(57)【要約】【課題】従来の光源のパラメータを変化させるのではなく別の手法により、状況の変化により明るさ等の変化する場合における物体の見え方の変化を表現して、表示することができる画像生成を提供【解決手段】例えば表示対象物体がトンネルに入って光源が遮られた場合の表示で説明する。この場合は、トンネルに入ったという状況の変化により、表示対象物体の表面の反射率を変化させることにより、光線が遮られて影となる部分に入った物体を表示することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元画像を生成する画像生成方法において、
３次元画像における表示対象物の状況の変化を検出し、
検出した状況の変化に応じて、前記表示対象物の表面の反射を変化させ、
変化した反射率に基づき、表示対象物を表示させる
ことを特徴とする画像生成方法。
【請求項２】
請求項１記載の画像生成方法において、
前記状況の変化は、前記表示対象物への光の照射の変化であり、
前記表示対象物の表面の反射の変化は、反射率の変化である
ことを特徴とする画像生成方法。
【請求項３】
請求項１記載の画像生成方法において、
前記反射の変化は、バンプ・マッピングの変化であることを特徴とする画像生成方法。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか記載の画像生成方法において、
状況の変化を前記表示対象物の位置を検出することにより行うことを特徴とする画像生成方法。
【請求項５】
３次元画像を生成する画像生成装置において、
３次元画像における表示対象物の状況の変化を検出する検出手段と、
検出した状況の変化に応じて、前記表示対象物の表面の反射を変化させる手段と、
変化した反射率に基づき、表示対象物を表示させる手段と
を備えることを特徴とする画像生成装置。
【請求項６】
請求項５記載の画像生成装置において、
前記状況の変化は、前記表示対象物への光の照射の変化であり、
前記表示対象物の表面の反射の変化は、反射率の変化である
ことを特徴とする画像生成装置。
【請求項７】
請求項５記載の画像生成装置において、
前記反射の変化は、バンプ・マッピングの変化であることを特徴とする画像生成装置。
【請求項８】
請求項５〜７いずれか記載の画像生成装置において、
状況の変化を前記表示対象物の位置を検出することにより行うことを特徴とする画像生成装置。
【請求項９】
請求項１〜４いずれか記載の画像生成方法をコンピュータに実行させる画像生成プログラムを格納した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンピュータを用いた画像生成に関し、特にゲーム画面における３次元画像生成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年は、コンピュータを用いるゲームにおけるゲーム画面では、３次元の画像を表示させることが多い。この３次元の画像表示では、表示対象となる物体を３次元情報としてメモリ中に保持している。この保持されている３次元情報から、３次元座標の１点に視点を定め、この視点の位置から眺めた対象物体の画像をディスプレイに表示する手法をとっている。このように、３次元情報を作成するための「モデリング」と、表示するための「レンダリング」とに分けて画像生成の処理が行われている。この手法によれば、３次元情報を操作することにより、任意の３次元世界をシミュレートすることができ、シミュレートした世界を自由に表示することができる。現実では見ることができない位置からも、視点位置を自由に設定することにより可能となる。
【０００３】
このような画像生成において、例えば、車が照明が点在するトンネルに入り、そのトンネル中に外部からの光が入るような窓が空いている状況のように、表示対象の物体に対してあたる光が変化する場面を表示したいことがある。この場合、表示を行う場合に、通常は、表示する際の光源に対するパラメータを変化させて行っていた（例えば、特開平７−１５５４６４号公報参照）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、従来の光源のパラメータを変化させるのではなく別の手法により、状況の変化により明るさ等の変化する場合における物体の見え方の変化を表現して、表示することができる画像生成を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、３次元画像を生成する画像生成方法において、３次元画像における表示対象物の状況の変化を検出し、検出した状況の変化に応じて、前記表示対象物の表面の反射を変化させ、変化した反射率に基づき、表示対象物を表示させることを特徴とする。
前記状況の変化は、前記表示対象物への光の照射の変化であり、前記表示対象物の表面の反射の変化は、反射率の変化であってもよい。
