(57)【要約】【課題】オブジェクトの柔らかな形状変形を処理のリアルタイム性を担保しながら実現できる３次元ゲーム装置及び情報記憶媒体を提供すること。【解決手段】仮想スケルトン４４の方向情報θ１を変化させる。ポリゴンの頂点ｂ0〜ｂ3の位置情報を、変化前の頂点ｂ0’〜ｂ3’の位置情報と、仮想スケルトン４４の方向情報θ１（θ１により求められる頂点ｂ0”〜ｂ3”の位置情報）と、仮想スケルトン４４及び親の仮想スケルトン４２からの影響度情報に基づいて求める。輝度情報を求める処理も同様である。但しこの場合には、法線ベクトルの合成処理は行わず輝度情報を直接補間してもよい。頂点の位置情報、法線情報が格納される頂点リスト、法線リストでは、影響度情報があるものを先頭側に並べておく。子と親の仮想スケルトンの影響度情報の重み付け値を用いることが望ましい。関節以外にも髪の揺れ、皮膚の変化を表現できる。【選択図】図５
2007234033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のポリゴンにより構成され第１〜第Ｎの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化により形状が変形するオブジェクトが配置されるオブジェクト空間内での視界画像を合成する３次元ゲーム装置であって、
第Ｋ（１≦Ｋ≦Ｎ）の仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の少なくとも一方を変化させる手段と、
第Ｋの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化により変化するポリゴンの頂点の位置情報を、変化前における該頂点の位置情報と、第Ｋの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の少なくとも一方と、第Ｋの仮想スケルトンからの影響度情報と、第Ｋの仮想スケルトンと隣り合う第（Ｋ−１）の仮想スケルトンからの影響度情報とに基づいて求める手段と、
オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向での視界画像を合成する手段とを含むことを特徴とする３次元ゲーム装置。
【請求項２】
複数のポリゴンにより構成され第１〜第Ｎの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化により形状が変形するオブジェクトが配置されるオブジェクト空間内での視界画像を合成する３次元ゲーム装置であって、
第Ｋ（１≦Ｋ≦Ｎ）の仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の少なくとも一方を変化させる手段と、
第Ｋの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化により変化するポリゴンの頂点の輝度情報を、変化前における該頂点の法線情報と、第Ｋの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の少なくとも一方と、第Ｋの仮想スケルトンからの影響度情報と、第Ｋの仮想スケルトンと隣り合う第（Ｋ−１）の仮想スケルトンからの影響度情報とに基づいて求める手段と、
オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向での視界画像を合成する手段とを含むことを特徴とする３次元ゲーム装置。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれかにおいて、
前記第Ｋの仮想スケルトンと前記第（Ｋ−１）の仮想スケルトンとは、第（Ｋ−１）の仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化が第Ｋの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化に影響を与え、第Ｋの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化が第（Ｋ−１）の仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化に影響を与えない関係にあることを特徴とする３次元ゲーム装置。
【請求項４】
複数のポリゴンにより構成され第１〜第Ｎの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化により形状が変形するオブジェクトが配置されるオブジェクト空間内での視界画像を合成する３次元ゲーム装置であって、
第Ｋ（１≦Ｋ≦Ｎ）の仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の少なくとも一方を変化させる手段と、
第Ｋの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化により変化するポリゴンの頂点の輝度情報を、該頂点の法線情報及び所与の照明モデルに基づいて求められる変化前における該頂点の輝度情報と、前記法線情報を第Ｋの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の少なくとも一方により変換することで得た法線情報及び所与の照明モデルに基づいて求められる輝度情報と、第Ｋの仮想スケルトンからの影響度情報と、第１〜第Ｎの仮想スケルトンの少なくとも１つからの影響度情報とに基づいて求める手段と、
オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向での視界画像を合成する手段とを含むことを特徴とする３次元ゲーム装置。
【請求項５】
複数のポリゴンにより構成され第１〜第Ｎの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化により形状が変形するオブジェクトが配置されるオブジェクト空間内での視界画像を合成する３次元ゲーム装置であって、
第１の仮想スケルトンに対応するポリゴンの頂点の位置情報のうち第１の仮想スケルトン以外の仮想スケルトンから影響を受ける位置情報を優先して該仮想スケルトンからの影響度情報に関連づけて格納すると共に影響を受けない位置情報をそれに続けて格納する第１の頂点リストと、第２の仮想スケルトンに対応するポリゴンの頂点の位置情報のうち第２の仮想スケルトン以外の仮想スケルトンから影響を受ける位置情報を優先して該仮想スケルトンからの影響度情報に関連づけて格納すると共に影響を受けない位置情報をそれに続けて格納する第２の頂点リストと、・・・・第Ｎの仮想スケルトンに対応するポリゴンの頂点の位置情報のうち第Ｎの仮想スケルトン以外の仮想スケルトンから影響を受ける位置情報を優先して該仮想スケルトンからの影響度情報に関連づけて格納すると共に影響を受けない位置情報をそれに続けて格納する第Ｎの頂点リストとを記憶する手段と、
