(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
魚眼レンズを通して撮影されたゲーム画像を生成するべく、バッファの非表示エリアに格納され魚眼レンズを通さない画像である原画像を意図的に歪ませた変形画像を表示画面上に生成する３次元画像処理プログラムであって、コンピュータを備えたビデオゲーム装置を、
前記原画像を格納する原画像記憶部と、
複数のポリゴンから構成され、平面の少なくとも一部を３次元空間上で歪ませた形状を有する３次元モデルとを格納するモデル記憶部と、
前記原画像を読み出して所定の大きさの小画像に分割し、小画像毎の画像をテクスチャとして、前記３次元モデルの対応する領域に変形して貼り付ける画像貼付部と、
前記原画像の貼り付けられた前記３次元モデルを所定のカメラ視点から見た画像である変形画像を表示画面上に描画する変形画像描画部として機能させることを特徴とする３次元画像処理プログラム。
【請求項２】
前記３次元モデルは、外周が長方形の形状を有する平面と、回転楕円面状の曲面を前記平面によって切り取った曲面とを結合した形状を有することを特徴とする請求項１に記載の３次元画像処理プログラム。
【請求項３】
前記ビデオゲーム装置を、更に、前記平面に垂直な方向に前記回転楕円面状の曲面を拡縮することによって前記３次元モデルを変形するモデル変形部として機能させることを特徴とする請求項２に記載の３次元画像処理プログラム。
【請求項４】
前記所定のカメラ視点は、前記３次元モデルを構成する平面の略中心を通り、該平面に垂直な直線上にあることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の３次元画像処理プログラム。
【請求項５】
前記ビデオゲーム装置を、更に、前記変形画像描画部によって描画された前記変形画像を格納する変形画像記憶部と、
前記原画像と変形画像とを読み出して、１画面の画像に合成する画像合成部と、
前記画像合成部によって合成された合成画像を表示画面上に描画する合成画像描画部として機能させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の３次元画像処理プログラム。
【請求項６】
前記原画像記憶部は、互いに異なったカメラ視点から撮られた２つの原画像である第１原画像と第２原画像とをそれぞれ格納する第１原画像記憶部及び第２原画像記憶部とを備え、
前記変形画像記憶部は、前記第１原画像の変形画像を格納しており、
前記画像合成部は、第２原画像と変形画像とを合成することを特徴とする請求項５に記載の３次元画像処理プログラム。
【請求項７】
魚眼レンズを通して撮影されたゲーム画像を生成するべく、バッファの非表示エリアに格納され魚眼レンズを通さない画像である原画像を意図的に歪ませた変形画像を表示画面上に生成するコンピュータを備えたビデオゲーム装置の３次元画像処理方法であって、
前記ビデオゲーム装置の原画像記憶部に、原画像を格納し、
前記ビデオゲーム装置のモデル記憶部に、複数のポリゴンから構成され、平面の少なくとも一部を３次元空間上で歪ませた形状を有する３次元のポリゴンモデルとを格納しており、
前記ビデオゲーム装置の画像貼付部が、前記原画像を読み出して所定の大きさの小画像に分割し、小画像毎の画像をテクスチャとして、前記３次元モデルの対応する領域に変形して貼り付け、
前記ビデオゲーム装置の変形画像描画部が、前記原画像の貼り付けられた前記３次元モデルを所定のカメラ視点から見た画像である変形画像を表示画面上に描画することを特徴とする３次元画像処理方法。
【請求項８】
魚眼レンズを通して撮影されたゲーム画像を生成するべく、バッファの非表示エリアに格納され魚眼レンズを通さない画像である原画像を意図的に歪ませた変形画像を表示画面上に生成する３次元画像処理装置であって、
原画像を格納する原画像記憶手段と、
複数のポリゴンから構成され、平面の少なくとも一部を３次元空間上で歪ませた形状を有する３次元モデルを格納するモデル記憶手段と、
前記原画像記憶手段から原画像を読み出して所定の大きさの小画像に分割し、小画像毎の画像をテクスチャとして、前記３次元モデルの対応する領域に変形して貼り付ける画像貼付手段と、
前記原画像の貼り付けられた前記３次元モデルを所定のカメラ視点から見た画像である変形画像を表示画面上に描画する変形画像描画手段とを備えたことを特徴とする３次元画像処理装置。
【請求項９】
請求項８に記載の３次元画像処理装置と、
画像を表示するための画像表示手段と、
ゲームプログラムデータが記録されたプログラム記憶手段と、
外部から操作可能な操作手段とを備え、
上記３次元画像処理装置は、上記ゲームプログラムデータに従って画像表示手段に画像を表示することを特徴とするビデオゲーム装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばビデオゲーム装置などに適用される、原画像を意図的に歪ませた変形画像を表示画面上に生成すべく所定の画像処理を施す３次元画像処理技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、キャラクタをモニタ画面内に作成される擬似３次元上に表示するようにした種々のゲーム装置が普及している。かかるゲーム装置として、スキー・サーフィン・モータボート・スノーボード・スケートボード・カーレース等を模擬したものが知られている。このようなゲーム装置においては、キャラクタが擬似３次元上を移動している画像は、スピード感が感じられるようにすると臨場感が増し、ゲームの興趣性が向上する。