また、前記反射の変化は、バンプ・マッピングの変化であってもよい。
前記状況の変化を前記表示対象物の位置を検出することにより行うことができる。
上述の方法を実現させる装置、および、上述の方法をコンピュータに実行させる画像生成プログラムを格納した記録媒体も本発明である。
このように構成することにより、明るさ等の変化による物体の見え方の変化を表現して表示することができるばかりではなく、もっと複雑な状況の変化に対応した表現を行うことができる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、従来の光源のパラメータを変化させるのではなく反射を変化させる手法により、状況の変化により明るさ等の変化する場合における物体の見え方の変化を表現している。
このため、光源を変化させるのではなく、表示対象物自体の反射の変化で表示していることにより、個々の表示対象物体毎に設定することができるので、個々の物体毎に色々な設定を行い、様々な状況の変化による表示を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の実施形態を、コンピュータを用いて行うゲーム等の表示を例に説明する。図面を参照して詳細に説明する。
【０００８】
まず、実施形態のゲームで用いられているシステム構成例を図１に示す。図１において、ＣＰＵ１０２は、このゲーム・システムの全体の処理を制御している。入力インタフェース１０４は、例えばドライビング・ゲームへの入力装置（図示せず）からのアクセル、ハンドル等の操作入力をゲーム・システムへ入力させるためのインタフェースを行っている。サウンド装置１０６は、ＣＰＵ１０２の制御により、音楽や効果音を発生してスピーカ（図示せず）から出力している。ＲＯＭ１０８、ＲＡＭ１１０は、ＣＰＵ１０２やジオメトリ処理装置１１２等で用いられているプログラムやデータを格納している。
【０００９】
ＣＰＵ１０２は、遊戯者が操作している車の位置情報等の３次元情報に相当するポリゴン・データ等をポリゴンデータ・メモリ１１４に格納している。ジオメトリ処理装置１１２は、ポリゴンデータ・メモリ１１４に格納されているポリゴン・データを読み取り、３次元の座標変換処理を行う。この座標変換処理を行った３次元データから、表示を行うための変換処理を行い、その結果を描画装置１１６がフレーム・メモリ１１８に格納する。そして、フレーム・メモリ１１８から表示する画像データを読み出して表示装置（図示せず）に送り、ゲームの表示を行う。
【００１０】
このような構成のゲーム機においては、ポリゴンデータ・メモリ１１４には、上述の３次元情報を操作して、任意の３次元世界がシミュレートした結果を格納している。そして、そのデータをジオメトリ処理装置１１２により読み出して、レンダリング処理を行って表示する画像データを形成し、フレーム・メモリ１１８に格納する。この画像データを形成する際には、例えば、レイ・トレーシング法がある。これは、表示する画像データの各画素ごとに視点を生成し、すべての表示対象物体と視線との交点とを求めて、表示する画像データを形成する手法である。このときに、表示対象物体と視点との交点の輝度を計算する必要がある。この輝度の計算には、光源と交点を結ぶ線分と交差する物体を調べ、影の有無を計算するとともに、この交差する物体の表面の反射率等を用いて、最終的な輝度を計算する。
【００１１】
このレイ・トレーシングは直接光による画像を表現することができるが、間接光による画像は、例えばラジオシティ法という手法で表現することができる。これも表示対象の反射率等を用いて計算する。これらの手法については、例えば、「コンピュータグラフィックス・技術編ＣＧ標準テキストブック」（財団法人  画像情報教育振興協会  平成８年５月第５刷発行）等の刊行物を参照されたい。
【００１２】
本発明では、状況の変化による見え方の変化を、表示対象物体の画像データを作成する際の物体の表面の反射を変化させることで行う。
これを図２〜図４を用いて、具体的に説明する。
【００１３】
図２は、例えば表示対象物体がトンネルに入って光源が遮られた場合の表示を説明している。この場合は、トンネルに入ったという状況の変化により、表示対象物体の表面の反射率を変化させることにより、光線が遮られて影となる部分に入った物体を表示することができる。
【００１４】
図３は、例えば夕焼けに照らされる物体を表現する場合を示している。この場合、夕焼けの時刻となったことによる状況の変化により、表示対象物体の表面の反射率を赤い光の成分を多く反射するようにする。これにより、表示対象物体の見え方が夕焼け等の赤いライトがあたったように見える。
【００１５】
このように、本発明においては、従来の光源を変化させるのではなく、表示対象物自体の反射を変化することにより行っているので、個々の表示対象物体毎に設定することができ、個々の物体毎に色々な設定を行うことができる。
