(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オブジェクト空間内の所与の視点であるワールド視点から前記オブジェクト空間を見た画像を生成する画像生成システムであって、
モデル空間にオブジェクトモデルとモデル視点とを配置設定するとともに、前記オブジェクト空間内の所与のモデル配置位置と前記ワールド視点との相対位置関係及び前記ワールド視点の視点方向に基づいて、当該モデル空間内の当該オブジェクトモデルに対する当該モデル視点の相対位置及び視点方向を変更するモデル空間設定手段と、
前記モデル視点から見た前記オブジェクトモデルの画像を生成するモデル画像生成手段と、
前記モデル画像生成手段により生成された画像を反映させた仮想体を、前記オブジェクトモデルの代わりに、前記オブジェクト空間内の前記モデル配置位置に配置する配置手段と、
を備えることを特徴とする画像生成システム。
【請求項２】
請求項１記載の画像生成システムであって、
前記オブジェクト空間内に複数の前記モデル配置位置が定められ、
前記モデル空間設定手段は、前記モデル空間に１体の前記オブジェクトモデルを配置設定するとともに、前記複数のモデル配置位置のうちの一のモデル配置位置と前記ワールド視点との相対位置関係及び前記ワールド視点の視点方向に基づいて、前記モデル視点の位置及び視点方向を変更し、
前記モデル画像生成手段が、前記１体のオブジェクトモデルの画像を生成し、
前記配置手段が、前記仮想体を、前記複数のモデル配置位置それぞれに配置する、
ことを特徴とする画像生成システム。
【請求項３】
請求項１または２記載の画像生成システムであって、
前記モデル空間設定手段は、前記オブジェクト空間における座標系を基準とする前記ワールド視点の位置が変化しない場合に、前記ワールド視点の視点方向の変化にかかわらず、前記モデル空間における前記モデル視点の位置変化を抑止する、ことを特徴とする画像生成システム。
【請求項４】
オブジェクト空間内の所与の視点であるワールド視点から前記オブジェクト空間を見た画像を生成する画像生成システムであって、
前記オブジェクト空間内に設定された複数のモデル配置位置のうちの一のモデル配置位置にオブジェクトモデルを配置し、当該オブジェクトモデルを前記ワールド視点から見た画像を生成するモデル画像生成手段と、
前記モデル画像生成手段により生成された画像を反映させた仮想体を、残余の前記モデル配置位置に配置する配置手段と、
を備えることを特徴とする画像生成システム。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか記載の画像生成システムであって、
前記配置手段は、前記仮想体の前記ワールド視点に対する対向面に、前記モデル画像生成手段により生成された画像をマッピングすることにより、前記仮想体に当該画像を反映させることを特徴とする画像生成システム。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか記載の画像生成システムであって、
前記仮想体は、回転体であることを特徴とする画像生成システム。
【請求項７】
請求項１から４のいずれか記載の画像生成システムであって、
前記仮想体は、板状体であり、
前記配置手段は、前記仮想体を前記ワールド視点に向けるように前記仮想体の配置角度を変化させることを特徴とする画像生成システム。
【請求項８】
コンピュータに、オブジェクト空間内の所与の視点であるワールド視点から前記オブジェクト空間を見た画像を生成させるためのプログラムであって、
モデル空間にオブジェクトモデルとモデル視点とを配置設定するとともに、前記オブジェクト空間内の所与のモデル配置位置と前記ワールド視点との相対位置関係及び前記ワールド視点の視点方向に基づいて、当該モデル空間内の当該オブジェクトモデルに対する当該モデル視点の相対位置及び視点方向を変更するモデル空間設定手段、
前記モデル視点から見た前記オブジェクトモデルの画像を生成するモデル画像生成手段、
前記モデル画像生成手段により生成された画像を反映させた仮想体を、前記オブジェクトモデルの代わりに、前記オブジェクト空間内の前記モデル配置位置に配置する配置手段、
として前記コンピュータを機能させるためのプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体。
【請求項９】
コンピュータに、オブジェクト空間内の所与の視点であるワールド視点から前記オブジェクト空間を見た画像を生成させるためのプログラムであって、
前記オブジェクト空間内に設定された複数のモデル配置位置のうちの一のモデル配置位置にオブジェクトモデルを配置し、当該オブジェクトモデルを前記ワールド視点から見た画像を生成するモデル画像生成手段、
前記モデル画像生成手段により生成された画像を反映させた仮想体を、残余の前記モデル配置位置に配置する配置手段、
として前記コンピュータを機能させるためのプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オブジェクト空間内の所与の視点での画像を生成する画像生成システム等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
