(57)【要約】【課題】  カラーブリーディング効果を少ない演算負荷で高速に再現すること。【解決手段】本画像生成システムは、オブジェクト空間内の静止オブジェクトがオブジェクト空間に存在する複数の指定点に配置されたオブジェクトに与えるカラーブリーディング効果に関する情報を、前記指定点に対応づけて記憶するカラーブリーディング効果情報記憶部１８２と、所与の移動オブジェクトの位置を演算する位置演算部１１０と、移動オブジェクトの位置に基づいて、移動オブジェクトと所定の位置関係にある１つ又は複数の指定点を選択する指定点選択部１３０と、選択された１つ又は複数の指定点に対応付けて記憶されているカラーブリーディング効果情報を読み出し、読み出した１つ又は複数のカラーブリーディング効果情報に基づき、移動オブジェクトにカラーブリーディング効果を与えるためのレンダリング処理を行うカラーブリーディング効果演算部１４２を含む。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像生成を行うシステムであって、
オブジェクト空間内の静止オブジェクトがオブジェクト空間に存在する複数の指定点に配置されたオブジェクトに与えるカラーブリーディング効果に関する情報を、前記指定点に対応づけて記憶するカラーブリーディング効果情報記憶部と、
所与の移動オブジェクトの位置を演算する位置演算部と、
前記移動オブジェクトを含むオブジェクト空間の画像を生成する画像生成部とを含み、
前記画像生成部は、
移動オブジェクトの位置に基づいて、移動オブジェクトと所定の位置関係にある１つ又は複数の指定点を選択する指定点選択部と、
選択された１つ又は複数の指定点に対応付けて記憶されているカラーブリーディング効果情報を読み出し、読み出した１つ又は複数のカラーブリーディング効果情報に基づき、移動オブジェクトにカラーブリーディング効果を与えるためのレンダリング処理を行うカラーブリーディング効果演算部とを含むことを特徴とする画像生成システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記カラーブリーディング効果演算部は、
選択された第１の指定点、第２の指定点、・・、第ｎの指定点のそれぞれに対応する第１のカラーブリーディング効果情報、第２のカラーブリーディング効果情報、・・・、第ｎのカラーブリーディング効果情報を読み出して、移動オブジェクトと第１の指定点、第２の指定点、・・、第ｎの指定点との位置関係に応じて決定される比率で、第１のカラーブリーディング効果情報、第２のカラーブリーディング効果情報、・・・、第ｎのカラーブリーディング効果情報を合成して、合成されたカラーブリーディング効果情報に基づき移動オブジェクトにカラーブリーディング効果を与えるレンダリング処理を行うことを特徴とする画像生成システム。
【請求項３】
請求項１乃至２のいずれかにおいて、
前記カラーブリーディング効果情報記憶部は、
前記カラーブリーディング効果情報として、移動オブジェクトにマッピングするカラーブリーディング効果用テクスチャ情報を記憶し、
前記カラーブリーディング効果演算部は、
移動オブジェクトの法線ベクトルに基づいてカラーブリーディング効果用テクスチャのテクスチャ座標を求め、カラーブリーディング効果用テクスチャを移動オブジェクトにマッピングする処理を行うことを特徴とする画像生成システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記カラーブリーディング効果情報記憶部は、
前記カラーブリーディング効果情報として、移動オブジェクトにマッピングするカラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャ情報を記憶し、
前記カラーブリーディング効果演算部は、
移動オブジェクトの法線ベクトルをテクスチャ座標として前記カラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャを移動オブジェクトにマッピングする処理を行うことを特徴とする画像生成システム。
【請求項５】
請求項４において、
前記カラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャの各テクセルの輝度値は、前記指定点を視点として見たオブジェクト空間の前後左右上下の６方向の画像からなるキューブマップ用視点画像の対応する一又は複数のピクセルの輝度値の重み付き総和に基いて設定されていることを特徴とする画像生成システム。
【請求項６】
請求項４乃至５のいずれかにおいて、
前記カラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャの各テクセルの輝度値は、各テクセルに対応する方向ベクトルを法線に持つ面要素が受けるカラーブリーディング効果値を、前記指定点を視点として見たオブジェクト空間の前後左右上下の６方向の画像からなるキューブマップ用視点画像のピクセルの輝度値に基づき演算し、演算結果に基づき設定されていることを特徴とする画像生成システム。
【請求項７】
請求項６において、
前記方向ベクトルを法線に持つ面要素が受ける有限個数の方向からのカラーブリーディング効果値が、キューブマップ用視点画像における有限個数の方向の入射光に対するピクセルの輝度値の重み付き総和に基づき決定されることを特徴とする画像生成システム。
【請求項８】
請求項６において、
前記方向ベクトルを法線に持つ面要素が受ける所定の方向又はあらゆる方向からの入射光の強度が、キューブマップ用視点画像における所定の方向又はあらゆる方向に対する入射光に対するピクセルの輝度値の重み付き総和に基づき決定されることを特徴とする画像生成システム。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかにおいて、
前記複数の指定点は３次元格子の頂点又は２次元格子の頂点に配置されていることを特徴とする画像生成システム。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかにおいて、
前記静止オブジェクトが非表示である画像を生成することを特徴とする画像生成システム。
【請求項１１】
コンピュータで画像生成処理を行うためのプログラムであって
オブジェクト空間内の静止オブジェクトがオブジェクト空間に存在する複数の指定点に配置されたオブジェクトに与えるカラーブリーディング効果に関する情報を、前記指定点に対応づけて記憶するカラーブリーディング効果情報記憶部と、
所与の移動オブジェクトの位置を演算する位置演算部と、
前記移動オブジェクトを含むオブジェクト空間の画像を生成する画像生成部としてコンピュータを機能させ、
前記画像生成部を、
移動オブジェクトの位置に基づいて、移動オブジェクトと所定の位置関係にある１つ又は複数の指定点を選択する指定点選択部と、
選択された１つ又は複数の指定点に対応付けて記憶されているカラーブリーディング効果情報を読み出し、読み出した１つ又は複数のカラーブリーディング効果情報に基づき、移動オブジェクトにカラーブリーディング効果を与えるためのレンダリング処理を行うカラーブリーディング効果演算部としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１２】
コンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体であって、請求項１１のプログラムが記憶されていることを特徴とする情報記憶媒体。
【請求項１３】
コンピュータを用いて画像生成を行う方法であって、
オブジェクト空間内の静止オブジェクトがオブジェクト空間に存在する複数の指定点に配置されたオブジェクトに与えるカラーブリーディング効果に関するカラーブリーディング効果情報を、前記指定点に対応づけて記憶部に記憶させるステップと、
所与の移動オブジェクトの位置を演算するステップと、
前記移動オブジェクトを含むオブジェクト空間の画像を生成する画像生成ステップとを含み、
前記画像生成ステップにおいて、
移動オブジェクトの位置に基づいて、移動オブジェクトと所定の位置関係にある１つ又は複数の指定点を選択するステップと、
選択された１つ又は複数の指定点に対応付けて記憶されているカラーブリーディング効果情報を読み出し、読み出した１つ又は複数のカラーブリーディング効果情報に基づき、移動オブジェクトにカラーブリーディング効果を与えるためのレンダリング処理を行うカラーブリーディング効果演算を行うステップを含むことを特徴とする画像生成方法。
【請求項１４】
カラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャを作成するためのプログラムであって、
