JPH1055454A

JPH1055454A - 画像合成装置、画像合成方法及び情報記憶媒体

Info

Publication number: JPH1055454A
Application number: JP9101003A
Authority: JP
Inventors: Takeharu Kobayashi; 威晴小林; Koumei Katou; 工明加藤; Masaki Takeda; 政樹武田
Original assignee: Namco Ltd
Current assignee: Namco Ltd
Priority date: 1996-05-28
Filing date: 1997-04-02
Publication date: 1998-02-24

Abstract

(57)【要約】【課題】プリミティブ面の表裏の表示を、処理負担を
それほど増すことなく実現できる画像合成装置、画像合
成方法及び情報記憶媒体を提供すること。【解決手段】画面上に、ポリゴン２０（プリミティブ
面）の表側が表示されるのか裏側が表示されるのかを判
断し、表側が表示される場合には第１のテクスチャをマ
ッピングし、裏側が表示される場合には第２のテクスチ
ャをマッピングする。これにより２枚のポリゴンを張り
合わせて面の表裏を表現する場合に比べ、処理負担を増
すことなくリアルな表現が可能となる。ポリゴンの表が
表示されるか裏が表示されるかに応じて、カラーパレッ
ト、頂点輝度情報、法線ベクトル情報、照明モデルのパ
ラメータ情報、透明度情報等、種々の画像情報を変更す
ることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像合成装置、画
像合成方法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】従来よ
り、表示物をポリゴン（プリミティブ面）により構成
し、これらの表示物から成る画面を合成する画像合成装
置として種々のものが知られている。３次元レーシング
ゲーム装置を例にとれば、画面上には、ポリゴンにより
構成される相手レーシングカー、ガードレール、看板、
道路等が映し出される。そしてプレーヤは所与の操作手
段（ハンドル、アクセル、ゲームコントローラ等）を用
いて自分のレーシングカーを操作し、相手レーシングカ
ーとの競争を楽しむ。このような画像合成装置において
は、プレーヤの視点、視線方向がプレーヤの操作に依存
して任意に変化するため、ポリゴンの裏側が表示されて
しまうような事態が生じる。ポリゴンにより構成される
看板を画面上に表示する場合を例にとれば、通常の走行
時には看板を構成するポリゴンの表側のみが表示されて
いるが、プレーヤの操作するレーシングカーが逆走した
場合等には、ポリゴンの裏側が見えてしまう。

【０００３】例えばポリゴンの裏側については表示しな
いタイプの画像合成装置においては、このような場合、
逆走した瞬間にプレーヤの視界から看板が消えてしまう
ことになり、プレーヤに不自然な感覚を与えるという問
題があった。

【０００４】一方、表側用のポリゴンと裏側用のポリゴ
ンの２枚を張り合わせて看板を構成するタイプの画像合
成装置においては、表示物を構成するポリゴンの数が２
倍になってしまうという問題があった。この種の画像合
成装置では、プレーヤの操作に応じてリアルタイムに画
面を合成するという処理のリアルタイム性が要求され
る。そして処理しなければならないポリゴン数が増える
と、処理負担が増し、このリアルタイム性が担保できな
くなり、画質の低下等の問題を引き起こす。

【０００５】本発明は、以上のような技術的課題に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、ポリ
ゴンや曲面などのプリミティブ面の表裏の表示を、処理
負担をそれほど増すことなく実現できる画像合成装置及
び画像合成方法を提供することにある。

【０００６】

【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、少なくとも１つのプリミティブ面により構
成される表示物を含む画面を生成するための画像合成装
置であって、前記画面上に、前記プリミティブ面の表側
が表示されるのか裏側が表示されるのかを判断する手段
と、プリミティブ面の表側が表示される場合には、第１
のテクスチャを該プリミティブ面に対してマッピング
し、プリミティブ面の裏側が表示される場合には、第２
のテクスチャを該プリミティブ面に対してマッピングす
る手段とを含むことを特徴とする。

【０００７】本発明によれば、ポリゴンや曲面などのプ
リミティブ面の表側が表示される場合と裏側が表示され
る場合とで、異なるテクスチャがプリミティブ面に対し
てマッピングされる。これにより、面の表裏を、２枚の
プリミティブ面を張り合わせることなく表現でき、処理
負担をそれほど増すことなくリアルな表現を実現でき
る。なおプリミティブ面の種類等によっては、表と裏の
テクスチャを同一のものとしてもよいし、裏側になった
場合には表示を省略するようにしても構わない。また複
数のプリミティブ面に対して１つのテクスチャをマッピ
ングする場合も、本発明の範囲に含まれる。

【０００８】また本発明は、少なくとも１つのプリミテ
ィブ面により構成される表示物を含む画面を生成するた
めの画像合成装置であって、前記画面上に、前記プリミ
ティブ面の表側が表示されるのか裏側が表示されるのか
を判断する手段と、プリミティブ面の表側が表示される
場合には、第１のカラーパレットをカラーコードにより
参照して該プリミティブ面の画像を形成し、プリミティ
ブ面の裏側が表示される場合には、第２のカラーパレッ
トをカラーコードにより参照して該プリミティブ面の画
像を形成する手段とを含むことを特徴とする。

