(57)【要約】【課題】２つの以上の異なる光が当たる様子をトゥーンシェーディングによって表現することができるゲーム装置およびゲームプログラムを提供する。【解決手段】ゲーム空間内には、オブジェクトに対して光を照射するための光源がｎ個設定する。明るさ算出部５２１およびテクスチャ座標生成部５２２は、オブジェクトを構成する各所定の単位について、ｎ個の各光源によってそれぞれ与えられるｎ個の照射強度を各成分とする明るさベクトルを算出する。テクスチャ色決定部５２３は、各所定の単位について、ｎ個の照射強度とそれらに対応するしきい値との大小関係に基づいて、各当該しきい値によって分けられる領域のうち、明るさベクトルの先端が含まれる領域を決定する。表示色決定部５２４は、各所定の単位について決定された領域に基づいて、オブジェクトの表示色が段階的に変化するように、当該各所定の単位における表示色を決定する。【選択図】        図５
2004192469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲーム空間内にオブジェクトを表示するゲーム装置であって、
オブジェクトに対して光を照射するための光源を前記ゲーム空間内にｎ個（ｎは２以上の整数）設定する光源設定手段と、
オブジェクトを構成する各所定の単位について、ｎ個の各前記光源によってそれぞれ与えられるｎ個の照射強度を各成分とする明るさベクトルを算出する明るさ算出手段と、
前記ｎ個の照射強度のしきい値であって、明るさベクトルの座標領域を少なくとも３つの領域に分けるためのしきい値を記憶するしきい値記憶手段と、
前記各所定の単位について、ｎ個の照射強度とそれらに対応するしきい値との大小関係に基づいて、各当該しきい値によって分けられる領域のうち、前記明るさ算出手段によって算出された明るさベクトルの先端が含まれる領域を決定する領域決定手段と、
前記領域決定手段によって前記各所定の単位について決定された領域に基づいて、オブジェクトの表示色が段階的に変化するように、当該各所定の単位における表示色を決定する表示色決定手段とを備える、ゲーム装置。
【請求項２】
前記光源設定手段は、第１の色の光を照射する第１の光源と、当該第１の色と異なる第２の色の光を照射する第２の光源とを設定し、
前記明るさ算出手段は、オブジェクトを構成する所定の単位における、前記第１の色の色成分の値と前記第２の色の色成分の値とを照射強度とする明るさベクトルを算出し、
前記領域決定手段は、前記第１の色の色成分の値とそれに対応する第１のしきい値との大小関係および前記第２の色の色成分の値とそれに対応する第２のしきい値との大小関係を判定することによって、明るさベクトルに対応する領域を決定する請求項１に記載のゲーム装置。
【請求項３】
前記第１の色は、赤、緑または青のうちいずれか１つであり、
前記第２の色は、前記第１の色とは異なる色であって、かつ、赤、緑または青のうちいずれか１つの色であることを特徴とする、請求項２に記載のゲーム装置。
【請求項４】
前記座標領域は、前記第１のしきい値によって異なる領域に分けられ、かつ、前記第２のしきい値によって異なる領域に分けられ、
前記表示色決定手段は、前記第１のしきい値によって分けられる領域に応じて明るさの異なる表示色を決定し、前記第２のしきい値によって分けられる領域に応じて色の異なる表示色を決定する、請求項２に記載のゲーム装置。
【請求項５】
前記表示色決定手段は、前記第２のしきい値によって分けられる領域に応じて、前記ゲーム空間において発生する特殊効果の影響を受けたオブジェクトを表すための色と、当該特殊効果がない場合のオブジェクトを表すための色とのいずれかを決定する、請求項４に記載のゲーム装置。
【請求項６】
前記ゲーム空間において前記特殊効果が発生したか否かを判定する特殊効果判定手段をさらに備え、
前記光源設定手段は、前記特殊効果判定手段によって特殊効果が発生したと判定された場合のみ前記第２の光源を設ける、請求項５に記載のゲーム装置。
【請求項７】
各オブジェクトの表示色を決定するための基礎表示色を記憶する表示色記憶手段をさらに備え、
前記表示色決定手段は、前記領域決定手段によって決定される領域と、前記表示色記憶手段に記憶されている基礎表示色とに基づいて表示色を決定する、請求項１に記載のゲーム装置。
【請求項８】
前記領域決定手段は、決定した領域を数値によって表現し、
前記表示色決定手段は、前記領域決定手段によって決定された領域を示す数値と前記基礎表示色の色データとを用いて所定の演算を行うことによって表示色を決定する、請求項７に記載のゲーム装置。
【請求項９】
ゲーム空間内にオブジェクトを表示するゲーム装置であって、
オブジェクトに対して光を照射するための第１の光源を前記ゲーム空間内に設定する第１の光源設定手段と、
前記第１の光源とは異なる第２の光源を前記ゲーム空間内に設定する第２の光源設定手段と、
オブジェクトを構成する各所定の単位について、前記第１の光源によって与えられる第１の照射強度と、前記第２の光源によって与えられる第２の照射強度とを算出する明るさ算出手段と、
前記第１の照射強度のしきい値および前記第２の照射強度のしきい値を記憶するしきい値記憶手段と、
前記各所定の単位について、第１の照射強度とそれに対応するしきい値との大小関係を検出する第１の検出手段と、
前記各所定の単位について、第２の照射強度とそれに対応するしきい値との大小関係を検出する第２の検出手段と、
各前記所定の単位における前記第１の検出手段および前記第２の検出手段の検出結果に基づいて、オブジェクトの表示色が段階的に変化するように、当該各所定の単位における表示色を決定する表示色決定手段とを備える、ゲーム装置。
【請求項１０】
前記所定の単位は、オブジェクトを構成するポリゴンであることを特徴とする、請求項１から９のいずれかに記載のゲーム装置。
【請求項１１】
ゲーム装置に、ゲーム空間内にオブジェクトを表示するゲームを実行させるためのゲームプログラムであって、
オブジェクトに対して光を照射するための光源を前記ゲーム空間内にｎ個（ｎは２以上の整数）設定する光源設定ステップと、
オブジェクトを構成する各所定の単位について、ｎ個の各前記光源によってそれぞれ与えられるｎ個の照射強度を各成分とする明るさベクトルを算出する明るさ算出ステップと、
前記各所定の単位について、ｎ個の照射強度と、それらに対応するしきい値であって、明るさベクトルの座標領域を少なくとも３つの領域に分けるためのしきい値との大小関係に基づいて、各当該しきい値によって分けられる領域のうち、前記明るさ算出ステップにおいて算出された明るさベクトルの先端が含まれる領域を決定する領域決定ステップと、
前記領域決定ステップにおいて前記各所定の単位について決定された領域に基づいて、オブジェクトの表示色が段階的に変化するように、当該各所定の単位における表示色を決定する表示色決定ステップとを前記ゲーム装置に実行させるためのゲームプログラム。
【請求項１２】
前記光源設定ステップは、第１の色の光を照射する第１の光源と、当該第１の色と異なる第２の色の光を照射する第２の光源とを設定し、
前記明るさ算出ステップは、オブジェクトを構成する所定の単位における、前記第１の色の色成分の値と前記第２の色の色成分の値とを照射強度とする明るさベクトルを算出し、
前記領域決定ステップは、前記第１の色の色成分の値とそれに対応する第１のしきい値との大小関係および前記第２の色の色成分の値とそれに対応する第２のしきい値との大小関係を判定することによって、明るさベクトルに対応する領域を決定する請求項１１に記載のゲームプログラム。
【請求項１３】
前記第１の色は、赤、緑または青のうちいずれか１つであり、
前記第２の色は、前記第１の色とは異なる色であって、かつ、赤、緑または青のうちいずれか１つの色であることを特徴とする、請求項１２に記載のゲームプログラム。
【請求項１４】
前記座標領域は、前記第１のしきい値によって異なる領域に分けられ、かつ、前記第２のしきい値によって異なる領域に分けられ、
前記表示色決定ステップは、前記第１のしきい値によって分けられる領域に応じて明るさの異なる表示色を決定し、前記第２のしきい値によって分けられる領域に応じて色の異なる表示色を決定する、請求項１２に記載のゲームプログラム。
【請求項１５】
前記表示色決定ステップは、前記第２のしきい値によって分けられる領域に応じて、前記ゲーム空間において発生する特殊効果の影響を受けたオブジェクトを表すための色と、当該特殊効果がない場合のオブジェクトを表すための色とのいずれかを決定する、請求項１４に記載のゲームプログラム。
