WO2005101325A1

WO2005101325A1 - 大表面オブジェクト表示機能を有するゲームプログラム及びゲーム装置

Info

Publication number: WO2005101325A1
Application number: PCT/JP2004/017152
Authority: WO
Inventors: Shigeo Okajima
Original assignee: Konami Corporation
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-11-18
Publication date: 2005-10-27
Also published as: EP1734481A1; US20050233805A1; EP1734481A4; JP2005293122A; JP3853329B2

Description

明細書

大表面オブジェクト表示機能を有するゲームソフトウェア及びゲーム装置技術分野

[0001] 本発明は、リアルタイムで 3次元オブジェクトをモデリングし、レンダリングすることのできるゲームソフトウェア及びゲーム装置に係わり、特に海、湖、川、砂漠、ジヤンダルなどの表面が大きな 3次元オブジェクトを表現する際に適用するに好適なゲームソフトウェア及びゲーム装置に関する。背景技術

[0002] なお、本明細書において、「ゲームソフトウェア」とは、プログラムそれ自体及び必要に応じて該プログラムに付随して関連づけられた各種のデータを含む概念である。しかし、「ゲームソフトウェア」は必ずしもデータと関連づけられて、る必要はな!/、が、プログラムは必ず有している。また、「この関連づけられた各種のデータ」は、プロダラムと共に ROMディスクなどのメモリ手段に格納されていてもよぐ更には外部のメモリ手段にインターネットなどの通信媒介手段を介して読み出し自在に格納されていてもよい。

[0003] 従来、この種のゲームソフトウェアは、海、湖、川、砂漠、ジャングルなどの表面が大きな 3次元オブジェクト（以下、単に「大表面オブジェクト」と称する）の画像を表現する場合、 3次元仮想空間内の所定位置に、表現すべき 3次元オブジェクトの全体モデルを配置し、当該配置された全体モデルを多数の小さなメッシュに均等に区切つて、各メッシュにポリゴンを配置すると共に、各メッシュ（ポリゴン)の形状を時間の経過と共に変化させるアニメーション処理を行い、更に当該ポリゴンに対してそれぞれテクスチヤーマッピング、シャドウイング、シェーディングなどのレンダリング処理を行って、表示すべき画像を生成して、た。

[0004] こうした場合、各メッシュ（ポリゴン）に対するアニメーション処理やレンダリング処理はそれぞれのメッシュに配置されたポリゴンについて行われるので、実際にモニタ上に表示した際に、極めて小さくなつてしまう遠方の水面なども、カメラ近傍の水面と同様のアニメーション処理やレンダリング処理が行なわれることとなる。 [0005] これでは、 CPUに無駄な演算処理を行わせることとなり、 CPUの演算効率を少しでも向上させ、高速な描画を実現しょうとするリアルタイムコンピュータグラフィック (C G)アニメーションを用いたゲームソフトウェア及びゲーム装置にとって大きな障害となる。

[0006] 本発明は、上記した事情に鑑み、リアルタイム CGアニメーション処理による大表面オブジェクトの表示に際して、ディスプレイに表示される映像の質を維持しつつ、 C PUの演算の無駄を省くことが出来、高速な描画を実現することの出来る、ゲームソフトウエア及びゲーム装置を提供することを目的とするものである。

発明の開示

[0007] 本発明は、コンピュータ（16)に、 3次元仮想空間（31)に配置される大きな表面を有する大表面オブジェクト（21、 22)の表面の映像を仮想カメラ（23)で取得し、モ- タ（9)に表示する手順を実行させる、プログラムを有するゲームソフトウェア（GPR)において、

前記ゲームソフトウェアは、更に、前記コンピュータに、

前記大表面オブジェクトの前記表面（22a)を、前記 3次元仮想空間に配置する際の配置座標位置を記録したオブジェクトデータ（OBD)を前記コンピュータのメモリに格納するデータ格納手順、

前記仮想カメラのカメラ座標 (26)の視野境界（25)の下面（25e)を、前記大表面オブジェクトの表面が配置される平面（22a)と交差する形で、前記 3次元仮想空間内に設定する仮想カメラ設定手順 (CCP)、

前記仮想カメラの投影面（25c)に複数の目（29a)カゝら構成されるメッシュ（29)を演算生成するメッシュ生成手順 (BOD)、

前記メッシュ生成手順により前記投影面に生成されたメッシュを、前記 3次元仮想空間内の前記オブジェクトデータに示された前記大表面オブジェクトの表面位置（22 a)に投影して投影メッシュ (29A)を設定する投影メッシュ設定手順 (BOD)、

前記投影メッシュを構成する各目について前記大表面オブジェクトの表面を部分的にモデリングする部分モデリング手順 (BOD)、

前記部分モデリング手順により部分的にモデリングされた前記大表面オブジェクトの表面をレンダリングして前記投影面に前記表面の映像 (22b)を演算生成するレンダリング処理手順 (CCP)、