第Ｋ（１≦Ｋ≦Ｎ）の仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化により変化するポリゴンの頂点の位置情報を、前記第Ｋの頂点リストに含まれるポリゴンの頂点の位置情報及び影響度情報と、第Ｋの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の少なくとも一方とに基づいて求める手段と、
オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向での視界画像を合成する手段とを含むことを特徴とする３次元ゲーム装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記第１の頂点リストは前記影響度情報として第１の仮想スケルトンからの影響度情報を格納し、前記第２の頂点リストは前記影響度情報として第２の仮想スケルトンからの影響度情報と第１の仮想スケルトンからの影響度情報との間の重み付け値を格納し・・・・・・前記第Ｎの頂点リストは前記影響度情報として第Ｎの仮想スケルトンからの影響度情報と第（Ｎ−１）の仮想スケルトンからの影響度情報との間の重み付け値を格納することを特徴とする３次元ゲーム装置。
【請求項７】
複数のポリゴンにより構成され第１〜第Ｎの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化により形状が変形するオブジェクトが配置されるオブジェクト空間内での視界画像を合成する３次元ゲーム装置であって、
第１の仮想スケルトンに対応するポリゴンの頂点の法線情報のうち第１の仮想スケルトン以外の仮想スケルトンから影響を受ける法線情報を優先して該仮想スケルトンからの影響度情報に関連づけて格納すると共に影響を受けない法線情報をそれに続けて格納する第１の法線リストと、第２の仮想スケルトンに対応するポリゴンの頂点の法線情報のうち第２の仮想スケルトン以外の仮想スケルトンから影響を受ける法線情報を優先して該仮想スケルトンからの影響度情報に関連づけて格納すると共に影響を受けない法線情報をそれに続けて格納する第２の法線リストと、・・・・第Ｎの仮想スケルトンに対応するポリゴンの頂点の法線情報のうち第Ｎの仮想スケルトン以外の仮想スケルトンから影響を受ける法線情報を優先して該仮想スケルトンからの影響度情報に関連づけて格納すると共に影響を受けない法線情報をそれに続けて格納する第Ｎの法線リストとを記憶する手段と、
第Ｋ（１≦Ｋ≦Ｎ）の仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化により変化するポリゴンの頂点の輝度情報を、前記第Ｋの法線リストに含まれる法線情報及び影響度情報と、第Ｋの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の少なくとも一方とに基づいて求める手段と、
オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向での視界画像を合成する手段とを含むことを特徴とする３次元ゲーム装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記第１の法線リストは前記影響度情報として第１の仮想スケルトンからの影響度情報を格納し、前記第２の法線リストは前記影響度情報として第２の仮想スケルトンからの影響度情報と第１の仮想スケルトンからの影響度情報との間の重み付け値を格納し・・・・・・前記第Ｎの法線リストは前記影響度情報として第Ｎの仮想スケルトンからの影響度情報と第（Ｎ−１）の仮想スケルトンからの影響度情報との間の重み付け値を格納することを特徴とする３次元ゲーム装置。
【請求項９】
複数のポリゴンにより構成され第１〜第Ｎの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化により形状が変形するオブジェクトが配置されるオブジェクト空間内での視界画像を合成するための情報を格納する情報記憶媒体であって、
第Ｋ（１≦Ｋ≦Ｎ）の仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の少なくとも一方を変化させるための情報と、
第Ｋの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化により変化するポリゴンの頂点の位置情報を、変化前における該頂点の位置情報と、第Ｋの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の少なくとも一方と、第Ｋの仮想スケルトンからの影響度情報と、第Ｋの仮想スケルトンと隣り合う第（Ｋ−１）の仮想スケルトンからの影響度情報とに基づいて求めるための情報と、
オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向での視界画像を合成するための情報とを含むことを特徴とする情報記憶媒体。
【請求項１０】
複数のポリゴンにより構成され第１〜第Ｎの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化により形状が変形するオブジェクトが配置されるオブジェクト空間内での視界画像を合成するための情報を格納する情報記憶媒体であって、
第Ｋ（１≦Ｋ≦Ｎ）の仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の少なくとも一方を変化させるための情報と、
第Ｋの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化により変化するポリゴンの頂点の輝度情報を、変化前における該頂点の法線情報と、第Ｋの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の少なくとも一方と、第Ｋの仮想スケルトンからの影響度情報と、第Ｋの仮想スケルトンと隣り合う第（Ｋ−１）の仮想スケルトンからの影響度情報とに基づいて求めるための情報と、
オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向での視界画像を合成するための情報とを含むことを特徴とする情報記憶媒体。
【請求項１１】
