WO2006006590A1 - 画像処理プログラム、記録媒体及び装置 - Google Patents

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Ari Kamijo
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Ari Kamijo
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    • A63F2300/8017—Driving on land or water; Flying

Definitions

  • Image processing program recording medium, and apparatus
  • the present invention relates to an image processing technique for displaying an actual image of an actual place on a moving image background image in an image processing program, a recording medium, and an apparatus executed by a computer.
  • a conventional computer that uses the name of a real place, starts from one point to another point, or starts from one point and returns to the same point, and then passes through a predetermined route.
  • a method of displaying a virtual three-dimensional space image by a polygon model is often used as the background video.
  • the virtual three-dimensional space image means that a viewpoint (virtual viewpoint) is set at an arbitrary position in the three-dimensional space where the image display element has information specified by coordinates in the three-dimensional coordinate space.
  • the viewpoint is a scene overlooking the space, and the viewpoint moves continuously according to the movement of the operation object operated by the operator, so that the operator can also move in the 3D space. It is an image that gives the feeling of being like that, generally called 3D computer graph status.
  • driver viewpoint the viewpoint of the operation target force that is superimposed on the image
  • vehicle camera viewpoint the viewpoint from the camera mounted on the operation target
  • Patent Document 1 JP-A-9-147143
  • Patent Document 2 JP-A-9-220308
  • the display video at a certain point includes the point power at which the video immediately before the display video was shot and the information up to the point at which the display video was shot.
  • the processing method using the elements of the display image see Patent Document 3
  • the process of blurring the screen, and the past displayed image are synthesized. It is expressed by a processing method (refer to Patent Document 4), which is less than a sense of reality and a sense of reality and a sense of power and speed as compared with the mounted camera image.
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 11 151379
  • Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 11 154242
  • the present invention operates a real image on a background image of a race game or the like that competes for a time or ranking executed by a computer through a predetermined route using the name of a real place.
  • a background image processing program that displays images without giving a sense of incongruity to the user and improves the sense of reality, presence, speed, and power, such as images from a camera mounted on a racing car, in a TV broadcast race program.
  • Another object of the present invention is to provide a recording medium on which an image processing program is recorded and an image processing apparatus.
  • the first invention provides a process for outputting an operation speed and an operation direction based on operation information of an operation target, and an image capture based on a shooting direction component of the operation speed.
  • Processing and the operation on the viewpoint conversion background image An image processing program for causing a computer to execute a process characterized by including at least a process of superimposing and displaying an object.
  • the image processing program causes the computer to function as an image display means for displaying an actual video of a place that actually exists in a background image such as a race game without causing the operator to feel uncomfortable.
  • the second invention further provides a second power of the background image read from the moving image background image for the previous display.
  • the background image between the background image read for the current display.
  • the second invention of claim 2 since it is possible to display an image such as a camera image mounted on a race car in a broadcast program of a television broadcast, a sense of reality and presence Besides, it can improve the power and speed.
  • a third invention is an image processing program according to claim 1 or 2 for causing a computer to execute a process characterized by applying the above process to a racing game.
  • the computer is caused to function as an image display means for displaying an actual video of a place actually existing in a background image of a race game passing through a predetermined actual course, and a television broadcast
  • a race game that improves the sense of power and speed in addition to virtual space images by displaying images that look like camera images mounted on a racing car.
  • a screen can be provided.
  • a fourth invention is a recording medium on which the image processing program readable by a computer is recorded.
  • the image processing program is recorded, It can be read by a computer and executed as required.
  • the fifth invention provides an operation information output means for outputting an operation speed and an operation direction based on operation information of the operation target, and a reproduction speed of the live-action moving image background image based on the shooting direction component of the operation speed.
  • Reproduction speed calculation means for calculating and a viewpoint conversion background image obtained by converting the viewpoint image from the viewpoint where the display position of the operation target object is a predetermined position with respect to the background image read based on the reproduction speed
  • the image processing apparatus includes at least a viewpoint conversion unit for performing the display and a superimposed display unit for displaying the operation target in a superimposed manner on the viewpoint conversion background image.
  • a processing device can be provided.
  • an actual video of a place actually existing in a background image such as a race game passing through a predetermined course is displayed, and a television broadcast race program or the like is displayed.
  • images such as camera images mounted on racing cars without giving the operator a sense of incongruity, it is possible to improve the sense of reality and presence, as well as the power and speed.
  • a race game with improved performance can be provided.
  • the image processing program can be recorded.
  • the actual image of the place that actually exists in the background image of a race game or the like passing through a predetermined actual course is displayed without causing the operator to feel uncomfortable.
  • An image processing apparatus with improved presence can be provided.
  • the display without giving a sense of incongruity to the operation means that the operation object is moved in the front-rear and left-right directions by making the display position of the operation object inactive (background 2 video shooting direction component). Is expressed by the relative movement of the background image.
  • FIG. 8 an image of a layout that is superimposed and displayed at a predetermined viewpoint in which a player car as an operation object is looked down from behind is displayed around the center of the display image, as shown in FIG.
  • This game is a driving game that displays the actual image of the circuit course shown in Fig. 2 in the background. Operate the player car, start from a stationary state, make one lap on the circuit, and start (start Z goal point) It is assumed that the game competes for the time until 301).
  • the moving image file in this embodiment includes a range in which the player car in the game can pass on the racing course shown in FIG. 2, and the starting point in the game (in FIG. 2). It is assumed that a picture taken while moving at a constant speed from the start Z goal point 301) is compressed by a method compliant with MPEG (Moving Picture Experts Group) and recorded on the recording medium 2.
  • MPEG Motion Picture Experts Group
  • Figure 3 shows this file structure.
  • the image image at each point in FIG. 3 is the one before compression, and includes coordinate data divided into areas necessary for viewpoint conversion processing, which will be described later, each image shooting position data, and shooting direction data.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a computer apparatus to which the image processing apparatus of the present invention is applied.