前記レンダリング処理手順により演算生成された前記表面の映像 (22b)を前記モユタ (9)に表示する表示手順 (CCP)を、

実行させるためのプログラムを有することを特徴として構成することが出来る。

[0008] これによれば、大表面オブジェクト（21、 22)の全ての表面（22a)をメッシュで区切る必要が無ぐ仮想カメラ（23)の投影面（25c)に投影される表面（22a)部分につ V、てのみメッシュを設定して該表面（22a)をモデリングするだけで済むので、それ以外の映像としてモニタ（9)に表示されることのない大表面オブジェクト（21、 22)の表面（22a)部分のモデリングを行う必要が無くなる。これにより、モデリングの演算を CP U (l)の負荷を大幅に少なくすることが出来、従来と同様の画質を維持しつつ、高速な描画を実現することが出来る。

[0009] また、メッシュ（29)は、仮想カメラ（23)の投影面（25c)に設定され、当該設定されたメッシュ（29)が前記大表面オブジェクトの表面位置（22a)に投影されて投影メッシュ（29A)が設定されるので、投影された投影メッシュ（29A)の目（29b)は、仮想力メラ（23)より遠方のメッシュ（29b)ほど大きくすることが出来る。これにより、大表面ォブジェクト（21、 22)に投影された遠方のメッシュ（29b)は、表面（22a)上で大きな表面積を占めることとなり、各目（29b)に対するモデリング及びその後のレンダリング処理などを、遠方のメッシュ（29b)ほど、オブジェクトに対する面積比で簡易的に行うことが可能となる。

[0010] これにより、仮想カメラ（23)より遠方の、実際にモニタ（9)に表示された際に、小さくしか表示されず、表示したとしても画像の質に殆ど影響を与えない部分の処理を大幅に簡略ィヒすることが出来る反面、従来と同様の画質で高速な描画を実現することが出来る。

[0011] また、本発明は、前記メッシュ生成手 1噴は、

前記仮想カメラ（23)の前記大表面オブジェクト（21、 22)に対する位置から、前記投影面（25c)に投影される該大表面オブジェクトにおける最も遠ヽ表面位置 (CP )の、前記投影面上の座標位置 (V座標)を演算する、表面位置演算手順 (BOD)を有し、

前記メッシュ (29a)は、前記表面位置演算手順により演算された前記投影面上の座標位置よりも前記仮想カメラに近い部分について演算生成されることを特徴として構成することも出来る。

[0012] この場合、メッシュは、表面位置演算手順により演算された投影面上の座標位置よりも仮想カメラ（26)に近い部分について演算生成されるので、大表面オブジェクト（ 21、 22)の表面（22a)以外の部分について、メッシュ（29)が設定されることなぐ CP U (l)に対して余分な演算を行わせなくて済み、処理が高速化される。

[0013] また、本発明は、前記メッシュ生成手 1噴は、

前記仮想カメラの投影面（25c)を、水平及び垂直方向にそれぞれ均等に分割する形で前記メッシュ生成する均等分割手順を有して構成することも出来る。

[0014] この場合、仮想カメラの投影面（25c)を、水平及び垂直方向にそれぞれ均等に分割する形で前記メッシュ生成することにより、メッシュの生成を簡単に行うことが出来、 CPU (l)の演算負荷を少なくすることが出来る。

また、本発明は、前記メッシュ生成手順は、前記投影メッシュ設定手順により設定される投影メッシュ（29A)の目（29b)が、仮想カメラ力も遠くなるほど大きくなるように、前記仮想カメラの投影面（25c)を分割する形で前記メッシュ（29)を生成する、メッシュ分割手順を有して構成することも出来る。

[0015] この場合、投影メッシュ設定手順により設定される投影メッシュ（29A)の目（29b) 力仮想カメラカゝら遠くなるほど大きくなるように、仮想カメラの投影面（25c)を分割する形でメッシュ（29)が生成されるので、モニタ（9)に表示される画質に影響を余り与えることのない、大表面オブジェクト（21、 22)遠方のメッシュ（29b)は、オブジェクト表面（22a)上で大きな表面積を占めさせることが出来る。これにより、各目（29b)に対するモデリング及びその後のレンダリング処理を、遠方のメッシュ（29b)ほど、ォブジェタトに対する面積比で簡易的に行うことが可能となる。

[0016] これにより、仮想カメラ（23)より遠方の、実際にモニタ（9)に表示された際に、小さくしか表示されず、表示したとしても画像の質に殆ど影響を与えない部分の処理を大幅に簡略ィヒすることが出来る反面、従来と同様の画質で高速な描画を実現することが出来る。

[0017] また、本発明は、前記部分モデリング手順は、

前記投影メッシュ（29A)を構成する各目（29b)につ、て、板ポリゴン（30)をそれぞれ配置するポリゴン配置手順を有して構成することも出来る。

[0018] この場合、投影メッシュ（29A)を構成する各目（29b)につ、て、板ポリゴン（30) をそれぞれ配置するので、投影メッシュ（29A)の目（29b)と板ポリゴン（30)が 1対 1 に対応しモデリングを容易に行うことが出来る。