オブジェクト空間に存在する複数の指定点について、指定点を視点として、視点からみたオブジェクト空間の前後左右上下の６方向の画像からなるキューブマップ用視点画像を生成するキューブマップ用視点画像生成部と、
前記カラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャの各テクセルの輝度値を前記キューブマップ用視点画像の対応する一又は複数のピクセルの輝度値の重み付き総和に基いて設定するカラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャ画素値演算部としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１５】
カラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャを作成するためのプログラムであって、
オブジェクト空間に存在する複数の指定点について、指定点を視点として、視点からみたオブジェクト空間の前後左右上下の６方向の画像からなるキューブマップ用視点画像を生成するキューブマップ用視点画像生成部と、
前記カラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャの各テクセルに対応する方向ベクトルを求め、当該方向ベクトルを法線に持つ面要素が受けるカラーブリーディング効果値を、前記キューブマップ用視点画像のピクセルの輝度値に基づき演算し、演算結果に基づき前記カラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャの各テクセルの輝度値を設定するカラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャ画素値演算部としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１６】
カラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャの作成方法であって、
オブジェクト空間に存在する複数の指定点について、指定点を視点として、視点からみたオブジェクト空間の前後左右上下の６方向の画像からなるキューブマップ用視点画像を生成するステップと、
前記カラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャの各テクセルの輝度値を前記キューブマップ用視点画像の対応する一又は複数のピクセルの輝度値の重み付き総和に基いて設定するステップと、
を含むことを特徴とするカラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャの作成方法。
【請求項１７】
カラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャの作成方法であって、
オブジェクト空間に存在する複数の指定点について、指定点を視点として、視点からみたオブジェクト空間の前後左右上下の６方向の画像からなるキューブマップ用視点画像を生成するステップと、
前記カラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャの各テクセルに対応する方向ベクトルを求め、当該方向ベクトルを法線に持つ面要素が受けるカラーブリーディング効果値を、前記キューブマップ用視点画像のピクセルの輝度値に基づき演算し、演算結果に基づき前記カラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャの各テクセルの輝度値を設定するステップと、
を含むことを特徴とするカラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャの作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像生成システム、プログラム、情報記憶媒体、画像生成方法及びカラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャの作成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、仮想的な３次元空間であるオブジェクト空間内において仮想カメラ（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（例えばゲームシステム）が知られており、いわゆる仮想現実を体験できるものとして人気が高い。
【０００３】
このような画像生成システムでは、プレーヤの仮想現実感の向上のために、よりリアルな画像を生成することが重要な課題になっている。
【０００４】
近年、ゲーム機やＰＣに搭載されている３次元グラフィックス機能は向上の一途をたどり、大量のポリゴンと高精細なテクスチャを含む３次元シーンや、そのシーン上で起こるさまざまな特殊効果をリアルタイムに表示することが可能となっている。しかしその一方、最先端のＣＧによる映像作品ではリアルタイム性が要求されないため、制作の過程では作品の品質を追求するために多大な計算時間を要する技術を採り入れることが可能である。そのため、リアルタイムＣＧと非リアルタイムＣＧとでは、その表現力には依然として大きな隔たりが存在する。
【０００５】
例えばこの隔たりの要因の一つとして、現実での物体表面（あるいは内部）における光の反射は非常に複雑であり、従来のリアルタイムＣＧがサポートする近似的で画一的なシェーディングモデルや単純なテクスチャリングでは十分に再現できないという点や、グローバルイルミネーションによる視覚効果は計算に非常に時間が掛かるものであるため、リアルタイムで処理することが非常に困難だという点が上げられる。
【特許文献１】特開２０００−３００８４２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えばある物体の左側に赤い壁があったとすると、当該物体の左側面が赤く色づいてみえる。この現象は部屋の左にある赤い壁からの反射光が物体を照らすために起こるグローバルイルミネーションのカラーブリーディング効果によるものである。
【０００７】
一般にグローバルイルミネーションＬｅ（ｘ，ω）（位置ｘにおけるω方向の放射光）は以下の方程式によって計算される。
【０００８】
【数３】
2005293091.tif 000003
【０００９】
ただし、Ωは積分範囲の半球面、ｆｒは反射係数、Ｌｉは入射光、ｎは法線を表している。
【００１０】
この式が示すように、グローバルイルミネーションの厳密な計算には半球面での積分が必要となり非常に多くの時間を要する。そのためリアルタイム処理を行うために近似は必須であるが、その際に照明効果をいかに損なわずに近似を行うかが重要なポイントとなる
本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、グローバルイルミネーション現象の一種であるカラーブリーディング効果を少ない演算負荷で高速に再現することが可能な画像生成システム、プログラム、情報記憶媒体、画像生成方法及びカラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャの作成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）本発明は、画像生成を行うシステムであって、
オブジェクト空間内の静止オブジェクトがオブジェクト空間に存在する複数の指定点に配置されたオブジェクトに与えるカラーブリーディング効果に関する情報を、前記指定点に対応づけて記憶するカラーブリーディング効果情報記憶部と、
所与の移動オブジェクトの位置を演算する位置演算部と、
前記移動オブジェクトを含むオブジェクト空間の画像を生成する画像生成部とを含み、
前記画像生成部は、
移動オブジェクトの位置に基づいて、移動オブジェクトと所定の位置関係にある１つ又は複数の指定点を選択する指定点選択部と、
選択された１つ又は複数の指定点に対応付けて記憶されているカラーブリーディング効果情報を読み出し、読み出した１つ又は複数のカラーブリーディング効果情報に基づき、移動オブジェクトにカラーブリーディング効果を与えるためのレンダリング処理を行うカラーブリーディング効果演算部を含むことを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、上記各部としてコンピュータを機能させるためのプログラムに関係する。また本発明は、コンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体であって、上記各部としてコンピュータを機能させるプログラムを記憶（記録）した情報記憶媒体に関係する。
【００１３】
また本発明は、上記各部を含むゲームシステムに関係する。
【００１４】
