(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
仮想空間内に配置される第１のキャラクタの形状、位置及び向きと、第２のキャラクタの形状、位置及び向きと、当該仮想空間内に配置される第１の仮想カメラの位置及び方向と、当該仮想空間内に配置される第２の仮想カメラの位置及び方向と、当該仮想空間内に配置される壁面の位置及び向きと、を記憶する記憶部と、
当該壁面の位置を当該第２の仮想カメラの位置に連動させ、当該壁面の向きを当該壁面が当該第２の仮想カメラの方向に直交するように、前記仮想空間内に配置し、当該第１のキャラクタの形状を所定の拡大縮小率で相似変換して当該第２のキャラクタを生成し、当該第２のキャラクタを当該仮想壁面と当該第２の仮想カメラとの間に配置する生成配置部と、
当該仮想空間を当該第１の仮想カメラの位置から当該第１の仮想カメラの方向に見た第１の画像を生成し、当該仮想空間を当該第２の仮想カメラの位置から当該第２の仮想カメラの方向に見た第２の画像を生成し、当該第１の画像に、当該第２の画像の所定の部分を合成した画像を生成する画像生成部と、
を備え、
前記生成配置部は、当該第１のキャラクタの位置と当該第１の仮想カメラの位置との間の第１の距離に連動するように当該壁面を配置する位置を定め、当該第２のキャラクタの位置と当該第２の仮想カメラの位置との間の第２の距離が当該第１の距離に比例するように当該第２のキャラクタを配置する位置を定め、
前記画像生成部は、当該第２の画像の所定の部分のサイズを当該第２の距離に対応付けられるサイズとする
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像処理装置であって、
前記生成配置部は、
当該第２のキャラクタの向きが、当該第２の仮想カメラの方向に対して所定の向きになるように配置する、
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像処理装置であって、
前記記憶部は、第１の照明及び第２の照明の位置、向き及び光度と、をさらに記憶し、
前記生成配置部は、当該第１の照明の光度を当該第２の照明の光度より高くし、当該第１の照明を所定の位置で所定の向きに配置し、当該第２の照明を当該第２の仮想カメラの位置と当該第２のキャラクタの位置との間の位置で当該第２のキャラクタを照明する向きに配置する、
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
仮想空間内に配置される主仮想カメラの位置及び方向と、当該仮想空間内に配置される複数の主キャラクタの形状、位置及び向きと、当該複数の主キャラクタのそれぞれに対応付けられ、当該仮想空間内に配置される副キャラクタの形状、位置及び向きと、当該複数の副キャラクタのそれぞれに対応付けられ、当該仮想空間内に配置される副仮想カメラの位置及び方向と、が記憶される記憶部、
前記複数の主キャラクタのそれぞれについて、当該主キャラクタの形状を所定の拡大縮小率で相似変換して当該主キャラクタに対応付けられる副キャラクタを生成し、当該主キャラクタの位置と前記主仮想カメラの位置との間の主距離に、当該生成された副キャラクタの位置と当該生成された副キャラクタに対応付けられる副仮想カメラの位置との間の副距離が比例するように、当該生成された副キャラクタの位置と当該生成された副キャラクタに対応付けられる副仮想カメラの位置とを定めることにより、当該生成された副キャラクタの位置と当該生成された副キャラクタに対応付けられる副仮想カメラを当該仮想空間内に配置する生成配置部、
前記仮想空間を前記主仮想カメラの位置から前記主仮想カメラの方向に見た主画像を生成し、前記複数の副キャラクタのそれぞれについて、当該仮想空間を当該副キャラクタに対応付けられる副仮想カメラの位置から当該副仮想カメラの方向に見た副画像を生成し、当該主画像に、当該複数の副画像のそれぞれの所定の部分を合成した画像を生成する画像生成部
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載の画像処理装置であって、
前記生成配置部は、前記複数の副キャラクタのそれぞれについて、当該副キャラクタに対応付けられる副仮想カメラの向きが当該副キャラクタの向きに正面向きとなり、当該副仮想カメラから主に当該副キャラクタの頭部が見えるように、当該副仮想カメラの位置および向きを定める
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像処理装置であって、
前記画像生成部は、前記複数の副キャラクタのそれぞれについて、当該副キャラクタに対して生成された副画像のうち、前記主画像に合成される部分のサイズを、当該副キャラクタに対する副距離に比例するように定める
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】
記憶部と、生成配置部と、画像生成部と、を有する画像処理装置が実行する画像処理方法であって、
前記記憶部には、仮想空間内に配置される第１のキャラクタの形状、位置及び向きと、第２のキャラクタの形状、位置及び向きと、当該仮想空間内に配置される第１の仮想カメラの位置及び方向と、当該仮想空間内に配置される第２の仮想カメラの位置及び方向と、当該仮想空間内に配置される壁面の位置及び向きと、が記憶され、
前記生成配置部が、当該壁面の位置を当該第２の仮想カメラの位置に連動させ、当該壁面の向きを当該壁面が当該第２の仮想カメラの方向に直交するように、前記仮想空間内に配置し、当該第１のキャラクタの形状を所定の拡大縮小率で相似変換して当該第２のキャラクタを生成し、当該第２のキャラクタを当該仮想壁面と当該第２の仮想カメラとの間に配置する生成配置工程と、
前記画像生成部が、当該仮想空間を当該第１の仮想カメラの位置から当該第１の仮想カメラの方向に見た第１の画像を生成し、当該仮想空間を当該第２の仮想カメラの位置から当該第２の仮想カメラの方向に見た第２の画像を生成し、当該第１の画像に、当該第２の画像の所定の部分を合成した画像を生成する画像生成工程と、
を備え、