  • This device displays a main unit 1, a recording medium 2 that stores image processing program data and moving image files, an input device 3 that inputs game operation information of the player, a speaker 4 that outputs sound during the game, and a game screen. It will also be useful with the computer display 5 that is used.
  • recording medium 2 for example, CDRW 2a, floppy (registered trademark) disk 2b, MD (mini disk) 2c as shown in FIG. 9, memory stick 2d, external type or built-in type hard disk (Not shown) can be used.
  • the image processing program recorded in the recording medium 2 (2a to 2d) can be read by a computer and executed as necessary.
  • the main body 1 has a CPU (Central Processing Unit) 100 and a bus line 101 including an address bus, a data bus, and a control bus connected to the CPU 100.
  • Nosline 101 includes data RAM (main memory) 102, input interface 103, ROM 104, recording medium decoder 105, drawing processor 108, decompression circuit 110, sound processor 111, amplifier. 113 is connected.
  • this computer device differs depending on the application.
  • this computer device is an arcade game device
  • all of the components shown in Fig. 1 are housed in a single case.
  • the input device is a game controller or the like.
  • the data RAM 102 stores the game program itself, data obtained by decompressing the moving image file, other data necessary for the game, a work area, and the like.
  • the input interface 103 is a process for extracting operation information of the game player from the input device and making it into a form that can be processed by the CPU 100.
  • ROM 104 corresponds to a BIOS (Basic Input Output Systern) in a personal computer.
  • BIOS Basic Input Output Systern
  • the ROM 104 is a computer device startup process, a program for controlling the reading and execution of the first program recorded on the recording medium 2, and a basic input. Stores output device driver programs, etc.
  • the recording medium driver 107 reads data from the recording medium such as a CD-ROM, DVD-ROM, or a node disk drive to the buffer 106, and the recording medium decoder 105 uses an error correction code (ECC) error. After the correction and correction processing, the read data is sent to the data RAM 102 or the like in accordance with instructions from the CPU.
  • ECC error correction code
  • the drawing processor 108 generates a signal that allows the monitor to display the contents of the drawing buffer 109 as an image based on an instruction from the CPU 100.
  • the decompression circuit 110 uses MPEG for moving images and JPEG (Joint Picture for still images).
  • the data read out from the moving image file is processed so that the actual image of the actual location is used as the background of the race game.
  • the sound processor 111 Based on instructions from the CPU 100, the sound processor 111 stores the sound data recorded on the recording medium directly or in the buffer 112 and checks it as necessary (applies sound effects). A predetermined music or sound effect. The generated sound is amplified by amplifier 113. The width is output from the connected speaker 4.
  • FIG. 5 is a program flowchart showing a procedure for displaying an actual image of an existing place from a moving image file without any discomfort in the background image of the race game in the embodiment of the present invention.
  • initialization data required during the game such as image data of a player car
  • a moving image file is stored. Transfer from the recording medium 2 to an area secured as a file reading buffer in a part of the data RAM 102 starts (step S2).
  • step S3 it is determined whether the amount of data read has reached a specified amount that is less than or equal to the amount reserved as a read buffer (step S3). Immediately after the read amount reaches the designated amount, the actual game starts (step S4).
  • This game start means that the game player who is the operator can start the operation of the player car which is the operation target.
  • step S5 the process of step S5 performed by the CPU 100 is a process for creating a viewpoint conversion image obtained by converting the viewpoint to a viewpoint where the display position of the operation target object is a predetermined position.
  • the system divides the image into left and right, front wall, ceiling, floor, and other areas and obtains the respective 3D coordinates to automatically estimate the 3D shape model of the original image. Based on this three-dimensional shape, it is a technology that naturally synthesizes live action and CG by transforming a 2D image to match the CG camera angle.
  • composition is performed from the next to the background image displayed last time to the background image to be displayed this time (step S6).
  • this processing is an image composition process for outputting the background image from the next of the background image read for the previous display to the background image read for the current display as one background image. It is.
  • the image to be combined is transferred to the drawing buffer 109, and the combining processing is performed by the drawing processor 108 according to an instruction from the CPU 100.
  • the displayed background The image is composed of the image at the current position and the images one and two before the current position.
  • the image three images before the current position is not synthesized as it is already displayed.
  • these 3 images are alpha-blurred 33.3% each. It shall be synthesized by the indexing method.
  • the drawing processor 108 displays an image obtained by synthesizing the pre-read image data of the player and the background image data (step S7).
  • the process of step S7 performed by the drawing processor 108 in response to an instruction from the CPU 100 is to display the operation object in a superimposed manner on the viewpoint conversion background image.
  • the CPU 100 acquires player operation information from the input interface 103 (step S8), and calculates the direction and speed of the player car (step S9). Then, it calculates how many times the shooting speed component of the display image shooting direction component of the player car speed is higher than the shooting speed of the movie image file (this multiple value is M) (step S10).
  • the background image to be displayed next time is determined to be the Nth image power currently displayed, where N is the integer part of the value after adding the fractional part of M calculated previously. (Step S11). That is, the processing from step S10 to step S11 performed by the CPU 100 is to calculate the playback speed of the moving image background image based on the shooting direction component of the operation speed of the operation target.
  • step S8 to step S11 will be described in detail, taking as an example a state in which the player object is running at point P 302 in FIG.
  • the currently displayed image is an image 402 including a P point 302 in FIG. 2, and the shooting speed when this image is shot is V9 (501 in FIG. 6).
  • the direction of the arrow 501 in FIG. 6 is the same as the direction of the arrow P 302 in FIG.
  • the player operation information in step S8 is, for example, information indicating how much the player has applied the accelerator and brake, and information indicating how much the steering wheel is turned to which side. It is.
