(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モデルデータ及びテクスチャデータを含む画像描画用データを利用して、表示画面上に３次元オブジェクトを描画する処理を行う画像処理装置であって、
前記モデルデータに基づいて、仮想３次元空間内に３次元モデルを設定するモデル設定手段と、
前記テクスチャデータに含まれる所定のテクスチャに対してアンチエイリアス処理を施し、アンチエイリアス部及びメインテクスチャ部を含む処理テクスチャを生成するテクスチャ処理手段と、
前記処理テクスチャを含む複数のテクスチャを、前記３次元モデルを構成する複数のポリゴンに対してマッピングすることにより前記３次元オブジェクトを前記表示画面上に描画する描画手段と、を備え、
前記描画手段は、前記処理テクスチャの前記アンチエイリアス部及びメインテクスチャ部の境界と、他のテクスチャとが交わるように当該処理テクスチャをマッピングすることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記描画手段は、２つの処理テクスチャ同士を隣接させてマッピングする場合、１つの処理テクスチャの前記アンチエイリアス部と前記メインテクスチャ部との境界線と、他の１つの処理テクスチャの前記アンチエイリアス部と前記メインテクスチャ部との境界線とが重なるように、当該２つの処理テクスチャをマッピングすることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記描画手段は、１つの処理テクスチャと、アンチエイリアス処理が施されていない未処理テクスチャとを隣接させてマッピングする場合、前記１つの処理テクスチャの前記アンチエイリアス部と前記メインテクスチャ部との境界線と、前記未処理テクスチャの１辺とが重なるように、当該処理テクスチャと当該未処理テクスチャとをマッピングすることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記画像描画用データはさらに背景画像データを含み、
前記アンチエイリアス処理手段は、前記背景画像データを利用して前記所定のテクスチャに対してアンチエイリアス処理を施すことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記アンチエイリアス処理手段は、前記背景画像データを構成する画素データと、前記所定のテクスチャを構成する画素データをαブレンディングすることを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記描画手段は、前記仮想３次元空間内において、前記３次元オブジェクトを描画する際の視点から所定距離以上の奥行き位置に存在するポリゴンに対しては前記テクスチャをマッピングしないことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
コンピュータにより実行され、モデルデータ及びテクスチャデータを含む画像描画用データを利用して、表示画面上に３次元オブジェクトを描画する処理を行うためのプログラムであって、前記コンピュータを、
前記モデルデータに基づいて、仮想３次元空間内に３次元モデルを設定するモデル設定手段、
前記テクスチャデータに含まれる所定のテクスチャに対してアンチエイリアス処理を施し、アンチエイリアス部及びメインテクスチャ部を含む処理テクスチャを生成するテクスチャ処理手段、
前記処理テクスチャを含む複数のテクスチャを、前記３次元モデルを構成する複数のポリゴンに対してマッピングすることにより前記３次元オブジェクトを前記表示画面上に描画する描画手段として機能させ、
前記描画手段は、前記処理テクスチャの前記アンチエイリアス部及びメインテクスチャ部の境界と、他のテクスチャとが交わるように当該処理テクスチャをマッピングすることを特徴とするプログラム。
【請求項８】
前記描画手段は、２つの処理テクスチャ同士を隣接させてマッピングする場合、１つの処理テクスチャの前記アンチエイリアス部と前記メインテクスチャ部との境界線と、他の１つの処理テクスチャの前記アンチエイリアス部と前記メインテクスチャ部との境界線とが重なるように、当該２つの処理テクスチャをマッピングすることを特徴とする請求項７に記載のプログラム。
【請求項９】
前記描画手段は、１つの処理テクスチャと、アンチエイリアス処理が施されていない未処理テクスチャとを隣接させてマッピングする場合、前記１つの処理テクスチャの前記アンチエイリアス部と前記メインテクスチャ部との境界線と、前記未処理テクスチャの１辺とが重なるように、当該処理テクスチャと当該未処理テクスチャとをマッピングすることを特徴とする請求項７又は８に記載のプログラム。
【請求項１０】
前記画像描画用データはさらに背景画像データを含み、
前記アンチエイリアス処理手段は、前記背景画像データを利用して前記所定のテクスチャに対してアンチエイリアス処理を施すことを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項に記載のプログラム。