カラーブリーディング（ｃｏｌｏｒ ｂｌｅｅｄｉｎｇ）とは、グローバルイルミネーションの一種で、シーン中のある面による反射光の色が隣接する面の色に影響を及ぼす間接光効果のことを指す。
【００１５】
移動オブジェクトと所定の位置関係にある複数の指定点が選択された場合には、選択された複数の指定点に対応付けて記憶されているカラーブリーディング効果情報を読み出し、各指定点と移動オブジェクトの距離比に応じて合成係数を求めて、合成係数に基づき複数のカラーブリーディング効果情報を合成するようにしてもよい。
【００１６】
カラーブリーディング効果情報は、例えばテクスチャ情報として記憶させ、移動オブジェクトにマッピングするようにしてもよい。
【００１７】
またカラーブリーディング効果を球面調和関数の線形結合係数として記憶させ、球面調和関数の基底関数をその結合係数に従って合成した結果を移動オブジェクトに反映させるようにしてもよい。
【００１８】
移動オブジェクトと所定の位置関係にある１つ又は複数の指定点を選択する際には、移動オブジェクトの位置座標や移動オブジェクトの代表点の位置座標等に基づき所定の位置関係を判断するようにしてもよい。
【００１９】
オブジェクトが受けるカラーブリーディング効果を表現するには一般には多大な計算量を必要とするが、静止オブジェクトが他の静止オブジェクトから受けるカラーブリーディング効果については動的に変化しないので予めカラーブリーディング効果を演算して反映させておくことができる。
【００２０】
しかし移動オブジェクトが他のオブジェクト（静止オブジェクト）から受けるカラーブリーディング効果は、移動オブジェクトの位置に応じて動的に変化する。
【００２１】
本発明によればオブジェクト空間内のオブジェクトを動かないもの（静止オブジェクト）と動くもの（移動オブジェクト）に分け、静止オブジェクトが移動オブジェクトにもたらすカラーブリーディング効果については、複数の指定点においてあらかじめ計算して記憶させておいたカラーブリーディング効果情報を、移動オブジェクトの位置に応じて動的に合成することによって、少なき演算負荷で実現することができる。
【００２２】
（２）本発明の画像生成システム、プログラム、情報記憶媒体は、
前記カラーブリーディング効果演算部が、
選択された第１の指定点、第２の指定点、・・、第ｎの指定点のそれぞれに対応する第１のカラーブリーディング効果情報、第２のカラーブリーディング効果情報、・・・、第ｎのカラーブリーディング効果情報を読み出して、移動オブジェクトと第１の指定点、第２の指定点、・・、第ｎの指定点との位置関係に応じて決定される比率で、第１のカラーブリーディング効果情報、第２のカラーブリーディング効果情報、・・・、第ｎのカラーブリーディング効果情報を合成して、合成されたカラーブリーディング効果情報に基づき移動オブジェクトにカラーブリーディング効果を与えるレンダリング処理を行うことを特徴とする。
【００２３】
（３）本発明の画像生成システム、プログラム、情報記憶媒体は、
前記カラーブリーディング効果情報記憶部が、
前記カラーブリーディング効果情報として、移動オブジェクトにマッピングするカラーブリーディング効果用テクスチャ情報を記憶し、
前記カラーブリーディング効果演算部が、
移動オブジェクトの法線ベクトルに基づいてカラーブリーディング効果用テクスチャのテクスチャ座標を求め、カラーブリーディング効果用テクスチャを移動オブジェクトにマッピングする処理を行うことを特徴とする。
【００２４】
カラーブリーディング効果用テクスチャ情報は、キューブマップのテクスチャ情報でもよいし、環境マップのテクスチャ情報でもよい。
【００２５】
キューブマップでは移動オブジェクトが持っている法線ベクトルをテクスチャ座標として使うことができる。それ以外では法線ベクトルに何らかの変換を加えてテクスチャ座標に変換する。
【００２６】
（４）本発明の画像生成システム、プログラム、情報記憶媒体は、
前記カラーブリーディング効果情報記憶部が、
前記カラーブリーディング効果情報として、移動オブジェクトにマッピングするカラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャ情報を記憶し、
前記カラーブリーディング効果演算部が、
移動オブジェクトの法線ベクトルをテクスチャ座標として前記カラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャを移動オブジェクトにマッピングする処理を行うことを特徴とする。
【００２７】
カラーブリーディング効果情報をキューブマップテクスチャ情報として持っている構成にすると、法線ベクトルをテクスチャ座標として使うことができるので、処理が簡単になる。
【００２８】
（５）本発明の画像生成システム、プログラム、情報記憶媒体は、
前記カラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャの各テクセルの輝度値は、前記指定点を視点として見たオブジェクト空間の前後左右上下の６方向の画像からなるキューブマップ用視点画像の対応する一又は複数のピクセルの輝度値の重み付き総和に基いて設定されていることを特徴とする。
【００２９】
（６）本発明の画像生成システム、プログラム、情報記憶媒体は、
前記カラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャの各テクセルの輝度値は、各テクセルに対応する方向ベクトルを法線に持つ面要素が受けるカラーブリーディング効果値を、前記指定点を視点として見たオブジェクト空間の前後左右上下の６方向の画像からなるキューブマップ用視点画像のピクセルの輝度値に基づき演算し、演算結果に基づき設定されていることを特徴とする。
【００３０】
前記方向ベクトルはテクセルと視点を結ぶベクトルを使用することができる。
【００３１】
また当該方向ベクトルを法線に持つ面要素が受けるカラーブリーディング効果値をキューブマップ用視点画像の複数のピクセルの輝度値をその影響度の大きさに応じた割合で加算した値に基づき決定するようにしてもよい。
（７）本発明の画像生成システム、プログラム、情報記憶媒体は、
前記方向ベクトルを法線に持つ面要素が受ける有限個数の方向からのカラーブリーディング効果値を、キューブマップ用視点画像における有限個数の方向の入射光に対するピクセルの輝度値の重み付き総和に基づき決定することを特徴とする。
【００３２】
またカラーブリーディング効果値は入射光の強度等で表すことができる。
【００３３】
またキューブマップ用視点画像における有限個数の方向の入射光に対するピクセルの輝度値の重み付き総和を求める際には、複数のピクセルの輝度値をその影響度の大きさに応じた割合で加算した値に基づき決定するようにしてもよい。
【００３４】
（８）本発明の画像生成システム、プログラム、情報記憶媒体は、
前記方向ベクトルを法線に持つ面要素が受ける所定の方向又はあらゆる方向からの入射光の強度を、キューブマップ用視点画像における所定の方向又はあらゆる方向に対する入射光に対するピクセルの輝度値の重み付き総和に基づき決定することを特徴とする。
【００３５】
またカラーブリーディング効果値は入射光の強度等で表すことができる。
【００３６】
またキューブマップ用視点画像における所定の方向又はあらゆる方向の入射光に対するピクセルの輝度値の総和を求める際には、複数のピクセルの輝度値をその影響度の大きさに応じた割合で加算した値に基づき決定するようにしてもよい。
【００３７】
（９）本発明の画像生成システム、プログラム、情報記憶媒体は、
前記複数の指定点は３次元格子の頂点又は２次元格子の頂点に配置されていることを特徴とする。
【００３８】
例えば３次元格子の頂点に指定点を配置する場合には移動オブジェクトの位置座標（ｘ、ｙ、ｚ）のｘ、ｙ、ｚ成分と指定点ｎの位置座標（ｘｎ、ｙｎ、ｚｎ）のｘ、ｙ、ｚ成分とに基づいて、移動オブジェクトと所定の位置関係にある１つ又は複数の指定点を選択するようにしてもよい。
【００３９】
また例えば２次元格子の頂点に指定点を配置するようにしても良い。この場合には移動オブジェクトの位置座標（ｘ、ｙ、ｚ）のｘ、ｚ成分と指定点ｎの位置座標（ｘｎ、ｙｎ、ｚｎ）のｘ、ｚ成分とに基づいて、移動オブジェクトと所定の位置関係にある１つ又は複数の指定点を選択するようにしてもよい。
【００４０】
また例えば上記の構成において、カラーブリーディング効果の変化が激しい箇所に対して動的に格子の幅を変化させることができる構成としてもよい。
【００４１】
なお格子点のすべてに指定点を配置しなくてもよい。例えば移動オブジェクトの移動可能な範囲に存在する格子点に配置するようにしてもよい。
【００４２】
（１０）本発明の画像生成システム、プログラム、情報記憶媒体は、
前記静止オブジェクトが非表示である画像を生成することを特徴とする。
【００４３】
（１１）本発明は、コンピュータで画像生成処理を行うためのプログラムであって