  • step S9 the acceleration effect due to the effect of the accelerator, the deceleration effect due to the effect of the brake, and the running resistance effect such as air resistance, and various parameters (weight, engine characteristics, wheelbase, center of gravity, etc.) of the player car, Player Various parameters other than the best (wind direction, wind force, friction coefficient between road surface and tire, And the orientation and speed of the player car for determining the background image to be displayed next time is calculated using the calculation result. As a result of this calculation, it is assumed that the direction of the player car is 503 in Fig. 6 and the speed is VI.
  • step S10 the value M of how many times the shooting direction component of the display image of the player car speed is the shooting speed of the moving image file is determined by setting the angle difference 502 in FIG. Then, it is calculated by the following formula.
  • L is the fractional part of the previously calculated M value, and the L value is changed after this calculation, and is used in the playback speed calculation process to calculate the next player car speed several times the shooting speed.
  • VI X cosK is nothing but the imaging direction component of the operation speed of the operation target.
  • step S11 if the integer part of M is N, the background image to be displayed next time is determined to be the Nth image power currently displayed. In other words, it is synonymous with N times the playback speed of the video image file at this time.
  • the reproduction speed calculation processing of the moving image file performed by the CPU 100 will be described with a specific example.
  • the value of VI is 3.4, K is 0.0, V9 is 1.0, and L is 0.2
  • the value of M is 3.6. Therefore, the integer part N of M is 3, and the background image to be displayed next time is the third image from the currently displayed image.
  • the value of L is changed to 0.6.
  • the values of VI, K, and V9 are changed in the next calculation to determine the display image, the value of ⁇ will be 4.0. Therefore, the integer part ⁇ of ⁇ is 4, the background image to be displayed next is the fourth image power currently displayed, and the value of L is changed to 0.0.
  • step S12 if the buffer is emptied by the amount of data up to the previous position of the current position background image (which has been used) in the movie image file read buffer, and the free space of the buffer exceeds the specified amount, Read the rest of the video image file (step 13). [0048] Lastly, the force that returned to the point where the player car made one lap (start Z goal point 301). In other words, it was determined whether the game was over, and if it did not return to the point where it started Return to step S5. When returning to the starting point, the time of one lap is saved and the game ends (step S14).
  • a race with improved realism and realism can be realized by displaying an actual video of a place that actually exists in the background image of a race game passing through a predetermined route without causing the operator to feel uncomfortable. It becomes a game and the fun of the game is improved.
  • the next power of the background image that was displayed the previous time By combining and displaying up to the background image that is displayed this time, the speed of the image from the camera mounted on the racing car in the race yarn of the TV is displayed. It will be a racing game that displays a powerful and powerful background image, improving the fun of the game.
  • the playback speed of a moving image file can be calculated by including shooting speed information for each image of the moving image file, with the speed at which the moving image file was shot being a constant value. In this case, you do not have to shoot at a constant speed.
  • objects other than the player car are not displayed, but objects other than the player are combined and displayed in the case of a race game in which a plurality of race cars compete for ranks as shown in FIG. It can also be a racing game.
  • objects other than the player include objects operated by the CPU, objects operated by other players on the same computer device, and objects operated by other players via the network.
  • Fig. 7 shows an image with in-vehicle camera viewpoint.
  • an actual video is transmitted through a predetermined route in an actual place. It is possible to provide a racing game that is displayed as a background and competes for time or ranking executed on a computer with a sense of reality, presence, speed, and power. In addition, when the background image is photographed in an actual location, the cost of creating the background image can be generally reduced compared to the polygon model creation method used in the virtual three-dimensional space image.
  • claims 1 to 5 used in this embodiment is a race game on a snow surface such as a ski race, a snowboard race, a snowmobile race, and a jet ski. It can also be applied to making background images of various games such as races and boat races on the surface of the water into actual images of actual places.
  • FIG.2 Real circuit course layout in which movie images were taken in the example.
  • FIG.3 Structure of movie image files in the example (image images are uncompressed)
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the computer apparatus according to the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a display procedure of background image processing in a racing game, showing an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 Direction of travel of the player object running at point P 302 in Fig. 2 and shooting direction of the displayed background image including point P in the video image file
  • FIG.7 Game image in a racing game with objects other than the player displayed (on-vehicle camera perspective)
  • FIG. 9 is a perspective view showing a computer device main body and a recording medium.

