(57)【要約】【課題】仮想空間内において光源の影響を考慮してオブジェクトの明るさを計算して表示する表示装置等を提供する。【解決手段】表示装置４０１において、記憶部４０２は、仮想空間内に配置される第１グループに属する光源と、仮想空間内に配置される第２グループに属する光源と、の情報を記憶し、計算部４０３は、情報が記憶された光源のそれぞれについて、光源によって仮想空間内に配置されるオブジェクトが受ける影響のパラメータを計算し、「第１グループに属する光源について計算された影響のパラメータの絶対値の総和」と「第２グループに属する光源について計算された影響のパラメータの絶対値の総和」との差を得て、これを当該オブジェクトの明るさとし、表示部４０４は、計算された明るさで、当該オブジェクトを表示する。【選択図】  図４
2004287848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記憶部と、計算部と、表示部と、を備える表示装置であって、
前記記憶部は、仮想空間内に配置される第１グループに属する光源と、当該仮想空間内に配置される第２グループに属する光源と、の情報を記憶し、
前記計算部は、前記情報が記憶された光源のそれぞれについて、当該光源によって当該仮想空間内に配置されるオブジェクトが受ける影響のパラメータを計算し、「当該第１グループに属する光源について計算された影響のパラメータの絶対値の総和」と「当該第２グループに属する光源について計算された影響のパラメータの絶対値の総和」との差を得て、これを当該オブジェクトの表示情報とし、
前記表示部は、前記計算された表示情報で、当該オブジェクトを表示する
ことを特徴とするもの。
【請求項２】
請求項１に記載の表示装置であって、
前記計算部は、当該差を当該オブジェクトの明るさの表示情報とし、
前記表示部は、前記計算された表示情報に係る明るさで、当該オブジェクトを表示する
ことを特徴とするもの。
【請求項３】
請求項１または２に記載の表示装置であって、
前記記憶された情報のうち、当該第１グループに属する光源のパラメータと、当該第２グループに属する光源のパラメータと、は、符号が異なり、
前記計算部は、前記情報が記憶された光源のそれぞれについて、当該光源のパラメータから当該オブジェクトが受ける影響のパラメータを「当該第１グループに属する光源についての影響のパラメータと当該第２グループに属する光源についての影響のパラメータとの符号が異なる」ように計算し、前記計算された影響のパラメータの総和を計算してこれを当該差として得る
ことを特徴とするもの。
【請求項４】
請求項３に記載の表示装置であって、
前記計算部は、「前記情報が記憶された光源のそれぞれ」について計算するのにかえて、「前記情報が記憶された光源のうち、当該オブジェクトに対してあらかじめ対応付けられていないもののそれぞれ」について計算する
ことを特徴とするもの。
【請求項５】
請求項４に記載の表示装置であって、
前記計算部は、当該仮想空間内において当該オブジェクト内もしくはその表面に位置し、かつ、当該第２グループに属する光源を、当該オブジェクトに対してあらかじめ対応付けられている光源として、計算する
ことを特徴とするもの。
【請求項６】
請求項４に記載の表示装置であって、
前記計算部は、当該オブジェクトに対してあらかじめ対応付けられている光源として、当該第２グループに属する光源であって、当該光源から「前記計算部が当該光源を中心とする球面オブジェクトの内側のそれぞれの点が受ける影響のパラメータを計算すると仮定した場合に、得られる影響のパラメータが最小となる球面オブジェクトの内側の点」への方向ベクトルと、当該光源から「当該オブジェクト内もしくはその表面のいずれかの点」への方向ベクトルと、が平行であるものを用いて、計算する
ことを特徴とするもの。
【請求項７】
請求項２から６のいずれか１項に記載の表示装置であって、
所定の複数の色成分ごとに、
前記光源が当該第１グループと当該第２グループとに分類され、
前記計算部は、当該色成分について当該影響のパラメータを計算して当該オブジェクトの明るさを計算し、
前記表示部は、当該オブジェクトを表示する当該色成分の明るさを当該計算された明るさとして当該オブジェクトを表示する
ことを特徴とするもの。
【請求項８】
計算工程と、表示工程と、を備える表示方法であって、
前記計算工程では、仮想空間内に配置される第１グループに属する光源と、当該仮想空間内に配置される第２グループに属する光源と、のそれぞれについて、当該光源によって当該仮想空間内に配置されるオブジェクトが受ける影響のパラメータを計算し、「当該第１グループに属する光源について計算された影響のパラメータの絶対値の総和」と「当該第２グループに属する光源について計算された影響のパラメータの絶対値の総和」との差を得て、これを当該オブジェクトの明るさとし、
前記表示工程では、前記計算された明るさで、当該オブジェクトを表示する
ことを特徴とする方法。
【請求項９】
コンピュータを、記憶部、計算部、および表示部として機能させるプログラムであって、
当該プログラムは、当該コンピュータにおいて、
前記記憶部は、仮想空間内に配置される第１グループに属する光源と、当該仮想空間内に配置される第２グループに属する光源と、の情報を記憶し、
前記計算部は、前記情報が記憶された光源のそれぞれについて、当該光源によって当該仮想空間内に配置されるオブジェクトが受ける影響のパラメータを計算し、「当該第１グループに属する光源について計算された影響のパラメータの絶対値の総和」と「当該第２グループに属する光源について計算された影響のパラメータの絶対値の総和」との差を得て、これを当該オブジェクトの明るさとし、
前記表示部は、前記計算された明るさで、当該オブジェクトを表示する
ように機能させることを特徴とするもの。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、仮想空間内において、光源の影響を考慮してオブジェクトの明るさを計算して表示する表示装置、表示方法、ならびに、これらをコンピュータにて実現するプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、コンピュータグラフィックスの分野では、仮想空間内に光源とオブジェクトを配置し、当該光源によって当該オブジェクトが照らされる度合を計算し、これに基づいてオブジェクトの明るさを計算して、リアルにオブジェクトを表示する技術が提案されている。このような技術においては、平行光源、点光源、スポットライト光源などの種々の光源から照射される光が、オブジェクト表面で全反射、半反射、乱反射等する様子をモデル化するとともに、仮想空間内に視点を設定して、当該視点から見たオブジェクトの様子を３次元グラフィックス表示する。
