WO1999060526A1

WO1999060526A1 - Processeur d'image, machine de distraction, procede de traitement d'image et support d'enregistrement

Info

Publication number: WO1999060526A1
Application number: PCT/JP1999/002452
Authority: WO
Inventors: Toshiyuki Mukoyama; Masako Okuda; Tomohiro Nimura; Tetsuichiro Hirose; Masaki Miyashita
Original assignee: Sega Enterprises, Ltd.
Priority date: 1998-05-20
Filing date: 1999-05-12
Publication date: 1999-11-25
Also published as: EP0999523A1; EP0999523A4; DE69934289T2; JP4258824B2; DE69934289D1; US20050035979A1; EP1669930A3; EP0999523B1; US6831659B1; EP1669930A2; ES2281962T3

Description

明細書

画像処理装置、ゲーム装置、画像処理方法および記録媒体技術分野

本発明は、三次元仮想空間の画像を提供するゲーム装置に適した画像処理技術に関わる。特に本発明は、ロールプレイングゲームにおいて表示される画像を臨場感豊かに表示したり自然な画像の変化を与えたりすることで、遊技者をゲームの世界に深く引き込むことのできる画像処理を提供する。背景技術

テレビゲーム装置の中でも、三次元の画像処理技術を利用したロールプレイングゲームは、その画像の美しさとストーリーの深みなどで人気が高い。ロールプレイングゲームの多くは、コンピュータ . グラフィックス技術を応用して、三次元仮想空間に配置した数々の被表示体（以下「オブジェク卜」という）を表示可能に構成されている。オブジェクトとしては、地形、植物、動物、建物等の自然界の形態を模擬したものの他、ロールプレイングゲームの主人公やゲームに登場する人物をモデル化したもの（以下「キャラクタ」という）がある。このゲーム装置では、主人公に相当するキャラクタは、遊技者が行う入力装置の操作に対応して仮想空間を移動可能に構成されている。そして、このゲーム装置は、主人公のキャラクタの移動にしたがって仮想空間の画像を表示するための視点を付随して移動させながらゲームストーリーを展開させ、このキャラクタとともに仮想空間を移動し次々表れるォブジェクトを画像表示していくものである。

従来のロールプレイングゲームでは、遊技者に仮想空間の様子を明確に提示する必要から、オブジェクトの表示方法に工夫を凝らしていた。例えば、キャラク夕が建物を模擬したオブジェクトに出入りする場合、この建物に入ったキャラク夕の動きを見やすくするために建物の一部を透明にしたり屋根の無いオブジェクトを利用したりしていた。

また、オブジェクトが樹木を模擬したものである場合には、樹木全体のテクスチヤを一つの平面ポリゴン上に表現したり、葉を表現するためのテクスチャがマッビングされたポリゴンを幹中央に十字形に差し込んだようにして組み合わせたり、ボール状のオブジェクトで樹木を表現したりして、ポリゴン上に樹木らしく見せるためのテクスチャデ一夕をマッピングしていた。

さらに、キャラクタの移動に連れて移動する影を表示して臨場感を高めることもあった。

しかしながら、ロールプレイングゲームでは、遊技者がどつぶりとゲーム装置が提供する映像世界に浸り、主人公と精神的に同化してゲームを進められるように設計されていることが好ましい。このような観点から従来のロールプレイングゲームを評価すると、幾つかの不都合が存在していた。

例えば、キャラクタが建物に入る際に建物の一部を消していたゲーム装置では、突然建物の一部が消されたり画面が家の中の表示に切り替わったりしていたために不自然になり、ゲームプレイ中の遊技者に違和感を与えることがあった。また最初から建物の屋根を省いて表示しておくのでは、現実的な画像にほど遠いため、臨場感を高めることができなかった。

また、ロールプレイングゲームでは、キャラクタがどこに行くかは遊技者の操作次第であるため、あるオブジェクトに極端に接近することがあった。ところがキャラクタが接近したオブジェクトが従来の方法で樹木を模擬したものであった場合には、微視的なオブジェク卜の形状が現実の樹木の形状とはかけ離れていたため、如何にも不自然な画像になっていた。

しかしそれだからといって個々の葉を全て個別のポリゴンにして表現するのでは、マシンの性能と処理時間に大きな制約のあるゲーム装置ではとても対応できない。

さらに、従来の影を表示させる方法では、黒い円盤状のオブジェクトをキャラクタの足下に配置し、両ォブジェクトを一緒に移動させて影を表示させていた。しかし、地形に凹凸がある場合に影のオブジェク卜が地面にめり込むことを防止するため、影のォブジヱクトを地形に合わせて浮かすといった演算負荷の高い方法を使用していた。演算負荷を軽減するためには影が地面にめり込むことがあつても無視するしかなかった。このため自然な影を表示することには困難であった。上記不都合に鑑み、本発明の第 1の課題は、キャラクタがオブジェクトに出入りする場合に臨場感を削がずに自然な表示の移り変わりを可能とする画像表示を提供することである。

本発明の第 2の課題は、樹木などのオブジェクトを表示する際に大きく表示しても自然な質感で樹木などの形態を表示可能とする画像表示を提供することである。

本発明の第 3の課題は、演算の負荷を増やさず臨場感を削がない自然な影を表示可能とする画像表示を提供することである。

本発明の第 4の課題は、本発明の画像処理が可能なゲーム装置を提供することである。

本発明の第 5の課題は、本発明の画像処理が可能なプログラムを提供可能な記録媒体を提供することである。

上記第 1の課題を解決する発明は、仮想空間内に配置される 1以上のオブジェクトと前記オブジェクトに対し相対的に移動可能に設定されたキャラクタとを表示可能に構成された画像処理装置またはその方法において、前記キャラクタが前記オブジェクトに対して所定条件に達している場合に、当該キャラクタの移動と関連した領域に配置されている前記オブジェクトを構成する表示要素のうち、少なくとも一部の特定表示要素の表示濃度を次第に変化させることが可能に構成されている。

「オブジェクト」とは、被表示体であり、ここでは例えばキャラクタを表すォブジェク卜と、そのキャラクタが出入りする建物を表すオブジェクトとの関係をいう。ただし一方のオブジェク卜が他方のオブジェクト中に入るものに総て適用可能である。上記「所定条件」は、例えば前記キャラクタが前記オブジェク卜の内部に出入りすることである。二つのオブジェクト間の距離が一定値に達したことで判断しても、「ドアを開けた」「窓が開いた」等のゲーム進行で設定される状態で間接的に判断してもよい。「関連した領域」とは、表示の濃度を変更することによって内部に入ったオブジェクトを見えるように設定すべき領域であるとか、ゲームの進行上内部を表示させる必要がある領域をいう。例えば建物であれば、一階部分、二階部分など一つのまとまりのある領域がそれに相当する。「少なくとも一部の特定表示要素」とは任意に設定可能である。例えば、前記オブジェクトを構成する表示要素のうち、表示画像を生成するために仮想空間に設定された視点側に位置する表示要素である。「少なくとも一部」なので建物全体の透明度を調整してもその特定部分の透明度を調整してもよい。具体的な変化方法としては、例えば、前記特定表示要素の表示濃度を、前記キャラクタが前記オブジェク卜に対して入るときに次第に薄くしていき、出るときに濃くしていく。

ここで、オブジェクトを構成する仕切部材には予め厚みが設定しておくことは好ましい。このとき、前記特定表示要素以外の表示要素で表示されている前記仕切部材の断面に所定のテクスチヤデータをマッピングして表示させる。

上記第 2の課題を解決する発明は、三次元仮想空間に配置されるォブジェクトを表示可能に構成された画像処理装置またはその方法であって、所定のテクスチャデ一夕をマツビングした平面状の表示要素を所定の中心軸の周りに当該中心軸と一定角度をなすように放射状に配置してォブジェクトを構成し、そのようなォブジェクトを 1以上上下方向に（仮想空間に設定した上下方向）重ねて仮想空間に配置することにより、樹木状の形態を模擬した画像を表示可能に構成されている。

ここで「中心軸」とは例えば「幹」に相当する部分である。全体の配置としては錐状あるいは傘状をなす。また、表示要素が同様に外傾している必要はなく、仮想空間の座標で上側に開いていたり、開く角度がランダムであったりしてもよレ、。「樹木状の形態」とは樹木の他に、自然界にあって形状のはっきりしない形態、例えば炎や煙、雲など、あらゆるものに適用可能である。