オブジェクト空間内の静止オブジェクトがオブジェクト空間に存在する複数の指定点に配置されたオブジェクトに与えるカラーブリーディング効果に関する情報を、前記指定点に対応づけて記憶するカラーブリーディング効果情報記憶部と、
所与の移動オブジェクトの位置を演算する位置演算部と、
前記移動オブジェクトを含むオブジェクト空間の画像を生成する画像生成部としてコンピュータを機能させ、
前記画像生成部を、
移動オブジェクトの位置に基づいて、移動オブジェクトと所定の位置関係にある１つ又は複数の指定点を選択する指定点選択部と、
選択された１つ又は複数の指定点に対応付けて記憶されているカラーブリーディング効果情報を読み出し、読み出した１つ又は複数のカラーブリーディング効果情報に基づき、移動オブジェクトにカラーブリーディング効果を与えるためのレンダリング処理を行うカラーブリーディング効果演算部としてコンピュータを機能させることを特徴とする。
【００４４】
（１２）本発明は、コンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体であって、上記記載のプログラムが記憶されていることを特徴とする。
【００４５】
（１３）本発明は、コンピュータを用いて画像生成を行う方法であって、
オブジェクト空間内の静止オブジェクトがオブジェクト空間に存在する複数の指定点に配置されたオブジェクトに与えるカラーブリーディング効果に関する情報を、前記指定点に対応づけて記憶部に記憶させるステップと、
所与の移動オブジェクトの位置を演算するステップと、
前記移動オブジェクトを含むオブジェクト空間の画像を生成する画像生成ステップとを含み、
前記画像生成ステップにおいて、
移動オブジェクトの位置に基づいて、移動オブジェクトと所定の位置関係にある１つ又は複数の指定点を選択するステップと、
選択された１つ又は複数の指定点に対応付けて記憶されているカラーブリーディング効果情報を読み出し、読み出した１つ又は複数のカラーブリーディング効果情報に基づき、移動オブジェクトにカラーブリーディング効果を与えるためのレンダリング処理を行うカラーブリーディング効果演算を行うステップを含むことを特徴とする。
【００４６】
（１４）本発明は、カラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャを作成するためのプログラムであって、
オブジェクト空間に存在する複数の指定点について、指定点を視点として、視点からみたオブジェクト空間の前後左右上下の６方向の画像からなるキューブマップ用視点画像を生成するキューブマップ用視点画像生成部と、
前記カラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャの各テクセルの輝度値を前記キューブマップ用視点画像の対応する一又は複数のピクセルの輝度値の重み付き総和に基いて設定するカラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャ画素値演算部としてコンピュータを機能させることを特徴とする。
【００４７】
（１５）本発明は、カラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャを作成するためのプログラムであって、
オブジェクト空間に存在する複数の指定点について、指定点を視点として、視点からみたオブジェクト空間の前後左右上下の６方向の画像からなるキューブマップ用視点画像を生成するキューブマップ用視点画像生成部と、
前記カラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャの各テクセルに対応する方向ベクトルを求め、当該方向ベクトルを法線に持つ面要素が受けるカラーブリーディング効果値を、前記キューブマップ用視点画像のピクセルの輝度値に基づき演算し、演算結果に基づき前記カラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャの各テクセルの輝度値を設定するカラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャ画素値演算部としてコンピュータを機能させることを特徴とする。
【００４８】
（１６）本発明は、カラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャの作成方法であって、
オブジェクト空間に存在する複数の指定点について、指定点を視点として、視点からみたオブジェクト空間の前後左右上下の６方向の画像からなるキューブマップ用視点画像を生成するステップと、
前記カラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャの各テクセルの輝度値を前記キューブマップ用視点画像の対応する一又は複数のピクセルの輝度値の重み付き総和に基いて設定するステップと、
を含むことを特徴とする。
【００４９】
（１７）本発明は、カラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャの作成方法であって、
オブジェクト空間に存在する複数の指定点について、指定点を視点として、視点からみたオブジェクト空間の前後左右上下の６方向の画像からなるキューブマップ用視点画像を生成するステップと、
前記カラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャの各テクセルに対応する方向ベクトルを求め、当該方向ベクトルを法線に持つ面要素が受けるカラーブリーディング効果値を、前記キューブマップ用視点画像のピクセルの輝度値に基づき演算し、演算結果に基づき前記カラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャの各テクセルの輝度値を設定するステップと、
を含むことを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて説明する。
【００５１】
なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を何ら限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００５２】
１．  構成
図１に、本実施形態の画像生成システム（例えばゲームシステム）１０の機能ブロック図の一例を示す。
【００５３】
なお同図において本実施形態は、少なくとも処理部１００を含めばよく（或いは処理部１００と記憶部１７０、或いは処理部１００と記憶部１７０と情報記憶媒体１８０を含めばよく）、それ以外のブロック（例えば操作部１６０、表示部１９０、音出力部１９２、携帯型情報記憶装置１９４、通信部１９６）については、任意の構成要素とすることができる。
【００５４】
ここで処理部１００は、システム全体の制御、システム内の各ブロックへの命令の指示、ゲーム処理、画像処理、又は音処理などの各種の処理を行うものであり、その機能は、各種プロセッサ（ＣＰＵ、ＤＳＰ等）、或いはＡＳＩＣ（ゲートアレイ等）などのハードウェアや、所与のプログラム（ゲームプログラム）により実現できる。
【００５５】
操作部１６０は、プレーヤが操作データを入力するためのものであり、その機能は、レバー、ボタン、筐体などのハードウェアにより実現できる。
【００５６】
記憶部１７０は、メインメモリ（主記憶部等）１７２やフレームバッファ（描画バッファ等）１７４等を含み、処理部１００や通信部１９６などのワーク領域となるもので、その機能はＲＡＭなどのハードウェアにより実現できる。
【００５７】
情報記憶媒体（コンピュータにより使用可能な記憶媒体）１８０は、プログラムやデータなどの情報を格納するものであり、その機能は、光ディスク（ＣＤ、ＤＶＤ）、光磁気ディスク（ＭＯ）、磁気ディスク、ハードディスク、磁気テープ、或いはメモリ（ＲＯＭ）などのハードウェアにより実現できる。処理部１００は、この情報記憶媒体１８０に格納される情報に基づいて本発明（本実施形態）の種々の処理を行う。即ち情報記憶媒体１８０には、本発明（本実施形態）の手段（特に処理部１００に含まれるブロック）を実行するための情報（プログラム或いはデータ）が格納される。
【００５８】
なお、情報記憶媒体１８０に格納される情報の一部又は全部は、システムへの電源投入時等に記憶部１７０に転送されることになる。また情報記憶媒体１８０に記憶される情報は、本発明の処理を行うためのプログラム、画像データ、音データ、表示物の形状データ、テーブルデータ、リストデータ、本発明の処理を指示するための情報、その指示に従って処理を行うための情報等の少なくとも１つを含むものである。
【００５９】
また情報記憶媒体１８０は、カラーブリーディング効果情報記憶部１８２を含む。
【００６０】