複数のポリゴンにより構成され第１〜第Ｎの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化により形状が変形するオブジェクトが配置されるオブジェクト空間内での視界画像を合成するための情報を格納する情報記憶媒体であって、
第Ｋ（１≦Ｋ≦Ｎ）の仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の少なくとも一方を変化させるための情報と、
第Ｋの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化により変化するポリゴンの頂点の輝度情報を、該頂点の法線情報及び所与の照明モデルに基づいて求められる変化前における該頂点の輝度情報と、前記法線情報を第Ｋの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の少なくとも一方により変換することで得た法線情報及び所与の照明モデルに基づいて求められる輝度情報と、第Ｋの仮想スケルトンからの影響度情報と、第１〜第Ｎの仮想スケルトンの少なくとも１つからの影響度情報とに基づいて求めるための情報と、
オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向での視界画像を合成するための情報とを含むことを特徴とする情報記憶媒体。
【請求項１２】
複数のポリゴンにより構成され第１〜第Ｎの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化により形状が変形するオブジェクトが配置されるオブジェクト空間内での視界画像を合成するための情報を格納する情報記憶媒体であって、
第１の仮想スケルトンに対応するポリゴンの頂点の位置情報のうち第１の仮想スケルトン以外の仮想スケルトンから影響を受ける位置情報を優先して該仮想スケルトンからの影響度情報に関連づけて格納すると共に影響を受けない位置情報をそれに続けて格納する第１の頂点リストと、第２の仮想スケルトンに対応するポリゴンの頂点の位置情報のうち第２の仮想スケルトン以外の仮想スケルトンから影響を受ける位置情報を優先して該仮想スケルトンからの影響度情報に関連づけて格納すると共に影響を受けない位置情報をそれに続けて格納する第２の頂点リストと、・・・・第Ｎの仮想スケルトンに対応するポリゴンの頂点の位置情報のうち第Ｎの仮想スケルトン以外の仮想スケルトンから影響を受ける位置情報を優先して該仮想スケルトンからの影響度情報に関連づけて格納すると共に影響を受けない位置情報をそれに続けて格納する第Ｎの頂点リストとを所与の記憶手段に記憶するための情報と、
第Ｋ（１≦Ｋ≦Ｎ）の仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化により変化するポリゴンの頂点の位置情報を、前記第Ｋの頂点リストに含まれるポリゴンの頂点の位置情報及び影響度情報と、第Ｋの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の少なくとも一方とに基づいて求めるための情報と、
オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向での視界画像を合成するための情報とを含むことを特徴とする情報記憶媒体。
【請求項１３】
複数のポリゴンにより構成され第１〜第Ｎの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化により形状が変形するオブジェクトが配置されるオブジェクト空間内での視界画像を合成するための情報を格納する情報記憶媒体であって、
第１の仮想スケルトンに対応するポリゴンの頂点の法線情報のうち第１の仮想スケルトン以外の仮想スケルトンから影響を受ける法線情報を優先して該仮想スケルトンからの影響度情報に関連づけて格納すると共に影響を受けない法線情報をそれに続けて格納する第１の法線リストと、第２の仮想スケルトンに対応するポリゴンの頂点の法線情報のうち第２の仮想スケルトン以外の仮想スケルトンから影響を受ける法線情報を優先して該仮想スケルトンからの影響度情報に関連づけて格納すると共に影響を受けない法線情報をそれに続けて格納する第２の法線リストと、・・・・第Ｎの仮想スケルトンに対応するポリゴンの頂点の法線情報のうち第Ｎの仮想スケルトン以外の仮想スケルトンから影響を受ける法線情報を優先して該仮想スケルトンからの影響度情報に関連づけて格納すると共に影響を受けない法線情報をそれに続けて格納する第Ｎの法線リストとを所与の記憶手段に記憶するための情報と、
第Ｋ（１≦Ｋ≦Ｎ）の仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化により変化するポリゴンの頂点の輝度情報を、前記第Ｋの法線リストに含まれる法線情報及び影響度情報と、第Ｋの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の少なくとも一方とに基づいて求めるための情報と、
オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向での視界画像を合成するための情報とを含むことを特徴とする情報記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、形状が変形するオブジェクトの画像を合成できる３次元ゲーム装置及び情報記憶媒体に関する。
【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表示物を表すオブジェクトを配置し、所与の視点位置からの視界画像を合成する３次元ゲーム装置が知られており、プレーヤがいわゆる仮想的な現実感を体感できるものとして人気が高い。
【０００３】
このような３次元ゲーム装置において、例えば人間の腕、足等の動きを表現する手法として、腕、足を複数のサブオブジェクトで構成し、これらのサブオブジェクトを動かして関節運動を行わせる手法が考えられる。例えば図１６（Ａ）では、サブオブジェクト９１２、９１４を関節９１０で接合し、サブオブジェクト９１２、９１４を動かすことで関節運動を行わせる。
【０００４】
しかしながら、この手法では、例えば図１６（Ｂ）に示すように、関節運動の際に関節９１０の部分に裂け目９１６が生じてしまい、これによりサブオブジェクト９１２又は９１４の端面が露出し、画像表示が非常に見苦しくなるという問題がある。
【０００５】
あるいは図１６（Ｃ）に示すように、サブオブジェクト９１２、９１４の側面が互いに重なり合ってしまい、陰面処理の手法によっては表示される側面が頻繁に交代して表示され、画像表示にちらつきが生じるという問題もある。