【０００３】
一方、スキー・サーフィン・モータボート・スノーボード・スケートボード・カーレース等の現実の撮影においては、臨場感を向上させる目的で、魚眼レンズを使用してスピード感を増大させる技術が実施されている。従って、ゲーム装置においても、魚眼レンズを通して撮影されたような画像をゲーム装置のモニタ画面上に表示することによって、スピード感を増大させ臨場感を向上させることが可能となる。
【０００４】
従来は、魚眼レンズを通して撮影されたような画像を作成する処理（この処理を魚眼処理という）には、以下に述べる方法が用いられていた。まず、図７（ａ）に示すように原画像（魚眼レンズを通さない通常の画像）を所定の大きさの小画像に分割する。つぎに、図７（ｂ）に示すように画像中心を中心とする楕円形の領域ＥＰ（魚眼領域という）をとり、この領域内の画像が魚眼レンズを通して撮影されたような画像となるように小画像毎の画像領域を変形する。そして、図７（ａ）の小画像毎の画像をテクスチャとして、図７（ｂ）の対応する領域に変形して貼り付ける。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図８に示す原画像に、上記方法によって魚眼処理を施して得られた画像を図９に示す。図９に示すように、魚眼領域の外縁部近傍において、実際に魚眼レンズを通して撮影された場合には原画像における直線が滑らかな曲線に変形されるのに対して、原画像における直線が折れ線状に変形され不自然な画像となっている。
【０００６】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、原画像を意図的に歪ませた自然なタッチの変形画像を表示画面上に生成する３次元画像処理方法、装置、３次元画像処理プログラム及びビデオゲーム装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の３次元画像処理プログラムは、魚眼レンズを通して撮影されたゲーム画像を生成するべく、バッファの非表示エリアに格納され魚眼レンズを通さない画像である原画像を意図的に歪ませた変形画像を表示画面上に生成する３次元画像処理プログラムであって、コンピュータを備えたビデオゲーム装置を、前記原画像を格納する原画像記憶部と、複数のポリゴンから構成され、平面の少なくとも一部を３次元空間上で歪ませた形状を有する３次元モデルとを格納するモデル記憶部と、前記原画像を読み出して所定の大きさの小画像に分割し、小画像毎の画像をテクスチャとして、前記３次元モデルの対応する領域に変形して貼り付ける画像貼付部と、前記原画像の貼り付けられた前記３次元モデルを所定のカメラ視点から見た画像である変形画像を表示画面上に描画する変形画像描画部として機能させることを特徴としている。
【０００８】
請求項７に記載の３次元画像処理方法は、魚眼レンズを通して撮影されたゲーム画像を生成するべく、バッファの非表示エリアに格納され魚眼レンズを通さない画像である原画像を意図的に歪ませた変形画像を表示画面上に生成するコンピュータを備えたビデオゲーム装置の３次元画像処理方法であって、前記ビデオゲーム装置の原画像記憶部に、原画像を格納し、前記ビデオゲーム装置のモデル記憶部に、複数のポリゴンから構成され、平面の少なくとも一部を３次元空間上で歪ませた形状を有する３次元のポリゴンモデルとを格納しており、前記ビデオゲーム装置の画像貼付部が、前記原画像を読み出して所定の大きさの小画像に分割し、小画像毎の画像をテクスチャとして、前記３次元モデルの対応する領域に変形して貼り付け、前記ビデオゲーム装置の変形画像描画部が、前記原画像の貼り付けられた前記３次元モデルを所定のカメラ視点から見た画像である変形画像を表示画面上に描画することを特徴としている。
【０００９】
請求項８に記載の３次元画像処理装置は、魚眼レンズを通して撮影されたゲーム画像を生成するべく、バッファの非表示エリアに格納され魚眼レンズを通さない画像である原画像を意図的に歪ませた変形画像を表示画面上に生成する３次元画像処理装置であって、原画像を格納する原画像記憶手段と、複数のポリゴンから構成され、平面の少なくとも一部を３次元空間上で歪ませた形状を有する３次元モデルを格納するモデル記憶手段と、前記原画像記憶手段から原画像を読み出して所定の大きさの小画像に分割し、小画像毎の画像をテクスチャとして、前記３次元モデルの対応する領域に変形して貼り付ける画像貼付手段と、前記原画像の貼り付けられた前記３次元モデルを所定のカメラ視点から見た画像である変形画像を表示画面上に描画する変形画像描画手段とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
上記の発明によれば、原画像と、複数のポリゴンから構成され、平面の少なくとも一部を３次元空間上で歪ませた形状を有する３次元のポリゴンモデルとが格納されており、原画像が読み出されて所定の大きさの小画像に分割され、小画像毎の画像がテクスチャとして、３次元モデルの対応する領域に変形して貼り付けられ、原画像の貼り付けられたポリゴンモデルが所定のカメラ視点から見た画像が表示画面上に描画されるため、原画像を意図的に歪ませた自然なタッチの変形画像が得られる。