ここで、複数の前記オブジェクトのうち少なくとも最上端を覆うオブジェクトを略傘状に構成しておく。ただし下段のオブジェク卜については中心軸に近い部分が見えないので、必ずしも中心軸の近傍付近にテクスチャデータがマッピングされている必要はない。

また、隣接する複数の前記オブジェクトの間で、同一のテクスチャデータをマッビングした表示要素が重ならないように、調整して構成しておく。表示要素を重ならないようにするには、各オブジェクトの向き（中心軸周りのオブジェクトの角度）をオブジェクトごとに変えたり、オブジェクトを構成する表示要素の順番をオブジェクトごとに変えたりすることで対応できる。また、個々の表示要素の平面が外周側にせり出してくるよう設定してもよい。また各前記オブジェクトを構成する各表示要素の平面が、互いに接しないように段違いに配置してもよい。また、表示要素の平面が扇子状にジグザグ形状をなすように並べてもよい。

上記第 2の課題を解決する他の発明は、三次元仮想空間に配置されるオブジェクトを表示可能に構成された画像処理装置またはその方法であって、所定のテクスチヤデータをマツビングした平面状の表示要素を特定の空間領域内に複数配置して一つのォブジェクトを構成し、複数の各前記表示要素の面が向いている方向を、仮想空間を親察する視点に対応させて方向制御可能に構成されている。

ここでいう「オブジェクト」は、樹木など複雑な形状を備えている自然界の事物が適当である。「オブジェクト」が樹木である場合、「表示要素」は樹木を構成する葉の束にするのが適当である。一つの樹木を複数の表示要素からなるプロックに分解し、各表示要素が視点の方向をほぼ向くように制御する主旨である。方向制御の一方法として、一つの前記オブジェク卜に対し一つの代表点べクトルを前記視点に対応させて設定し、当該オブジェクトを構成する複数の前記表示要素が当該代表点べクトルの方向を向くように各前記表示要素を方向制御することが考えられる。

方向制御の他の方法として、複数の前記表示要素における法線の各々が前記視点の方向を向くように各前記表示要素を方向制御することが考えられる。

例えば、各表示要素の頂点に重み付け係数を設定し、当該表示要素にマツピングされるテクスチャの濃度を各頂点間の前記重み付け係数によって一次補間可能に構成され、重み付け係数を当該オブジェク卜の仮想空間における配置に対応させて変更することにより、当該オブジェクトを構成する各表示要素のテクスチャの濃淡を制御可能に構成されている。

上記第 3の課題を解決する発明は、仮想空間内に配置されるォブジェクトとそのォブジェク卜の影とを表示可能に構成された画像処理装置またはその方法において、画像表示をするための視点と前記オブジェクトとの間に、前記影を表示するためのオブジェクトを生成可能に構成されている。

ここで、仮想空間内に配置された基準面からの前記オブジェク卜の高さに応じて前記視点から見たオブジェクトとその影のオブジェク卜との相対位置を変更可能に構成されている。例えば高さに対応して影が画面上下方に移動するように構成する。

上記第 3の課題を解決する発明は、仮想空間内に配置されるォブジェクトとその影とを表示可能に構成された画像処理装置またはその方法において、仮想空間内に設定された基準面のうち前記オブジェクトの影を表示させる領域に対し、当該影を表示させるための照明光を照射する光源を設定可能に構成されている。例えば、黒色ライトを仮想空間の太陽に相当する位置に配置する。照射する位置はォブジヱクトの足下であるが、太陽の角度やオブジェク卜の基準面からの高さに応じて照射位置を変えてもよい。

上記第 4の課題を解決する発明は、本発明の画像処理装置を備えることを特徴とするゲーム装置である。

上記第 5の課題を解決する発明は、コンピュータに、本発明の画像処理方法を実行させるプログラムデータが記録された機械読取可能な記録媒体である。なお、記録媒体とは、何等かの物理的手段により情報（主にデジタルデータ、プログラム）が記録されているものであって、コンピュータ、専用プロセッサ等の処理装置に所定の機能を行わせることができるものである。要するに、何等かの手段でもってコンピュータにプログラムをダウンロードし、所定の機能を実行させるものであればよい。例えば、フレキシブルディスク、固定ディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、 CD、 CD-ROM, CD-R, DVD-RAM, D VD— ROM、 DVD-R, PD、 MD， D C C、 R〇Mカートリッジ、バッテリノックァップ付きの R A Mメモリカートリッジ、フラッシュメモリカートリツジ、不揮発性 RAMカートリッジ等を含む。

有線または無線の通信回線（公衆回線、デ一夕専用線、衛星回線等）を介してホストコンピュータからデータの転送を受ける場合を含むものとする。いわゆるイン夕一ネッ卜をここにいう記録媒体に含まれるものである。図面の簡単な説明

第 1図

本ゲーム装置のプロック図 < 第 2図 A

実施形態 1の濃度変化処理を説明するフローチャートであり、条件合致判定の処理。

第 2図 B

実施形態 1の濃度変化処理を説明するフロー茶とであり、画像生成処理の詳細。第 3図

濃度変化の移り変わりを示す画像表示例（第 1段階）。

第 4図

濃度変化の移り変わりを示す画像表示例（第 2段階）。

第 5図

濃度変化の移り変わりを示す画像表示例（第 3段階）。

第 6図

濃度変化の移り変わりを示す画像表示例（第 4段階）。

第 7図

濃度変化の移り変わりを示す画像表示例（第 5段階）。

第 8図 A

ワイヤフレーム表現の樹木を表現するォブジ Iクト例（斜視図）。

第 8図 B

ワイヤーフレーム表現の樹木を表現するオブジェクト例（平面図）。

第 9図

実施形態 2における樹木オブジェク卜の構成図。

第 1 0図

樹木のォブジェクトを画像生成する手順の説明図。

第 1 1図

傘状オブジェクトの変形例（その 1 )。

第 1 2図

傘状オブジェクトの変形例（その 2 )。

第 1 3図

傘状ォブジェク卜の変形例（その 3 )。第 1 4図

実施形態 3における樹木オブジェクトの構成図。

第 1 5図

実施形態 3における各表示要素（ポリゴン）の方向制御の説明図。

第 1 6図

一つの表示要素（ポリゴン）の制御説明図。

第 1 Ί図 A

表示要素の各頂点に同じ重み付け係数を設定した場合のテクスチャ表示図。第 1 7図 B

表示要素の各頂点に同じ重み付け係数を設定した場合のテクスチャ表示図。第 1 8図

実施形態 3における樹木オブジェクトの方向制御を説明するフローチャート。第 1 9図

方向制御された樹木オブジェクトのワイヤーフレーム構成図（側面図）。

第 2 0図

方向制御された樹木ォブジェク卜にテクスチャをマッピングした表示例（側面図）。

第 2 1図

方向制御された樹木ォブジヱク卜のワイヤ一フレーム構成図（平面図）。

第 2 2図

方向制御された樹木オブジェク卜にテクスチャをマッピングした表示例（平面図）。

第 2 3図

各表示要素の重み付け係数を制御しない場合の樹木ォブジェクトの表示例。第 2 4図

各表示要素の重み付け係数を変更した場合の樹木オブジェク卜の表示例。第 2 5図

実施形態 3における他方法による各表示要素の方向制御の説明図。

第 2 6図実施形態 4における影生成処理を説明するフローチャート。

第 2 7図

キャラクタが地面に接触している状態の配置説明図。

第 2 8図

キャラクタがジャンプしている状態の配置説明図。

第 2 9図

第 2 7図の配置における画像表示の模式図。

第 3 0図

図 2 8の配置における画像表示の模式図。

第 3 1図

実施形態 4における画像表示例（視点斜め上）。

第 3 2図

実施形態 4における画像表示例（視点地面上）。

第 3 3図

実施形態 5における配置説明図。

第 3 4図

実施形態 5における画像表示例。発明を実施するための最良の形態

次に本発明の好適な実施の形態を、図面を参照して説明する。

(実施形態 1 )

本実施形態 1は、オブジェク卜が建物等に出入りする場合に自然な画像表現を可能にする、三次元的画像表示が可能な画像表示装置、その方法、ゲーム装置および記録媒体に関する。

(構成の説明）

第 1図に、本発明のゲーム装置におけるブロック図を示す。本発明のゲーム装置 1は、第 1図に示すように、 C P Uブロック 1 0 , ビデオブロック 1 1およびサゥンドブロック 1 2などを備えている。