【０００６】
更に、この種の３次元ゲーム装置では、一般的なコンピュータグラフィックスとは異なり、プレーヤからの操作情報等に基づいてリアルタイムに処理を行い画像表示を行うことが要求されている。
【特許文献１】特開昭６３−５４７８号公報
【特許文献２】特開平７−２３９９４９号公報
【特許文献３】特開平８−１５５１４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、オブジェクトの柔らかな形状変形を処理のリアルタイム性を担保しながら実現できる３次元ゲーム装置及び情報記憶媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、複数のポリゴンにより構成され第１〜第Ｎの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化により形状が変形するオブジェクトが配置されるオブジェクト空間内での視界画像を合成する３次元ゲーム装置であって、第Ｋ（１≦Ｋ≦Ｎ）の仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の少なくとも一方を変化させる手段と、第Ｋの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化により変化するポリゴンの頂点の位置情報を、変化前における該頂点の位置情報と、第Ｋの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の少なくとも一方と、第Ｋの仮想スケルトンからの影響度情報と、第Ｋの仮想スケルトンと隣り合う第（Ｋ−１）の仮想スケルトンからの影響度情報とに基づいて求める手段と、オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向での視界画像を合成する手段とを含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、仮想的に想定された第Ｋの仮想スケルトン（サブオブジェクト）の位置情報、方向情報を変化させることでオブジェクトが変形する。この時、ポリゴンの頂点の位置情報は、第（Ｋ−１）の仮想スケルトンからの影響度情報の影響を受けながら変化するため、オブジェクトの柔らかな形状変形が可能となる。そして、特に本発明では、第Ｋの仮想スケルトン及びこれに隣り合う第（Ｋ−１）の仮想スケルトン以外の仮想スケルトンからの影響度情報を考慮する必要がなくなるため、処理負担の軽減、処理の簡易化・単純化が可能となり、画像合成処理のリアルタイム性を担保できる。
【００１０】
また本発明は、複数のポリゴンにより構成され第１〜第Ｎの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化により形状が変形するオブジェクトが配置されるオブジェクト空間内での視界画像を合成する３次元ゲーム装置であって、第Ｋ（１≦Ｋ≦Ｎ）の仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の少なくとも一方を変化させる手段と、第Ｋの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化により変化するポリゴンの頂点の輝度情報を、変化前における該頂点の法線情報と、第Ｋの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の少なくとも一方と、第Ｋの仮想スケルトンからの影響度情報と、第Ｋの仮想スケルトンと隣り合う第（Ｋ−１）の仮想スケルトンからの影響度情報とに基づいて求める手段と、オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向での視界画像を合成する手段とを含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、ポリゴンの輝度情報は、第（Ｋ−１）の仮想スケルトンからの影響度情報の影響を受けながら変化するため、オブジェクトが柔らかく変化するように見える輝度変化の設定が可能となる。そして、特に本発明では、第Ｋ及び第（Ｋ−１）の仮想スケルトン以外の仮想スケルトンからの影響度情報を考慮する必要がなくなるため、画像合成処理のリアルタイム性を担保できる。
【００１２】
また本発明は、前記第Ｋの仮想スケルトンと前記第（Ｋ−１）の仮想スケルトンとは、第（Ｋ−１）の仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化が第Ｋの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化に影響を与え、第Ｋの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化が第（Ｋ−１）の仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化に影響を与えない関係にあることを特徴とする。
【００１３】
このようにすれば、第Ｋの仮想スケルトンからの影響度情報と、親である第（Ｋ−１）の仮想スケルトンからの影響度情報を考慮して、頂点の位置情報又は輝度情報の演算が行われることになる。これにより処理が多重になることを有効に防止でき、処理を単純化、簡略化を図れる。
【００１４】
また本発明は、複数のポリゴンにより構成され第１〜第Ｎの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化により形状が変形するオブジェクトが配置されるオブジェクト空間内での視界画像を合成する３次元ゲーム装置であって、第Ｋ（１≦Ｋ≦Ｎ）の仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の少なくとも一方を変化させる手段と、第Ｋの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化により変化するポリゴンの頂点の輝度情報を、該頂点の法線情報及び所与の照明モデルに基づいて求められる変化前における該頂点の輝度情報と、前記法線情報を第Ｋの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の少なくとも一方により変換することで得た法線情報及び所与の照明モデルに基づいて求められる輝度情報と、第Ｋの仮想スケルトンからの影響度情報と、第１〜第Ｎの仮想スケルトンの少なくとも１つからの影響度情報とに基づいて求める手段と、オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向での視界画像を合成する手段とを含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、輝度情報同士の補間により変化後の頂点の輝度情報を求めることが可能となり、法線ベクトル同士の合成処理の必要性を無くすことができる。これにより処理負担を格段に低減でき、画像合成処理のリアルタイム性の担保が可能となる。