【００１１】
請求項２に記載の３次元画像処理プログラムは、前記３次元モデルが、外周が長方形の形状を有する平面と、回転楕円面状の曲面を前記平面によって切り取った曲面とを結合した形状を有することを特徴としている。上記の発明によれば、３次元モデルが、外周が長方形の形状を有する平面と、回転楕円面状の曲面を前記平面によって切り取った曲面とを結合した形状を有するため、回転楕円面状の曲面に貼り付けられた部分の画像については、変形画像描画手段によって魚眼レンズを通して撮影された画像のように変形された変形画像が得られる。
【００１２】
請求項３に記載の３次元画像処理プログラムは、前記ビデオゲーム装置を、更に、前記平面に垂直な方向に前記回転楕円面状の曲面を拡縮することによって前記３次元モデルを変形するモデル変形部として機能させることを特徴としている。上記の発明によれば、モデル変形部によって、平面に垂直な方向に回転楕円面状の曲面が拡縮され、３次元モデルが変形されるため、回転楕円面状の曲面に貼り付けられた部分の画像については、画像の変形度合いの異なる魚眼レンズを通して撮影された画像のように、変形度合いの異なる変形画像が容易に得られる。
【００１３】
請求項４に記載の３次元画像処理プログラムは、前記所定のカメラ視点が、前記３次元モデルを構成する平面の略中心を通り、該平面に垂直な直線上にあることを特徴としている。上記の発明によれば、カメラ視点が３次元モデルを構成する平面の略中心を通り平面に垂直な直線上にあるため、魚眼レンズを通して魚眼レンズの軸芯上にあるカメラ視点から撮影された画像のように、自然に変形された画像が得られる。
【００１４】
請求項５に記載の３次元画像処理プログラムは、前記ビデオゲーム装置を、更に、前記変形画像描画部によって描画された前記変形画像を格納する変形画像記憶部と、前記原画像と変形画像とを読み出して、１画面の画像に合成する画像合成部と、前記画像合成部によって合成された合成画像を表示画面上に描画する合成画像描画部として機能させることを特徴としている。上記の発明によれば、原画像と変形画像とが合成された合成画像が表示画面上に描画されるため、臨場感が高められる。
【００１５】
請求項６に記載の３次元画像処理プログラムは、前記原画像記憶部が、互いに異なったカメラ視点から撮られた２つの原画像である第１原画像と第２原画像とをそれぞれ格納する第１原画像記憶部及び第２原画像記憶部とを備え、前記変形画像記憶部が、前記第１原画像の変形画像を格納しており、前記画像合成部が、第２原画像と変形画像とを合成することを特徴としている。上記の発明によれば、互いに異なったカメラ視点から撮られた２つの原画像の内、一方の原画像の変形画像と他方の原画像とが合成された合成画像が表示画面上に描画されるため、描画された合成画像は２台のカメラによって撮影されたように見え、臨場感が更に高められる。
【００１６】
請求項９記載のビデオゲーム装置は、請求項８に記載の３次元画像処理装置と、画像を表示するための画像表示手段と、ゲームプログラムデータが記録されたプログラム記憶手段と、外部から操作可能な操作手段とを備え、上記３次元画像処理装置が、上記ゲームプログラムデータに従って画像表示手段に画像を表示することを特徴としている。上記の発明によれば、３次元画像処理装置によって原画像を意図的に歪ませた自然なタッチの変形画像が得られ、プログラム記憶手段に記録されたゲームプログラムデータに従って画像表示手段に変形画像が表示されるビデオゲーム装置が実現される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るビデオゲーム装置の一実施形態を示すブロック構成図である。このビデオゲーム装置は、ゲーム機本体ＧＭと、プログラムデータが記録された記録媒体２００とを備えている。ゲーム機本体ＧＭは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１と、ＣＰＵ１に接続されたアドレスバス、データバス、コントロールバスからなるバスライン２と、グラフィックスデータ生成プロセッサ３とを備えている。
【００１８】
バスライン２には、インターフェース回路４、ＲＡＭ（Random Access Memory）等からなるメインメモリ５、ＲＯＭ（Read Only Memory）６、伸張回路７、パラレルポート８、シリアルポート９、描画プロセッサ１０、音声プロセッサ１１、デコーダ１２、インターフェース回路１３が接続されている。描画プロセッサ１０には、バッファ２１が接続されると共に、テレビジョンモニタ（以下、「モニタ」という。）２２が接続され、音声プロセッサ１１には、バッファ２３が接続されると共に、増幅回路２４を介してスピーカ２５が接続されている。また、デコーダ１２には、バッファ２６が接続されると共に、記録媒体ドライバ２７が接続され、インターフェース回路１３には、メモリ２８が接続されると共に、コントローラ２９が接続されている。
【００１９】