カラーブリーディング効果情報記憶部１８２は、オブジェクト空間内の静止オブジェクトがオブジェクト空間に存在する複数の指定点に配置されたオブジェクトに与えるカラーブリーディング効果に関する情報を、前記指定点に対応づけて記憶する。
【００６１】
またカラーブリーディング効果情報記憶部１８２は、前記カラーブリーディング効果情報として、移動オブジェクトにマッピングするカラーブリーディング効果用テクスチャ情報を記憶するようにしても良い。
【００６２】
またカラーブリーディング効果情報記憶部１８２は、前記カラーブリーディング効果情報として、移動オブジェクトにマッピングするカラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャ情報を記憶するようにしても良い。
【００６３】
表示部１９０は、本実施形態により生成された画像を出力するものであり、その機能は、ＣＲＴ、ＬＣＤ、或いはＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）などのハードウェアにより実現できる。
【００６４】
音出力部１９２は、本実施形態により生成された音を出力するものであり、その機能は、スピーカなどのハードウェアにより実現できる。
【００６５】
携帯型情報記憶装置１９４は、プレーヤの個人データやセーブデータなどが記憶されるものであり、この携帯型情報記憶装置１９４としては、メモリカードや携帯型ゲーム装置などを考えることができる。
【００６６】
通信部１９６は、外部（例えばホスト装置や他の画像生成システム）との間で通信を行うための各種の制御を行うものであり、その機能は、各種プロセッサ、或いは通信用ＡＳＩＣなどのハードウェアや、プログラムなどにより実現できる。
【００６７】
なお本発明（本実施形態）の手段を実行するためのプログラム或いはデータは、ホスト装置（サーバ）が有する情報記憶媒体からネットワーク及び通信部１９６を介して情報記憶媒体１８０に配信するようにしてもよい。このようなホスト装置（サーバ）の情報記憶媒体の使用も本発明の範囲内に含まれる。
【００６８】
処理部１００は、ゲーム処理部１１０、画像生成部１３０、音生成部１５０を含む。
【００６９】
ここでゲーム処理部１１０は、コイン（代価）の受け付け処理、各種モードの設定処理、ゲームの進行処理、選択画面の設定処理、オブジェクト（１又は複数のプリミティブ面）の位置や回転角度（Ｘ、Ｙ又はＺ軸回りの回転角度）を求める処理、オブジェクトを動作させる処理（モーション処理）、視点の位置（仮想カメラの位置）や視線角度（仮想カメラの回転角度）を求める処理、マップオブジェクトなどのオブジェクトをオブジェクト空間へ配置する処理、ヒットチェック処理、ゲーム結果（成果、成績）を演算する処理、複数のプレーヤが共通のゲーム空間でプレイするための処理、或いはゲームオーバ処理などの種々のゲーム処理を、操作部１６０からの操作データや、携帯型情報記憶装置１９４からの個人データ、保存データや、ゲームプログラムなどに基づいて行う。
【００７０】
ゲーム処理部は所与の移動オブジェクトの位置を演算する位置演算部として機能する。
【００７１】
画像生成部１２０は、ゲーム処理部１１０からの指示等にしたがって各種の画像処理を行い、例えばオブジェクト空間内で仮想カメラ（視点）から見える画像を生成して、表示部１９０に出力する。
【００７２】
画像生成部１２０は、指定点選択部１３０、ジオメトリ処理部（３次元演算部）１３２、描画部（レンダリング部）１４０を含む。
【００７３】
ここで、ジオメトリ処理部１３２は、座標変換、クリッピング処理、透視変換、或いは光源計算などの種々のジオメトリ処理（３次元演算）を行う。そして、本実施形態では、ジオメトリ処理後（透視変換後）のオブジェクトデータ（オブジェクトの頂点座標、頂点テクスチャ座標、或いは輝度データ等）は、記憶部１７０の主記憶部１７２に格納されて、保存される。
【００７４】
指定点選択部１３０は、移動オブジェクトの位置に基づいて、移動オブジェクトと所定の位置関係にある１つ又は複数の指定点を選択する処理を行う。
【００７５】
描画部１４０は、ジオメトリ処理後（透視変換後）のオブジェクトデータと、記憶部１７０に記憶されるテクスチャとに基づいて、オブジェクトを描画バッファ１７４に描画する。これにより、オブジェクトが移動するオブジェクト空間において、仮想カメラ（視点）から見える画像が描画（生成）されるようになる。
【００７６】
描画部１４０はカラーブリーディング効果演算部１４２を含む。
【００７７】
カラーブリーディング効果演算部１４２は、選択された１つ又は複数の指定点に対応付けて記憶されているカラーブリーディング効果情報を読み出し、読み出した１つ又は複数のカラーブリーディング効果情報に基づき、移動オブジェクトにカラーブリーディング効果を与えるためのレンダリング処理を行う。
【００７８】
またカラーブリーディング効果演算部１４２は、選択された第１の指定点、第２の指定点、・・、第ｎの指定点のそれぞれに対応する第１のカラーブリーディング効果情報、第２のカラーブリーディング効果情報、・・・、第ｎのカラーブリーディング効果情報を読み出して、移動オブジェクトと第１の指定点、第２の指定点、・・、第ｎの指定点との位置関係に応じて決定される比率で、第１のカラーブリーディング効果情報、第２のカラーブリーディング効果情報、・・・、第ｎのカラーブリーディング効果情報を合成して、合成されたカラーブリーディング効果情報に基づき移動オブジェクトにカラーブリーディング効果を与えるレンダリング処理を行うようにしてもよい。
【００７９】
またカラーブリーディング効果演算部１４２は、移動オブジェクトの法線ベクトルに基づいてカラーブリーディング効果用テクスチャのテクスチャ座標を求め、カラーブリーディング効果用テクスチャを移動オブジェクトにマッピングする処理を行うようにしてもよい。
【００８０】
またカラーブリーディング効果演算部１４２は、移動オブジェクトの法線ベクトルをテクスチャ座標として前記カラーブリーディング効果用キューブマップテクスチャを移動オブジェクトにマッピングする処理を行うようにしてもよい。
【００８１】
音生成部１５０は、ゲーム処理部１１０からの指示等にしたがって各種の音処理を行い、ＢＧＭ、効果音、又は音声などの音を生成し、音出力部１９２に出力する。
【００８２】
なお、ゲーム処理部１１０、画像生成部１３０、音生成部１５０の機能は、その全てをハードウェアにより実現してもよいし、その全てをプログラムにより実現してもよい。或いは、ハードウェアとプログラムの両方により実現してもよい。
【００８３】
なお、本実施形態の画像生成システムは、１人のプレーヤのみがプレイできるシングルプレーヤモード専用のシステムにしてもよいし、このようなシングルプレーヤモードのみならず、複数のプレーヤがプレイできるマルチプレーヤモードも備えるシステムにしてもよい。
【００８４】
また複数のプレーヤがプレイする場合に、これらの複数のプレーヤに提供するゲーム画像やゲーム音を、１つの端末を用いて生成してもよいし、ネットワーク（伝送ライン、通信回線）などで接続された複数の端末を用いて生成してもよい。
【００８５】
２．本実施形態の特徴と処理
本実施の形態の特徴と処理を図面を用いて説明する。
【００８６】
図２は、本実施の形態のカラーブリーディング効果演算の特徴について説明するための図である。
【００８７】
本実施の形態によればオブジェクト空間内のオブジェクトを動かないもの（静止オブジェクト）と動くもの（移動オブジェクト）に分け、静止オブジェクトが移動オブジェクトにもたらすカラーブリーディング効果をリアルタイムに反映させる。
【００８８】
本実施の形態では、まずカラーブリーディング効果を与える物体（移動オブジェクト２１０）の近傍空間に多数のポイント（指定点２２０−１、２２０−２、・・）を配置し、それらのポイント（指定点２２０−１、２２０−２、・・）に物体（移動オブジェクト２１０’−１、２１０’−２）があると仮定した場合に受けるカラーブリーディング効果情報をあらかじめ計算し、計算済みカラーブリーディング効果情報として記憶部に記憶させておく。
【００８９】
そしてリアルタイム描画の１フレームごとに、多数ある前計算ポイント（指定点２２０−１、２２０−２、・・）のうちどのポイントでの計算済みカラーブリーディング効果を合成に使用するか、かつ、どのような割合で合成するかを移動物体（移動オブジェクト２１０）の位置から決定する。ここにおいて移動物体（移動オブジェクト２１０）の位置とは、例えば移動物体（移動オブジェクト２１０）の代表点の位置座標でもよい。
【００９０】
そしてリアルタイム処理時にそれらの前計算カラーブリーディング効果を適宜合成することで、移動物体（移動オブジェクト２１０）にもたらされるカラーブリーディング効果を演算する。
【００９１】
