(57)【要約】【課題】  視点の移動方向の逆方向を画角内に含む画像の生成を高速化する。【解決手段】  フレーム時間毎の視点Ｖ、オブジェクトＡ〜Ｅ、Ｘ及び書割オブジェクトＫｏの仮想空間における配置位置を指定することで仮想モデルを構築し、この仮想モデルを描画することで生成される画像Ｇ１からテクスチャ画像Ｋｇを生成して保存する。後のフレーム時間において、テクスチャ画像Ｋｇがマッピングされた書割オブジェクトＫｏ′が配置された仮想モデルを描画することにより、画像Ｇ２が生成される。【選択図】  図４
2008204145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仮想空間を移動する視点から見た画像であって、前記視点の移動方向の逆方向を画角内に含む画像をフレーム時間毎に生成する画像処理装置であって、
フレーム時間毎の前記視点の仮想空間における配置位置を指定する視点管理手段と、
１又は複数のオブジェクトの仮想空間における配置位置を指定する仮想モデル管理手段と、
書割オブジェクトの仮想空間における配置位置を指定する書割オブジェクト配置手段と、
前記仮想モデル管理手段及び前記書割オブジェクト配置手段に指定される位置に配置された各オブジェクトを描画した画像を生成する画像描画手段と、
前記画像描画手段により生成された画像の全体又は一部領域をテクスチャ画像として所定の記録領域に保存するテクスチャ画像保存手段とを備え、
前記書割オブジェクトには、前記記録領域に保存された前記テクスチャ画像がマッピングされることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記画像描画手段は、画像表示手段に表示される表示画像と、前記表示画像に描画されるオブジェクトの一部のオブジェクトが描画された遠景画像とを生成するよう構成されており、
前記テクスチャ画像保存手段は、前記遠景画像の全体又は一部領域を前記テクスチャ画像として前記記録領域に保存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】
前記遠景画像には、前記表示画像に描画されるオブジェクトのうち、前記視点から所定距離以上離間した配置位置を指定されたオブジェクトのみが描画されることを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記視点からの距離に基づいて消去オブジェクトを特定する消去オブジェクト特定手段を更に備え、
前記画像描画手段は、前記消去オブジェクト特定手段により特定された前記消去オブジェクトを除くオブジェクトを描画することにより前記表示画像を生成することを特徴とする請求項２又は３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記テクスチャ画像保存手段は、前記画像描画手段により描画された画像の一部領域を切り出すことにより生成した前記テクスチャ画像を前記記録領域に保存し、
前記書割オブジェクト配置手段は、前記一部領域のサイズ、形状及び／又は位置に応じて、仮想空間における前記書割オブジェクトのサイズ、形状及び／又は配置位置を指定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
所定のテクスチャ更新条件の成否を判定する更新判定手段を更に備え、
前記更新判定手段が前記テクスチャ更新条件の成立を判定した場合に、前記テクスチャ画像保存手段による前記テクスチャ画像の保存及び前記書割オブジェクト配置手段による前記書割オブジェクトの配置位置の指定が実行されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記更新判定手段は、仮想空間に配置された書割オブジェクト上の特定点と視点を結ぶ線分が所定の基準方向と成す角度に基づいて前記テクスチャ更新条件の成否を判定することを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
【請求項８】
操作信号を入力するための操作入力手段と、
前記画像内における前記操作入力手段からの操作信号に指定される位置に所定のマークを表示するマーク表示手段とを更に備え、
前記書割オブジェクト配置手段は、前記画像中における前記マークの表示位置が前記書割オブジェクトの表示領域内に含まれるように、前記書割オブジェクトのサイズ、形状及び／又は位置を指定することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記更新判定手段は、前記画像描画手段が生成した画像内における前記書割オブジェクト上に前記所定のマークが表示されていないことを条件に前記テクスチャ更新条件の成立を判定することを特徴とする請求項８に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
仮想空間を移動する視点から見た画像であって、前記視点の移動方向の逆方向を画角内に含む画像をフレーム時間毎に生成する画像処理装置に実装されるコンピュータにより解釈実行されるプログラムであって、
フレーム時間毎の前記視点の仮想空間における配置位置を指定する視点管理手順と、
１又は複数のオブジェクトの仮想空間における配置位置を指定する仮想モデル管理手順と、
書割オブジェクトの仮想空間における配置位置を指定する書割オブジェクト配置手順と、
前記仮想モデル管理手順及び前記書割オブジェクト配置手順において指定される位置に配置された各オブジェクトを描画した画像を生成する画像描画手順と、
前記画像描画手順において生成された画像の全体又は一部領域をテクスチャ画像として所定の記録領域に保存するテクスチャ画像保存手順とをコンピュータに実行させ、
前記書割オブジェクトには、前記記録領域に保存された前記テクスチャ画像がマッピングされることを特徴とするプログラム。
【請求項１１】
仮想空間を移動する視点から見た画像であって、前記視点の移動方向の逆方向を画角内に含む画像をフレーム時間毎に生成する画像処理装置に実装されるコンピュータにより解釈実行されるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
フレーム時間毎の前記視点の仮想空間における配置位置を指定する視点管理手順と、
１又は複数のオブジェクトの仮想空間における配置位置を指定する仮想モデル管理手順と、
書割オブジェクトの仮想空間における配置位置を指定する書割オブジェクト配置手順と、
前記仮想モデル管理手順及び前記書割オブジェクト配置手順において指定される位置に配置された各オブジェクトの画像を生成する画像描画手順と、
前記画像描画手順において生成された画像の全体又は一部領域をテクスチャ画像として所定の記録領域に保存するテクスチャ画像記録手順とをコンピュータに実行させ、
前記書割オブジェクトには、前記記録領域に保存された前記テクスチャ画像がマッピングされることを特徴とするプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、仮想空間内の所定の位置から所定の方向を見たときの画像を生成する画像処理装置、プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータグラフィクス（ＣＧ）は、現実世界の事物や架空の事物の形状を複数のポリゴンの組み合わせにより表現したオブジェクトを仮想空間に配置する（仮想空間内での配置位置を指定する）ことで仮想モデルを構築し、この仮想モデルを仮想空間の特定の位置にある仮想的な視点（仮想カメラ）から見た画像をフレーム時間（例えば、１／３０秒）毎にレンダリングすることにより生成される。
【０００３】
ところで、画像の緻密性を高め、画像により得られる現実感を高めるなど、より高い品質のＣＧを生成するためには、より多数のポリゴンを用いた精密なオブジェクトを多数用いることが必要となる。特に、樹木や動物、地形などの複雑な形状を有する自然物を背景とするＣＧを生成するには、膨大なポリゴンが必要となるため、高速での画像処理が困難となる。
【０００４】
画像の生成処理を高速化するための手法としては、視点からの距離が一定以上のオブジェクトを表示しない制御や、視点からの距離によって詳細度の異なるオブジェクトを表示するＬＯＤ制御が知られている。
【０００５】
しかし、視点からの距離が一定以上のオブジェクトを表示しない制御では、視点の移動に伴って表示されるべきオブジェクトが変わるため、切り替わりのタイミングで画像にチラツキが発生する問題があり、ＬＯＤ制御は、詳細度毎に余分のオブジェクトを準備しなければならないため、ＣＧ製作のための作業やメモリの使用量が増大するといった問題がある。
【特許文献１】特開２００１−２３６５２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、下記のいずれか一以上の目的を達成するものである。