【０００３】
３次元グラフィックスにおいては、各オブジェクトの表面を、三角形などの小さな多角形（ポリゴン）によって囲み、当該ポリゴンの法線ベクトルを考える。オブジェクトが１つのポリゴンで構成されている場合もある。
・光線ベクトル（平行光源の場合は当該平行線に沿ったベクトル、点光源の場合は光源からポリゴンへの方向ベクトル、等となる。）、
・ポリゴンの法線ベクトル、
・視線ベクトル（視点からポリゴンへの方向ベクトル）
等の関係から、当該ポリゴンの明るさを決定し、あらかじめ当該ポリゴンに与えられたテクスチャを、当該ポリゴンの姿勢に従って得られた明るさで画面に表示する。
【０００４】
また、光源とオブジェクトとの間に他のオブジェクトが存在する場合には、当該オブジェクトには当該他のオブジェクトの影が映ることとなる。視点とオブジェクトとの間に他のオブジェクトが存在する場合に、当該オブジェクトが当該他のオブジェクトによって隠される場合には、Ｚバッファなどの技術が適用されるが、このようなオブジェクトの影について同様の技術を単純に適用すると各光源についてＺバッファを用意することとなってしまい、メモリ使用量や計算時間の点で不利となる。したがって、このようなオブジェクトの影の影響を考えた３次元グラフィックスの技術については、種々の研究がなされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、ゲームの分野など、たとえば光源の影響を加味した３次元グラフィックスをリアルタイムで高速に得る必要がある分野では、このようなオブジェクトの影を高速に計算するのに適用できる技術が強く求められている。特に、従来から提供されている３次元グラフィックスの生成技術に馴染み、既存の３次元グラフィックス用ハードウェアをそのまま適用しうる技術が望ましい。
【０００６】
本発明は、仮想空間内において、光源の影響を考慮してオブジェクトの明るさを計算して表示する表示装置、表示方法、ならびに、これらをコンピュータによって実現するプログラム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】
以上の目的を達成するため、本発明の原理にしたがって、下記の発明を開示する。
【０００８】
本発明の第１の観点に係る表示装置は、記憶部と、計算部と、表示部と、を備え、以下のように構成する。
【０００９】
ここで、記憶部は、仮想空間内に配置される第１グループに属する光源と、仮想空間内に配置される第２グループに属する光源と、の情報を記憶する。すなわち、第１グループに属する光源は、従来の技術における「光源」であり、光を照射するものである（以下適宜「正光源」という。）。第２グループに属する光源は、「影」を照射する「光源」である（以下適宜「負光源」という。）。すなわち、本発明は、「負の明るさの光源」を用いて３次元グラフィックスのモデル化を行うのである。
【００１０】
一方、計算部は、情報が記憶された光源のそれぞれについて、光源によって仮想空間内に配置されるオブジェクトが受ける影響のパラメータを計算し、「第１グループに属する光源について計算された影響のパラメータの絶対値の総和」と「第２グループに属する光源について計算された影響のパラメータの絶対値の総和」との差を得て、これをオブジェクトの明るさとする。すなわち、正光源のそれぞれがオブジェクトに投影する光の強さの総和から負光源のそれぞれがオブジェクトに投影する影の強さの総和を減算した値によって、そのオブジェクトを表示すべき明るさのモデル化を行うのである。
【００１１】
前者の総和から後者の総和を減算するには、たとえば、光源の情報として、強さのパラメータと正光源か負光源かを示すフラグとを考えて、強さのパラメータを用いてオブジェクトに投影される光や影の「強さ」を得てから、その強さを積算（光の強さの総和から影の強さの総和を減じた値を求める計算）する際に、フラグによって加算するか減算するかを決める、という手法を採用してもよい。
【００１２】
そして、表示部は、計算された明るさで、オブジェクトを表示する。したがって、仮想空間内を照らす通常の光源（正光源）のほか、仮想空間内に影を作る負光源を考えて計算された明るさで、オブジェクトを表示することにより、オブジェクトをできるだけリアルに表示する。
【００１３】
本発明では、仮想空間内に存在するオブジェクトのそれぞれに対して、上記のように、正光源と負光源の影響を考えればいいため、メモリ使用量や計算時間の点で有利であるほか、「負光源がオブジェクトに投影する影の強さ」の計算には、「正光源がオブジェクトに投影する光の強さ」の計算とほとんど同じ計算技術を用いることができるため、既存の３次元グラフィックス用ハードウェア・ソフトウェアをそのまま適用できる。
【００１４】
また、本発明の表示装置において、明るさについての処理を行うのにかえて、明度、彩度、アルファ値、分散の度合など、種々のオブジェクトの表示情報について正光源・負光源を定め、差を当該表示情報として採用するように構成することができる。本発明により、オブジェクトが表示される際の表示の手法を変更する種々のパラメータについて、加算のみならず減算の属性を与え、様々な３次元グラフィックスの演出効果を実現する技術を提供することができる。
【００１５】
また、本発明の表示装置において、記憶された情報のうち、第１グループに属する光源のパラメータと、第２グループに属する光源のパラメータと、は、符号が異なり、計算部は、情報が記憶された光源のそれぞれについて、光源のパラメータからオブジェクトが受ける影響のパラメータを「第１グループに属する光源についての影響のパラメータと第２グループに属する光源についての影響のパラメータとの符号が異なる」ように計算し、計算された影響のパラメータの総和を計算してこれを差として得るように構成することができる。
【００１６】
本発明では、典型的には、正光源には明るさのパラメータとして正の値を、負光源には明るさのパラメータとして負の値を、それぞれ与え、これを既存の３次元グラフィックスのオブジェクトに対する光の照射アルゴリズムに適用する。すると、正光源によってオブジェクトが照らされる度合は正の値に、負光源によってオブジェクトが照らされる度合は負の値になるから、これらの総和を得れば、「正光源がオブジェクトに投影する光の強さの総和」から「負光源がオブジェクトに投影する影の強さの総和」を減算したものが得られる。
【００１７】
本発明では、正光源の場合には光源の明るさに対応する値（典型的には正の値）となり、負光源の場合には、これと逆の符号を有する値（典型的には負の値）となる光源のパラメータを与えることによって、オブジェクトの明るさの積算の際に、正光源か負光源かを追跡する必要がなく、単に正の値や負の値を加算していくだけですむため、メモリの管理や計算の手順をより単純にすることができる。