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Abstract

【課題】　従来の、実在する場所の名称を使った、家庭用ゲーム機などコンピュータで実行するタイム又は順位を競うレースゲームでは、その背景映像はポリゴンモデルによる仮想三次元空間の画像であるので、実在する場所の実際の背景映像と比べると違いがあるため、現実感、臨場感、に乏しいものとなっている。また、テレビのレース番組のレーシングカーに搭載されたカメラ映像に比べ、スピード感及び迫力に乏しいものとなっている。 【解決手段】ゲームの開始から終了までに必要な、実在する場所で撮影した映像を、動画ファイルとして用意し、ゲームプレーヤーの操作するプレーヤーカーの撮影方向成分速度と撮影時速度に基づいて、動画ファイルの再生速度を制御することにより、現実感、臨場感を向上させ、前記動画ファイルから表示画像直前の複数画像を合成することにより、スピード感と迫力を向上させる。

Description

明 細 書
画像処理プログラム、記録媒体及び装置
技術分野
[0001] この発明はコンピュータで実行する画像処理プログラム、記録媒体及び装置におけ る動画背景画像に、実在する場所の実際の映像を表示する画像処理技術に関する ものである。
背景技術
[0002] 従来の、実在する場所の名称を使った、ある地点からスタートして別の地点までの、 又はある地点からスタートして同一地点に戻ってくるまでの、所定のルートを通るコン ピュータで実行するタイム又は順位を競うレースゲームなどでは、その背景映像はポ リゴンモデルによる仮想三次元空間画像を表示する方法が多く用いられている。
[0003] ここで仮想三次元空間画像とは、画像表示要素が三次元座標空間における座標 で特定される情報をもった三次元空間内の任意の位置に視点 (仮想視点)を設定し 、その視点カゝら空間内を見渡した情景とし、その視点を操作者が操作する操作対象 物の動きに合わせ、連続的に移動させることにより、あた力も操作者がその三次元空 間内を移動しているような感覚を与える画像であり、一般に 3Dコンピュータグラフイツ タスと呼ばれて 、るものである。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] し力しながら以上の技術によれば、仮想三次元空間画像であるため、実在する場 所の実際の背景映像と比べると違いがある。そのため実在する場所の名称を使った レースゲームなどでは現実感と臨場感に乏しいものとなっている。また背景画像に実 写映像を用い撮影した映像の再生速度を変化させて再生するだけ (特許文献 1、特 許文献 2参照)では、前記操作者から見た表示画面上において、前記操作対象物が 前後方向には動かないが撮影方向に対して垂直な方向には動くものとなるため前記 操作者に操作違和感を与えてしまう。このことは特にレースゲームなどにおいてゲー ムの趣向性を損なうものとなってしまう。また、レースゲームに不可欠である、背景画 像に重畳表示する操作対象物力もの視点 (以下「ドライバー視点」とする）と前記操作 対象物に搭載されたカメラからの視点（以下「車載カメラ視点」とする）を実現すること ができない。
特許文献 1 :特開平 9— 147143号公報
特許文献 2：特開平 9 - 220308号公報
[0005] また、テレビ放送のレース番組などにぉ 、て、レーシングカーに搭載されたカメラか らの映像と仮想三次元空間画像で表示された画像を比べると、実際のカメラ映像で は、カメラでの撮影原理を考えると、ある地点の表示映像には前記表示映像の 1つ前 の映像が撮影された地点力 前記表示映像が撮影された地点までの情報が含まれ ている状態である。し力しながら、仮想空間画像を表示する方法では、スピード感を 表示画像の要素を使っての処理方法 (特許文献 3参照）や、画面にぼかしを入れる 処理や過去に表示された画像を合成する処理方法 (特許文献 4参照)で表現したも のであって、前記搭載されたカメラ映像と比べると前記現実感と臨場感のほか、迫力 とスピード感に乏し 、ものとなって 、る。
特許文献 3 :特開平 11 151379号公報
特許文献 4：特開平 11 154242号公報
[0006] そこで、この発明は、実在する場所の名称を使った、所定のルートを通る、コンビュ ータで実行するタイム又は順位を競うレースゲームなどの背景画像に、実在する実際 の映像を操作者に操作違和感を与えること無く表示し、テレビ放送のレース番組など においてレーシングカーに搭載されたカメラからの映像のような現実感と臨場感、ス ピード感、迫力を向上させた背景画像処理プログラム、画像処理プログラムを記録し た記録媒体及び画像処理装置を提供することを課題とする。
課題を解決するための手段
[0007] 以上の課題を解決するために、第 1発明は、操作対象物の操作情報に基づいて操 作速度と操作方向を出力する処理と、前記操作速度の撮影方向成分に基づいて実 写動画背景画像の再生速度を算出する処理と、前記再生速度に基づいて読み出さ れた背景画像を前記操作対象物の表示位置が予め定めた位置となる視点力 視点 変換した視点変換背景画像を作成する処理と、前記視点変換背景画像に前記操作 対象物を重畳表示する処理と、を少なくとも含むこ、とを特徴とする処理をコンビユー タに実行させるための画像処理プログラムである。
[0008] 請求項 1に記載の第 1発明に従い、実在する所定のコースで移動しながら撮影した 動画背景画像を用い、前記操作対象物の重畳表示位置が動力ないような視点から 視点変換した背景画像を用いれば、画像処理プログラムはレースゲームなどの背景 画像に実在する場所の実際の映像を操作者に操作違和感を与えること無く表示する 画像表示手段としてコンピュータを機能させる。
[0009] また、第 2発明は、さらに、前回の表示のために前記動画背景画像から読み出され た背景画像の次力 今回の表示のために読み出された背景画像までの間の背景画 像を合成して 1つの背景画像として出力するための画像合成処理と、を含むことを特 徴とする処理をコンピュータに実行させるための請求項 1記載の画像処理プログラム である。
[0010] 請求項 2に記載の第 2発明に従えば、テレビ放送のレース番組などにおいて、レー シンダカ一に搭載されたカメラ映像のような画像を表示することができるため、現実感 と臨場感のほか、迫力とスピード感を向上させることができる。