前記生成配置工程では、当該第１のキャラクタの位置と当該第１の仮想カメラの位置との間の第１の距離に連動するように当該壁面を配置する位置を定め、当該第２のキャラクタの位置と当該第２の仮想カメラの位置との間の第２の距離が当該第１の距離に比例するように当該第２のキャラクタを配置する位置を定め、
前記画像生成工程では、当該第２の画像の所定の部分のサイズを当該第２の距離に対応付けられるサイズとする
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項８】
記憶部と、生成配置部と、画像生成部と、を有する画像処理装置が実行する画像処理方法であって、
前記記憶部には、仮想空間内に配置される主仮想カメラの位置及び方向と、当該仮想空間内に配置される複数の主キャラクタの形状、位置及び向きと、当該複数の主キャラクタのそれぞれに対応付けられ、当該仮想空間内に配置される副キャラクタの形状、位置及び向きと、当該複数の副キャラクタのそれぞれに対応付けられ、当該仮想空間内に配置される副仮想カメラの位置及び方向と、が記憶され、
前記生成配置部が、前記複数の主キャラクタのそれぞれについて、当該主キャラクタの形状を所定の拡大縮小率で相似変換して当該主キャラクタに対応付けられる副キャラクタを生成し、当該主キャラクタの位置と前記主仮想カメラの位置との間の主距離に、当該生成された副キャラクタの位置と当該生成された副キャラクタに対応付けられる副仮想カメラの位置との間の副距離が比例するように、当該生成された副キャラクタの位置と当該生成された副キャラクタに対応付けられる副仮想カメラの位置とを定めることにより、当該生成された副キャラクタの位置と当該生成された副キャラクタに対応付けられる副仮想カメラを当該仮想空間内に配置する生成配置工程、
前記画像生成部が、前記仮想空間を前記主仮想カメラの位置から前記主仮想カメラの方向に見た主画像を生成し、前記複数の副キャラクタのそれぞれについて、当該仮想空間を当該副キャラクタに対応付けられる副仮想カメラの位置から当該副仮想カメラの方向に見た副画像を生成し、当該主画像に、当該複数の副画像のそれぞれの所定の部分を合成した画像を生成する画像生成工程
を備えることを特徴とする画像処理方法。
【請求項９】
コンピュータを、
仮想空間内に配置される第１のキャラクタの形状、位置及び向きと、第２のキャラクタの形状、位置及び向きと、当該仮想空間内に配置される第１の仮想カメラの位置及び方向と、当該仮想空間内に配置される第２の仮想カメラの位置及び方向と、当該仮想空間内に配置される壁面の位置及び向きと、を記憶する記憶部、
当該壁面の位置を当該第２の仮想カメラの位置に連動させ、当該壁面の向きを当該壁面が当該第２の仮想カメラの方向に直交するように、前記仮想空間内に配置し、当該第１のキャラクタの形状を所定の拡大縮小率で相似変換して当該第２のキャラクタを生成し、当該第２のキャラクタを当該仮想壁面と当該第２の仮想カメラとの間に配置する生成配置部、
当該仮想空間を当該第１の仮想カメラの位置から当該第１の仮想カメラの方向に見た第１の画像を生成し、当該仮想空間を当該第２の仮想カメラの位置から当該第２の仮想カメラの方向に見た第２の画像を生成し、当該第１の画像に、当該第２の画像の所定の部分を合成した画像を生成する画像生成部
として機能させ、
前記生成配置部は、当該第１のキャラクタの位置と当該第１の仮想カメラの位置との間の第１の距離に連動するように当該壁面を配置する位置を定め、当該第２のキャラクタの位置と当該第２の仮想カメラの位置との間の第２の距離が当該第１の距離に比例するように当該第２のキャラクタを配置する位置を定め、
前記画像生成部は、当該第２の画像の所定の部分のサイズを当該第２の距離に対応付けられるサイズとする
ように機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１０】
コンピュータを、
仮想空間内に配置される主仮想カメラの位置及び方向と、当該仮想空間内に配置される複数の主キャラクタの形状、位置及び向きと、当該複数の主キャラクタのそれぞれに対応付けられ、当該仮想空間内に配置される副キャラクタの形状、位置及び向きと、当該複数の副キャラクタのそれぞれに対応付けられ、当該仮想空間内に配置される副仮想カメラの位置及び方向と、が記憶される記憶部、
前記複数の主キャラクタのそれぞれについて、当該主キャラクタの形状を所定の拡大縮小率で相似変換して当該主キャラクタに対応付けられる副キャラクタを生成し、当該主キャラクタの位置と前記主仮想カメラの位置との間の主距離に、当該生成された副キャラクタの位置と当該生成された副キャラクタに対応付けられる副仮想カメラの位置との間の副距離が比例するように、当該生成された副キャラクタの位置と当該生成された副キャラクタに対応付けられる副仮想カメラの位置とを定めることにより、当該生成された副キャラクタの位置と当該生成された副キャラクタに対応付けられる副仮想カメラを当該仮想空間内に配置する生成配置部、
前記仮想空間を前記主仮想カメラの位置から前記主仮想カメラの方向に見た主画像を生成し、前記複数の副キャラクタのそれぞれについて、当該仮想空間を当該副キャラクタに対応付けられる副仮想カメラの位置から当該副仮想カメラの方向に見た副画像を生成し、当該主画像に、当該複数の副画像のそれぞれの所定の部分を合成した画像を生成する画像生成部
として機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、仮想空間内に配置されるキャラクタの画像を生成する際に、特定のキャラクタの表情等を見やすく提示するのに好適な画像処理装置、画像処理方法、及び、これらをコンピュータにて実現するためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