C P Uプロック 1 0は、本発明の処理装置に係り、バスアビ一夕 1 0 0、 C P U 1 0 1 メインメモリ 1 02、 ROM 1 03、 CD— ROMドライブ 1 04を備えている。

バスアビー夕 1 00は、バスを介して相互に接続されるデバイスにバス占有時間を割り振ることにより、データの送受信を制御可能に構成されている。

CPU 1 0 1は、 CD— ROMドライブ 1 03， ROM 1 03、ビデオプロック 1 1およびサゥンドブロック 1 2、入力装置 1 07を介してバックアップメモリ 1 08をアクセス可能に構成されている。 C PU 1 0 1は、電源投入時に R〇 M 103に格納されたイニシャルプログラム（初期実行プログラム）を実行し、装置全体の初期化を行い、 CD— ROMドライブ 1 08に CD— ROMが装着されたことを検出すると、 CD— R OMに格納されているォペレ一ティングシステム用プログラムデ一夕をメインメモリ 1 02に転送するようになっている。その後、 CPU 1 0 1はオペレーティングシステムに従って動作するようになり、引き続き CD— R OMに格納されているアプリケーシヨンプログラムデ一夕をメインメモリ 1 02に転送し、そのプログラムを実行するようになっている。また、 CPU 1 0 1は、画像データをグラフィヅクメモリ 1 1 1に転送し、音声データをサウンドメモリ 1 2 1に転送可能になっている。 CPU 1 0 1が実行するプログラムデ一夕による処理は、主として入力装置 1 07からの操作信号の入力や通信装置 1 3 0からの通信データの解釈と、それに基づいてビデオプロック 1 1に行わせる画像処理およびサゥンドブロック 12に行わせる音声処理である。メインメモリ 102は、主として上記オペレ一ティングシステム用プログラムデ一夕およびアプリケーシヨンプログラムデータを格納する他、静的変数や動的変数等を格納するワークエリアを提供可能になっている。 ROM 103は、ィニシャルプログラム口一ダの格納領域である。

CD— R OMには、本ゲーム装置に本発明の画像処理方法を実行させるためのプログラムデータ、画像表示のための画像データおよび音声出力のための音声デ —夕などが格納される。 CD— R OMドライブ 1 04は、 CD— ROMが着脱可能になっており、 CD— ROMが装着されると CPU 1 0 1にその旨のデータを出力し、 CPU 1 0 1の制御によりデータを転送可能になっている。なお、記録媒体は CD—R OMに限ることなく、他の各種記録媒体を読取可能に構成してもよい。なお、後述する通信装置 1 30経由で CD— ROMに格納されるようなデ一夕群を各メモリに転送するように構成してもよい。このように設定すれば、遠隔地のサーバの固定ディスクなどからデータの転送が可能である。

入力装置 1 07は、本ゲーム装置に着脱自在に接続され、遊技者の操作ボタン等の操作状況に対応した操作信号を CPUプロック 1 0のバスに出力するようになっている。なお、入力装置 1 07としては、ジョイパッドゃキーボードの他、マウスや銃型コントローラ等のポインティングデバイスが含まれる。また入力装置 1 07は、一つ接続されるのみならず、二以上接続可能にして、複数の遊技者が同時にゲームプレイできるように構成してもよい。

ノックアップメモリ 1 08は、入力装置 1 07に着脱自在に接続できるようになっており、 CPU 1 0 1からアクセス可能に構成されている。そして CPU 1 0 1から転送される、ゲーム中に発生するゲームの進行状況やゲームの成績、操作方法などの設定を含む設定データの格納領域になっている。これら設定データは、電源遮断時に電源遮断直前の状態からゲームを再開するためのバックアツプデ一夕として機能する他、バックアップメモリを交換することにより他のゲーム装置の操作状態をそのまま当該ゲーム装置に反映するためのデータとすることもできる。

ビデオブロック 1 1は、 VD P (Video Display Processor) 1 1 0、グラフィックメモリ 1 1 1およびビデオエンコーダ 1 1 2を備えている。グラフィヅクメモリ 1 1 1には、上記したように CD— R 0Mから読み取られた画像データが格納されている。 VD P 1 1 0は、グラフィックメモリ 1 1 1に格納されている画像データのうち、画像表示に必要な画像データを読み取って、 CPU 1 0 1から供給される画像表示に必要な情報、すなわちコマンドデ一夕、視点位置データ、光源位置データ、オブジェクト指定デ一夕、オブジェクト位置デ一夕、テクスチャ指定データ、テクスチャ濃度データ、視野変換マトリクスデータ等に従って、座標変換（ジオメトリ演算）、テクスチャマッピング処理、表示優先処理、シェーデイング処理等を実行可能になっている。なお、前記座標変換等の処理は、 C

P U 1 0 1が行うように構成してもよい。すなわち、各デバイスの演算能力を勘案してどの処理をどのデバイスにさせるかを割り振ればよい。ビデオエンコーダ 1 1 2は、 V D P 1 1 0が生成した画像デ一夕を N T S C方式等の所定のテレビジョン信号に変換し外部に接続されるモニタ装置 4に出力可能に構成されている ( サウンドブロック 1 2は、サウンドプロセッサ 1 2 0、サウンドメモリ 1 2 1 および D / Aコンバータ 1 2 2を備えている。サウンドメモリ 1 2 1には、上記したように C D _ R O Mから読み取られた音声デ一夕が格納されている。サゥンドプロセッサ 1 2 0は、 C P U 1 0 1から供給されるコマンドデ一夕に基づいて、サウンドメモリ 1 2 1に格納されている波形デ一夕等の音声データを読み取って、 D S P ( Digital Signal Processor) 機能に基づく各種エフヱクト処理、デジ夕ル /アナログ変換処理等を行うようになっている。そして D / Aコンバータ 1 2 2は、サウンドプロセッサ 1 2 0により生成された音声データをアナログ信号に変換し、外部に接続されるスピーカ 5に出力可能に構成されている。

通信装置 1 3 0は、例えば、モデムやターミナルアダプタであり、本ゲーム装置 1に接続可能に構成され、本ゲーム装置 1 と外部回線とを接続するアダプターとして機能可能になっている。そして通信装置 1 3 0は、公衆回線網 1 3 1に接続されるゲーム供給用サーバから送信されたデータを受信し、 C P Uプロック 1 0のバスに供給可能になっている。公衆回線網 1 3 1は、加入者回線、専用線、有線無線の別を問わない。

(動作の説明）

次に本ゲーム装置における動作を説明する。

本ゲーム装置が動作することによって提供されるロールプレイングゲームは、遊技者が操作可能に設定された主人公に相当するキャラクタが仮想的な世界を旅していくというストーリーが設定されている。仮想空間に配置されるォブジェク卜（すなわちプログラムデータおよび画像データによって予め定められる被表示体）としては、地面などの地形、建物、樹木、炎、雲、そして主人公およびゲ一ム中の登場人物であるキャラクタなどである。特に本ゲーム装置は、オブジェクトを自然界にあるような形態らしく表示することを目的としている。そのため口ールプレイングゲームの展開上必要なオブジェクトも変形も極力自然に見せて、遊技者の集中を妨げないように設定されている。以下、特徴となる画像処理について説明する。

このゲーム装置で提供される画像は、所定の視点から三次元的に設定されている仮想空間を親察したように見せるために、所定の二次元平面に投射されるものである。この視点の位置はおおよそ主人公に相当するキャラクタと一定の位置関係をもって仮想空間を移動可能に設定されている。したがって、遊技者には、仮想世界を旅する主人公が次々目にするような画像が提供される。

ゲームシーケンス中、主人公に相当するキャラクタが建物に入る場合、建物の表示がそのままにしておくと建物内部の様子が仕切部材である壁に妨げられ遊技者に提供されない。従来は、建物の壁のうち、視点側の壁を一瞬のうちに消して表示したり建物自体が最初から屋根のない建物であったりした。しかしこのような表示では表示の変化が急激であったり不自然さを与えたりする。また建物を構成する壁は 1つのポリゴンにテクスチャデ一夕をマツビングしたものであつたため、断面が一枚板のように表示され、いかにも不自然であった。

そこで、本ゲーム装置は上記不都合を解消すべく、キャラクタが建物に入ると徐々に建物の視点側の壁を薄く表示していく。また、建物の壁には厚みを与えその断面が不自然に見えないような工夫がされている。