【００１８】
また、本発明の表示装置において、計算部は、「情報が記憶された光源のそれぞれ」について計算するのにかえて、「情報が記憶された光源のうち、オブジェクトに対してあらかじめ対応付けられていないもののそれぞれ」について計算するように構成することができる。すなわち、仮想空間内のオブジェクトの明るさを計算する際には、オブジェクトに対する照射を行わないと考える正光源・負光源をあらかじめ対応付けておく。
【００１９】
本発明によれば、たとえば、オブジェクトによって生ずる影を表現するための負光源を仮想空間内に配置した場合に、負光源によってオブジェクトに影が生ずる事態を防止する一方で、光源の管理は統一的に行うことができる。また、オブジェクトが光を照射するような状況（たとえば、ゲームに登場するキャラクターが懐中電灯を点灯するような状況）も同様に扱うことができる。
【００２０】
また、本発明の表示装置において、計算部は、仮想空間内においてオブジェクト内もしくはその表面に位置し、かつ、第２グループに属する光源を、オブジェクトに対してあらかじめ対応付けられている光源として、計算するように構成することができる。すなわち、オブジェクトによって生ずる影を、オブジェクトと同じ位置（オブジェクトやその表面のいずれか）に存在する負光源によって表現する。本発明は、上記発明の好適実施形態の１つであり、本発明によれば、オブジェクト起源の光源か否かを容易に判別することができる。
【００２１】
また、本発明の表示装置において、計算部は、オブジェクトに対してあらかじめ対応付けられている光源として、第２グループに属する光源であって、光源から「計算部が光源を中心とする球面オブジェクトの内側のそれぞれの点が受ける影響のパラメータを計算すると仮定した場合に、得られる影響のパラメータが最小となる球面オブジェクトの内側の点」への方向ベクトルと、光源から「オブジェクト内もしくはその表面のいずれかの点」への方向ベクトルと、が平行であるものを用いて、計算するように構成することができる。
【００２２】
たとえば、オブジェクトによって生ずる影を、指向性のある負光源（円錐状に負の光束を発する負光源や、円柱状に負の光束を発する負光源等。）によって表現する場合に、負光源の指向性が最も強くなる方向が、負光源からオブジェクトへの方向に平行となることとなる。したがって本発明によれば、たとえばゲームに登場するキャラクターの影を円錐状に光束を発する負光源によって表現することができ、キャラクターの影を、できるだけリアルに、かつ少ない計算量で、生成することができる。
【００２３】
また、本発明の表示装置において、所定の複数の色成分ごとに、光源が当該第１グループと当該第２グループとに分類され、計算部は、当該色成分について当該影響のパラメータを計算して当該オブジェクトの明るさを計算し、表示部は、当該オブジェクトを表示する当該色成分の明るさを当該計算された明るさとして当該オブジェクトを表示するように構成することができる。
【００２４】
たとえば、ＲＧＢ（Ｒｅｄ／Ｇｒｅｅｎ／Ｂｌｕｅ）の各色成分ごとに、光源を第１グループと第２グループに分類し、各色成分について、上記のように影響のパラメータを計算して、第１グループの影響のパラメータの総和と第２グループの影響のパラメータの総和との差を、当該オブジェクトの当該色成分の明るさとして表示するのである。これにより、たとえば「緑色の影」や「赤色の影」など、種々の色の影を演出効果として表現するのに負光源を用いることもできる。したがって、本発明によれば、無色（黒色、灰色、白色）の正光源や負光源のみならず、各種の色を有する正光源や負光源により、オブジェクトが照らされる様子をシミュレートして表示することができる。
【００２５】
本発明のその他の観点に係る表示方法は、計算工程と、表示工程と、を備え、以下のように構成する。
【００２６】
すなわち、計算工程では、仮想空間内に配置される第１グループに属する光源と、仮想空間内に配置される第２グループに属する光源と、のそれぞれについて、光源によって仮想空間内に配置されるオブジェクトが受ける影響のパラメータを計算し、「第１グループに属する光源について計算された影響のパラメータの絶対値の総和」と「第２グループに属する光源について計算された影響のパラメータの絶対値の総和」との差を得て、これをオブジェクトの明るさとする。一方、表示工程では、計算された明るさで、オブジェクトを表示する。
【００２７】
本発明のその他の観点に係るプログラムは、コンピュータを上記表示装置として機能させ、もしくは、コンピュータに上記表示方法を実行させるように構成する。また、本発明のプログラムは、コンパクトディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ディジタルビデオディスク、磁気テープ、半導体メモリ等のコンピュータ読取可能な情報記録媒体に記録することができる。上記プログラムは、プログラムが実行されるコンピュータとは独立して、コンピュータ通信網を介して配布・販売することができる。また、上記情報記録媒体は、コンピュータとは独立して配布・販売することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を説明する。以下では、理解を容易にするため、ゲーム装置に本発明が適用される実施形態を説明するが、各種のコンピュータ、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄａｔａ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、携帯電話などの情報処理装置においても同様に本発明を適用することができる。すなわち、以下に説明する実施形態は説明のためのものであり、本願発明の範囲を制限するものではない。したがって、当業者であればこれらの各要素もしくは全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であるが、これらの実施形態も本発明の範囲に含まれる。
【００２９】
（発明の実施の形態）
図１は、本発明の実施形態の１つに係る表示装置が実現される典型的なゲーム装置の概要構成を示す模式図である。以下、本図を参照して説明する。
【００３０】
ゲーム装置１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０３と、インターフェース１０４と、コントローラ１０５と、外部メモリ１０６と、画像処理部１０７と、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）−ＲＯＭドライブ１０８と、ＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｃａｒｄ）１０９と、を備える。