【請求項１１】
前記アンチエイリアス処理手段は、前記背景画像データを構成する画素データと、前記所定のテクスチャを構成する画素データをαブレンディングすることを特徴とする請求項１０に記載のプログラム。
【請求項１２】
前記描画手段は、前記仮想３次元空間内において、前記３次元オブジェクトを描画する際の視点から所定距離以上の奥行き位置に存在するポリゴンに対しては前記テクスチャをマッピングしないことを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか一項に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータグラフィックス技術を利用した画像処理装置及びプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータグラフィックスにおいて、物体（オブジェクト）と物体、または物体と背景など、２つの領域を区画する直線状の境界線を自然に描画するための手法として、アンチエイリアシング（Ａｎｔｉ  Ａｌｉａｓｉｎｇ）が知られている。アンチエイリアシングは、隣接する２つの領域の境界を構成する画素に、それら２つの領域の各画素の中間の明るさ及び色を割り当てる手法であり、これにより、ジャギー（Ｊａｇｇｙ）と呼ばれるギザギザの発生を防止し、２つの領域の境界を自然に見せることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、例えば直方体などの３次元オブジェクトにおいて、直方体を構成する各面の境界にアンチエイリアシングを適用すると、その３次元オブジェクトを描画する際の視点位置によっては、アンチエイリアシングを適用した部分に隙間が生じたように見えることがある。例えば、断面が略Ｌ字型となるように相互に交わる２つの面により構成される３次元オブジェクトを想定し、それら２つの面のそれぞれに対して、それらが交わる１辺の近傍にアンチエイリアス処理を適用したと仮定する。この場合、２つの面の両方に対して４５度に近い俯角を有する視点からこのモデルを描画した場合は、２つの面は連続しているように見える。しかし、いずれかの面に対して水平又は垂直に近い視点からこのオブジェクトを描画した場合は、アンチエイリアス処理を適用した領域が隙間のように見え、相互に隣接する２つの面の境界に隙間が生じて不連続に見えてしまうという問題が生じうる。
【０００４】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、視点の方向に依存して画像に違和感が生じないような手法で効果的にアンチエイリアス処理を施し、自然に３次元オブジェクトを描画することが可能な画像処理装置及びプログラムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの観点では、モデルデータ及びテクスチャデータを含む画像描画用データを利用して、表示画面上に３次元オブジェクトを描画する処理を行う画像処理装置は、前記モデルデータに基づいて、仮想３次元空間内に３次元モデルを設定するモデル設定手段と、前記テクスチャデータに含まれる所定のテクスチャに対してアンチエイリアス処理を施し、アンチエイリアス部及びメインテクスチャ部を含む処理テクスチャを生成するテクスチャ処理手段と、前記処理テクスチャを含む複数のテクスチャを、前記３次元モデルを構成する複数のポリゴンに対してマッピングすることにより前記３次元オブジェクトを前記表示画面上に描画する描画手段と、を備え、前記描画手段は、前記処理テクスチャの前記アンチエイリアス部及びメインテクスチャ部の境界と、他のテクスチャとが交わるように当該処理テクスチャをマッピングする。
【０００６】
上記の画像処理装置は、画像描画用データを利用して、表示装置などの表示画面上に３次元オブジェクトを描画する。画像描画用データは、モデルデータとテクスチャデータとを含む。モデルデータは、３次元オブジェクトのモデル（即ち、３次元モデル）を特定するデータであり、例えば仮想３次元空間内の座標などのデータとすることができる。３次元モデルは複数のポリゴンにより構成されており、テクスチャデータは各ポリゴンに対してマッピングされるべき複数のテクスチャを含む。
【０００７】
３次元オブジェクトの描画は以下のように行われる。まず、モデル設定手段がモデルデータを利用して仮想３次元空間内に３次元モデルを設定する。３次元モデルの設定は、例えば仮想３次元空間の座標系において、３次元モデルを構成する各ポリゴンの位置座標を設定することにより行うことができる。次に、複数のテクスチャのうち、所定のテクスチャに対してアンチエイリアス処理手段がアンチエイリアス処理を施し、アンチエイリアス部とメインテクスチャ部を有する処理テクスチャを生成する。アンチエイリアス部はアンチエイリアス処理により生成された部分であり、メインテクスチャ部はアンチエイリアス処理前の元のテクスチャに相当する部分である。そして、描画手段は、３次元モデルを構成する複数のポリゴンに対して複数のテクスチャをマッピングすることにより、３次元オブジェクトを描画する。ここで、描画手段は、処理テクスチャをマッピングする場合、処理テクスチャのアンチエイリアス部及びメインテクスチャ部の境界と、他のテクスチャとが交わるように、当該処理テクスチャをマッピングする。即ち、その処理テクスチャは、アンチエイリアス部の端部ではなく、メインテクスチャ部の端部において、他のテクスチャと隣接することになる。よって、３次元オブジェクトを描画する際の視点の移動などに起因して、描画画像上でアンチエイリアス部が隙間のように見える不具合を防止することができる。これにより、３次元オブジェクトを自然に描画することが可能となる。