【請求項１６】
前記ゲーム空間において前記特殊効果が発生したか否かを判定する特殊効果判定ステップをさらに前記ゲーム装置に実行させ、
前記光源設定ステップは、前記特殊効果判定ステップにおいて特殊効果が発生したと判定された場合のみ前記第２の光源を設ける、請求項１５に記載のゲームプログラム。
【請求項１７】
前記ゲーム装置は、各オブジェクトの表示色を決定するための基礎表示色を記憶しており、
前記表示色決定ステップは、前記領域決定ステップにおいて決定される領域と、前記ゲーム装置に記憶されている基礎表示色とに基づいて表示色を決定する、請求項１１に記載のゲームプログラム。
【請求項１８】
前記領域決定ステップは、決定した領域を数値によって表現し、
前記表示色決定ステップは、前記領域決定ステップにおいて決定された領域を示す数値と前記基礎表示色の色データとを用いて所定の演算を行うことによって表示色を決定する、請求項１７に記載のゲームプログラム。
【請求項１９】
ゲーム装置に、ゲーム空間内にオブジェクトを表示するゲームを実行させるためのゲームプログラムであって、
オブジェクトに対して光を照射するための第１の光源を前記ゲーム空間内に設定する第１の光源設定ステップと、
前記第１の光源とは異なる第２の光源を前記ゲーム空間内に設定する第２の光源設定ステップと、
オブジェクトを構成する各所定の単位について、前記第１の光源によって与えられる第１の照射強度と、前記第２の光源によって与えられる第２の照射強度とを算出する明るさ算出ステップと、
前記各所定の単位について、第１の照射強度とそれに対応するしきい値との大小関係を検出する第１の検出ステップと、
前記各所定の単位について、第２の照射強度とそれに対応するしきい値との大小関係を検出する第２の検出ステップと、
前記各所定の単位について検出される前記第１の検出ステップおよび前記第２の検出ステップの検出結果に基づいて、オブジェクトの表示色が段階的に変化するように、当該各所定の単位における表示色を決定する表示色決定ステップとを前記ゲーム装置に実行させるためのゲームプログラム。
【請求項２０】
前記所定の単位は、オブジェクトを構成するポリゴンであることを特徴とする、請求項１１から１９のいずれかに記載のゲームプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゲーム装置およびゲームプログラムに関し、より特定的には、トゥーンシェーディングを用いてオブジェクトを表示させるゲーム装置およびゲームプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、仮想的な３次元空間内における所与の視点から見える画像を生成する画像生成システムが知られており、このようなシステムがゲーム装置にも用いられている。また、このようなシステムには、仮想空間の現実感を向上するためにリアルな画像を生成するものがある。また、仮想空間をアニメ風に表現するためにアニメのセル画のような画像を生成するシステムがある。これは、仮想空間内のオブジェクトに段階的な陰影をつける（はっきりとした陰影をつける）ことによって、セルアニメ風の画像を生成するものである。
【０００３】
セルアニメ風の画像を生成する手法としては、いわゆるトゥーンシェーディングを用いたものがある（例えば、特許文献１参照。）。図１２は、従来の手法によって生成される画像の表示例を示す図である。以下、図１２を参照して処理の概要を説明すると、まず、所定の条件に基づいて、仮想空間内のオブジェクトに明るさ情報を与える。明るさ情報は、例えば、仮想空間内の１点に設けられた仮想のライト（光源）９１から光を当てることによって与えられる。次に、当該明るさ情報に基づいて、オブジェクトを複数の部分に分割する。例えば２段階（２つのエリア）に分割する場合を考えると、仮想のライトに基づいてオブジェクトを明るいエリア９２と暗いエリア９３とに分ける。最後に、明るいエリア９２と暗いエリア９３とで異なる色値を設定することによって、オブジェクトを２段階の色値で表現する。従来の手法は、以上の方法によって段階的な陰影がついたアニメ風の画像を生成するものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−７９２６１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ゲーム装置やゲームシステムにおいては、ゲーム空間内の特殊効果に応じてオブジェクトに陰影をつける場合がある。例えば、通常の光に加えて、稲光や爆発の光が当たっているような陰影をオブジェクトにつける場合である。また、特殊効果の光以外にも、２カ所以上から光が当たっているような陰影をオブジェクトにつけることがある。
【０００６】
ここで、従来の手法では、２カ所以上からオブジェクトに光が当たっている様子を、トゥーンシェーディングによって表現することができない。なぜなら、従来の手法においてトゥーンシェーディングの際に用いられる上記明るさ情報は、所定の条件（例えば、上述した仮想のライト）によって定められるものであるので、当該明るさ情報を用いて、通常とは異なる光（例えば、特殊効果の光）を表現することができないからである。つまり、図１２の例では、仮想のライト９１の位置から当てられる光によって明るさ情報が定められるので、当該明るさ情報を用いても、仮想のライト９１の位置以外からオブジェクトに光が当たっている様子を表現できない。
【０００７】
そのため、従来においては、トゥーンシェーディングが施されたオブジェクトに対して特殊効果の光が当たっている様子は、トゥーンシェーディングを用いずに陰影をつけて表現されていたか、または、陰影をつけずに表現されていた。従って、従来の手法では、セルアニメ風のオブジェクトに対してリアルな陰影がついたり、または、オブジェクトの陰影が全くなくなってしまうこととなっていた。そのため、典型的には特殊効果の光が当たっている場合のように、２カ所以上から光が当たっている様子については、トゥーンシェーディングによってはうまく表現できず、画像が不自然に見えるおそれがあった。また、２カ所以上からの光による陰影をつけるためには、トゥーンシェーディングとは別の処理が必要になることから、画像生成のための処理量が増えてしまう。そのため、リアルタイム性が要求されるゲーム装置等においては、従来の方法を用いることができない場合があった。
【０００８】
それ故に、本発明の目的は、２つの以上の異なる光が当たる様子をトゥーンシェーディングによって表現することができるゲーム装置およびゲームプログラムを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第１の発明は、ゲーム空間内にオブジェクトを表示するゲーム装置（実施例との対応関係を示せば、例えば、ゲーム機本体１０１である。以下、同様にかっこ内に実施形態との対応関係を示す。）である。ゲーム装置は、光源設定手段（ステップＳ１２およびＳ１４を実行するＣＰＵ２０２および／またはＧＰＵ２０４；以下、単にステップ番号のみを示す。）と、明るさ算出手段（明るさ算出部５２１およびテクスチャ座標生成部５２２、Ｓ２１およびＳ２２）と、しきい値記憶手段（しきい値データ記憶領域２０５ｅ）と、領域決定手段（テクスチャ色決定部５２３、Ｓ２３〜Ｓ２９）と、表示色決定手段（表示色決定部５２４、Ｓ３０）とを備えている。光源設定手段は、オブジェクトに対して光を照射するための光源（通常ライト６４およびエフェクトライト６５）をゲーム空間内にｎ個（ｎは２以上の整数）設定する。明るさ算出手段は、オブジェクトを構成する各所定の単位について、ｎ個の各光源によってそれぞれ与えられるｎ個の照射強度（第１照射強度および第２照射強度）を各成分とする明るさベクトルを算出する。しきい値記憶手段は、ｎ個の照射強度のしきい値（第１しきい値および第２しきい値）であって、明るさベクトルの座標領域を少なくとも３つの領域（第１領域〜第４領域）に分けるためのしきい値を記憶する。領域決定手段は、各所定の単位について、ｎ個の照射強度とそれらに対応するしきい値との大小関係に基づいて、各当該しきい値によって分けられる領域のうち、明るさ算出手段によって算出された明るさベクトルの先端が含まれる領域を決定する。表示色決定手段は、領域決定手段によって各所定の単位について決定された領域に基づいて、オブジェクトの表示色が段階的に変化するように、当該各所定の単位における表示色を決定する。
【００１０】