第 2図 Aに本画像処理を説明するフローチャートを、第 2図 Bにその画像生成処理のサブルーチン処理を示す。これら処理は、画像更新タイミングごと、例えばフレーム期間ごとに行われるものである。また第 3図乃至第 7図には、当該画像処理の開始から終了までを示した画像表示例を示す。

ゲームシーケンス処理（ステップ S 1 1 ) ：まず、 C P U 1 0 1は、入力装置 1 0 7から供給された操作信号に基づいて、仮想空間におけるキャラクタの次の画像表示タイミングにおける新たな位置を計算する。キャラクタの他に、動きを設定している他のオブジェクトがある場合には、それらの新たな位置も計算する。

条件判断（ S 1 2 ) : 次いで CP U 1 0 1はキャラクタが建物に入ろうとしているか否かを判断する。この条件は種々考えることができる。例えば、建物の中心位置とキャラクタの中心位置との距離が一定値以下になつた瞬間に「建物に入った」と判断することができる。また、建物のオブジェクトとキャラクタとの公知の衝突判定を行い、衝突したと判断したら建物に入ったと判断することもできる。さらに、階段を上がり切った、ドアを開けた、窓が開いた等、建物内外のオブジェクトに対してキャラクタが取つた行動の状態を条件としてもよい。

この条件に合致する場合（ S 1 2 ； YE S ) の画像表示例を第 3図に示す。第 3図では、建物のオブジェクト Bとキャラクタ Cとが三次元的に表示されている。そしてキャラクタ Cが建物 Bのドアに接近している。この条件に合致していない場合には（ S 1 2 ； NO) 濃度変化処理はないものとして C PU 1 0 1は通常の画像生成処理を行う（S 1 6 )。

濃度変化のオブジェクト特定（ S 1 3 )：上記条件合致後、 CPU 1 0 1は濃度変化させるオブジェクトを特定する。すなわち、 CPU 1 0 1はキャラクタと建物との相対位置から濃度を薄くしていく建物の特定表示要素（ポリゴン群）を決定する。例えば、キャラクタが建物の一階に入りつつあると判断したら、濃度変化させるオブジェクトとして「建物の一階」を示すオブジェクト番号を所定の濃度変化モード変数に入れる（例えば上部 4ビットに格納する）（S 14)。また、ゲームシーケンスの流れからオブジェクト番号を特定してもよい。例えば建物が二階建てであってキャラクタが外から入る場合には、建物の一階にキャラク夕が入るものと判断してもよい。

濃度変化フラグ特定（ S 1 5 )：そして C P U 1 0 1は、濃度変化が徐々に薄くしていくのか濃くしていくのかに応じて濃度変化モード変数のフラグを設定する（例えば下位 4ビットの値が 1ならば「薄くする 2なら「濃くする」、 0 なら「変化無し（フラグゼロ）」）。キャラクタが建物に入る場合には、建物の内部を見やすくするために、建物の手前部分を薄く表示していく必要がある。逆に、キャラクタが建物から出る場合には、建物の表示を元に戻すために、建物の手前部分のテクスチャを濃くしていく必要がある。 C P U 1 0 1は、ゲームシーケンス状態を示す各種フラグを参照してキャラクタが取りつつある行動あるいは移動方向を判断し、濃度変化のモードを決定する。そしてその濃度変化モードを示すために予め定められているコードを、オブジェク卜番号とともに濃度変化モード変数に格納する。 C PU 1 0 1はこの変数にコードが設定されているとき（例えば 0以外の値が格納されいるとき）濃度変化フラグがオンにされいるものとして取り扱う。もちろん変数に対する濃度変化コードの割付方法は種々に設計変更可能である。

画像生成処理（ S 1 6 ) : 上記濃度変化モードの設定が終了したら、 C PU 1 0 1は画像生成処理に移行する。ここでは通常の画像生成処理工程は省略し、建物に関して、テクスチャをマツビングしシ： n—ディング処理を行う段階から説明する。まず、 CPU 1 0 1は、濃度変化モード変数を参照する。フラグがオフ ( S 1 0 1 ； NO)、つまり濃度を変化させない場合には、 C PU 1 0 1は建物のテクスチャ濃度をそのままにして復帰する。

フラグがオン（ S 1 0 1 ； YE S)、つまり濃度を変化させる場合には、 CP U 1 0 1はさらに変数のコードを参照して、濃度を変化させるオブジェクト番号と濃度変化モードを読み取る。濃度を濃くするモードが設定されていた場合（ S 1 0 2 ；濃くする）、そのオブジェクト番号に対応づけられている、建物の視点側の一部を構成するポリゴン群（特定表示要素）にマッピングされるテクスチャデータの濃度を一階調上昇させるシェーディング処理を行う（ S 1 0 3 )。この濃度を決める階調は、濃度を変化させるスピードに応じて種々に変更可能である。階調が少ない場合には、変化が急激になり、階調が多い場合には変化が緩慢になる。例えば、階調を 6 0に設定すれば、 6 0回のループ処理（NT S C方式で約 1秒間）で濃度変化が完了するように設定できる。この階調は、ビデオブロック 1 1に供給するコマンドで設定される。

濃度が変化して行き最も濃い階調（すなわち通常の不透明表示）になったら（S 1 0 4 ； Y E S )、濃度変化フラグをオフ、すなわち濃度変化モード変数をゼロクリァ等する（ S 1 0 5 )。

濃度が変化していく過程では（ S 1 0 4 ； N〇）、濃度変化フラグがオフされることはない。例えば、この過程を第 4図乃至第 7図に順番に示す。キャラクタ Cが建物 Bに入ったら、建物 Bを構成するポリゴンのうち、特定表示要素であるポリゴン群のテクスチャ濃度が少なくなっていく。最後には第 7図に示すように、特定表示要素が完全に見えなくなり、建物の内部に配置されいるオブジェクト 0 1 ~ 0 4や部屋を歩くキャラクタ Cが表示される。第 7図から判るように家具や内装を表示するォブジェクトは濃度変化をさせないようにし、視点から見てなるベく奥の壁面に沿って配置することが、内部の様子を観察し易く好ましい。

ここで、本ゲーム装置では建物の壁に厚みが設定してある。従来は壁に厚みがなかったので、建物の一部を消すと不自然であった。本発明では建物の外壁を構成するポリゴンと内壁を構成するポリゴンがそれそれ設定されており、両ポリゴンの間に一定の距離が設定されている。このため、上記のように特定表示要素の濃度が薄くなっていくと、濃度変化をさせないように定めてある表示要素が透けて見え、建物の外壁と内壁の断面が見えてくる。この断面にテクスチャをマツピングしないと不自然になるため、本ゲーム装置では断面用のテクスチャデータを両壁の間にマッピングする。第 7図では、断面として S S 1〜 S S 5が見えており、 S S 1〜 S S 3には立設された壁断面用のテクスチャデータが、 S S 4および S S 5には床断面用のテクスチャデータが、それぞれマツビングされている。これら断面にテクスチャが貼り付けられるため、特定表示要素が透明になっても不自然さがなく、実際の建物の断面を見ているような錯覚を遊技者に与えることができる。

さて、ステップ 1 0 2で濃度を濃くするモードが設定されていた場合（ S 1 0 2 ; 薄くする）、上記とは逆の処理として、そのオブジェクト番号に対応づけられている、建物の視点側の一部を構成するポリゴン群（特定表示要素）にマツピングされるテクスチャデータの濃度を一階調下降させるシエーディング処理を行う（ S 1 0 6 )。そして濃度が変化して行き最も薄い階調（すなわち透明表示）になったら（ S 1 0 7 ； Y E S )、濃度変化フラグをオフ、すなわち濃度変化モ一ド変数をゼロクリァ等する（ S 1 0 5 )。濃度が変化していく過程では（ S 1 0 7 ； N O ), 濃度変化フラグがオフされることはない。

なお、上記処理は建物に出入りする場合だけに限らず種々に変更して適用可能である。例えば、建物に部屋が複数ある場合には部屋ごとにオブジェクト番号を設定し、部屋ごとに濃くしたり薄くしたりを制御可能である。すなわち、キャラクタが一つの部屋から他の部屋に移動する場合には、部屋の境目に来たことを上記条件として、通過してきた部屋の濃度を徐々に濃く元に戻していき、これから入る部屋の濃度を徐々に薄くしていくことが可能である。