【０００８】
上記の画像処理装置の一態様では、前記描画手段は、２つの処理テクスチャ同士を隣接させてマッピングする場合、１つの処理テクスチャの前記アンチエイリアス部と前記メインテクスチャ部との境界線と、他の１つの処理テクスチャの前記アンチエイリアス部と前記メインテクスチャ部との境界線とが重なるように、当該２つの処理テクスチャをマッピングすることができる。
【０００９】
この態様によれば、アンチエイリアス処理を施した処理テクスチャ同士が隣接してマッピングされる場合、メインテクスチャ部の端部同士が重なって描画される。よって、３次元オブジェクトのうち、アンチエイリアス処理を施した処理テクスチャ同士が隣接してマッピングされる部分において、アンチエイリアス部の端部同士が隣接して配置されることがなくなる。これにより、アンチエイリアス部が隙間のように見える不具合を防止することができ、処理テクスチャ同士が隣接する領域を違和感なく描画することができる。
【００１０】
上記の画像処理装置の他の一態様では、前記描画手段は、１つの処理テクスチャと、アンチエイリアス処理が施されていない未処理テクスチャとを隣接させてマッピングする場合、前記１つの処理テクスチャの前記アンチエイリアス部と前記メインテクスチャ部との境界線と、前記未処理テクスチャの１辺とが重なるように、当該処理テクスチャと当該未処理テクスチャとをマッピングすることができる。
【００１１】
この態様によれば、アンチエイリアス処理を施した処理テクスチャと、アンチエイリアス処理を施していない未処理テクスチャとが隣接してマッピングされる場合、処理テクスチャのメインテクスチャ部と、未処理テクスチャの１辺とが重なって描画される。よって、３次元オブジェクトのうち、処理テクスチャと未処理テクスチャとが隣接してマッピングされる部分において、アンチエイリアス部の端部と未処理テクスチャの端部とが重なるように配置されることがなくなる。これにより、アンチエイリアス部が隙間のように見える不具合を防止することができ、処理テクスチャと未処理テクスチャとが隣接する領域を違和感なく描画することができる。
【００１２】
上記の画像処理装置のさらに他の一態様では、前記画像描画用データはさらに背景画像データを含むことができ、前記アンチエイリアス処理手段は、前記背景画像データを利用して前記所定のテクスチャに対してアンチエイリアス処理を施すことができる。また、この場合、前記アンチエイリアス処理手段は、前記背景画像データを構成する画素データと、前記所定のテクスチャを構成する画素データをαブレンディングすることができる。
【００１３】
この態様によれば、アンチエイリアス部は、元のテクスチャの画素データと背景画像の画素データとを、例えばαブレンディングすることにより生成されるので、当該処理テクスチャの境界にいわゆるジャギーなどが発生して不自然に描画されることがない。なお、αブレンディングとは所定の割合（α）で２つの画像を合成する手法であり、半透明処理などにおいて使用されるものである。
【００１４】
上記の画像処理装置のさらに他の一態様では、前記描画手段は、前記仮想３次元空間内において、前記３次元オブジェクトを描画する際の視点から所定距離以上の奥行き位置に存在するポリゴンに対しては前記テクスチャをマッピングしないようにすることができる。
【００１５】
３次元オブジェクトの描画の際、所定距離以上の奥行き位置に存在するポリゴンは、描画してもしなくても観察者はあまり大きな差異を感じることはない。また、そのような深い奥行き位置にマッピングされた小さなテクスチャは、描画された３次元オブジェクトを移動するときに描画画像上にちらつきを発生させることもあるので、画像の質という面からも描画しないこととするのが有効である。また、そのようなテクスチャをマッピングしないこととすれば、その分の処理が減少し、描画速度も向上することになる。
【００１６】
本発明の他の観点では、コンピュータにより実行され、モデルデータ及びテクスチャデータを含む画像描画用データを利用して、表示画面上に３次元オブジェクトを描画する処理を行うためのプログラムは、前記コンピュータを、前記モデルデータに基づいて、仮想３次元空間内に３次元モデルを設定するモデル設定手段、前記テクスチャデータに含まれる所定のテクスチャに対してアンチエイリアス処理を施し、アンチエイリアス部及びメインテクスチャ部を含む処理テクスチャを生成するテクスチャ処理手段、前記処理テクスチャを含む複数のテクスチャを、前記３次元モデルを構成する複数のポリゴンに対してマッピングすることにより前記３次元オブジェクトを前記表示画面上に描画する描画手段として機能させ、前記描画手段は、前記処理テクスチャの前記アンチエイリアス部及びメインテクスチャ部の境界と、他のテクスチャとが交わるように当該処理テクスチャをマッピングする。