このビデオゲーム装置は、用途に応じてその形態が異なる。例えば、このビデオゲーム装置が家庭用として構成されている場合においては、モニタ２２及びスピーカ２５はゲーム機本体ＧＭとは別体となる。一方、このビデオゲーム装置が業務用として構成されている場合においては、図１に示す構成要素はすべて１つの筺体に収納される。また、このビデオゲーム装置がパーソナルコンピュータやワークステーションを核として構成されている場合においては、モニタ２２は、コンピュータ用のディスプレイに対応し、描画プロセッサ１０、音声プロセッサ１１、伸張回路７は、それぞれ記録媒体２００に記録されているプログラムデータの一部またはコンピュータの拡張スロットに搭載される拡張ボード上のハードウエアに対応し、インターフェース回路４、パラレルポート８、シリアルポート９及びインターフェース回路１３は、コンピュータの拡張スロットに搭載される拡張ボード上のハードウエアに対応する。また、バッファ２１，２３，２６は、それぞれメインメモリ５または拡張メモリ（図示省略）の各エリアに対応する。なお、本実施形態では、このビデオゲーム装置が家庭用として構成されている場合を例にして説明する。
【００２０】
次に、図１に示す各構成要素について説明する。グラフィックスデータ生成プロセッサ３は、ＣＰＵ１のいわばコプロセッサとしての役割を果たす。すなわち、このグラフィックスデータ生成プロセッサ３は、座標変換や光源計算、例えば固定小数点形式の行列やベクトルの演算を、並列処理により行う。このグラフィックスデータ生成プロセッサ３が行う主な処理としては、ＣＰＵ１から供給される画像データの２次元または３次元空間内における各頂点の座標データと、移動量データと、回転量データとに基づいて、処理対象画像の表示エリア上におけるアドレスを求め、当該アドレスデータを、再びＣＰＵ１に返す処理や、仮想的に設定された光源からの距離に応じて画像の輝度を計算する処理等がある。
【００２１】
インターフェース回路４は、周辺デバイス、例えばマウスやトラックボール等のポインティングデバイス等のインターフェース用である。ＲＯＭ６には、ビデオゲーム装置のオペレーティングシステムとしてのプログラムデータが記憶されている。パーソナルコンピュータで言えば、ＢＩＯＳ(Basic Input Output System)に相当する。
【００２２】
伸張回路７は、動画に対するＭＰＥＧ(Moving Picture Engineering Group)や静止画に対するＪＰＥＧ(Joint Picture Engineering Group)に準拠したイントラ符号化により圧縮された圧縮画像に対し、伸張処理が施される。伸張処理は、デコード処理(VLC：Variable Length Codeによりエンコードされたデータのデコード)、逆量子化処理、ＩＤＣＴ(Inverse Discrete Cosine Transform)処理、イントラ画像の復元処理等である。描画プロセッサ１０は、所定時間Ｔ（１フレーム、例えばＴ＝1／60秒）ごとに、ＣＰＵ１による描画命令に基づいて、バッファ２１に対する描画処理を行う。
【００２３】
バッファ２１は、例えばＲＡＭからなり、表示エリア(フレームバッファ)と非表示エリアとからなる。表示エリアは、モニタ２２の表示面上に表示するデータの展開エリアからなる。本実施形態においては、非表示エリアは、スケルトンを定義するデータ、ポリゴンを定義するモデルデータ、モデルに動きを行わせるアニメデータ及び各アニメの内容を示すパターンデータの他、テクスチャデータやカラーパレットデータ等の記憶エリアからなる。
【００２４】
ここで、テクスチャデータは、２次元の画像データである。カラーパレットデータは、テクスチャデータ等の色を指定するためのデータである。これらのデータは、記録媒体２００から一度に、またはゲームの進行状況に合致して複数回に分けて、ＣＰＵ１により予めバッファ２１の非表示エリアに記録される。描画命令としては、ポリゴンを用いて立体的な画像を描画するための描画命令と、通常の２次元画像を描画するための描画命令とがある。ここで、ポリゴンは、多角形の２次元仮想図形であり、本実施形態においては四角形が用いられる。ポリゴンを用いて立体的な画像を描画するための描画命令は、バッファ２１の表示エリア上におけるポリゴン頂点アドレスデータ、ポリゴンに貼り付けるテクスチャデータのバッファ２１上における記憶位置を示すテクスチャアドレスデータ、テクスチャデータの色を示すカラーパレットデータのバッファ２１上における記憶位置を示すカラーパレットアドレスデータ並びにテクスチャの輝度を示す輝度データのそれぞれに対して行われるものである。
【００２５】
これらのデータのうち、表示エリア上のポリゴン頂点アドレスデータは、グラフィックスデータ生成プロセッサ３が、ＣＰＵ１からの３次元空間上におけるポリゴン頂点座標データを、画面自体の移動量データ及び回転量データに基づいて座標変換することによって２次元上でのポリゴン頂点座標データに置換されたものである。また、輝度データは、グラフィックスデータ生成プロセッサ３が、ＣＰＵ１からの上記座標変換後のポリゴン頂点座標データが示す位置から、仮想的に配置された光源間での距離に基づいて決定される。上記ポリゴン頂点アドレスデータは、バッファ２１の表示エリア上のアドレスを示し、描画プロセッサ１０は、３個のポリゴン頂点アドレスデータで示されるバッファ２１の表示エリアの範囲に対応するテクスチャデータを書き込む処理を行う。
【００２６】
仮想ゲーム空間内におけるキャラクタ等の物体は多数のポリゴンで構成される。ＣＰＵ１は、各ポリゴンの３次元空間上の座標データを対応するスケルトンのベクトルデータと関連させてバッファ２１に記憶する。そして、後述するコントローラ２９の操作により、表示面上でキャラクタを移動させる場合、言い換えれば、キャラクタそのものの動きを表現する場合またはキャラクタを見ている視点位置を変える場合、次のような処理が行われる。