[0011] 第 3発明は、レースゲームに上記処理を適用させることを特徴とする処理をコンビュ ータに実行させるための請求項 1または 2記載の画像処理プログラムである。
[0012] 請求項 3に記載の第 3発明に従えば、実在する所定のコースを通るレースゲームの 背景画像に実在する場所の実際の映像を表示する画像表示手段としてコンピュータ を機能させ、テレビ放送のレース番組などにぉ 、てレーシングカーに搭載されたカメ ラ映像のような画像を表示することにより、仮想空間画像よりも現実感と臨場感のほか 、迫力とスピード感を向上させたレースゲームを提供することができる。また、レースゲ ームに不可欠な背景画像に重畳表示する操作対象物からの視点 (すなわち、ドライ バー視点）と前記操作対象物に搭載されたカメラからの視点 (すなわち、車載カメラ 視点)の実写背景画面を提供することができる。
[0013] 第 4発明は、コンピュータで読み取り可能な上記画像処理プログラムを記録した記 録媒体である。
[0014] 請求項 4に記載の第 4発明に従えば、上記画像処理プログラムを記録しておき、 必要に応じてコンピュータに読み込ませ、かつ、実行させることができる。
[0015] 第 5発明は、操作対象物の操作情報に基づいて操作速度と操作方向を出力する 操作情報出力手段と、前記操作速度の撮影方向成分に基づいて実写動画背景画 像の再生速度を算出するための再生速度算出手段と、前記再生速度に基づいて読 み出された背景画像を前記操作対象物の表示位置が予め定めた位置となる視点か ら視点変換した視点変換背景画像を作成するための視点変換手段と、前記視点変 換背景画像に前記操作対象物を重畳表示するための重畳表示手段と、を少なくとも 含むことを特徴とする画像処理装置である。
[0016] 請求項 5に記載の第 5発明に従えば、実在する所定のコースを通るレースゲームな どの背景画像に実在する場所の実際の映像を操作者に操作違和感を与えること無く 表示する画像処理装置を提供することができる。
発明の効果
[0017] 第 1発明、第 2発明、第 3発明によれば、実在する所定のコースを通るレースゲーム などの背景画像に実在する場所の実際の映像を表示し、テレビ放送のレース番組な どにおいてレーシングカーに搭載されたカメラ映像のような画像を操作者に操作違 和感を与えること無く表示することにより、現実感と臨場感のほか、迫力とスピード感 を向上させることができるため興趣性の向上したレースゲームを提供することができる 。また、レースゲームに不可欠なドライバー視点と車載カメラ視点の表示映像を提供 することができる。第 4発明によれば、画像処理プログラムを記録しておくことができる 。さらに、第 5発明によれば、実在する所定のコースを通るレースゲームなどの背景画 像に実在する場所の実際の映像を操作者に操作違和感を与えること無く表示するこ とで、現実感と臨場感の向上した画像処理装置を提供することができる。
[0018] ここで前記操作違和感を与えること無く表示するということは、前記操作対象物の表 示位置を動力ないようにすることによって前記操作対象物の前後左右の動き (背景 2 動画撮影方向成分の動き及びその垂直方向成分の動き)を、背景画像の相対的な 動きで表現することである。
発明を実施するための最良の形態
[0019] 以下、図面に基づいてこの発明の実施例について、詳細に説明する。 この実施例は、図 8に示すように、表示映像の中心あたりに操作対象物であるプレ 一ヤーカーを後方から見下ろす予め定めた視点で重畳表示するレイアウトの画像を 表示する、図 2に示すようなサーキットコースが実在するものとした、ドライビングゲー ムであるとする。このゲームは図 2に示すサーキットコースの実際の映像を背景に表 示するドライビングゲームであり、プレーヤーカーを操作し、静止状態からスタートし てサーキットを 1周し、スタートした地点（スタート Zゴール地点 301)までのタイムを競 うゲームであるとする。
[0020] また、この実施例における、動画画像ファイルとは、図 2に示すレーシングコースに おいて、ゲーム中プレーヤーカーが通過することができる範囲を含み、ゲーム中の開 始地点（図 2のスタート Zゴール地点 301)から 1周を、一定速度で移動しながら撮影 したものを MPEG (Moving Picture Experts Group)に準拠した方法で圧縮し 、記録媒体 2に記録されているものとする。このファイル構造を図 3に示す。ただし、図 3における各地点の画像イメージは圧縮前のもので、後述する視点変換処理に必要 な領域に分割する座標データ及び各画像撮影位置データ及び撮影方向データを含 んだものである。
[0021] 図 4はこの発明の画像処理装置が適用されるコンピュータ装置の一実施形態を示 す構成ブロック図である。この装置は本体 1と、画像処理プログラムデータと動画画像 ファイルが格納された記録媒体 2、プレーヤーのゲーム操作情報を入力する入力装 置 3、ゲーム中の音を出力するスピーカ 4、ゲーム画面を表示するコンピュータ用ディ スプレイ 5と力もなる。上記した記録媒体 2として、たとえば、図 9に示すような CDRW 2aやフロッピー（登録商標）ディスク 2b、 MD (ミニディスク） 2cのほ力、メモリースティ ック 2dや外付け型又は内蔵型のハードディスク（図示を省略)等を使用することがで きる。記録媒体 2 (2a〜2d)に記録してある画像処理プログラムは、これを、必要に応 じてコンピュータに読み込ませ、かつ、実行させることができる。
[0022] 本体 1の内部には CPU (中央演算処理装置） 100と、 CPU100に接続されたァドレ スバス、データバス、制御バスからなるバスライン 101を持っている。ノ スライン 101に はデータ RAM (メインメモリ） 102、入力インターフェース 103、 ROM104、記録媒体 デコーダ 105、描画プロセッサ 108、伸張回路 110、サウンドプロセッサ 111、増幅器 113が接続される。
[0023] このコンピュータ装置は用途に応じて形態が異なる。例えば、このコンピュータ装置 が業務用ゲーム装置のときは図 1の構成要素すべてが 1つの筐体に納められ、例え ばドライビングゲームのときの入力装置はハンドル、ブレーキ、ァクセノレとなり、 CPU を備える家庭用ゲーム装置の場合はディスプレイ 5とスピーカ 4の代わりに TVモニタ に接続し、入力装置はゲームコントローラーなどになる。