[0019] また、本発明は、前記大表面オブジェクト（21、 22)は、海又は湖又は川を表現するオブジェクト（22)であることを特徴として構成することも出来る。

[0020] この場合、大表面オブジェクト (21)は、海又は湖又は川を表現するオブジェクト（

22)とすると、大表面オブジェクト 21の表面は、比較的単純な表面形状を有する水面となるので、前述した仮想カメラ（31)から遠ヽ板ポリゴン（30)のレンダリング処理を、大きな面積の水面（22a)について簡易的に行っても、当該簡易的な処理が画質の劣化として目立ってしまうようなことが無ぐ本発明を有効に活用することが出来る。

[0021] また、本発明は、上記したプログラムを有するゲームソフトウェアを実行するコンビユータによる制御されるゲーム装置としても構成することが出来る。

[0022] また、この場合、これらゲームソフトウェアをゲーム装置内のハードディスクや RO

M2又は RAM3に格納しておくことにより、必要に応じて高速な描画を行うことも出来る。

[0023] なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。

図面の簡単な説明

[0024] [図 1]図 1は、本発明が適用されるゲーム機の制御ブロック図。

[図 2]図 2は、 3次元仮想空間内に配置された湖 (大表面オブジェクト)及び該湖の情景をレンダリングするために配置された仮想カメラの一例を示す模式図。

[図 3]図 3は、図 2の仮想カメラの視野境界と湖の水面との関係を示す模式図。

[図 4]図 4は、図 3の平面図。

[図 5]図 5は、カメラ座標の投影面に設定されたメッシュの一例を示す模式図。 [図 6]図 6は、ディスプレイに表示される水面の映像の一例を示す図。

[図 7]図 7は、大表面オブジェクト処理の概要を示すフローチャートである _c 符号の説明

[0025] 1…… CPU 9……モニタ

16……コンピュータ（本体） 20……ゲーム装置

21……大表面オブジェクト 22 · ··· ··大表面オブジェクト（湖)

22a……表面（水面） 22b……映像

23……仮想カメラ 25……視野境界

25c……投影面 25e……下面

26……カメラ座標 29……メッシュ

29A……投影メッシュ 29a, 29b……目

30……板ポリゴン 31…… 3次元仮想空間

CP……表面位置

BOD……メッシュ生成手順、投影メッシュ設定手順、部分モデリング手順、表面位置演算手順 (大表面オブジェクト処理プログラム）

CCP……仮想カメラ設定手順、レンダリング処理手順、表示手順 (カメラ制御プログラム）

GPR……ゲームソフトウェア

発明を実施するための最良の形態

[0026] ゲーム装置 20は、図 1に示すように、記録媒体としての ROMディスク 15に記録されたアクションゲームなどのゲーム用ソフトウェアに従って所定のゲームを実行するものである。ゲーム装置 20は、マイクロプロセッサを主体として構成された CPU1と、その CPU1に対する主記憶装置としての ROM (リードオンリーメモリ） 2および RAM (ランダムアクセスメモリ） 3と、画像処理装置 4およびサウンド処理装置 6と、それらの装置に対するバッファ 5、 7と、 ROMディスク読取装置 8とを有している。

[0027] ROM2には、ゲーム機の全体の動作制御に必要なプログラムとしてのオペレーテイングシステムが書き込まれる。 RAM3には記憶媒体としての ROMティスク 15から読み取ったゲーム用のプログラムやデータが必要に応じて書き込まれる。画像処理装置 4は CPUlから画像データを受け取ってフレームバッファ 5上にゲーム画面を描画するとともに、その描画された画像のデータを所定のビデオ再生信号に変換して所定のタイミングでモニタ 9に出力する。サウンド処理装置 6は、 ROMティスク 15から読み出されてサウンドバッファ 7に記録された音声、楽音等のデータや音源データ等を再生してスピーカ 10から出力させる。 ROMディスク読取装置 8は、 CPU1からの指示に従って ROMディスク 15上に記録されたプログラムやデータを読み取り、その読み取った内容に対応した信号を出力する。 ROMディスク 15にはゲームの実行に必要なプログラムやデータが記録されている。モニタ 9には家庭用のテレビ受像機が、スピーカ 10にはそのテレビ受像機の内蔵スピーカが一般に使用される。

[0028] さらに、 CPU1にはバス 14を介して通信制御デバイス 11が接続され、そのデバイス 11には入力装置としてのコントローラ 12及び補助記憶装置 13が適宜な接続ポートを介してそれぞれ着脱自在に接続される。コントローラ 12は入力装置として機能するものであり、そこにはプレーヤによる操作を受け付ける操作キーなどの操作部材が設けられる。通信制御デバイス 11は一定周期（例えば 1Z60秒)でコントローラ 12の操作状態を走査し、その走査結果に対応した信号を CPU1に出力する。 CPU1はその信号に基づいてコントローラ 12の操作状態を判別する。コントローラ 12及び補助記憶装置 13は通信制御デバイス 11に対して複数並列に接続可能である。