３Ｄのコンピュータグラフィックス（以下、ＣＧという。）において、形状が同じオブジェクト（例えば木）を繰り返し表示する場合、オブジェクト空間上にそのオブジェクトを直接配置するとなると、ＣＧデータ量が増えてしまうため、次の様な方法が採られていた。即ち、そのオブジェクトに対するモデルを予め作っておき、実際にそのモデルを表示する時にのみ、オブジェクト空間に配置する手法である。
【０００３】
また、ＣＧデータ量をより一層少なくする方法として、モデルのポリゴン数を削減する方法や、モデルではなくテクスチャとして１枚のポリゴンにマッピングし、そのポリゴンを常に視点の方向に向ける事で擬似的に物体を表現する方法等が実現・実用化されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、同じモデルを複数並べる方法では、モデルの数に比例して全体のポリゴン数が増えるため、描画負荷が非常に大きくなってしまう。また一方、ポリゴン数を削減する方法においては、描画速度が改善されるものの、精細さの欠ける画像となってしまい、１枚のポリゴンを視点方向に向ける方法では、マッピングされたテクスチャが変化しないため、注目して見た場合に、表示対象物が常にこちらを向いているために違和感を抱く画像となってしまう。
【０００５】
本発明の課題は、オブジェクト空間における同じオブジェクトに係るデータ量を削減し、かつ高品位な画像を得ることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するための第１の形態は、オブジェクト空間内の所与の視点（例えば、実施形態におけるワールド視点）での画像を生成する画像生成システムであって、所与のオブジェクトモデルをレンダリングするためのレンダリング手段（例えば、図２のモデル画像生成部１４２）と、前記レンダリング手段によるレンダリング結果の画像を反映させた仮想体（例えば、図１（ｃ）の１ポリゴンにマッピングされたテクスチャ１３４ａ）を、前記所与のオブジェクトモデルの代わりに、前記オブジェクト空間内に配置するための配置手段（例えば、図２のモデル画像配置部１３４）と、を備えた画像生成システムである。
【０００７】
また、第９の形態として、オブジェクト空間内の所与の視点での画像を生成させるための情報を記憶した情報記憶媒体であって、所与のオブジェクトモデルに係る情報と、所与の仮想体に係る情報と、前記所与のオブジェクトモデルをレンダリングするためのレンダリング情報と、前記レンダリング情報によるレンダリング結果の画像を前記所与の仮想体に反映させるとともに、前記所与のオブジェクトモデルの代わりに、当該仮想体を配置するための配置情報と、を含む情報記憶媒体を構成することとしてもよい。
【０００８】
ここで、仮想体とは、１枚のポリゴンからなる平面であってもよいし、円筒状の回転体であってもよい。また、仮想体への反映においては、単なるマッピングの他、パラメータ化テクスチャマッピングや投影マッピング、置換マッピング等、種々の手法が含まれる意である。
【０００９】
この第１または第９の形態によれば、例えば、オブジェクトモデルが１０００ポリゴンからなるモデルであり、仮想体が１ポリゴンからなる平面である場合、オブジェクト空間において、僅か１ポリゴンのデータ容量または１ポリゴンに係る描画演算処理で、１０００ポリゴンのモデル画像を得ることができる。したがって、同一のオブジェクトモデルを複数配置する必要のある場合、画像データの容量や描画演算処理に係る処理量を大幅に削減し、画像生成に係る処理負担を軽くすることができる。
【００１０】
また、第２の形態として、第１の形態の画像生成システムであって、前記レンダリング手段は、前記所与の視点の視点位置または視点方向と、前記仮想体の配置位置とに基づいて、レンダリングする視点（例えば、本実施形態におけるモデル視点）を変更する画像生成システムを構成することとしてもよい。
【００１１】
また、第１０の形態として、第９の形態の情報記憶媒体であって、前記レンダリング情報は、前記所与の視点の視点位置または視点方向と、前記所与の仮想体の配置位置とに基づいて、レンダリングする視点を変更するための情報を含む情報記憶媒体を構成することとしてもよい。
【００１２】
この第２または第１０の形態によれば、オブジェクト空間において所与の視点の視点位置または視点方向が変化した場合であっても、その変化に応じてレンダリングする視点が変更されるため、矛盾のない画像を得ることができる。具体的には、本実施形態において、図４〜６を参照して説明するように、視点がタンブル等した場合にあっても、実際のオブジェクトモデルに対する視点の移動と同様の画像を得ることができる。
【００１３】
また、第３の形態として、第１または第２の形態の画像生成システムであって、前記配置手段は、前記所与の視点に対する対向面に、前記レンダリング結果の画像をマッピングすることにより、前記仮想体に当該画像を反映させる画像生成システムを構成することとしてもよい。
【００１４】
また、第１１の形態として、第９または第１０の形態の情報記憶媒体であって、前記配置情報は、前記所与の視点に対する対向面に、前記レンダリング結果の画像をマッピングするための情報を含む情報記憶媒体を構成することとしてもよい。
【００１５】
ここで、マッピングとは、本明細書を通じて説明した種々のマッピング手法を含む意である。