【０００９】本発明によれば、プリミティブ面の表側が
表示される場合と裏側が表示される場合とで、異なるカ
ラーパレットが参照されて画像が形成される。これによ
り、プリミティブ面の表側を表示する際には使用できな
かった色を、裏側を表示する際に使用したりすることが
可能となる。

【００１０】また本発明は、少なくとも１つのプリミテ
ィブ面により構成される表示物を含む画面を生成するた
めの画像合成装置であって、前記画面上に、前記プリミ
ティブ面の表側が表示されるのか裏側が表示されるのか
を判断する手段と、プリミティブ面の表側が表示される
場合と裏側が表示される場合とで、該プリミティブ面の
輝度を演算する際に使用する頂点輝度情報、法線ベクト
ル情報、照明モデルのパラメータ情報の少なくとも１つ
を異ならせる手段とを含むことを特徴とする。

【００１１】本発明によれば、プリミティブ面の表側が
表示される場合と裏側が表示される場合とで、プリミテ
ィブ面の輝度の具合を異ならせることができる。これに
より、例えば表側を明るくし裏側を暗くしたり、グーロ
ーシェーディング、フォンによるスムーズシェーディン
グの具合を異ならせることが可能となる。

【００１２】また本発明は、少なくとも１つのプリミテ
ィブ面により構成される表示物を含む画面を生成するた
めの画像合成装置であって、前記画面上に、前記プリミ
ティブ面の表側が表示されるのか裏側が表示されるのか
を判断する手段と、プリミティブ面の表側が表示される
場合と裏側が表示される場合とで、該プリミティブ面の
画像を形成する際に使用する画像情報を異ならせる手段
とを含むことを特徴とする。このようにすることで、プ
リミティブ面の使用枚数を増すことなく、面の裏表のリ
アルな表現を実現できる。この場合、前記画像情報が、
テクスチャ情報、テクスチャを決めるための情報、カラ
ーパレット情報、カラーパレットを決めるための情報、
輝度情報、輝度を決めるための情報、透明度情報、透明
度を決めるための情報の少なくとも１つであることが望
ましい。

【００１３】また本発明は、プリミティブ面がポリゴン
であることを特徴とする。即ち、画像合成処理の簡易
化、高速化の観点からはプリミティブ面はポリゴンであ
ることが望ましいが、プリミティブ面としてはポリゴン
以外にも、曲面や、より複雑なプリミティブ面等、種々
のものを考えることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施例につ
いて図面を用いて説明する。なお以下では、プリミティ
ブ面がポリゴンである場合を主に例にとり説明を行う。
但し本発明は、ポリゴン以外にも、曲面（自由曲面等）
や、より複雑な種々のプリミティブ面に適用できる。

【００１５】（実施例１）図１に、実施例１の原理を説
明するための図を示す。表示物１０は複数のポリゴンに
より構成されている。また（Ｕ、Ｖ）はテクスチャ平面
での座標を表すものである。本実施例ではまず、例えば
ポリゴン２０について、その表側が画面上に表示される
のか裏側が画面上に表示されるのかを判断する。そして
表側が表示されると判断した場合には第１のテクスチャ
（表側用のテクスチャ）をポリゴン２０に対してマッピ
ングする。一方、裏側が表示されると判断した場合には
第２のテクスチャ（裏側用のテクスチャ）をポリゴン２
０に対してマッピングする。これにより、面の表裏の表
現を、１枚のポリゴンを用いて処理負担をそれほど増す
ことなく実現できる。即ち裏側となったポリゴンを表示
できないシステムにおいては、ポリゴンが裏向きになっ
た瞬間にそのポリゴンは画面上から消えてしまうことに
なり、リアルな表現を実現できない。また２枚のポリゴ
ンを張り合わせることで面の表裏を表示するシステムで
は、１つの面を表すのに２枚のポリゴンが必要となり、
ポリゴンの処理枚数が増え処理負担が増える。これに対
して本実施例によれば、処理負担をそれほど増すことな
く、面の表裏が表現されたリアルな表現を実現できるこ
とになる。

【００１６】図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に、図１の原
理を実現できる種々の構成についてのブロック図を示
す。図２（Ａ）では、テクスチャアドレス（図１のＵ、
Ｖ座標の物理アドレスに相当）に基づいて表側用、裏側
用テクスチャ記憶部１０２、１０４から表側用、裏側用
テクスチャ情報が読み出され、セレクタ１０６に入力さ
れる。そして表裏判断部１００が、ポリゴンの表側が画
面上に表示されるのか裏側が表示されるのかを判断し、
セレクタ１０６は、表側が表示される場合には表側用テ
クスチャ情報を選択し、裏側が表示される場合には裏側
用テクスチャ情報を選択し、選択したテクスチャ情報を
出力する。