[0029] 以上の構成において、モニタ 9、スピーカ 10、コントローラ 12、 ROMディスク 15及び補助記憶装置 13を除く他の構成要素は所定のハウジング内に一体的に収容されてゲーム機本体 16を構成する。このゲーム機本体 16がコンピュータとして機能する。

[0030] ROMディスク 15には、アクションゲーム、ロールプレイングゲームやアドベンチヤ一ゲームなどの、所定のシナリオに従ってゲームが進行するゲームソフトウェア GPR が格納されている。

[0031] ゲーム装置 20にお、ては、所定の初期化操作 (例えば電源の投入操作）が行われると CPU1がまず ROM2のプログラムに従って所定の初期化処理を実行する。初期化が終わると CPU1は ROMディスク 15に格納された、ゲームソフトウェア GPRの読み込みを開始し、そのプログラムに従ってゲーム処理を開始する。プレーヤがコントローラ 12に対して所定のゲーム開始操作を行うと、 CPU1はその指示に基づいたゲームソフトウェア GPRの手順に従ってゲームの実行に必要な種々の処理を開始する。

[0032] 以後、ゲーム装置 20は、読み込んだゲームソフトウェア GPRに従って、所定の処理を行って、モニタ 9上に表示される画像を表示制御して、所定のシナリオを進行制御して行く。

[0033] 以上の構成のゲーム装置 20では、 ROMディスク 15に記録されたプログラムをコンピュータの主記憶装置としての RAM3にロードして CPU1で実行することにより、様々なジャンルのゲームをディスプレイ 9の画面上でプレイすることが出来る。

[0034] なお、本発明に係るゲームソフトウェアを機能させるコンピュータとして、例えば家庭用ゲーム機としてのゲーム装置 20を一例として説明した力該ゲーム装置 20は、いわゆる携帯型ゲーム機であってもよぐ更に、ゲーム専用の装置でなぐ一般的な音楽や映像の記録媒体の再生なども可能な装置であってもよい。

[0035] また、これに限らず、コンピュータとして、例えばパーソナルコンピュータ、携帯電話機など、つまりゲームソフトウェアを機能させることのできるものであれば何れのものでもよい。

[0036] なお、ゲームソフトウェア GPRを構成する各種のプログラム及び各種のデータは、ゲームソフトウェア GPRのプログラム機能によって読み出し自在に有している限り、その格納態様は任意であり、本実施の形態のように、ゲームソフトウェア GPRのプログラムと共に ROMディスク 15中に格納するほかに、ゲーム機 1とは独立したサーバーなどの外部のメモリ手段に格納しておき、ゲームソフトウェア GPR中に設けられた読み出しプログラムによって、インターネットなどの通信媒介手段を介して RAM3などのメモリにダウンロードするように構成してもよ、。

[0037] ゲームソフトウェア GPRによるゲームは、図 2に示すように、ゲームソフトウェア GP Rのフィールド生成プログラム FPPにより、 CPU1が RAM3内に生成する 3次元仮想空間 31内に設定されたフィールド FLD上を、プレーヤがコントローラ 12を介して操作自在なキャラクタ（図示せず）が移動しながら、敵キャラクタとの戦闘を行いながらシナリオを進めてゆぐ所謂ァアクションゲームとして設定されている。

[0038] なお、図 1に示した、ゲームソフトウェア GPRには、該ゲームソフトウェア GPRを構成する、本発明に関連するソフトウェア要素のみを記述しており、ゲームソフトウェア GPRには、図 1に記載された以外に、当該ゲームソフトウェア GPRを用いてゲームを実行する上で必要な多様なプログラム及びデータが格納されている。

[0039] フィールド生成プログラム FPPは、ゲームシナリオの進行を制御するシナリオ進行制御プログラム SAPからの指示により、 CPU1を介して、 3次元仮想空間 31内に、図 2に示すように、湖、海、砂漠、ジャングル又は川などのように、湖面、海面、砂面、ジヤンダルの上面、川面などの大きな表面を有する物体を表現するオブジェクトである、大表面オブジェクト 21を配置する場合がある。本実施例の場合、例えば大表面ォブジェクト 21としては湖 22が 3次元仮想空間 31に配置される。

[0040] 一方、シナリオ進行制御プログラム SAPは、ゲーム中の図示しないキャラクタの動きに合わせて、ゲームソフトウェア GPRのカメラ制御プログラム CCPに対して、 CPU 1及び画像処理装置 4を介して、湖 22をレンダリングした画像をモニタ 9に表示するように指令する。