【００１６】
また本発明は、複数のポリゴンにより構成され第１〜第Ｎの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化により形状が変形するオブジェクトが配置されるオブジェクト空間内での視界画像を合成する３次元ゲーム装置であって、第１の仮想スケルトンに対応するポリゴンの頂点の位置情報のうち第１の仮想スケルトン以外の仮想スケルトンから影響を受ける位置情報を優先して該仮想スケルトンからの影響度情報に関連づけて格納すると共に影響を受けない位置情報をそれに続けて格納する第１の頂点リストと、第２の仮想スケルトンに対応するポリゴンの頂点の位置情報のうち第２の仮想スケルトン以外の仮想スケルトンから影響を受ける位置情報を優先して該仮想スケルトンからの影響度情報に関連づけて格納すると共に影響を受けない位置情報をそれに続けて格納する第２の頂点リストと、・・・・第Ｎの仮想スケルトンに対応するポリゴンの頂点の位置情報のうち第Ｎの仮想スケルトン以外の仮想スケルトンから影響を受ける位置情報を優先して該仮想スケルトンからの影響度情報に関連づけて格納すると共に影響を受けない位置情報をそれに続けて格納する第Ｎの頂点リストとを記憶する手段と、第Ｋ（１≦Ｋ≦Ｎ）の仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化により変化するポリゴンの頂点の位置情報を、前記第Ｋの頂点リストに含まれるポリゴンの頂点の位置情報及び影響度情報と、第Ｋの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の少なくとも一方とに基づいて求める手段と、オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向での視界画像を合成する手段とを含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、他の仮想スケルトン、即ち第Ｋの仮想スケルトン以外の仮想スケルトンから影響を受ける頂点位置情報が先頭側に集められた頂点リストを用いて、第Ｋの仮想スケルトンのポリゴンの頂点位置情報を求める演算が行われるようになる。これにより他の仮想スケルトンからの影響を考慮する必要がない頂点位置情報に対して、無駄な処理が行われることが防止される。この結果、処理負担を大幅に軽減でき、リアルタイムな画像合成処理が可能となる。
【００１８】
また本発明は、前記第１の頂点リストは前記影響度情報として第１の仮想スケルトンからの影響度情報を格納し、前記第２の頂点リストは前記影響度情報として第２の仮想スケルトンからの影響度情報と第１の仮想スケルトンからの影響度情報との間の重み付け値を格納し・・・・・・前記第Ｎの頂点リストは前記影響度情報として第Ｎの仮想スケルトンからの影響度情報と第（Ｎ−１）の仮想スケルトンからの影響度情報との間の重み付け値を格納することを特徴とする。
【００１９】
このようにすることで、第Ｋ及び第（Ｋ−１）の仮想スケルトン以外の仮想スケルトンからの影響度情報を考慮することなく、第Ｋの仮想スケルトンのポリゴンの頂点の位置情報を求めることが可能となり、処理負担を軽減できる。また影響度情報として重み付け値を用いており、これにより記憶手段の記憶に要する容量を軽減できる。
【００２０】
また本発明は、複数のポリゴンにより構成され第１〜第Ｎの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化により形状が変形するオブジェクトが配置されるオブジェクト空間内での視界画像を合成する３次元ゲーム装置であって、第１の仮想スケルトンに対応するポリゴンの頂点の法線情報のうち第１の仮想スケルトン以外の仮想スケルトンから影響を受ける法線情報を優先して該仮想スケルトンからの影響度情報に関連づけて格納すると共に影響を受けない法線情報をそれに続けて格納する第１の法線リストと、第２の仮想スケルトンに対応するポリゴンの頂点の法線情報のうち第２の仮想スケルトン以外の仮想スケルトンから影響を受ける法線情報を優先して該仮想スケルトンからの影響度情報に関連づけて格納すると共に影響を受けない法線情報をそれに続けて格納する第２の法線リストと、・・・・第Ｎの仮想スケルトンに対応するポリゴンの頂点の法線情報のうち第Ｎの仮想スケルトン以外の仮想スケルトンから影響を受ける法線情報を優先して該仮想スケルトンからの影響度情報に関連づけて格納すると共に影響を受けない法線情報をそれに続けて格納する第Ｎの法線リストとを記憶する手段と、第Ｋ（１≦Ｋ≦Ｎ）の仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化により変化するポリゴンの頂点の輝度情報を、前記第Ｋの法線リストに含まれる法線情報及び影響度情報と、第Ｋの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の少なくとも一方とに基づいて求める手段と、オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向での視界画像を合成する手段とを含むことを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、他の仮想スケルトンから影響を受ける法線情報が先頭側に集められた法線リストを用いて輝度情報を求める演算が行われるようになる。これにより無駄な処理を省くことができ、リアルタイムな画像合成処理が可能となる。
【００２２】
また本発明は、前記第１の法線リストは前記影響度情報として第１の仮想スケルトンからの影響度情報を格納し、前記第２の法線リストは前記影響度情報として第２の仮想スケルトンからの影響度情報と第１の仮想スケルトンからの影響度情報との間の重み付け値を格納し・・・・・・前記第Ｎの法線リストは前記影響度情報として第Ｎの仮想スケルトンからの影響度情報と第（Ｎ−１）の仮想スケルトンからの影響度情報との間の重み付け値を格納することを特徴とする。
【００２３】