【００１７】ポリゴンの裏表を判断する手法としては種
々のものが考えられる。第１の手法では例えば図３
（Ａ）に示すように、ポリゴンの各頂点に予め頂点番号
を与えておき、これらの頂点番号の順に頂点をたどった
時に反時計周りになるか時計回りになるかを調べること
で、表向きか裏向きかを判断する。第２の手法では、ポ
リゴンの頂点座標の外積を計算し、この外積のＺ座標成
分の正負を求めることでポリゴンの表裏の判断を行う。
これはポリゴン面の法線ベクトルの向きを求めることに
相当する。第３の手法では、例えば図３（Ｂ）におい
て、プレーヤが操作する移動体２２（プレーヤ視点は移
動体に追従する）がドーム２４の外側に位置する場合に
は、ドーム２４を構成するポリゴンは表側であると判断
しその表側を表示し、移動体２２がドーム２４の内側に
位置する場合には、ポリゴンは裏側であると判断しその
裏側を表示する。このようにすることで、２枚のポリゴ
ンを張り合わせることなく、１枚のポリゴンを組み合わ
せることでドーム２４を表現できることになる。

【００１８】なお本発明におけるポリゴンの裏表の判断
手法は、上記第１〜第３の手法に限られるものではな
く、種々のものを採用できる。またテクスチャ情報も、
一般的にはカラーコード等のカラー情報が望ましいが、
これ以外にも、半透明情報、輝度情報、表面形状情報
（法線ベクトル情報、変位情報）、反射率情報、屈折率
情報、深さ情報等、種々のものを採用できる。

【００１９】図２（Ｂ）の構成では、テクスチャアドレ
スはアドレス変換部１１０に入力される。そして表裏判
断部１００が、ポリゴンの表側が画面上に表示されるの
か裏側が表示されるのかを判断する。アドレス変換部１
１０は、表側が表示される場合には表側用のテクスチャ
アドレスに変換し、裏側が表示される場合には裏側用の
テクスチャアドレスに変換し、変換されたテクスチャア
ドレスをテクスチャ記憶部１１２に出力する。これによ
りテクスチャ記憶部１１２から、表裏に応じたテクスチ
ャ情報が出力されることになる。

【００２０】図２（Ｃ）の構成では、ポリゴンの各々に
ポリゴン情報１２０として、表側用テクスチャアドレス
と裏側用テクスチャアドレスの両方を持たせている。そ
して、セレクタ１２２は、表裏判断部１００の判断結果
に基づいて表側用テクスチャアドレスと裏側用テクスチ
ャアドレスのいずれかを選択し、選択したテクスチャア
ドレスをテクスチャ記憶部１２４に出力する。これによ
りテクスチャ記憶部１２４からは、表裏に応じたテクス
チャ情報が出力されることになる。

【００２１】なお図１の原理を実現する構成としては図
２（Ａ）〜（Ｃ）に示すもの以外にも種々のものを考え
ることができ、少なくともポリゴンが表側の場合と裏側
の場合とで、異なるテクスチャをマッピングできるもの
であればよい。

【００２２】（実施例２）図４に、実施例２の原理を説
明するための図を示す。本実施例ではまず、実施例１と
同様に、ポリゴンの表側が表示されるのか裏側が表示さ
れるのかを判断する。そして表側が表示されると判断し
た場合には、第１のカラーパレットをカラーコードによ
り参照して画像情報を形成する。具体的には対象となる
ドットに表示すべきＲＧＢ情報を求める。一方、裏側が
表示されると判断した場合には第２のカラーパレットを
カラーコードにより参照して画像情報を形成する。この
ようにすることで、ポリゴンの表側を表示する際に使用
するカラーパレットと裏側を表示する際に使用するカラ
ーパレットとを異ならせることができる。これにより、
例えばポリゴンの表側を明るめの色にする一方で裏側を
暗めの色にしたり、ポリゴンの表側を表示する際には使
用できなかったＲＧＢの組合せにより表現される色を、
裏側を表示する際に使用したりすることが可能となる。
例えば図３（Ｂ）においては、ドーム２４を構成するポ
リゴンのカラーコードを表側と裏側とで同じにしてお
き、カラーパレットのみを変化させる。即ち移動体２２
がドーム２４内に進入しドーム２４を構成するポリゴン
の裏側を表示する場合には、暗めの色を表現するカラー
パレットを選択するようにする。これにより、例えば特
定色のドーム２４が、その中に進入すると例えば暗めの
前記特定色に見えることになり、処理負担をそれほど増
すことなく、リアルな表現を実現できる。

【００２３】図５（Ａ）、（Ｂ）に、図４の原理を実現
できる種々の構成についてのブロック図を示す。図５
（Ａ）の構成では、カラーコードがカラーパレット参照
部１３０にまず入力される。そして表裏判断部１００
が、ポリゴンの表側が表示されるのか裏側が表示される
のかを判断し、カラーパレット参照部１３０は、この判
断結果に基づいて、カラーコードにより参照するカラー
パレットを変更する。例えば表側の場合には第１のカラ
ーパレット１３２ー1を参照し、裏側の場合には第２のカ
ラーパレット１３２ー2を参照する。このようにすること
で、ポリゴンの表裏に応じて、参照するカラーパレット
を異ならせることができる。