【００１６】
この第３または第１１の形態によれば、仮想体の対向面に画像がマッピングされるため、当該画像は、必ず所与の視点に対向することとなるため、斜めから見えるような歪んだ画像となるのを避けることができる。
【００１７】
また、第４の形態として、第１または第２の形態の画像生成システムであって、前記仮想体は、回転体として構成する画像生成システムとしてもよい。
【００１８】
この第４の形態によれば、仮想体が回転体であるため、平面等の場合と比べて画像データの量の削減率は減少するが、当該仮想体に係る部分の画像を、より立体的な画像として得ることができる。
【００１９】
また、第５の形態として、第１から第４のいずれかの形態の画像生成システムであって、前記配置手段は、前記オブジェクト空間における所与の視点の位置に基づいて、当該所与の視点に対する前記仮想体の角度を変化させる画像生成システムを構成することとしてもよい。
【００２０】
この第５の形態によれば、例えば、仮想体の画像が反映された面を、必ず所与の視点に向けることにより、斜めから見えるような歪んだ画像となるのを防ぐことができる。
【００２１】
また、第６の形態として、第１から第５のいずれかの形態の画像生成システムであって、前記レンダリング手段は、前記所与のオブジェクトモデルを中心とした、角度の異なる視点におけるレンダリングを行い、前記配置手段は、前記レンダリング手段による視点角度の異なるレンダリング結果の画像の内、前記仮想体に反映させる画像を、前記オブジェクト空間内における所与の視点の視点方向と、前記仮想体の配置位置とに基づいて決定する画像生成システムを構成することとしてもよい。
【００２２】
この第６の形態によれば、例えば、オブジェクト空間における所与の視点がパーン等した場合、実際であれば、オブジェクトモデルが回転しないはずであるが、本発明を適用したことにより、オブジェクトモデルの画像が回転してしまうといった欠点を補うことができる。
【００２３】
また、第７の形態として、第１から第６のいずれかの形態の画像生成システムであって、前記配置手段は、前記仮想体を配置する位置情報に基づいて、前記仮想体に反映させる前記レンダリング結果の画像の輝度を変化させる画像生成システムを構成することとしてもよい。
【００２４】
この第７の形態によれば、例えば、所与の視点に対して手前の仮想体に対しては明るく、奥側の仮想体に対しては暗く輝度を変更することにより、遠近感をよりリアルに表現することができたり、オブジェクト空間における光源を仮想体に反映させることにより、実際のオブジェクトモデルに近い光源に係る効果を得ることができる。
【００２５】
また、第８の形態として、第７の形態の画像生成システムであって、前記配置手段は、バンプマッピングにより前記レンダリング結果の画像の輝度を変化させる画像生成システムを構成することとしてもよい。
【００２６】
この第８の形態によれば、仮想体の表面が平らであった場合であっても、当該表面全体の輝度変更だけでなく、種々の特性を有する表面を表現したり、光源を反映させたよりリアルな輝度変更を施すことが可能となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下では、オブジェクト空間上に複数配置するオブジェクトを「木」として図示および説明するが、「木」以外のオブジェクトに対しても本発明が適用できることは言うまでもない。また、ゲーム用画像の生成システムに適用した場合を例に取って説明するが、本発明が適用されるものはこれに限られるものではない。
【００２８】
まず、本発明の原理について説明する。図１は、本発明の原理を説明するための図である。本発明においては、まず、オブジェクト空間と、モデル空間とを用意する。オブジェクト空間は従来のＣＧにおいて実現されている、種々のオブジェクトが配置されている地形等を含む空間のことであり、所与の視点（以下、このオブジェクト空間における視点をワールド視点という。）からこのオブジェクト空間をレンダリングすることによって、最終的な画像が生成される。モデル空間は、オブジェクト空間において複数配置しなければならないオブジェクトモデル１つを、所与の視点（以下、このモデル空間における視点をモデル視点という。）からレンダリングするための空間である。
【００２９】
図１（ａ）は、モデル空間に置かれた「木」のオブジェクトモデル１８６ａを示す図であり、図１（ｂ）は、モデル視点１２０ａによって、オブジェクトモデル１８６ａをレンダリングした結果が画像１４２ａとして得られた状態を示す図である。図１（ｃ）は、図１（ｂ）の画像１４２ａをテクスチャ１３４ａとして１つのポリゴンにマッピング・複製し、図中手前のワールド視点（不図示）に向けて（以下、このワールド視点に対するテクスチャの角度をモデル配置角度という。）、オブジェクト空間上に配置した状態を示す図である。
【００３０】
従って、モデル視点から見たオブジェクトモデルの画像がテクスチャとされ、その複製がオブジェクト空間上に配置（この、テクスチャがオブジェクトモデルの代わりに配置される位置を、以下、モデル配置位置という。）される。このため、オブジェクトモデルが１０００ポリゴンであっても、オブジェクト空間上においては１ポリゴンのテクスチャとして配置されることとなる。即ち、オブジェクト空間上において、精細なオブジェクトモデルを僅か１ポリゴンで得ることができる。