仮想空間内に配置されたキャラクタの表情等を見やすく提示する方法として、画面上に表示されたキャラクタとは別に、該キャラクタに対応する画像を画面上にカットインする方法が知られている。この方法は、キャラクタが配置された仮想空間とは異なる第２の仮想空間を設け、該第２の仮想空間内に第２のキャラクタ等を設けることにより、第２のキャラクタが表示された画像を生成する。そして、当該キャラクタが表示された画像上に当該第２のキャラクタが表示された画像をカットインすることにより、当該キャラクタと当該第２のキャラクタとが表示された画像を生成する（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００６−２６３１２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に開示されている構成では、カットインに使用する画像を生成するために第２の仮想空間等を新たに設ける必要があった。また、第２のキャラクタ等を設けて生成した所定の画像を使用するため、ＶＲＡＭ（Video Random Access Memory）の使用容量が増大していた。その結果、用途や装置の性能によっては、利用できないことも多い。従って、仮想空間内に配置されるキャラクタの画像を生成する際に、特定のキャラクタの表情等を見やすく提示するのに好適な新たな方法が求められている。
【０００４】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、仮想空間内に配置されるキャラクタの画像を生成する際に、特定のキャラクタの表情等を見やすく提示するのに好適な画像処理装置、画像処理方法、及び、これらをコンピュータにて実現するためのプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る画像処理装置は、記憶部と、生成配置部と、画像生成部と、を含んで構成される。
【０００６】
まず、記憶部は、仮想空間内に配置される第１のキャラクタ及び第２のキャラクタの形状、位置及び向きと、仮想空間内に配置される視点の位置及び該視点に固定された座標軸の方向と、を記憶する。
【０００７】
生成配置部は、当該第１のキャラクタの形状を所定の拡大縮小率で相似変換して当該第２のキャラクタを生成し、該第２のキャラクタを当該座標軸により規定される座標上の所定の位置に配置する。
【０００８】
画像生成部は、当該第１のキャラクタ及び第２のキャラクタが配置される当該仮想空間を当該視点の位置から所定の方向に見た画像を生成する。
【０００９】
これらの構成により、仮想空間内に配置されるキャラクタの画像を生成する際に、特定のキャラクタの表情等を見やすく提示した画像を生成することができる。例えば、第１のキャラクタと視点（カメラ）との間の位置に第２のキャラクタを生成配置することにより、第１のキャラクタと第２のキャラクタとが表示された画像が生成でき、さらに、第２のキャラクタは第１のキャラクタと比べ視点に近い位置に配置されている。従って、当該画像において第２のキャラクタの表情等を見やすく提示することができる。また、生成配置される第２のキャラクタの形状を拡大することにより、第２のキャラクタの表情等を見やすく提示した画像を生成することができる。
【００１０】
前記生成配置部は、当該第２のキャラクタの向きが、当該座標軸により規定される座標上において、所定の向きになるように配置する、ことも可能である。
これらの構成により、第２のキャラクタの表情等を見やすく提示することができる。例えば、第２のキャラクタの正面向きのベクトル上の位置に視点を配置することにより、第２のキャラクタの正面を提示した画像を生成することができる。
【００１１】
前記記憶部は、当該仮想空間内に配置され、当該第１のキャラクタ及び第２のキャラクタを照明する照明の位置及び向きと、をさらに記憶し、
前記生成配置部は、当該視点の位置と当該第２のキャラクタの位置との間の位置に当該照明を配置し、
前記画像生成部は、当該照明が当該第１のキャラクタ及び第２のキャラクタを照明する画像を生成する、ことも可能である。
これらの構成により、第１のキャラクタより第２のキャラクタを照明した画像を生成することができるため、第２のキャラクタの表情等を見やすく提示することができる。
【００１２】
前記記憶部は、第１の照明及び第２の照明の位置、向き及び光度と、をさらに記憶し、
前記生成配置部は、当該第１の照明の光度を当該第２の照明の光度より高くし、当該第１の照明を所定の位置で所定の向きに配置し、当該第２の照明を当該視点の位置と当該第２のキャラクタの位置との間の位置で当該第２のキャラクタを照明する向きに配置する、ことも可能である。
これらの構成により、光度の高い第２の照明が第２のキャラクタを照明することにより、第１のキャラクタに比べ第２のキャラクタを強調できるため、第２のキャラクタの表情等を見やすく提示することができる。例えば、全指向性（無指向性）の第１の照明により仮想空間全体、第１のキャラクタ及び第２のキャラクタを強調する。第１の照明より光度を高くした指向性のある第２の照明を第２のキャラクタの周辺位置で、かつ該キャラクタ向きに配置することにより、第２のキャラクタを第１のキャラクタより強調した画像を生成することができる。
【００１３】
前記記憶部は、当該仮想空間内に配置される第１の視点及び第２の視点の位置及び該視点に固定された座標軸の方向と、をさらに記憶し、
前記画像生成部は、当該第２の視点の位置から当該第２のキャラクタの所定の部分の画像を生成する、ことも可能である。
これらの構成により、例えば、第２のキャラクタの頭部（顔面部）の画像を生成することにより、第２のキャラクタの表情等を見やすく提示することができる。
【００１４】
前記画像生成部は、当該第２のキャラクタの所定の部分の画像を、当該第１のキャラクタの画像より小さくし、当該第１のキャラクタの画像と当該第２のキャラクタの所定の部分の画像とを合成する、ことも可能である。
これらの構成により、例えば、第１のキャラクタの全体（全身）が表示された画像と第２のキャラクタの頭部が表示された画像とを合成することにより、第２のキャラクタの表情等を見やすく提示することができる。
【００１５】
前記生成配置部は、当該第１の視点の位置と当該第１のキャラクタの位置との距離に比例する距離に対応する位置に、当該第２の視点と当該第２のキャラクタとを配置し、
前記画像生成部は、当該第２の視点の位置と当該第２のキャラクタの位置との距離に対応するサイズの当該第２のキャラクタの所定の部分の画像を生成する、ことも可能である。
