(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の２Ｄオブジェクトをエフェクトとして３Ｄ空間に配置してリアルな表現を求める際、簡単に処理をまとめて人的労力やリソースコストを節約しながら正しく表示する。【解決手段】  各オブジェクト間の仮想カメラ撮影方向を基準とした相対的位置関係を記憶する相対的位置関係記憶手段と、基準オブジェクトの仮想３次元空間における座標を設定する基準オブジェクト座標設定手段と、仮想カメラの撮影方向検出手段と、撮影方向、基準オブジェクトの座標、および相対的位置関係から、基準オブジェクトの向き、並びに従属オブジェクトの座標および向きを導出するオブジェクト位置導出手段と、基準オブジェクト座標設定手段により設定された座標、およびオブジェクト位置導出手段により導出された座標および向きに従って基準オブジェクトおよび従属オブジェクトを配置して表示するオブジェクト配置表示手段とから構成する。【選択図】  図１
2007087027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仮想カメラによる撮影の対象となる仮想３次元空間にオブジェクト集合を配置して表示するための画像表示装置であって、
オブジェクト集合を構成する各オブジェクト間の仮想カメラ撮影方向を基準とした相対的位置関係を記憶する相対的位置関係記憶手段と、
前記オブジェクト集合のうちの一のオブジェクトである基準オブジェクトの仮想３次元空間における座標を設定する基準オブジェクト座標設定手段と、
仮想カメラの撮影方向を検出する撮影方向検出手段と、
前記撮影方向検出手段により検出した撮影方向、前記基準オブジェクト座標設定手段により設定された前記基準オブジェクトの座標、および前記相対的位置関係記憶手段に記憶した前記相対的位置関係から、前記基準オブジェクトの向き、並びに前記オブジェクト集合を構成する基準オブジェクト以外のオブジェクトである従属オブジェクトの座標および向きを導出するオブジェクト位置導出手段と、
前記基準オブジェクト座標設定手段により設定された座標、および前記オブジェクト位置導出手段により導出された座標および向きに従って前記基準オブジェクトおよび前記従属オブジェクトを配置して表示するオブジェクト配置表示手段、
を備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記基準オブジェクトおよび前記従属オブジェクトが板ポリゴンであり、前記板ポリゴンに関連づけられるテクスチャの一部が透明又は半透明である、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
仮想カメラによる撮影の対象となる仮想３次元空間にオブジェクト集合を配置して表示するためのコンピュータプログラムであって、
コンピュータに、
オブジェクト集合を構成する各オブジェクト間の仮想カメラ撮影方向を基準とした相対的位置関係を記憶する相対的位置関係記憶制御と、
前記オブジェクト集合のうちの一のオブジェクトである基準オブジェクトの仮想３次元空間における座標を設定する基準オブジェクト座標設定制御と、
仮想カメラの撮影方向を検出する撮影方向検出制御と、
前記撮影方向検出制御により検出した撮影方向、前記基準オブジェクト座標設定制御により設定された前記基準オブジェクトの座標、および前記相対的位置関係記憶制御により記憶した前記相対的位置関係から、前記基準オブジェクトの向き、並びに前記オブジェクト集合を構成する基準オブジェクト以外のオブジェクトである従属オブジェクトの座標および向きを導出するオブジェクト位置導出制御と、
前記基準オブジェクト座標設定制御により設定された座標、および前記オブジェクト位置導出制御により導出された座標および向きに従って前記基準オブジェクトおよび前記従属オブジェクトを配置して表示するオブジェクト配置表示制御、
行わせることを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、仮想３次元空間内にオブジェクトを配置し、仮想カメラで撮影して表示する画像表示装置及び画像表示プログラムに関し、特に、複数のテクスチャを板ポリゴンにより仮想３次元空間内に配置してエフェクトとして表示する画像表示装置および画像表示プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