【００３１】
なお、本実施形態においては、簡明のため、モデル画像をテクスチャとしてマッピングしたポリゴンを、単に「テクスチャ」として説明する。
【００３２】
図２に、本実施形態のブロック図の一例を示す。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と情報記憶媒体１８０）、それ以外のブロック（例えば操作部１６０、表示部１９０）については、任意の構成要素とすることができる。
【００３３】
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、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。
【００３４】
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。
【００３５】
記憶部１７０は、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。
【００３６】
情報記憶媒体（機械読み取り可能な記憶媒体）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。
【００３７】
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コード、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。
【００３８】
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、プラズマディスプレイ、液晶プラズマディスプレイ、プロジェクター或いは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。
【００３９】
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。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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
処理部１００は、ゲーム演算部１１０と、画像生成部１４０と、音生成部１５０とを含む。
【００４３】
ゲーム演算部１１０は、コイン（代価）の受付処理、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、オブジェクトデータ１８４に基づいてオブジェクトの位置や角度を求める処理、オブジェクトを動作させる処理、視点の位置や視線角度を求める処理、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（得点、成績等）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ー処理などの種々のゲーム処理を、操作部１６０から入力される操作データや、携帯型情報記憶装置１９４に格納された個人データ、保存データ、ゲームプログラム１８２などに基づいて行う。
【００４４】
またゲーム演算部１１０は、モデル空間設定部１２０と、オブジェクト空間設定部１３０とを含む。モデル空間設定部１２０は、モデルデータ１８６に基づいて、オブジェクトモデルと、モデル視点とに基づくモデル空間を設定するものであり、オブジェクト空間におけるワールド視点の視点位置と、視点方向に基づいて、モデル視点の視点位置、視点方向を変更する。
【００４５】
オブジェクト空間設定部１３０は、ワールド視点からモデル配置位置までの距離および角度、ワールド視点の視点方向に対するモデル配置角度等を判断するモデル位置判断部１３２と、画像生成部１４０から入力される画像をテクスチャとし、ワールド視点に対向する向きに、オブジェクトモデルの代わりに当該テクスチャを配置するモデル画像配置部１３４とを有している。
【００４６】
画像生成部１４０は、ゲーム演算部１１０からの指示等にしたがって各種の画像処理を行うものであり、モデル空間におけるモデル視点から見える画像を生成してオブジェクト空間設定部１３０に出力するモデル画像生成部１４２と、オブジェクト空間におけるワールド視点から見える画像を生成して、表示部１９０に出力するゲーム画像生成部１４４とを有する。
【００４７】
ここで、本実施形態の特徴である、モデル視点がワールド視点と連動して制御される点について図を参照して説明する。図３は、ゲーム画像が生成される１フレーム間における画像生成に係る動作を示すフローチャートである。
【００４８】
まず、オブジェクト空間におけるワールド視点からモデル配置位置までの距離および角度がモデル位置判断部１３２によって判断される（ステップＳ１）。次いで、その判断結果に基づいて、モデル空間設定部１２０は、モデル空間におけるモデル視点の位置、視点方向を変更して、モデル空間を設定する（ステップＳ２）。即ち、オブジェクト空間におけるワールド視点とモデル配置位置との関係を、モデル空間に置き換える処理を行う。
【００４９】