これらの構成により、例えば、第２の視点の位置と第２のキャラクタの位置との距離が近くなるにつれて、第２のキャラクタの頭部が表示された画像のサイズを大きくすることにより、第２のキャラクタの表情等を見やすく提示することができる。
【００１６】
上記の目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る画像処理方法は、記憶部と、生成配置部と、画像生成部と、を有する画像処理装置が実行する画像処理方法であって、生成配置工程と、画像生成工程と、を備える。
【００１７】
生成配置工程では、当該第１のキャラクタの形状を所定の拡大縮小率で相似変換して当該第２のキャラクタを生成し、該第２のキャラクタを当該座標軸により規定される座標上の所定の位置に配置する。
画像生成工程では、当該第１のキャラクタ及び第２のキャラクタが配置される当該仮想空間を当該視点の位置から所定の方向に見た画像を生成する。
【００１８】
上記の目的を達成するため、本発明の第３の観点に係るプログラムは、コンピュータを、上記の画像処理装置として機能させるように構成する。また、本発明の第３の観点に係るプログラムは、コンピュータに上記の画像処理方法を実行させるように構成する。
【００１９】
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、当該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、当該コンピュータとは独立して配布・販売することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、仮想空間内に配置されるキャラクタの画像を生成する際に、特定のキャラクタの表情等を見やすく提示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施の形態に係る画像処理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。
【００２２】
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、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）−ＲＯＭドライブ１０７と、画像処理部１０８と、音声処理部１０９と、ＮＩＣ（Network Interface Card）１１０と、を備える。
【００２３】
なお、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１０７に装着して、ゲーム装置１００の電源を投入することにより、当該プログラムが実行され、本実施形態の画像処理装置が実現される。
【００２４】
ＣＰＵ１０１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。
【００２５】
ＲＯＭ１０２には、電源投入直後に実行されるＩＰＬ（Initial Program Loader）が記録され、ＣＰＵ１０１がＤＶＤ−ＲＯＭに記録されたプログラムをＲＡＭ１０３に読み出して実行する。また、ＲＯＭ１０２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が記録され、ＣＰＵ１０１がこれらのプログラム等を読み出して実行する。
【００２６】
ＲＡＭ１０３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に必要なデータが保持される。
【００２７】
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。例えば、コントローラ１０５には、Ａボタン、Ｂボタン、Ｘボタン、Ｙボタンや４方向を示す各方向ボタン（方向キー）等が配置されている。そして、これらのボタンがユーザに押下されると、押下されたボタンに応じた操作入力を受け付ける。
【００２８】
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、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。
【００２９】
ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１０７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。ＣＰＵ１０１の制御によって、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１０７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ＲＡＭ１０３等に一時的に記憶される。
【００３０】
画像処理部１０８は、ＤＶＤ−ＲＯＭから読み出されたデータをＣＰＵ１０１や画像処理部１０８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１０８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１０８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。
【００３１】
なお、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。
【００３２】
さらに、ＣＰＵ１０１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したりすることが可能である。フォント情報は、ＲＯＭ１０２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。
【００３３】
音声処理部１０９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、ＣＰＵ１０１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。
【００３４】