【００１７】
上記のプログラムをコンピュータにより実行することにより、上述の画像処理装置を実現することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１９】
［ゲーム装置の構成］
図１は本発明の画像処理装置を適用した家庭用ゲーム装置の制御系のブロック図である。この家庭用ゲーム装置は、記憶媒体としてのＤＶＤ−ＲＯＭ１５に記録されたゲーム用プログラムに従って所定のゲームを実行するものである。
【００２０】
このゲーム装置は、モニタ９、スピーカ１０ａ及び１０ｂ、コントローラ１２、補助記憶装置１３、ＤＶＤ−ＲＯＭ１５、ゲーム機本体１６とで構成される。モニタ９には家庭用のテレビ受像機が、スピーカ１０ａ及び１０ｂ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。スピーカは、右チャンネルスピーカ１０ａ及び左チャンネルスピーカ１０ｂの２チャンネルを有する。コントローラ１２は入力装置として機能するものであり、そこにはプレイヤーによる操作を受け付ける操作部材が設けられる。
【００２１】
補助記憶装置１３は、ゲーム進行状況などに関連するデータを記憶するための記憶媒体であり、例えば半導体メモリなどを使用することができる。ＤＶＤ−ＲＯＭ１５には、本発明の画像処理を実行するために必要な画像描画用データや画像処理用プログラムが記憶されているが、それらの詳細については後述する。なお、ＤＶＤ−ＲＯＭ１５の代わりに、ＣＤ−ＲＯＭや半導体メモリなどの各種記憶媒体を用いてもよい。
【００２２】
一方、ゲーム機本体１６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ＲＯＭ２及びＲＡＭ３と、画像処理及び音声処理用のＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）４及びＳＰＵ（Ｓｏｕｎｄ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）６と、それらのユニットに対するバッファ５、７と、ＤＶＤ−ＲＯＭ読取装置８とを有している。ＲＯＭ２には、ゲーム機の動作制御に必要なプログラムとしてのオペレーティングシステムが記憶されている。ＲＡＭ３には記憶媒体としてのＤＶＤ−ＲＯＭ１５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。本発明では、ＤＶＤ−ＲＯＭ１５から読み取った画像描画用データや画像処理用プログラムがＲＡＭ３に記憶されることになる。
【００２３】
ＧＰＵ４はＣＰＵ１から画像データを受け取ってビデオメモリ５上にゲーム画像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。このゲーム画像は、後述する画像描画方法により描画される３次元オブジェクトを含むことができる。本発明では、ＣＰＵ１及びＧＰＵ４がＤＶＤ−ＲＯＭ１５に記憶されている画像処理用プログラムに従って動作することにより、３次元オブジェクトを含む画像の描画がなされる。
【００２４】
ＳＰＵ６は、ＤＶＤ−ＲＯＭ１５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から出力させる。
【００２５】
ＤＶＤ−ＲＯＭ読取装置８は、ＣＰＵ１からの指示に従ってＤＶＤ−ＲＯＭ１５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。
【００２６】
なお、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にはコントローラ１２及び補助記憶装置１３がそれぞれ着脱自在に接続される。通信制御デバイス１１は一定周期（例えば１／６０秒）でコントローラ１２の操作部材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。なお、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。
【００２７】
［原理説明］
次に、本発明による画像描画処理の原理について説明する。本発明の画像描画処理では、３次元モデルを構成する複数のポリゴンに対してテクスチャを貼り付ける（「マッピング」ともいう。）ことにより、３次元オブジェクトを描画する。その際、マッピングするテクスチャに、必要に応じてアンチエイリアス処理を施すことにより、３次元モデルを構成する複数のポリゴンの境界部分を自然に描画することを可能とする。
【００２８】