例えば、図４に示すように、オブジェクト空間において、ワールド視点１３０ａが、モデル配置位置を中心としてタンブルした場合（位置（Ａ）から位置（Ｂ）へ移動）を考える。この場合、まず、モデル位置判断部１３２が、ワールド視点とモデル配置位置との位置に基づいて、タンブルした角度θを判断する（実際には、オブジェクト空間の座標値に基づいて、ワールド視点からモデル配置位置までの位置方向で求めることができる。）。次いで、モデル空間設定部１２０は、ワールド視点１３０ａがタンブルした角度θと同じ角度だけ、モデル空間におけるモデル視点をタンブルさせる。図５は、モデル空間におけるモデル視点１２０ａのタンブルを示す図である。
【００５０】
次いで、変更されたモデル視点１２０ａに基づいて、モデル画像生成部１４２は、オブジェクトモデルをレンダリングし、モデル画像を生成する（ステップＳ３）。ここで、図５において、モデル視点１２０ａがタンブルしたことにより、レンダリングされて得られる画像１４２ａは動的に変化することが分かる。
【００５１】
次いで、生成されたモデル画像がモデル画像配置部１３４に出力されると、モデル画像配置部１３４は、モデル画像をテクスチャとして（ステップＳ４）、オブジェクト空間上に、ワールド視点に対向する向きに配置する（ステップＳ５）。
【００５２】
このため、ゲーム画像生成部１４４によってゲーム画像が最終的に生成されるが（ステップＳ６）、この時の画像において、オブジェクトモデルである「木」は、図６に示すように、横から見た画像として得られることとなる。
【００５３】
このように、オブジェクト空間においては、オブジェクトモデルの代わりにテクスチャが配置されることとなるが、ワールド視点に連動してモデル空間上のモデル視点が変更等されるため、オブジェクト空間におけるテクスチャには整合性の取れた画像が配置されることとなる。
【００５４】
なお、ステップＳ６において、ゲーム画像生成部１４４は、ワールド視点とモデル配置位置との距離に応じて、配置されたテクスチャに対する輝度を変更することとしてもよい。例えば、ワールド視点に対して手前のテクスチャに対しては明るく、奥側のテクスチャに対しては暗く輝度を変更することにより、遠近感をよりリアルに表現することができる。また、当該テクスチャに対して、バンプマッピング等を施すことにより、種々のライティング（光源）処理を行うこととしてもよい。配置されるテクスチャは実際には１つのポリゴンであるため、輝度を変更する場合には、テクスチャ全体に係る輝度が変更されることとなるが、バンプマッピングを行うことにより、１つのポリゴンではあるものの、光源を反映したよりリアルな画像を得ることができる。
【００５５】
また、上述のような手法を試みた場合、以下の２つの問題が発生する。第１の問題は、モデル配置位置が複数あった場合に、どのモデル配置位置を基準とするか、即ち、ワールド視点は、オブジェクト空間上を移動するわけであるが、どこのモデル配置位置と、ワールド視点との関係を基準として、モデル空間を設定すればよいか、が問題となる。しかし、ワールド視点から見える画像が最終的にゲーム画像として生成されることに鑑みれば、ワールド視点の視野範囲内にあるモデル配置位置の内、代表点１点を選定し、この代表点とワールド視点との関係を基準とすることにより、問題は解決する。尚、この代表点の選定は、視野範囲内、ワールド視点から最も遠いモデル配置位置を選定することとしてもよいし、近傍のモデル配置位置を代表点としてもよい。
【００５６】
第２の問題は、ワールド視点とモデル配置位置との角度の判断方法によって発生する問題である。最も顕著に問題が表れる、ワールド視点がパーンした場合について説明する。図７に示すように、ワールド視点１３０ａがパーンした場合、パーン前においてはワールド視点１３０ａとモデル配置位置とが対向していたが、パーン後においては視点方向が変わったために、視点方向とモデル配置位置方向との間に角度差θ１が発生する。この角度差θ１に応じて、モデル空間設定部１２０が、図５に示すようにモデル視点をタンブルさせてしまうと、図７のオブジェクト空間における「木」が、ワールド視点１３０ａの位置が変化していないにも関わらず、回転する結果となる。
【００５７】
この問題を解決する手段としては、２つの方法が考えられる。１つは、ワールド視点の視点方向を基準とするのではなく、オブジェクト空間における座標系を基準として、ワールド視点と、モデル配置位置との位置方向に基づいて角度を判断する方法である。この場合には、ワールド視点の位置が変化しない場合には、モデル空間におけるモデル視点も変化しないこととなるため、矛盾のない画像を得ることができる。
【００５８】
もう１つの方法は、モデル空間において、モデル視点１つからの画像を生成するのではなく、複数の視点位置から画像を生成しておき、ワールド視点の視点方向等に応じて、テクスチャとして使用する画像を判断する方法である。具体的には、図８に示すように、モデル空間において、モデル視点１２０ａを所与の位置だけ上下左右移動し、各位置におけるオブジェクトモデル１８６ａの画像をレンダリングする。そして、オブジェクト空間におけるワールド視点の視点方向が変化した場合にあっては、レンダリングして得られた複数の画像の内から、使用する画像を判断する。このことにより、ワールド視点の視点方向が変化した場合であっても、モデルが回転することを防ぐことができる。
【００５９】