第 3図〜第 7図で示したような二階建ての建物であれば、キャラク夕が階段（第 7図の 0 2 ) を登っていることを条件として、一階に設定されている特定表示要素の濃度を元に戻していき、二階のために別個に設定されている特定表示要素の濃度を下げていけばよい。階段を降りるときはこの逆を行う。このような処理によれば、キャラクタの進行に従って壁面の自然な消去や再現ができるので、遊技者の集中力を削ぐおそれがない。

本実施形態によれば、キャラクタが建物等のオブジェクトに出入りする場合に、ゲーム世界にどつぷり浸かっている遊技者の臨場感を削がずに自然な表示の移り変わりを可能とすることができる。

(実施形態 2 )

本実施形態は、処理能力に一定の制限があるゲーム装置で不自然な画像を表示することなく臨場感豊かな樹木等のオブジェク卜の表現を可能にする一方法に関する。

当該実施形態 2において使用するハ一ドウェアは、実施形態 1に示した通りであるため、その説明を省略する。ただし、 C D— R O Mからは本発明の樹木の表現を可能にするためのポリゴンデータ、テクスチャデ一夕などが本ゲーム装置に読み込まれるものとする。以下、動作を説明する。

仮想世界では、主人公に相当するキャラクタがあるオブジェクト（樹木等）に近づけば、実際に樹木に近づく場合と同様にオブジェク卜が大きくなって表示される。

従来の樹木の表示方法では、樹木全体のテクスチャを一つの平面ポリゴン上に表現したり、葉を表現するためのテクスチャがマツビングされたポリゴンを幹中央に十字形に差し込んだようにして組み合わせたり、ボール状のオブジェク卜で樹木を表現したりして、ポリゴン上に樹木らしく見せるためのテクスチャデータをマッピングしていた。このため、視点が樹木に接近する場合に板状に葉が表示され、樹木らしくない表現になっていた。

これに対し、本ゲーム装置では、テクスチャデータをマッピングした平面状の表示要素（ポリゴン）が中心軸の周りに中心軸と一定角度をなすように放射状に配置したオブジェクト（例えば傘状）に構成する。そしてこの傘状のオブジェクトを 1以上重ねて仮想空間に配置することによって、接近した場合でも樹木らしい画像を提供可能にする。

第 8図は、本ゲーム装置で提供される樹木のオブジェクトのうち、一つの傘状オブジェクトをワイヤ一フレーム表現で示したものである。第 8図 Aはその斜視図であり第 8図 Bはその平面図である。この図では、三角形ポリゴン 8つを使用して傘状オブジェクトを 8角形に構成してあるが、ポリゴンの個数や形状はこれに限定されない。これらポリゴンのそれそれに濃度や色調を微妙に異ならせた斑点からなるテクスチャデ一夕をマツビングすることにより樹木らしい表現が可能になる。総てのポリゴンを下向きに、すなわち傘状になるようにすると、杉などの針葉樹の質感を与えることができ、ポリゴンを上向きにしたり下向きにしたりランダムに配置すると、広葉樹の質感を与えることができる。

第 9図は、上記傘状オブジェクトを五つ（C 1〜 C 5 ) 使用した樹木のォプジェクトの説明図である。当該樹木のオブジェクトは、中心軸 Aを取り囲む幹のォブジェクト Tの周りに傘状ォブジェクト C 1〜 C 5を重ねて配置して構成されている。各傘状ォブジェクト C 1〜 C 5を構成するポリゴンと中心軸 Aとのなす角度 0 1〜 5は、互いに同じでも異なっていてもよい。また傘状オブジェクトの各半径 r 1〜r 5や傘状オブジェクト間の各ピッチ p 1 2 , ρ 2 3 , ρ 3 4および ρ 4 5についても同様である。傘状オブジェクトの数を多くしたりピッチ ρを小さくしたりする方が臨場感溢れる画像を表示可能であるが、データ量と処理時間が多くなつてしまう。したがってこれらはメモリ容量、処理能力に応じて定められる。

具体的な画像生成手順を第 1 0図に示す。上記した画像生成処理（第 2図 Α : ステップ S 1 6 ) において、他のオブジェク卜の画像生成と並行して、 C P U 1 0 1はまずポリゴンを特定してオブジェクトを表示するためのポリゴンデータ群を決定する（ S 1 )。これで使用するポリゴンが特定される。次いで C P U 1 0 1は特定したポリゴンおよびその大きさを決定するマトリクスデータを示すォブジェクト指定データをビデオブロック 1 1に転送する。これで使用するオブジェク卜の個々の形状が定まる（ S 2 )。さらに C P U 1 0 1は傘状ォブジェクト及び幹のオブジェク卜の空間配置を決定するォブジェクト位置データをビデオプロックに転送する。これでテクスチャ以外の樹木の形状が定まる（ S 3 )。最後に傘状ォブジェクトゃ幹のオブジェクトを構成するポリゴンにマツビングするテクスチヤデータを指定するテクスチャ指定データが転送する。ビデオブロック 1 1 では、そのテクスチャデータをマッピングして樹木のォブジェクトを完成させる。このオブジェク卜が視野変換されて画像表示される（ S 4 )。

なお、上記傘状ォブジェクトは種々に変更可能である。例えば第 1 1図に示すように、傘状ォブジェク卜に配置するテクスチャ T 1〜T 8の配置を総ての傘状オブジェクトに共通に設定する場合、傘状オブジェクト C 1、 C 2、 C 3 , "'と順にテクスチャデータをマッピングする位置をずらしていくことが可能である。このようにすれば、傘状オブジェク卜に同一のテクスチャデ一夕をマッピングしながらも上下の傘で同一テクスチャが重なることがなくなり、自然な樹木の質感を提供可能である。

また第 1 2図に示すように、最上部の傘状ォブジェクト C 1以外の他の傘状ォブジェクト C 2 ~ C 5について、ポリゴンを外周側にずらしていくことで、傘の径を大きくしていくことが容易にできる。ポリゴンの大きさを変更する必要がなくなる点で、演算時間を減少させることができる。

さらに第 1 3図に示すように、傘状ォブジェクトを構成するポリゴンを互いに接することなく上下にずらして配置することも可能である。このようにすれば、樹木の葉が多層的に重なったようになり、より自然な樹木の質感を提供することが可能になる。またオブジェクトが扇状に断面がジグザグになるように配置してもよい。

本実施形態の説明は樹木の表現に関するものであつたが、本発明を適用可能なォブジヱクトは樹木に限定されることはない。複雑な形状をしているため、忠実に再現するには処理数が膨大になってしまう一方で、単純なテクスチャ表現では接近時に不自然な表示となってしまう可能性のあるあらゆるオブジェクトに適用可能である。

本実施形態 2によれば、樹木などのオブジェク卜にキャラクタが接近することがあっても自然な質感で樹木を表示可能し遊技者の臨場感を削ぐことがないという効果を奏する。

(実施形態 3 )

本実施形態は、上記実施形態 2のように臨場感豊かな樹木の表現を可能にする他の方法に関する。

当該実施形態 3において使用するハ一ドウエアは、実施形態 1に示した通りであるため、その説明を省略する。ただし、 C D— R O Mからは本発明の樹木の表現を可能にするためのプログラム、ポリゴンデータ、テクスチャデ一夕などが本ゲーム装置に読み込まれるものとする。以下、動作を説明する。

前記実施形態 2は、樹木オブジェク卜を表現するために葉の束を表わす表示要素の形状を特殊な形状に描画するものであつたのに対し、本実施形態 3は、葉の束を表わすテクスチャデータをマツビングした平面状の表示要素を幹の周りの特定の空間領域内に複数配置して一つのオブジェクトを構成するものである。第 1 4図に、本実施形態の樹木ォブジヱクトをワイヤ一フレーム表現した斜視図を示す。第 1 4図に示すように、樹木オブジェクトは、幹を表現する表示要素 Tと葉の束を表現する複数の表示要素 Pとから構成されている。

幹を表現する表示要素 Tは、複数のポリゴンにより幹の空間形状に構成されている。葉の束を表現する表示要素 Pの各々は、各々所定数（例えば 4つ）の頂点からなる単一ポリゴンで構成されている。表示要素 Pは、幹を表現する表示要素 Tの周囲の空間領域に適当なばらつきをもって配置される。視点が主として存在する仮想空間の位置から見て表示要素 Pの重なりが少なくなるように、表示要素 Pの配置を予め定めておく。このような樹木オブジェクトの画像データは、 C D —R O Mなどに予め記憶されているものである。