上記発明によれば、ｎ個の光源によって与えられる照射強度が、ｎ種類算出される。そして、これらの照射強度を各成分とするｎ次元の明るさベクトルおよび当該明るさベクトルの座標領域としきい値とを用いて、トゥーンシェーディングが行われ、オブジェクトの各所定の単位ついてそれぞれ表示色が決定される。以上のように、ｎ個の光源から与えられる明るさをｎ次元のベクトルおよび座標領域を用いて表現することによって、各所定の単位についてｎ個の異なる光からの影響を個別に表現することができる。さらに、ｎ次元のベクトルおよび座標領域を用いてトゥーンシェーディングが行われ、表示色が決定されるので、各所定の単位においてｎ個の異なる光の影響を反映させて表示色を決定することができる。これによって、オブジェクトにｎ個の異なる光が当たる様子をトゥーンシェーディングによって表現することができる。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明に従属する発明であって、光源設定手段は、第１の色（赤）の光を照射する第１の光源（第１のライト（通常ライト６４））と、当該第１の色と異なる第２の色（緑）の光を照射する第２の光源（第２のライト（エフェクトライト６５））とを設定する。また、明るさ算出手段は、オブジェクトを構成する所定の単位における、第１の色の色成分の値と第２の色の色成分の値とを照射強度とする明るさベクトルを算出する。さらに、領域決定手段は、第１の色の色成分の値とそれに対応する第１のしきい値との大小関係および第２の色の色成分の値とそれに対応する第２のしきい値との大小関係を判定することによって、明るさベクトルに対応する領域を決定する。
【００１２】
上記発明によれば、各照射強度は、第１の色と第２の色との色成分値によってそれぞれ算出されるので、一方の光源によって与えられる照射強度を算出する際に他方の光源の影響を考慮する必要がない。つまり、異なる色の色成分値によってそれぞれの照射強度を算出するので、各照射強度を独立して算出することができる。これによって、２つの光源を同時に設定し、かつ、２つの光源によって与えられる照射強度を同時に算出することができる。また、一方の光源によって与えられる照射強度を、他方の光源の影響を受けることなく、正確に算出することができる。
【００１３】
第３の発明は、第２の発明に従属する発明であって、第１の色は、赤、緑または青のうちいずれか１つである。このとき、第２の色は、第１の色とは異なる色であって、かつ、赤、緑または青のうちいずれか１つの色である。
【００１４】
上記発明によれば、ＲＧＢ値で表現される色データの各成分値を用いて、照射強度を表現することができる。
【００１５】
第４の発明は、第２の発明に従属する発明であって、座標領域は、第１のしきい値によって異なる領域に分けられる。また、当該座標領域は、第２のしきい値によって異なる領域に分けられる。このとき、表示色決定手段は、第１のしきい値によって分けられる領域に応じて明るさの異なる表示色を決定する。また、当該表示色決定手段は、第２のしきい値によって分けられる領域に応じて色の異なる表示色を決定する。
【００１６】
上記発明によれば、第１の光源によって与えられる照射強度に応じて、各所定の単位における表示色の明るさが変化することとなる。また、第２の光源によって与えられる照射強度に応じて、各所定の単位における表示色の色が変化することとなる。以上によって、第１の光源および第２の光源を、それぞれ異なる種類の光による陰影を表すために用いることができる。
【００１７】
第５の発明は、第４の発明に従属する発明であって、表示色決定手段は、第２のしきい値によって分けられる領域に応じて、ゲーム空間において発生する特殊効果の影響を受けたオブジェクトを表すための色と、当該特殊効果がない場合のオブジェクトを表すための色とのいずれかを決定する。
【００１８】
上記発明によれば、第２の光源を、特殊効果の光による陰影を表すために用いることができる。ここで、特殊効果とは、例えば、ゲーム空間において発生した稲妻や、爆発等をいう。
【００１９】
第６の発明は、第５の発明に従属する発明であって、特殊効果判定手段（Ｓ１３）をさらに備える。特殊効果判定手段は、ゲーム空間において特殊効果が発生したか否かを判定する。また、光源設定手段は、特殊効果判定手段によって特殊効果が発生したと判定された場合のみ第２の光源を設ける。
【００２０】
上記発明によれば、特殊効果の光を必要に応じて、すなわち、特殊効果が発生した時のみ照射することができる。従って、一時的に発生する特殊効果による光がオブジェクトに当たっている様子を表現することができる。
【００２１】
第７の発明は、第１の発明に従属する発明であって、表示色記憶手段（基礎表示色データ記憶領域２０５ｄ）をさらに備える。表示色記憶手段は、各オブジェクトの表示色を決定するための基礎表示色を記憶する。このとき、表示色決定手段は、領域決定手段によって決定される領域と、表示色記憶手段に記憶されている基礎表示色とに基づいて表示色を決定する。
【００２２】
第８の発明は、第７の発明に従属する発明であって、領域決定手段は、決定した領域を数値によって表現する。また、表示色決定手段は、領域決定手段によって決定された領域を示す数値と基礎表示色の色データとを用いて所定の演算を行うことによって表示色を決定する。
【００２３】
上記発明によれば、所定の演算によって表示色を決定することができるので、例えば、領域決定手段によって決定された領域と基礎表示色とを対応付けるテーブルを用意する必要がない。従って、ゲーム装置の記憶領域を節約することができる。
【００２４】
第９の発明は、ゲーム空間内にオブジェクトを表示するゲーム装置である。当該ゲーム装置は、第１の光源設定手段（Ｓ１２）と、第２の光源設定手段（Ｓ１４）と、明るさ算出手段（明るさ算出部５２１およびテクスチャ座標生成部５２２、Ｓ２１およびＳ２２）と、しきい値記憶手段（しきい値データ記憶領域２０５ｅ）と、第１の検出手段（テクスチャ色決定部５２３、Ｓ２３）と、第２の検出手段（テクスチャ色決定部５２３、Ｓ２４およびＳ２５）と、表示色決定手段（表示色決定部５２４、Ｓ３０）とを備えている。第１の光源設定手段は、オブジェクトに対して光を照射するための第１の光源（通常ライト６４）をゲーム空間内に設定する。第２の光源設定手段は、第１の光源とは異なる第２の光源（エフェクトライト６５）をゲーム空間内に設定する。明るさ算出手段は、オブジェクトを構成する各所定の単位について、第１の光源によって与えられる第１の照射強度と、第２の光源によって与えられる第２の照射強度とを算出する。しきい値記憶手段は、第１の照射強度のしきい値および第２の照射強度のしきい値を記憶する。第１の検出手段は、各所定の単位について、第１の照射強度とそれに対応するしきい値との大小関係を検出する。第２の検出手段は、各所定の単位について、第２の照射強度とそれに対応するしきい値との大小関係を検出する。表示色決定手段は、各所定の単位における第１の検出手段および第２の検出手段の検出結果に基づいて、オブジェクトの表示色が段階的に変化するように、当該各所定の単位における表示色を決定する。
【００２５】
上記発明によれば、２個の光源によって与えられる照射強度が、２種類算出される。そして、これらの照射強度としきい値とを用いて、トゥーンシェーディングが行われ、オブジェクトの各所定の単位ついてそれぞれ表示色が決定される。以上のように、２個の光源から与えられる明るさを２種類の照射強度を用いて表現することによって、各所定の単位について２個の異なる光からの影響を個別に表現することができる。さらに、２つの照射強度を用いてトゥーンシェーディングが行われ、表示色が決定されるので、各所定の単位において２個の異なる光の影響を反映させて表示色を決定することができる。これによって、オブジェクトに２個の異なる光が当たる様子をトゥーンシェーディングによって表現することができる。
【００２６】
第１０の発明は、第１から第９のいずれかの発明に従属する発明であって、所定の単位は、オブジェクトを構成するポリゴンである。
【００２７】