図２（ａ）に、一例として断面がコの字型である３次元モデル３０を示す。この３次元モデル３０は、各々が矩形の３つの面（ポリゴン）３１〜３３により構成されている。
【００２９】
図３（ａ）〜（ｃ）に、図２に示す３次元モデル３０に対してテクスチャをマッピングする際に、アンチエイリアス処理を施した場合の例を示す。なお、図３（ａ）〜（ｃ）では、マッピング後の３次元モデルを符号４０で示している。３次元モデル４０は、図２（ａ）に示す３次元モデル３０に対して、３つのテクスチャ４１〜４３をマッピングすることにより構成される。図３（ａ）は３次元モデル４０を、テクスチャ４１の面に対して４５度程度の俯角で見た場合の斜視図であり、図２（ｂ）はテクスチャ４１の面に対して９０度に近い俯角で（即ち垂直に近い視点で）見た場合の斜視図であり、図２（ｃ）はテクスチャ４１の面に対して０度に近い俯角で（即ち水平に近い視点で）見た場合の斜視図である。
【００３０】
３次元モデル４０にマッピングされた３つのテクスチャ４１〜４３はいずれも矩形のテクスチャであり、テクスチャ４１は黄色、テクスチャ４２は赤色、テクスチャ４３は青色であると仮定する。テクスチャ４１は、中心部分（以下、「メインテクスチャ部」と呼ぶ。）４１ａと、メインテクスチャ部４１ａの長辺に沿った側部の境界部４１ｂ及び４１ｃを有する。境界部４１ｂ及び４１ｃはアンチエイリアス処理が施された部分である（以下「アンチエイリアス部」とも呼ぶ。）。具体的には、境界部４１ｂ及び４１ｃは、α（アルファ）ブレンディングなどの手法により、テクスチャ４１の色である黄色と、３次元モデル４０の背景色との中間の明るさ及び色を有するようにアンチエイリアス処理した領域である。
【００３１】
同様に、テクスチャ４２は、メインテクスチャ部４２ａと、メインテクスチャ部４２ａの長辺に沿った側部に位置し、アンチエイリアス処理が施された境界部４２ｂ及び４２ｃを有する。境界部４２ｂ及び４２ｃは、テクスチャ４２の色である赤色と、３次元モデル４０の背景色との中間の明るさ及び色を有するようにアンチエイリアス処理を施した領域である。また、テクスチャ４３は、メインテクスチャ部４３ａと、メインテクスチャ部４３ａの長辺に沿った側部に位置し、アンチエイリアス処理が施された境界部４３ｂ及び４３ｃを有する。境界部４３ｂ及び４３ｃは、テクスチャ４３の色である青色と、３次元モデル４０の背景色との中間の明るさ及び色を有するようにアンチエイリアス処理を施した領域である。
【００３２】
このように、３次元モデル４０を構成する各テクスチャ４１〜４３に対してアンチエイリアス処理を施す理由は、テクスチャ４１と４２、及び、テクスチャ４１と４３が交わってできる辺（稜線）の部分にいわゆるジャギーが発生することを防止するためである。即ち、図２（ｂ）に模式的に示すように、アンチエイリアス処理を施さないテクスチャ３４〜３６を図２（ａ）に示す３次元モデル３０の各面に対応するポリゴンにマッピングしたとすると、例えばテクスチャ３４と３５とが交わってできる辺３７のある部分３８は、拡大部分３９に示すように、テクスチャ３４側の画素とテクスチャ３５側の画素とが交互に入り組んだ形状となり、いわゆるジャギーが発生する。その結果、図２（ｂ）に示すマッピング後の３次元モデルは、辺３７の部分が不自然にギザギザに見えてしまう。
【００３３】
そのため、図３（ａ）に示すように、３次元モデル３０の各面３１〜３３にマッピングするテクスチャ４１〜４３に対して、アンチエイリアス処理を施した境界部４１ｂ、４１ｃ、４２ｂ、４２ｃ、４３ｂ、４３ｃをそれぞれ設けることにより、各テクスチャ４１〜４３の境界部分においてジャギーの発生を防止し、各辺を滑らかに描画することが可能となる。
【００３４】
しかし、図３（ｂ）及び（ｃ）に示すように、いずれかの面に対して水平又は垂直に近い視点から３次元モデル４０を描画すると、アンチエイリアス処理を施した境界部が背景色に溶け込んで見え、その結果、各テクスチャの間に隙間が空いたように見えるという不具合が発生する。図３（ｂ）の例では、テクスチャ４１に対して垂直に近い視点から３次元モデル４０を描画しているため、アンチエイリアス処理を施した境界部４１ｃが背景色に溶け込んで見え、テクスチャ４１と４２の間に隙間が生じているように見えてしまう。同様に、図３（ｃ）の例では、テクスチャ４２に対して水平に近い視点から３次元モデル４０を描画しているため、アンチエイリアス処理を施した境界部４２ｂが背景色に溶け込んで見え、テクスチャ４１と４２の間に隙間が生じているように見えてしまう。
【００３５】
このような不具合を防止するため、本発明では、アンチエイリアス処理を施していない領域、即ちメインテクスチャ部同士が交わるように、隣接するテクスチャをマッピングすることとした。この一例を図４（ａ）〜（ｃ）に示す。図４（ａ）において、テクスチャ４１’はメインテクスチャ部４１ａのみを有し、図３（ａ）の例のように境界部４１ｂ及び４１ｃを有しない。そして、テクスチャ４１’のメインテクスチャ部４１ａは、テクスチャ４２のメインテクスチャ部４２ａ及びテクスチャ４３のメインテクスチャ部４３ａと交わるように３次元モデル３０上にマッピングされている。即ち、テクスチャ４１’のメインテクスチャ部４１ａは、テクスチャ４２及び４３のアンチエイリアス処理を施した境界部４２ｂ及び４３ｂの各端部とではなく、その内側のメインテクスチャ部４２ａ及び４３ｂの長さ方向の各端部と交わるようにマッピングされる。これにより、図３（ａ）〜（ｃ）の例のようにアンチエイリアス処理を施した境界部同士が交わる部分で隣接するテクスチャ間に隙間があるように見えることを防止することができる。
