号を契機に、原画像に遠距離
波を描画して、波映像２３６を作成する。まず、本実施
形態で描画する波について、図２４を用いて説明する。

【００７５】図２４（イ）は水面と描画する波の様子を
表す。この例では波を表すラインをｎ本作成している。
そのラインが存在するＵ−Ｖ座標系のｖ座標をｖｉ（ｉ
は０からｎまでの整数）とする。このｎ本の波を、少し
づつ手前にくるように移動させてゆき、波が存在する様
子を表現する。なお、実施形態６では波の高さが変わる
様子を表現しているため、視点から近い水面の波を表現
するのに好適である。一方本実施形態７は、視点から見
て遠くの波を表現するために、海面の色より明るい色の
波が存在して、少しづつ押し寄せてくる様子を表現する
ものである。

【００７６】ただ、波面を全て明るくしてしまうと、単
に光が明滅しているのに過ぎないように見える場合があ
る。このため本実施形態では、よりリアリティを持たせ
るために、海面の色に対して暗い色と明るい色とを交互
に描画するようにしている。例えばｖ０、ｖ２、ｖ４…
と、ｉが偶数の波については明るい色で表示している時
には、ｖ１，ｖ３，ｖ５…のｉが奇数の波については暗
い色で表示する。次の描画タイミングでは、上述したよ
うに各ｖｉの位置を微小に手前（視点側、即ちＵ−Ｖ座
標系での下方）に移動させながら、今度はｉが偶数の波
については暗い色にし、ｉが奇数の波については明るい
色で表示する。このように波の微小移動と色の反転を繰
り返して、遠方の水面に波がある様子を表現する。

【００７７】このような表現を行なうために準備する、
画像制御データ作成部２３３の処理について、図２５を
用いて説明する。まず波を表示させる、Ｖ座標方向の初
期位置ｖｉ（ｉは０からｎまでの整数）を決定する（ス
テップ２５１）。これは上記実施形態６と同様に、仮想
三次元空間上のｚ方向では等間隔にすることが望まし
い。

【００７８】次に、座標位置ｖｉのラインに対応する水
面の幅ｌｉを求める（ステップ２５２）。これは人手で
調べてもよく、プログラムでサーチしても良い。続い
て、各ラインについて、波の色を描画するピクセルを決
定するためのランダムパターンを決定する（ステップ２
５３）。これはまず図２４に説明するように、乱数によ
り二値の値で示される一本のライン２４０を作成するも
のである。

【００７９】続いて、ｖｉからｌｉづつこのラインを切
り出していき、各ライン毎に、ラインに含まれるピクセ
ルに２値を設定していき、求めたラインの情報を画像制
御データ２３２にセットする（ステップ２５４）。この
２値は、波の色を描画するピクセルと、描画は行なわな
い（元の水面の表示色のまま）ピクセルとを識別するも
のである。

【００８０】次に波の描画について、図２６のフローチ
ャートを用いて説明する。まず、初期値として、ｋ＝−
１、ｍ＝０をセットする（ステップ２６１）。このｋ
は、各ラインの波を明るい色で表示するか暗い色で表示
するかを決定するためのものである（詳細は後述す
る）。また、ｍは波の移動量である。上位プログラムか
らの信号待ち状態（ステップ２６２）で、指示信号を受
信すると、一番上の波を発生させるため、ｉ＝０をセッ
トする（ステップ２６３）。次に波のラインの描画位置
（Ｖ座標）を，ｖｉ＋ｍにセットして、その位置にｋが
−１のときに、ｉが偶数であれば明るい色に、ｉが奇数
であれば暗い色で表示する。ｋが１の場合は逆に、ｉが
偶数であれば暗い色に、ｉが奇数であれば明るい色に表
示する。波の色を書き込む位置（Ｕ座標位置）は、画像
制御データ２３２に基づく（ステップ２６４）。

【００８１】そしてｉをインクリメントし（ステップ２
６５）、ｉがｎに達するまで、ステップ２６５の処理を
繰り返して（ステップ２６６）、波の描画を行なう。全
ての波の描画が完了したら、次の各ラインの波の色を変
えるためにｋの値に−１を乗算することによりｋの符号
を反転させ、また波を移動させるためにｍに所定の値ａ
を加算して（ステップ２６７）、上記ステップ２６３〜
２６６を繰り返す。

【００８２】上述したように、本実施形態７は遠方に波
が起きている様子を表現するのに好適であり、実施形態
６は近くに押し寄せる波を表現するのに好適であるの
で、例えば境界のｖ座標を設定しておき、この境界より
遠方であれば実施形態７を用いて波を描画し、境界より
手前であれば実施形態６により波を描画することが好ま
しい。 ・実施形態８：雨のしぶき 図２７は水面に雨が降ることによりおきるしぶきを描画
する装置の構成を説明するブロック図である。