【００２４】図５（Ｂ）の構成では、ポリゴンの各々に
ポリゴン情報１４０として、表側用カラーパレットナン
バーと裏側用カラーパレットナンバーの両方を持たせて
いる。そして、セレクタ１４２は、表裏判断部１００の
判断結果に基づいて表側用カラーパレットナンバーと裏
側用カラーパレットナンバーのいずれかを選択する。カ
ラーパレット参照部１４４は、セレクタ１４２により選
択されたカラーパレットナンバーに基づいて第１〜第ｎ
のカラーパレット１４６ー1〜１４６-nのいずれかを参照
する。例えばポリゴンの表側が表示されると判断され、
表側用カラーパレットナンバーが選択され、この表側用
カラーパレットナンバーが第１のカラーパレット１４６
ー1を指定するものであった場合には、第１のカラーパレ
ット１４６ー1が参照される。同様に、ポリゴンの裏側が
表示されると判断され、裏側用カラーパレットナンバー
が選択され、この裏側用カラーパレットナンバーが第２
のカラーパレット１４６ー2を指定するものであった場合
には、第２のカラーパレット１４６ー2が参照されること
になる。

【００２５】なお図４の原理を実現する構成としては、
図５（Ａ）、（Ｂ）に示すもの以外にも種々のものを考
えることができ、少なくともポリゴンが表側の場合と裏
側の場合とで異なるカラーパレットが参照されるもので
あればよい。

【００２６】（実施例３）実施例３は、ポリゴンの表側
が表示される場合と裏側が表示される場合とで、ポリゴ
ンの輝度を演算する際に使用する頂点輝度情報、法線ベ
クトル情報、照明モデルのパラメータ情報の少なくとも
１つを異ならせる実施例である。

【００２７】例えばグーローシェーディングを行う場合
には、図６（Ａ）に示すように、ポリゴンの表側が表示
される場合に使用する頂点輝度情報Ｉa0、Ｉa1、Ｉa2、
Ｉa3と、裏側が表示される場合に使用する頂点輝度情報
Ｉb0、Ｉb1、Ｉb2、Ｉb3とを異ならせる。このようにす
ることで、表側が表示される場合と裏側が表示される場
合とで、ポリゴンの輝度、シェーディングの具合を異な
らせることができ、処理負担をそれほど増すことなくリ
アルな表現が可能となる。なお頂点輝度情報を異ならせ
る手法として、ポリゴンの各々にポリゴン情報の１つと
して２種類の頂点輝度情報Ｉa0〜Ｉa3、Ｉb0〜Ｉb3を持
たせてもよいし、図６（Ｂ）に示すように、ポリゴン情
報として持たせた頂点輝度情報Ｉ0〜Ｉ3に対して種々の
演算を施すことで、表側用、裏側用の頂点輝度情報Ｉa0
〜Ｉa3、Ｉb0〜Ｉb3を得るようにしてもよい。例えばＩ
0〜Ｉ3に所定値を加算することでＩa0〜Ｉa3を生成し、
所定値を減算することでＩb0〜Ｉb3を生成すれば、表側
が表示された場合には全体的に明るくなり、裏側が表示
された場合には全体的に暗くなるといった表現が可能と
なる。

【００２８】また例えばフォンによるスムーズシェーデ
ィングを行う場合には、図６（Ｃ）に示すように、ポリ
ゴンの表側が表示される場合に使用する法線ベクトル情
報ｎa0、ｎa1、ｎa2、ｎa3（或いはｎac）と、裏側が表
示される場合に使用する法線ベクトル情報ｎb0、ｎb1、
ｎb2、ｎb3（或いはｎbc）とを異ならせる。このように
することによっても、表側が表示される場合と裏側が表
示される場合とで、ポリゴンの輝度、シェーディングの
具合を異ならせることができ、処理負担をそれほど増す
ことなくリアルな表現が可能となる。なお法線ベクトル
情報を異ならせる手法として、ポリゴンの各々にポリゴ
ン情報として、２種類の法線ベクトル情報ｎa0〜ｎa3
（或いはｎac）、ｎb0〜ｎb3（或いはｎbc）を持たせて
もよいし、図６（Ｄ）に示すように、ポリゴン情報とし
て持たせた法線ベクトル情報ｎ0〜ｎ3（或いはｎc）に
対して種々の演算を施すことで、表側用、裏側用の法線
ベクトル情報ｎa0〜ｎa3（或いはｎac）、ｎb0〜ｎb3
（或いはｎbc）を得るようにしてもよい。

【００２９】なお法線ベクトル情報から頂点輝度情報を
求め、この頂点輝度情報に基づいてグーローシェーディ
ングを行う場合には、表側が表示される場合と裏側が表
示される場合とで、法線ベクトル情報を異ならせるよう
にすればよい。