[0024] 次に各構成要素について説明する。まずデータ RAM102にはゲームプログラム本 体、動画画像ファイルを伸張したデータ、ゲームに必要な他のデータ、ワークエリアな どが格納される。
[0025] 入力インターフェース 103は、入力装置からゲームプレーヤーの操作情報を取り出 し、 CPU100が処理できる形にする処理をするところである。
[0026] ROM104はパーソナルコンピュータにおける BIOS (Basic Input Output Sys tern)が相当し、コンピュータ装置の起動処理、記録媒体 2に記録された最初に実行 されるプログラムの読み出しと実行を制御するプログラム、基本入出力装置のドライバ プログラムなどを格納して 、る。
[0027] 記録媒体ドライバ 107は、例えば記録媒体である CD— ROM, DVD-ROM, ノヽ ードディスクドライブなど力もデータをバッファ 106に読み出し、記録媒体デコーダ 10 5で ECC (Error Correction Code)によるエラー補正訂正処理をした後、 CPUの 指示にあわせ、読み出したデータをデータ RAM 102などに送る。
[0028] 描画プロセッサ 108は、 CPU100の指示に基づき、描画バッファ 109の内容を、画 像としてモニタが表示できる信号を作り出すものである。
[0029] 伸張回路 110は、動画に対する MPEGや静止画に対する JPEG (Joint Picture
Experts Group)に準拠された圧縮画像を伸張する処理を行う。この実施形態で は前記動画画像ファイル力も読み出したデータを、実在する場所の実際の画像をレ ースゲームの背景に使用するために、伸張する処理を行う。
[0030] サウンドプロセッサ 111は、 CPU100の指示に基づき、記録媒体に記録された音デ ータを直接、またはー且バッファ 112に格納し、必要に応じてカ卩ェした (サウンドエフ クトを施した)、所定の音楽や効果音を生成する。生成された音は増幅器 113で増 幅され、接続されているスピーカ 4から出力される。
[0031] 図 5は、この発明の実施例におけるレースゲームの背景画像に、動画画像ファイル から、現存する場所の実際の映像を操作違和感無く表示する手順を示すプログラム フローチャートである。
[0032] まずゲーム処理が開始されると、記録媒体 2からデータ RAM102の一部に、プレ 一ヤーカーの画像データなどゲーム中必要な初期化データを読み込んだ (ステップ S1)後、動画画像ファイルが記録媒体 2からデータ RAM102の一部にファイル読み 込みバッファとして確保された領域へ転送され始める (ステップ S 2)。
[0033] 次に、読み込んだデータ量が、読み込みバッファとして確保された量以下で、指定 された量に達したか判定する (ステップ S3)。ここで読み込み量が指定された量に達 した直後、実際のゲームスタートとなる (ステップ S4)。このゲームスタートとは、操作 者であるゲームプレーヤーが操作対象物であるプレーヤーカーの操作を開始できる ようになることである。
[0034] ゲームスタートすると、時間計測を開始し、プレーヤーの操作するプレーヤーカー の現在地点まで (ゲーム開始直後はスタート地点）の背景画像を伸張回路 110によつ て伸張する。ここでプレーヤーカーの重畳表示位置が背景画像の撮影方向中心線 力 撮影方向の垂直方向にどれだけ離れているかを計算し、プレーヤーカーが表示 画像の中心となりプレーヤーカーの表示方向が前回と同じになるように背景画像を 視点変換処理する（ステップ S5)。すなわち、 CPU100が行うステップ S5の処理は前 記操作対象物の表示位置が予め定めた位置となる視点に視点変換した視点変換画 像を作成するための処理である。このとき伸長回路 110が伸長処理をしていると同時 に、伸長済の画像を CPU100などで視点変換処理すれば処理を高速ィ匕することが できる。
[0035] ここでは「特許庁標準技術集、技術分類 A— 10 実写との合成、視点移動できる 2 次元映像と 3次元 CGの合成手法」 t ヽぅ視点変換技術を用いる。例えば視点変換処 理をする前の背景画像（図 1参照）にお 、てプレーヤーカーの重畳表示位置が図 1 に示すように中心より右の位置であった場合、視点変換処理により図 8に示すように プレーヤーカーを表示画像の中心に表示する。次に、伸張され視点変換された背景 画像データを描画バッファ 109に転送する。すなわち、図 1に示す視点変換前のプレ 一ヤーカーは、画面横方向やや右寄りに位置しているのに対し、図 8に示す視点変 換後のプレーヤ一力一は、画面横方向ほぼ中央に位置している。
[0036] この「特許庁標準技術集、技術分類 A— 10 実写との合成、視点移動できる 2次元 映像と 3次元 CGの合成手法」とは、一枚の画像を別のカメラアングル力も見たように 変形し、視点移動が可能な画像合成手法である。 CGと実写の自然な合成画像を得 るためには、実写撮影のカメラの位置、方向、画角を CG映像制作のカメラアングルと 一致させる必要がある。そこで、実写のカメラアングルを CGに一致させるのではなく 、カメラ固定の実写映像を CGのカメラアングルに合わせて変形すれば、容易に合成 できると考えられるという技術であり、画像に設定された情報といくつかの仮定から、 システムは画像を左右、正面壁、天井、床などの領域に分割し、それぞれの 3次元座 標を求めることにより、オリジナル画像の 3次元形状モデルを自動推定する。この 3次 元形状をもとに、 CGのカメラアングルと一致するように 2次元映像を変形することによ り、実写と CGを自然に合成する、という技術である。（出典：「任意の視点移動を表現 する対話的画像再合成」、「情報処理学会研究報告 グラフィックスと CAD 81 - 11 」、（1996年 8月 23日）、堀井洋一、新井清志著、情報処理学会発行）
[0037] 図 5の説明に戻り、引き続き説明する。ここで上述請求項 2に従う合成処理をする場 合、前回表示された背景画像の次から今回表示する背景画像までを合成する (ステ ップ S6)。すなわち、この処理は前回表示のために読み出された背景画像の次から 今回の表示のために読み出された背景画像までの間の背景画像を 1つの背景画像 として出力するための画像合成処理である。この実施例では、合成する画像を描画 バッファ 109に転送し、合成処理は CPU100の指示により描画プロセッサ 108が行う ものとする。