【０００７】
即ち、本発明の目的は、例えば、走行する車両の後方の景観など、視点の移動方向の逆方向を画角内に含む画像の生成を高速化できる画像処理装置、プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、視点の移動方向の逆方向を画角内に含む画像の生成のための計算負荷を軽減できる画像処理装置、プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記問題を解決したものであり、
仮想空間を移動する視点から見た画像であって、前記視点の移動方向の逆方向を画角内に含む画像をフレーム時間毎に生成する画像処理装置であって、
フレーム時間毎の前記視点の仮想空間における配置位置を指定する視点管理手段と、
１又は複数のオブジェクトの仮想空間における配置位置を指定する仮想モデル管理手段と、
書割オブジェクトの仮想空間における配置位置を指定する書割オブジェクト配置手段と、
前記仮想モデル管理手段及び前記書割オブジェクト配置手段に指定される位置に配置された各オブジェクトを描画した画像を生成する画像描画手段と、
前記画像描画手段により生成された画像の全体又は一部領域をテクスチャ画像として所定の記録領域に保存するテクスチャ画像保存手段とを備え、
前記書割オブジェクトには、前記記録領域に保存された前記テクスチャ画像がマッピングされることを特徴とする画像処理装置（請求項１）、又は
仮想空間を移動する視点から見た画像であって、前記視点の移動方向の逆方向を画角内に含む画像をフレーム時間毎に生成する画像処理装置に実装されるコンピュータにより解釈実行されるプログラムであって、
フレーム時間毎の前記視点の仮想空間における配置位置を指定する視点管理手順と、
１又は複数のオブジェクトの仮想空間における配置位置を指定する仮想モデル管理手順と、
書割オブジェクトの仮想空間における配置位置を指定する書割オブジェクト配置手順と、
前記仮想モデル管理手順及び前記書割オブジェクト配置手順において指定される位置に配置された各オブジェクトを描画した画像を生成する画像描画手順と、
前記画像描画手順において生成された画像の全体又は一部領域をテクスチャ画像として所定の記録領域に保存するテクスチャ画像保存手順とをコンピュータに実行させ、
前記書割オブジェクトには、前記記録領域に保存された前記テクスチャ画像がマッピングされることを特徴とするプログラム（請求項１０）、或いはこれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体（請求項１１）である。
【００１０】
本発明では、あるフレーム時間（過去のフレーム時間）における仮想モデル（視点及び１又は複数のオブジェクトが配置された仮想空間）を描画した画像から生成されるテクスチャ画像がマッピングされた書割オブジェクトを用いて仮想モデルが構築されるため、当該テクスチャ画像中に描画されたオブジェクトを用いることなく、その後のフレーム時間における仮想モデルを構築することが可能となる。従って、仮想モデルを構築するために使用するオブジェクトを減少させることが可能となり、省略されたオブジェクトについてのジオメトリ処理やテクスチャのマッピング処理等に要する計算負荷を軽減させ、画像生成を高速化することが可能となる。
【００１１】
本発明における画角とは、画像描画手段により生成される画像中に描画される仮想空間の領域であり、「視点の移動方向の逆方向が画角内に含まれる」とは、仮想空間における視点を端点とし、視点の移動方向の逆方向（１８０度の方向）に延びる直線上の座標位置が、画像描画手段により描画される領域に含まれていることを言う。このような条件を満たす画像であることが、画像描画手段により生成された画像の全体又は一部領域であるテクスチャ画像によって仮想空間内に配置すべきオブジェクトを代用することが実現されるための条件となるからである。
【００１２】
本発明におけるオブジェクトとは、２次元又は３次元的な形状を指定するための幾何データであり、データの形式は問わない。
【００１３】
本発明の書割オブジェクトは、テクスチャ画像をマッピングする目的で使用されるオブジェクトであり、その形状等は任意であるが、画像処理に係る負荷を軽減する意味では、少数のポリゴンをもって構成することが可能な２次元のオブジェクト（板ポリゴン）により書割オブジェクトを構成することが好ましく、更には方形や円形など、単純な形状のオブジェクトとすることがより好ましい。
【００１４】
本発明の画像描画手段は、仮想空間における配置位置、或いは更に姿勢を指定された１又は複数のオブジェクトのデータに基づいて、そのオブジェクトの形状を視覚的に認識できる画像をジオメトリ処理などの任意の方式をもって描画するものである。
【００１５】
本発明のテクスチャ画像は、画像描画手段により生成された画像の全体又はその一部領域の画像であるが、画像描画手段により生成された画像の全体又はその一部領域の画像に更に、拡縮、トリミング、露出調整等の加工を施したものを本発明のテクスチャ画像とすることも可能である。
【００１６】
本発明では、前記画像描画手段は、画像表示手段に表示される表示画像と、前記表示画像に描画されるオブジェクトの一部のオブジェクトが描画された遠景画像とを生成するよう構成されており、前記テクスチャ画像保存手段は、前記遠景画像の全部又は一部領域を前記テクスチャ画像として前記記録領域に保存するよう構成されていること（請求項２）が可能である。
【００１７】
かかる発明では、表示画像とは別個に生成された遠景画像に基づいてテクスチャ画像を生成することが可能であるため、表示画像に含まれるオブジェクトのうちの特定の種類のオブジェクトのみがテクスチャ画像に含まれるようにするなど、より自由度の高い描画処理を実現することができる。
【００１８】
本発明では、前記遠景画像には、前記表示画像に描画されるオブジェクトのうち、視点から所定距離以上離間した配置位置を指定されたオブジェクトのみが描画されるものとすること（請求項３）が好ましく、この場合には、仮想空間に配置すべきオブジェクトをテクスチャ画像で代用することにより画像に何らかの不連続や不整合が生じたとしても、そのオブジェクトが視点から一定以上離間した位置に配置されるものであることから、不連続や不整合が認識され難くなることになる。
【００１９】
本発明では、前記視点からの距離に基づいて消去オブジェクトを特定する消去オブジェクト特定手段を更に備え、前記画像描画手段は、前記消去オブジェクト特定手段により特定された前記消去オブジェクトを除くオブジェクトを描画することにより前記表示画像を生成すること（請求項４）が好ましく、この場合には、テクスチャ画像で代用することにより仮想空間への配置を省略できるオブジェクトを簡便に選択することが可能となる。
【００２０】
本発明では、前記テクスチャ画像保存手段は、前記画像描画手段により描画された画像の一部領域を切り出すことにより生成した前記テクスチャ画像を前記記録領域に保存し、前記書割オブジェクト配置手段は、前記一部領域のサイズ、形状及び／又は位置に応じて、仮想空間における前記書割オブジェクトのサイズ、形状及び／又は配置位置を指定すること（請求項５）が可能であり、この場合には、書割オブジェクトにテクスチャ画像をマッピングする際の画像の変形や歪みを防止し、又は軽減するための処理を簡略なものとすることができる。
【００２１】
本発明では、所定のテクスチャ更新条件の成否を判定する更新判定手段を更に備え、前記更新判定手段が前記テクスチャ更新条件の成立を判定した場合に、前記テクスチャ画像保存手段による前記テクスチャ画像の保存及び前記書割オブジェクト配置手段による前記書割オブジェクトの配置位置の指定が実行されること（請求項６）が好ましい。
【００２２】
本発明では、何らかの条件（テクスチャ更新条件）が成立する毎にテクスチャ画像及び書割オブジェクトを更新することにより、同一のテクスチャ画像がマッピングされた書割オブジェクトを多くのフレーム時間に渡って継続して使用することによる画像品質の低下又は変化を抑制又は防止することが可能となる。本発明におけるテクスチャ更新条件には、直前の書割オブジェクトの更新が行われた時点から所定の時間が経過したこと、シーンチェンジがあったこと、光源の光量設定などが大きく変更されたことなど、同一のテクスチャ画像がマッピングされた書割オブジェクトを多くのフレーム時間に渡って継続して使用することが画像品質に影響を与えるであろう任意の条件を単独で、又は組み合わせて使用することが可能である。
【００２３】
また、請求項６の発明では、前記更新判定手段は、仮想空間に配置された書割オブジェクト上の特定点と視点を結ぶ線分が所定の基準方向と成す角度に基づいて前記テクスチャ更新条件の成否を判定すること（請求項７）が可能であり、この場合には、視点の移動により生じる視差に起因する画像品質の変化を基準にテクスチャ画像の更新のタイミングを決定することができる。