図２では、移動オブジェクト２１０の位置が前計算ポイントＰとＱ（指定点２２０−１と２２０−２）の間にあることから、移動オブジェクト２１０が受けるべきカラーブリーディング効果は、Ｐ，Ｑ両点（指定点２２０−１と２２０−２の両点）であらかじめ計算しておいたカラーブリーディング効果から合成する。
【００９２】
図３（Ａ）（Ｂ）は、本実施の形態の指定点の設定手法について説明するための図である。
【００９３】
指定点２２０−ｎ（ｎ＝１、２、・・）は、オブジェクト空間内２５０に配置された複数の指定点である。
【００９４】
複数の指定点はオブジェクト空間内２５０に所定間隔で配置するようにしてもよい。例えば図３（Ａ）に示すように３次元格子の頂点に指定点を配置するようにしても良い。この場合には移動オブジェクトの位置座標（ｘ、ｙ、ｚ）のｘ、ｙ、ｚ成分と指定点２２０−ｎの位置座標（ｘｎ、ｙｎ、ｚｎ）のｘ、ｙ、ｚ成分とに基づいて、移動オブジェクトと所定の位置関係にある１つ又は複数の指定点を選択するようにしてもよい。
【００９５】
例えば移動オブジェクト２１０の代表点を含む立方体を構成する３次元格子の８頂点２２０−１〜２２０−８を選択するようにしてもよい。
【００９６】
また例えば図３（Ｂ）に示すように２次元格子の頂点に指定点を配置するようにしても良い。この場合には移動オブジェクトの位置座標（ｘ、ｙ、ｚ）のｘ、ｚ成分と指定点ｎの位置座標（ｘｎ、ｙｎ、ｚｎ）のｘ、ｚ成分とに基づいて、移動オブジェクトと所定の位置関係にある１つ又は複数の指定点を選択するようにしてもよい。
【００９７】
例えば移動オブジェクト２１０の代表点のＸＺ平面への投影点２１２を含む正方形を構成する２次元格子の４頂点２２０−１〜２２０−４を選択するようにしてもよい。
【００９８】
また例えば上記の構成において、カラーブリーディング効果の変化が激しい箇所に対して動的に格子の幅を変化させることができる構成としてもよい。
【００９９】
なお格子点のすべてに指定点を配置しなくてもよい。例えば移動オブジェクトの移動可能な範囲に存在する格子点に指定点を配置するようにしてもよい。
【０１００】
本実施の形態では、前記カラーブリーディング効果情報として、移動オブジェクトにマッピングするテクスチャ情報を記憶し、移動オブジェクトの法線ベクトルに基づいてテクスチャ座標を求め、求めたテクスチャ座標に対応する値に基づき移動オブジェクトにカラーブリーディング効果を与えるシェーディング演算を行うように構成してもよい。
【０１０１】
また合成の割合は移動オブジェクトの代表点から各指定点への距離によって線形補間されるように与えることができる。
【０１０２】
図４（Ａ）（Ｂ）は、移動オブジェクトの法線ベクトルと前記カラーブリーディング効果情報としてマッピングするテクスチャ（環境マップの場合）のテクスチャ座標の関係について説明するための図である。
【０１０３】
例えば図４（Ａ）の３１０が移動オブジェクトの法線ベクトル（ｘ、ｙ、ｚ）であり、図４（Ｂ）の３２０がカラーブリーディング効果情報として予め記憶されている環境マップ用テクスチャであるとする。この場合移動オブジェクトを構成するプリミティブ（例えばポリゴン面や頂点）の法線ベクトルが（ｘ、ｙ、ｚ）である場合に当該プリミティブにマッピングするテクスチャ座標を（ｓ、ｔ）とすると、環境マッピングを行う場合、２次元のテクスチャ座標(s,t)は、前記法線ベクトル（テクスチャ要素を参照したい方向の単位ベクトル(x, y, z）を用いて以下の式で生成される。
【０１０４】
【数４】
2005293091.tif 000004
【０１０５】
図５（Ａ）（Ｂ）は、移動オブジェクトの法線ベクトルと前記カラーブリーディング効果情報としてマッピングするテクスチャ（キューブマップの場合）のテクスチャ座標の関係について説明するための図である。
【０１０６】
指定点で保持しなければならない具体的な情報は、その指定点における任意の法線方向を持つ面が受けるカラーブリーディング効果である。すなわち、指定点の役割は法線方向を引数にカラーブリーコーディング効果を返す関数となり、これは、キューブマップテクスチャと、法線ベクトルからテクスチャ座標を生成する仕組みを用いることで実装が可能である。キューブマップテクスチャとは、３要素のテクスチャ座標（ｓ，ｔ，ｒ）を立方体の中心を視点４７０とする３次元の方向ベクトル４１０とみなし、そのベクトルと立方体が交差する箇所におけるテクセルを採用するテクスチャ手法である。キューブマップテクスチャを利用することで、カラーブリーディング効果の合成プロセスはテクスチャの合成プロセスと同様となる。
【０１０７】
例えば図５（Ａ）は移動オブジェクトの法線ベクトルと、キューブマップテクスチャの関係を示している。キューブマップテクスチャは、立方体４５０の面となるように配置された６枚のテクスチャで構成される。図５（Ｂ）は、カラーブリーディング効果情報として記憶されているキューブマップテクスチャの展開図である。
【０１０８】
キューブマップテクスチャでは、テクスチャ座標として３次元のベクトルを使用し、立方体の中心位置を視点とするベクトル４１０が立方体と交差する箇所４６０のテクスチャ要素が採用される。
【０１０９】
テクスチャの合成はＣＰＵ側で行いそれをフレームごとにグラフィックスボードに転送するようにしてもよい。
【０１１０】
図６は、本実施の形態の画像生成処理の一例を示すフローチャート図である。  まず静止オブジェクトから１つを選択する（ステップＳ１０）。
【０１１１】
次に選択した静止オブジェクトを描画する（ステップＳ２０）。
【０１１２】
そして静止オブジェクトをすべて描画したかいなか判断し、していない場合にはステップＳ１０にもどる（ステップＳ３０）。また静止オブジェクトをすべて描画した場合には、以下の処理を行う。
【０１１３】
移動オブジェクトから１つを選択する（ステップＳ４０）。
【０１１４】
次に選択した移動オブジェクトを描画する（ステップＳ５０）。ここにおいて本実施の形態では、移動オブジェクトの位置に基づいて、移動オブジェクトと所定の位置関係にある１つ又は複数の指定点を選択し、選択された１つ又は複数の指定点に対応付けて記憶されているカラーブリーディング効果情報を読み出し、読み出した１つ又は複数のカラーブリーディング効果情報に基づき、移動オブジェクトにカラーブリーディング効果を与えるシェーディング演算を行うカラーブリーディング効果演算処理をおこなって、移動オブジェクトの画像を生成する。
【０１１５】
移動オブジェクトをすべて描画したか否か判断し、すべて描画していない場合場合にはステップＳ４０にもどる（ステップＳ６０）。移動オブジェクトをすべて描画したか場合に１フレーム分の画像の描画を終了する。
【０１１６】
図７は、本実施の形態の移動オブジェクトの描画処理の一例を示すフローチャート図である。
【０１１７】
以下の処理は図６のステップＳ５０のより詳細な処理の一例である。
【０１１８】
まず描画対象オブジェクトはカラーブリーディング効果の適用対象でなければオブジェクトの情報に従って通常の描画を行う（ステップＳ１１０、Ｓ１６０）。
例えば移動オブジェクトについてオブジェクト情報等でカラーブリーディング効果の適用対象とするか否かのフラグを持たせて、当該フラグを参照してカラーブリーディング効果の適用対象とするか否かを判断するようにしても良い。
【０１１９】
またカラーブリーディング効果の適用対象であれば以下のステップＳ１２０〜Ｓ１５０の処理を行う（ステップＳ１１０）。
【０１２０】
まずオブジェクトを代表する点の座標を求める（ステップＳ１２０）。オブジェクトの位置座標を用いるようにしてもよい。
【０１２１】
求めた座標位置に基づいて、指定点を選択し、選択した指定点に対応したカラーブリーディング効果情報を読み出し、かつカラーブリーディング効果を適用する際の合成比率を求める（ステップＳ１３０）。
【０１２２】
前記合成比率に従って、読み出したカラーブリーディング効果を合成する（ステップＳ１４０）。
【０１２３】
合成したカラーブリーディング効果を描画対象オブジェクトに適用し、描画する（ステップＳ１５０）。
【０１２４】
図８（Ａ）（Ｂ）、図９（Ａ）（Ｂ）、図１０（Ａ）（Ｂ）は、キューブマップテクスチャの生成方法について説明するための図である。
【０１２５】
本実施の形態では、指定点におけるカラーブリーディング効果を保持するキューブマップテクスチャを比較的簡易に求めるために以下のような手法を考案した。
【０１２６】
図８（Ａ）は、指定点を視点とした６方向（前後左右上下）のキューブマップ用視点画像（Ｐ１）である。
【０１２７】
キューブマップ用視点画像（Ｐ１）は、図８（Ｂ）に示すように、指定点を視点に取り、指定点４７０に対して前（４８１）後（４８２）左（４８３）右（４８４）上（４８５）下（４８６）の６方向すべてについてオブジェクト空間のシーンを描画し、画像と奥行きを保存したものである。このとき、視野角を９０度に設定しておくことで、６枚の画像で全方位をカバーできるようにしておく。なおオブジェクト空間内には静止オブジェクトが配置されている。