ＮＩＣ１１０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（Integrated Services Digital Network）モデム、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）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ＣＰＵ１０１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。
【００３５】
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、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、外部メモリ１０６、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１０７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。
また、ユーザからの文字列の編集入力を受け付けるためのキーボードや、各種の位置の指定および選択入力を受け付けるためのマウスなどの入出力デバイスを接続する形態も採用することができる。
【００３６】
また、本実施形態のゲーム装置１００にかえて、一般的なコンピュータ（汎用のパーソナルコンピュータ等）を本発明に係る画像処理装置として利用することもできる。例えば、一般的なコンピュータは、上記ゲーム装置１００と同様に、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ、および、ＮＩＣを備え、ゲーム装置１００よりも簡易な機能を備えた画像処理部を備え、外部記憶装置としてハードディスクを有する他、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、磁気テープ等が利用できるようになっている。また、コントローラではなく、キーボードやマウスなどを入力装置として利用する。そして、ゲームプログラムをインストールした後に、そのプログラムを実行させると、画像処理装置として機能させることができる。
【００３７】
以下では、注記しない限り、画像処理装置２００について、図１に示したゲーム装置１００により説明を加える。画像処理装置２００は、必要に応じて適宜一般的なコンピュータの要素に置換することができ、これらの実施の形態も本発明の範囲に含まれる。
【００３８】
（画像処理装置の構成）
本実施の形態に係る画像処理装置２００は、ユーザの指示、または時間経過に応じて変化する、３次元仮想空間内のオブジェクトの位置や向き、仮想カメラ（視点）の位置や向き等を考慮して、オブジェクトを表示する。本実施の形態においては、図３（ｂ）に示すように、仮想空間に第１のキャラクタ（第１のオブジェクト）３００を配置し、該第１のキャラクタ３００を所定の拡大縮小率で相似変換して生成した第２のキャラクタ（第２のオブジェクト）３０１を当該仮想空間に配置する。そして、画像処理装置２００は、図４（ｂ）に示すように、仮想空間内に配置された第１のキャラクタ３００と、第２のキャラクタ３０１と、を含む画像を生成する。
【００３９】
次に、本実施の形態に係る画像処理装置２００の概要構成について図２を参照して説明する。画像処理装置２００は、記憶部２０１と、生成配置部２０２と、画像生成部２０３と、を備える。以下に画像処理装置２００の各構成要素について説明する。
【００４０】
記憶部２０１は、３次元仮想空間内を表現するための種々の情報を記憶する。まず、記憶部２０１は、３次元仮想空間内の各要素（キャラクタ、あるいはオブジェクトとも呼ばれる）の形状情報を記憶する。各オブジェクト（第１のキャラクタ３００及び第２のキャラクタ３０１の両方を含む）は、その形状をポリゴンと呼ばれる、微小な多角形（例えば三角形や四角形等）の組み合わせによって定義されるサーフェス（表面）として表現される。ここで、オブジェクトは、例えば、頭部、胴体部、手足部等を備える人間の形状を構成する。なお、オブジェクトは、人間の形状に限られず、動物、建物等の形状であってもかまわない。
【００４１】
記憶部２０１は、各オブジェクトの、仮想空間内における位置および向きを記憶する。例えば、記憶部２０１は、仮想空間の全体を表現するグローバル座標系（ワールド座標系）と、オブジェクト毎に固定されたローカル座標系とを記憶する。典型的には、オブジェクトの代表点（例えば重心）がローカル座標系の原点であり、オブジェクトのサーフェス形状（即ち、オブジェクトを構成するポリゴンの形状や当該ポリゴンが配置される位置）がローカル座標系に基づいて定義される。一方、個々のオブジェクトの位置は、グローバル座標系に基づいて定義される。そして、オブジェクトの向きは、例えば、オブジェクトの代表点からオブジェクトの正面方向に延びる方向ベクトルによって、グローバル座標で定義される。
【００４２】
なお、位置情報は直交座標系を用いて定義しても、１個の動径と２個の偏角を用いた極座標系を用いて（ｒ、θ、φ）で表してもよい。
【００４３】
また、記憶部２０１は、３次元仮想空間内のオブジェクトを照明する照明（第１の照明３１０及び第２の照明３１１を含む）の位置、向き、及び、光度、並びに、視点の位置及び視線の方向を記憶する。ここで、視点の位置とは、仮想カメラ（第１の仮想３２０カメラ及び第２の仮想カメラ３２１を含む）が当該仮想空間においてオブジェクトを見ている位置であり、典型的にはグローバル座標系で定義される。一方、視線の方向とは、視点（仮想カメラ）が当該仮想空間を見ている方向である。この他にも、記憶部２０１は、照明の指向性、配色等も記憶する。
【００４４】
さらに、記憶部２０１はオブジェクトそれぞれの表面に貼り付けるテクスチャと呼ばれる画像データを記憶する。テクスチャ情報をオブジェクトのサーフェス形状に貼り付けることで、オブジェクトの質感を表現することが可能となる。
【００４５】