【００２４】
なお、本発明における特定点は、書割オブジェクト上の任意の点（例えば、書割オブジェクトが多角形である場合には、頂点など）とすることができ、基準方向としては、例えば、視点の向き（Ｚ方向／以下、「視点方向」という場合がある）を用いることができる。
【００２５】
本発明では、操作信号を入力するための操作入力手段と、前記画像内における前記操作入力手段からの操作信号に指定される位置に所定のマークを表示するマーク表示手段とを更に備え、前記書割オブジェクト配置手段は、前記画像中における前記マークの表示位置が前記書割オブジェクトの表示領域内に含まれるように、前記書割オブジェクトのサイズ、形状及び／又は位置を指定すること（請求項８）が可能である。
【００２６】
例えば、画像中の拡大表示させたい部分をマウスで指定できるようにしたＣＧでは、その部分を指定するためのポインタマークが画像に表示される場合があり、画像に表示されるエネミーなどのキャラクタを狙って射撃を行うゲームなどでは、射撃する場所を指定するための照準マークが画像に表示される場合がある。このような操作入力手段（マウスやジョイスティックなど）からの操作により画像中の位置を指定できるマークが表示されるコンテンツでは、操作者はそのマークの周辺を注視している場合が多いと考えられる。
【００２７】
従って、上記のようなマークが表示される画像においては、本発明を適用することにより、書割オブジェクトの外周部分にマークが表示されることを防止し、書割オブジェクトの外周付近において画像品質の低下が生じた場合であっても、その品質の低下が使用者に認識される可能性を低減することができる。
【００２８】
また、請求項８の発明では、前記更新判定手段は、前記画像描画手段が描画した画像内における前記書割オブジェクト上に前記所定のマークが表示されていないことを条件に前記テクスチャ更新条件の成立を判定すること（請求項９）が好ましく、これにより、マークの表示位置が書割オブジェクト上から外れた状態が長時間継続することを防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しつつ説明する。
【００３０】
図１は、本発明の画像処理装置１として使用することができるシステムの例示的なハードウェア構成を示す説明図である。
【００３１】
図１に示すように、この画像処理装置１は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、ＤＭＡ１４、情報記録媒体１５、画像処理部１６、音声処理部２０及び操作入力装置２１から構成される。
【００３２】
ここで、ＣＰＵ１１は、画像処理装置１の制御動作の中枢となり、システムバスＳＢを介して他の構成要素部分と制御信号やデータ信号等の受け渡しを行って全体を統括的に制御する中央演算処理装置であり、本発明に係る画像処理プログラムＰや操作入力装置２１からの信号に従って仮想空間に設定されたワールド座標系にオブジェクト及び視点を設定するための画像処理情報を導出するものである。この画像処理情報には、ワールド座標系内に配置される各オブジェクトの配置座標や姿勢を指定するデータ、視点の配置座標や視点方向を指定するデータなどが含まれる。
【００３３】
ＲＯＭ１２は、装置の起動時に使用する起動用プログラムや装置を動かすための基本的なシステムプログラム等を格納する不揮発性メモリである。
【００３４】
ＲＡＭ１３は、情報記録媒体１５から読み出した画像処理プログラムＰを展開し、作業中のデータを一時記録するなどのための領域をＣＰＵ１１に提供する揮発性メモリである。
【００３５】
ＤＭＡ１４は、システムバスＳＢに接続されている周辺機器を対象として割り込み制御やダイレクトメモリアクセス転送制御を行うものであり、ＣＰＵ１１を介さずに各種周辺機器とＲＡＭ１３との間でシステムバスＳＢを介して直接データのやりとりを実行し、これにより、ＣＰＵ１１のオーバーヘッドを伴わずに、高速・大容量のデータ転送を実現している。
【００３６】
情報記録媒体１５は、画像処理プログラムＰや仮想３次元空間に配置されるオブジェクトを定義するデータ、各オブジェクトにマッピングされるテクスチャデータなどを記録し、或いはＧＰＵにより生成された画像を記録する媒体である。情報記録媒体１５は、ハードディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ）、光磁気ディスク、磁気ディスク、磁気テープなどにより構成することができる。
【００３７】
画像処理部１６は、ＣＲＴや液晶ディスプレイなどの表示装置２２で表示する画像を生成するものであって、本実施形態では、画像デコーダ１７、ＧＰＵ１８、ディスプレイコントローラ１９等の半導体デバイスを備えている。
【００３８】
ここで、画像デコーダ１７は、情報記録媒体１５から読み出され、ＲＡＭ１３の所定領域に一時記憶されたＪＰＥＧ或いはＭＰＥＧ方式等で圧縮符号化された静止画或いは動画等のデータを復号する処理を行う。
【００３９】
ＧＰＵ１８は、ＣＰＵ１１からのコマンドに応じて、３次元コンピュータグラフィクス（３ＤＣＧ）の画面データを生成するための画像生成アルゴリズムを実行し、ジオメトリ処理やテクスチャマッピング等を行って生成した画像をその画像記録部に描画記録する処理を行う。
【００４０】
ＧＰＵ１８の画像記録部は、表示装置２２において表示される画像データを記録するフレームバッファ１８ａや後述のテクスチャ画像を記録するテクスチャ画像記録領域１８ｂ、その他の画像データを記録する補助画像記録領域１８ｃなどの複数の領域に区画されている。
【００４１】
ディスプレイコントローラ１９は、フレームバッファ１８ａに描画された画像データをフレーム時間毎に読み出して、画像データに対応した輝度信号と色信号を含む映像信号を生成して表示装置２２に出力する。
【００４２】
音声処理部２０は、スピーカ２３ａ、２３ｂで出力する効果音やＢＧＭ等の音声を生成する半導体デバイスであって、具体的には、図示省略のサウンドバッファ及びＳＰＵ等を備え、ＳＰＵがサウンドバッファから読み出した音データを合成してスピーカ２３ａ、２３ｂに出力する。
【００４３】
操作入力装置２１は、本発明の画像処理装置１の使用用途等に応じた種々の操作信号の入力を行うものである。例えば、本発明の画像処理装置１が操作者の操作により仮想空間内を移動する視点からの画像を表示するのであれば、操作入力装置２１からは視点の仮想空間内における位置を指定するための操作信号が入力され、仮想空間内のオブジェクトに対するシューティングゲーム等に使用するのであれば、操作入力装置２１からシューティングを行う位置やタイミングなどを指定するための操作信号が入力される。操作入力装置２１は、キーボードやマウス、ジョイスティックなどにより構成することができる。操作入力装置２１に入力された信号はシステムバスＳＢを介してＣＰＵ１１に送信される。
【００４４】
なお、本発明の画像処理装置１に不可欠な要素は、画像処理情報を導出、処理するための処理装置及び記録装置であり、例えば、外部からの操作信号を受けることなく画像を生成するのであれば、操作入力装置２１は不要であり、生成した画像を単に記録するだけなら表示装置２２やスピーカ２３ａ、２３ｂ等は不要である。
【００４５】
図２は、ＣＰＵ２０が情報記録媒体１５に記録された本発明に係る画像処理プログラムＰをＲＡＭ１３上において展開、実行することにより実現される画像処理装置１の機能構成を示す説明図である。
【００４６】
図示のように、画像処理装置１は、視点管理部３１、オブジェクト記録部３２、仮想モデル管理部３３、画像描画部３４、遠景モデル管理部３５、テクスチャ画像保存部３６、書割オブジェクト配置部３７、書割条件判定部３８及び消去オブジェクト特定部３９を備えている。
【００４７】
視点管理部３１は、画像処理プログラムＰや操作入力装置２１からの信号による指定に従って、仮想空間におけるフレーム時間毎の視点の配置座標及び視点方向についてのデータを導出し、これを画像描画部３４に提供するものである。本実施形態では、視点は、画像処理プログラムＰにより規定された仮想空間における所定のルートに沿って所定速度で移動するものとされており、その視点方向は、視点の移動方向の逆方向に設定されている。
【００４８】
オブジェクト記録部３２は、仮想空間に配置されるオブジェクトの３次元データや各オブジェクトにマッピングされるテクスチャの２次元データを記録するものである。オブジェクトは、１又は複数のポリゴン（多角形データ）を組み合わせて種々の事物の形状を表現したものであり、オブジェクト記録部３２においては、個々のオブジェクトに固有のローカル座標系により記述されたオブジェクトを構成するポリゴンの配置座標データが記録されている。
【００４９】