[0041] これを受けて、カメラ制御プログラム CCPは、 CPU1を介して、大表面オブジェクト処理プログラム BOPをゲームソフトウェア GPR力も読み出し、当該大表面オブジェクト処理プログラム BOPに基づいて湖 22の湖面である水面 22aのディスプレイ 9への表示処理を行う。

[0042] 3次元仮想空間 31には、大表面オブジェクト処理プログラム BOPによる湖 22の表示処理が行われるまでは、湖 22はオブジェクトとして配置されていない。そこで、大表面オブジェクト処理プログラム BOPは、 CPU 1を介してフィールド生成プログラム F PPに対して、ゲームソフトウェア GPRのオブジェクトデータファイル ODFから、カメラ制御プログラム CCPにより表示処理を指令された湖 22に関するオブジェクトデータ O BDを読み出すように指令する。

[0043] これを受けて CPU1は、オブジェクトデータファイル ODFから、 3次元仮想空間 31 に配置すべき湖 22に関するオブジェクトデータ OBDを読み出して、図示しないバッファメモリに格納する（図 7のステップ Sl)。湖 22のオブジェクトデータ OBDには、湖 22の 3次元仮想空間 31での配置位置に関する配置位置データ DPD及び、湖 22の形状や、水面 22aの形状及び深さなどの 3次元形状データ TSDデータなど湖 22を 3 次元仮想空間 31内に配置するのに必要なデータが格納されており、フィールド生成プログラム FPPは、 CPU1を介して、オブジェクトデータファイル ODFから読み出された湖 22のオブジェクトデータ OBDから 3次元仮想空間 31内の所定の位置に湖 22のオブジェクトを容易に生成配置することが出来る。

[0044] こうして表示すべき湖 22のオブジェクトデータ OBDが読み出されたところで、大表面オブジェクト処理プログラム BOPは、 CPU1を介して湖 22のオブジェクトを投影するための仮想カメラ (視点） 23の現在位置を、カメラ制御プログラム CCPから取得し、当該カメラ 23と 3次元仮想空間 31内に配置される湖 22との位置関係を演算する（図 7のステップ S 2)。

[0045] 即ち、仮想カメラ 23は、カメラ制御プログラム CCPを介して、図 2乃至図 4に示すように、カメラ座標系 26の Z軸を湖 22の水面 22aに向けて、即ち Z軸が、 3次元仮想空間 31において水面 22aが配置される平面に交差する形で配置されており、更に力メラ制御プログラム CCPは、仮想カメラ 23から捕捉出来る 3次元仮想空間 31の物理的な範囲を示す、垂直視角が αで水平視角が |8の四角錐状の視野境界 25を、湖 2 2のオブジェクト、正確には水面 22aを示すオブジェクトに対して設定する。

[0046] この視野境界 25により、カメラ座標 26における水平及び垂直方向の視野範囲が設定され、更に、この視野境界 25内において、 3次元仮想空間 31内のオブジェクトを投影する範囲を示す前方クリッピング面 25a及び後方クリッピング面 25bが設定され、前方クリッピング面 25aと後方クリッピング面 25bとの間に投影面 (ビュースクリーン） 25cが設定される。また、視野境界 25の前方クリッピング面 25aと後方クリッピング面 25bとの間は、 3次元仮想空間 31内のオブジェクト 21が、投影面 25cに投影される範囲としてのビューボリューム 25dとなる。

[0047] 大表面オブジェクト処理プログラム BOPは、図 3に示すように、仮想カメラ 23の湖 22のオブジェクトに対する位置から、投影面 25cに投影される湖 22のオブジェクトにおける最も遠ヽ水面 22a (水平線 HL)の位置を該投影面上の座標位置として演算する（図 7のステップ S3)。これは、湖 22のオブジェクトデータ OBD及び仮想カメラ 23及び投影面 25cの位置及びビューボリューム 25dの形状データ力も容易に演算することが出来る。 [0048] 例えば、湖 22のオブジェクトデータ OBDから、図 6に示すように、投影面 25cに投影される湖 22の水面 22aの最も遠い水面、図 3の場合、後方クリッピング面 25bと水面 22aとの、図 3に示す交線 CP (以下、「水平線 HL」と称する）が投影面 25cに投影された位置の、投影面での uv座標上での V座標位置を演算して求める（図 7のステツプ S3)。

[0049] 仮想カメラ 23のカメラ座標 26の X軸と 3次元仮想空間 31のワールド座標 27の X 軸は、図 2に示すように、平行に設定されているので、通常、湖 22の水面 22aの交線 CPは、水平線 HLとして、図 5に示すように、投影面 25cにおいて所定の V座標を有する形で水平に u軸方向に設定される。