仮想３次元空間にオブジェクトを配置して仮想カメラから撮影することによりリアリティを表現する手法が広く用いられている。この中で爆発の炎と煙や、台詞の吹き出しと文字等といったエフェクトを表現するための手法は、大きく分けて２つある。一つは、３Ｄオブジェクトとしてエフェクトを作ることによりリアリティを表現する方法であり、もう一つは、そのシーンに合わせて２Ｄのエフェクトを配置することで臨場感やリアリティを表現する方法（下記、特許文献１）である。後者の２Ｄオブジェクトによるエフェクトは、３Ｄオブジェクトによるエフェクトに比べて、データ量や周りのオブジェクトデータとの影響において有利であり、また見栄えの再現が容易であるため多用されている。
【０００３】
しかし一方、２Ｄオブジェクトによるエフェクトは、シーンの分だけエフェクト処理を用意しなければならないという手間の問題がある。
【０００４】
また、３Ｄのような立体感を表現するために一つのエフェクトに複数のオブジェクトを使用すると、仮想カメラの影響から同じエフェクト処理の見え方がシーンによって変わり、不具合となることがある。
【０００５】
例えば、図１（ａ）従来法の左図のように、シーンの吹き出し文字エフェクトが、２Ｄオブジェクト複数枚で構成されている場合を考える。ここで、２Ｄオブジェクト複数枚で構成されるとは、２枚の板ポリゴン（１３、１４）のそれぞれに別のテクスチャ（「ＡＴＯＯＨ」という文字及び吹き出しの図柄等）を貼り付け、仮想カメラ１１（この時３Ｄ空間のＺ軸プラス方向を向いている）から見て、同左図の表示結果Ｒ１のように一つのエフェクトとして重なるような位置に表示することである。また、吹き出し文字エフェクトを構成するよう、仮想カメラから見て奥の板ポリゴンには吹き出しに相当するテクスチャを、一方、手前の板ポリゴンには文字に相当するテクスチャを、貼り付けることになる。
【０００６】
この具体的な位置関係を保持したまま仮想カメラが反対方向から（Ｚ軸マイナス方向を向いて）撮影する別のシーンにそのまま流用したりあるいはコピーしたりしようとすると、たとえ各２Ｄオブジェクトが常に仮想カメラの方を向くように設定していた場合でも（図１（ａ）従来法の右図）、カメラから見て、吹き出しに相当するテクスチャが手前、文字に相当するテクスチャが奥となってしまい、期待したエフェクトを撮影することができなくなる（Ｒ２）。
【０００７】
そのため従来は、２Ｄオブジェクトの利点を生かすためにはこのような配置を設定したりするのに相当な労力が必要となっていた。
【特許文献１】特開２００１−１４９６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記状況に鑑みてなされたものであり、複数のオブジェクト（特に、一つのエフェクトを構成する複数のオブジェクト（特に、複数の板ポリゴン））を３Ｄ空間に配置してリアルな表現を求める際、簡単に処理をまとめて人的労力やリソースコストを節約しながら正しく表示する画像表示装置及び画像表示プログラムを提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記課題を解決したものであり、仮想カメラによる撮影の対象となる仮想３次元空間にオブジェクト集合を配置して表示するための画像表示装置であって、
オブジェクト集合を構成する各オブジェクト間の仮想カメラ撮影方向を基準とした相対的位置関係を記憶する相対的位置関係記憶手段と、
前記オブジェクト集合のうちの一のオブジェクトである基準オブジェクトの仮想３次元空間における座標を設定する基準オブジェクト座標設定手段と、
仮想カメラの撮影方向を検出する撮影方向検出手段と、
前記撮影方向検出手段により検出した撮影方向、前記基準オブジェクト座標設定手段により設定された前記基準オブジェクトの座標、および前記相対的位置関係記憶手段に記憶した前記相対的位置関係から、前記基準オブジェクトの向き、並びに前記オブジェクト集合を構成する基準オブジェクト以外のオブジェクトである従属オブジェクトの座標および向きを導出するオブジェクト位置導出手段と、
前記基準オブジェクト座標設定手段により設定された座標、および前記オブジェクト位置導出手段により導出された座標および向きに従って前記基準オブジェクトおよび前記従属オブジェクトを配置して表示するオブジェクト配置表示手段、
を備えることを特徴とする画像表示装置である。
【００１０】
本発明のオブジェクト集合は、エフェクトを表現するために用いられる複数のオブジェクトの集合であり、このうち制作者などによって選定される任意の一のオブジェクトが基準オブジェクトであり、それ以外のオブジェクトが従属オブジェクトである。従属オブジェクトは、単一でも良く、複数でも構わない。
【００１１】