【００３６】
図４（ｂ）及び（ｃ）は、図３（ｂ）及び（ｃ）と同様の視点から図４（ａ）に示す３次元モデル４０を描画した例である。図３（ｂ）及び図３（ｃ）と比較するとわかるように、図４に示す３次元モデル４０の場合は、テクスチャ４１’、４２、４３はアンチエイリアス処理を行った境界部４２ｂ、４３ｂの端部ではなく、その内側のメインテクスチャ部４１ａと４２ａ、４１ａと４３ａの端部が相互に交わるように各テクスチャがマッピングされているので、描画された３次元モデル４０のテクスチャ間に隙間が生じたように見えることはない。また、そのようにメインテクスチャ部同士が交わるように各テクスチャ４１’、４２、４３をマッピングしても、テクスチャ４２及び４３にはアンチエイリアス処理を施した境界部が存在するので、テクスチャ４１’と４２、４１’と４３が接した部分にジャギーなどが発生することはなく、描画された画像上でテクスチャ４１’と４２、４１’と４３が滑らかに接続されることになる。
【００３７】
なお、図４（ａ）〜（ｃ）の例ではテクスチャ４１’はメインテクスチャ部４１ａのみを有し、境界部４１ｂ及び４１ｃを有しない場合を示している。このような境界部４１ｂ及び４１ｃを有しないテクスチャ４１’の代わりに、図５（ａ）に示すように、境界部４１ｂ及び４１ｃを有するテクスチャ４１を使用し、テクスチャ４１の境界部４１ｂ及び４１ｃを残したまま、テクスチャ４１のメインテクスチャ部４１ａと、テクスチャ４２及び４３のメインテクスチャ部４２ｂ及び４３ｂとがそれぞれ交わるように各テクスチャ４１〜４３をマッピングすることも可能である。図５（ａ）の例でも、アンチエイリアス処理を施した境界部４１ｂ、４１ｃ、４２ｂ、４３ｂの端部ではなく、テクスチャ４１〜４３のメインテクスチャ部４１ａと４２ａ、４１ａと４３ａの端部が相互に交わるように各テクスチャがマッピングされるので、アンチエイリアス処理を施した部分が隙間のように見えるという不具合は発生しない。
【００３８】
また、図４（ａ）〜（ｃ）及び図５（ａ）は断面がコの字の３次元オブジェクトを描画する場合の例を示しているが、本発明の適用はこれには限定されない。即ち、２つの面が交わって構成される断面Ｌ字型や断面Ｖ字型（図５（ｂ）参照）の３次元オブジェクト、３つの面が交わって構成される断面三角形の３次元オブジェクト、４つの面が交わって構成される断面矩形の３次元オブジェクトなど、多種の３次元オブジェクトにおいて２つの面（ポリゴン）が交わる部分の描画に本発明を適用することができる。
【００３９】
［機能ブロック］
次に、本発明の画像処理装置の機能を説明する。図６は、本発明の画像処理装置５０の機能ブロック図である。図６に示すように、画像処理装置５０は、モデル設定手段５１と、アンチエイリアス処理手段５２と、背景画像生成手段５３と、描画手段５４とを備える。画像処理装置５０はモニタ９と接続され、モニタ９上に３次元オブジェクトの画像を描画する。
【００４０】
また、ＤＶＤ−ＲＯＭ１５は、画像描画用データ６０と、画像処理用プログラム６５とを記憶している。画像処理用プログラム６５は、本発明による画像描画処理を実行するためのプログラムであり、これを図１に示すＣＰＵ１やＧＰＵ４が実行することにより、図１に示すゲーム機１６を本発明による画像処理装置として動作させることができる。
【００４１】
画像描画用データ６０は、モニタ９上に画像を描画する際に使用されるデータであり、モデルデータ６１と、テクスチャデータ６２と、背景画像データ６３とを含む。モデルデータ６０は３次元モデルの形状を示すデータであり、前述の例では図２（ａ）に示すような３次元モデルの形状を特定するデータである。テクスチャデータ６２は、３次元モデルを構成する複数のポリゴンに対してマッピングされるべきテクスチャのデータであり、前述の例では図３に示す各テクスチャ４１〜４３のデータである。背景画像データ６３は、３次元オブジェクトを描画する際の背景画像のデータである。
【００４２】
画像処理用プログラム６５を実行することにより実現される画像処理装置５０において、モデル設定手段５１は、モデルデータ６１を利用して、仮想的な３次元空間内に、図２（ａ）に例示するような３次元モデルを設定する。３次元モデルの設定は、実際には例えば仮想的な３次元空間内に配置されたモデルの座標データを生成することにより行われ、その場合モデル設定手段５１は３次元モデルの座標データを描画手段５４へ供給する。
【００４３】