これら記憶部２０１に記憶される情報は例えばＤＶＤ−ＲＯＭに予め格納されており、ＣＰＵ１０１がＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１０８に装着されたＤＶＤ−ＲＯＭを読み出してＲＡＭ１０３に一時記憶させる。あるいは、外部メモリ１０６に記憶させたこれらの情報を、ＣＰＵ１０１に読み出させ、ＲＡＭ１０３に一時記憶させるようにしてもよい。なお、ＣＰＵ１０１は、一時記憶された情報を、例えばゲームの進行に応じて、随時更新することができる。このように、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０３、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１０８等が協働して動作することにより、記憶部２０１として機能する。
【００４６】
次に、生成配置部２０２は、インターフェイス１０４を介して接続されたコントローラ１０５を操作してユーザが指示した入力等に基づいて、又は、プログラムなどによって指示された入力若しくは時間経過に基づいて、記憶部２０１に記憶されたオブジェクトである第１のキャラクタ３００を生成する。生成配置部２０２は、記憶部２０１に記憶された情報に基づき、図３（ａ）に示すように、生成した第１のキャラクタ３００の位置及び向きを決定し、当該仮想空間内に配置する。次に、生成配置部２０２は、第１のキャラクタ３００の形状を拡大・縮小（等倍も含む）することにより、第２のキャラクタ３０１を生成し、図３（ｂ）に示すように、当該仮想空間内に配置する。第２のキャラクタ３０１の表情（顔面部の状態）やポーズ（手足の位置状態）等は、第１のキャラクタ３００の表情、ポーズ等の変化に連動して変化する。生成配置部２０２は、第１のキャラクタ３００の一部（例えば、頭部や胴体部）のみを複製することにより、第２のキャラクタ３０１を作成して、当該仮想空間内に配置することもできる。
【００４７】
また、生成配置部２０２は、仮想空間内やオブジェクトを照明する第１の照明３１０及び第２の照明３１１を、当該仮想空間内に配置する。ここで、第１の照明３１０は仮想空間全体を照明し、第２の照明３１１は主に第２のキャラクタ３０１を照明するスポットライトのような指向性の強い照明である。第２の照明３１１は、後述する第２の仮想カメラ３２１の配置位置と連動して配置され、第２のキャラクタ３０１を照明する。なお、各照明の光度、指向性、色等は任意に変更することができる。また、ユーザはコントローラ１０５を操作することにより、各照明の位置等を任意に変更することができる。
【００４８】
さらに、生成配置部２０２は、オブジェクトを撮影する第１の仮想カメラ（視点）３２０及び第２の仮想カメラ３２１を、当該仮想空間内に配置する。ここで、第１の仮想カメラ３２０は、第１のキャラクタ３００全体を撮影する位置及び向きに配置され、第２の仮想カメラ３２１は、第２のキャラクタ３０１の頭部（顔面部）を主に撮影する位置及び向きに配置される。なお、各キャラクタの形状等、各照明の位置等、各仮想カメラの位置等は、記憶部２０１に記憶される。そして、後述する画像生成部２０３が当該第１のキャラクタ３００等が表示された画像を生成する。ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０３等が協働して動作することにより、生成配置部２０２として機能する。
【００４９】
画像生成部２０３は、生成配置部２０２によって生成されたオブジェクトの位置及び向き、仮想カメラ（視点）の位置及び向き、並びに、照明の位置及び向き等に基づいて、当該視点から、当該３次元仮想空間内の各オブジェクトを投射（投影）して、モニタ等の表示装置に表示する画像データを生成する。本実施の形態では、図４（ｂ）に示すように、第１の仮想カメラ３２０と第２の仮想カメラ３２１とが投影した各オブジェクトの画像を合成した画像データを生成する。ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０３、画像処理部１０７が協働して動作することにより、画像生成部２０３として機能する。
【００５０】
（画像処理装置の動作）
次に、画像処理装置２００の動作を、図５のフローチャートを参照して説明する。
【００５１】
画像処理装置２００の電源が投入されて起動処理が開始されると、記憶部２０１は、ＤＶＤ−ＲＯＭ等から必要な情報（例えば、仮想カメラの位置や向き、そしてオブジェクトの形状、位置、そして向きなど）を取得し、記憶する（ステップＳ１１）。
【００５２】
次に、生成配置部２０２は、記憶部２０１に記憶された情報に基づき、図３（ａ）に示すように、第１のキャラクタ３００と、第１の照明３１０と、第１の仮想カメラ３２０とを生成し、３次元仮想空間内に配置する（ステップＳ１２）。第１の仮想カメラ３２０は、第１のキャラクタ３００の全体（全身）が撮影される位置に配置される。第１の照明３１０が全指向性（無指向性）の場合には、第１の照明３１０は当該仮想空間の任意の場所に配置される。また、第１の照明３１０が指向性を有する場合には、例えば、第１のキャラクタ３００の正面向きのベクトルに対し垂直上方向の位置で、第１のキャラクタ３００等を照明する向きに第１の照明３１０は配置される。
配置された第１のキャラクタ３００等については、ＤＶＤ−ＲＯＭに記録された制御プログラムに基づき、例えば、手足部を動かす、表情を変える等の動作処理がなされる。また、ユーザはコントローラ１０５を用いて、位置や向き等のパラメータを変更する旨の指示をすることもできる。さらに、時間の経過に対応付けてパラメータを所定の値に変更したり、ランダムに変更したりしてもよい。
【００５３】
次に、画像生成部２０３は、図４（ａ）に示すように、第１の仮想カメラ３２０が撮影したオブジェクトを含む当該仮想空間の２次元画像を生成（描画）し、該画像をモニタ等に表示する（ステップＳ１３）。これにより、ユーザは第１のキャラクタ３００の動作を認識することができる。本実施の形態では、例えば、１点透視法で透視投影することにより、２次元画像を生成する。
【００５４】
まず、画像生成部２０３は第１のキャラクタ３００の投射先領域を求める。第１のキャラクタ３００を投射面に１点透視法で透視投影することにより、視点から遠くにあるオブジェクトは小さく、近くにあるオブジェクトは大きく投影される。なお、１点透視法の代わりに、平行投影を採用することもできる。
【００５５】