[0038] 例えば、プレーヤーカーが図 2に示す P地点 302で撮影方向（図 2、 P地点 302の 矢印方向）と同じ方向に撮影速度の 3倍の速度で走行している場合、表示する背景 画像は、現在位置の画像と、現在位置 1枚前と 2枚前の画像が合成される。すなわち 後述する再生速度算出処理によると現在位置より 3枚前の画像はすでに表示された ものである力 合成されない。ここではこれら 3枚の画像を 33. 3%ずつアルファブレ ンデイング方法で合成するものとする。
[0039] CPU100の指示で、描画プロセッサ 108は、予め読み込んであったプレーヤ一力 一の画像データと背景画像データを合成した画像を表示する (ステップ S7)。すなわ ち、 CPU100の指示で描画プロセッサ 108が行うステップ S7の処理は、前記視点変 換背景画像に前記操作対象物を重畳表示することである。このとき、動画画像フアイ ルを撮影したときの光源を測定しておき、プレーヤーカーにも同様の光源が当たって いるとする処理、プレーヤーカーの影をつける処理などを行うと、より現実感と臨場感 を出すことができる。
[0040] 次に、 CPU100は入力インターフェース 103からプレーヤー操作情報を取得し (ス テツプ S8)、プレーヤーカーの向きと速度を計算する (ステップ S9)。そして、プレー ヤーカー速度の表示画像撮影方向成分が、動画画像ファイルの撮影速度の何倍に なるか (この何倍かの値を Mとする）を計算する (ステップ S 10)。そして次回に表示さ れる背景画像は、前回計算した Mの小数部分を加算した後の値の整数部分を Nとす ると、現在表示されている画像力も N枚目であることが決定される（ステップ S 11)。す なわち、 CPU100が行うステップ S10からステップ S11までの処理は、前記操作対象 物の操作速度の撮影方向成分に基づいて動画背景画像の再生速度を算出すること である。
[0041] ここでステップ S8からステップ S 11までを、プレーヤーオブジェクトが図 2の P地点 3 02を走行している状態を例に取り、詳細に説明する。現在表示されている画像は、 図 2の P地点 302を含む画像 402であり、この画像を撮影したときの撮影速度を V9 ( 図 6の 501)とする。この図 6の 501の矢印方向は図 2の P地点 302の矢印方向と同じ である。
[0042] まずステップ S8の、プレーヤー操作情報とは、たとえば、プレーヤーがアクセル、ブ レーキをどれだけ効力せて 、るかを示す情報、ハンドルをどちら側へどれだけ回して いるかを示す情報のことである。ステップ S 9にて、アクセルの効きによる加速効果、ブ レーキの効きによる減速効果、空気抵抗などの走行抵抗効果を、プレーヤーカーの 各種パラメータ（重量、エンジン特性、ホイールベース、重心位置など）と、プレーヤ 一力一以外の各種パラメータ (その地点での風向、風力、路面とタイヤの摩擦係数、 路面の傾きなど）とを用いて算出し、その算出結果を用いて次回に表示される背景画 像を決定するためのプレーヤーカーの向きと速度とを計算する。この計算の結果、プ レーヤーカーの向きが、図 6の 503の方向になり、速度が VIになったとする。
[0043] 次にステップ S 10にて、プレーヤーカー速度の表示画像の撮影方向成分が、動画 画像ファイルの撮影速度の何倍になるかといつた値 Mは、図 6の角度差 502を Kとす ると、次式で計算される。
M = VI X cosK / V9 + L
ここで Lとは前回計算した M値の小数部分であり、 Lの値はこの計算後に変更され、 次回のプレーヤーカーの速度が撮影速度の何倍かを算出する再生速度算出処理で 使われる。また、 VI X cosKとは操作対象物操作速度の撮影方向成分に他ならな い。
[0044] そして、ステップ S11において、 Mの整数部分を Nとすると、次回表示する背景画 像は現在表示されている画像力 N枚目であると決定する。すなわち、このときの動 画画像ファイルの再生速度が N倍となったことと同義である。
[0045] ここで CPU100が行う動画画像ファイルの再生速度算出処理について具体例を挙 げて説明する。今、 VIの値が 3. 4、 Kが 0. 0、 V9が 1. 0、 Lの値が 0. 2だったとする と、 Mの値は 3. 6となる。よって Mの整数部分 Nは 3となり、次回表示する背景画像は 現在表示されている画像から 3枚目である。ここで Lの値は 0. 6に変更される。次回 の表示画像を決定する計算において、 VI、 K、 V9の値が変わらな力つたとすると、 Μの値は 4. 0となる。よって Μの整数部分 Νは 4となり、その次に表示する背景画像 は現在表示されている画像力も 4枚目であり、 Lの値は 0. 0に変更される。
[0046] 以上のような再生速度算出処理によって、例えばこの再生速度を決定する計算が 1 秒間に数十回行われ、同じ回数だけ背景を描画するとすると、ゲームプレーヤーから 見て、背景映像がプレーヤーカーの速度にほぼ忠実に動くものとすることができる。
[0047] 図 5の説明に戻り、引き続き説明する。ステップ S12において、動画画像ファイルの 読み込みバッファにある、現在位置背景画像の 1つ前まで (使用され終わった）のデ ータ量だけバッファを空け、ノ ッファの空き容量が指定量以上になったら、動画画像 ファイルの続きを読み込む (ステップ 13)。 [0048] 最後に、プレーヤーカーが 1周してスタートした地点（スタート Zゴール地点 301)に 戻ってきた力 言い換えるとゲームが終了したかを判定し、スタートした地点に戻って きていないときはステップ S5に戻る。スタートした地点に戻ってきたときは、 1周した時 間を保存し、ゲーム終了となる (ステップ S14)。
[0049] 「実施形態の効果」