第１１の発明は、ゲーム装置に、ゲーム空間内にオブジェクトを表示するゲームを実行させるためのゲームプログラムである。また、当該ゲームプログラムは、光源設定ステップ（ステップＳ１２およびＳ１４）と、明るさ算出ステップ（Ｓ２１およびＳ２２）と、領域決定ステップ（Ｓ２３〜Ｓ２９）と、表示色決定ステップ（Ｓ３０）とをゲーム装置に実行させる。光源設定ステップは、オブジェクトに対して光を照射するための光源をゲーム空間内にｎ個（ｎは２以上の整数）設定する。明るさ算出ステップは、オブジェクトを構成する各所定の単位について、ｎ個の各光源によってそれぞれ与えられるｎ個の照射強度を各成分とする明るさベクトルを算出する。領域決定ステップは、各所定の単位について、ｎ個の照射強度と、それらに対応するしきい値であって、明るさベクトルの座標領域を少なくとも３つの領域に分けるためのしきい値との大小関係に基づいて、各当該しきい値によって分けられる領域のうち、明るさ算出ステップにおいて算出された明るさベクトルの先端が含まれる領域を決定する。表示色決定ステップは、領域決定ステップにおいて各所定の単位について決定された領域に基づいて、オブジェクトの表示色が段階的に変化するように、当該各所定の単位における表示色を決定する。
【００２８】
第１２の発明は、第１１の発明に従属する発明であって、光源設定ステップは、第１の色の光を照射する第１の光源と、当該第１の色と異なる第２の色の光を照射する第２の光源とを設定する。また、明るさ算出ステップは、オブジェクトを構成する所定の単位における、第１の色の色成分の値と第２の色の色成分の値とを照射強度とする明るさベクトルを算出する。さらに、領域決定ステップは、第１の色の色成分の値とそれに対応する第１のしきい値との大小関係および第２の色の色成分の値とそれに対応する第２のしきい値との大小関係を判定することによって、明るさベクトルに対応する領域を決定する。
【００２９】
第１３の発明は、第１２の発明に従属する発明であって、第１の色は、赤、緑または青のうちいずれか１つである。このとき  第２の色は、第１の色とは異なる色であって、かつ、赤、緑または青のうちいずれか１つの色である。
【００３０】
第１４の発明は、第１２の発明に従属する発明であって、座標領域は、第１のしきい値によって異なる領域に分けられる。また、当該座標領域は、第２のしきい値によって異なる領域に分けられる。このとき、表示色決定ステップは、第１のしきい値によって分けられる領域に応じて明るさの異なる表示色を決定する。また、当該表示色決定ステップは、第２のしきい値によって分けられる領域に応じて色の異なる表示色を決定する。
【００３１】
第１５の発明は、第１４の発明に従属する発明であって、表示色決定ステップは、第２のしきい値によって分けられる領域に応じて、ゲーム空間において発生する特殊効果の影響を受けたオブジェクトを表すための色と、当該特殊効果がない場合のオブジェクトを表すための色とのいずれかを決定する。
【００３２】
第１６の発明は、第１５の発明に従属する発明であって、特殊効果判定ステップ（Ｓ１３）をさらにゲーム装置に実行させる。特殊効果判定ステップは、ゲーム空間において特殊効果が発生したか否かを判定する。また、光源設定ステップは、特殊効果判定ステップにおいて特殊効果が発生したと判定された場合のみ第２の光源を設ける。
【００３３】
第１７の発明は、第１１の発明に従属する発明であって、ゲーム装置は、各オブジェクトの表示色を決定するための基礎表示色を記憶している。このとき、表示色決定ステップは、領域決定ステップにおいて決定される領域と、ゲーム装置に記憶されている基礎表示色とに基づいて表示色を決定する。
【００３４】
第１８の発明は、第１７の発明に従属する発明であって、領域決定ステップは、決定した領域を数値によって表現する。また、表示色決定ステップは、領域決定ステップにおいて決定された領域を示す数値と基礎表示色の色データとを用いて所定の演算を行うことによって表示色を決定する。
【００３５】
第１９の発明は、ゲーム装置に、ゲーム空間内にオブジェクトを表示するゲームを実行させるためのゲームプログラムである。また、当該ゲームプログラムは、第１の光源設定ステップ（Ｓ１２）と、第２の光源設定ステップ（Ｓ１４）と、明るさ算出ステップ（Ｓ２１およびＳ２２）と、第１の検出ステップ（Ｓ２３）と、第２の検出ステップ（Ｓ２４およびＳ２５）と、表示色決定ステップ（Ｓ３０）とをゲーム装置に実行させる。第１の光源設定ステップは、オブジェクトに対して光を照射するための第１の光源をゲーム空間内に設定する。第２の光源設定ステップは、第１の光源とは異なる第２の光源をゲーム空間内に設定する。明るさ算出ステップは、オブジェクトを構成する各所定の単位について、第１の光源によって与えられる第１の照射強度と、第２の光源によって与えられる第２の照射強度とを算出する。第１の検出ステップは、各所定の単位について、第１の照射強度とそれに対応するしきい値との大小関係を検出する。第２の検出ステップは、各所定の単位について、第２の照射強度とそれに対応するしきい値との大小関係を検出する。表示色決定ステップは、各所定の単位について検出される第１の検出ステップおよび第２の検出ステップの検出結果に基づいて、オブジェクトの表示色が段階的に変化するように、当該各所定の単位における表示色を決定する。
【００３６】
第２０の発明は、第１１から第１９のいずれかの発明に従属する発明であって、所定の単位は、オブジェクトを構成するポリゴンである。
【００３７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態に係るゲームシステムの構成を示す外観図であり、図２はそのブロック図である。図１、図２に示すように、ゲームシステムは、ゲーム機本体１０１、ＤＶＤ−ＲＯＭ１０２、外部メモリカード１０３、コントローラ１０４、スピーカ２０１およびテレビジョン受像機（以下、単に「テレビ」という。）１０５を備える。ＤＶＤ−ＲＯＭ１０２および外部メモリカード１０３は、ゲーム機本体１０１に着脱自在に装着される。テレビ１０５は、ＡＶケーブル１０６によって接続される。コントローラ１０４は、通信ケーブル１０７によって、ゲーム機本体１０１に設けられる複数（図１では、４つ）のコントローラポート用コネクタのいずれかに接続される。なお、他の実施形態においては、ゲーム機本体１０１とコントローラ１０４との通信は、通信ケーブル１０７を用いずに無線通信によって行われてもよい。以下、図２を参照しながら、本実施形態に係るゲームシステムにおける各部を詳細に説明する。
【００３８】
外部記憶媒体の一例であるＤＶＤ−ＲＯＭ１０２は、ゲームプログラムやキャラクタデータ等のゲームに関するデータを固定的に記憶している。プレイヤがゲームを行う場合、ＤＶＤ−ＲＯＭ１０２はゲーム機本体１０１に装着される。なお、ゲームプログラム等を記憶する手段は、ＤＶＤ−ＲＯＭ１０２に限らず、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、メモリカード、ＲＯＭカートリッジ等の記憶媒体であってもよい。外部メモリカード１０３は、例えばフラッシュメモリ等の書き換え可能な記憶媒体によって構成され、典型的にはゲームにおけるセーブデータ等のデータを記録する。
【００３９】
ゲーム機本体１０１は、ＤＶＤ−ＲＯＭ１０２に記録されているゲームプログラムを読み出し、ゲーム処理を行う。ゲーム機本体１０１の構成の詳細は後述する。コントローラ１０４は、プレイヤがゲーム操作に関する入力を行うための入力装置であり、複数の操作スイッチを有する。コントローラ１０４は、プレイヤによる操作スイッチの押圧等に応じて操作データをゲーム機本体１０１に出力する。テレビ１０５は、ゲーム機本体１０１から出力された画像データを画面に表示する。また、スピーカ２０１は、典型的にはテレビ１０５に内蔵されており、ゲーム機本体１０１から出力されたゲーム中の音声を出力する。
【００４０】
次に、ゲーム機本体１０１の構成について説明する。図２において、ゲーム機本体１０１内には、ＣＰＵ２０２およびそれに接続されるメモリコントローラ２０３が設けられる。さらに、ゲーム機本体１０１内において、メモリコントローラ２０３は、グラフィックスプロセッシングユニット（ＧＰＵ）２０４と、メインメモリ２０５と、ＤＳＰ２０６を介してサブメモリ２０７と、各種インターフェース（ＩＦ）２０８〜２１２とに接続される。メモリコントローラ２０３は、これら各構成要素間のデータ転送を制御する。
【００４１】