第 1 5図に、本実施形態における方向制御法の説明図を示す。

本実施形態の方向制御は、第 1 5図に示すように、各樹木オブジェクトに対し一つの代表点べクトル V 1を視点 V Pに対応させて設定し、このオブジェクトを構成する複数の表示要素 Pが代表点べクトル V 1の方向を向くように各表示要素 Pを方向制御するものである。つまり、複数の各表示要素の面が向いている方向を、視点 V Pの方向 V 0に対応させて統一して動的に変更し、常に同一方向を向くように制御される。

代表点ベクトル V Iは、樹木オブジェクト上の任意の一点に定められる。任意の一点は、表示要素 Pや T上に設定しなくてもよいが、ここでは特定の表示要素 P 0 上に設定する。特定の表示要素 P 0 が向く方向に他の表示要素 Pの方向も向くため、樹木オブジェクトの中央付近の表示要素 Pを特定の表示要素 P 0 とすることが好ましい。

代表点ベクトル V Iは、視線ベクトル V 0 と同一方向、つまり視野変換の Z軸方向に設定することが好ましい。このようにすれば、特定の表示要素 Pについては、必ず視点 V Pの方向を向き、他の表示要素 Pも大体視点 V Pの方向を向くからである。

第 1 6図に、葉の束を表現する表示要素 Pの拡大図を示す。表示要素 Pは、例えば方形状を備え、各頂点 V X 1〜V X 4の座標で定義されている。頂点数に制限は無いが、 3〜4点設ければ十分である。各表示要素 Pは、その中心点（重心）で交差する 3つの回転軸 X , Y， Ζ軸の周りを任意に回転可能になっている。具体的には、ボディ座標系で定義された表示要素 Ρをワールド座標系に展開する場合に、定められた Χ Υ Ζ軸の各回転角度で回転させて配置される。このように各表示要素 Ρがその法線方向を任意の方向に向けることが可能に構成されているので、視点位置に応じて表示要素 Pを常に方向制御できるのである。

各表示要素 P内には、同一のテクスチャデータ P T がマツビングされている。メモリに余裕があれば複数種類のテクスチャデ一夕を設けても良いが、輝度（濃度）の一次補間などで十分な質感を表現することが可能であるため、一種類で十分である。ただし、同じテクスチャデータを使用する場合でも、表示要素 Pごとにマッピングする向きをランダムに変化させることは好ましい。このような手法を採用すれば、葉の束の形が異なって表示されるため、同一形状のテクスチャデ一夕を使用しているにも関わらず、きわめて自然な樹木を表現することが可能である。

表示要素 Pを構成する各頂点には、輝度の一次補間を定義するための重み付け係数が設定されている。その値の設定は任意である。例えば 0〜 1までの範囲で規定するとすれば、 0のとき輝度がゼロ（つまり表示上黒色になる）とし 1のとき輝度が 1 0 0 % (つまり表示上白色になる）になるものとする。処理装置は、一つの表示要素 Pにテクスチャをマツビングする場合に、当該表示要素 Pにマツビングされるテクスチャの輝度を各頂点の重み付け係数によつて一次補間可能に構成される。例えば表示要素上の一方の頂点に重み付け係数 1が設定され他方の頂点に重み付け係数 0が設定されていれば、この二頂点間において、一方の頂点から他方の頂点まで明から暗に向けて明るさが徐々に落ちていくようなグラデュエーションでテクスチャが表示される。

第 1 7図 Aに、総ての頂点の重み付け係数を 1に設定した場合のテクスチャマッビング例を示し、第 1 7図 Bに、対向する辺において頂点の重み付け係数を変えた場合のテクスチャマツビング例を示す。総ての頂点に同じ重み付け係数が設定された場合には、第 1 7図 Aに示すように、明暗の差の無い平面的な表示となる。これに対し頂点の重み付け係数を変化させた場合には、日光が一方向から照射されているかのうような明暗の差が生じ、立体感が生ずる。

次に本実施形態の動作を第 1 8図のフローチヤ一トを参照して説明する。樹木オブジェクトを仮想空間に表示させる必要がある場合、 C P U 1 0 1は、 C D— R O Mから読み取った幹を表現するための表示要素 Tを生成するために、それに関連付けられたポリゴングループにより幹の表示要素を生成する。そして幹の表示要素 Tの周囲に各表示要素 Pの中心（重心）位置を設定していく（S 2 1 )。表示要素 Pのポリゴンを読み取つてから、 C P U 1 0 1は先に設定した表示要素 Pの中心位置に表示要素 Pのポリゴンを配置していく（ S 2 2 )。

視点 V Pからの視点ベクトル V 0 を取得してから（ S 2 3 )、 C P U 1 0 1は代表点ベクトル V 1を計算する（ S 2 4 )。代表点ベクトル V 1は、樹木ォブジェクト上の特定の表示要素 P0 に向かう視点べクトル V 0をそのまま利用すればよい。

テクスチャマツビングの濃度設定のために、 C P U 1 0 1は環境光べクトルを読み取って（S 2 5 )、樹木オブジェクトに対する主たる照明方向を認識する。認識した環境光べクトルに対応させて各表示要素 Pの頂点に設定する重み付け係数を決定する（ S 2 6 )。環境光の方向に近いほうの頂点の重み付け係数が高く、遠いほうの頂点の重み付け係数が低くなるように設定する。濃度（輝度）設定は厳密なものではないので、環境光に最も近い頂点の重み付け係数を 1、最も遠い頂点の重み付け係数を 0、その中間の頂点の重み付け係数を 0. 5というように、単純な割付を行うことが可能である。ただし、環境光の強さおよび環境光と各頂点間との位置関係から線形計算を行って重み付け係数を定めてもよい。表示要素 Pごとに異なる重み付け係数を設定してもよいが、環境光は樹木オブジェクト全体に均等に影響するものなので、一つの表示要素 Pについて定めた重み付け係数を他の総ての表示要素 Pにも同様に設定すれば十分である。

C P U 1 0 1は、樹木オブジェクト上に配置される表示要素 Pの各々について、ポリゴンの向きを先に定めた代表点べクトル V Iの方向に向ける（ S 2 7 )。方向制御された表示要素 Pについて、 C PU 1 0 1はテクスチャデ一夕 PT をマツビングしていく（ S 2 8 )。このとき上記で定めた頂点の重み付け係数に応じてテクスチャの輝度を一次補間して、濃淡（明暗）が生じるようにビットマップデ —夕を作成していく。

C P U 1 0 1は、方向制御（ S 2 7 ) とテクスチャマッピング（ S 2 8 ) を表示要素 Pであるポリゴンが存在する限り行う（ S 2 9 ： NO )。総てのポリゴンの方向制御とテクスチャマッピングが終了したら（ S 2 9 : YE S)、 C P U 1 0 1は処理を次に移行する。 (実施例）

本実施形態により実際に樹木オブジェク卜の描画を行った場合の実施例を示す < 第 1 9図に、側面から樹木オブジェク卜の配置を定めた場合のワイヤ一フレーム表現を示す。幹を表現する表示要素 Tの周囲に葉の束を表現する表示要素 Pがバラバラに配置されている。この実施例では 4 4枚の表示要素 Pが配置されている。第 2 0図に、第 1 9図に定められた樹木オブジェク卜に対しテクスチャデータをマッピングした表示例を示す。この例では、図面上方から環境光が当たっているとの前提のもと各表示要素 Pの重み付け係数が設定されている（第 1 7図 B参照）。表示要素 Pにマツビングされるテクスチャデ一夕のうちデータの無い部分には背景画像 B Gが透けて表示される。樹木オブジェクトの下には影ォブジェクト Sが表示されている。この影は、後述する実施形態で表示されるようなものである。

第 2 1図は、視点位置を樹木オブジェクトの上部に移した場合のワイヤーフレーム表現である。第 2 2図は、それにテクスチャデ一夕をマッピングしたものである。

本実施形態によれば、各表示要素 Pにマツビングされるテクスチャデータは同一のものであるにも関わらず、重み付け係数による陰影とランダムな配置によつて、自然物である樹木のような質感が十分に表現されていることが確認できる。第 2 3図に、比較のため、均一の重み付け係数を設定した場合、つまり一次補間が無い場合と等価な場合を示す。一次補間をしないと、濃淡や明暗がなくなるため、平面的な画像表現になってしまう。