[0050] こうして、水平線 HLが投影面 25cに設定されたところで、大表面オブジェクト処理プログラム BOPは、図 5に示すように、投影面 25cの水平線 HLより下の水面 22aが配置される部分、即ち仮想カメラ 23に近い部分について、 u軸 (水平方向）及び V軸方向（垂直方向）にそれぞれ均等に分割してメッシュ 29を設定演算する（図 7のステツプ S4)。なお、この分割は必ずしも均等である必要はなぐ仮想カメラ 23の近ぐ即ち、投影面 25c図 5下方のメッシュ 29の目 29aが、仮想カメラ 23から遠い、即ち投影面 25c上方のメッシュ 29の目 29aよりも細力べなるように分割してもよい。

[0051] 大表面オブジェクト処理プログラム BOPは、 CPU1を介して、こうして得られたメッシュ 29を、図 4に示すように、視野境界 25内の、大表面オブジェクト 21の水面 22aが配置される座標位置に投影して投影メッシュ 29Aを演算生成する。すると、投影面 2 5cで均等に生成されたメッシュ 29は、仮想カメラ 23の四角錐状の視野境界 25が、水面 22aに交差する形で設定されてヽるので、メッシュ 29が投影されて生成された投影メッシュ 29Aは、仮想カメラ 23から遠く離れるほど投影メッシュ 29Aの目 29bが大きくなる形で生成される。

[0052] なお、 Z軸 26は、水面 22aに対して必ずしも交差している必要はないが、投影面 2 5cに水面 22aが投影されるためには、仮想カメラ 23の四角錐状の視野境界 24の下面 25eが水面 22a (正確には、水面 22aが設定される 3次元仮想空間 31内の平面）と交差している必要がある。

[0053] 投影メッシュ 29Aは、仮想カメラ 23の水面 22aが投影される投影面 25cに生成されたメッシュ 29に基づいて、逆に 3次元仮想空間 31内の水面 22aが配置されるべきワールド座標 27上の平面位置に投影されるので、投影メッシュ 29Aは、図 4に示すように、水平視角 13の範囲内のビューボリューム 25dの範囲、即ち、ディスプレイ 9で表示される 3次元仮想空間 31の範囲内に適切に設定される。

[0054] 次に、大表面オブジェクト処理プログラム BOPは、 3次元仮想空間 31の湖 22の水面 22aの位置に投影された投影メッシュ 29Aの各目 29bに、それらの目 29bの大きさに対応した板ポリゴン 30を、それぞれ配置し、仮想カメラ 23のビューボリューム 2 5d内に位置する水面 22a部分を当該板ポリゴンでモデリングする。この際、ビューボリューム 25d以外の水面 22a部分には、何ら板ポリゴン 30の配置は行わない。従来は、ビューボリューム 25dの範囲とは無関係に、大表面オブジェクト 21の水面 22aの全てに多数のポリゴンを配置していたのに比べて、部分的に水面 22aをモデリングするだけで足りるので、板ポリゴン 30の配置処理に要する演算時間を大幅に短縮することが出来る。

[0055] 大表面オブジェクト処理プログラム BOPは、こうして投影メッシュ 29Aの各目 29b に板ポリゴン 30が配置されたところで、それら配置された各板ポリゴン 30に対してァ二メーシヨン処理及びレンダリング処理を行って、仮想カメラ 23の投影面 25cに、湖 2 2の水面 22aの映像 22bを取得する。

[0056] 即ち、各板ポリゴン 30に対して、リアルタイム CGに適したアニメーション処理 (例えば、各板ポリゴン 30を時間の経過と共に変形させるなどの処理）、テクスチャーマツビング、シャドウイング、シェーディング、反射、写り込み、などのポリゴン画像処理を行うと共に、カメラ制御プログラム CCP及び CPU 1を介して、仮想カメラ 23を用いて投影メッシュ 29Aの各板ポリゴン 30を投影面 25cに透視変換する投影処理を行って、図 6に示す、湖 22の水面 22aの映像 22bを演算生成する。ここで、レンダリング処理とは、上記したポリゴン画像処理と投影面 25cへの透視変換処理を含むものとする

[0057] この際、大表面オブジェクト処理プログラム BOPは、仮想カメラ 23のビューボリューム 25dの範囲内にだけ配置された板ポリゴン 30についてのみアニメーション処理及びポリゴン画像処理を行えばよいので、 CPU 1の演算負荷を大幅に低減させることが出来る。

[0058] また、図 4に示すように、ポリゴン画像処理を行う各板ポリゴン 30の大きさは、仮想カメラ 23から遠くなるほど大きくなり、湖 22の水面 22aにおいて大きな表面積を占める形となるが、実際にモニタ 9に表示される映像 22bにおいては、図 5に示すように、各板ポリゴン 30に対応するメッシュ 29の目 29aは、等しい大きさに設定されているので、仮想カメラ 23から遠いほど、即ちカメラ座標の Z座標値が大きな板ポリゴン 30ほど、縮小された形で投影面 25cには投影される。