【００８３】２７１は水面を含む原画像である。２７２
の画像制御データは、２７３の画像制御データ作成部に
よって作成される。しぶき発生部２７４は上位プログラ
ム２７５からの雨発生信号を契機に、原画像に雨のしぶ
きを描画して、雨のしぶきの波映像２７６を作成する。
また上位プログラム２７５は雨の強さについても通知を
行なう。

【００８４】また雨発生部２７４は、後述するように波
紋を表示させるために、波紋生成部２７７に波紋を立て
るべき位置や大きさを通知する。まず、本実施形態で描
画する雨のしぶきについて、図２８を用いて説明する。
雨のしぶきについても、視点からの距離に基づいて、表
示態様を変える。視点から見て手前（Ｕ−Ｖ座標系で下
方）については、しぶきを描画すると共に、しぶきがた
った位置を中心として、波紋を形成する（図２８ではし
ぶきの発生位置と楕円の中心の位置が合致していない
が、これは作図の都合によるもので、実際には合致させ
る）。この波紋の形成は実施形態５の生成装置を用いる
のが望ましい。

【００８５】一方遠方の水面に降る雨については、しぶ
きや波紋までは見えないので描画しなくて良いが、やは
り雨が降っているように見せるために、水面に模様をつ
ける。この模様は、予め水面の表示色より濃いめの表示
色を用意し、この表示色と、模様を描画しない場合のピ
クセルの表示色とをブレンディングすることにより作成
する。ブレンディングするにあたっては、もとのピクセ
ルの色とブレンディングする表示色とのブレンドの割合
（重み付け）を適当に変えることにより、より自然な感
じを出すことができる。

【００８６】このような雨のしぶきを表示するために用
意する、画像制御データを作成する処理を、図２９を用
いて説明する。まず遠方の雨を表示させるラインのＶ座
標方向の基準位置ｖｉ（ｉは０からｎの整数）を決定す
る（ステップ２９１）。各ラインの間隔は、仮想三次元
空間での奥行き（ｚ方向）では等間隔にするのが望まし
い。

【００８７】続いて水面の幅に基づき、各ラインの表示
幅ｌｉを決定する（ステップ２９２）。これは人手で求
めてもよく、プログラムによりサーチして求めても良
い。次に各ラインにブレンディングされた色を描画する
ピクセルの位置を決めるためのランダムパターンを生成
する（ステップ２９３）。これは上記実施形態７と同様
に、表示色を変える部分を設定するものである。値は二
値でも良いが、表示色ｄ１、ｄ２…について異なる値を
用いて、表示色を変えるようにしたほうが、よりリアリ
ティが得られるので望ましい。

【００８８】そして各ラインの長さｌｉ毎に、作成した
ランダムパターンを切り取っていくことにより、各ライ
ン毎の描画位置を画像制御プログラムに設定する（ステ
ップ２９４）。次に、しぶき発生部２７４の動作につい
て、図３０を用いて説明する。まず上位プログラムから
の指示待ち状態（ステップ３０１）で、雨のしぶきを発
生させる指示を受信すると、まず手前のしぶきと波紋の
出力を行なう（ステップ３０２）。

【００８９】雨のしぶきを出す位置が一定では不自然な
ので、視点から見て近距離の水面に範囲に、ランダムに
しぶきを発生させる。発生させるしぶきの数は上位プロ
グラムから設定された雨の強さに基づいて変化させるの
が望ましい。また本実施形態では水面の距離により処理
を変えているが、その境界は予め定めておいても良く、
雨の強さに応じて変えてもよい。

【００９０】しぶきや波紋の大きさは、雨の強さと発生
した位置の座標（ｚまたはｖの値）に基づいて変化さ
せ、視点から見て手前（画像では下方）ほど、また指示
された雨の強さが強いほど、大きく表示する。なおしぶ
きの映像は予め作成されており、上記の基準で縮小させ
ることにより、大きさを変えて表示を行なう。

【００９１】次に、遠方の水面に対する描画を行なうた
めに、まずｉに０をセットし（ステップ３０３）、続い
て描画を行なうラインのｖ座標を決定する（ステップ３
０４）。このｖ座標は、ｖｉ座標とｖｉ＋１座標との間
にランダムに設定されるものであり、描画の度にランダ
ムに変化することにより、自然な感じを出すことができ
る。

【００９２】次に決定された、水面上のｖ座標のライン
に、描画を行なう（ステップ３０５）。これは上述した
ように、予め画像制御データに設定されたブレンディン
グの重み付け値に基づいて、原画像データにあるもとの
ピクセルと、予め設定された濃いめの表示色とをブレン
ドして書き込む表示色を決定し、原画像のピクセルを書
き換える。