ゲーム開始の際、まず、ＤＶＤドライブ２１３は、ゲーム機本体１０１に装着されたＤＶＤ−ＲＯＭ１０２を駆動する。ＤＶＤ−ＲＯＭ１０２に記憶されているゲームプログラムは、ＤＶＤディスクＩ／Ｆ２１２およびメモリコントローラ２０３を介して、メインメモリ２０５に読み込まれる。メインメモリ２０５上のプログラムをＣＰＵ２０２が実行することによって、ゲームが開始される。ゲーム開始後、プレイヤは、操作スイッチを用いてコントローラ１０４に対してゲーム操作等の入力を行う。プレイヤによる入力に従い、コントローラ１０４は、操作データをゲーム機本体１０１に出力する。コントローラ１０４から出力される操作データは、コントローラＩ／Ｆ２０８およびメモリコントローラ２０３を介してＣＰＵ２０２に入力される。ＣＰＵ２０２は、入力された操作データに応じてゲーム処理を行う。ゲーム処理における画像データ生成等に際して、ＧＰＵ２０４やＤＳＰ２０６が用いられる。また、サブメモリ２０７は、ＤＳＰ２０６が所定の処理を行う際に用いられる。
【００４２】
ＧＰＵ２０４は、ジオメトリユニット２１４およびレンダリングユニット２１５を含んでいる。ジオメトリユニット２１４は、仮想３次元空間であるゲーム空間に置かれた物体や図形に関する立体モデル（例えばポリゴンで構成されるオブジェクト）の座標についての演算処理を行うものであり、例えば立体モデルの回転・拡大縮小・変形や、ワールド座標系の座標から視点座標系やスクリーン座標系の座標への変換を行うものである。レンダリングユニット２１５は、所定のテクスチャ（模様や柄をつけるためのテクスチャであり、後述するテクスチャ色のテクスチャとは異なるものである。）に基づいて、スクリーン座標に投影された立体モデルについて各ピクセルごとのカラーデータ（ＲＧＢデータ）をカラーバッファ２１６に書き込むことによって、ゲーム画像を生成するためのものである。また、ＧＰＵ２０４は、メインメモリ２０５の一部を画像処理用のメモリとして利用する（図４のフレームメモリ領域２０５ｆ参照）。ＧＰＵ２０４は、これらを用いてテレビ１０５に表示すべき画像データを生成し、適宜メモリコントローラ２０３およびビデオＩ／Ｆ２０９を介してテレビ１０５に出力する。なお、ゲームプログラム実行時にＣＰＵ２０２において生成される音声データは、メモリコントローラ２０３からオーディオＩ／Ｆ２１１を介して、スピーカ２０１に出力される。なお、本実施例では、メインメモリ２０５の一部を画像処理用のメモリとして利用する方式としたが、画像処理専用のメモリを別途設けたハードウェア構成としてもよい。
【００４３】
図３は、ＤＶＤ−ＲＯＭ１０２に記憶されるデータを示す図である。ＤＶＤ−ＲＯＭ１０２には、プログラム領域１０２ａと、画像データ領域１０２ｂと、音データ領域１０２ｃと、その他の領域１０２ｄとが含まれる。プログラム領域１０２ａには、ゲームのメインプログラムや、テクスチャ処理プログラム、その他のプログラムが記憶される。テクスチャ処理プログラムは、トゥーンシェーディングを用いてオブジェクトのポリゴンに表示色を設定する処理をゲーム装置に実行させるためのプログラムである。この処理の詳細な内容については後述する。画像データ領域１０２ｂには、各オブジェクトを構成するポリゴンのデータや各オブジェクトのテクスチャのデータ等を含むオブジェクトデータ等が含まれる。音データ領域１０２ｃには、ゲームのＢＧＭやゲーム中の効果音等のデータが含まれる。
【００４４】
図４は、メインメモリ２０５に記憶されるデータを示す図である。メインメモリ２０５には、プログラムデータ記憶領域２０５ａと、ポリゴンデータ記憶領域２０５ｂと、テクスチャ色データ記憶領域２０５ｃと、基礎表示色データ記憶領域２０５ｄと、しきい値データ記憶領域２０５ｅと、フレームメモリ領域２０５ｆと、その他の領域２０５ｇとが含まれている。プログラムデータ記憶領域２０５ａには、ゲーム開始時にＤＶＤ−ＲＯＭ１０２から読み込まれるゲームプログラム（メインプログラム、テクスチャ処理プログラム等）が記憶される。ポリゴンデータ記憶領域２０５ｂには、オブジェクトを構成するためのポリゴンのデータが記憶される。
【００４５】
テクスチャ色データ記憶領域２０５ｃには、後述するテクスチャ処理においてトゥーン変換を行った際に生成されるテクスチャ色の色データが記憶される。本実施形態においては、テクスチャ色として、黒、赤、緑および黄の４色の色データが記憶される。なお、テクスチャ色データは、ＲＧＢ値で表現される。なお、上記テクスチャ色は、オブジェクトに模様や柄をつけるためのテクスチャとは異なるものである。
【００４６】
基礎表示色データ記憶領域２０５ｄには、オブジェクトの表示色を決定する際に用いられる基礎表示色の色データ（ＲＧＢ値）が記憶される。本実施形態においては、１種類のオブジェクトにつき３種類の基礎表示色データが記憶される。また、当該３種類の基礎表示色を、第１基礎表示色、第２基礎表示色および第３基礎表示色と呼ぶ。具体的には、第１基礎表示色には、通常時（特殊効果が発生していない時）のオブジェクトを表す表示色であって、第２基礎表示色よりも相対的に暗い色が設定される。また、第２基礎表示色には、通常時のオブジェクトを表す表示色であって、第１基礎表示色よりも相対的に明るい色が設定される。さらに、第３基礎表示色には、ゲーム空間において発生する特殊効果の影響を受けた場合のオブジェクトを表す表示色（エフェクト表示色）が設定されるものとする。ここで、特殊効果とは、例えば、ゲーム空間において発生した稲妻や、爆発等をいう。例えば、緑色の帽子のオブジェクトの場合、第１基礎表示色には、濃い緑色が設定され、第２基礎表示色には、薄い緑色が設定される。また、第３基礎表示色には、帽子に稲妻の光が当たっている様子を示す色、例えば、青白色が設定される。なお、典型的には、第３基礎表示色は、第１および第２基礎表示色とは異なる色が設定される。
【００４７】
しきい値データ記憶領域２０５ｅには、第１しきい値および第２しきい値が記憶される。これらは、後述するテクスチャ処理においてトゥーン変換を行うために用いられる。なお、第１しきい値として、複数種類の値が記憶されていてもよい。第２しきい値も第１しきい値と同様、複数種類の値が記憶されていてもよい。
【００４８】
フレームメモリ領域２０５ｆは、ＧＰＵ２０４によって画像処理用のメモリとして利用される。フレームメモリ領域２０５ｆには、例えば、カラーバッファやＺバッファ等が設定される。また、その他の領域２０５ｇには、ゲーム処理において用いられるその他の変数が記憶される。
【００４９】
次に、図５および図６を参照して、本ゲーム装置の特徴部分について説明する。図５は、本ゲーム装置の特徴部分を示す概念図であり、本ゲーム装置の機能的な構成を示す図である。本ゲーム装置は、３次元のゲーム空間内のオブジェクトに対して段階的に変化する表示色（陰影）を設定するために、いわゆるトゥーンシェーディングを行う。また、本ゲーム装置では、トゥーンシェーディングを行う際に２つの光源（ライト）が用いられ、それによって、１つのオブジェクトに対して３種類の表示色（明るい色、暗い色、特殊効果用の色）が設定される。以上によって、本ゲーム装置は、２カ所以上から光が当たっている様子をアニメ風の画像で表現することができる（後述する図１０参照。）。以下、本ゲーム装置の動作の概要を説明する。
【００５０】
図５において、本ゲーム装置は、ポリゴン処理部５１と、テクスチャ処理部５２と、映像信号発生部５３とを備えている。まず、ポリゴン処理部５１によって表示すべきオブジェクトがポリゴンで作成される。本実施形態においては、ポリゴンで構成されたオブジェクトに対して、ポリゴンを単位としてテクスチャ処理が行われる。つまり、テクスチャ処理部５２においては、各ポリゴンについて表示色が決定される。以下、テクスチャ処理部５２の詳細を説明する。
【００５１】
明るさ算出部５２１は、ポリゴンの頂点について各ライトによって与えられる明るさを計算する。ここで、オブジェクトが存在するゲーム空間には、トゥーンシェーディングを行うための仮想的なライトが２つ設けられる（後述する図８参照）。本実施形態おいては、２つのライトを、第１のライトおよび第２のライトと呼ぶ。また、第１のライトは、赤色の光を照射するライト（赤色のライト）であり、第２のライトは、緑色の光を照射するライト（緑色のライト）である。明るさ算出部５２１は、２つのライトによってそれぞれ与えられる明るさを計算する。ここで、あるライトによって与えられる明るさを照射強度と呼ぶ。より具体的には、第１のライトによって与えられる明るさを第１照射強度と呼ぶ、第２のライトによって与えられる明るさを第２照射強度と呼ぶ。本実施形態においては、明るさ算出部５２１では、第１のライト（赤色のライト）によって与えられる第１照射強度と、第２のライト（緑色のライト）によって与えられる第２照射強度とが算出される。また、当該第１照射強度と第２照射強度を各成分とするベクトルを、明るさベクトルと呼ぶ。
【００５２】