投影先を求めると、投影先の各領域に、対応するテクスチャの対応する領域を貼り付けて（マッピングして）描画する。このとき、画像生成部２０３は陰面処理を行うために、例えば、Ｚバッファ法などを用いる。即ち、画像生成部２０３は描画する画像データを構成する画素ごとに、視点（投射面）に最も近いポリゴンに対応するテクスチャ情報の色で、当該画素を塗るようにする。
なお、視線方向と、ポリゴンのサーフェス形状の向きが同じ場合、該サーフェスは視線ベクトルと反対を向いていることを意味するため、画像生成部２０３はこのようなサーフェスを描画しないようにしてもよい。
【００５６】
また、テクスチャを貼り付ける際は、各オブジェクトを形成するポリゴンの照明（光源）に対する向きを考慮する。即ち、オブジェクトを構成するサーフェス形状の各ポリゴンの法線と、光源ベクトルとがなす角度を求め、０度に近い程（即ち角度が近いほど）テクスチャの明度を高くする。逆に直角に近い程、明度を低くする。ただし、明度に反射率を乗算することで質感を変化させる場合は、ポリゴンの法線と光源ベクトルのなす角度が直角であっても明度を完全に０とはしない。こうすることで、暗い部分においても質感（ざらざら感や、滑らか感、など）を表現することが可能となる。なお、角度そのものではなく、角度の余弦をベクトルの内積から求めて１に近いほど明度を明るくしてもよい。また、ポリゴンの境界において明るさの違いが目立たないように、グローシェーディングやフォンシェーディングなどを適用してもよい。
【００５７】
次に、生成配置部２０２は、起動処理が開始されてから所定時間が経過したか否か、又は、所定の条件を満たしたか否かを判別する（ステップＳ１４）。ここで、所定時間とは、例えば、記憶部２０１に記憶されたデータにより決められる。また、所定の条件とは、例えば、ゲームを進行することによりユーザが獲得した結果（得点）が条件を満たすか否か、又、ユーザによりコントローラ１０５のボタンが押下されたか否か等をいう。
【００５８】
所定条件等を満たさない場合（ステップＳ１４；Ｎｏ）、ステップＳ１２に帰還し、画像処理装置２００は第１のキャラクタ３００の画像を表示する処理を継続する。
【００５９】
所定条件等を満たした場合（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、生成配置部２０２は、ステップＳ１２と同様に、第２のキャラクタ３０１と、第２の照明３１１と、第２の仮想カメラ３２１とを生成し、図３（ｂ）に示すように、当該仮想空間内に配置する（ステップＳ１５）。生成配置部２０２は、第２のキャラクタ３０１の正面向きのベクトル上の位置に、第２のキャラクタ３０１を撮影できる向きに、第２の仮想カメラ３２１を配置する。つまり、生成配置部２０２は、図４（ｂ）に示すように、第２の仮想カメラ３２１により撮影される画像に第２のキャラクタ３０１の頭部（顔面部）の正面全体が表示されるように、第２のキャラクタ３０１及び第２の仮想カメラ３２１の配置位置を調節する。なお、当該頭部全体が表示されるように、画像生成部２０３は、第２の仮想カメラ３２１が表示する画像の拡大率を変更することもできる。
また、第１の仮想カメラ３２０の視線の方向から見て、第１のキャラクタ３００と第２のキャラクタ３０１とが重ならないように、第２のキャラクタ３０１は配置される。第２の照明３１１は、第２のキャラクタ３０１の位置及び向きに連動し、第２のキャラクタ３０１を正面から照明する位置に配置される。このとき、第１のキャラクタ３００、第２のキャラクタ３０１のいずれも、仮想空間に元々配置されている第１の照明３１０により照明される。
【００６０】
次に、画像生成部２０３は、ステップＳ１３と同様に、第２の仮想カメラ３２１により第２のキャラクタ３０１が撮影された画像を生成する（ステップＳ１６）。第２の仮想カメラ３２１は、第２のキャラクタ３０１の正面に配置されているため、画像生成部２０３は、図４（ｂ）に示すように、第２のキャラクタ３０１を正面から撮影した画像を生成することができる。また、第２の照明３１１は第２の仮想カメラ３２１に連動して配置されるため、第２のキャラクタ３０１は第２の照明３１１により照明される。よって、ユーザに対し第２のキャラクタ３０１を見やすく強調した画像を生成することができる。
【００６１】
画像生成部２０３は、図４（ｂ）に示すように、第２の仮想カメラ３２１が撮影した画像を第１の仮想カメラ３２０が撮影した画像に合成（カットイン）し、モニタ等に合成した画像データを表示して（ステップＳ１７）、ステップＳ１２に戻る。
【００６２】
なお、図４（ｂ）に示すカットインされた画像において、第２のキャラクタ３０１の頭部（顔面部）は、第１のキャラクタ３００の頭部に比べ、大きく表示されることが望ましい。また、第２のキャラクタ３０１が撮影された画像については、背景部分を削除した第２のキャラクタ３０１のみが表示された画像を生成し、当該画像をカットインすることもできる。当該画像をカットインする位置は任意である。
【００６３】
また、生成配置部２０２は、第２の仮想カメラ３２１を配置せずに第１の仮想カメラ３２０のみを配置し、第１のキャラクタ３００と第１の仮想カメラ３２０との間に第２のキャラクタ３０１を生成配置する。つまり、第１の仮想カメラ３２０によって第２のキャラクタ３０１の頭部全体が撮影されるように、拡大又は縮小した形状の第２のキャラクタ３０１が生成される。第１の仮想カメラ３２０の視線の方向に見た位置であり、かつ、第１のキャラクタ３００より第１の仮想カメラ３２０に近い位置に、当該生成された第２のキャラクタ３０１が配置される。従って、第２のキャラクタ３０１は第１のキャラクタ３００より第１の仮想カメラ３２０近くに配置されるため、第２のキャラクタ３０１をユーザに対し見やすく提示する画像を生成することもできる。
【００６４】
以上の処理により、仮想空間内に配置されたキャラクタ（オブジェクト）の画像を生成する際に、キャラクタの表情等をユーザに対し見やすく提示することができる。
【００６５】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。
【００６６】
キャラクタ、照明、仮想カメラの数は、２個に限定されず、ｎ個まで拡張することができる。
【００６７】