アンチエイリアス処理手段５２は、テクスチャデータ６２に含まれる複数のテクスチャのうち必要なものに対してアンチエイリアス処理を施し、図３（ａ）に例示するような、アンチエイリアス処理が施された境界部を含むテクスチャを生成して描画手段５４に供給する。また、アンチエイリアス処理手段５２は、アンチエイリアス処理が不要なテクスチャのテクスチャデータをそのまま描画手段５４に供給する。背景画像生成手段５３は、背景画像データ６３に基づいて背景画像を生成し、描画手段５４に供給する。
【００４４】
描画手段５４は、背景画像生成手段５３が生成した背景画像をモニタ９上に描画するとともに、モデル設定手段５１により仮想的な３次元空間上に設定された３次元モデルに対して、テクスチャをマッピングする。この際、描画手段５４は、アンチエイリアス処理を施したテクスチャ（以下、「処理テクスチャ」とも呼ぶ。）と、アンチエイリアス処理を施していないテクスチャ（以下、「未処理テクスチャ」とも呼ぶ。）との両方を３次元モデルに対してマッピングすることができる。
【００４５】
ここで、描画手段５４は、図３を参照して説明したように、各テクスチャのメインテクスチャ部同士が交わるように、各テクスチャを３次元モデル上にマッピングする。よって、描画手段５４は、未処理テクスチャを、その外縁が３次元モデルを構成する各ポリゴンの外縁と一致するようにマッピングする。また、描画手段５４は、処理テクスチャを、アンチエイリアス部ではなく、メインテクスチャ部の外縁が３次元モデルを構成する各ポリゴンの外縁と一致するようにマッピングする。よって、例えば図４（ａ）のテクスチャ４２のような処理テクスチャは、アンチエイリアス部４２ｂが３次元モデルを構成する各ポリゴンの外側へ延びた状態でマッピングされることがある。
【００４６】
図３及び４を参照して説明したように、本発明の画像描画処理によれば、３次元モデルを構成するポリゴンに対してマッピングされたテクスチャの間に隙間が空いているような状態で画像が描画されることが防止される。また、処理テクスチャをマッピングした場合は、アンチエイリアス部を有するので、テクスチャ同士が交わった辺の部分を滑らかに描画することができる。
【００４７】
［画像描画処理］
次に、本発明による画像描画処理について図７のフローチャートを参照して説明する。なお、この画像描画処理は、図６に示すように、ＤＶＤ−ＲＯＭ１５などの記憶媒体に記憶された画像処理用プログラムをゲーム機１６のＣＰＵ１などが実行し、図６に示す各手段として機能することにより実現される。
【００４８】
まず、背景画像生成手段５３は、ＤＶＤ−ＲＯＭ１５などの記憶媒体から背景画像データを取得して背景画像を生成し、描画手段５４へ供給する（ステップＳ１）。
【００４９】
次に、モデル設定手段５１がＤＶＤ−ＲＯＭ１５などの記憶媒体からモデルデータを取得し、それに基づいて３次元モデルを仮想３次元空間内に設定する（ステップＳ２）。
【００５０】
次に、アンチエイリアス処理手段５２は、ステップＳ１で取得されたモデルデータに対応する３次元モデルに対してマッピングすべき複数のテクスチャのテクスチャデータをＤＶＤ−ＲＯＭ１５から取得する（ステップＳ３）。そして、アンチエイリアス処理手段５２は、取得した複数のテクスチャに対して、必要に応じてアンチエイリアス処理を施し、アンチエイリアス部を有する処理テクスチャを生成する（ステップＳ４）。
【００５１】
各テクスチャの各辺に対してアンチエイリアス処理を施すか否かは、基本的にはそのテクスチャを使用する３次元モデルとの関係で予め決定しておくことができる。例えば図２（ａ）の例の場合、３次元モデル３０に対しては図４（ａ）に示す３つのテクスチャ４１’、４２、４３が各面（ポリゴン）にマッピングされることが予め決められている。また、その際、テクスチャ４１’はアンチエイリアス処理が不要であること、テクスチャ４２及び４３は各々の長辺に沿ってアンチエイリアス処理が必要であることも予め決定されている。それらの情報は、例えば図２に示す３次元モデル３０のモデルデータ中、又は、テクスチャデータ中に予め含めておくことができる。アンチエイリアス処理手段５２は、そのようなアンチエイリアス処理の要否を示すデータを参照して、所定のテクスチャの所定の辺に対してアンチエイリアス処理を施す。アンチエイリアス処理自体は種々の手法を利用することができるが、一例としては、各テクスチャデータと、ステップＳ１で生成した背景画像のデータとをαブレンディングすることによりアンチエイリアス部を生成することができる。
【００５２】
こうして、必要なアンチエイリアス処理が完了すると、アンチエイリアス処理手段５２は必要な処理テクスチャと未処理テクスチャを描画手段５４に供給する。描画手段５４は、仮想３次元空間内に設定された３次元モデルを構成する各ポリゴンに対して、対応するテクスチャをマッピングすることにより、３次元オブジェクトをモニタ９上に描画する（ステップＳ５）。このとき、前述のように、描画手段５４は、処理テクスチャか未処理テクスチャかを問わず、処理テクスチャのメインテクスチャ部及び未処理テクスチャの外縁が相互に交わるように各テクスチャをポリゴン上にマッピングする。以上のようにして、所定の３次元モデルに対応する３次元オブジェクトの画像がモニタ９上に描画される。