なお、ここでは、第１照射強度は、ポリゴンの頂点における色データ（ＲＧＢ値によって表現される）のＲ成分の値とする。また、第２照射強度は、ポリゴンの頂点における色データのＧ成分の値とする。すなわち、明るさ算出部２５１は、ポリゴンの頂点の色データ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）から、Ｒ成分を抽出することによって第１照射強度を算出し、Ｇ成分を抽出することによって第２照射強度を算出する。従って、ポリゴンの頂点の色データが例えば（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）であるとすると、算出される明るさベクトルは、（Ｒ１，Ｇ１）となる。なお、以下の説明では、色データは、Ｒ成分、Ｇ成分およびＢ成分がそれぞれ２５６階調で表されるものとする。また、他の実施形態においては、明るさベクトルの各成分（照射強度）は、仮想のライトによって色づけされたポリゴンの色データを用いて算出する他に、どのような方法で算出してもよい。
【００５３】
テクスチャ座標生成部５２２は、第１照射強度および第２照射強度に基づいて、テクスチャ座標値（Ｓ，Ｔ）を生成する。テクスチャ座標値とは、上述した２つのライトによってそれぞれ与えられる照射強度を２次元のベクトルで表現したもの、すなわち、明るさベクトルである。なお、ここでは、テクスチャ座標値のＳ成分は、第１照射強度の値がそのまま用いられる。また、テクスチャ座標値のＴ成分は、第２照射強度の値がそのまま用いられる。つまり、本実施形態においては、ポリゴンの頂点における色データのＲ成分の値がＳ成分の値となり、Ｇ成分の値がＴ成分の値となる。以上のように生成されたテクスチャ座標値に基づいて、テクスチャ色決定部５２３によってテクスチャ色が決定される。以下、図６を参照して、テクスチャ座標およびテクスチャ色について説明する。
【００５４】
図６（ａ）は、本実施形態において用いられるテクスチャ座標を示す図である。図６（ａ）に示すテクスチャ座標では、横軸はＳ成分の値、縦軸はＴ成分の値をそれぞれ表す。つまり、テクスチャ座標は、明るさベクトルの各成分を座標軸とする座標領域である。ここで、横軸（Ｓ成分）には第１しきい値が定められており、縦軸（Ｔ成分）には第２しきい値が定められている。なお、図６（ａ）では、第１しきい値および第２しきい値は、ともに１２７である。この第１しきい値および第２しきい値によって、テクスチャ座標の座標領域は４つの領域（第１〜第４領域）に分けられ、当該４つの領域には、黒、赤、緑および黄色の４色のテクスチャ色が割り当てられる。以上のようなテクスチャ座標を用いて、テクスチャ色決定部５２３はテクスチャ色を決定する。具体的には、しきい値によって分けられる領域に基づいて、オブジェクトの表示色が決定される。すなわち、テクスチャ座標値（明るさベクトルの先端）が、しきい値によって分けられる領域のいずれに含まれるかによって、表示色が決定される。
【００５５】
なお、本実施形態においては、テクスチャ座標値が第１領域に含まれる場合（テクスチャ色が黒の場合）、オブジェクトを表す暗い色（第１基礎表示色）が表示色として設定される。また、テクスチャ座標値が第２領域に含まれる場合（テクスチャ色が赤の場合）、オブジェクトを表す明るい色（第２基礎表示色）が表示色として設定される。以上によって、第１照射強度と第１しきい値との大小関係に応じて、明るさの異なる表示色が設定されることがわかる。また、テクスチャ座標値が第３領域または第４領域に含まれる場合（テクスチャ色が緑または黄の場合）、エフェクト表示色（第３基礎表示色）が表示色として設定される。以上から、第２照射強度と第２しきい値との大小関係に応じて、特殊効果時におけるオブジェクトの表示色を設定するか、または、通常時におけるオブジェクトの表示色を設定するかが選択されることがわかる。なお、本実施形態では、第３領域の場合および第４領域の場合において最終的に同じ表示色が設定されるため、第３領域および第４領域を１つの領域とみなしてもよい。
【００５６】
なお、本発明の特徴を明確にするため、ライトを１つだけ用いる場合においてテクスチャ色を決定する際の図を、図６（ｂ）に示す。ライトが１つの場合（ここでは、赤いライトとする）、ポリゴンにおいて検出される照射強度は１種類であるため、図６（ａ）のような、２次元のテクスチャ座標は用いられない。図６（ｂ）においては、ポリゴンにおいて検出される照射強度としきい値との大小関係によって、２色のテクスチャ色（黒または赤）のいずれかが選択される。
【００５７】
以下、本実施形態におけるテクスチャ色の決定方法をより詳細に説明する。テクスチャ色決定部５２３においては、Ｓ成分の値と第１しきい値との大小関係が検出される。つまり、Ｓ成分の値が第１しきい値よりも大きいか否かが検出される。これは、換言すれば、２５６階調で表されているＳ成分の値が、しきい値（第１しきい値）との大小関係によって２階調に変換されることを意味する。また、Ｓ成分と同様に、２５６階調で表されているＴ成分の値が、第２しきい値との大小関係によって２階調に変換される。以上によって、トゥーン変換が行われたこととなる。また、Ｓ成分の値と第１しきい値との大小関係および、Ｔ成分の値と第２しきい値との大小関係に基づいて、テクスチャ座標値（明るさベクトル）（Ｓ，Ｔ）がテクスチャ座標の４つの領域のどれに含まれるかがわかる。４つの領域にはそれぞれテクスチャ色が割り当てられているので、テクスチャ座標値が含まれている領域によってテクスチャ色が決定される。例えば、テクスチャ座標値が（１０，１０）の場合、当該座標値は第１領域に属するので、テクスチャ色は黒に決定される。また、テクスチャ座標値が（２３０，１０）の場合、当該座標値は第２領域に属するので、テクスチャ色は赤に決定される。以上のように、ポリゴンのテクスチャ色は、２つのライトによる照射強度に基づいて求めることができる。
【００５８】
表示色決定部５２４は、テクスチャ座標値が含まれる領域、すなわち、テクスチャ色に基づいて、ポリゴンの表示色を決定する。すなわち、４つの領域に応じたテクスチャ色に応じて、表示色が決定される。従って、４種類以下（本実施形態では３種類）の色のうちいずれかがポリゴンの表示色として選択されるので、オブジェクトは、表示色が段階的に変化するように、すなわち、アニメ風に表示されることになる。なお、表示色を示す表示色データは、ＲＧＢ値によって表現される。具体的には、本実施形態においては、表示色は、テクスチャ色と、オブジェクトについて予め定められている基礎表示色とによって決定される。本実施形態における表示色の決定方法の詳細は後述する。
【００５９】
テクスチャ合成部５２５は、表示色決定部５２４で決定された表示色を陰影色（シェーディングカラー）とし、この陰影色とポリゴン毎に定められているオブジェクトの柄や模様（テクスチャ）を表す画像データとを合成することによって、映像色データを生成する。映像色データとは、オブジェクトのテレビジョン受像機１０５における表示状態を決めるための映像色を示すデータである。ここで、上記した柄や模様（テクスチャ）は、テクスチャ座標生成部５２２やテクスチャ色決定部５２３で述べられているテクスチャとは異なるものである。なお、ポリゴン毎に柄や模様をつけなくてもよい場合は、表示色を映像色としても良い。
【００６０】
映像信号発生部５３は、テクスチャ処理部５２によって生成された映像色データに基づいて、テレビ１０５に画像を表示するための表示信号を発生する。映像信号発生部５３は、図２に示すビデオＩ／Ｆ２０９に対応している。以上のように、本発明に係るゲーム装置は、２つ以上のライトを用いて多次元的な照射強度の値（明るさベクトル）を得ることによって、２カ所以上からの光がオブジェクトに当たっている様子をトゥーンシェーディングによって表示することを可能とするものである。
【００６１】
次に、図７を参照して、本実施形態における表示色の決定方法を詳細に説明する。図７は、本ゲーム装置で用いられる色データの関係を示す図である。まず、上述したように、色が異なる２つのライト（赤色のライトおよび緑色のライト）によって、オブジェクトを構成するポリゴンのテクスチャ色（黒、赤、緑および黄）が決定される。本実施形態においては、以上のように決定されたテクスチャ色から、混合率（α）および加算率（β）が定められる。各テクスチャ色には、それぞれ混合率および加算率の値が定められており、例えば、テクスチャ色と混合率および加算率の組とを対応付けるテーブルがゲーム装置に予め記憶されている。また、混合率および加算率の値は、テクスチャ色によって異なる。例えば、混合率の値として、テクスチャ色の色データのＲ成分を用い、加算率の値として、テクスチャ色の色データのＧ成分を用いるようにしてもよい。