【００２７】
すなわち、ＣＰＵ１は、グラフィックスデータ生成プロセッサ３に対し、バッファ２１の非表示エリア内に保持している各ポリゴンの頂点の３次元座標データと、スケルトンの座標及びその回転量のデータから求められた各ポリゴンの移動量データ及び回転量データを与える。グラフィックスデータ生成プロセッサ３は、各ポリゴンの頂点の３次元座標データと、各ポリゴンの移動量データ及び回転量データとに基づいて、順次、各ポリゴンの移動後及び回転後の３次元座標データを求める。このようにして求められた各ポリゴンの３次元座標データのうち、水平及び垂直方向の座標データが、バッファ２１の表示エリア上のアドレスデータ、すなわちポリゴン頂点アドレスデータとして、描画プロセッサ１０に供給される。描画プロセッサ１０は、３個のポリゴン頂点アドレスデータによって示されるバッファ２１の三角形の表示エリア上に、予め割り当てられているテクスチャアドレスデータが示すテクスチャデータを書き込む。これによって、モニタ２２の表示面上には、多数のポリゴンにテクスチャデータの貼り付けられた物体が表示される。
【００２８】
通常の２次元画像を描画するための描画命令は、頂点アドレスデータ、テクスチャアドレスデータ、テクスチャデータの色を示すカラーパレットデータのバッファ２１上における記憶位置を示すカラーパレットアドレスデータ並びにテクスチャの輝度を示す輝度データのそれぞれに対して行われるものである。これらのデータのうち、頂点アドレスデータは、グラフィックスデータ生成プロセッサ３がＣＰＵ１からの２次元平面上における頂点座標データをＣＰＵ１からの移動量データ及び回転量データに基づいて、座標変換して得られる座標データである。
【００２９】
音声プロセッサ１１は、記録媒体２００から読み出されたＡＤＰＣＭ（Adaptive Differential Pulse Code Modulation）データをバッファ２３に記載し、このバッファ２３に記憶されたＡＤＰＣＭデータを音源とする。そして、音声プロセッサ１１は、ＡＤＰＣＭデータを例えば周波数44.1kHzのクロック信号に基づき読み出す。そして、音声プロセッサ１１は、バッファ２３から読み出したＡＤＰＣＭデータに対し、ピッチの変換、ノイズの付加、エンベロープの設定、レベルの設定、リバーブの付加等の処理を施す。
【００３０】
記録媒体２００から読み出される音声データがＣＤ−ＤＡ(Compact Disk Digital Audio)等のＰＣＭデータの場合においては、音声プロセッサ１１によりＡＤＰＣＭデータに変換される。また、ＰＣＭデータに対するプログラムデータによる処理はメインメモリ５上において直接行われる。メインメモリ５上において処理されたＰＣＭデータは、音声プロセッサ１１に供給されてＡＤＰＣＭデータに変換された後に上述した各種処理が施され、その後に音声としてスピーカ２５から出力される。
【００３１】
記録媒体ドライバ２７は、例えばＣＤ−ＲＯＭドライブ、ハードディスクドライブ、光ディスクドライブ、フレキシブルディスクドライブ、シリコンディスクドライブ、カセット媒体読み取り機等である。記録媒体２００は、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、光ディスク、フレキシブルディスク、半導体メモリ等である。記録媒体ドライバ２７は、記録媒体２００から画像、音声、プログラムデータを読み出し、読み出したデータをデコーダ１２に供給する。デコーダ１２は、記録媒体ドライバ２７からの再生データに対し、ＥＣＣ(Error Correction Code)によるエラー訂正処理を施し、エラー訂正処理を施したデータを、メインメモリ５または音声プロセッサ１１に供給する。メモリ２８は、例えば、ホルダ及びカード型のメモリからなる。カード型のメモリは、例えばゲームの途中で中断した場合の中断時点での状態を保持する等のように、中断時点での各種ゲームパラメータを保持するためのものである。
【００３２】
コントローラ２９は、外部から操作可能な操作手段で、第１左ボタン２９Ｌ１、第２左ボタン２９Ｌ２、第１右ボタン２９Ｒ１、第２右ボタン２９Ｒ２、上方向キー２９Ｕ、下方向キー２９Ｄ、左方向キー２９Ｌ、右方向キー２９Ｒ、スタートボタン２９ａ、セレクトボタン２９ｂ、第１ボタン２９ｃ、第２ボタン２９ｄ、第３ボタン２９ｅ、第４ボタン２９ｆ、左スティック２９ＳＬ及び右スティック２９ＳＲを備え、遊技者の操作に応じた操作信号をＣＰＵ１に送出するものである。上方向キー２９Ｕ、下方向キー２９Ｄ、左方向キー２９Ｌ、及び右方向キー２９Ｒは、遊技者がＣＰＵ１に対し、例えばキャラクタやカーソルをモニタ２２の画面上で上下左右に移動させるコマンドを与えるものである。スタートボタン２９ａは、遊技者が、記録媒体２００からロードされるゲームプログラムデータの開始をＣＰＵ１に指示するためのものである。セレクトボタン２９ｂは、遊技者が、記録媒体２００からメインメモリ５にロードされるゲームプログラムデータに関する各種選択をＣＰＵ１に指示するためのものである。
【００３３】