【００３０】また頂点輝度情報、法線ベクトル情報の代
わりに、或いはこれらと共に、照明モデルのパラメータ
情報を異ならせてもよい。

【００３１】即ち光の強度（ｉ）は、光のスペキュラー
（鏡面反射光）成分（ｐ_s）、アンビエント（環境光）
成分（ｐ_a）とデフューズ（拡散反射光）成分（ｐ_d）を
用いて、一般的には以下の式のように表される。ｉ＝ｐ_a＋ｐ_d×ｄ＋ｐ_s×ｓ上式におけるｄ、ｓを決め方によって様々な照明モデル
が存在する。

【００３２】例えばランバードシェーディングでは、光
の強度を求める際に、光のアンビエント成分とデフュー
ズ成分だけを考慮した照明モデルを用いる。従って、こ
の照明モデルは次式のように表すことができる。ｉ＝ｐ_a＋ｐ_d×ｄこの場合、物体の表面のある点において単位面積あたり
に入射する光の量は、図７（Ａ）に示す表面の法線ベク
トルＮと光線ベクトルＬとのなす角度をθとした場合に
COSθに比例する。また、COSθが負ならば光の量は０と
なる。そして、これらのベクトルＮ、Ｌの大きさが１な
らば、このCOSθは、ベクトルＮとＬの内積、即ちＮ・
Ｌと表すことができる。この内積Ｎ・Ｌを用いてデフュ
ーズ成分の係数ｄは次式のように表される。

【００３３】ｄ＝ｍａｘ（０、Ｎ・Ｌ）このランバードモデルは計算が簡易であり広く使用され
ている照明モデルである。

【００３４】次に、光のスペキュラー成分をも考慮にい
れた照明モデルを用いるフォンシェーディングについて
説明する。スペキュラーは表面による反射だが、物体の
表面はざらついているため反射の方向も広がりを持つ。
そして、スペキュラーの強さは、本来の反射の方向との
ずれである図７（Ｂ）のβ（ベクトルＮとＨの成す角
度）が小さいほど大きくなる。

【００３５】ここで、Ｈ＝（Ｅ＋Ｌ）／｜Ｅ＋Ｌ｜は、
ベクトルＥとＬの真ん中を向くベクトルである。スペキ
ュラーは、物体の表面のばらつきのうちのＨの向きを向
いている部分により生じるので、その割合でスペキュラ
ーの強さが決まる。フォンシェーディングでは、デフュ
ーズ成分とスペキュラー成分の係数は、次式のように表
される。ｄ＝ｍａｘ（０、Ｎ・Ｌ）ｓ＝（Ｎ・Ｈ）ⁿ 上式の計算式では、全てのベクトルＮ、Ｌ、Ｈの大きさ
が１であることが前提となっている。なお、上式にてｎ
を変化させることで、ハイライトの広がり方を変化させ
ることができる。

【００３６】なおスペキュラー成分、デフューズ成分、
アンビエント成分で光の強度を決めるシェーディング手
法としては、この他にブリンシェーディング等が考えら
れる。

【００３７】以上のような照明モデルにおいて、光のス
ペキュラー成分、アンビエント成分、デフューズ成分、
光線ベクトル、表面の法線ベクトル等のパラメータ情報
を、表側が表示される場合と裏側が表示される場合とで
異ならせることにより、１枚のポリゴンで面の表裏のリ
アルな表現が可能となる。

【００３８】次に、実施例１〜３を実現できるハードウ
ェアの構成の一例について図１１を用いて説明する。同
図に示す装置では、ＣＰＵ１０００、ＲＯＭ１００２、
ＲＡＭ１００４、情報記憶媒体１００６、音合成ＩＣ１
００８、画像合成ＩＣ１０１０、Ｉ／Ｏポート１０１
２、１０１４が、システムバス１０１６により相互にデ
ータ送受信可能に接続されている。そして前記画像合成
ＩＣ１０１０にはディスプレイ１０１８が接続され、音
合成ＩＣ１００８にはスピーカ１０２０が接続され、Ｉ
／Ｏポート１０１２にはコントロール装置１０２２が接
続され、Ｉ／Ｏポート１０１４には通信装置１０２４が
接続されている。

【００３９】情報記憶媒体１００６は、プログラム、表
示物を表現するための画像情報、音情報等が主に格納さ
れるものであり、ＣＤ−ＲＯＭ、ゲームカセット、ＩＣ
カード、ＤＶＤ、ＭＯ、ＦＤ、メモリ等が用いられる。
例えば家庭用ゲーム装置ではゲームプログラム等を格納
する情報記憶媒体としてＣＤ−ＲＯＭ、ゲームカセッ
ト、ＤＶＤ等が用いられる。また業務用ゲーム装置では
ＲＯＭ等のメモリが用いられ、この場合には情報記憶媒
体１００６はＲＯＭ１００２になる。

【００４０】コントロール装置１０２２はゲームコント
ローラ、操作パネル等に相当するものであり、プレーヤ
がゲーム進行に応じて行う判断の結果を装置本体に入力
するための装置である。