本発明における仮想カメラの撮影方向とは、例えば３Ｄ空間上の単位ベクトル（ここでは単位ベクトルβで表す）によってあらわすことができる３Ｄ空間内における方向である。ただし、本発明では、仮想カメラを複数のオブジェクト集合に十分近づけて撮影する仮想魚眼レンズ等の場合のための例外的な設定として、カメラの座標から各オブジェクト集合の中心への方向等を各オブジェクト集合の各「撮影方向」とみなすようにすることもできるが、以降説明する原則的な設定では、カメラと撮影しようとする各オブジェクト集合との位置関係にかかわらず、カメラの画角の中心となる撮影方向を、「仮想カメラの撮影方向」とする。
【００１２】
また、仮想カメラの撮影方向ベクトルβを基準とした、オブジェクト集合を構成する各オブジェクト間の相対的位置関係とは、オブジェクト集合内の基準オブジェクトの基準点（例えば、中心座標）に対し、従属オブジェクトの基準点が、撮影方向ベクトルβの方向に距離αだけ離れている関係、ないしは、撮影方向ベクトルβを水平方向右にθ度かつ垂直方向上にθ´度回転した単位ベクトルβ´の方向に距離α´だけ離れている関係、などを意味する。なお、回転角と距離によらない相対座標による表現も可能であるが、本明細書での説明には直感的に把握しやすいデカルト座標系を用いる。
【００１３】
本発明における基準オブジェクトが配置される仮想３次元空間内の座標の設定は、たとえば３Ｄオーサリング機能によりデザイナが設定したり、プログラムが状況に応じた計算により動的に設定したりすることができる。
【００１４】
仮想カメラの撮影方向の検出は、仮想カメラの撮影方向等の属性を格納した所定の構造体などを参照することにより行うことができる。なお、上記魚眼レンズの設定では仮想カメラの座標も参照する。
【００１５】
本発明における従属オブジェクトの座標の導出は、上記基準オブジェクトの座標および上記単位ベクトルβ、β´、距離α、α´、角度θ、θ´等から、三角関数ライブラリやベクトル計算ライブラリ等を用いて行うものとすることができる。
【００１６】
また、基準オブジェクトおよび従属オブジェクトの向きは、各オブジェクトの主面（エフェクトを構成するテクスチャが貼られた面）の法線ベクトルγが常にベクトルβに−１を乗じたベクトルとなる（従って、主面が仮想カメラ側を向き、かつ、撮影方向ベクトルβに垂直となる）ように設定したり、各オブジェクトが、常に仮想カメラの座標を向く（従って、主面の法線ベクトルγが、オブジェクトの基準点と仮想カメラの座標を結ぶ線と平行となる）ように設定するなど、様々な態様で導出するものとすることが可能である。
なお、本明細書では、「座標および向き」を単に「位置」と表現する場合がある。
【００１７】
また、３Ｄ空間内オブジェクトの仮想カメラによる表示については、３Ｄレンダリング用のライブラリやそれを実装した専用チップ等を用いて行うことができる。
【００１８】
本発明では、前記基準オブジェクトおよび従属オブジェクトが板ポリゴンであり、板ポリゴンに関連づけられるテクスチャの一部を透明又は半透明とすることが有利である。
【００１９】
本発明はまた、仮想カメラによる撮影の対象となる仮想３次元空間にオブジェクト集合を配置して表示するためのコンピュータプログラムであって、
コンピュータに、
オブジェクト集合を構成する各オブジェクト間の仮想カメラ撮影方向を基準とした相対的位置関係を記憶する相対的位置関係記憶制御と、
前記オブジェクト集合のうちの一のオブジェクトである基準オブジェクトの仮想３次元空間における座標を設定する基準オブジェクト座標設定制御と、
仮想カメラの撮影方向を検出する撮影方向検出制御と、
前記撮影方向検出制御により検出した撮影方向、前記基準オブジェクト座標設定制御により設定された前記基準オブジェクトの座標、および前記相対的位置関係記憶制御により記憶した前記相対的位置関係から、前記基準オブジェクトの向き、並びに前記オブジェクト集合を構成する基準オブジェクト以外のオブジェクトである従属オブジェクトの座標および向きを導出するオブジェクト位置導出制御と、
前記基準オブジェクト座標設定制御により設定された座標、および前記オブジェクト位置導出制御により導出された座標および向きに従って前記基準オブジェクトおよび前記従属オブジェクトを配置して表示するオブジェクト配置表示制御、
行わせることを特徴とするコンピュータプログラムを提供する。
【発明の効果】
【００２０】
本願請求項１又は３の発明では、仮想カメラ撮影方向を基準としてオブジェクト集合を構成する各オブジェクト間の相対的位置関係を規定しているため、どのような撮影方向についてもこれらのオブジェクト間の位置関係を自動的に規則的に決定して配置できる。このため、仮想カメラの位置や画角などを変更した場合でも、基準オブジェクトの位置決めを行うだけでエフェクトが正しく表示されるようすることが可能であり、従って、エフェクト制作の労力やコストを大幅に削減することができる。
【００２１】