[0059] 即ち、各板ポリゴン 30の投影面 25cに対する縮小率は、 Z座標値が大きな板ポリゴン 30ほど大きくなる。従って、既に述べたように、 Z座標値の大きな板ポリゴン 30 ( 投影された投影メッシュ 29Aの目 29b)を、図 4に示すように、 Z座標値の小さな板ポリゴン 30 (投影された投影メッシュ 29Aの目 29b)よりも大きく設定したとしても、そのように大きな板ポリゴン 30に対して行うポリゴン画像処理の影響は、投影面 25cへの大きな縮小率により小さくなる。従って、仮想カメラ 23から遠くの大きな板ポリゴン 30、従つて、湖 22の表面 22aにおいて、大きな表面積をカバーする形の板ポリゴン 30に対するポリゴン画像処理を、仮想カメラ 23近くの小さな板ポリゴン 30に対してする画像処理に比して、湖表面 22aの単位面積当たり、大幅に簡略ィ匕する形で行ったとしても、その影響は、投影面 25c上では無視出来る程度に小さくすることが出来る。

[0060] 従って、仮想カメラ 23近くの、水面 22aについては、多数の小さな板ポリゴン 30によりモデリングされているので、遠方の水面 22aに比してきめ細かアニメーション処理やポリゴン画像処理が可能となる。即ち、仮想カメラ 23近くの板ポリゴン 30についてのみ、高度な、即ち、オブジェクトの単位表面積当たりの処理密度が高いアニメーシヨン処理及びポリゴン画像処理を行ってリアルな水面 22aを表現し、遠方の板ポリゴン 30に対しては、オブジェクトの単位面積当たりの処理密度が低い簡単なアニメーシヨン処理及びポリゴン画像処理で済ませることが出来る。

[0061] このように、各板ポリゴン 30単位で、遠近両方の板ポリゴン 30に対して同様なポリゴン画像処理を行ったとしても、遠方の水面 22aを構成するポリゴンは近くのポリゴン 30よりも大きく設定されているので、処理すべき数を近くの板ポリゴン 30よりも大幅に少なくすることが出来、遠方の水面 22aの板ポリゴン 30に対するアニメーション処理及びポリゴン画像処理は CPU1に大きな負荷を掛けずに行うことが出来る。

[0062] なお、仮想カメラ 23のビューボリューム 25dの範囲外には、既に述べたように板ポリゴン 30は全く配置されておらず、水面 22aのモデリングは行われていないので、何らのアニメーション処理及びポリゴン画像処理も行わない。

[0063] こうして、大表面オブジェクト処理プログラム BOPにより CPU1を介して、投影メッシュ 29Aの目 29bに配置設定された各板ポリゴン 30についてアニメーション処理及びポリゴン画像処理を行って、カメラ制御プログラム CCPにより CPU1を介して投影面 25cにそれらを透視変換する形で投影して、湖 22の水面 22aの、仮想カメラ 23からの映像 22bが、図 6に示すように得られたところで、カメラ制御プログラム CCPは、 C PU1及び画像処理装置 4を介して、モニタ 9に投影面 25cに投影された映像 22bを表示する（図 7のステップ S8)。

[0064] モニタ 9に表示された映像 22bは、湖 22の水面 22aが、図 6に示すように、近くの水面 22aが細かな板ポリゴン 30で詳細に描画処理され、また遠方の水面 22aは大きな板ポリゴン 30により不自然にならない程度に簡略化された形で描画処理された形で表示される。

[0065] なお、上述の実施例は、大表面オブジェクト 21として湖 22についてその水面 22a の映像 22bを演算生成する場合ついて述べた力大表面オブジェクト 21としては、既に述べたように、湖 22にかぎらず、海、ジャングル、川、砂漠など、海面、多数の植物、川面、砂の表面など、比較的単調で大きな表面を有するオブジェクトであればどのようなオブジェクトでも適用が可能である。

[0066] また、上述の実施例は、仮想カメラ 23のカメラ座標 26の X軸がワールド座標 27の XZ平面 (水平面）に平行に設定されている場合について説明したが、仮想カメラ 23 の X軸は必ずしもワールド座標 27の XZ平面に平行である必要はなぐ傾ヽてヽてもよい。即ち、図に示すメッシュ 29を投影面 25cに設定して投影メッシュ 29Aを大表面オブジェクト 21の表面が配置される座標位置に投影する際に、仮想カメラ 23の X軸力 Sワールド座標 27の XZ平面に平行に保持されていれば良ぐ仮想カメラ 23により映像 22bを取得する際に、仮想カメラ 23の X軸をワールド座標 27の XZ平面に対して傾けた状態で、投影面 25cに対して、投影メッシュ 29Aの目 29bに配置された、ポリゴン画像処理の完了した各ポリゴン 30を透視変換する形で映像 22bを取得生成するように構成することも出来る。