【００４１】情報記憶媒体１００６に格納されるプログ
ラム、ＲＯＭ１００２に格納されるシステムプログラム
（装置本体の初期化情報等）、コントロール装置１０２
２によって入力される信号等に従って、ＣＰＵ１０００
は装置全体の制御や各種データ処理を行う。ＲＡＭ１０
０４はこのＣＰＵ１０００の作業領域等として用いられ
る記憶手段であり、情報記憶媒体１００６やＲＯＭ１０
０２の所与の内容、あるいはＣＰＵ１０００の演算結果
等が格納される。

【００４２】更に、この種の装置には音合成ＩＣ１００
８と画像合成ＩＣ１０１０とが設けられていてゲーム音
やゲーム画像の好適な出力が行えるようになっている。
音合成ＩＣ１００８は情報記憶媒体１００６やＲＯＭ１
００２に記憶される情報に基づいて効果音やバックグラ
ウンド音楽等のゲーム音を合成する集積回路であり、合
成されたゲーム音はスピーカ１０２０によって出力され
る。また、画像合成ＩＣ１０１０は、ＲＡＭ１００４、
ＲＯＭ１００２、情報記憶媒体１００６等から送られる
画像情報に基づいてディスプレイ１０１８に出力するた
めの画素情報を合成する集積回路である。なおディスプ
レイ１０１８として、いわゆるヘッドマウントディスプ
レイ（ＨＭＤ）と呼ばれるものを使用することもでき
る。

【００４３】また、通信装置１０２４はゲーム装置内部
で利用される各種の情報を外部とやりとりするものであ
り、他のゲーム装置と接続されてゲームプログラムに応
じた所与の情報を送受したり、通信回線を介してゲーム
プログラム等の情報を送受することなどに利用される。

【００４４】そして図１〜図１０（Ｂ）で説明した種々
の処理は、画像合成ＩＣ１０１０に設けられる所与の回
路、或いはＣＰＵ１０００と所与のプログラム、或いは
画像合成ＩＣ１０１０と所与のプログラムによって実現
される。

【００４５】図１２（Ａ）に、実施例１〜３を業務用ゲ
ーム装置に適用した場合の例を示す。プレーヤは、ディ
スプレイ１１００上に映し出されたゲーム画像を見なが
ら、レバー１１０２、ボタン１１０４等を操作してゲー
ムを楽しむ。装置に内蔵されるＩＣ基板１１０６には、
ＣＰＵ、画像合成ＩＣ、音合成ＩＣ等が実装されてい
る。そして、画面上に、前記プリミティブ面の表側が表
示されるのか裏側が表示されるのかを判断するための情
報、プリミティブ面の表側が表示される場合と裏側が表
示される場合とで、該プリミティブ面の画像を形成する
際に使用する画像情報を異ならせるための情報等は、Ｉ
Ｃ基板１１０６上の情報記憶媒体であるメモリ１１０８
に格納される。以下、これらの情報を格納情報と呼ぶ。
これらの格納情報は、上記の種々の処理を行うためのプ
ログラムコード、画像情報、音情報、表示物の形状情
報、テーブルデータ、リストデータ、プレーヤ情報等の
少なくとも１つを含むものである。

【００４６】図１２（Ｂ）に、実施例１〜３を家庭用の
ゲーム装置に適用した場合の例を示す。プレーヤはディ
スプレイ１２００に映し出されたゲーム画像を見なが
ら、ゲームコントローラ１２０２、１２０４を操作して
ゲームを楽しむ。この場合、上記格納情報は、本体装置
に着脱自在な情報記憶媒体であるＣＤ−ＲＯＭ１２０
６、ＩＣカード１２０８、１２０９等に格納されてい
る。

【００４７】図１２（Ｃ）に、ホスト装置１３００と、
このホスト装置１３００と通信回線１３０２を介して接
続される端末１３０４ー1〜１３０４-nとを含むゲーム装
置に実施例１〜３を適用した場合の例を示す。この場
合、上記格納情報は、例えばホスト装置１３００が制御
可能な磁気ディスク装置、磁気テープ装置、メモリ等の
情報記憶媒体１３０６に格納されている。端末１３０４
ー1〜１３０４-nが、ＣＰＵ、画像合成ＩＣ、音合成ＩＣ
を有し、スタンドアロンでゲーム画像、ゲーム音を合成
できるものである場合には、ホスト装置１３００から
は、ゲーム画像、ゲーム音を合成するためのゲームプロ
グラム等が端末１３０４ー1〜１３０４-nに配送される。
一方、スタンドアロンで合成できない場合には、ホスト
装置１３００がゲーム画像、ゲーム音を合成し、これを
端末１３０４ー1〜１３０４-nに伝送し端末において出力
することになる。