オブジェクトの種類には、建物、道路、山などを表現した静止オブジェクトや人、動物、乗り物、風になびく植物などを表現した可動オブジェクトがあり、また、ゲーム画像の場合であれば、エネミーのキャラクタを表現したエネミーオブジェクト、プレーヤーの操作により動作するプレーヤーキャラクタを表現したプレーヤーオブジェクト、背景を構成するオブジェクトなどがあり、オブジェクト記録部３２において、各オブジェクトに種類毎のインデックスを付与することにより、仮想モデル管理部３３、画像描画部３４、遠景モデル管理部３５等がオブジェクトの種類毎に個別の処理を行うことを可能にしている。本実施形態では、消去オブジェクト特定部３９による消去オブジェクトの特定の対象にならず、また、遠景モデルを構成するオブジェクトにもならない特定オブジェクト（例えば、プレーヤーが注視することが想定されるプレーヤーオブジェクトやエネミーオブジェクトなどを特定オブジェクトとすることができる）と、消去オブジェクトの特定の対象となり、遠景モデルを構成するオブジェクトとなりうる一般オブジェクトとを区別するためのインデックスも付与されている。
【００５０】
仮想モデル管理部３３は、オブジェクトの格納アドレスに基づいてオブジェクト記録部３２に記録されたオブジェクトのデータを読出して、画像処理プログラムＰや操作入力装置２１からの信号から導出されるフレーム時間毎の配置座標データや姿勢データに基づいて各オブジェクトをワールド座標系に配置したときの各オブジェクトを構成する各ポリゴンの座標データを導出し、これを画像描画部３４に提供する。また書割オブジェクト配置部３７により書割オブジェクトの配置命令が与えられている場合には、仮想モデル管理部３３は、他のオブジェクトとともに書割オブジェクト配置部３７により指定された形状、サイズの書割オブジェクトを構成するポリゴンの座標データを画像描画部３４に提供する。
【００５１】
画像描画部３４は、仮想モデル管理部３３及び書割オブジェクト配置部３７から与えられたポリゴンの座標データを、視点から所定距離に位置する２次元のスクリーン座標系に透視変換し、スクリーン座標上の各ポリゴンのそれぞれに割り当てられたテクスチャをマッピングすることにより画像データを生成し、これをフレームバッファ１８ａに記録する。また、書割オブジェクトの配置座標データが与えられている場合、当該書割オブジェクトにはテクスチャ画像記録領域１８ｂに記録されたテクスチャ画像がテクスチャとしてマッピングされる。
【００５２】
画像描画部３４では、ポリゴンの前後関係によって見える部分と見えない部分とを判定する隠面処理や光源からの光の当たり具合や反射の様子を演算するシェーディングなどの画像に所定のエフェクトを施す処理も実行される。
【００５３】
画像描画部３４がフレームバッファ１８ａに描画した表示画像は、ディスプレイコントローラ１９の制御の下でフレーム時間毎に表示装置２２に出力されて表示される。
【００５４】
画像描画部３４は、仮想モデル管理部３３から与えられるデータに基づいて上記のように表示画像を生成する他、遠景モデル管理部３５から与えられるデータに基づいて遠景画像を生成する。遠景画像は、補助画像記録領域１８ｃ等に一時的に記録されるものとすることができる。なお、画像描画部３４は、特定種類のオブジェクトにのみ個別のエフェクト処理を施すなどの目的で他の画像を生成することも可能であり、そのような画像は補助画像領域１８ｃ等に記録されるものとすることができる。
【００５５】
遠景モデル管理部３５は、仮想モデル管理部３３により構築される仮想モデルにおける各オブジェクトのデータを一部改変することで、テクスチャ画像保存部３６により保存されるテクスチャ画像の元画像（遠景画像）を生成するための遠景モデルを構築するものである。具体的には、当該遠景モデルは、仮想モデル管理部３３及び書割オブジェクト配置部３７により配置座標データが指定されるオブジェクト（表示画像の仮想モデルに配置されるオブジェクト）のうち、視点から視点方向への距離が上記所定値ｄよりも大きい配置座標を与えられた一般オブジェクトのみからなる仮想モデルである。
【００５６】
なお、この所定値ｄを小さい値とするほど、消去オブジェクトとして特定されるオブジェクト数が増加し、画像処理に係る計算負荷の軽減効果が大きくなる反面、視差に起因する書割オブジェクトとその周囲のオブジェクトとの不連続が見え易くなるため、画像の種類、特性、シーンなどに応じて、上記得失の兼ね合いを勘案した適宜の値が所定値ｄとして設定されることになる。
【００５７】
テクスチャ画像保存部３６は、書割条件判定部３８から書割信号を受信したことを条件に、画像描画部３４が遠景モデルに基づいて生成した遠景画像の所定領域を切り出して、これをテクスチャ画像としてテクスチャ画像記録領域１８ｂに記録する処理を実行する。このテクスチャ画像は、書割オブジェクト配置部３７により配置される書割オブジェクトにマッピングされる。
【００５８】
遠景画像におけるテクスチャ画像の切り出し領域の定め方は特に限定されるものではないが、視点から遠方のオブジェクトが集中する画像中央部付近を切り出し領域とすることが好ましい。また、テクスチャ画像のサイズは、より多くのオブジェクトを消去オブジェクトとできるようになるべく大きくすることが好ましく、例えば、その縦横長を遠景画像の縦横長のそれぞれ３０％〜８０％程度の寸法とすることが考えられる。テクスチャ画像の形状は、矩形、円形、楕円形など任意の形状とすることができる。
【００５９】
書割オブジェクト配置部３７は、書割条件判定部３８から書割信号を受信したことを条件に、１又は複数のポリゴンで構成された所定の形状、サイズを有する書割オブジェクトの配置座標を指定し、当該書割オブジェクトを仮想空間に配置させるための命令を仮想モデル管理部３３に送信するものである。
【００６０】
ここで、書割オブジェクトの視点から視点方向への距離（Ｚ位置）は、処理の簡明の観点から上記所定値ｄと同一に設定される。なお、Ｚ位置が上記位置と異なる位置に設定さたとしても、書割オブジェクトのサイズの拡縮等により不整合の無い画像生成は可能であり、そのような場合も本発明の範囲には含まれる。
【００６１】
書割オブジェクトの視点方向に垂直な面（ＸＹ面）内における位置、形状及びサイズは、Ｚ位置上のＸＹ面において、テクスチャ画像が切り出される領域のスクリーン座標上における位置、形状、サイズに対応する位置、形状、サイズと同一とすることが好ましく、これにより、消去オブジェクトを書割オブジェクトにマッピングしたテクスチャ画像で代用することによる画像の変形、歪みを簡便に防止することができる。しかしながら、これらを上記と異なる位置、形状、サイズとしても、画像に生じる変形や歪みが許容範囲であれば使用可能であり、エフェクトとして意図的な変形や歪みを加えるために上記と異なる形状やサイズの書割オブジェクトを使用することも可能である。同様の意味で、書割オブジェクトは必ずしも平面的でなくても、凹面状や凸面状などの立体的な形状とすることも可能である。
【００６２】
書割条件判定部３８は、過去のフレーム時間において仮想空間に配置した書割オブジェクトを継続して使用することによる画像の品質低下等を防止することを目的として規定された所定のテクスチャ更新条件の成否を判定するものである。テクスチャ更新条件の成立を判定した場合、書割条件判定部３８は、新たなテクスチャ画像をマッピングした書割オブジェクトを仮想空間に配置させるため、所定の書割信号を遠景モデル管理部３５及びテクスチャ画像保存部３６に送信する。なお、過去のフレーム時間において仮想空間に配置された書割オブジェクトは、新たに配置された書割オブジェクトにより不要となるため、新たな書割オブジェクトの配置の時点で仮想空間から消去することができる。
【００６３】
本発明におけるテクスチャ更新条件には、シーンチェンジがなされた場合、光源の光量設定等に大きな変更があった場合など、上記目的に適合する任意の条件を使用することができるが、本実施形態では、後述の方法で導出される１又は複数の視差角の全部又は一部が許容値を越えたことがテクスチャ更新条件とされている。
【００６４】
消去オブジェクト特定部３９は、仮想空間に書割オブジェクトを配置することで当該書割オブジェクトに隠れて視点から見えなくなるオブジェクトを消去オブジェクトとして特定し、特定した消去オブジェクトを仮想モデル管理部３３に通知する処理を実行するものである。
【００６５】
この消去オブジェクトの特定の方法にはある程度の幅があり、その一例としては、視点からその全体が見えなくなる一般オブジェクトのみを消去オブジェクトとすることが可能である。この場合、書割オブジェクトによって完全にカバーされる一般オブジェクトのみが仮想空間から消去されるため、画像のちらつきを最小に押さえることができる反面、仮想空間から消去できるオブジェクト数が少なくなるため、ジオメトリ処理やテクスチャマッピング等に係る計算負荷の軽減効果は限定的となる。
【００６６】