このようにすることで、第Ｋ及び第（Ｋ−１）の仮想スケルトン以外の仮想スケルトンからの影響度情報を考慮することなく輝度情報を求めることが可能となる。また重み付け値を用いることで、処理に必要な記憶容量を低減化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００２５】
図１に本実施例の機能ブロック図を示す。ここで操作部１２は、プレーヤがレバー、ボタン等を用いて操作情報を入力するためのものであり、操作部１２にて得られた操作情報は処理部１００に出力される。処理部１００は、この操作情報と、所与のプログラム等に基づいて、表示物を表すオブジェクトが複数配置されて成るオブジェクト空間を設定する演算等を行うものであり、ハードウェア的にはＣＰＵ等により構成される。画像合成部２００は、この設定されたオブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向での視界画像を合成する演算を行うものであり、ハードウェア的には画像合成専用のＩＣ或いはＣＰＵ等により構成される。そして得られた視界画像は表示部１０において表示される。また記憶部１２０は、処理部１００、画像合成部２００での処理に必要な種々の情報を記憶するものであり、ハードウェア的にはメモリ等により構成される。
【００２６】
図２に、複数のサブオブジェクト２２、２４、２６により構成されるオブジェクト２０の例を示す。このオブジェクト２０は、仮想的なスケルトン２８、３０、３２の位置情報、方向情報の変化によりその形状が変形するようになっている。本実施例ではこれらの仮想スケルトン２８〜３２は連結されている。なお仮想スケルトン２８〜３２はあくまで仮想的に想定されるものであり、その実体は各サブオブジェクト２２〜２６の位置情報、方向情報と等価である。
【００２７】
例えば図３（Ａ）に示すように、人間をオブジェクト３４により表す場合、このオブジェクト３４は、複数のサブオブジェクトａ〜ｊにより構成される。そして、これらのサブオブジェクトａ〜ｊ（或いは仮想スケルトン）は、図３（Ｂ）に示すように木構造により連結される。例えばａはｂ、ｄ、ｅ、ｇ、ｉの親となり、ｂ、ｄ、ｅ、ｇ、ｉはａの子となる。またｂはｃの親となりｃはｂの子となる。オブジェクトの基本形状は、後述するように、これらのサブオブジェクトａ〜ｊの各々に割り当てられる基本情報（図８（Ａ）参照）により特定され、この基本形状を、やはりサブオブジェクトａ〜ｊの各々に割り当てられる変形情報（図８（Ｂ）参照）を用いて変形する。これにより、オブジェクトの柔らで滑らかな形状変形が実現される。
【００２８】
ここで本実施例では、サブオブジェクトａとｂの間の関節部の形状はサブオブジェクトａの子であるサブオブジェクトｂに含ませ、サブオブジェクトｂとｃの間の関節部の形状はサブオブジェクトｂの子であるサブオブジェクトｃに含ませている。例えば図２において、サブオブジェクト２２、２４の関節部に相当する頂点ｂ0〜ｂ5（ｂ4、ｂ5は図示せず）の位置情報、法線情報等はサブオブジェクト２２の子であるサブオブジェクト２４を表す情報に含ませ、サブオブジェクト２４、２６の関節部に相当する頂点ｃ0〜ｃ5（ｃ4、ｃ5は図示せず）の位置情報、法線情報等はサブオブジェクト２４の子であるサブオブジェクト２６を表す情報に含ませている。このようにすることで、１つのサブオブジェクトに含ませる関節部の形状を１つ以下とすることができ、処理系を簡略化できる。１つのサブオブジェクトに複数の関節部の形状を含ませてしまうと、形状変形の際に多重の処理が必要になり、処理負担が重くなってしまうからである。なお図２において、関節部を例えばｃ0〜ｃ11（ｃ10、ｃ11は図示せず）と考え、これらのｃ0〜ｃ11をサブオブジェクト２６に含ませてもよい。
【００２９】
次に仮想スケルトンの位置情報、方向情報について説明する。本実施例では仮想スケルトンの位置情報、方向情報は、親の仮想スケルトンからの相対的な位置情報、方向情報により特定される。例えば図４において、子の仮想スケルトン３０の方向情報は、Ｘ軸上に置かれた親の仮想スケルトン２８に対するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸周りの相対的な回転角度により記述される。また子の仮想スケルトン３０の位置情報は、親の仮想スケルトン２８に対する相対的なシフト移動量により記述される。このように子の仮想スケルトンを親の仮想スケルトンとの相対的な位置関係、方向関係で規定すれば、親の仮想スケルトンの位置情報、方向情報を変化させた場合に、その親に従属する子の仮想スケルトンの位置情報、方向情報を自動的に変化させることが可能となる。また子の仮想スケルトンの位置情報、方向情報のみを独立して変化させることも可能となる。例えば図３（Ａ）において、胴体を表すａ（仮想スケルトン又はサブオブジェクト）の位置情報を変化させａを移動させると、右腕を表すｂ、ｃもそれに追従して移動する。一方、ｂの位置情報、方向情報のみを変化させると、ａを静止したままの状態としながら、ｂ、ｃのみを動かすことができる。なお本実施例では、図２において、仮想スケルトン２２に対応する頂点ａ0〜ａ23の位置情報は、仮想スケルトン２８を基準としたローカル座標系により記載されている。同様に仮想スケルトン３０、３２に対応する頂点ｂ0〜ｂ11、ｃ0〜ｃ17の位置情報は、各々、仮想スケルトン３０、３２を基準としたローカル座標系により記載されている。
【００３０】
次に変形後のオブジェクトを構成するポリゴンの頂点座標の演算手法について説明する。ここでは説明を簡単にするために、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように２次元の場合を例にとり説明を行う。図５（Ａ）において、オブジェクト３５は、サブオブジェクト３６、３８、４０により構成され、その形状は仮想スケルトン４２、４４、４６の位置情報、方向情報の変化により変形する。この時、図５（Ｂ）に示すように、仮想スケルトン４４の方向情報が変化し、親の仮想スケルトン４２に対して角度θ１だけ仮想スケルトン４４が回転した場合を考える。このような仮想スケルトンの位置情報及び方向情報を変化させる処理は、図１の仮想スケルトン変化部１０２により行われる。この時、仮想スケルトン４６は、親である仮想スケルトン４４に追従して回転する。但し仮想スケルトン４４と４６との間の相対的な方向関係は変化しない。
【００３１】