３次元仮想空間内には、第１のキャラクタ３００等だけでなく、他のオブジェクト（例えば、柱、壁、山等）を配置することもできる。また、照明効果として、照明を点滅等することもできる。
【００６８】
（実施形態２）
次に、図６を参照して、本発明の実施形態２における画像処理装置について説明する。実施形態２では、３次元仮想空間内に仮想壁面３３０が配置される。
【００６９】
記憶部２０１は、３次元仮想空間内に配置される仮想壁面３３０の位置、向き及び配色（透明度を含む）を記憶する。仮想壁面３３０は、例えば、ポリゴンにより形成され、他のオブジェクト（第１のキャラクタ３００等）と同様に、グローバル座標系に基づいて定義される。仮想壁面３３０の配色は、例えば、半透明等、任意に変更できる。仮想壁面３３０を半透明にすることにより、第２の仮想カメラ３２１が撮影する第２のキャラクタ３０１の背景部に当たる画像部分は半透明になる。このため、当該画像を、第１のキャラクタ３００が表示された画像に合成（カットイン）した合成画像は、ユーザから見ると、第２のキャラクタ３０１のみが表示された画像となる。
【００７０】
生成配置部２０２は、図６に示すように、当該仮想空間内に仮想壁面３３０と第２の仮想カメラ３２１との間の位置に第２のキャラクタ３０１を配置する。生成配置部２０２は、第２のキャラクタ３０１の正面向きのベクトル上の位置に、第２のキャラクタ３０１を撮影できる向きに、第２の仮想カメラ３２１を配置する。仮想壁面３３０は、第２の仮想カメラ３２１（又は、第２のキャラクタ３０１）の位置及び向きに連動して配置される。このため、第２の仮想カメラ３２１の方向ベクトルと仮想壁面３３０は直交する。
【００７１】
また、生成配置部２０２は、第２の仮想カメラ３２１と第２のキャラクタ３０１との距離Ｒ２を、第１の仮想カメラ３２０と第１のキャラクタ３００との距離Ｒ１に比例するよう、第２の仮想カメラ３２１と第２のキャラクタ３０１とを配置する。距離Ｒ２を変更する方法として、第２のキャラクタ３０１、第２の仮想カメラ３２１のどちらの配置位置を変更してもよい。また、第２のキャラクタ３０１を生成する際の拡大縮小率を変更してもよい。距離Ｒ２の変化に連動して、仮想壁面３３０の配置位置を変更することもできる。
【００７２】
さらに、生成配置部２０２は、図６に示すように、第１のキャラクタ２００の側面側に第１の仮想カメラ３２０を配置することにより、画像生成部２０３は、図７に示すように、第１のキャラクタ３００を側面側から撮影した画像を生成することもできる。また、第１のキャラクタ３００の側面側からの撮影に限られず、上面側（頭部側）、下面側（脚部側）等から、第１のキャラクタ３００を撮影した画像を生成することもできる。さらに、第１のキャラクタ３００の（全体）全身だけでなく、一部（上半身部、胴体部等）を撮影した画像を生成することもできる。
【００７３】
画像生成部２０３は、距離Ｒ２に対応（例えば、比例、反比例等）するサイズ（ピクセル）の第２の仮想カメラ３２１が撮影した第２のキャラクタ３０１の画像を生成することができる。また、画像生成部２０３は、第２の仮想カメラ３２１により撮影した画像について、第２のキャラクタ３０１の全体（全身）が入るサイズの画像を生成することもできる。
【００７４】
これらの構成により、第２の仮想カメラ３２１と第２のキャラクタ３０１との距離Ｒ２が短いときは、第２のキャラクタ３０１を拡大した画像が生成され、さらに、当該画像のサイズを大きくした画像が生成されるため、第２のキャラクタの表情等を見やすく提示することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
以上説明したように、本発明によれば、仮想空間内に配置されるキャラクタの画像を生成する際に、特定のキャラクタの表情等を見やすく提示するのに好適な画像処理装置、画像処理方法、及び、これらをコンピュータにて実現するためのプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像処理装置等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】画像処理装置の概要構成を示す説明図である。
【図３】本実施の形態で想定している仮想空間内のオブジェクト（キャラクタ）と、照明と、仮想カメラとの配置例を示す図である、（ａ）は、第１のキャラクタが配置された状態を示し、（ｂ）は、第１のキャラクタに加え、第２のキャラクタ、第２の照明、第２の仮想カメラが配置された状態を示す。
【図４】画像生成部が生成した表示画面例を示す図であり、（ａ）は、第１の仮想カメラにより撮影された画像を示し、（ｂ）は、第１の仮想カメラにより撮影された画像に、第２の仮想カメラで撮影された画像を合成した合成画像を示す。
【図５】画像処理装置の動作を説明するフローチャートである。
【図６】実施形態２に係る仮想空間内のオブジェクト（キャラクタ）と、照明と、仮想カメラとの配置例を示す図である。
【図７】実施形態２に係る画像生成部が生成した表示画面例を示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
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  ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ
１０８  画像処理部
１０９  音声処理部
１１０  ＮＩＣ
２００  画像処理装置
２０１  記憶部
２０２  生成配置部
２０３  画像生成部
３００  第１のキャラクタ
３０１  第２のキャラクタ
３１０  第１の照明
３１１  第２の照明
３２０  第１の仮想カメラ
３２１  第２の仮想カメラ
３３０  仮想壁面
【図１】
0004637161.tif 000002
【図２】
0004637161.tif 000003
【図３】
0004637161.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004637161.tif 000006
【図６】
0004637161.tif 000007
【図７】
0004637161.tif 000008