【００４８】なお本発明は、上記実施例１、２、３で説
明したものに限らず、種々の変形実施が可能である。

【００４９】例えば上記実施例１〜３では、表側が表示
される場合と裏側が表示される場合とで、マッピングす
るテクスチャ、参照するカラーパレット、輝度情報等を
異ならせた。しかしながら、本発明はこれに限られるも
のでなく、プリミティブ面の表側が表示される場合と裏
側が表示される場合とで、少なくとも、プリミティブ面
の画像を形成する際に使用する画像情報を異ならせるも
のであればよい。この時、画像情報としては、テクスチ
ャ情報、テクスチャを決めるための情報、カラーパレッ
ト情報、カラーパレットを決めるための情報、輝度情
報、輝度を決めるための情報、透明度情報、透明度を決
めるための情報等、種々のものを考えることができる。

【００５０】またテクスチャ、カラーパレット、輝度を
異ならせる手法も、実施例１、２、３で説明したものに
限られるものではない。

【００５１】また本発明は、家庭用ゲーム装置、業務用
ゲーム装置、通信回線を介してゲームソフトを配信する
タイプのゲーム装置、アトラクション用のゲーム装置、
運転シミュレータ、フライトシュミレータ等、種々のも
のに適用できる。

【００５２】また本発明によれば、種々の画像を合成で
きる。例えば図８（Ａ）に示すレーシングカーゲームに
おいて、看板ポリゴン３４を、レーシングカー３０側か
ら見た場合とレーシングカー３２側から見た場合とを考
える。この場合、図８（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、レ
ーシングカー３０側から見た場合には、画面上には看板
ポリゴン３４の表側が表示され、レーシングカー３２側
から見た場合には、画面上には看板ポリゴン３４の裏側
が表示される。看板により案内されるラーメン店は、レ
ーシングカー３０にとっては直進した方向にあり、レー
シングカー３２にとってはＵターンした方向にあるた
め、看板の表側と裏側の表示を変える必要がある。本発
明によれば、１枚のポリゴンにより面の表裏を表現でき
るため、図８（Ｂ）、（Ｃ）に示す表示を、処理負担を
それほど増すことなく実現できる。即ちレーシングカー
３０側から見た場合には、看板ポリゴン３４の表側が表
示されると判断し、表側用のテクスチャをマッピング
し、表側用のカラーパレットを使用し、輝度の演算も表
側用の情報を用いて行う。一方、レーシングカー３２側
から見た場合には、看板ポリゴン３４の裏側が表示され
ると判断し、裏側用のテクスチャをマッピングし、裏側
用のカラーパレットを使用し、輝度の演算も裏側用の情
報を用いて行う。

【００５３】また本発明によれば、例えば図９に示すよ
うに、服の表地と裏地の表現も容易となる。この場合に
は、服を構成する各ポリゴンの表側が表示されるか裏側
が表示されるかで、テクスチャ、カラーパレット、輝度
等を異ならせればよい。

【００５４】更に本発明によれば、図１０（Ａ）、
（Ｂ）に示すような水面の表現も容易となる。図１０
（Ａ）は水面を上側から見た画像であり、図１０（Ｂ）
は下側（水中側）からみた画像である。この場合には、
テクスチャ、カラーパレット、輝度の他、透明度を異な
らせることが望ましい。即ち、上側から見た場合には透
明度を低くし、下側から見た場合には透明度を高くす
る。これにより、上側から見た場合には水面の底があま
り見えず、下側から見た場合には水面上にある木が映し
出されるといった表現が可能となる。例えば透明（或い
は半透明）物体の色をＣ１、背後の色をＣ２とした場合
に、全体の色はＣ＝ｔＣ２＋（１ーｔ）Ｃ１と表すこと
ができる。上側から見た場合と下側から見た場合とで、
上記のｔを異ならせれば、透明度を異ならせることがで
きる。更に波によりゆがんで見える木を表現するため
に、波の表面状態を表すための法線ベクトル情報を、上
側から見た場合と下側から見た場合とで異ならせるよう
にしてもよい。

【００５５】この他、本発明によれば、例えば鏡、窓ガ
ラスに表示物が映る様子、木の葉の表裏の色の違い・葉
脈の表現、表示物の内部構造（衝突により変形した車の
ボンネットの中等）の表現、飛行機の翼、本の各ページ
の表裏、風ではためく旗、うちわ等、種々の表現が可能
となる。

【００５６】

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の原理を説明するための図である。

【図２】図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、実施例１を実
現するための種々の構成例を示すブロック図である。

【図３】図３（Ａ）、（Ｂ）は、ポリゴンの表裏判定に
ついて説明するための図である。

【図４】実施例２の原理を説明するための図である。

【図５】図５（Ａ）、（Ｂ）は、実施例２を実現するた
めの種々の構成例を示すブロック図である。

【図６】図６（Ａ）〜（Ｄ）は、実施例３の原理を説明
するための図である。

【図７】図７（Ａ）、（Ｂ）も、実施例３の原理を説明
するための図である。

【図８】図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明により
合成される画像について説明するための図である。

【図９】本発明により合成される画像について説明する
ための図である。

【図１０】図１０（Ａ）、（Ｂ）も、本発明により合成
される画像について説明するための図である。

【図１１】本実施例を実現するハードウェアの構成の一
例を示す図である。

【図１２】図１２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本実施例
が適用される種々の形態の装置について説明するための
図である。