[0067] 以上の実施形態においては、 CPU 1がゲーム制御装置を構成し、その CPU 1と特定のソフトウェアとの組み合わせによってゲーム制御装置の各種の手段を構成したが、それらの手段の少なくとも一部は論理回路に置換してもよい。また、本発明は家庭用ゲームシステムに限らず、種々の規模のゲームシステムとして構成してよい。産業上の利用可能性

[0068] 本発明は、コンピュータを利用した電子ゲーム機器及びコンピュータに実行させる娯楽用ソフトウェアとして利用することが出来る。

Claims

請求の範囲

[1] コンピュータに、 3次元仮想空間に配置される大きな表面を有する大表面オブジェクトの表面の映像を仮想カメラで取得し、モニタに表示する手順を実行させる、プロダラムを有するゲームソフトウェアにおいて、

前記ゲームソフトウェアは、更に、前記コンピュータに、

前記大表面オブジェクトの前記表面を、前記 3次元仮想空間に配置する際の配置座標位置を記録したオブジェクトデータを前記コンピュータのメモリに格納するデータ格納手順、

前記仮想カメラの視野境界の下面を、前記大表面オブジェクトの表面が配置される平面と交差する形で、前記 3次元仮想空間内に設定する仮想カメラ設定手順、前記仮想カメラの投影面に複数の目から構成されるメッシュを演算生成するメッシュ生成手順、

前記メッシュ生成手順により前記投影面に生成されたメッシュを、前記 3次元仮想空間内の前記オブジェクトデータに示された前記大表面オブジェクトの表面位置に投影して投影メッシュを設定する投影メッシュ設定手順、

前記投影メッシュを構成する各目について前記大表面オブジェクトの表面を部分的にモデリングする部分モデリング手順、

前記部分モデリング手順により部分的にモデリングされた前記大表面オブジェクトの表面をレンダリングして前記投影面に前記表面の映像を演算生成するレンダリング処理手順、

前記レンダリング処理手順により演算生成された前記表面の映像を前記モニタに表示する表示手順を、

実行させるためのプログラムを有することを特徴とする、大表面オブジェクト表示機能を有するゲームソフトウェア。

[2] 前記メッシュ生成手順は、

前記仮想カメラの前記大表面オブジェクトに対する位置から、前記投影面に投影される該大表面オブジェクトにおける最も遠ヽ表面位置の、前記投影面上の座標位置を演算する、表面位置演算手順を有し、前記メッシュは、前記表面位置演算手順により演算された前記投影面上の座標位置よりも前記仮想カメラに近い部分について演算生成されることを特徴とする、請求項 1記載の大表面オブジェクト表示機能を有するゲームソフトウェア。

[3] 前記メッシュ生成手順は、

前記仮想カメラの投影面を、水平及び垂直方向にそれぞれ均等に分割する形で前記メッシュ生成する均等分割手順を有する、請求項 1記載の大表面オブジェクト表示機能を有するゲームソフトウェア。

[4] 前記メッシュ生成手順は、前記投影メッシュ設定手順により設定される投影メッシュの目が、仮想カメラ力も遠くなるほど大きくなるように、前記仮想カメラの投影面を分割する形で前記メッシュを生成する、メッシュ分割手順を有する、請求項 1記載の大表面オブジェクト表示機能を有するゲームソフトウェア。

[5] 前記部分モデリング手順は、

前記投影メッシュを構成する各目について、板ポリゴンをそれぞれ配置するポリゴン配置手順を有する、請求項 1記載の大表面オブジェクト表示機能を有するゲームソフトウェア。

[6] 前記大表面オブジェクトは、海又は湖又は川を表現するオブジェクトであることを特徴とする、請求項 1記載の大表面オブジェクト表示機能を有するゲームソフトウェア。

[7] 3次元仮想空間に配置される大きな表面を有する大表面オブジェクトの表面の映像を仮想カメラで取得し、モニタに表示することの出来るゲーム装置において、

前記大表面オブジェクトの前記表面を、前記 3次元仮想空間に配置する際の配置座標位置を記録したオブジェクトデータを前記コンピュータのメモリに格納するデータ格納手段、

前記仮想カメラの視野境界の下面を、前記大表面オブジェクトの表面が配置される平面と交差する形で、前記 3次元仮想空間内に設定する仮想カメラ設定手段、前記仮想カメラの投影面に複数の目から構成されるメッシュを演算生成するメッシュ生成手段、

前記メッシュ生成手段により前記投影面に生成されたメッシュを、前記 3次元仮想空間内の前記オブジェクトデータに示された前記大表面オブジェクトの表面位置に投影して投影メッシュを設定する投影メッシュ設定手段、

前記投影メッシュを構成する各目について前記大表面オブジェクトの表面を部分的にモデリングする部分モデリング手段、

前記部分モデリング手段により部分的にモデリングされた前記大表面オブジェクトの表面をレンダリングして前記投影面に前記表面の映像を演算生成するレンダリング処理手段及び、

前記レンダリング処理手段により演算生成された前記表面の映像を前記モニタ上に表示する表示手段、

からなるゲーム装置。