【００６２】
以上のように予め設定された混合率、加算率と、メインメモリ２０５に記憶された基礎表示色とに基づいて、表示色が決定される。具体的には、以下の式によって、混合率と、加算率と、基礎表示色とから表示色が決定される。
（表示色）＝（Ｃ１）×α＋（Ｃ２）×（１−α）＋（Ｃ３）×β  …▲１▼
ここで、Ｃ１は第１基礎表示色の色データであり、Ｃ２は第２基礎表示色の色データであり、Ｃ３は第３基礎表示色の色データである。また、αは混合率であり、βは加算率である。ここでは、混合率αは、テクスチャ色のＲ成分の値（０〜２５５）に基づいて決定される０から１までの値である。また、加算率βは、テクスチャ色のＧ成分の値（０〜２５５）に基づいて決定される０から１までの値である。なお、上述したように、表示色はＲＧＢ値で生成されるので、上式▲１▼は、
Ｏｒ＝（Ｃ１ｒ）×α＋（Ｃ２ｒ）×（１−α）＋（Ｃ３ｒ）×β  …▲２▼
Ｏｇ＝（Ｃ１ｇ）×α＋（Ｃ２ｇ）×（１−α）＋（Ｃ３ｇ）×β  …▲３▼
Ｏｂ＝（Ｃ１ｂ）×α＋（Ｃ２ｂ）×（１−α）＋（Ｃ３ｂ）×β  …▲４▼
と表現できる。ここで、Ｏｒは表示色のＲ成分であり、Ｏｇは表示色のＧ成分であり、Ｏｂは表示色のＢ成分である。同様に、Ｃ１ｒ、Ｃ１ｇ、Ｃ１ｂは、Ｃ１のＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分である。Ｃ２ｒ、Ｃ２ｇ、Ｃ２ｂおよびＣ３ｒ、Ｃ３ｇ、Ｃ３ｂについても、Ｃ１ｒ、Ｃ１ｇ、Ｃ１ｂと同様である。表示色決定部５２４においては、上式▲２▼から▲４▼を用いて、表示色データのＲＧＢ値が算出される。なお、混合率および加算率を用いる場合、混合率および加算率の設定の仕方によっては、最終的な表示色は、第１から第３基礎表示色のいずれかと同じ色とはならない場合もある。ただし、この場合であっても、最終的な表示色は３種類（または４種類）となる。
【００６３】
以上のように、本実施形態においては、テクスチャ色に基づいて混合率および加算率を決定し、これらに基づいて表示色を決定する。なお、他の実施形態においては、テクスチャ色に応じて基礎表示色を表示色に直接決定するようにしてもよい。すなわち、テクスチャ色と基礎表示色とを対応付けたテーブルを予め用意しておき、テクスチャ色に応じて一意に決定される基礎表示色を表示色に決定する。例えば、テクスチャ色が黒の場合、第１基礎表示色を表示色に決定し、テクスチャ色が赤の場合、第２基礎表示色を表示色に決定する。さらに、テクスチャ色が緑または黄の場合、第３基礎表示色を表示色に決定する。なお、この場合、テクスチャ色と基礎表示色とを対応付けたテーブルを各オブジェクトについて用意する必要がある。これに対して、本実施形態では、混合率および加算率を用いることによって、当該テーブルを用意する必要がない。従って、ゲーム装置のメモリを節約することができる。
【００６４】
次に、本実施形態に係るゲーム装置において行われる詳細な処理を説明する。図８は、本ゲーム装置のＣＰＵ２０２およびＧＰＵ２０４の協調動作によって行われるゲーム処理の流れを示すフローチャートである。なお、本実施例では、ＣＰＵ２０２およびＧＰＵ２０４の協調動作によってゲーム処理を行わせているが、例えばＣＰＵ２０２のみによってジオメトリ処理等のほぼ全ての処理を行わせることも可能である。
【００６５】
ゲームが開始されると、まず、Ｓ１１において、初期設定が行われる。具体的には、ゲーム処理において用いられる変数の初期化や、ゲーム空間の形成等が行われる。次に、Ｓ１２において、ゲーム空間の所定の位置に第１のライトが設定される。ここで、第１のライトは、上述した赤色の光を照射するライトである。また、第１のライトは、オブジェクトに対して通常時（特殊効果が発生していない時）の陰影をつけるために用いられる。従って、第１のライトを通常ライトとも呼ぶ。
【００６６】
Ｓ１２の次に、Ｓ１３において、ゲーム空間において特殊効果が発生しているか否かが判定される。特殊効果とは、例えば稲妻や爆発等のような、オブジェクトに光を当てる必要があるゲーム中のイベントをいう。特殊効果は、ゲーム処理において所定の条件が満たされた（例えば、爆弾が爆発した。）ことによって発生されてもよいし、プレイヤによる操作によって行われてもよい。Ｓ１３の判定において、特殊効果が発生していると判定された場合、Ｓ１４の処理が行われた後でＳ１５の処理が行われる。一方、Ｓ１３の判定において、特殊効果が発生していないと判定された場合、Ｓ１４の処理をスキップしてＳ１５の処理が行われる。
【００６７】
Ｓ１４において、ゲーム空間の所定の位置に第２のライトが設定される。ここで、第２のライトは、上述した緑色の光を照射するライトである。また、第２のライトは、オブジェクトに対して特殊効果による陰影をつけるために用いられる。従って、第２のライトをエフェクトライトとも呼ぶ。
【００６８】
Ｓ１５において、オブジェクトのポリゴン処理が行われる。すなわち、ゲーム空間内のオブジェクトがポリゴンによって作成される。なお、Ｓ１５の処理は、図５に示すポリゴン処理部５１に対応する。続くＳ１６において、テクスチャ処理が行われる。このテクスチャ処理は、図５に示すテクスチャ処理部５２に対応する。以下、テクスチャ処理の詳細を説明する。
【００６９】
図９は、図８のステップＳ１６の詳細を示すフローチャートである。まず、Ｓ２１において、Ｓ１５において作成されたポリゴンの各頂点における照射強度が算出される。具体的には、ポリゴンの頂点における色データのＲ成分の値が第１照射強度として算出され、Ｇ成分の値が第２照射強度として算出される。なお、Ｓ２１の処理は、図５の明るさ算出部５２１に対応している。
【００７０】
Ｓ２２において、Ｓ２１において算出された第１照射強度および第２照射強度に基づいて、テクスチャ座標（Ｓ，Ｔ）が生成される。具体的には、第１照射強度の値がテクスチャ座標のＳ成分の値とされ、第２照射強度の値がテクスチャ座標のＴ成分の値とされる。なお、Ｓ２２の処理は、図５のテクスチャ座標生成部５２２に対応している。以上のＳ２１およびＳ２２によって、明るさベクトルが算出される。
【００７１】
Ｓ２２の次に、Ｓ２３〜Ｓ２９によって、テクスチャ色が決定される。つまり、Ｓ２３〜Ｓ２９の処理が、図５のテクスチャ色決定部５２３に対応している。まず、Ｓ２３において、テクスチャ座標のＳ成分の値が第１しきい値よりも小さいか否かが判定される。具体的には、Ｓ２２において生成されるテクスチャ座標のＳ成分の値（すなわち、第１照射強度）と、しきい値データ記憶領域２０５ｅに記憶されている第１しきい値の値とを比較することによって、両者の大小関係が判定される。テクスチャ座標のＳ成分の値が第１しきい値よりも小さい場合、Ｓ２４の処理が行われる。一方、テクスチャ座標のＳ成分の値が第１しきい値よりも大きい場合、Ｓ２５の処理が行われる。
【００７２】
Ｓ２４において、テクスチャ座標のＴ成分の値が第２しきい値よりも小さいか否かが判定される。具体的には、Ｓ２２において生成されるテクスチャ座標のＴ成分の値（すなわち、第２照射強度）と、しきい値データ記憶領域２０５ｅに記憶されている第２しきい値の値とを比較することによって、両者の大小関係が判定される。Ｓ２４の判定において、テクスチャ座標のＴ成分の値が第２しきい値よりも小さい場合、Ｓ２６の処理が行われる。一方、Ｓ２４の判定において、テクスチャ座標のＴ成分の値が第２しきい値よりも大きい場合、Ｓ２７の処理が行われる。
【００７３】
Ｓ２５においても、Ｓ２４と同様の処理が行われる。すなわち、Ｓ２５の判定において、テクスチャ座標のＴ成分の値が第２しきい値よりも小さい場合、Ｓ２８の処理が行われる。一方、Ｓ２５の判定において、テクスチャ座標のＴ成分の値が第２しきい値よりも大きい場合、Ｓ２９の処理が行われる。
【００７４】
Ｓ２６において、テクスチャ色が黒に決定される。具体的には、テクスチャ色データとして、テクスチャ色データ記憶領域２０５ｃに記憶されている黒色の色データ（０，０，０）が選択される。以上のように、第１および第２のライトによって色づけされるポリゴンの頂点の色が黒に近い場合、すなわち、第１照射強度が第１しきい値より小さく、かつ、第２照射強度が第２しきい値より小さい場合、テクスチャ色は黒色に決定される。
【００７５】