請求項２の発明では、透明又は半透明のテクスチャを有する板ポリゴンを透かして非透明のテクスチャ部分を多重に表示することにより２Ｄエフェクトの３次元的な効果が簡便に発揮され、かつ、このような場合に特に仮想カメラを基準とした板ポリゴンの正確な配置が要求されてマニュアル配置等のコストが増大するため、本発明によるコスト削減効果が高くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１は、（ａ）従来法でいったん配置したエフェクトに対するカメラの撮影方向が逆になると不具合となり別途配置調整の手間が必要となる一方、（ｂ）本発明ではカメラの撮影方向を変えても不具合とならずにエフェクトが正しく表示される様子を示している。
【００２４】
図１（ａ）の従来法左図では、仮想カメラがＺ軸プラス方向に撮影している場合である。図中、文字（「ATOOH」）のテクスチャが貼り付けられた板ポリゴン１３および吹き出し図柄のテクスチャが貼り付けられた板ポリゴン１４は、吹き出し図柄の中に文字が配置された状態のエフェクトを表現するためのオブジェクトである。板ポリゴン１３、１４は、いずれもテクスチャを付した面（主面）が仮想カメラ側となるようＺ軸マイナス方向に向けて、図の通りの態様で仮想カメラ１１の前に配置されている。なお板ポリゴン１３は文字部分が非透明、文字部分以外が透明であり、板ポリゴン１４は吹き出しの図柄部分が非透明、それ以外の部分が透明となっている。仮想カメラにより撮影される画像（Ｒ１）は、図示のように、文字が吹き出し図柄の中に配置されたものとなり、制作者が意図したエフェクトが正しく表現されている。
【００２５】
同じ配置のシーンを逆の方向（Ｚ軸マイナス方向）から仮想カメラで撮影したのが図１（ａ）の従来法右図である。この場合、たとえ各板ポリゴン１３、１４の主面が常に仮想カメラ１１側となるように設定していた場合でも、透明でない吹き出しテクスチャを有する板ポリゴン１４が仮想カメラから見て手前に配置されているため、板ポリゴン１３上の文字の部分をさえぎってしまい、仮想カメラ１１により撮影される画像（Ｒ２）は、図示のように、文字の見えない吹き出し図柄のみの画像であり、エフェクトとしては不完全なものとなる。
【００２６】
図１（ｂ）本発明の右図は、この問題に本発明を適用したものであり、オブジェクト集合を構成するオブジェクトである板ポリゴン１３、１４のうちのいずれか一方の板ポリゴンのみを仮想３次元空間に配置することで、両板ポリゴン１３、１４の位置（座標および向き）が仮想カメラ１１の撮影方向に応じて自動的に調節されるため、エフェクトが正しく撮影されている（本図の表示結果Ｒ３）。
【００２７】
また、図１（ｂ）の本発明の場合、吹き出し図柄のテクスチャを張った板ポリゴンの位置さえ決めれば、もう一方の文字テクスチャを張った板ポリゴンの位置は自動的に決まるため、同左図において最初にエフェクトを配置する際も、一方の板ポリゴンについてのみ位置決めすればよいという手間の節約になり、さらに仮想カメラの撮影方向が同右図のようにマイナス方向に変わった場合でも、板ポリゴンの位置関係を、手操作やプログラムで明示的に入れ替えて記憶する必要がなく、結局二つ観点から、労力やオブジェクト配置用メモリの節約になっている。
【００２８】
図２は、本発明の一実施形態に係る画像表示装置２０のハードウェア構成を示す説明図である。
【００２９】
図示されるように、画像表示装置２０は、ＣＰＵ２１、揮発性メモリ２２、不揮発性メモリ２３、外部記憶媒体ドライブ２４、入力制御ＩＣ２５、画像合成ＩＣ２６、音声合成ＩＣ２７及びこれらを接続するバス２８を備え、外部記憶媒体ドライブ２４、入力制御ＩＣ２５、画像合成ＩＣ２６、音声合成ＩＣ２７には、それぞれ、外部記憶媒体２４ａ、操作装置２５ａ、表示装置２６ａ、スピーカ２７ａが接続されている。
【００３０】
ＣＰＵ２１は、不揮発性メモリ２３に記録される本発明のプログラムを含む各種プログラムに従った制御動作をオペレーティングシステム等と協働して実行するための論理回路や順序回路から構成されている。
【００３１】
揮発性メモリ２２は、主記憶としてのランダムアクセスメモリであり、本発明の画像表示プログラムが参照するスタックやフレームカウンタなどの制御情報や、画像表示に必要なオブジェクト定義情報や配置情報等を一時的に記録する。
【００３２】
不揮発性メモリ２３は、ＨＤＤ、ＤＶＤ−ＲＷ、フラッシュメモリ等から構成され、本発明の画像表示プログラムが記録される領域を有する他、オブジェクトの定義（オブジェクトを構成するポリゴンの定義、ポリゴンの配置、ポリゴンとテクスチャの静的／動的関連づけ）のための領域、本発明に従うエフェクトの表示に使用される一又は複数のオブジェクト集合に関する情報（オブジェクト集合の識別情報、各オブジェクト集合についての基準オブジェクトの座標、基本オブジェクトと従属オブジェクトとの相対的位置関係など）を記憶するための領域、３次元モデルを構成するための上記以外のオブジェクトの配置を記憶するための領域等が設けられている。