コントローラ２９のうちで、左スティック２９ＳＬ及び右スティック２９ＳＲを除く各ボタン及び各キーは、外部からの押圧力により中立位置から押圧されるとオンになり、押圧力が解除されると上記中立位置に復帰してオフになるオンオフスイッチからなる。左スティック２９ＳＬ及び右スティック２９ＳＲは、いわゆるジョイスティックとほぼ同一構成のスティック型コントローラである。すなわち、直立したスティックを有し、このスティックの所定位置を支点として前後左右を含む３６０°方向に亘って傾倒可能な構成になっている。そして、スティックの傾倒方向及び傾倒角度に応じて、直立位置を原点とする左右方向のｘ座標及び前後方向のｙ座標の値が、インターフェース回路１３を介して、操作信号としてＣＰＵ１に送出されるようになっている。なお、第１左ボタン２９Ｌ１、第２左ボタン２９Ｌ２、第１右ボタン２９Ｒ１及び第２右ボタン２９Ｒ２の機能は、記録媒体２００からロードされるゲームプログラムデータによって異なる。
【００３４】
次に、このビデオゲーム装置の概略動作について説明する。電源スイッチ（図示省略）がオンにされ、ビデオゲーム装置に電源が投入される。この時、記録媒体２００が記録媒体ドライバ２７に装填されていると、ＣＰＵ１が、ＲＯＭ６に記憶されているオペレーティングシステムに基づいて、記録媒体ドライバ２７に対し記録媒体２００からのプログラムデータの読み出しを指示する。これにより、記録媒体ドライバ２７は、記録媒体２００から画像、音声及びプログラムデータを読み出す。読み出された画像、音声及びプログラムデータは、デコーダ１２に供給され、ここで、エラー訂正処理が施される。
【００３５】
デコーダ１２においてエラー訂正処理が施された画像データは、バスライン２を介して伸張回路７に供給され、ここで、上述した伸張処理が施された後に、描画プロセッサ１０に供給され、この描画プロセッサ１０により、バッファ２１の非表示エリアに書き込まれる。また、デコーダ１２においてエラー訂正処理が施された音声データは、メインメモリ５に書き込まれるか、または音声プロセッサ１１に供給されてバッファ２３に書き込まれる。そして、デコーダ１２においてエラー訂正処理が施されたプログラムデータは、メインメモリ５に書き込まれる。以降、ＣＰＵ１は、メインメモリ５に記憶されているゲームプログラムデータ、及び遊技者がコントローラ２９を介して指示する内容に基づいて、ゲームを進行する。すなわち、ＣＰＵ１は、コントローラ２９を介して遊技者から指示される指示内容に基づいて、適宜、画像処理の制御、音声処理の制御、内部処理の制御を行う。
【００３６】
画像処理の制御として、本実施形態においては、例えば、キャラクタに指示されるアニメに該当するパターンデータから、各スケルトンの座標の計算及びポリゴンの頂点座標データの計算、得られた３次元座標データや視点位置データのグラフィックスデータ生成プロセッサ３への供給、グラフィックスデータ生成プロセッサ３が求めたバッファ２１の表示エリア上のアドレスデータや輝度データを含む描画命令の発行等を行う。音声処理の制御として、例えば音声プロセッサ１１に対する音声出力コマンドの発行、レベル、リバーブ等の指定を行う。内部処理の制御として、例えば、コントローラ２９の操作に応じた演算等を行う。
【００３７】
デコーダ１２においてエラー訂正処理が施された画像データは、バスライン２を介して伸張回路７に供給され、ここで、上述した伸張処理が施された後に、描画プロセッサ１０に供給され、この描画プロセッサ１０により、バッファ２１の非表示エリアに書き込まれる。また、デコーダ１２においてエラー訂正処理が施された音声データは、メインメモリ５に書き込まれるか、または音声プロセッサ１１に供給されてバッファ２３に書き込まれる。また、デコーダ１２においてエラー訂正処理が施されたプログラムデータは、メインメモリ５に書き込まれる。以降、ＣＰＵ１は、メインメモリ５に記憶されているゲームプログラムデータ、及び遊技者がコントローラ２９を介して指示する内容に基づいて、ゲームを進行する。すなわち、ＣＰＵ１は、コントローラ２９を介して遊技者から指示される指示内容に基づいて、適宜、画像処理の制御、音声処理の制御、内部処理の制御を行う。
【００３８】
図２は、本発明の３次元画像処理装置の主要部を示すブロック図である。バッファ２１は、原画像を格納する原画像記憶部２１０と、複数のポリゴンから構成され、平面の少なくとも一部を３次元空間上で歪ませた形状を有する３次元モデルを格納するモデル記憶部２１１と、後述する変形画像を格納する変形画像記憶部２１２とフレームバッファ（表示エリア）２１３とを備えている。なお、原画像記憶部２１０とモデル記憶部２１１と変形画像記憶部２１２とは、前述の非表示エリアに含まれている。原画像記憶部２１０は、互いに異なったカメラ視点から撮られた第１原画像と第２原画像とをそれぞれ格納する第１原画像記憶部２１０１と第２原画像記憶部２１０２とから構成されている。
【００３９】
描画プロセッサ１０は、第１原画像記憶部２１０１から第１原画像を読み出して、モデル記憶部２１１から３次元モデルを読み出して、前記第１原画像をテクスチャとして前記３次元モデルに貼り付ける画像貼付部１００と、原画像の貼り付けられた前記３次元モデルを所定のカメラ視点から見た画像である変形画像をフレームバッファ２１３に書き込むことによってモニタ２２上に描画し、描画された変形画像を変形画像記憶部２１２に格納する変形画像描画部１０１と、モデル記憶部２１１から３次元モデルを読み出して、３次元モデルを変形して、モデル記憶部２１１に格納するモデル変形部１０２と、変形画像記憶部２１２から変形画像を読み出して、第２原画像記憶部２１０２から第２原画像を読み出して、変形画像と第２原画像とを合成して合成画像を作成する画像合成部１０３と、画像合成部１０３によって作成された合成画像をフレームバッファ２１３に書き込むことによってモニタ２２上に描画する合成画像描画部１０４とを備えている。