【００３１】
ゲーム用のプログラムおよびデータを記憶したＤＶＤ−ＲＯＭをＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１０８に装着して、ゲーム装置１００の電源を投入することにより、プログラムが実行され、本実施形態の表示装置が実現される。
【００３２】
ＣＰＵ  １０１は、ゲーム装置１００全体の動作を制御し、各構成要素と接続され制御信号やデータをやりとりする。
【００３３】
ＲＯＭ  １０２には、電源投入直後に実行されるＩＰＬ（Ｉｎｉｔｉａｌ  Ｐｒｏｇｒａｍ  Ｌｏａｄｅｒ）が記録され、これが実行されることにより、ＤＶＤ−ＲＯＭに記録されたプログラムをＲＡＭ  １０３に読み出してＣＰＵ  １０１による実行が開始される。また、ＲＯＭ  １０２には、ゲーム装置１００全体の動作制御に必要なオペレーティングシステムのプログラムや各種のデータを記録される。
【００３４】
ＲＡＭ  １０３は、データやプログラムを一時的に記憶するためのもので、ＤＶＤ−ＲＯＭから読み出したプログラムやデータ、その他ゲームの進行やチャット通信に必要なデータが保持される。
【００３５】
インターフェース１０４を介して接続されたコントローラ１０５は、ユーザがゲーム実行の際に行う操作入力を受け付ける。
【００３６】
インターフェース１０４を介して着脱自在に接続された外部メモリ１０６には、ゲームの進行状態を示すデータ、チャット通信のログ（記録）のデータなどが書き換え可能に記憶される。ユーザは、コントローラ１０５を介して指示入力を行うことにより、これらのデータを適宜外部メモリ１０６に記録することができる。
【００３７】
ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１０８に装着されるＤＶＤ−ＲＯＭには、ゲームを実現するためのプログラムとゲームに付随する画像データや音声データが記録される。ＣＰＵ  １０１の制御によって、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１０８は、これに装着されたＤＶＤ−ＲＯＭに対する読み出し処理を行って、必要なプログラムやデータを読み出し、これらはＲＡＭ  １０３等に一時的に記憶される。
【００３８】
画像処理部１０７は、ＤＶＤ−ＲＯＭから読み出されたデータをＣＰＵ  １０１や画像処理部１０７が備える画像演算プロセッサ（図示せず）によって加工処理した後、これを画像処理部１０７が備えるフレームメモリ（図示せず）に記録する。フレームメモリに記録された画像情報は、所定の同期タイミングでビデオ信号に変換され画像処理部１０７に接続されるモニタ（図示せず）へ出力される。これにより、各種の画像表示が可能となる。
【００３９】
画像演算プロセッサは、２次元の画像の重ね合わせ演算やαブレンディング等の透過演算、各種の飽和演算を高速に実行できる。また、仮想３次元空間に配置され、各種のテクスチャ情報が付加されたポリゴン情報を、Ｚバッファ法によりレンダリングして、所定の視点位置から仮想３次元空間に配置されたポリゴンを俯瞰したレンダリング画像を得る演算の高速実行も可能である。特に、点光源や平行光源、円錐光源などの典型的な（正）光源によってポリゴンが照らされる度合を計算する機能が、ライブラリ化もしくはハードウェア化され、高速に計算できるようになっている。
【００４０】
さらに、ＣＰＵ  １０１と画像演算プロセッサが協調動作することにより、文字の形状を定義するフォント情報にしたがって、文字列を２次元画像としてフレームメモリへ描画したり、各ポリゴン表面へ描画することが可能である。フォント情報は、ＲＯＭ  １０２に記録されているが、ＤＶＤ−ＲＯＭに記録された専用のフォント情報を利用することも可能である。
【００４１】
ＮＩＣ  １０９は、ゲーム装置１００をインターネット等のコンピュータ通信網（図示せず）に接続するためのものであり、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を構成する際に用いられる１０ＢＡＳＥ−Ｔ／１００ＢＡＳＥ−Ｔ規格にしたがうものや、電話回線を用いてインターネットに接続するためのアナログモデム、ＩＳＤＮ（Ｉｎｔｅｇｒａｇｅｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）モデム、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｍｏｄｅｍ）モデム、ケーブルテレビジョン回線を用いてインターネットに接続するためのケーブルモデム等と、これらとＣＰＵ  １０１との仲立ちを行うインターフェース（図示せず）により構成される。
【００４２】
音声処理部１１０は、ＤＶＤ−ＲＯＭから読み出した音声データをアナログ音声信号に変換し、これに接続されたスピーカ（図示せず）から出力させる。また、ＣＰＵ  １０１の制御の下、ゲームの進行の中で発生させるべき効果音や楽曲データを生成し、これに対応した音声をスピーカから出力させる。
【００４３】
このほか、ゲーム装置１００は、ハードディスク等の大容量外部記憶装置を用いて、ＲＯＭ  １０２、ＲＡＭ  １０３、外部メモリ１０６、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１０８に装着されるＤＶＤ−ＲＯＭ等と同じ機能を果たすように構成してもよい。
【００４４】
（光源とオブジェクトのモデル）
図２は、光源から発せられた光線がオブジェクトを構成するポリゴンを照らす様子を示す説明図である。以下、本図を参照して、まず、正光源を起源とする光線がポリゴンを照らした場合に、当該ポリゴンが受ける影響のパラメータを得るための手法の一例について述べる。
【００４５】
ポリゴン２０１は、仮想空間の位置ベクトルｒで表される位置に配置される小さな多角形であり、ポリゴン２０１にはその表面から出る外向きの法線ベクトル２０２（ｎ）が設定される。また、光線ベクトル２０３（ｃ）は、当該ポリゴン２０１に照射される光線のベクトルである。この場合、法線ベクトル２０２と法線ベクトル２０３からベクトル内積計算を用いて得られる値−ｎ・ｃが、光線ベクトル２０３によってポリゴン２０１が照らされる度合に相当する。
【００４６】
本図に示すようにポリゴン２０１が光線ベクトル２０３によって照らされる場合、法線ベクトル２０２と法線ベクトル２０３とのなす角θが１８０度（すなわち、平行で逆向き）である場合が、当該ポリゴン２０１が最も明るく照らされる。また、光線がポリゴン表面に到達するためには、ｎとｃは鈍角をなす必要がある。したがって、−ｎ・ｃが負となることはない。