この実施形態によれば、所定のルートを通るレースゲームの背景画像に実在する 場所の実際の映像を操作者に操作違和感を与えること無く表示することにより、現実 感と臨場感を向上させたレースゲームとなり、ゲームの興趣性が向上する。また、前 回表示された背景画像の次力 今回表示する背景画像までを合成して表示すること により、テレビのレース番糸且における、レーシングカーに搭載されたカメラからの映像 のような、スピード感と迫力のある背景画像を表示するレースゲームとなり、ゲームの 興趣性が向上する。
[0050] 「他の実施形態」
上記の実施形態では、動画画像ファイルの撮影時の速度を一定値とした力 動画 画像ファイルの 1枚 1枚の画像に撮影速度情報を入れることで、動画画像ファイルの 再生速度を計算できる。この場合は一定速度で撮影しなくともよ ヽ。
[0051] また、この実施例ではプレーヤーカー以外のオブジェクトは表示していないが、図 7 に示すような複数台のレースカーで順位を競うレースゲームの場合など、プレーヤー 以外のオブジェクトを合成表示したレースゲームとすることもできる。このプレーヤー 以外のオブジェクトとは、 CPUが操作するオブジェクト、同じコンピュータ装置で他の プレーヤーが操作するオブジェクト、ネットワークを介して他のプレーヤーが操作する オブジェクトなどが考えられる。この図 7は車載カメラ視点力もの画像である。
[0052] 上記実施形態では動画画像ファイルにある圧縮された画像は全て伸張して!/ヽるが 、上記請求項 2の処理を行わない場合、動画画像ファイルの画像圧縮を前後の画像 に依存しない画像圧縮方法で行うことにより、ステップ S5の処理に力かる時間が短縮 され、ゲーム全体が高速処理される。この方法は、コンピュータ装置の画像伸張処理 能力が低い場合に有効である。
[0053] 以上の実施形態らによれば、実在する場所で所定のルートを通り、実際の映像を 背景として表示し、現実感、臨場感、スピード感、迫力のあるコンピュータで実行する タイム又は順位を競うレースゲームを提供することができる。また、背景画像を実在す る場所で撮影すると ヽぅ方法は、仮想三次元空間画像で用いられるポリゴンモデル 作成方法に比べ、一般に背景画像作成に要するコストを安く済ませることができる。
[0054] さらに、この実施形態に用いられた請求項 1〜5の技術は、実在する場所をコースと する、スキーレース、スノーボードレース、スノーモービルレースなどの雪面上でのレ ースゲーム、ジェットスキーレース、ボートレースなどの水面上でのレースゲームとい つた多様なゲームの背景画像を、実在する場所の実際の映像とすることにも適用で きる。
他に、自動車教習シミュレータなどにも適用できる。
図面の簡単な説明
[0055] [図 1]実施例におけるゲーム画像イメージ (視点変換前）
[図 2]実施例における動画画像を撮影した、実在するとしたサーキットコースレイアウト [図 3]実施例における動画画像ファイルの構造 (画像イメージは圧縮前のもの）
[図 4]この発明のコンピュータ装置における一実施形態の構成ブロック図である。
[図 5]この発明の一実施形態を示す、レースゲームにおける、背景画像処理の表示 手順を示すフローチャートである。
[図 6]図 2の P地点 302を走行中のプレーヤーオブジェクトの走行方向と、動画画像フ アイルにある P地点を含む表示中の背景画像の撮影方向
[図 7]プレーヤー以外のオブジェクトを合成表示したレースゲームにおけるゲーム画 像イメージ (車載カメラ視点）
[図 8]実施例におけるゲーム画像イメージ (視点変換後）
[図 9]コンピュータ装置本体及び記録媒体を示す斜視図である。
符号の説明
[0056] 1 コンピュータ装置本体
2 記録媒体
3 入力装置
4 スピーカ ディスプレイモニタ
CPU
ノ スライン
データ RAM
人力インターフェース
ROM
記録媒体デコーダ
記録媒体バッファ
記録媒体ドライバ
描画プロセッサ
描画バッファ
伸張回路
サウンドプロセッサ
サウンドバッファ
増幅器
実施例レースゲーム画面
サーキットコース実写背景画像
プレーヤーカー
サーキットコース
スタート Zゴール地点
プレーヤーカーが走行中の P地点、矢印はこの地点での動画撮影方向 動画画像ファイル全体映像
スタート地点の画像
P地点を含む画像
ゴール地点の画像
P地点 302
動画画像ファイル撮影方向
動画画像ファイル撮影方向とプレーヤ一力一進行方向の角度差 503 プレーヤーカー進行方向
600 プレーヤー以外のオブジェクトを合成表示したレースゲームにおけるゲーム画 面
601 サーキットコース実写背景画像
602 プレーヤーカー
603 プレーヤー以外のオブジェクト 1
604 プレーヤー以外のオブジェクト 2

Claims

請求の範囲
[1] 操作対象物の操作情報に基づいて操作速度と操作方向を出力する処理と、
前記操作速度の撮影方向成分に基づいて実写動画背景画像の再生速度を算出 する処理と、
前記再生速度に基づいて読み出された背景画像を前記操作対象物の表示位置が 予め定めた位置となる視点カゝら視点変換した視点変換背景画像を作成する処理と、 前記視点変換背景画像に前記操作対象物を重畳表示する処理と、を少なくとも含 む
ことを特徴とする処理をコンピュータに実行させるための画像処理プログラム。
[2] さらに、前回の表示のために前記動画背景画像力 読み出された背景画像の次力 今回の表示のために読み出された背景画像までの間の背景画像を合成して 1つの 背景画像として出力するための画像合成処理と、を含む
ことを特徴とする処理をコンピュータに実行させるための請求項 1記載の画像処理 プログラム。
[3] レースゲームに上記処理を適用させる
ことを特徴とする処理をコンピュータに実行させるための請求項 1または 2記載の画 像処理プログラム。
[4] 請求項 1乃至 3何れか記載のコンピュータで読み取り可能な画像処理プログラムを記 録した記録媒体。
[5] 操作対象物の操作情報に基づ！、て操作速度と操作方向を出力する操作情報出力 手段と、
前記操作速度の撮影方向成分に基づいて実写動画背景画像の再生速度を算出 するための再生速度算出手段と、
前記再生速度に基づいて読み出された背景画像を前記操作対象物の表示位置が 予め定めた位置となる視点カゝら視点変換した視点変換背景画像を作成するための 視点変換手段と、
前記視点変換背景画像に前記操作対象物を重畳表示するための重畳表示手段と 、を少なくとも含むことを特徴とする画像処理装置。
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