【００５３】
［奥行き方向におけるマッピング処理］
次に、ある視点から見た３次元オブジェクトの奥行き方向におけるマッピング処理について説明する。例えば、図２に例示した３次元モデル３０が、図８（ａ）に示すように表示画像の奥行き方向に十分に長いと仮定する。この場合、３次元モデル３０の面３２は複数のポリゴンから構成されており、描画手段５４は各ポリゴンに対して図８（ａ）に示すようにテクスチャＴ１〜Ｔｎをマッピングすることになる。個々のテクスチャＴ１〜Ｔｎの例を図８（ｂ）に示す。ポリゴンの大きさに応じて予め整数倍の異なる大きさの複数のテクスチャを用意し、描画手段５４は各ポリゴンの奥行きに応じて適切な大きさのテクスチャをマッピングする。これにより、表示画像上において３次元オブジェクトを移動させた場合に、画面の奥の方に位置するテクスチャがちらついて見えることを防止することができる。なお、このような手法をミップマッピング（Ｍｉｐ  Ｍａｐｐｉｎｇ）と呼ぶ。
【００５４】
マッピングの対象として予め用意されるテクスチャは、それらの色情報に加えて透明度の情報を有する。これはミップマッピングの場合も同様である。透明度が不透明に設定されたテクスチャは、そのテクスチャが有する色情報に従ってモニタ９上に描画される。透明度が半透明（不透明と透明の中間）に設定されているテクスチャは、そのテクスチャの色情報に従って描画されるが、明るさが半分となるように描画される。また、透明度が透明に設定されたテクスチャは、色情報がどのように設定されているかに拘わらず、描画は不要となる。
【００５５】
この性質を利用し、奥行き方向に深い（視点から見て遠い）位置にあるテクスチャは、予め透明度を透明に設定しておくことにより、３次元オブジェクトの描画時に実際にはそのテクスチャを描画しないようにすることができる。奥行き方向に十分に深い位置にあるテクスチャは、上述のミップマッピング処理によって十分に小さいテクスチャとして描画されることになるが、あまり小さいテクスチャは描画してもしなくても画像全体としてはそれほど大きな差異は生じない。また、テクスチャの色などによっては、前述のミップマッピング処理を行っていたとしても、３次元オブジェクトの移動に伴ってやはり画像がちらつくように見えることもある。そこで、奥行き方向において所定の距離以上の奥行き位置にマッピングされるべき全てのテクスチャの透明度を透明に設定することにより、そのようなテクスチャの描画を省略することができる。
【００５６】
実際に３次元オブジェクトを描画する際には、その３次元オブジェクトを構成する複数のポリゴンに対応するテクスチャ毎に透明度及び色情報が予め設定されており、それらに基づいて前述の描画手段５４が各テクスチャを描画する。しかし、所定距離以上の奥行きに位置するテクスチャの透明度を予め透明に設定しておくことにより、そのテクスチャを描画する処理は不要となる。よって、その分３次元オブジェクトを描画する際に必要となる処理量を減少させ、描画を迅速に行うことができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、３次元モデルに対して複数のテクスチャをマッピングして３次元オブジェクトを描画する際、各テクスチャのアンチエイリアス部ではなく、メインテクスチャ部同士が相互に交わるように各テクスチャをマッピングするので、３次元オブジェクトを描画する際の視点の方向によって、テクスチャの間に隙間ができたように見えるという不具合を防止することができる。これにより、３次元オブジェクトを違和感なく自然に描画することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された家庭用ゲーム装置の制御系ブロック図である。
【図２】３次元モデルの一例を示す。
【図３】図２に示す３次元モデルに対して、アンチエイリアス部同士が交わるようにテクスチャをマッピングした例を示す。
【図４】図２に示す３次元モデルに対して、本発明の画像処理に従ってメインテクスチャ部同士が交わるようにテクスチャをマッピングした例を示す。
【図５】本発明の画像描画処理に従ってテクスチャをマッピングした他の例を示す。
【図６】本発明による画像処理装置の機能ブロックを示す。
【図７】本発明による画像処理装置による画像描画処理を示すフローチャートである。
【図８】表示画像の奥行き方向におけるマッピング処理方法を説明する図である。
【符号の説明】
１      ＣＰＵ
２      ＲＯＭ
３      ＲＡＭ
４      ＧＰＵ
５      ビデオメモリ
６      ＳＰＵ
７      サウンドバッファ
８      ＤＶＤ−ＲＯＭ読取装置
９      モニタ
１５    ＤＶＤ−ＲＯＭ
１６    ゲーム機本体
５０  画像処理装置
【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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