本実施例では、仮想スケルトン４４の位置情報及び方向情報の変化により変化するポリゴンの頂点ｂ0〜ｂ3の位置情報を、変化前の頂点の位置情報と、仮想スケルトン４４の位置情報及び方向情報の少なくとも一方と、仮想スケルトン４４からの影響度情報と、仮想スケルトン４４と隣り合う仮想スケルトン４２からの影響度情報とに基づいて求めている。このような変化後の頂点の位置情報を求める処理は図１の頂点位置情報演算部１０４により行われる。具体的には例えば図５（Ｂ）に示すように、変化後の頂点ｂ0の位置情報は、変化前の頂点ｂ0’の位置情報と、仮想スケルトン４４の方向情報であるθ１により求められた頂点ｂ0”の位置情報と、仮想スケルトン４４からの影響度情報と仮想スケルトン４２からの影響度情報との間の重み付け値とに基づいて求められる。ここでは仮想スケルトン４４からの影響度情報と仮想スケルトン４２からの影響度情報との間の重み付け値は、頂点ｂ0において５０％となっており、この場合にはｂ0’とｂ0”との中点が変化後の頂点ｂ0の位置となる。同様にｂ1での重み付け値は５０％となっており、ｂ1’とｂ1”との中点がｂ1となる。またｂ2での重み付け値は８０％となっており、ｂ2’とｂ2”とを８対２で内分した点がｂ２となる。またｂ3での重み付け値は８０％となっており、ｂ3’とｂ3”とを８対２で内分した点がｂ３となる。即ち重み付け値が０％の場合には仮想スケルトン４４の変化に頂点が全く追従せず、１００％の場合には仮想スケルトン４４の変化に頂点が完全に追従する。なお図５（Ｂ）においては、サブオブジェクト４０は、サブオブジェクト３８の方向変化に追従して移動するのみとなる。
【００３２】
一方、図５（Ｃ）では、仮想スケルトン４６の方向情報が−θ２だけ変化しており、これによりオブジェクトの形状が変形する。ここではｃ0での重み付け値は５０％となっており、ｃ0’とｃ0”との中点がｃ0となる。ｃ1も同様である。またｃ2での重み付け値は８０％となっており、ｃ2’とｃ2”とを８対２で内分した点がｃ2となる。ｃ3も同様である。またｃ4、ｃ5に関しては重み付け値は１００％となっており、これらの頂点は仮想スケルトン４６の変化に完全に追従する。
【００３３】
以上のように本実施例によれば、図１６（Ａ）〜（Ｃ）に示すようなサブオブジェクト自体の回転や移動のみによる変形に加えて、サブオブジェクト自体の形状の変形をプラスアルファすることができる。即ちオブジェクトの柔らかで滑らか変形を実現できる。例えば図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、人間の足を表すオブジェクトの変形を行う場合おいて、仮想スケルトンＥ、Ｆに対する重み付け値を例えば図示するように設定することで、膝の滑らかな関節運動を表現できる。
【００３４】
しかも、本実施例では、その頂点が属する仮想スケルトンからの影響度情報と、それに隣り合う仮想スケルトンからの影響度情報のみを考慮して形状変形が行われる。従って、例えば全ての仮想スケルトンからの影響度情報を考慮して形状変形を行う場合に比べ、処理の簡易化、単純化、高速化、処理負担の軽減化を図ることができる。これにより、この種のゲーム装置に要求される処理のリアルタイム性を担保することが可能となる。なお特に望ましくは、その頂点が属する仮想スケルトンの影響度情報と、この仮想スケルトンの親となる仮想スケルトンの影響度情報を考慮して形状変形を行うことが好ましい。子の仮想スケルトンの変化の影響は親の仮想スケルトンには及ばないため、処理の簡易化、単純化を図れるからである。
【００３５】
次に変形後のオブジェクトを構成するポリゴンの頂点輝度情報の演算手法について説明する。ここでも説明を簡単にするために、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように２次元の場合を例にとり説明を行う。図７（Ａ）に示すように、仮想スケルトン４４の方向情報が変化し、親の仮想スケルトン４２に対して角度θ３だけ仮想スケルトン４４が回転した場合を考える。
【００３６】
本実施例では、仮想スケルトン４４の変化後のポリゴンの頂点の輝度情報を、その頂点の法線情報及び所与の照明モデルに基づいて求められる変化前の頂点の輝度情報と、その頂点の法線情報を仮想スケルトン４４の位置情報及び方向情報の少なくとも一方により変換することで得た法線情報及び所与の照明モデルに基づいて求められる輝度情報と、仮想スケルトン４４からの影響度情報と、他の仮想スケルトンからの影響度情報とに基づいて求めている。この場合の他の仮想スケルトンは、親の仮想スケルトン４２であることが望ましい。このような変化後の頂点の輝度情報を求める処理は図１の頂点輝度情報演算部１０６により行われる。具体的には例えば図７（Ａ）に示すように、変化後の頂点ｂ1の輝度情報Ｉ1は、変化前の頂点ｂ1’の輝度情報Ｉ1’と、頂点ｂ1”での輝度情報Ｉ1”と、輝度情報に関する重み付け値とに基づいて求められる。ここで輝度情報Ｉ1’は、頂点ｂ1’での法線ベクトル５０と、ランバードモデル、フォン・シェーディングモデル等の所与の照明モデルとにより求められるものである。また輝度情報Ｉ1”は、頂点ｂ1”での法線ベクトル５２と上記照明モデルとにより求められるものである。なお法線ベクトル５２は、仮想スケルトン４４の方向情報θ３に基づいて法線ベクトル５０を回転処理することで得る。そして輝度情報Ｉ1は、輝度情報Ｉ1’とＩ1”を重み付け値に基づいて合成する（線形補間等する）ことで求める。例えば重み付け値が０％の場合にはＩ1'をＩ1とする。重み付け値が５０％の場合にはＩ1'とＩ1”とを１対１で合成したものをＩ1とする。重み付け値が８０％の場合にはＩ1'とＩ1”とを２対８で合成したものをＩ1とする。重み付け値が１００％の場合にはＩ1”をＩ1とする。この重み付け値は、頂点の位置情報を求める際の重み付け値と同一にしてもよいし、異ならせてもよい。
【００３７】
一方、頂点の輝度情報を求める手法として、図７（Ｂ）に示すような手法も考えられる。この手法では、図７（Ａ）とは異なり、法線ベクトル５０、５２から直接には輝度情報を求めない。その代わりに法線ベクトル５０、５２を合成することで法線ベクトル５４を求め、この法線ベクトル５４と所与の照明モデルとに基づいて輝度情報Ｉ1を求める。このため図７（Ｂ）の手法は、図７（Ａ）の手法比べて、法線ベクトル５０、５２を合成して法線ベクトル５４を求めるベクトル演算処理が余分に必要になり、処理負担が増える。輝度情報は全てのポリゴンの頂点に対して行われるため、この処理負担の増加は、処理のリアルタイム性の担保の大きな妨げとなる。一方、本実施例によれば、このようなベクトル演算処理が必要ないため、処理負担を軽くでき、処理のリアルタイム性を担保できる。そして、特に運動中の物体に対してはプレーヤの識別能力が低下するため、本実施例の手法を用いても輝度情報が正確でないことをプレーヤに気付かれることがほとんどない。
【００３８】