【００３３】
外部記憶媒体ドライブ２４は、外部記憶媒体であるＤＶＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭなどに記録されるデータを読み取って、バス２８に送信したり、逆に制作・編集された結果としての本発明のオブジェクト情報、相対的位置関係等を記憶したりしておくためのものである。
【００３４】
入力制御ＩＣ２５は、キーボードやマウス、専用コントローラなどの操作装置２５ａに対する所定の操作入力に応答して、各種操作信号を生成してバス２８に送信する。
【００３５】
画像合成ＩＣ２６は、通常の手法によって配置されるオブジェクトおよび本発明により配置が自動決定されるオブジェクトにより構成される仮想モデルの仮想カメラによる撮影画像をレンダリングする。レンダリングされた画像は、所定の周波数（いわゆるフレームレート）で表示装置２６ａに送信され動画像として再生される。なお、表示装置２６ａは、ＣＲＴや液晶モニタなどのＣＧ動画を視覚的に表示するための装置である。
【００３６】
音声合成ＩＣ２７は、外部記憶媒体２４ａに記録されるＢＧＭや効果音などの音声データをバス２８から受信して、アナログ形式で合成し、スピーカ２７ａへアナログ信号として出力するものであり、本発明のプログラムにより自動的に配置した従属オブジェクトが他のオブジェクトに衝突する場合には警告音を発したりするように制御することもできる。
【００３７】
図３は、上記画像表示装置２０が不揮発性メモリ２３に記録される本発明の画像表示プログラムを実行することにより実現される機能ブロック３０を示す説明図である。図中の矢印はデータフローを表す。
【００３８】
図示するように、機能ブロック３０は、相対的位置関係記憶部３１、撮影方向検出部３２、基準オブジェクト座標設定部３３、相対的位置関係編集部３４、オブジェクト位置導出部３５、オブジェクト位置記憶部３６、オブジェクト編集部３７、オブジェクト配置／表示部３８を備えている。なお、これらのうち、破線により示した部分（３１、３２、３４、３５）が本発明に特有の構成であり、これらの存在により、たとえば単一エフェクトを表現するためのオブジェクト集合を構成する各オブジェクトの位置決めが自動的にかつカメラの撮影方向を反映して適切に行われる。
【００３９】
相対的位置関係記憶部３１は、各オブジェクト集合毎に、オブジェクト集合を構成する各オブジェクト、および各オブジェクト間の相対的位置関係を記憶している。なお、この実施形態では、オブジェクト集合のうち最も仮想カメラの近くに配置されるオブジェクトを基準オブジェクトとして後述する図５のような形式で記憶している。この内容は、相対的位置関係編集部３４により編集され、オブジェクト位置導出部３５に提供される。
【００４０】
撮影方向検出部３２は、仮想カメラ属性構造体の撮影方向ベクトルを格納したフィールドから情報を抽出してオブジェクト位置導出部３５に提供するプログラムモジュールである。また、同構造体中の仮想カメラ座標も必要に応じて提供する。
【００４１】
基準オブジェクト座標設定部３３は、オブジェクト集合を構成する一のオブジェクトである基準オブジェクトの仮想３次元空間における座標を設定するためのプログラムモジュールであり、制作者がキーボードやマウスから入力したり、プログラム中の設定データを代入したり、シーンの動的な進行に応じて計算により決定した値をそのオブジェクトの座標として指定する。この座標は、オブジェクト位置記憶部３６にその基準オブジェクトを特定する情報と関連づけて格納される。また、格納の際、オブジェクト位置導出部３５が起動され、基準オブジェクトの向きおよびオブジェクト集合を構成する他のオブジェクトである従属オブジェクトの位置が導出され、その結果がオブジェクト位置記憶部３６に格納される。なお、制作者が基準オブジェクトではなく、従属オブジェクトの座標を設定した場合には、その設定された従属オブジェクトの座標から、オブジェクト位置導出部３５が、相対的位置関係記憶部３１のデータを参照して、基準オブジェクトの座標を逆算するようにすることも可能である。
【００４２】
相対的位置関係編集部３４は、撮影方向を基準とした基準オブジェクトと従属オブジェクトとの相対的位置関係を規定するためのプログラムモジュールである。制作者によるキーボードやマウスからの入力を受付けて、オブジェクト集合毎に撮影方向を基準とした相対的位置関係を定義し、相対的位置関係記憶部３１に格納する。
【００４３】