或いは、視点からの距離が書割オブジェクトよりも大きい全てのオブジェクトを消去オブジェクトとすることも考えられ、この場合は、画像のちらつきの程度は大きくなるが、より多くのオブジェクトを仮想空間から消去できるため、計算負荷の軽減効果を高めることができる。
【００６７】
また、上記の中間の方法としては、全体が見えなくなる一般オブジェクトに加えて、部分的に見えなくなる一般オブジェクトをも消去オブジェクトとして特定することも可能であり、この場合は、画像の品質及び計算負荷の軽減について上記の中間の効果が得られることになる。
【００６８】
従って、上記のいずれの方法によるかは、画像の種類、特性、シーンなどに応じて画像の品質と計算負荷とを勘案して適宜定めることができる。なお、本実施形態の消去オブジェクト特定部３９は、視点から完全に見えなくなる一般オブジェクトのみを消去オブジェクトとして特定する（従って、エネミーオブジェクトなどの特定オブジェクトは、消去オブジェクトとして特定されない）。
【００６９】
図３（ａ）は、視点管理部３１及び仮想モデル管理部３３が画像生成のために仮想空間に構築する仮想モデルの例示的な態様を概念的に示す説明図であり、図３（ｂ）は、この仮想モデルに基づいて画像描画部３４により描画される表示画像Ｇである。
【００７０】
図３（ａ）の仮想モデルでは、視点管理部３１及び仮想モデル管理部３３により指定されるデータに従って、視点Ｖ及び複数のオブジェクト（Ａ〜Ｃ、Ｘの文字の形状が与えられたオブジェクト。以下、「オブジェクトＡ」、「オブジェクトＢ」などと言う）が所定の位置関係で配置されている。画像描画部３４は、この仮想モデルにおいて、視点Ｖから視点方向Ｚにある各オブジェクトを視点Ｖから所定距離に配置されたスクリーン座標Ｓに透視変換することにより表示画像Ｇを描画する。
【００７１】
なお、本実施形態における視点Ｖは、画像処理プログラムＰにより定められた経路上をある速度で移動するよう設定されており、図中Ｍは、現フレーム時間における視点Ｖの移動方向、ＡＶは視点Ｖの画角、Ｒは視点の移動経路を示している。説明の簡略のため、図中のオブジェクトＡ〜Ｃ及びＸは全て、フレーム時間毎に配置座標や姿勢が変化しない静止オブジェクトであり、消去オブジェクトの対象となる一般オブジェクトであるものとする。
【００７２】
この仮想モデルをレンダリングすることにより生成される表示画像Ｇでは、視点Ｖとの位置関係に応じてオブジェクトＡ〜Ｃ、Ｘが立体的に描写される。
【００７３】
上記のような仮想モデルをモチーフとする画像生成を例として、本発明の画像処理装置１の例示的な動作を説明する。
【００７４】
図４は、画像処理装置１において実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【００７５】
図示のように、画像表示処理が開始されると、フレームカウンタＴの初期化（ステップＳ１）及び増分処理（ステップＳ２）が実行された後、書割条件判定部３８が動作し、テクスチャ更新条件の成否判定が行われる（ステップＳ３）。
【００７６】
なお、本実施形態では、描画開始直後やシーンチェンジ直後（即ち、書割オブジェクトＫｏが仮想空間に配置されていない状態）に実行されるステップＳ３の処理では、書割条件判定部３８は無条件にテクスチャ更新条件の成立判定を行うものとされている。描画開始等から２フレーム目以降に実行されるステップＳ３におけるテクスチャ更新条件については後述する。
【００７７】
ステップＳ３において、テクスチャ更新条件成立の判定がなされた場合、ステップＳ４〜Ｓ７の書割サブルーチンが実行された後、不成立の判定がなされた場合には、当該サブルーチンを実行することなく処理はステップＳ８に移行する。
【００７８】
ステップＳ４では、視点管理部３１、仮想モデル管理部３３及び遠景モデル管理部３５が動作し、フレームカウンタＴに割り当てられたオブジェクトのうち、視点Ｖからの視点方向Ｚへの距離が所定値ｄよりも大きい一般オブジェクトのみで構成された遠景モデルが構築され、続くステップＳ５では、画像描画部３４が動作し、この遠景モデルを視点Ｖから見た遠景画像の描画が実行される。
【００７９】
図５（ａ）は、図３に示される各オブジェクトがフレームカウンタＴに割り当てられたオブジェクトであるとした場合に、ステップＳ４の処理において構築される遠景モデルを示す説明図である。
【００８０】
図示のように、図５（ａ）の遠景モデルは、視点Ｖから視点方向Ｚへの距離が所定値ｄよりも大きいオブジェクトのみが配置されており、所定値ｄよりも小さい位置のオブジェクト（オブジェクトＢ及びＣ）は仮想空間から消去されている。なお、図中のＫｗは、テクスチャ画像Ｋｇが切り取られる領域に対応する仮想空間内での領域の位置や形状を示す書割枠であるが、この書割枠Ｋｗは説明の便宜上表示されているもので、書割枠Ｋｗについて何らかの処理が行われる訳ではない。
【００８１】
図５（ｂ）は、画像描画部３４が上記遠景モデルをレンダリングすることにより描画される遠景画像Ｇ１であり、この遠景画像Ｇ１は、補助画像記録領域１８ｃに一時的に記録される。
【００８２】
続くステップＳ６では、テクスチャ画像保存部３６が動作し、遠景画像Ｇ１中のＫｃで示される矩形領域の画像を切り出して、これをテクスチャ画像Ｋｇとしてテクスチャ画像記録領域１８ｂに保存する。図５（ｃ）は、切り出されたテクスチャ画像Ｋｇである。
【００８３】
なお、本実施形態のステップＳ４〜Ｓ６では、フルサイズの遠景画像Ｇ１を一旦描画した後にテクスチャ画像Ｋｇを切り出す処理が行われるが、ステップＳ４及びＳ５において領域Ｋｃの部分の画像のみをレンダリングし、これをそのままテクスチャ画像Ｋｇとしてテクスチャ画像記録領域１８ｂに記録するようにしても構わない。
【００８４】
また、本実施形態は、遠景画像Ｇ１を生成するために独立の処理としてステップＳ４及びＳ５が実行される場合の例であるが、例えば、特定種類のオブジェクトのみについて露出調整など個別のエフェクト処理を施すなどのために、最終的な表示画像を生成する前段階としてレンダリングした画像がテクスチャ画像Ｋｇを切り出すための遠景画像Ｇ１として使用し得るのであれば、ステップＳ４、Ｓ５を独立の処理として実行することは不要である。
【００８５】
続くステップＳ７では、消去オブジェクト特定部３９が動作し、テクスチャ画像Ｋｇによりその全体がカバーされる（描画される）オブジェクト、即ち、ステップＳ１１において配置される書割オブジェクトＫｏに遮られて視点Ｖから見えなくなるオブジェクトを消去オブジェクトとして特定し、特定した消去オブジェクトを仮想モデル管理部３３に通知する処理が実行される。この通知を受けた仮想モデル管理部３３は、通知された消去オブジェクトを仮想モデルに配置する（配置位置を指定する）オブジェクトのリストから削除する。
【００８６】
なお、本実施形態では、書割オブジェクトＫｏにより視点Ｖから完全に見えなくなるオブジェクトのみを消去オブジェクトとして特定するものとされているため、図５に示す例では、オブジェクトＡのみが消去オブジェクトとして特定されることになる。
【００８７】
ステップＳ７の処理が完了すると、処理はメインルーチンのステップＳ８に移行する。
【００８８】
ステップＳ８では、フレームカウンタＴに割り当てられたオブジェクトのうち、ステップＳ７において特定された消去オブジェクト（この例では、オブジェクトＡ）を除くオブジェクトの配置座標データや姿勢データが仮想モデル管理部３３により指定されるとともに、視点Ｖの配置座標データ及び視点方向を規定するデータが視点管理部３１により指定されて、仮想モデルが構築される。
【００８９】
このとき、書割オブジェクト配置部３７からの命令に従って、仮想モデル管理部３３は、所定の書割オブジェクトＫｏを仮想空間に配置する処理も実行する。この書割オブジェクトＫｏは、ステップＳ４においてテクスチャ画像Ｋｇが切り出された領域に対応する仮想空間内での領域Ｋｗと同一の形状、サイズを有し、領域Ｋｗと同一の座標位置に配置される。
【００９０】
図６（ａ）は、ステップＳ８において構築された仮想モデルを示す説明図である。
【００９１】
図示のように、図６（ａ）の仮想モデルでは、ステップＳ７において特定された消去オブジェクトであるオブジェクトＡが消去される一方、視点Ｖから距離ｄの位置に書割オブジェクトＫｏが配置されている。なお、図中の破線Ｌ１ａ、Ｌ１ｂは、視点Ｖと書割オブジェクトＫｏ上の特定点（図の例では、頂点）とを結ぶ線分である。
【００９２】
続くステップＳ９では、この仮想モデルを画像描画部３４がステップＳ５と同様にしてレンダリングすることにより表示画像を生成する。
【００９３】
このとき、書割オブジェクトＫｏには、テクスチャ画像記録領域１８ｂに記録されたテクスチャ画像Ｋｇがテクスチャとしてマッピングされる。ステップＳ９において描画された表示画像はフレームバッファ１８ａに記録され、次のフレーム時間において表示装置２２に出力される。
【００９４】