【００４７】
複数の光源からの光線が位置ｒのポリゴンの表面に到達する場合（すなわち、途中に障害物がなく、かつ、法線ベクトル２０２と光線ベクトル２０３とが鈍角をなす場合）の光線ベクトルを、それぞれｃ１（ｒ），…，ｃｍ（ｒ）と書くこととする。ポリゴンの明るさは、
ｂ（ｒ）  −  Σｉ＝１ｍ  ｃｉ（ｒ）・ｎ
のように表現できる。ここで、ｂ（ｒ）は、散乱光（背景光）による当該位置ｒの基準の明るさである。
【００４８】
散乱光がある場合、すなわちｂ（ｒ）  ≠  ０である場合は、光源からの光線が到達しないポリゴンであっても、ある一定の明るさを持つ。これは、たとえば、物体のうち太陽の光を受けていない側であっても真っ暗にはならない、という現実に即したモデル化である。
【００４９】
図３は、各種の光源から発せられる光線ベクトルの様子を示す模式図である。以下、本図を参照して説明する。なお、ここでは、仮想空間内の位置ベクトルをｒで、その位置ｒにおける光線ベクトルをｃ（ｒ）で、それぞれ現わすこととする。
【００５０】
図３（ａ）には、平行光源による光線ベクトルの様子を示す。平行光源は、太陽のように極めて遠いところ（無限遠点）にある点光源をモデル化したものであって、光線ベクトル２０３の向きや大きさは、仮想空間内のどこをとっても変わらない。すなわち、平行光源の光の向きと同じ向きの単位ベクトル（以下、「光向ベクトル」と呼ぶ。）をｄとすると、
ｃ（ｒ）  ＝  Ｈ  ｄ
のように表現できる。ここで、Ｈは平行光源の明るさを現わすスカラーのパラメータであり、正光源であるからＨ  ＞  ０である。
【００５１】
図３（ｂ）には、点光源による光線ベクトルの様子を示す。点光源２０４から発せられる光は、点光源からの距離が遠くなればなるほど弱くなる。具体的には、その強さは、当該距離の自乗に反比例する。また、光線ベクトル２０３の方向・向きは、当該点光源の位置ｒ０から離れる方向・向きである。光向ベクトルは、（ｒ−ｒ０）／｜ｒ−ｒ０｜と表現することができる。
【００５２】
したがって、光線ベクトル２０３は、
ｃ（ｒ）  ＝  Ｌ（ｒ−ｒ０）／｜ｒ−ｒ０｜３
のように表現できる。ここで、Ｌは点光源の明るさを現わすスカラーのパラメータであり、正光源であるからＬ  ＞  ０である。
【００５３】
図３（ｃ）には、円錐光源による光線ベクトルの様子を示す。円錐光源２０５から発せられる光の強さが円錐光源からの距離の自乗に反比例するのは、点光源の場合と同様であるが、円錐光源には指向性がある。この指向性を表す単位ベクトル（以下「指向性ベクトル」という。）をｓと表現すると、ｒ−ｒ０が一定の場合は、ｓとｒ−ｒ０とのなす角が小さければ明るくなり、ｓとｒ−ｒ０とのなす角が大きくなれば暗くなり、一定の角φ０を超えれば照らされないこととなる。
【００５４】
ｓとｒ−ｒ０のなす角θ（ｒ）は、
ｃｏｓ（θ（ｒ））  ＝  ｓ・（ｒ−ｒ０）／｜ｒ−ｒ０｜；
θ（ｒ）  ＝  ａｒｃｃｏｓ（ｓ・（ｒ−ｒ０）／｜ｒ−ｒ０｜）
のようにして得られる。
【００５５】
この場合、正の定数Ｋによって、以下のように定義されるスカラー関数Ｓ（ｒ）を考える。すなわち、θ（ｒ）≦φ０の場合、
Ｓ（ｒ）  ＝  Ｋ  ｃｏｓ（πθ（ｒ）／（２φ０））
一方、θ（ｒ）＞φ０の場合、
Ｓ（ｒ）  ＝  ０
のように定義される。
【００５６】
すると、光線ベクトル２０３は、
ｃ（ｒ）  ＝  Ｓ（ｒ）（ｒ−ｒ０）／｜ｒ−ｒ０｜３
のように表現できる。なお、円錐光源による光線ベクトルのモデルは、上式以外にも種々の手法が考えられるが、光源の明るさを示すパラメータを持つ点は、上記のモデルと同様である。
【００５７】
図３（ｄ）には、円柱光源による光線ベクトルの様子を示す。円柱光源による光線ベクトル２０３は、位置ベクトルｒが仮想空間内の所定の円柱内に存在する場合は、平行光源と同様に
ｃ（ｒ）  ＝  Ｈ  ｄ
であり、円柱外に存在する場合は
ｃ（ｒ）  ＝  ０
となる。なお、ｒが円柱内にあるか否かを判定する手法については、公知の種々の技術を適用することができる。円柱光源による光線ベクトルのモデルも、上式以外にも種々の手法が考えられるが、光源の明るさを示すパラメータを持つ点は、上記のモデルと同様である。
【００５８】
このように、通常の光源（正光源）を考える場合には、その光源の明るさを示すパラメータは、上記の定数Ｈ，Ｌ，Ｋで表現されるように、正の値を利用するのが一般的である。そこで、本実施形態では、上記の定数Ｈ，Ｌ，Ｋが、従来とは異なる符号の値をとりうることとする。すなわち、上記のＨ＞０，Ｌ＞０，Ｋ＞０という制限は捨てて、これらのパラメータが負の値もとることができるものとする。そして、光源のパラメータが正の値の場合には正光源、負の値の場合には負光源と呼ぶのである。
【００５９】
上記のように、平行光源や円柱光源の光向ベクトルはｄ、点光源や円錐光源の光向ベクトルは（ｒ−ｒ０）／｜ｒ−ｒ０｜であるが、これらの光向ベクトルの向きは、正光源の場合は、光線ベクトルの向きと一致する。一方、負光源の場合は、光向ベクトルと光線ベクトルの向きとは反対になる。これは、正光源では光源のパラメータが正であり、負光源では光源のパラメータが負だからである。
【００６０】
上記と同様に、ある位置ｒにある法線ベクトルｎのポリゴンの表面に正光源もしくは負光源から発せられる光線ベクトルｃ１（ｒ），…，ｃｍ（ｒ）が到達する場合を考える。光線ベクトルのそれぞれには、光源の光向ベクトルｄ１（ｒ），…，ｄｍ（ｒ）を対応付けることができる。光源が正光源の場合は、
ｄｉ（ｒ）・ｃｉ（ｒ）  ＝  ｜ｄｉ（ｒ）｜  ｜ｃｉ（ｒ）｜  ＞  ０
であり、負光源の場合は、
ｄｉ（ｒ）・ｃｉ（ｒ）  ＝  −  ｜ｄｉ（ｒ）｜  ｜ｃｉ（ｒ）｜  ＜  ０
である。
【００６１】
そして、光源とポリゴンとの途中に障害物がなく、かつ、１≦ｉ≦ｍについて
ｄｉ（ｒ）・ｎ  ＜  ０
が成立する場合、すなわち、光向ベクトルと法線ベクトルが鈍角をなす場合に、当該ポリゴンに、正光源の場合は光が投影され、負光源の場合は影が投影されるのである。
【００６２】
この場合、当該ポリゴンの明るさは、上式のまま、
ｂ（ｒ）  −  Σｉ＝１ｍ  ｃｉ（ｒ）・ｎ
と表現できる。光線ベクトルｃｉ（ｒ）が当該ポリゴンに与える影響−ｃｉ（ｒ）・ｎの正負を考えると、正光源の場合は値が正となり、負光源の場合は値が負となるからである。
【００６３】
通常の光源（正光源）の場合に、光線ベクトルｃｉ（ｒ）とポリゴンの法線ベクトルｎとから、当該ポリゴンの明るさを求める手法については、上記の手法のほか、種々の手法が考えられる。これらの手法では、光線ベクトルｃｉ（ｒ）と光向ベクトルｄｉ（ｒ）とが同じ向きであることを前提としている。すなわち、