オブジェクト位置導出部３５は、基準オブジェクト座標設定部３３により設定された基準オブジェクトの座標、相対的位置関係記憶部３１に記憶された相対的位置関係、および撮影方向検出部３２により検出される撮影方向に基づいて、その基準オブジェクトの向き、および、その基準オブジェクトが属するオブジェクト集合を構成する従属オブジェクトのオブジェクトの位置（座標および向き）を図５〜９に関連して後述する手法により導出する。基準オブジェクト座標設定部３３により設定され、或いはオブジェクト位置導出部により導出された基準オブジェクトおよび従属オブジェクトの座標および向きはオブジェクト位置記憶部３６に格納される。
【００４４】
オブジェクト位置記憶部３６は、基準オブジェクト座標設定部３３、オブジェクト位置導出部３５により与えられる基準オブジェクトおよび従属オブジェクトの位置を、３次元モデルを構成する他の全てのオブジェクトの位置とともに記憶しており、オブジェクト配置／表示部３８でレンダリングするためのデータを提供する。なお、オブジェクト自体の定義は、オブジェクト編集部３７により制作者から与えられる。
【００４５】
オブジェクト編集部３７は、制作者がキーボードやマウスから入力することにより、オブジェクトの内容を規定するためのモジュールである。オブジェクトの内容としては、ポリゴンの定義、配置、テクスチャとの関連づけなど、３Ｄモデリングの手法を用いる。
【００４６】
オブジェクト配置／表示部３８は、オブジェクト位置記憶部３６に記憶されたオブジェクトのデータを取得／参照して仮想３次元空間に配置して表示（レンダリング）するためのモジュールであり、このモジュールは従来と同様の構成となっている。
【００４７】
図４は、本発明による画像表示プログラムの制御フローの概要を示すフローチャート４０である。
【００４８】
ステップ４１でプログラムを開始する。実際にはここで示すオブジェクトの配置や表示はより上位の制作ツールやゲームプログラムの一環として行われるため、開始後も、さまざまな割り込み処理等が途中で実施されうるが、ここでは本発明に関係のあるステップのみを示す。
【００４９】
ステップ４２では、このフローの終了条件が検査され、終了の場合には、ステップ４２Ｙに遷移して終了する。なお、終了条件としては、オブジェクト集合の配置の終了を示すコマンドの受信、特定のシーンで配置しようとするオブジェクト集合の最後に達している状態、などがある。
【００５０】
終了条件に合わない場合には、ステップ４３に遷移して、配置しようとするオブジェクト集合の選択を行う。この選択は、準備されたオブジェクト集合をリストする図示しないオブジェクト集合登録テーブルを参照して行うものとすることができる。そのような選択は、制作時には手入力でおこない、プログラム動作時には、事前定義したオブジェクト集合の識別子等により行うことができる。
【００５１】
オブジェクト集合が選択されると、ステップ４４に遷移して、選択されたオブジェクト集合を構成する各オブジェクトおよびそれらオブジェクト間の相対的位置関係の検索が相対的位置関係記憶部３１に対して行われる。これらの情報は、相対的位置関係記憶部３１において後述の図５のような態様で規定されている。
【００５２】
ついで、ステップ４５に遷移して、選択されたオブジェクト集合の基準オブジェクトの座標の設定が行われる。基準オブジェクトの座標は、制作時には、キーボードやマウスからの入力に基づいて設定され、プログラム動作時には、事前定義したデータの代入やシーンに応じた演算に基づいて設定することができる。なお、この実施形態では、基準オブジェクトの向きは、後述のステップ４７においてオブジェクト位置導出部３５により導出されるが、制作者の入力やプログラムの演算に基づいて設定されるものとすることも可能である。
【００５３】
ついで、ステップ４６に遷移して、撮影方向検出部３２により仮想カメラの撮影方向を検出する。撮影方向は、仮想３次元空間上の単位ベクトルとして求める。
【００５４】
さらに、ステップ４７に遷移して、オブジェクト位置導出部３５が、ステップ４４で検索した相対的位置関係、ステップ４５で設定された基準オブジェクトの座標、およびステップ４６で取得した仮想カメラの撮影方向ベクトルβを元に、その基準オブジェクトの向き、並びにその基準オブジェクトが属するオブジェクト集合を構成する各従属オブジェクトの座標および向きの導出を実行する。
【００５５】
ついで、ステップ４８に遷移して、オブジェクト配置／表示部３８が、各オブジェクトを、前のステップ４７で導出された位置に従って仮想３次元空間上に配置する。
【００５６】
最後に、ステップ４９に遷移して、オブジェクト配置／表示部３８が、今回のループで対象となったオブジェクト集合が配置された仮想３次元空間をレンダリング表示し、ステップ４２の終了条件の判定にループして、以降これを繰り返す。