図６（ｂ）は、図６（ａ）の仮想モデルをレンダリングした表示画像Ｇ２を示す説明図である。図中の破線は、書割オブジェクトＫｏが描画された部分を示す説明線である。上記の通り、この仮想モデルではオブジェクトＡは配置されていない（図６（ａ））が、レンダリングされた表示画像Ｇ２では、オブジェクトＡをカバーしたテクスチャ画像Ｋｇがマッピングされた書割オブジェクトＫｏが仮想空間に配置された結果、図３（ｂ）の表示画像Ｇと同一の画像が生成されている。なお、図６（ｂ）の文字Ｘの破線内の部分は書割オブジェクトＫｏにマッピングされたテクスチャ画像の一部であり、文字Ｘの破線外の部分はステップＳ８で構築された仮想モデルに配置されたオブジェクトＸがレンダリングされたものである。
【００９５】
ここで、オブジェクトＡが植物や動物などのような複雑な形状を有する事物を多数のポリゴンを用いて表現したオブジェクトであるとすれば、そのような複雑なオブジェクトＡを配置した仮想モデル（図３（ａ））を用いて生成される画像Ｇと同等の画像Ｇ２が、複雑なオブジェクトＡに代えて少ないポリゴン数をもって構成しうる書割オブジェクトＫｏを配置した仮想モデル（図６（ａ））に基づいて生成されることになるため、ジオメトリ処理やテクスチャマッピング等に係る計算負荷が軽減されることになる。また、この実施形態では簡明のため、消去オブジェクトがオブジェクトＡのみであるとして説明したが、実際のＣＧに本発明を適用した場合には、より多数のオブジェクトが消去オブジェクトとなる（書割オブジェクトＫｏにより視点から見えなくなる）ため、実際にはより顕著な計算負荷の軽減が達成される。
【００９６】
なお、上記計算負荷の軽減効果が達成されるのは、書割サブルーチン（ステップＳ４〜Ｓ７）が実行されないフレーム時間におけるステップＳ８、Ｓ９の処理においてであり、書割サブルーチンが実行されるフレーム時間（例えば、フレームカウンタＴが「１」のフレーム時間）における処理に関しては、オブジェクトＡを含む遠景モデル（図５（ａ））の描画処理（ステップＳ５）が実行されるために計算負荷は、本来の仮想モデル（図３（ａ））を描画する場合と変わらない。
【００９７】
ステップＳ９での描画処理の後、ＣＰＵ１１から送信される所定のフレーム時間（例えば１／３０秒）毎の割り込み信号を待ち受ける処理（ステップＳ１０）が行われて１フレーム分の画像生成処理が完了となり、後続フレームでの画像の描画及び表示を行うため、処理はステップＳ２に戻される。
【００９８】
図７（ａ）には、図６（ｂ）に示す画像が描画された後、ステップＳ３においてテクスチャ更新条件の成立が判定されることなく（従って、書割サブルーチンが実行されることなく）、ステップＳ２〜Ｓ１０の処理が何サイクルか反復された時点（フレームカウンタＴは「ｎ」であるものとする）のステップＳ８において構築される仮想モデルが示されており、図７（ｂ）には、続くステップＳ９で描画される表示画像Ｇ３が示されている。
【００９９】
図７（ａ）に示されるように、フレーム時間の経過により視点Ｖの位置がルートＲに沿って所定距離移動しているが、図６（ｂ）の画像Ｇ２の描画以降、ステップＳ７における消去オブジェクトの特定がなされなかったために、オブジェクトＡのみが仮想空間から消去され、その他のオブジェクト（オブジェクトＢ、Ｃ、Ｘ、書割オブジェクトＫｏ）は配置座標や姿勢等を変化させることなく、そのまま配置されている。また、視点Ｖが移動した結果、スクリーン座標Ｓよりも遠方に出現したオブジェクトＤが新たに仮想空間に配置されている。
【０１００】
ここで、図７（ａ）の仮想モデルの構築（ステップＳ８）及びそのレンダリング（ステップＳ９）がなされた直後のフレーム時間（フレームカウンタＴは「ｎ＋１」となる）における処理を例として、書割条件判定部３８の動作並びに新たな書割オブジェクトＫｏ′の配置について説明する。
【０１０１】
ステップＳ３において書割条件判定部３８は、直前のステップＳ８（フレームカウンタＴが「ｎ」の時点のステップＳ８）において構築された仮想モデル（図７（ａ））における視点Ｖと書割オブジェクトＫｏの頂点を結ぶ線分Ｌｎａ、Ｌｎｂが視点方向Ｚと成す角度（θｎａ、θｎｂ）を導出し、これを、当該書割オブジェクトＫｏが配置された時点（この例では、フレームカウンタＴが「１」の時点）の仮想モデルにおける線分Ｌ１ａ、Ｌ１ａが視点方向Ｚと成す角度（θ１ａ、θ１ｂ）と比較し、両者の差である視差角Δθａ（＝θ１ａ−θｎａ）及び視差角Δθｂ（＝θ１ｂ−θｎｂ）のいずれかが許容値（例えば１０度）を越えている場合にテクスチャ更新条件の成立を判定し、その許容値以下の場合はテクスチャ更新条件の不成立を判定する。なお、視差角の許容値は、書割オブジェクト上において選択される特定点の位置、書割オブジェクトのサイズや配置時点での視点からの距離、必要な画像品質のレベルなどに応じて適宜の値を設定することができる。
【０１０２】
そして、図７（ａ）の線分Ｌｎａ、Ｌｎｂから算出される視差角が上記許容値を越えているものとすると、上記フレーム時間（フレームカウンタＴは「ｎ＋１」）のステップＳ３においてテクスチャ更新条件の成立が判定され、処理は再度書割サブルーチンに分岐してステップＳ４〜１０の処理が実行される。
【０１０３】
即ち、その時点のフレームカウンタＴ（＝ｎ＋１）に割り当てられたオブジェクトのうち、このフレーム時間における視点Ｖの位置から視点方向Ｚへの距離が所定値ｄよりも大きい一般オブジェクトのみが配置された遠景モデルが構築され、この遠景モデルを視点Ｖから見た遠景画像が描画され、当該遠景画像の所定領域が新たなテクスチャ画像Ｋｇとしてテクスチャ画像記録領域１８ｃに保存される。
【０１０４】
図８（ａ）は、このときに構築される遠景モデルを示す説明図であり、図８（ｂ）は、当該遠景モデルに基づいて描画された遠景画像Ｇ４であり、図８（ｃ）は、その遠景画像Ｇ４から切り出されたテクスチャ画像Ｋｇである。
【０１０５】
図８（ａ）に示されるように、この遠景モデルでは、フレームカウンタＴ（＝ｎ＋１）に割り当てられたオブジェクトのうち、視点Ｖからの距離が所定値ｄの位置より遠方のオブジェクトＢ、Ｘ及び書割オブジェクトＫｏが配置される一方、この位置よりも手前のオブジェクトＣ及びＤは削除されている。なお、図８（ａ）では、図７（ａ）の時点から１フレーム時間が経過したことにより、視点Ｖは移動速度に応じた距離だけ方向Ｍに移動しているが、１フレーム時間が短いことを考慮して、図８（ａ）ではこの１フレーム時間での視点Ｖの移動は無視されている。
【０１０６】
また、図８（ｂ）の遠景画像Ｇ４における領域Ｋｃが切り出されて図８（ｃ）の態様のテクスチャ画像Ｋｇが保存されるが、領域Ｋｃ中にオブジェクトＡ周辺の画像がマッピングされた書割オブジェクトＫｏ（図中の破線枠の部分）が描画されているため、この遠景モデルでは配置されていないオブジェクトＡの画像もテクスチャ画像Ｋｇ中に取り込まれることになる。
【０１０７】
そして、ステップＳ７では、ステップＳ８での仮想モデルの構築の際に配置される新たな書割オブジェクトＫｏ′に遮られて視点Ｖから見えなくなるオブジェクトであるオブジェクトＡ、Ｂ、Ｘ並びに書割オブジェクトＫｏが消去オブジェクトとして特定され、続くステップＳ８では、当該消去オブジェクトを除くオブジェクト（オブジェクトＣ及びＤ）と、新たな書割オブジェクトＫｏ′のみが配置された仮想モデルが構築され、更にステップＳ９において、当該仮想モデルをレンダリングすることで、このフレーム時間（Ｔ＝ｎ＋１）における表示画像が描画される。
【０１０８】
図９（ａ）は、上記ステップＳ８において構築される仮想モデルを、図９（ｂ）は、上記ステップＳ９において描画される表示画像Ｇ５を示している。
【０１０９】
この場合の仮想モデルは、オブジェクトＣ、Ｄ及び書割オブジェクトＫｏ′のみで構成されており、ジオメトリ処理やテクスチャマッピング等の画像描画のための処理は、この３個のオブジェクトのみについて実行されるにも拘わらず、書割オブジェクトＫｏ′には、オブジェクトＡ、Ｂ、Ｘが描画されたテクスチャ画像Ｋｇがマッピングされているため、レンダリングされた表示画像Ｇ５では、６個のオブジェクト（オブジェクトＡ〜Ｄ、Ｘ）が配置された画像の描画が実現されており、本発明における計算負荷の軽減効果を明瞭に理解することができる。
【０１１０】
図１０（ａ）、（ｂ）は、更にフレーム時間が経過し、移動経路Ｒの曲率に従って視点Ｖの移動方向Ｍが変化したタイミングにおいて構築される仮想モデル及びこれに基づいて描画される表示画像Ｇ６を示している。
【０１１１】
図１０（ｂ）から、書割オブジェクトＫｏ′の画像内での位置が左寄りとなり、その形状が透視変換の際の遠近効果で台形になっているが、本発明の効果は、視点Ｖの移動方向Ｍが変化しても同様に達成されることが理解できる。なお、図１０（ａ）から理解できるように、視点Ｖの移動方向Ｍが変化していく場合には、直線的な移動の場合と比較して、視点Ｖと書割オブジェクトの頂点が成す角度がより早く変化することになるため、ステップＳ３においてテクスチャ更新条件の成立が判定される頻度が増加することになる。