【００９３】そして次のラインを描画するためにｉをイ
ンクリメントし（ステップ３０６）、ｉがｎに達するま
で、即ち全てのラインの描画が終了するまでステップ３
０２〜３０６を繰り返す（ステップ３０７）。以上の処
理により、視点の近くには水しぶきと波紋が表示され、
遠方の水面にも雨が落ちている様子を表示することがで
きる。

【００９４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の映像生成
装置によれば、水面の微妙な揺らぎや水面にできる影、
波紋、波、雨による水しぶきを画像上で表現することが
できる。どの処理も特別に重い負荷にはならないので、
現在のパーソナルコンピュータの性能でリアルタイムで
描画を行なうことが可能である。

【００９５】また水面の映像にリアリティを持たせるこ
とは、映像全体の品質感の向上に大きく寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一の実施形態の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】第一の実施形態の処理を示すフローチャートで
ある。

【図３】スライスのずらし処理を説明する図である。

【図４】第二の実施形態の構成を示すブロック図であ
る。

【図５】第二の実施形態の処理を説明するフローチャー
トである。

【図６】第三および第四の実施形態の構成を示すブロッ
ク図である。

【図７】第三の実施形態の処理を説明するフローチャー
トである。

【図８】第三の実施形態の影の生成を説明する図であ
る。

【図９】第四の実施形態における、オブジェクトの写映
を説明する図である。

【図１０】第四の実施形態の処理を示すフローチャート
である。

【図１１】第五の実施形態の構成を示すブロック図であ
る。

【図１２】オブジェクトが水面を通過することを検出す
る処理を示すフローチャートである。

【図１３】オブジェクトの水面の通過を説明する図であ
る。

【図１４】波紋の描画処理を示すフローチャートであ
る。

【図１５】波紋描画テーブルの内容を説明する図であ
る。

【図１６】波紋が広がる様子の描画を説明する図であ
る。

【図１７】複数の楕円を重ね合わせて波紋を形成するこ
との説明図である。

【図１８】仮想三次元空間上での波の引き延ばしを説明
する図である。

【図１９】第六の実施形態の構成を示すブロック図であ
る。

【図２０】第六の実施形態の画像制御データの設定を示
すフローチャートである。

【図２１】第六の実施形態の描画処理を示すフローチャ
ートである。

【図２２】第六の実施形態で描画される波を説明する図
である。

【図２３】第七の実施形態の構成を示すブロック図であ
る。

【図２４】第七の実施形態で描画される波を説明する図
である。

【図２５】第七の実施形態の画像制御データの設定を示
すフローチャートである。

【図２６】第七の実施形態の描画処理を示すフローチャ
ートである。

【図２７】第八の実施形態の構成を示すブロック図であ
る。

【図２８】第八の実施形態で描画される雨のしぶきを説
明する図である。

【図２９】第八の実施形態の画像制御データの設定を示
すフローチャートである。

【図３０】第八の実施形態の描画処理を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１１：原画像 １２：揺らぎ領域定義情報 １３：揺らぎ生成部 １４：出力画像