図２において、処理部１００のもう１つの機能部である音生成部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、音声などの音を生成し、音出力部１９２に出力する。
【００６０】
上述したゲーム演算部１１０、画像生成部１４０、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。
【００６１】
また、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を備えるシステムにしてもよい。
【００６２】
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。
【００６３】
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９を用いて説明する。
【００６４】
メインプロセッサ９００は、ＣＤ（ＤＶＤ）９８２（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。
【００６５】
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、動作させたり（モーション）す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。
【００６６】
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。
【００６７】
データ伸長プロセッサ９０６は、圧縮された画像データや音データを伸長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、ＭＰＥＧ方式等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、ＣＤ（ＤＶＤ）９８２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。
【００６８】
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）、ミップマッピング、フォグ処理、トライリニア・フィルタリング、アンチエイリアシング、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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。ＲＡＭ９６０は、各種プロセッサの作業領域として用いられる。
【００７２】
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。
【００７３】
ＣＤ・ＤＶＤ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ＣＤ（ＤＶＤ）９８２（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。
【００７４】
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、ケーブルＴＶ用回線）、高速シリアルバスなどが考えられる。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、他の画像生成システム、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。
【００７５】
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することとしてもよいし、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。
【００７６】
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情報（プログラム、データ）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。
【００７７】
図１０（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、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。
【００７８】
図１０（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ＣＤ（ＤＶＤ）１２０６、或いはメモリカード１２０８、１２０９等に格納されている。
【００７９】
図１０（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などが端末１３０４−１〜１３０４−ｎに配信される。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に伝送することにより端末において出力することとなる。
【００８０】
なお、図１０（ｃ）の構成の場合に、本発明の各手段を、ホスト装置（サーバ）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）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。
【００８１】