【０１１２】
続いて、本発明の第２の実施形態に係る画像処理装置２について説明する。
【０１１３】
この画像処理装置２は、所定の経路Ｒを移動する視点Ｖの位置に向けて襲いかかってくるエネミーキャラクタをシューティングするゲーム装置に本発明を適用した場合の例であるが、そのハードウェア構成は画像処理装置１と同様とすることができる。
【０１１４】
図１１は、画像処理装置２において実現される機能構成を示す説明図である。
【０１１５】
画像処理装置２の機能構成は、照準マーク管理部４０及びゲーム管理部４１を追加的に備える点において画像処理装置１と相違しており、また、画像描画部３４、遠景モデル管理部３５、テクスチャ画像保存部３６、書割オブジェクト配置部３７及び書割条件判定部３８において、画像処理装置１では実行されない追加的な処理が実行される。
【０１１６】
上記照準マーク管理部４０は、操作入力装置２１からの照準マーク制御信号に基づいてスクリーン座標Ｓ上の照準マークの位置データを導出し、これを画像描画部３４、テクスチャ画像保存部３６、及びゲーム管理部４１に送信するとともに、導出された照準マークの位置が書割オブジェクトＫｏの表示領域内に含まれているか否かを判断し、含まれない状態が所定フレーム数以上連続したことを条件に、所定の領域外通知信号を書割条件判定部３８に送信するものである。
【０１１７】
ゲーム管理部４１は、シューティングゲームの進行上必要となる種々の処理を行うものであり、例えば、操作入力装置２１からの射撃信号及び照準マークや仮想モデル内のエネミーオブジェクトの位置データに基づくヒット判定や、ヒット判定の結果仮想空間から消去させるべきエネミーオブジェクトの特定、得点集計、ゲーム終了判定などの処理を実行し、処理の結果生成される種々の信号を画像描画部３４等に送信する。
【０１１８】
ここで、照準マーク制御信号及び射撃信号は、それぞれ、照準位置の指定及び射撃タイミングの指示のために操作入力装置２１に入力される信号であり、この目的のための操作入力装置２１としては、例えば、ジョイスティックや押しボタンスイッチなどのハードウェアを使用することができる。
【０１１９】
また、画像描画部３４、テクスチャ画像保存部３６、書割オブジェクト配置部３７及び書割条件判定部３８は、以下の追加的な処理を実行する。
【０１２０】
即ち、画像描画部３４は、視点管理部３１、仮想モデル管理部３３及び書割オブジェクト配置部３７により指定される視点Ｖ及び各オブジェクトのデータに基づいて画像をレンダリングした後に、照準マーク管理部４０により指定されるスクリーン座標上の位置に所定形状の照準マークの画像を上書きし、或いは更に、ゲーム管理部４１から送信される得点や残り時間などのゲーム情報を上書きする。
【０１２１】
書割条件判定部３８は、画像処理装置１におけるテクスチャ更新条件と同様の条件に加えて、照準マーク管理部４０から上記領域外通知信号を受信したことを条件にテクスチャ更新条件の成立を判定する。
【０１２２】
テクスチャ画像保存部３６は、テクスチャ画像Ｋｇを保存するに際して、書割信号を受信したタイミングにおける照準マークの位置がテクスチャ画像Ｋｇに所定のマージンをもって含まれるよう、テクスチャ画像Ｋｇを切り出す領域Ｋｃの遠景画像内における位置、形状、サイズを調整する。
【０１２３】
書割オブジェクト配置部３７は、上記切出領域Ｋｃの位置、形状、サイズに応じて書割オブジェクトＫｏの配置座標、形状、サイズを調整し、これを仮想モデル管理部３３に通知する。
【０１２４】
図１２は、画像処理装置２における動作を示すフローチャートである。
【０１２５】
画像処理が開始されると、画像処理装置１の場合と同様にして、フレームカウンタの初期化及び増分処理（ステップＳ２１、Ｓ２２）が実行された後に、テクスチャ更新条件の判定（ステップＳ２３）が実行される。
【０１２６】
このテクスチャ更新条件の判定（ステップＳ２３）では、描画開始直後又はシーンチェンジ直後のフレーム時間であること、視差角が所定値を越えていること、及び、１フレーム時間前のステップＳ３５において領域外通知信号を受信したことの３つの条件がテクスチャ更新条件とされており、そのいずれかが成立している場合にテクスチャ更新条件の成立が判定され、それ以外の場合は不成立が判定される。
【０１２７】
この判定が不成立であった場合、処理はステップＳ２８に移行し、仮想モデル管理部３３により導出されるフレームカウンタＴに割り当てられた各オブジェクトの配置座標データや姿勢データ、視点管理部３１により導出されるフレームカウンタＴに割り当てられた視点Ｖの配置座標データ及び視点方向を規定するデータに基づいて仮想モデルが構築される。このとき、仮想モデルには、背景を構成するオブジェクト及び書割オブジェクトＫｏに加えてエネミーオブジェクトＥも配置される。
【０１２８】
そして、ステップＳ２９では、画像描画部３４がステップＳ２８において構築された仮想モデルをレンダリングすることで画像を生成し、更にこの画像に照準マークＴＭなどを上書きすることによりゲーム画像を描画し、これをフレームバッファ１８ａに記録する。
【０１２９】
図１３（ａ）は、ステップＳ２８において構築される仮想モデルの例示的な態様を示す説明図であり、図１３（ｂ）はこの仮想モデルに基づいて描画されたゲーム画像Ｇ７（表示画像）である。
【０１３０】
図１３（ａ）の仮想モデルでは、背景オブジェクトである２つのオブジェクトＸと、テクスチャ画像としてオブジェクトＡの画像がマッピングされた書割オブジェクトＫｏと、３つのエネミーオブジェクトＥとが配置されており、図１３（ｂ）のゲーム画像Ｇ７では、これらをレンダリングした結果であるＡ、Ｂ、Ｅ、Ｘの文字に加え、画像描画部３４がこのレンダリング画像上に上書した照準マークＴＭが表示されている。
【０１３１】
続くステップＳ３０では、照準マーク管理部４０が、ゲーム画像Ｇ７上において照準マークＴＭが書割オブジェクトＫｏの表示領域内に含まれているか否かを判断し、含まれていない場合（「Ｎｏ」の場合）には、照準マークＴＭが書割オブジェクトＫｏの表示領域外となったフレーム数をカウントするためのカウンタＣを増分する処理（ステップＳ３１）を実行した後、当該カウンタが所定値（Ｎ）以上であるかどうかをチェックし（ステップＳ３２）、Ｎ以上である場合には、領域外通知信号を書割条件判定部３８に送信する（ステップＳ３３）。
【０１３２】
一方、ステップＳ３０において、照準マークＴＭが書割オブジェクトＫｏの表示領域内に含まれていると判断された場合（「Ｙｅｓ」の場合）には、上記カウンタＣをリセットする処理（ステップＳ３４）が実行された後、所定の割込信号の待受（ステップＳ３５）を実行して処理をステップＳ２２に復帰させる。
【０１３３】
ステップＳ２３においてテクスチャ更新条件の成立が判定された場合には、処理はステップＳ２４に分岐する。
【０１３４】
そして、ステップＳ２４、Ｓ２５では、視点管理部３１、仮想モデル管理部３３、画像描画部３４及び遠景モデル管理部３５が動作し、画像処理装置１の場合と同様の態様で遠景モデルが構築され、その遠景モデルのレンダリングが実行される。このとき、遠景モデルは、視点Ｖからの視点方向Ｚへの距離が所定値ｄよりも大きい一般オブジェクトのみで構成されることになる。従って、エネミーオブジェクトＥは、視点Ｖからの距離に関わらず、常に遠景モデルには配置されない。
【０１３５】
図１４（ａ）は、上記ステップＳ２４で構築される遠景モデルを示す説明図であり、図１４（ｂ）はその遠景モデルに基づいて描画される遠景画像Ｇ８を示す説明図である。
【０１３６】
図示されるように、この遠景モデルでは、視点Ｖから所定距離ｄ未満の位置にある一般オブジェクト（オブジェクトＢ）及び全ての特定オブジェクト（エネミーオブジェクトＥ）は仮想空間から消去され、視点Ｖから所定距離ｄ以遠の一般オブジェクト（オブジェクトＸ及び書割オブジェクトＫｏ）のみが配置されており、遠景画像Ｇ８では、遠景モデルに配置されたオブジェクトがそれぞれ視点Ｖからの遠近感をもって描画されている。なお、遠景画像Ｇ８中に破線で示した照準マークＴＭは、図１３（ｂ）のゲーム画像Ｇ７中の照準マークＴＭの位置を示すために便宜上表示したものであって、遠景画像Ｇ８中に実際に描画されるものではない。
【０１３７】
続くステップＳ２６では、テクスチャ画像保存部３６が動作し、画像Ｇ８中のＫｃで示される領域の画像を切り出して、これをテクスチャ画像Ｋｇとしてテクスチャ画像記録領域１８ｂに保存する。このとき、テクスチャ画像保存部３６は、図１４（ｂ）に示されるように、直前のフレーム時間におけるステップＳ２９の処理において表示された照準マークＴＭの位置を、十分なマージンをもってカバーできるように、領域Ｋｃの位置、形状及び／又はサイズを調整する。図１４（ｃ）は、ステップＳ２６において切り出されたテクスチャ画像Ｋｇである。