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被加工画像と、該被加工画像中にある水面
   の領域を定義する情報とが入力され、 前記被加工画像のうち前記水面領域情報により定義され
   た領域について、予め定められた方向に沿って分割する
   ことにより、複数のスライス領域を作成する手段と、 分割したスライス領域毎に、ずらし幅を発生させる手段
   と、 前記スライス領域を前記分割方向に沿って、前記発生し
   たずらし幅だけずらして被加工画像に重ね書きする手段
   とを設けたことを特徴とする映像生成装置。
2. 【請求項２】背景画像上を移動するオブジェクトの位置
   情報と、該オブジェクトが該背景画像の水面に影響を与
   える範囲を設定する情報とが入力され、 前記オブジェクトの位置が前記水面に影響を与える範囲
   に入ったことを検出する手段と、 前記検出手段による検出がなされたときに、前記オブジ
   ェクトの近傍の画像について、予め定められた方向に沿
   って分割することにより、複数のスライス領域を作成す
   る手段と、 分割したスライス領域毎に、ずらし幅を発生する手段
   と、 前記スライス領域を前記分割方向に沿って、前記発生し
   たずらし幅だけずらして背景画像に重ね書きする手段と
   を設けたことを特徴とする映像生成装置。
3. 【請求項３】予め作成された影のパターンを予め定めら
   れた方向に沿って分割することにより、複数のスライス
   領域を作成する手段と、 分割したスライス領域毎に、ずらし幅を発生させる手段
   と、 前記スライス領域を前記分割方向に沿って、前記発生し
   たずらし幅だけずらして、被加工画像上に描画されたオ
   ブジェクトの近傍に重ね書きする手段とを設けたことを
   特徴とする映像生成装置。
4. 【請求項４】被加工画像上に描画されるオブジェクトの
   位置情報と、被加工画像に含まれる水面の位置情報とに
   基づいて、該オブジェクトが該水面に写映する位置を算
   出する手段と、 予め作成された影のパターンを予め定められた方向に沿
   って分割することにより、複数のスライス領域を作成す
   る手段と、 分割したスライス領域毎に、ずらし幅を発生させる手段
   と、 前記スライス領域を前記分割方向に沿って、前記発生し
   たずらし幅だけずらして、前記写映する位置に重ね書き
   する手段とを設けたことを特徴とする映像生成装置。
5. 【請求項５】前記ずらし幅発生手段は、前記オブジェク
   トの移動ベクトルに対応して、ずらし幅を加えることを
   特徴とする請求項３または請求項４に記載の映像処理装
   置。
6. 【請求項６】被加工画像上に描画されるオブジェクトの
   現在の位置情報と、所定時間前のオブジェクトの位置情
   報と、被加工画像に含まれる水面の位置情報に基づい
   て、該オブジェクトが被加工画像に含まれる水面を通過
   したことを検出する手段と、 前記オブジェクトの位置情報および／または前記所定時
   間前のオブジェクトの位置情報と、前記水面の位置情報
   とに基づいて、描画する楕円形の中心点の座標を算出す
   る手段と、 描画する楕円形の大きさを決定する手段と、 前記算出された中心点と、前記決定した大きさに基づい
   て楕円形を被加工画像に重ね書きする楕円形描画手段と
   を含み、 前記楕円形描画手段は複数回描画を繰り返すと共に、前
   記楕円形の大きさを決定する手段は、後で描画される楕
   円形ほど大きくなるように大きさを決定することを特徴
   とする映像生成装置。
7. 【請求項７】前記楕円形描画手段は、描画すべき楕円形
   のピクセルの近傍のピクセルの色をコピーして描画を行
   なうものであって、 後で描画される楕円形ほどコピーされるピクセルと描画
   するピクセルとの距離を小さくいくことを特徴とする請
   求項６に記載の映像生成装置。
8. 【請求項８】前記楕円形描画手段は、前記楕円形中心点
   算出手段で算出された中心点から微小にずれた中心点を
   有する複数の楕円形を、大きさを微小にずらして重ね書
   きを行なうことを特徴とする請求項６に記載の映像生成
   装置。
9. 【請求項９】仮想三次元空間を所定の視点から投影して
   作成した二次元画像に含まれる水面の領域を複数の領域
   に分割する手段と、 該複数に分割された領域を、仮想三次元空間上での高さ
   方向に引き延ばす手段とを設け、 対応する仮想三次元空間上での奥行き方向の順番で、所
   定時間毎に順次上記引き延ばす手段によって領域を仮想
   三次元空間での高さ方向に引き延ばしていくことを特徴
   とする映像生成装置。
10. 【請求項１０】仮想三次元空間を所定の視点から投影し
    て作成した二次元画像に含まれる水面の領域上で、波を
    描画するラインを複数本設定するために、該ラインの奥
    行き方向の初期位置を設定する手段と、 該複数本のライン毎に、水面の表示色と異なる波の表示
    色を表示するピクセルと、水面の表示色のままのピクセ
    ルとを設定する制御データを設定する手段と、 前記複数本のラインの描画位置と、初期位置とのずらし
    幅を設定する手段と、 前記ラインの描画位置にある、前記制御データ設定手段
    により設定されたピクセルについて、前記波の表示色を
    描画する手段とを設け、 前記ずらし幅を描画タイミングごとにずらしつつ、前記
    波の表示色描画手段により描画を行なうことを特徴とす
    る映像生成装置。
11. 【請求項１１】ライン毎に描画する前記表示色は、描画
    タイミング毎に水面の表示色よりも明るい表示色と、水
    面の表示色より暗い表示色とを交互に繰り返して描画を
    行なうことを特徴とする請求項１０に記載の映像生成装
    置。
12. 【請求項１２】被加工画像の水面を示す領域に、ランダ
    ムにしぶきを発生させる座標点を設定する手段と、 該座標点に、予め作成されたしぶきの映像を表示する手
    段と、 該座標点を中心に、所定時間または所定フレーム毎に大
    きくなる楕円を描画する手段とを有することを特徴とす
    る映像生成装置。
13. 【請求項１３】仮想三次元空間を所定の視点から投影し
    て作成した二次元画像に含まれる水面の領域上で、雨の
    しぶきを表現するための複数のを設定する手段と、 該複数の領域に対応するライン毎に、水面の表示色と異
    なる波の表示色を表示するピクセルと、水面の表示色の
    ままのピクセルとを設定する制御データを設定する手段
    と、 前記ラインの描画位置を、前記領域の範囲中にランダム
    に設定する手段と、 前記ラインの描画位置にある、前記制御データ設定手段
    により設定されたピクセルについて、前記波の表示色を
    描画する手段とを設けることを特徴とする映像生成装
    置。