ｃｉ（ｒ）  ＝  ｜ｃｉ（ｒ）｜ｄｉ（ｒ）
である。
【００６４】
これらの種々の手法において、光線ベクトルｃｉ（ｒ）と光向ベクトルｄｉ（ｒ）とが逆向きである負光源を考える。負光源の場合は、
ｃｉ（ｒ）  ＝  −  ｜ｃｉ（ｒ）｜ｄｉ（ｒ）
となる。
【００６５】
そこで、負光源の場合も正光源の場合と同様に、｜ｃｉ（ｒ）｜とｄｉ（ｒ）を用いてポリゴンを「照らす」度合を計算して、明るさの積算において、正光源の場合は当該度合を加算し、負光源の場合は当該度合を減算することとすれば、他の種々の技法においても、本発明の原理を適用することができる。
【００６６】
以下、従来と同様の正光源のほか、負光源をも考慮した表示装置の概要構成について、説明する。
【００６７】
（表示装置）
図４は、本発明の実施の形態に係る表示装置の概要構成を示す模式図である。図５は、当該表示装置にて実行される表示方法の処理の流れを示すフローチャートである。以下、これらの図を参照して説明する。表示装置４０１は、記憶部４０２と、計算部４０３と、表示部４０４と、を備え、光源として第１グループに属するもの（正光源）と、第２グループに属するもの（負光源）の２つを考える。
【００６８】
記憶部４０２は、仮想空間内に配置される正光源と負光源の情報を記憶する。したがって、ゲーム装置１００のＲＡＭ  １０３や外部メモリ１０６、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１０８に装着されたＤＶＤ−ＲＯＭ、ＮＩＣ  １０９を通じて接続される他のコンピュータ等は、記憶部４０２として機能しうる。
【００６９】
記憶部４０２に記憶される情報としては、以下のような２つの手法が考えられる。
（１）上記のＨ，Ｋ，Ｌに相当する光源のパラメータ。正光源の場合は値を正に、負光源の場合は値を負にする。
（２）光源が正光源か負光源かを示すフラグと、当該光源の強さを示す強度パラメータ。強度パラメータは常に正とする。
【００７０】
この他、
（ａ）当該光源が平行光源の場合には、その光向ベクトルｄの情報。
（ｂ）当該光源が点光源の場合には、その位置ベクトルｒ０の情報。
（ｃ）円柱光源や円錐光源の場合には、それに応じた各種の情報
も記憶されることとなる。
【００７１】
一方、計算部４０３は、以下の計算を行う。すなわち、仮想空間内に配置されたすべてのポリゴン（オブジェクト）について、以下の処理を行ったか否かを判定し（ステップＳ５０１）、行った場合（ステップＳ５０１；Ｙｅｓ）、本処理を終了し、行っていない場合（ステップＳ５０１；Ｎｏ）、以下の処理に進む。
【００７２】
まず、未処理のポリゴンを１つ取得する（ステップＳ５０２）。そして、当該ポリゴンの明るさのパラメータｐを当該ポリゴンの位置ｒに係る散乱光の影響ｂ（ｒ）に初期化する（ステップＳ５０３）。ｂ（ｒ）は適宜選択するが、たとえば一定値としても良いし、適当に正光源を配置した場合には、０としても良い。
【００７３】
そして、記憶部４０２に情報が記憶されているすべての光源について、以下の処理を行ったか否かを判定し（ステップＳ５０４）、行った場合（ステップＳ５０４；Ｙｅｓ）、ステップＳ５１０に進む。行っていない場合（ステップＳ５０４；Ｎｏ）、当該ポリゴンに対して未処理の光源を１つ取得する（ステップＳ５０５）。
【００７４】
そして、当該ポリゴンが、当該光源の光もしくは影の照射の影響を受けない旨設定されているか否かを調べる（ステップＳ５０６）。設定されている場合（ステップＳ５０６；受けない）、ステップＳ５０４に戻る。設定されていない場合（ステップＳ５０６；受ける）、当該光源によって当該ポリゴンが受ける影響のパラメータｅを計算する（ステップＳ５０８）。
【００７５】
上記の手法（１）を用いた場合は、上述したように、通常の正光源によるポリゴンへの照射の場合の式に、「負の明るさの光源」をそのまま与えることによって、影響のパラメータを得ることができる。上述のモデルでいえば、
ｅ  ＝  −ｃｉ（ｒ）・ｎ
とすることに相当する。
【００７６】
一方、上記の手法（２）を用いた場合は、光源の強度パラメータが得られているため、当該強度パラメータの正光源であると仮定してｃｉ（ｒ）を求めてしまう。そして、正光源の場合は、
ｅ  ＝  −ｃｉ（ｒ）・ｎ
とし、負光源の場合は、
ｅ  ＝  ｃｉ（ｒ）・ｎ
とすれば良い。
【００７７】
なお、上記のモデルを利用する場合当該光源の光向ベクトルｄｉ（ｒ）とｎとが鈍角をなさない場合には、上述のように、ｅ  ＝  ０となる。
【００７８】
ついで、このようにして得られた影響のパラメータｅを明るさのパラメータｐに加算して（ステップＳ５０９）、ステップＳ５０４に戻る。
【００７９】
ステップＳ５０４〜ステップＳ５０９の繰り返しによって、ｐには、「正光源について計算された影響のパラメータの絶対値の総和」から「負光源について計算された影響のパラメータの絶対値の総和」を減算した値が得られることになる。
【００８０】
したがって、ＣＰＵ  １０１は、画像処理部１０７が有する画像演算プロセッサと共働して、計算部４０３として機能する。
【００８１】
そして、表示部４０４は、計算された明るさｐで当該オブジェクトを表示して（ステップＳ５１０）、ステップＳ５０１に戻る。すなわち、画像処理部１０７は、フレームバッファ中の当該オブジェクトが表示されるべき位置に当該明るさのピクセルを配置し、外部に接続されたモニタに対して画像信号を出力することにより、表示部４０４として機能する。
【００８２】
表示部４０４がポリゴンをモニタに表示するように信号を出力する際には、当該明るさのポリゴンの映像を生成するための３次元グラフィックスの種々の技術を適用することができる。また、未処理のポリゴンを取得する際（ステップＳ５０２）には、Ｚバッファ法を用いて、適切な順序でポリゴンを選択することにより、視点から見てポリゴン同士が重なる状況を適切に処理することができる。
【００８３】
尚、負光源をいわゆる「ブラックライト」の映像効果を得るための光源として利用する場合等には、ステップＳ５０６の処理は不要である。仮想空間内に配置されたオブジェクトの影が他のオブジェクトに映る状況を、負光源を用いることによってモデル化する場合には、ステップＳ５０６の処理が必要となることがある。以下、この態様について詳細に説明する。
【００８４】
（オブジェクトの影と負光源）
図６は、仮想空間内に配置されたオブジェクトと正光源と負光源とが、他のオブジェクトに作る影の様子を説明する説明図である。以下、本図を参照して説明する。
【００８５】
仮想空間６０１内には、オブジェクトとしてキャラクター６０２と地面６０３とが配置されている。そして、平行光源（正光源）の光線ベクトル６０４が実線で、キャラクター６０２の影を作るための円錐光源（負光源）６０５の光線ベクトル６０６が破線で、それぞれ示されている。