【００４０】
図３は、モデル記憶部２１１に格納される３次元モデルの一例である。３次元モデルは、外周が長方形の形状を有する平面ＦＭと、回転楕円面状の曲面を前記平面ＦＭによって切り取った曲面ＥＭ１（ＥＭ２）とを結合した形状を有している。平面ＦＭと曲面ＥＭ１（ＥＭ２）との境界線ＥＥ１（ＥＥ２）は楕円となっている。図３の（ａ）は、曲面ＥＭ１がカメラ視点側に凸の場合であり、（ｂ）は、曲面ＥＭ２がカメラ視点側に凹の場合である。なお、３次元モデルは、モデル変形部１０２によって、平面ＦＭに垂直な方向に前記回転楕円面状の曲面が拡縮されて変形される。３次元モデルを変形することによって、変形画像の原画像からの歪み具合を変更することが可能となる。
【００４１】
画像貼付部１００は、第１原画像記憶部２１０１から第１原画像を読み出して、モデル記憶部２１１から３次元モデルを読み出す。そして、前記第１原画像を図７（ａ）に示すように所定の大きさの小画像に分割し、小画像毎の画像をテクスチャとして、例えば、図３（ａ）に示すような３次元モデルの対応する領域に変形して貼り付けるものである。
【００４２】
変形画像描画部１０１は、画像貼付部１００によって原画像の貼り付けられた３次元モデルを所定のカメラ視点から見た画像である変形画像をフレームバッファ２１３に書き込むことによってモニタ２２上に描画し、描画された変形画像を変形画像記憶部２１２に格納するものである。前記所定のカメラ視点は、図３（ａ）に示す３次元モデルを構成する平面ＦＭの略中心を通り、平面ＦＭに垂直な直線上にある。
【００４３】
画像合成部１０３は、変形画像記憶部２１２から変形画像を読み出して縮小して、第２原画像を第２原画像記憶部２１０２から読み出して、縮小された変形画像と第２原画像とを１画面の画像に合成して合成画像を作成するものである。
【００４４】
図４は、本発明の３次元画像処理の概要を示すフローチャートである。なお、ここでは、モデル変形部１０２によって３次元モデルの変形を行なわない（あるいは、予め行なわれている）場合について説明する。まず、画像貼付部１００によって、以下の処理が行なわれる。第１原画像記憶部２１０１から第１原画像が読み出される（ＳＴ１）。次いで、モデル記憶部２１１から３次元モデルが読み出される（ＳＴ３）。そして、第１原画像がテクスチャとして３次元モデルに貼り付けられる（ＳＴ５）。
【００４５】
つぎに、変形画像描画部１０１によって、原画像の貼り付けられた３次元モデルが所定のカメラ視点から見た画像である変形画像がフレームバッファ２１３に書き込まれることによってモニタ２２上に描画され、描画された変形画像が変形画像記憶部２１２に格納される（ＳＴ７）。そして、画像合成部１０３によって、変形画像記憶部２１２から変形画像が読み出されて、第２原画像記憶部２１０２から第２原画像を読み出され（ＳＴ９）、変形画像と第２原画像とが１画面の画像に合成されて合成画像が作成される（ＳＴ１１）。次いで、合成画像描画部１０４によって合成画像がモニタ２２上に描画される（ＳＴ１３）。
【００４６】
図５は、図８に示す原画像に本発明の３次元画像処理を施して得られた画面の画面図である。本実施形態では、第１原画像と第２原画像とは、図８に示す同じ画像である。図８には、格子線状の模様のある壁モデルＷＭと、レンガ状の模様のある床モデルＦＭと、スケートボードモデルＳＭに片足を載せた人物モデルＨＭとが描画されている。図５に示す画面は、第２原画像を表示する大画面領域ＭＳＣと第１原画像の変形画像を表示する小画面領域ＳＳＣとで構成されている。このように、原画像を大画面領域ＭＳＣに表示すると共に、変形画像を小画面領域ＳＳＣに表示することで、臨場感のある画像が得られる。
【００４７】
また、図９に示す従来の方法で得られた変形画像の画面図と比較するために、図５の小画面領域ＳＳＣに表示されている第１原画像の変形画像を全画面に表示した場合の画面図を図６に示す。前述のように、図９に示す従来の方法で得られた変形画像では、魚眼領域の外縁部近傍ＥＥにおいて、画像が不自然に画像が歪み、原画像における直線が折れ線状に変形され不自然な画像となっている。これに対して、図６に示す本発明の方法で得られた変形画像では、魚眼領域の外縁部近傍ＥＥにおいても、原画像における直線が曲線に変形され、自然なタッチの画像となっている。
【００４８】
なお、本発明は以下の形態をとることができる。
（Ａ）本実施形態においては、第１原画像と第２原画像とが同一の画像である場合について説明したが、互いに異なったカメラ視点から撮られた２つの原画像である形態でもよい。この場合には、２台のカメラによって撮影された画像が表示されているように見え、臨場感が高められる。
（Ｂ）本実施形態においては、変形画像が小画面領域に表示され原画像が大画面領域に表示される場合について説明したが、変形画像が大画面領域に表示され原画像が小画面領域に表示される形態でもよいし、あるいは、ゲームの進行等に応じて前者と後者が切り換えられる形態でもよい。後者の場合には、変化に富んだ画像が描画され、ゲームの興趣性が向上する。