また第 2 4図は、環境光の方向が下側（地面側）にあるものとして重み付けした場合の画像表示例である。地面が光り輝いているといった超自然的な画像を表現する場合にも臨場感のある画像表示が行えることが確認できる。

(変形例）

なお、上記実施形態では、代表点ベクトル V 1を一つ定め、総ての表示要素 P の方向をその方向に向けていたが、演算処理能力に余裕のある場合には、各表示要素 Pを総て視点 V Pの方向に向けるように方向制御してもよい。つまり、第 2 5図に示すように、複数の表示要素 Pにおける法線 V 3の各々が視点 V Pの方向を向くように各表示要素 Pを方向制御するのである。特定の表示要素 Pを定めるようなことはせず、総ての表示要素 Pについてその重心 P Cへの法線が視線べクトル V 0と平行になるように方向制御する。

このような処理を行えば、極端に視点が樹木オブジェク卜に接近するような場合（例えば幹にとまる虫の視点）であっても、樹木のどの部分であっても葉の質感を自然に表現することが可能になる。

本実施形態の説明は樹木の表現に関するものであつたが、本発明を適用可能なォブジヱクトは樹木に限定されることはない。複雑な形状をしているため、忠実に再現するには処理数が膨大になってしまう一方で、単純なテクスチャ表現では接近時に不自然な表示となってしまう可能性のあるあらゆるオブジェク卜に適用可能である。

上述したように本実施形態 3によれば、樹木などのオブジェク卜に視点が極端に接近することがあっても自然な質感で樹木を表示可能し遊技者の臨場感を削く、ことがないという効果を奏する。

(実施形態 4 )

本実施形態では、処理能力に一定の制限があるゲーム装置で臨場感を削がない自然な影を表現可能にする方法に関する。

当該実施形態 4において使用するハ一ドウエアは、実施形態 1に示した通りであるため、その説明を省略する。ただし、 C D— R O Mからは本発明の影の表現を可能にするためのプログラム、画像データなどが本ゲーム装置に読み込まれるものとする。以下、動作を説明する。

従来のゲーム装置でキャラクタに影を付与する場合、影を示す黒色のオブジェクトをキャラクタの下に配置していた。しかし自然の土地形状らしく見せるために地面に凹凸を付与する場合に不都合が生ずる。すなわちキャラクタが凹凸のある地面を移動する際に影のオブジェク卜が地面の出っ張り部分にめり込んで表示されてしまうのである。

本実施形態は、簡易で効果的な影の付与方法を提案する。その方法は、視点とキャラクタとの間に影を表示するためのオブジェクトを生成する画像処理方法である。本実施形態の画像処理方法を、第 2 6図のフローチャートを参照して説明する。このフローチャートは一つのオブジェク卜の画像を生成するための処理方法を示している。

まず、 C PU 1 0 1は、通常のゲームシーケンス処理を行い、新たな画像更新期間におけるオブジェクトの位置を決定する（ S 3 1 )。例えば、第 2 7図に示すように、仮想空間において、基準面である地面 Gとキャラクタ Cとがポリゴンで構成されており、キャラクタ Cと地面 Gとの配置が定まる。次に影のオブジェクトを生成するために、仮想空間に配置されているオブジェク卜がキャラクタであるか否かを判定する（ S 3 2 )。キャラクタでない場合（ S 3 2 ； N〇）、すなわち影を付ける必要のない静物などを模擬したオブジェクトの場合には、そのまま影を伴わない画像生成処理に移行する（ S 3 5 )。

オブジェク卜がキャラクタである場合（ S 3 2 ; YE S)、キャラクタの高さを計算する（ S 3 3 )。キャラクタの高さは、第 2 7図に示すように、キャラク夕 Xの足下に設定されたキャラクタセン夕 C Cの位置で判断する。第 2 7図では、キャラクタ Cが地面 Gを歩いているので高さはゼロである。第 2 8図では、キヤラク夕 Cがジャンプした位置になっているため、高さが Hになっている。

次いでこのキャラクタの高さに応じて影の位置を決定する。例えば第 2 7図のように、高さがゼロであるときは、 C PU 1 0 1は、影 Sのオブジェクトのセン夕 S Cが視点 VPとキャラクタセン夕 C Cとを結んだ線上に位置するように設定する。この影のセン夕 S Cは、例えばキャラクタセン夕 C Cから一定半径 R sの球 S P上に配置されるようにする。したがって、視点 V Pが動くと影のセン夕 S Cの位置も球 S Pの表面に沿って移動することになる。第 2 9図にこの配置による画像表示の模式図を、第 3 1図に画像表示例を示す。影 Sはキャラクタ Cの手前にあるため、キャラクタ Cの足下に影 Sがかかるように表示される力、足下の —部しかかからないため不自然さはなレ、。地面 Gと同じ位置に視点 V Pを移すと、影 Sの平面と視線とが平行になるため影 Sは見えなくなる。

もしもキャラクタ Cの高さがゼロでない場合、その高さに応じて影を、仮想空間でいう下方に移動させる。具体的に言うと、視点 VPとキャラクタセン夕 C C とを結んだ線が含まれる地面 Gに鉛直な面と球 S Pの表面との交差線に沿って移動させる。その移動させる距離は、例えば距離と比例させる。例えば第 2 8図では、高さが Hであるため影のセンタ S Cが球 S P上を白抜き矢印の方向に移動する。第 3 0図にこの配置による画像表示の模式図を示す。キャラクタ Cが地面からジャンプして影 Sが離れて表示されるという自然な画像が表示される。

以上のようにしてキャラクタとその影との位置関係が定まったら、 C P U 1 0 1は通常の画像生成処理をしてキャラクタおよび影にテクスチャデータをマツピングする（ S 3 5 )。影 Sのォブジェクトには、例えば、第 3 1図に示すように、黒色で周辺部がぼやけているようなデ一夕がマッビングされる。

本実施形態によれば、演算の負荷を増やさず自然な影を表示することができ、遊技者の臨場感を削ぐことがないという効果を奏する。

(実施形態 5 )

本実施形態は、上記実施形態 4における自然な影の表現を可能にする他の方法に関する。

当該実施形態 5において使用するハードウェアは、実施形態 1に示した通りであるため、その説明を省略する。ただし、 C D— R O Mからは本発明の影の表現を可能にするためのプログラム、画像デ一夕などが本ゲーム装置に読み込まれるものとする。以下、動作を説明する。

本実施形態では、簡易で効果的な影の他の付与方法を提案する。その方法は、キャラクタの影を表示させる領域に影を表示させるための照明光、つまりブラックライ卜を照射する光源を設定する方法である。

当該画像処理方法を実施するために、影を付けるように対応させられたキャラクタ Cの上部に、 C P U 1 0 1は、下向きに暗照明を射出する光源（ブラックライト）を設定する。例えば、第 3 3図に示すように、ブラックライトの光源 L P をキャラクタ Cの上部に設定する。例えば、地面 Gの鉛直線上にキャラクタセン夕 C Cと光源 L Pが並ぶようにする。ただし太陽が傾いた時刻であることを表現するためには、光源 L Pの位置をそのときの太陽の向きに相当する位置に移動させてもよい。 C P U 1 0 1は上記の設定の元、光源 L Pに基づくレンダリング処理（シェ一ディング処理）を実施する。そのとき C P U 1 0 1は、地面 Gを構成するポリゴンにのみ光源 L Pを反映させてレンダリング処理を行う。上記により、第 3 3図に示すように、光源 L Pからのブラックライトが照射される領域の地面 Gのみが暗く表示され、これが影 Sとして表示される。影のセン夕 S Cは光源 L Pとキャラクタセンタ C Cとを結ぶ線上に位置することになる。第 3 4図は、実際の画像表示例である。影 Sは地面 Gにのみ反映されるように表示されるので、キャラクタ C足下が暗くなることはない。なお、キャラクタの高さに応じて光源の位置を移動させることで、上記実施形態 4の方法と同様に影の位置を高さに対応させて変化させることもできる。

本実施形態 5によれば、演算の負荷を増やさず自然な影を表示することができ、遊技者の臨場感を削ぐことがないという効果を奏する。

(その他の変形例）

本発明は、上記各形態に拘らず種々に変形できる。例えば、上記実施の形態では、ポリゴンで総ての表示要素やオブジェクトを構成していたが、ポリゴンによらず他の方法でオブジェクトを表示させてもよい。