【０１２８】
図９（Ａ）は、指定点に対応してカラーブリーディング効果情報を記憶するキューブマップテクスチャの展開図である。
【０１２９】
本実施の形態ではキューブマップテクスチャ５１０の所与の点Ｔ１におけるカラーブリーディング効果を以下のようにして求める。
【０１３０】
図９（Ｂ）に示すように指定点の座標をＸ、求めたいテクセルＴ１に対応する法線方向をｎとおくと、その位置と法線向きを持つ面が受けるカラーブリーディング効果は以下の式で表される。
【０１３１】
【数１】
2005293091.tif 000005
【０１３２】
この式中の半球面積分を総和により近似すると以下の式となる。
【０１３３】
【数２】
2005293091.tif 000006
【０１３４】
式中のＬｉ（ｘ、ωｉｊ）を先ほど求めたキューブマップ用視点画像（Ｐ１、図８（Ａ）の５１０参照）と奥行きから得ることで、テクセルの値を求めることができる。
【０１３５】
本実施の形態では図９（Ａ）のＴ１におけるカラーブリーディング効果情報を、図９（Ｂ）に示すように方向ベクトルｎを法線に持つ面要素を考え、図１０（Ｂ）に示すようにその面要素が受けるあらゆる方向からの入射光を有限数の入射方向（Ｔ１′−１〜Ｔ１′−７）からの入射光の総和と近似する。すなわち図１０（Ａ）に示すキューブマップ用視点画像のＴ１′−１〜Ｔ１′−７に対応するピクセルの輝度値を対応する入射方向（ｎ１〜ｎ７）との法線ベクトルの角度比に応じて集計し、集計した輝度値に基づき処理対象テクセルＴ１の輝度を設定するようにしてもよい。
【０１３６】
図１１は、本実施の形態のキューブマップテクスチャの生成処理の流れを示すフローチャート図である。
【０１３７】
まず所定の点（指定点）を視点とした６方向（前後左右上下）のキューブマップ用視点画像（Ｐ１）を求める（ステップＳ２１０）。この時、オブジェクト空間には静止オブジェクトが配置されている。これにより図８（Ａ）に示すようなキューブマップ用視点画像（Ｐ１）が生成される。
【０１３８】
次に図９（Ａ）に示すようにカラーブリーディング効果のテクスチャ画像から１画素（テクセルＴ１）を選択する（ステップＳ２２０）。
【０１３９】
キューブマップ用視点画像に基づき選択したテクセルでの輝度を計算する（ステップＳ２３０）。輝度の計算は例えば図９（Ａ）（Ｂ）、図１０（Ａ）（Ｂ）で説明した手法を用いて行うことができる。
【０１４０】
カラーブリーディング効果のテクスチャ画像のすべてのテクセルについて処理が終了するまでステップＳ２２０〜Ｓ２４０の処理を繰り返す（ステップＳ２４０）。
【０１４１】
図１２は、カラーブリーディング効果のテクスチャ画像の各テクセルの輝度値の計算処理の流れを示すフローチャート図であり、図１１のステップＳ２３０の詳細の処理の一例である
まず処理対象テクセルに対応する方向ベクトルを求める（ステップＳ３１０）。例えば図９（Ａ）のテクセルＴ１に対する方向ベクトルｎは、図９（Ｂ）において指定点ＸとテクセルＴ１を結ぶ法線ベクトルｎとなる。
【０１４２】
次に前記方向ベクトルを法線に持つ面要素を考え、その面要素が受けるあらゆる方向からの入射光を有限数の入射方向（Ｔ′）からの入射光の総和と近似する際における有限数の入射方向を１つ選択する（ステップＳ３２０）。
【０１４３】
選択した入射方向に対する入射光の強度をキューブマップ用視点画像（Ｐ１）における前記入射方向に対応するピクセルの輝度値から求める（ステップＳ３３０）。例えば図１０（Ｂ）において入射方向ｎ１が選択された場合には、キューブマップ用視点画像（Ｐ１）における前記入射方向に対応するピクセルＴ１’−１の輝度値から求める。
【０１４４】
求めた入射光強度を入射光強度総和に足し合わせる（ステップＳ３４０）。この場合に入射方向と法線ベクトルのなす角度によって影響度ｋ（０＜ｋ≦１）を求め影響度に応じた割合で（例えば影響度ｋ×輝度値）入射光強度を求めるようにしてもよい。
【０１４５】
すべての入射方向の入射光強度を入射光強度総和に足し合わせたか否か判断し、たしわせていない場合にはステップＳ３２０に戻る。すべての有限数の入射方向の入射光強度を入射光強度総和に足し合わせるまでステップＳ３２０〜Ｓ３５０を繰り返す（ステップＳ３５０）。
【０１４６】
そしてすべての有限数の入射方向の入射光強度を入射光強度総和に足し合わせた場合には、入射光強度総和に基づき処理対象テクセルの輝度を設定する（ステップＳ３６０）。
【０１４７】
図１３（Ａ）（Ｂ）、図１４（Ａ）（Ｂ）は、リアルタイムカラーブリーディング機能を用いたゲームの一例について説明するための図である。
【０１４８】
図１３（Ａ）に示すように複数のカラーボード８１０−１〜８１０−６が配置された３次元空間内を、物体（移動オブジェクト）８２０が奥から手前に向かって移動してくる。
【０１４９】
プレイヤーは操作部からの操作によってこの物体を左右に動かすことで、空間内に配置されているカラーボード８１０−１〜８１０−６と衝突しないように物体（移動オブジェクト）８２０をゴールまで移動させるのが目的となる。ただし、カラーボード８１０−１〜８１０−６そのものは物体が通過するまで見ることができない（静止オブジェクトが非表示である画像を生成する）。
【０１５０】
そのかわり、図１３（Ｂ）の８３０に示すようにカラーボードが発する拡散反射光がカラーブリーディング効果として物体（移動オブジェクト）８２０を照らしている。プレイヤーはその照明効果を観察することで、壁の隙間の位置を判断して、物体（移動オブジェクト）８２０の移動を制御する。
【０１５１】
例えば操作部の矢印キーの左と右で物体を左右に動かすように構成する。図１４（Ａ）においては、カラーボード８２０’−７は物体の進行方向に垂直な緑のライン上にあるが非表示となっている。
【０１５２】
プレーヤは物体に映るカラーブリーディング効果から判断した隙間の位置に物体を移動させて、カラーボード８２０’−７にぶつからないよう物体（移動オブジェクト）８２０を移動させる。
【０１５３】
うまく隙間を通過すると、図１４（Ｂ）に示すように通過したカラーボード８２０−７壁が見えるようになる。もし壁にぶつかってしまった場合は一旦ゲーム進行を中断し、プレイを続行するかどうかをプレーヤに聞いて、Ｙキーでその場からプレイ続行とし、Ｎキーでタイトル画面に戻るようにしてもよい。
【０１５４】
３．ハードウェア構成
次に、本実施形態を実現できるハードウェアの構成の一例について図１５を用いて説明する。
【０１５５】
メインプロセッサ９００は、ＣＤ９８２（情報記憶媒体）に格納されたプログラム、通信インターフェース９９０を介して転送されたプログラム、或いはＲＯＭ９５０（情報記憶媒体の１つ）に格納されたプログラムなどに基づき動作し、ゲーム処理、画像処理、音処理などの種々の処理を実行する。
【０１５６】
コプロセッサ９０２は、メインプロセッサ９００の処理を補助するものであり、高速並列演算が可能な積和算器や除算器を有し、マトリクス演算（ベクトル演算）を高速に実行する。例えば、オブジェクトを移動させたり動作（モーション）させるための物理シミュレーションに、マトリクス演算などの処理が必要な場合には、メインプロセッサ９００上で動作するプログラムが、その処理をコプロセッサ９０２に指示（依頼）する。
【０１５７】
ジオメトリプロセッサ９０４は、座標変換、透視変換、光源計算、曲面生成などのジオメトリ処理を行うものであり、高速並列演算が可能な積和算器や除算器を有し、マトリクス演算（ベクトル演算）を高速に実行する。例えば、座標変換、透視変換、光源計算などの処理を行う場合には、メインプロセッサ９００で動作するプログラムが、その処理をジオメトリプロセッサ９０４に指示する。
【０１５８】
データ伸張プロセッサ９０６は、圧縮された画像データや音データを伸張するデコード処理を行ったり、メインプロセッサ９００のデコード処理をアクセレートする処理を行う。これにより、オープニング画面、インターミッション画面、エンディング画面、或いはゲーム画面などにおいて、所与の画像圧縮方式で圧縮された動画像を表示できるようになる。なお、デコード処理の対象となる画像データや音データは、ＲＯＭ９５０、ＣＤ９８２に格納されたり、或いは通信インターフェース９９０を介して外部から転送される。
【０１５９】