【００５７】
図５（ａ）は上記実施形態に係る画像表示装置２０の相対的位置関係記憶部３１中に格納した、あるオブジェクト集合（「エフェクト１」の識別子が与えられている）についての相対的位置関係のデータを表形式で表したものである。
【００５８】
表中の「名称」欄はこのオブジェクト集合を構成する各オブジェクトに付与された識別子を、「種別」欄は各オブジェクトが基準オブジェクトか従属オブジェクトかの別を示している。「距離」、「水平回転角」、「垂直回転角」の各欄は、従属オブジェクトの座標を計算するためのデータを規定するものであり、「距離」欄の数値は、基準オブジェクトから従属オブジェクトまでの距離を単位ベクトルを基準に規定するものであり、「水平回転角」、「垂直回転角」欄の数値は、基準オブジェクトから従属オブジェクトへの変位方向が撮影方向ベクトルβと成す、それぞれ水平方向、垂直方向における角度を規定するものである。また「向き設定」欄における「カメラ側」は、各オブジェクトの主面（エフェクトを構成するテクスチャが貼られた面）の法線ベクトルγが撮影方向ベクトルβと平行でかつ逆向きとなる（従って、主面がカメラ側に向けられ、かつ、撮影方向ベクトルβと垂直になる）ことを示している。
【００５９】
従って、図５（ａ）のテーブルによれば、オブジェクト集合「エフェクト１」は、基準オブジェクトである「板ポリゴン１」と従属オブジェクトである「板ポリゴン２」の２つのオブジェクトにより構成されており、「板ポリゴン２」は、撮影方向ベクトルβの方向に「２」の距離だけ、すなわち、単位ベクトルの２倍の距離だけ変位した座標に位置決めされることになる。
【００６０】
なお、各オブジェクトの座標は、各オブジェクトの基準点（中心点など）により定義されることが通常であるが、それ以外の任意の方法により定義しても構わない。
【００６１】
図６は、図５（ａ）の相対的位置関係を前提として、基準オブジェクトである「板ポリゴン１」の座標が仮想カメラの正面に設定された場合の「エフェクト１」の配置を示している。なお、本図、および図７〜９において（ｈ）は、仮想カメラ１１の撮影方向（Ｚ方向）と、仮想３次元空間に設定された水平面（地面に平行な面）内におけるＺ方向に垂直な方向（Ｘ方向）とにより規定される撮影水平面への投影図であり、（ｖ）は、Ｚ方向と仮想３次元空間に設定された高さ方向（Ｙ方向）とにより規定される撮影垂直面への投影図である。
【００６２】
図７は、図５（ａ）の相対的位置関係を前提として、基準オブジェクトである「板ポリゴン１」に仮想カメラの正面からずれた座標が設定された場合の「エフェクト１」の配置を示している。
【００６３】
このように、オブジェクト集合を構成する各オブジェクトの仮想カメラに対する遠近関係および主面の向きが常に一義的にかつ適切に設定されるため、オブジェクト集合に対する仮想カメラの位置関係がどのように変わっても、制作者が意図したエフェクトが正しく表示されることになる。
【００６４】
図５（ｂ）は相対的位置関係記憶部３１中に格納した他の態様の相対的位置関係をしている。
【００６５】
図５（ｂ）の相対的位置関係は、「板ポリゴン１」および「板ポリゴン２」の「向き設定」欄に「カメラ向」が与えられている点においてのみ図５（ａ）と相違している。この「向き設定」欄における「カメラ向」は、各オブジェクトの主面が仮想カメラの座標を向くこと（従って、主面の法線ベクトルγが、そのオブジェクトの基準点とカメラ座標とを結ぶ線に平行になる）ことを示している。
【００６６】
図５（ｂ）の相対的位置関係を前提とする場合でも、基準オブジェクトである「板ポリゴン１」の座標が仮想カメラの正面に設定された場合における「エフェクト２」の配置は図６と同一となる。しかし、基準オブジェクトである「板ポリゴン１」に仮想カメラの正面からずれた座標が設定された場合には、「エフェクト２」の配置は、図８に示す態様となる。
【００６７】
従って、図５（ｂ）の相対的位置関係を用いた場合も、オブジェクト集合を構成する各オブジェクトの仮想カメラに対する遠近関係および主面の向きが常に一義的にかつ適切に設定されるため、オブジェクト集合に対する仮想カメラの位置関係がどのように変わっても、制作者が意図したエフェクトが正しく表示されることになる点は、図５（ａ）の相対的位置関係の場合と同様であるが、図７と図８の対比で明らかなように、仮想カメラと基準オブジェクトの位置関係によっては、図５（ａ）の設定とした場合と、図５（ｂ）の設定とした場合とで、仮想カメラから見た各オブジェクトの主面の角度が相違するために、異なる視覚効果を得ることができる。
【００６８】
図５（ｃ）は相対的位置関係記憶部３１中に格納した更に他の態様の相対的位置関係を示している。
【００６９】