また、上記実施形態 1では、キャラクタが建物に出入りするときに濃度を順次変化させていたが、キャラクタと建物との関係に限らず、二つのオブジェクトの関係において一方が他方に出入りするときに本発明を適用可能である。また、キャラク夕の出入りと無関係にオブジェクトの一部を透明化させていくときにも本発明を適用可能である。

さらに、上記実施形態 2や 3では、樹木などのオブジェクトに本発明を適用していたが、樹木のように乱雑な感じの自然界に存する形態を模擬したオブジェクトを表示する際に、本発明を提供することが可能である。例えば、髪の毛や炎など形状がはっきりしないものを質感豊かに表現する場合に有効である。

またさらに、上記実施形態 1、 4 , 5では、キャラクタが人であつたが、モデルは人間に限ることなく、動物、ロボット等、さらには自動車や飛行機等動くものに適用可能である。産業上の利用可能性

本発明によれば、キャラクタがオブジェク卜に出入りする場合に臨場感を削がずに自然な表示の移り変わりを可能とする画像表示を提供することができる。本発明によれば、樹木などのオブジェクトを表示する際に大きく表示しても自然な質感で樹木を表示可能とする画像表示を提供することができる。

本発明によれば、演算の負荷を増やさず臨場感を削がない自然な影を表示可能とする画像表示を提供することができる。

本発明によれば、上記画像処理が可能なゲーム装置を提供することができる。本発明によれば、上記画像処理が可能なプログラムを提供可能な記録媒体を提供することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 仮想空間内に配置される 1以上のオブジェクトと前記オブジェク卜に対し相対的に移動可能に設定されたキャラクタとを表示可能に構成された画像処理装置において、

前記キャラクタが前記ォブジヱク卜に対して所定条件に達している場合に、当該キャラクタの移動と関連した領域に配置されている前記ォブジェクトを構成する表示要素のうち、少なくとも一部の特定表示要素の表示濃度を次第に変化させることが可能な処理装置を備えることを特徴とする画像処理装置。

2 . 前記所定条件は、前記キャラクタが前記オブジェクトの内部に出入りすることである請求の範囲第 1項に記載の画像処理装置。

3 . 表示濃度を変化させる前記特定表示要素とは、前記オブジェクトを構成する表示要素のうち、表示画像を生成するために仮想空間に設定された視点側に位置する表示要素である請求の範囲第 1項に記載の画像処理装置。

4 . 前記処理装置は、前記特定表示要素の表示濃度を、前記キャラクタが前記オブジェクトに対して入るときに次第に薄くしていき、出るときに濃くしていく請求の範囲第 2項に記載の画像処理装置。

5 . 前記オブジェクトを構成する仕切部材には予め厚みが設定されており、前記処理装置は、前記特定表示要素以外の表示要素で表示されている前記仕切部材の断面に所定のテクスチャデ一夕をマツビングして表示させる請求の範囲第 1 項に記載の画像処理装置。

6 . 三次元仮想空間に配置されるォブジェクトを表示可能に構成された画像処理装置であって、

所定のテクスチャデ一夕をマツビングした平面状の表示要素を所定の中心軸の周りに当該中心軸と一定角度をなすように放射状に配置してオブジェクトを構成し、そのようなオブジェクトを 1以上上下方向に重ねて仮想空間に配置することにより、樹木状の形態を模擬した画像を表示可能な処理装置を備えることを特徴とする画像処理装置。

7 . 前記処理装置は、複数の前記オブジェクトのうち少なくとも最上端を覆ぅォブジェクトを略傘状に構成する請求の範囲第 6項に記載の画像処理装置。

8 . 前記処理装置は、隣接する複数の前記オブジェクトの間で、同一のテクスチヤデータをマッピングした表示要素が重ならないように調整して構成する請求の範囲第 6項に記載の画像処理装置。

9 . 前記処理装置は、各前記オブジェクトを構成する各表示要素の平面が、互いに接しないように段違いに配置する請求の範囲第 6項に記載の画像処理装置 (

1 0 . 三次元仮想空間に配置されるオブジェクトを表示可能に構成された画像処理装置であって、

所定のテクスチャデータをマツピングした平面状の表示要素を特定の空間領域内に複数配置して一つのオブジェクトを構成し、複数の各前記表示要素の面が向いている方向を、仮想空間を観察する視点に対応させて方向制御可能に構成されている処理装置を備えることを特徴とする画像処理装置。

1 1 . 一つの前記オブジェク卜に対し一つの代表点べクトルを前記視点に対応させて設定し、当該オブジェクトを構成する複数の前記表示要素が当該代表点べクトルの方向を向くように各前記表示要素を方向制御可能に構成されている請求の範囲第 1 0項に記載の画像処理装置。

1 2 . 複数の前記表示要素における法線の各々が前記視点の方向を向くように各前記表示要素を方向制御可能に構成されている請求の範囲第 1 0項に記載の画像処理装置。

1 3 . 各前記表示要素の頂点に重み付け係数を設定し、当該表示要素にマツビングされるテクスチャの濃度を各頂点間の前記重み付け係数によって一次補間可能に構成され、

前記重み付け係数を当該オブジェク卜の仮想空間における配置に対応させて変更することにより、当該オブジェクトを構成する各前記表示要素のテクスチャの濃淡を制御可能に構成されている請求の範囲第 1 0項に記載の画像処理装置。

1 4 . 仮想空間内に配置されるオブジェク卜とそのオブジェク卜の影とを表示可能に構成された画像処理装置において、

画像表示をするための視点と前記オブジェク卜との間に、前記影を表示するためのオブジェクトを生成可能な処理装置を備えたことを特徴とする画像処理装置

1 5 . 前記処理装置は、仮想空間内に配置された基準面からの前記オブジェク卜の高さに応じて前記視点から見たオブジェクトとその影のオブジェクトとの相対位置を変更可能に構成されている請求の範囲第 1 4項に記載の画像処理装置 c

1 6 . 仮想空間内に配置されるオブジェクトとその影とを表示可能に構成された画像処理装置において、

仮想空間内に設定された基準面のうち前記オブジェク卜の影を表示させる領域に対し、当該影を表示させるための照明光を照射する光源を設定可能な処理装置を備えたことを特徴とする画像処理装置。

1 7 . 請求の範囲第 1項乃至第 1 6項に記載の画像処理装置を備えることを特徴とするゲーム装置。

1 8 . 仮想空間内に配置される 1以上のオブジェクトと前記オブジェクトに対し相対的に移動可能に設定されたキャラクタとを表示するための画像処理方法において、

前記キャラクタが前記ォブジェクトに対して所定条件に達しているか否かを判定するステップと、

前記所定条件に達している場合に、当該キャラクタの移動と関連した領域に配置されている前記オブジェクトを構成する表示要素のうち、少なくとも一部の特定表示要素の表示濃度を次第に変化させるステツプと、を備えたことを特徴とする画像処理方法。

1 9 . 三次元仮想空間に配置されるオブジェクトを表示するための画像処理方法であって、

所定のテクスチャデータをマツビングした平面状の表示要素を所定の中心軸の周りに当該中心軸と一定角度をなすように放射状に配置して構成されるオブジェクトを 1以上重ねて仮想空間に配置することにより、樹木状の形態を模擬した画像を表示するステップを備えることを特徴とする画像処理方法。

2 0 . 三次元仮想空間に配置されるオブジェクトを表示するための画像処理方法であって、

所定のテクスチャデータをマツビングした平面状の表示要素を特定の空間領域内に複数配置して一つのォブジェクトを構成するステツプと、複数の各前記表示要素の面が向いている方向を、仮想空間を観察する視点に対応させて方向制御可能に構成されているステツプを備えることを特徴とする画像処理方法。

2 1 . 仮想空間内に配置されるオブジェクトとそのオブジェクトの影とを表示するための画像処理方法において、

画像表示をするための視点と前記オブジェク卜との間に、前記影を表示するためのオブジェクトを生成するステツプを備えたことを特徴とする画像処理方法。

2 2 . 仮想空間内に配置されるォブジェクトとその影とを表示するための画像処理方法において、

仮想空間内に設定された基準面のうち前記オブジェク卜の影を表示させる領域に対し、当該影を表示させるための照明光を照射する光源を設定するステップを備えたことを特徴とする画像処理方法。

2 3 . コンビュ一夕に、請求の範囲第 1 8項乃至第 2 2項のいずれかに記載の画像処理方法を実行させるプログラムデータが記録された機械読取可能な記録媒体。