（Ｃ）本実施形態においては、画像の貼り付けられる３次元モデルの変形を行なわない（あるいは予め行なわれている）場合について説明したが、ゲームの進行等に応じて３次元モデルの変形を行なう形態でもよい。この場合には、変化に富んだ画像が描画され、ゲームの興趣性が向上する。
（Ｄ）本実施形態においては、変形画像と原画像とが１画面の画像に合成された合成画像を描画する場合について説明したが、１画面に変形画像を描画する形態でもよい。この場合には、必用なメモリ容量を削減することが可能となると共に処理が簡単になる。
（Ｅ）本実施形態においては、画像の貼り付けられる３次元モデルが、外周が長方形の形状を有する平面と、回転楕円面状の曲面を前記平面によって切り取った曲面とを結合した形状を有している場合について説明したが、平面の少なくとも一部を歪ませた任意の形状であればよい。３次元モデルの形状に応じて変形画像が変化するため、所望する変形画像が得られる形状を選定すればよい。
【００４９】
また、本発明の３次元画像処理プログラムは、例えば、予め記録媒体２００に格納されており、記録媒体２００からメインメモリ５に伝送され、メインメモリ５に格納されたプログラムデータに基づいて描画プロセッサ１０によって処理が実行されるものである。
【００５０】
【発明の効果】
請求項１、７、８に記載の発明によれば、原画像と、複数のポリゴンから構成され、平面の少なくとも一部を３次元空間上で歪ませた形状を有する３次元のポリゴンモデルとが格納されており、原画像が読み出されてテクスチャとしてポリゴンモデルに貼り付けられ、原画像の貼り付けられたポリゴンモデルが所定のカメラ視点から見た画像が表示画面上に描画されるため、原画像を意図的に歪ませた自然なタッチの変形画像が得られる。
【００５１】
請求項２に記載の発明によれば、３次元モデルが、外周が長方形の形状を有する平面と、回転楕円面状の曲面を前記平面によって切り取った曲面とを結合した形状を有するため、回転楕円面状の曲面に貼り付けられた部分の画像については、変形画像描画手段によって魚眼レンズを通して撮影された画像のように変形された変形画像が得られる。請求項３に記載の発明によれば、モデル変形処理において、平面に垂直な方向に回転楕円面状の曲面が拡縮され、３次元モデルが変形されるため、回転楕円面状の曲面に貼り付けられた部分の画像については、画像の変形度合いの異なる魚眼レンズを通して撮影された画像のように、変形度合いの異なる変形画像が容易に得られる。
【００５２】
請求項４に記載の発明によれば、カメラ視点が３次元モデルを構成する平面の略中心を通り平面に垂直な直線上にあるため、魚眼レンズを通して魚眼レンズの軸芯上にあるカメラ視点から撮影された画像のように、自然に変形された画像が得られる。請求項５に記載の発明によれば、原画像と変形画像とが合成された合成画像が表示画面上に描画されるため、臨場感が高められる。請求項６に記載の発明によれば、互いに異なったカメラ視点から撮られた２つの原画像の内、一方の原画像の変形画像と他方の原画像とが合成された合成画像が表示画面上に描画されるため、描画された合成画像は２台のカメラによって撮影されたように見え、臨場感が更に高められる。
【００５３】
請求項９に記載の発明によれば、３次元画像処理装置によって原画像を意図的に歪ませた自然なタッチの変形画像が得られ、プログラム記憶手段に記録されたゲームプログラムデータに従って画像表示手段に変形画像が表示されるビデオゲーム装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るビデオゲーム装置の一実施形態を示すブロック構成図である。
【図２】本発明の３次元画像処理装置の主要部を示すブロック図である。
【図３】３次元モデルの一例である。
【図４】本発明の３次元画像処理の概要を示すフローチャートである。
【図５】本発明の３次元画像処理を施して得られた画面の画面図である。
【図６】変形画像を全画面に表示した場合の画面図である。
【図７】魚眼レンズを通して撮影されたような画像を作成する従来の方法を説明するための図である。
【図８】原画像を全画面に表示した場合の画面図である。
【図９】従来法による変形画像を全画面に表示した場合の画面図である。
【符号の説明】
１  ＣＰＵ
２  バスライン
３  グラフィックスデータ生成プロセッサ
４  インターフェース回路
５  メインメモリ
６  ＲＯＭ
７  伸張回路
８  パラレルポート
９  シリアルポート
１０  描画プロセッサ
１１  音声プロセッサ
１２  デコーダ
１３  インターフェース回路
２１  バッファ
２２  モニタ
２９  コントローラ
１００  画像貼付部（画像貼付手段）
１０１  変形画像描画部（変形画像描画手段）
１０２  モデル変形部
１０３  画像合成部
１０４  合成画像描画部
２００  記録媒体
２１０  原画像記憶部（原画像記憶手段）
２１１  モデル記憶部（モデル記憶手段）
２１２  変形画像記憶部
２１０１  第1原画像記憶部
２１０２  第2原画像記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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