【００１６】
例えば図４に示すように、結露や滝の近くの水飛沫で表示対象物体が水滴にぬれた場合等においても、本発明の反射を変化させる手法で表現することができる。すなわち、物体の表面の反射の方向を制御するバンプ・マッピングという手法を用いて、表面に水滴がついたように表現することができる。このバンプ・マッピングについては、前述の「コンピュータグラフィックス・技術編ＣＧ標準テキストブック」（財団法人  画像情報教育振興協会  平成８年５月第５刷発行）を参照されたい。
【００１７】
これらを表示させる処理について、図５および図６に示すフローチャートを用いて説明する。
【００１８】
図５は、図２で説明したような状況の変化で表示対象物の反射率を変化させる処理を示すフローチャートである。図５は、状況の変化が位置に従属している場合である。この場合は、まず表示対象物の位置を計算する（Ｓ５０２）。この表示対象物の位置が、反射率を変化させる位置である場合（Ｓ５０４のＹＥＳ）、この位置に基づき反射率を変化させる（Ｓ５０６）。これは、例えば、表示対象物がトンネルに入った等で、物体に照射する光源が変化し、この表示対象物の見え方が変化する場合である。この場合は、位置によりトンネルに入ったことを検出している。この表示対象物の反射率の変化は、計算により変化させてもよいし、状況により所定の反射率に設定させてもよい。その後に、この変化した反射率を用いて、表示対象物を表示させる（Ｓ５０８）。
表示対象物の位置検出において、反射率を変化させない場合（Ｓ５０４のＮＯ）は、そのまま表示対象物を表示する（Ｓ５１０）。
【００１９】
図６は、図３に示すような、表示対象物体の色を変化させるような処理を説明するフローチャートである。図６において、図５と同様に、表示対象物の位置を計算する（Ｓ６０２）。この計算した表示対象物の位置が状況の変化により、反射率を変化させる位置である場合（Ｓ６０４のＹＥＳ）、この位置に基づき反射率を変化させる。この処理においては、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各光の３原色別々に、その色の反射率を変化させる（Ｓ６０６〜Ｓ６１０）。そして、この色別の反射率の変化を反映させて表示を行う（Ｓ６１２）。このようにして、例えば、夕焼けに照らされることを表現することができる。
表示対象物の位置検出において、反射率を変化させない場合（Ｓ６０４のＮＯ）は、そのまま表示対象物を表示する（Ｓ６１４）。
【００２０】
図５および図６と同様の処理で、図４に示したように、状況の変化により表示対象物のバンプ・マッピングも変化させることができる。
なお、図５や図６においては、位置を検出して状況の変化を検出しているが、例えば、ゲーム内の時間等により状況の変化を検出してもよい。
【００２１】
このように、従来の光源を変化させるのではなく、表示対象物自体の反射率を表示していることにより、個々の表示対象物体毎に設定することができるので、個々の物体毎に色々な設定を行うことができる。
【００２２】
本発明に関するプログラムを格納した記憶媒体から、プログラムをシステムで読み出して実行することにより、本発明の構成を実現することができる。この記録媒体には、フレキシブル・ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、ＲＯＭカセット等がある。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態が用いているシステム構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の適用例を示す図である。
【図３】本発明の適用例を示す図である。
【図４】本発明の適用例を示す図である。
【図５】実施形態の処理を示すフローチャートである。
【図６】他の実施形態の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２４】
１０２    ＣＰＵ
１０４    入力インタフェース
１０６    サウンド装置
１０８    ＲＯＭ
１１０    ＲＡＭ
１１２    ジオメトリ処理装置
１１４    ポリゴンデータ・メモリ
１１６    描画装置
１１８    フレーム・メモリ
【図１】
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【図２】
2008305438.tif 000004
【図３】
2008305438.tif 000005
【図４】
2008305438.tif 000006
【図５】
2008305438.tif 000007
【図６】
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