図５（ｃ）のオブジェクト集合「エフェクト３」は複数（この場合、４）の従属オブジェクトを有し、かつ、より複雑な相対的位置関係（この場合、従属オブジェクトの座標が基準オブジェクトから、撮影方向ベクトルβを回転させた方向β´に変位した座標として導出される）を有している。
【００７０】
図９は、図５（ｃ）の相対的位置関係を前提として、基準オブジェクトである「板ポリゴン１」の座標が仮想カメラの正面に設定された場合の「エフェクト３」の配置を示している。
【００７１】
図示されるように、「板ポリゴン１」は仮想カメラの正面に配置されているが、「板ポリゴン２、４」の「板ポリゴン１」からの変位方向が、撮影方向ベクトルβに対して３０度および−３０度の水平回転角を有しているため、「板ポリゴン２、４」の基準点は、それぞれ撮影方向ベクトルβと３０度の角を成す補助線Ｌ１、Ｌ２上において「板ポリゴン１」の基準点から単位ベクトルの２倍および６倍の距離離れた座標に設定される。
【００７２】
同様に、「板ポリゴン３、５」の「板ポリゴン１」からの変位方向が、撮影方向ベクトルβに対して３０度および−３０度の垂直回転角を有しているため、「板ポリゴン３、５」の基準点（中心点）は、それぞれ撮影方向ベクトルβと３０度の角を成す補助線Ｌ３、Ｌ４上において「板ポリゴン１」の基準点から単位ベクトルの４倍および８倍の距離離れた座標に設定される。
【００７３】
また、このようにそれぞれＸ軸およびＹ軸上における異なる座標を与えられた「板ポリゴン１〜５」の向き設定が「カメラ向」とされる結果、「板ポリゴン１〜５」の主面はそれぞれ撮影方向ベクトルβに対して異なる角度で傾斜することになる。
【００７４】
なお、上記実施形態では、従属オブジェクトの変位方向は、撮影方向ベクトルβを基準に規定されているが、別の実施形態では、撮影方向の単位ベクトルを地面と水平の単位ベクトルを基準にすることもでき、これにより、仮想カメラ自体の傾きは無視されるが、地面に対する重力等を考慮して制作したオブジェクト集合の相対的位置関係を、制作時に想定した地面に対する位置関係で用いることができる。
【００７５】
また、別の実施形態では、仮想カメラに魚眼レンズを使用し、撮影方向を示す単位ベクトルについては撮影されるオブジェクト座標とカメラ座標とにより、オブジェクトごとに決定するようにして、本発明による相対的位置関係を適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】（ａ）は、２枚の板ポリゴンからなるオブジェクト集合を逆方向から仮想カメラにより撮影した場合に不具合となることを示す従来法の説明図。（ｂ）は、撮影方向に応じ板ポリゴンの位置関係を自動的に調整することによりこの問題を解決した本発明の説明図。
【図２】本発明の一実施形態に係る画像表示装置２０のハードウェア構成を示す説明図。
【図３】本発明の一実施形態に係る画像表示装置２０の機能ブロック３０を示す説明図。
【図４】本発明の一実施形態に係る画像表示装置２０において実行される処理の流れを示すフローチャート。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施形態に係る画像表示装置２０におけるオブジェクト間の相対的位置関係を規定するデータを示す説明図。
【図６】例示的な相対的位置関係に従うオブジェクト集合の仮想３次元空間における配置態様を示す説明図。
【図７】例示的な相対的位置関係に従うオブジェクト集合の仮想３次元空間における配置態様を示す説明図。
【図８】例示的な相対的位置関係に従うオブジェクト集合の仮想３次元空間における配置態様を示す説明図。
【図９】例示的な相対的位置関係に従うオブジェクト集合の仮想３次元空間における配置態様を示す説明図。
【符号の説明】
【００７７】
１１  仮想３次元カメラ
１２  カメラの撮影方向
１３  板ポリゴン
１４  板ポリゴン
２０  画像表示装置
２１  ＣＰＵ
２２  揮発性メモリ
２３  不揮発性メモリ
２４  外部記憶媒体ドライブ
２４ａ  外部記憶媒体
２５  入力制御ＩＣ
２５ａ  操作装置
２６  画像合成ＩＣ
２６ａ  表示装置
２７  音声合成ＩＣ２７
２７ａ  スピーカ
２８  バス
３１  相対的位置関係記憶部
３２  撮影方向検出部
３３  オブジェクト座標設定部
３４  相対的位置関係編集部
３５  オブジェクト位置導出部
３６  オブジェクト・位置・向記憶部
３７  オブジェクト編集部
３８  オブジェクト配置／表示部
【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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