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携帯型情報記憶装置（メモリカード、携帯型ゲーム装置）を使用可能なよう構成してもよい。
【００８２】
なお本発明は、上記実施形態で説明した内容に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、ワールド視点やモデル視点を左右方向へ移動する場合を主に説明したが、上下方向へ移動する場合においても、上記手法を適用することが可能である。
【００８３】
また、モデル空間をオブジェクト空間とは別個独立に生成することとして説明したが、オブジェクト空間において、モデル空間を設定することとしてもよい。即ち、オブジェクト空間上の代表点に、オブジェクトモデル１つを配置し、ワールド視点から、このオブジェクトモデルのみをレンダリングすることによって、モデル画像を得る。そして、代表点以外のモデル配置位置に、テクスチャ化したモデル画像を配置することとしてもよい。この場合であっても、モデル空間においてモデル視点からレンダリングして得られる画像と同様の画像を得ることができる。
【００８４】
また、モデル画像をテクスチャとして１つのポリゴンにマッピングし、オブジェクト空間上に、当該テクスチャ（実際には１ポリゴン）を配置することとして説明したが、マッピングする対象体は、１ポリゴンからなる平面である必要はない。即ち、図１１に示すように、円筒状の回転体にマッピングし、当該回転体をオブジェクト空間上に配置することとしてもよい。その場合には、回転体であるため、上述した１ポリゴンからなる平面に比べて、よりリアルにモデルを表現することができる。
【００８５】
また、モデル空間に、オブジェクト空間と同じ光源を同じ位置に配置することとしてもよい。その場合には、オブジェクト空間に実際にオブジェクトモデルを配置した場合と同様の光源に係る効果を得ることができる。
【００８６】
最後に、本発明を適用して得られた実際の画像を説明する。図１２は、モデル空間において、オブジェクトモデルをバイクとし、モデル視点の位置を変化させることによって得られた画像を示す図であり、（ａ）が正面、（ｂ）および（ｃ）が斜め方向からレンダリングした画像である。
【００８７】
また、図１３は、図１２（ａ）の画像を１つのポリゴンにマッピングし、オブジェクト空間上のモデル配置位置に配置した状態を示す図である。同様に、図１４は図１２（ｂ）の画像を、図１５は図１２（ｃ）の画像を用いてオブジェクト空間上に当該ポリゴンを配置した状態を示す図である。このように、本発明を適用することにより、オブジェクト空間において、１ポリゴンでありながら、精細な画像を得ることが可能となる。
【００８８】
【発明の効果】
本発明によれば、例えば、オブジェクトモデルが１０００ポリゴンからなるモデルであり、仮想体が１ポリゴンからなる平面である場合、オブジェクト空間においては、僅か１ポリゴンのデータ容量または１ポリゴンに係る描画演算処理で、１０００ポリゴンのモデル画像を得ることができる。したがって、同一のオブジェクトモデルを複数配置する必要のある場合には、この１ポリゴンの平面を配置すればよいため、画像データの容量や描画演算処理に係る処理量を大幅に削減することができる。また、画像データ量の削減に伴って、画像生成に係る処理を高速化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明するための図。
【図２】本実施形態のブロック図の一例を示す図。
【図３】ゲーム画像が生成される１フレーム間における画像生成に係る動作を示すフローチャート。
【図４】オブジェクト空間と、モデル空間との関係を説明するための図。
【図５】オブジェクト空間と、モデル空間との関係を説明するための図。
【図６】オブジェクト空間と、モデル空間との関係を説明するための図。
【図７】オブジェクト空間と、モデル空間との関係を説明するための図。
【図８】モデル空間において、複数の視点から画像を生成することを説明するための図。
【図９】本実施形態を実現できるハードウェア構成の一例を示す図。
【図１０】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。
【図１１】モデル画像をマッピングする仮想体を回転体とした場合の例を示す図。
【図１２】本発明を適用して得られた実際の画像例を示す図。
【図１３】本発明を適用して得られた実際の画像例を示す図。
【図１４】本発明を適用して得られた実際の画像例を示す図。
【図１５】本発明を適用して得られた実際の画像例を示す図。
【符号の説明】
１００    処理部
１１０    ゲーム演算部
１２０    モデル空間設定部
１３０    オブジェクト空間設定部
１３２    モデル位置判断部
１３４    モデル画像配置部
１４０    画像生成部
１４２    モデル画像生成部
１４４    ゲーム画像生成部
１８０    情報記憶媒体
１８２    ゲームプログラム
１８４    オブジェクトデータ
１８６    モデルデータ
【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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