描画プロセッサ９１０は、ポリゴンや曲面などのプリミティブ面で構成されるオブジェクトの描画（レンダリング）処理を高速に実行するものである。オブジェクトの描画の際には、メインプロセッサ９００は、ＤＭＡコントローラ９７０の機能を利用して、オブジェクトデータを描画プロセッサ９１０に渡すと共に、必要であればテクスチャ記憶部９２４にテクスチャを転送する。すると、描画プロセッサ９１０は、これらのオブジェクトデータやテクスチャに基づいて、Ｚバッファなどを利用した陰面消去を行いながら、オブジェクトをフレームバッファ９２２に高速に描画する。また、描画プロセッサ９１０は、αブレンディング（半透明処理）、デプスキューイング、ミップマッピング、フォグ処理、バイリニア・フィルタリング、トライリニア・フィルタリング、アンチエリアシング、シェーディング処理なども行うことができる。そして、１フレーム分の画像がフレームバッファ９２２に書き込まれると、その画像はディスプレイ９１２に表示される。
【０１６０】
サウンドプロセッサ９３０は、多チャンネルのＡＤＰＣＭ音源などを内蔵し、ＢＧＭ、効果音、音声などの高品位のゲーム音を生成する。生成されたゲーム音は、スピーカ９３２から出力される。
【０１６１】
ゲームコントローラ９４２からの操作データや、メモリカード９４４からのセーブデータ、個人データは、シリアルインターフェース９４０を介してデータ転送される。
【０１６２】
ＲＯＭ９５０にはシステムプログラムなどが格納される。なお、業務用ゲームシステムの場合には、ＲＯＭ９５０が情報記憶媒体として機能し、ＲＯＭ９５０に各種プログラムが格納されることになる。なお、ＲＯＭ９５０の代わりにハードディスクを利用するようにしてもよい。
【０１６３】
ＲＡＭ９６０は、各種プロセッサの作業領域として用いられる。
【０１６４】
ＤＭＡコントローラ９７０は、プロセッサ、メモリ（ＲＡＭ、ＶＲＡＭ、ＲＯＭ等）間でのＤＭＡ転送を制御するものである。
【０１６５】
ＣＤドライブ９８０は、プログラム、画像データ、或いは音データなどが格納されるＣＤ９８２（情報記憶媒体）を駆動し、これらのプログラム、データへのアクセスを可能にする。
【０１６６】
通信インターフェース９９０は、ネットワークを介して外部との間でデータ転送を行うためのインターフェースである。この場合に、通信インターフェース９９０に接続されるネットワークとしては、通信回線（アナログ電話回線、ＩＳＤＮ）、高速シリアルバスなどを考えることができる。そして、通信回線を利用することでインターネットを介したデータ転送が可能になる。また、高速シリアルバスを利用することで、他のゲームシステム、他のゲームシステムとの間でのデータ転送が可能になる。
【０１６７】
なお、本発明の各手段は、その全てを、ハードウェアのみにより実行してもよいし、情報記憶媒体に格納されるプログラムや通信インターフェースを介して配信されるプログラムのみにより実行してもよい。或いは、ハードウェアとプログラムの両方により実行してもよい。
【０１６８】
そして、本発明の各手段をハードウェアとプログラムの両方により実行する場合には、情報記憶媒体には、本発明の各手段をハードウェアを利用して実行するためのプログラムが格納されることになる。より具体的には、上記プログラムが、ハードウェアである各プロセッサ９０２、９０４、９０６、９１０、９３０等に処理を指示すると共に、必要であればデータを渡す。そして、各プロセッサ９０２、９０４、９０６、９１０、９３０等は、その指示と渡されたデータとに基づいて、本発明の各手段を実行することになる。
【０１６９】
図１６（Ａ）に、本実施形態を業務用ゲームシステムに適用した場合の例を示す。プレーヤは、ディスプレイ１１００上に映し出されたゲーム画像を見ながら、レバー１１０２、ボタン１１０４等を操作してゲームを楽しむ。内蔵されるシステムボード（サーキットボード）１１０６には、各種プロセッサ、各種メモリなどが実装される。そして、本発明の各手段を実行するための情報（プログラム又はデータ）は、システムボード１１０６上の情報記憶媒体であるメモリ１１０８に格納される。以下、この情報を格納情報と呼ぶ。
【０１７０】
図１６（Ｂ）に、本実施形態を家庭用のゲームシステムに適用した場合の例を示す。プレーヤはディスプレイ１２００に映し出されたゲーム画像を見ながら、ゲームコントローラ１２０２、１２０４を操作してゲームを楽しむ。この場合、上記格納情報は、本体システムに着脱自在な情報記憶媒体であるＣＤ１２０６、或いはメモリカード１２０８、１２０９等に格納されている。
【０１７１】
図１６（Ｃ）に、ホスト装置１３００と、このホスト装置１３００とネットワーク１３０２（ＬＡＮのような小規模ネットワークや、インターネットのような広域ネットワーク）を介して接続される端末１３０４-1〜１３０４-nとを含むシステムに本実施形態を適用した場合の例を示す。この場合、上記格納情報は、例えばホスト装置１３００が制御可能な磁気ディスク装置、磁気テープ装置、メモリ等の情報記憶媒体１３０６に格納されている。端末１３０４-1〜１３０４-nが、スタンドアロンでゲーム画像、ゲーム音を生成できるものである場合には、ホスト装置１３００からは、ゲーム画像、ゲーム音を生成するためのゲームプログラム等が端末１３０４-1〜１３０４-nに配送される。一方、スタンドアロンで生成できない場合には、ホスト装置１３００がゲーム画像、ゲーム音を生成し、これを端末１３０４-1〜１３０４-nに伝送し端末において出力することになる。
【０１７２】
なお、図１６（Ｃ）の構成の場合に、本発明の各手段を、ホスト装置（サーバー）と端末とで分散して実行するようにしてもよい。また、本発明の各手段を実行するための上記格納情報を、ホスト装置（サーバー）の情報記憶媒体と端末の情報記憶媒体に分散して格納するようにしてもよい。
【０１７３】
またネットワークに接続する端末は、家庭用ゲームシステムであってもよいし業務用ゲームシステムであってもよい。そして、業務用ゲームシステムをネットワークに接続する場合には、業務用ゲームシステムとの間で情報のやり取りが可能であると共に家庭用ゲームシステムとの間でも情報のやり取りが可能なセーブ用情報記憶装置（メモリカード、携帯型ゲーム装置）を用いることが望ましい。
【０１７４】
なお本発明は、上記実施形態で説明したものに限らず、種々の変形実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１７５】
【図１】本実施形態の画像生成システム（例えばゲームシステム）の機能ブロック図の一例である。
【図２】本実施の形態のカラーブリーディング効果演算の特徴について説明するための図である。
【図３】図３（Ａ）（Ｂ）は、本実施の形態の指定点の設定手法について説明するための図である。
【図４】図４（Ａ）（Ｂ）は、移動オブジェクトの法線ベクトルと前記カラーブリーディング効果情報としてマッピングするテクスチャ（環境マップの場合）のテクスチャ座標の関係について説明するための図である。
【図５】図５（Ａ）（Ｂ）は、移動オブジェクトの法線ベクトルと前記カラーブリーディング効果情報としてマッピングするテクスチャ（キューブマップの場合）のテクスチャ座標の関係について説明するための図である。
【図６】本実施の形態の画像生成処理の一例を示すフローチャート図である。
【図７】本実施の形態の移動オブジェクトの描画処理の一例を示すフローチャート図である。
【図８】図８（Ａ）（Ｂ）は、キューブマップテクスチャの生成方法について説明するための図である。
【図９】図９（Ａ）（Ｂ）は、キューブマップテクスチャの生成方法について説明するための図である。
【図１０】図１０（Ａ）（Ｂ）は、キューブマップテクスチャの生成方法について説明するための図である。
【図１１】図１１は、本実施の形態のキューブマップテクスチャの生成処理の流れを示すフローチャート図である。
【図１２】カラーブリーディング効果のテクスチャ画像の各テクセルの輝度値の計算処理の流れを示すフローチャート図である。
【図１３】図１３（Ａ）（Ｂ）は、リアルタイムカラーブリーディング機能を用いたゲームの一例について説明するための図である。
【図１４】図１４（Ａ）（Ｂ）は、リアルタイムカラーブリーディング機能を用いたゲームの一例について説明するための図である。
【図１５】本実施形態を実現できるハードウェアの構成の一例を示す図である。
【図１６】図１６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本実施形態が適用される種々の形態のシステムの例を示す図である。
【符号の説明】
【０１７６】
１０  画像生成システム
１００  処理部
１１０  ゲーム処理部
１２０  画像生成部
１３０  指定点選択部
１３２  ジオメトリ処理部
１４０  描画部
１４２  カラーブリーディング効果演算部
１５０  音生成部
１６０  操作部
１７０  記憶部
１７２  メインメモリ
１７４  フレームバッファ
１８０  情報記憶媒体
１８２  カラーブリーディング効果情報記憶部
１９０  表示部
１９２  音出力部
１９４  携帯型情報記憶装置
１９６  通信部
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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