【００８６】
円錐光源６０５の円錐の頂点は、キャラクター６０２から平行正光源の光線ベクトル６０４とは逆向きに進んだ位置に配置されている。そして、円錐光源６０５の指向性ベクトルｓは、平行正光源の光線ベクトル６０４と平行で、同じ向きになっている。
【００８７】
このような場合に、キャラクター６０２が有するポリゴンの明るさを計算する場合には、円錐光源６０５は考慮しない。すなわち、これらのポリゴンに対しては、円錐光源６０５の照射の影響を受けない旨設定しておく。したがってこの場合、キャラクター６０２の各部のポリゴンの明るさは、通常の平行光源の照射によって得られる明るさで表示されることになる。
【００８８】
一方、地面６０３が有するポリゴンの明るさを計算する場合には、光線ベクトル６０４に係る平行光源の照射の影響と、円錐光源６０５に係る照射の影響と、の両方を考慮する。すると、図に示すように、円錐光源６０５によって照射される影６０７が、地面６０３に映ることになる。
【００８９】
キャラクター６０２と、当該キャラクター６０２による影を表現するための円錐光源６０５と、の位置関係は上述の通りであるが、円錐光源６０５の指向性ベクトルｓは、「円錐光源６０５の頂点を中心とする球面オブジェクトの内側のそれぞれの点が受ける影響のパラメータを計算すると仮定した場合に、得られる影響のパラメータが最小となる球面オブジェクトの内側の点への方向ベクトル」と一致する。
【００９０】
一般に、ある正光源があるオブジェクトにぶつかった結果、他のオブジェクトに映る影を負光源で表現する場合は、当該負光源に指向性がある場合には、当該負光源による照射が最も強くなる向き（影が最も暗く照射される向き）を、当該正光源による光向ベクトルと同じ向きにするのが良い。
【００９１】
したがって、「円錐光源６０５の円錐の頂点を中心とする球面オブジェクトの内側のそれぞれの点が受ける影響のパラメータを計算すると仮定した場合に、得られる影響のパラメータが最小となる球面オブジェクトの内側の点への方向ベクトル」と、「円錐光源６０５の円錐の頂点からキャラクター６０２のいずれかの点への方向ベクトル」と平行である。
【００９２】
図７は、平行光源の光線ベクトルがある場合に、当該平行光源がオブジェクト（キャラクター）にぶつかったために他のオブジェクト（地面）にできる影を表現するための負光源をどのように配置するかの例を示す説明図である。
【００９３】
図７（ａ）〜図７（ｃ）は、円錐光源（負光源）の頂点を、キャラクターの内部や外部に配置する例である。円錐光源の指向性ベクトルを平行光源の光向ベクトルと平行にしておく。図７（ｄ）は、円柱光源（負光源）の円柱が、キャラクターを囲むように配置する例である。この場合も、円柱光源の光向ベクトルは、平行光源の光向ベクトルと平行にしておく。このようにしておくと、地面にできる暗い部分は、ちょうどキャラクターの影であるかのように見えることになる。
【００９４】
なお、ここでは、光源の色は無色（白色、黒色、灰色）ということで説明をしてきたが、光源のそれぞれにＲＧＢなどの色成分を考え、各色成分について、上記と同様の処理を行うことにより、「色つきの光」や「色つきの影」を表現することができる。具体的には、まず、各色成分のそれぞれについて、光源を正光源と負光源に分類する。そして、当該色成分について、各光源のパラメータにより、上記と同様にオブジェクトの明るさを得る。そして、各色成分について、当該明るさで、当該オブジェクトを表示することにより、色つきの光や色つきの影を表現することができる。
【００９５】
なお、このように、各色成分のそれぞれについて、光源を正光源や負光源に分類することにより、たとえば、「Ｒ成分は正光源であるが、Ｇ成分・Ｂ成分は負光源」のような特殊な光源を考えることができ、これらをゲームなどにおける演出効果で利用することもできる。
【００９６】
また、色成分ごとの明るさについて上記のような正光源・負光源ならびに差の計算を行うのではなく、明度・彩度・アルファ値・分散の度合など、オブジェクトを表示する際に考慮される種々の表示情報についても、上記と同様に正光源・負光源ならびに差の計算を行っても良い。このような特殊な光源を考える技術は、様々な演出効果でオブジェクトを表示するのに利用できる。
【００９７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、仮想空間内において、光源の影響を考慮してオブジェクトの明るさを計算して表示する表示装置、表示方法、ならびに、これらをコンピュータによって実現するプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る表示装置が実現される典型的なゲーム装置の概要構成を示す模式図である。
【図２】光源から発せられた光線がオブジェクトを構成するポリゴンを照らす様子を示す説明図である。
【図３】各種の光源から発せられる光線ベクトルの様子を示す模式図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る表示装置の概要構成を示す模式図である。
【図５】当該表示装置にて実行される表示方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】仮想空間内に配置されたオブジェクトと正光源と負光源とが、他のオブジェクトに作る影の様子を説明する説明図である。
【図７】平行光源の光線ベクトルがある場合に、当該平行光源がオブジェクトにぶつかったために他のオブジェクトにできる影を表現するための負光源をどのように配置するかの例を示す説明図である。
【符号の説明】
１００  ゲーム装置
１０１  ＣＰＵ
１０２  ＲＯＭ
１０３  ＲＡＭ
１０４  インターフェース
１０５  コントローラ
１０６  外部メモリ
１０７  画像処理部
１０８  ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ
１０９  ＮＩＣ
１１０  音声処理部
２０１  ポリゴン
２０２  法線ベクトル
２０３  光線ベクトル
２０４  点光源
２０５  円錐光源
４０１  表示装置
４０２  記憶部
４０３  計算部
４０４  表示部
６０１  仮想空間
６０２  キャラクター
６０３  地面
６０４  平行光源の光線ベクトル
６０５  円錐光源
６０６  円錐光源の光線ベクトル
６０７  影
【図１】
2004287848.tif 000003
【図２】
2004287848.tif 000004
【図３】
2004287848.tif 000005
【図４】
2004287848.tif 000006
【図５】
2004287848.tif 000007
【図６】