一方、Ｓ２７において、テクスチャ色が緑に決定される。この場合、テクスチャ色データとして、テクスチャ色データ記憶領域２０５ｃに記憶されている緑色の色データ（０，２５５，０）が選択される。以上のように、第１および第２のライトによって色づけされるポリゴンの頂点の色が緑に近い場合、すなわち、第１照射強度が第１しきい値より小さく、かつ、第２照射強度が第２しきい値より大きい場合、テクスチャ色は緑色に決定される。
【００７６】
Ｓ２８において、テクスチャ色が赤に決定される。具体的には、テクスチャ色データとして、テクスチャ色データ記憶領域２０５ｃに記憶されている赤色の色データ（２５５，０，０）が選択される。以上のように、第１および第２のライトによって色づけされるポリゴンの頂点の色が赤に近い場合、すなわち、第１照射強度が第１しきい値より大きく、かつ、第２照射強度が第２しきい値より小さい場合、テクスチャ色は赤色に決定される。
【００７７】
一方、Ｓ２９において、テクスチャ色が黄に決定される。この場合、テクスチャ色データとして、テクスチャ色データ記憶領域２０５ｃに記憶されている黄色の色データ（２５５，２５５，０）が選択される。以上のように、第１および第２のライトによって色づけされるポリゴンの頂点の色が黄に近い場合、すなわち、第１照射強度が第１しきい値より大きく、かつ、第２照射強度が第２しきい値より大きい場合、テクスチャ色は黄色に決定される。
【００７８】
Ｓ２６〜Ｓ２９の処理の次に、Ｓ３０において、テクスチャ色データに基づいてポリゴンの表示色が決定される。具体的には、まず、テクスチャ色データに基づいて混合率および加算率が決定される。次に、当該混合率および加算率と、基礎表示色データ記憶領域２０５ｄに記憶されている第１から第３基礎表示色の色データとを、上述した式▲２▼から式▲４▼に代入することによって、表示色のＲＧＢ値が決定される。なお、Ｓ３０の処理は、図５の表示色決定部５２４に対応する。
【００７９】
Ｓ３０の次に、Ｓ３１において、テクスチャ合成処理が行われる。具体的には、Ｓ３０において決定された表示色（陰影色）と、ポリゴン毎に定められているオブジェクトの柄や模様（テクスチャ）を表す画像データとを合成することによって、映像色データが生成される。なお、Ｓ３１の処理は、図５に示すテクスチャ合成部５２５に対応する。以上によって、テクスチャ処理が終了する。なお、以上のテクスチャ処理は、ゲーム空間内の各オブジェクトの各ポリゴンについてそれぞれ行われる。
【００８０】
図８の説明に戻り、Ｓ１７において、画像表示処理が行われる。具体的には、Ｓ１６のテクスチャ処理によって生成された映像色データに基づいて、テレビ１０５に画像を表示させる。続くＳ１８において、ゲームを終了するか否かが判定される。例えば、ゲームオーバーになったか否かや、ゲームを終了するための操作がプレイヤによって行われたか否か等が判定される。ゲームを終了しないと判定された場合、Ｓ１２に戻ってゲームが終了するまでＳ１２〜Ｓ１８の一連の処理を繰り返す。一方、ゲームを終了する場合、図８に示すゲーム処理を終了する。
【００８１】
次に、本実施形態に係るゲーム装置によって表示されるオブジェクトの表示例を示す。図１０は、特殊効果が発生している時のオブジェクトの表示例を示す図である。特殊効果が発生している時、通常ライト（赤色のライト）６４およびエフェクトライト（緑色のライト）６５が設定される（図８のＳ１２〜Ｓ１４参照）。図１０に示すように、２つのライトを用いることによって、オブジェクトに異なる角度から光が照射しているような場合であっても、トゥーンシェーディングを行うことができる。また、上述したように、本実施形態においては、１つのオブジェクトの表示色は３種類の表示色から選択される。すなわち、オブジェクトの各ポリゴンには、第１照射強度と第１しきい値との大小関係および第２照射強度と第２しきい値との大小関係に基づいて、３種類の表示色のいずれかが設定される。その結果、１つのオブジェクト（例えば、図１０に示すゴリラの左腕）は、３つの部分、すなわち、明るい表示色が設定される部分６１と、暗い表示色が設定される部分６２と、特殊効果による表示色（エフェクト表示色）が設定される部分６３とに分けられることになる。なお、エフェクト表示色が設定される部分６３は、第２照射強度が第２しきい値よりも大きい部分である（図９のＳ２７またはＳ２９）。また、明るい表示色が設定される部分６１は、上記部分６３以外の部分であって、第１照射強度が第１しきい値よりも大きい部分である。一方、暗い表示色が設定される部分６２は、上記部分６３以外の部分であって、第１照射強度が第１しきい値よりも小さい部分である。
【００８２】
図１１は、特殊効果が発生していない時のオブジェクトの表示例を示す図である。特殊効果が発生していない場合、通常ライト６４は設定されるが、エフェクトライト６５は設定されない（消灯される）。その結果、オブジェクトの各ポリゴンに与えられる第２照射強度は「０」となり（Ｓ２１）、テクスチャ座標のＴ成分は「０」となる（Ｓ２２）。従って、テクスチャ色は黒または赤に設定されるので（Ｓ２４〜Ｓ２９）、表示色としてエフェクト色が設定されることがない。以上の結果、特殊効果が発生していない時のオブジェクト（例えば、図１１に示すゴリラの左腕）は、明るい表示色が設定される部分６１および暗い表示色が設定される部分６２のみによって構成される。
【００８３】
なお、以上に説明した実施形態においては、ゲーム空間内にライトを２つ設定する場合について説明したが、光源は３つ以上であってもよい。例えば、ライトが３つである場合、明るさベクトルは３次元のベクトルになり、テクスチャ座標の座標領域は３次元の空間になる。この場合も、本実施形態と同様、しきい値によって分けられる領域に応じてポリゴンの表示色を決定することができる。また、この場合、ライトが３つであるので、３カ所からの光がオブジェクトに当たっている様子を表現することができる。なお、ライトを３つ設定する場合、各ライトの色は、赤、緑、青とすることが好ましい。
【００８４】
なお、以上に説明した実施形態を説明する図８においては、特殊効果が発生していない場合、エフェクトライトを設定しない（Ｓ１３およびＳ１４参照。）こととした。ここで、他の実施形態においては、特殊効果が発生していない場合、テクスチャ色として緑色および黄色が決定されないようにしてもよい。例えば、図８においてＳ１４の処理を行わない代わりに、図９のＳ２２において、特殊効果が発生していない場合にはＴ＝０とするようにしてもよい。これによっても、本実施形態と同様の効果を得ることができる。その他、特殊効果が発生していない場合には、図９のＳ２４およびＳ２５の判定において必ず肯定と判定するようにしても、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るゲームシステムの構成を示す外観図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るゲームシステムの構成を示すブロック図である。
【図３】ＤＶＤ−ＲＯＭ１０２に記憶されるデータを示す図である。
【図４】メインメモリ２０５に記憶されるデータを示す図である。
【図５】本ゲーム装置の機能的な構成を示す図である。
【図６】本実施形態において用いられるテクスチャ座標を示す図である。
【図７】本ゲーム装置で用いられる色データの関係を示す図である。
【図８】本ゲーム装置のＣＰＵ２０２およびＧＰＵ２０４の協調動作によって行われるゲーム処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】図８のステップＳ１６の詳細を示すフローチャートである。
【図１０】特殊効果が発生している時のオブジェクトの表示例を示す図である。
【図１１】特殊効果が発生していない時のオブジェクトの表示例を示す図である。
【図１２】従来の手法によって生成される画像の表示例を示す図である。
【符号の説明】
１０１  ゲーム機本体
１０２  ＤＶＤ−ＲＯＭ
１０４  コントローラ
１０５  テレビジョン受像機
２０２  ＣＰＵ
２０４  ＧＰＵ
２０５  メインメモリ
５２  テクスチャ処理部
５２１  明るさ算出部
５２２  テクスチャ座標生成部
５２３  テクスチャ色決定部
５２４  表示色決定部
５２５  テクスチャ合成部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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