【符号の説明】

１０表示物２０ポリゴン（プリミティブ面）２２移動体２４ドーム１００表裏判断部１０２表側用テクスチャ記憶部１０４裏側用テクスチャ記憶部１０６セレクタ１１０アドレス変換部１１２テクスチャ記憶部１２０ポリゴン情報１２２セレクタ１２４テクスチャ記憶部１３０、１４４カラーパレット参照部１３２ー1〜１３２-n、１４６ー1〜１４６-n 第１〜第ｎ
のカラーパレット１４０ポリゴン情報１４２セレクタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０６Ｔ 11/00 Ｇ０６Ｆ 15/72 ３５０

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１つのプリミティブ面により
構成される表示物を含む画面を生成するための画像合成
装置であって、前記画面上に、前記プリミティブ面の表側が表示される
のか裏側が表示されるのかを判断する手段と、プリミティブ面の表側が表示される場合には、第１のテ
クスチャを該プリミティブ面に対してマッピングし、プ
リミティブ面の裏側が表示される場合には、第２のテク
スチャを該プリミティブ面に対してマッピングする手段
とを含むことを特徴とする画像合成装置。
【請求項２】少なくとも１つのプリミティブ面により
構成される表示物を含む画面を生成するための画像合成
装置であって、前記画面上に、前記プリミティブ面の表側が表示される
のか裏側が表示されるのかを判断する手段と、プリミティブ面の表側が表示される場合には、第１のカ
ラーパレットをカラーコードにより参照して該プリミテ
ィブ面の画像を形成し、プリミティブ面の裏側が表示さ
れる場合には、第２のカラーパレットをカラーコードに
より参照して該プリミティブ面の画像を形成する手段と
を含むことを特徴とする画像合成装置。
【請求項３】少なくとも１つのプリミティブ面により
構成される表示物を含む画面を生成するための画像合成
装置であって、前記画面上に、前記プリミティブ面の表側が表示される
のか裏側が表示されるのかを判断する手段と、プリミティブ面の表側が表示される場合と裏側が表示さ
れる場合とで、該プリミティブ面の輝度を演算する際に
使用する頂点輝度情報、法線ベクトル情報、照明モデル
のパラメータ情報の少なくとも１つを異ならせる手段と
を含むことを特徴とする画像合成装置。
【請求項４】少なくとも１つのプリミティブ面により
構成される表示物を含む画面を生成するための画像合成
装置であって、前記画面上に、前記プリミティブ面の表側が表示される
のか裏側が表示されるのかを判断する手段と、プリミティブ面の表側が表示される場合と裏側が表示さ
れる場合とで、該プリミティブ面の画像を形成する際に
使用する画像情報を異ならせる手段とを含むことを特徴
とする画像合成装置。
【請求項５】請求項４において、前記画像情報が、テクスチャ情報、テクスチャを決める
ための情報、カラーパレット情報、カラーパレットを決
めるための情報、輝度情報、輝度を決めるための情報、
透明度情報、透明度を決めるための情報の少なくとも１
つであることを特徴とする画像合成装置。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれかにおいて、前記プリミティブ面がポリゴンであることを特徴とする
画像合成装置。
【請求項７】少なくとも１つのプリミティブ面により
構成される表示物を含む画面を生成するための画像合成
方法であって、前記画面上に、前記プリミティブ面の表側が表示される
のか裏側が表示されるのかを判断し、プリミティブ面の表側が表示される場合と裏側が表示さ
れる場合とで、該プリミティブ面の画像を形成する際に
使用する画像情報を異ならせることを特徴とする画像合
成方法。
【請求項８】請求項７において、前記画像情報が、テクスチャ情報、テクスチャを決める
ための情報、カラーパレット情報、カラーパレットを決
めるための情報、輝度情報、輝度を決めるための情報、
透明度情報、透明度を決めるための情報の少なくとも１
つであることを特徴とする画像合成方法。
【請求項９】請求項７又は８において、前記プリミティブ面がポリゴンであることを特徴とする
画像合成方法。
【請求項１０】少なくとも１つのプリミティブ面によ
り構成される表示物を含む画像を生成するための情報記
憶媒体であって、画面上に、前記プリミティブ面の表側が表示されるのか
裏側が表示されるのかを判断するための情報と、プリミティブ面の表側が表示される場合と裏側が表示さ
れる場合とで、該プリミティブ面の画像を形成する際に
使用する画像情報を異ならせるための情報とを含むこと
を特徴とする情報記憶媒体。
【請求項１１】請求項１０において、前記画像情報が、テクスチャ情報、テクスチャを決める
ための情報、カラーパレット情報、カラーパレットを決
めるための情報、輝度情報、輝度を決めるための情報、
透明度情報、透明度を決めるための情報の少なくとも１
つであることを特徴とする情報記憶媒体。
【請求項１２】請求項１０又１１において、前記プリミティブ面がポリゴンであることを特徴とする
情報記憶媒体。