2004287848.tif 000008
【図７】
2004287848.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成15年9月29日(2003.9.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記憶部と、計算部と、表示部と、を備える表示装置であって、
前記記憶部は、仮想空間内に配置される第１グループに属する光源と、当該仮想空間内に配置される第２グループに属する光源と、の情報を記憶し、
前記計算部は、前記情報が記憶された光源のそれぞれについて、当該光源によって当該仮想空間内に配置されるオブジェクトが受ける影響のパラメータを計算し、「当該第１グループに属する光源について計算された影響のパラメータの絶対値の総和」と「当該第２グループに属する光源について計算された影響のパラメータの絶対値の総和」との差を得て、これを当該オブジェクトの表示情報とし、
前記表示部は、前記計算された表示情報で、当該オブジェクトを表示し、
前記表示装置において、
前記計算部は、当該差を当該オブジェクトの明るさの表示情報とし、
前記表示部は、前記計算された表示情報に係る明るさで、当該オブジェクトを表示し、
前記表示装置において、所定の複数の色成分ごとに、
前記光源が当該第１グループと当該第２グループとに分類され、
前記計算部は、当該色成分について当該影響のパラメータを計算して当該オブジェクトの明るさを計算し、
前記表示部は、当該オブジェクトを表示する当該色成分の明るさを当該計算された明るさとして当該オブジェクトを表示する
ことを特徴とするもの。
【請求項２】
請求項１に記載の表示装置であって、
前記記憶された情報のうち、当該第１グループに属する光源のパラメータと、当該第２グループに属する光源のパラメータと、は、符号が異なり、
前記計算部は、前記情報が記憶された光源のそれぞれについて、当該光源のパラメータから当該オブジェクトが受ける影響のパラメータを「当該第１グループに属する光源についての影響のパラメータと当該第２グループに属する光源についての影響のパラメータとの符号が異なる」ように計算し、前記計算された影響のパラメータの総和を計算してこれを当該差として得る
ことを特徴とするもの。
【請求項３】
請求項２に記載の表示装置であって、
前記計算部は、「前記情報が記憶された光源のそれぞれ」について計算するのにかえて、「前記情報が記憶された光源のうち、当該オブジェクトに対してあらかじめ対応付けられていないもののそれぞれ」について計算する
ことを特徴とするもの。
【請求項４】
請求項３に記載の表示装置であって、
前記計算部は、当該仮想空間内において当該オブジェクト内もしくはその表面に位置し、かつ、当該第２グループに属する光源を、当該オブジェクトに対してあらかじめ対応付けられている光源として、計算する
ことを特徴とするもの。
【請求項５】
請求項３に記載の表示装置であって、
前記計算部は、当該オブジェクトに対してあらかじめ対応付けられている光源（以下、「影光源」という。）として、
当該影光源は、当該第２グループに属する光源であり、
当該影光源から「前記計算部が当該影光源を中心とする球面オブジェクトの内側のそれぞれの点が、当該影光源以外の光源により受ける影響のパラメータを計算すると仮定した場合に、得られる影響のパラメータが最大となる球面オブジェクトの内側の点」への方向ベクトルと、当該影光源から「前記計算部が当該影光源を中心とする球面オブジェクトの内側のそれぞれの点が、当該影光源により受ける影響のパラメータを計算すると仮定した場合に、得られる影響のパラメータが最大となる球面オブジェクトの内側の点」（以下「最大点」という。）への方向ベクトルと、が平行であり、
当該影光源を始点とし、当該最大点を通過する半直線は、当該オブジェクトと交わる
光源を用いて、計算する
ことを特徴とするもの。
【請求項６】
計算部と、表示部と、を備える表示装置にて実行され、計算工程と、表示工程と、を備える表示方法であって、
前記計算工程では、前記計算部が、仮想空間内に配置される第１グループに属する光源と、当該仮想空間内に配置される第２グループに属する光源と、のそれぞれについて、当該光源によって当該仮想空間内に配置されるオブジェクトが受ける影響のパラメータを計算し、「当該第１グループに属する光源について計算された影響のパラメータの絶対値の総和」と「当該第２グループに属する光源について計算された影響のパラメータの絶対値の総和」との差を得て、これを当該オブジェクトの明るさとし、
前記表示工程では、前記表示部が、前記計算された明るさで、当該オブジェクトを表示し、
前記表示方法において、
前記計算工程では、前記計算部が、当該差を当該オブジェクトの明るさの表示情報とし、
前記表示工程では、前記表示部が、前記計算された表示情報に係る明るさで、当該オブジェクトを表示し、
前記表示方法において、所定の複数の色成分ごとに、
前記光源が当該第１グループと当該第２グループとに分類され、
前記計算工程では、前記計算部が、当該色成分について当該影響のパラメータを計算して当該オブジェクトの明るさを計算し、
前記表示工程では、前記表示部が、当該オブジェクトを表示する当該色成分の明るさを当該計算された明るさとして当該オブジェクトを表示する
ことを特徴とする方法。
【請求項７】
コンピュータを、記憶部、計算部、および表示部として機能させるプログラムであって、
当該プログラムは、当該コンピュータにおいて、
前記記憶部は、仮想空間内に配置される第１グループに属する光源と、当該仮想空間内に配置される第２グループに属する光源と、の情報を記憶し、
前記計算部は、前記情報が記憶された光源のそれぞれについて、当該光源によって当該仮想空間内に配置されるオブジェクトが受ける影響のパラメータを計算し、「当該第１グループに属する光源について計算された影響のパラメータの絶対値の総和」と「当該第２グループに属する光源について計算された影響のパラメータの絶対値の総和」との差を得て、これを当該オブジェクトの明るさとし、
前記表示部は、前記計算された明るさで、当該オブジェクトを表示し、
当該コンピュータにおいて、
前記計算部は、当該差を当該オブジェクトの明るさの表示情報とし、
前記表示部は、前記計算された表示情報に係る明るさで、当該オブジェクトを表示し、
当該コンピュータにおいて、所定の複数の色成分ごとに、
前記光源が当該第１グループと当該第２グループとに分類され、
前記計算部は、当該色成分について当該影響のパラメータを計算して当該オブジェクトの明るさを計算し、
前記表示部は、当該オブジェクトを表示する当該色成分の明るさを当該計算された明るさとして当該オブジェクトを表示する
ように機能させることを特徴とするもの。