【０１３８】
ステップＳ２７では、ステップＳ２８において配置される書割オブジェクトＫｏ′により視点Ｖから見えなくなるオブジェクト（オブジェクトＸ及び書割オブジェクトＫｏ）が消去オブジェクトとして特定され、ステップＳ２８では、当該消去オブジェクトを除くオブジェクト（オブジェクトＢ及びエネミーオブジェクトＥ）及び新たな書割オブジェクトＫｏ′のみが配置された仮想モデルが構築される。このとき書割オブジェクトＫｏ′には、テクスチャ画像Ｋｇが切り出された領域Ｋｃの位置、形状、サイズに対応する位置、形状、サイズが与えられる。そして、ステップＳ２９では、この仮想モデルをレンダリングすることでゲーム画像が描画される。
【０１３９】
図１５（ａ）は、上記ステップＳ２８において構築される仮想モデルを、図１５（ｂ）は、上記ステップＳ２９において描画されるゲーム画像Ｇ９を示している。
【０１４０】
この場合の仮想モデルは、オブジェクトＢ、エネミーオブジェクトＥ及び書割オブジェクトＫｏ′で構成されているが、レンダリングされた画像Ｇ９では、他のオブジェクト（オブジェクトＡ、Ｘ）も併せて描画されており、軽減された計算負荷をもって多数のオブジェクトが配置された仮想モデルの画像が描画されることが理解できる。また、書割オブジェクトＫｏ′が照準マークを十分にカバーできるサイズ及び／又は位置に調整されているため、仮に次のフレーム時間以降のフレーム時間に描画されるゲーム画像の書割オブジェクトＫｏ′の外周付近においてちらつきが発生したとしても、当該ちらつきが生じる領域がプレーヤーに注視されることが想定される照準マークＴＭから十分に離れていることになるため、画像品質の低下が認識される可能性を低減することができる。
【０１４１】
以上、例示的な実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態により限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内において種々の変更、改変を行うことが可能である。
【０１４２】
例えば、上記実施形態では、画像のちらつきを極力少なくする目的で、書割オブジェクトよりも視点から遠いオブジェクトのみで構成された遠景モデルが構築される場合について説明したが、テクスチャ画像中に書割オブジェクトよりも視点に近いオブジェクトが描画されていたとしても、書割オブジェクトの更新がなされるまでの短い時間内にそのオブジェクトが大きく移動し、或いは消去されるなどが生じない限り、書割オブジェクト上のそのオブジェクトが描画された部分は、そのオブジェクトに隠れて視点からは見えないことになるため、画像の種類、特性などによっては、遠景モデルに書割オブジェクトよりも視点に近いオブジェクトを含めることも可能である。
【０１４３】
また、上記実施形態では、遠景モデルをレンダリングすることで得た遠景画像からテクスチャ画像が生成される場合について説明したが、テクスチャ画像を表示画像から生成することも可能である。即ち、あるフレーム時間（Ｔ＝ｎ＋１）のステップＳ３又はＳ２３でテクスチャ更新条件の成立が判定された場合、過去のフレーム時間（好ましくは、一つ前のフレーム時間（Ｔ＝ｎ））のステップＳ９又はＳ２９において生成された表示画像の全部又は一部領域をテクスチャ画像として記録（ステップＳ６、Ｓ２６）し、これを当該フレーム時間（Ｔ＝ｎ＋１）以降、再度テクスチャ更新条件が成立するまでのフレーム時間における書割オブジェクトのテクスチャとして使用するものとすれば、遠景モデルの構築（ステップＳ４、Ｓ２４）及びこれに基づく遠景画像の生成（ステップＳ５、Ｓ２５）に係る処理を省略することが可能であり、この場合も、上記と同様、短時間のうちに書割オブジェクトよりも視点に近いオブジェクトが大きく移動し、或いは消去されない限り、オブジェクトが２重に表示される等の不都合を生じることなく本発明の効果は達成されるのであり、これらの処理が省略された画像処理装置、プログラム及びこれを記録した記録媒体もまた本発明の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】本発明の画像処理装置として使用することができるシステムの例示的なハードウェア構成を示す説明図。
【図２】本発明の一実施形態に係る画像処理装置の機能構成を示す説明図。
【図３】本発明の一実施形態に係る画像処理装置において構築される仮想モデル（ａ）及び当該仮想モデルに基づいて生成される画像（ｂ）を示す説明図。
【図４】本発明の一実施形態に係る画像処理装置において実行される処理の流れを示すフローチャート。
【図５】本発明の一実施形態に係る画像処理装置において構築される仮想モデル（ａ）、当該仮想モデルに基づいて生成される画像（ｂ）、及び当該画像から生成されるテクスチャ画像（ｃ）を示す説明図。
【図６】本発明の一実施形態に係る画像処理装置において構築される仮想モデル（ａ）及び当該仮想モデルに基づいて生成される画像（ｂ）を示す説明図。
【図７】本発明の一実施形態に係る画像処理装置において構築される仮想モデル（ａ）及び当該仮想モデルに基づいて生成される画像（ｂ）を示す説明図。
【図８】本発明の一実施形態に係る画像処理装置において構築される仮想モデル（ａ）、当該仮想モデルに基づいて生成される画像（ｂ）、及び当該画像から生成されるテクスチャ画像（ｃ）を示す説明図。
【図９】本発明の一実施形態に係る画像処理装置において構築される仮想モデル（ａ）及び当該仮想モデルに基づいて生成される画像（ｂ）を示す説明図。
【図１０】本発明の一実施形態に係る画像処理装置において構築される仮想モデル（ａ）及び当該仮想モデルに基づいて生成される画像（ｂ）を示す説明図。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る画像処理装置の機能構成を示す説明図。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る画像処理装置において実行される処理の流れを示すフローチャート。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る画像処理装置において構築される仮想モデル（ａ）及び当該仮想モデルに基づいて生成される画像（ｂ）を示す説明図。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係る画像処理装置において構築される仮想モデル（ａ）、当該仮想モデルに基づいて生成される画像（ｂ）、及び当該画像から生成されるテクスチャ画像（ｃ）を示す説明図。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係る画像処理装置において構築される仮想モデル（ａ）及び当該仮想モデルに基づいて生成される画像（ｂ）を示す説明図。
【符号の説明】
【０１４５】
１、２・・・画像処理装置、１１・・・ＣＰＵ、１２・・・ＲＯＭ、１３・・・ＲＡＭ、１４・・・ＤＭＡ、１５・・・情報記録媒体、１６・・・画像処理部、１７・・・画像デコーダ、１８ａ・・・フレームバッファ、１８ｂ・・・テクスチャ画像記録領域、１８ｃ・・・補助画像記録領域、１９・・・ディスプレイコントローラ、２０・・・音声処理部、２１・・・操作入力装置、２２・・・表示装置、２３ａ、２３ｂ・・・スピーカ、３１・・・視点管理部、３２・・・オブジェクト記録部、３３・・・仮想モデル管理部、３４・・・画像描画部、３５・・・遠景モデル管理部、３６・・・テクスチャ画像保存部、３７・・・書割オブジェクト配置部、３８・・・書割条件判定部、３９・・・消去オブジェクト特定部、４０・・・照準マーク管理部、４１・・・ゲーム管理部、Ｇ、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７・・・表示画像、Ｇ１、Ｇ４、Ｇ８・・・遠景画像、Ｋｃ・・・切出領域、Ｋｇ・・・テクスチャ画像、Ｋｏ・・・書割オブジェクト
【図１】
2008204145.tif 000003
【図２】
2008204145.tif 000004
【図３】
2008204145.tif 000005
【図４】
2008204145.tif 000006
【図５】
2008204145.tif 000007
【図６】
2008204145.tif 000008
【図７】
2008204145.tif 000009
【図８】
2008204145.tif 000010
【図９】
2008204145.tif 000011
【図１０】
2008204145.tif 000012
【図１１】
2008204145.tif 000013
【図１２】
2008204145.tif 000014
【図１３】
2008204145.tif 000015
【図１４】
2008204145.tif 000016
【図１５】
2008204145.tif 000017