なお本発明に係る輝度情報演算の他の実施態様として、輝度情報を求める際に法線ベクトルの合成処理は行うが、自分自身及び隣（特に親）の仮想スケルトン以外の仮想スケルトンの影響度情報を考慮しないようにしてもよい。
【００３９】
次に本実施例の詳細な処理例について以下に説明する。本実施例では、図１に示すように、記憶部１２０は、基本情報１２２、変形情報１２４、頂点リスト１２６、法線リスト１２８を格納する。図８（Ａ）、（Ｂ）、図９、図１０に、各々、基本情報、変形情報、頂点リスト、法線リストの例を示す。図８（Ａ）に示す基本情報は、オブジェクトの基本状態での形状を特定するための情報であり、仮想スケルトン（サブオブジェクト）毎に与えられ、各々の仮想スケルトンの位置情報、方向情報等を特定する。本実施例では、基本情報は、基本回転角度、基本移動量、基本拡大縮小率を含む。木構造のルートの位置にある親の仮想スケルトンの基本情報に含まれる基本回転角度、基本移動量は、ワールド（絶対）座標系でのこの仮想スケルトンの方向情報、位置情報となる。また子の仮想スケルトンの基本情報に含まれる基本回転角度、基本移動量は、親の仮想スケルトンに対する相対的な方向情報、位置情報となる。また基本拡大縮小率は、オブジェクトの拡大、縮小を行うためのものである。以上の基本情報により、例えば図３（Ａ）に示すように、人間を表すオブジェクト３４の初期時の姿勢が特定される。そして図８（Ｂ）に示す変形情報は、この初期時の姿勢を変化させるためのものであり、例えばオブジェクト３４に腕を上げさせる場合には、サブオブジェクト（仮想スケルトン）ｂの変形情報を変化させればよい。
【００４０】
図９に示すように、頂点リストには、頂点の位置情報及び重み付け値が格納される。またヘッダ部には頂点位置情報数、重み付け値数（重み付け値が存在する頂点位置情報の数）が格納されている。同様に図１０に示すように、法線リストには、頂点の法線情報及び重み付け値が格納される。またヘッダ部には法線情報数、重み付け値数（重み付け値が存在する法線情報の数）が格納されている。ここで本実施例では、図９、図１０に示すように、重み付け値の有無に基づいて頂点リスト、法線リストにソート処理を施している。即ち重み付け値があるものを先頭に移動させ、重み付け値のないもの（重み付け値が１００％のもの）を後方に移動しておく。より一般的には、他の仮想スケルトンから影響を受ける位置情報又は法線情報を優先してその仮想スケルトンからの影響度情報に関連づけて格納すると共に、影響を受けない位置情報又は法線情報をそれに続けて格納しておく。このようにすることで、後に詳しく説明するように、変形処理を施さない部分についての演算を省略できるという利点を得ることができる。
【００４１】
次に本実施例の詳細例の動作を図１１、図１２に示すフローチャートを用いて説明する。まず処理対象となるサブオブジェクトの基本情報（図８（Ａ）参照）を記憶部１２０から読み出すと共に、頂点位置情報数をカウンタに取り込む（ステップＳ１、Ｓ２）。この頂点位置情報数は、頂点リストのヘッダ部に格納されている（図９参照）。次に処理対象となるサブオブジェクトの頂点リストからそのサブオブジェクト構成するポリゴンの頂点位置情報を読み出す（ステップＳ３）。次に、基本情報を用いて３Ｄ演算を行い、対象サブオブジェクトを構成するポリゴンのワールド座標系での頂点情報を求め、一時記憶部（記憶部１２０内に構築される）に格納する（ステップＳ４、Ｓ５）。そして次の頂点位置情報を読み出し、対象サブオブジェクトの全ての頂点位置情報に対する処理が終了するまで処理を繰り返す（ステップＳ６）。
【００４２】
次に対象サブオブジェクトに対する変形処理が必要か否か、重み付け数が０か否かを判断する（ステップＳ７、Ｓ８）。この重み付け数は頂点リストのヘッダ部に格納されている（図９参照）。変形処理を行わない場合又は重み付け数が０の場合は、以降の処理がバイパスされる。これにより、変形を行うサブオブジェクトと行わないサブオブジェクトとが同等に扱われ共存が可能となる。
【００４３】
変形処理を行う場合には、その対象サブオブジェクトの変形情報（図８（Ｂ）参照）を記憶部１２０から読み出すと共に、重み付け数をカウンタに読み込む（ステップＳ９、Ｓ１０）。次に頂点リストから頂点位置情報を読み出し、変形情報を用いて３Ｄ演算を行う（ステップＳ１１、Ｓ１２）。そして一時記憶部からステップＳ４で求められた座標値を読み出すと共に頂点リストから重み付け値を読み出す（ステップＳ１３、Ｓ１４）。そしてこの重み付け値を用いて、ステップＳ１２で求められた座標値とステップＳ１３で読み出された座標値との間で線形補間処理を行う（ステップＳ１５）。得られた結果は一時記憶部に格納され、次の頂点位置情報を読み出し、対象サブオブジェクトの全ての頂点位置情報に対する処理が終了するまで処理を繰り返す（ステップＳ１６、Ｓ１７）。
【００４４】
以上のようにして１つの対象サブオブジェクトに対する処理系Ａ、Ｂの処理が終わると次の対象サブオブジェクトに対する処理系Ａ、Ｂの処理を行う。この場合、親のサブオブジェクトが子のサブオブジェクトに優先して処理される。
【００４５】
図１２に示す輝度演算処理では、頂点位置情報の代わりに法線情報が用いられ、３Ｄ演算の代わりに輝度演算処理が行われる。それ以外は、図１１とほぼ同様の処理になる。
【００４６】
本実施例では、処理系Ａ、Ｃは、変形するか否かに関わらず全ての対象サブオブジェクトに対して行われるのに対し、処理系Ｂ、Ｄは変形するサブオブジェクトに対してのみ行われる。
【００４７】
また本実施例では、図９、図１０に示すように、重み付け値の有無に基づいて頂点位置情報、法線情報をソートしている。そしてステップＳ８、Ｔ８に示すように重み付け値数が０になるとその後の処理がバイパスされる。これにより、無駄な処理が行われず、処理の高速化を図れる。
【００４８】
次に、本実施例を実現できるハードウェアの構成の一例について図１３を用いて説明する。同図に示す装置では、ＣＰＵ１０００、ＲＯＭ１００２、ＲＡＭ１００４、情報記憶媒体１００６、音合成ＩＣ１００８、画像合成ＩＣ１０１０、Ｉ／Ｏポート１０１２、１０１４が、システムバス１０１６により相互にデータ送受信可能に接続されている。そして前記画像合成ＩＣ１０１０にはディスプレイ１０１８が接続され、音合成ＩＣ１００８にはスピーカ１０２０が接続され、Ｉ／Ｏポート１０１２にはコントロール装置１０２２が接続され、Ｉ／Ｏポート１０１４には通信装置１０２４が接続されている。
【００４９】
情報記憶媒体１００６は、ゲームプログラム、表示物を表現するための画像情報等が主に格納されるものであり、ＣＤ−ＲＯＭ、ゲームカセット、ＩＣカード、ＭＯ、ＦＤ、メモリ等が用いられる。例えば家庭用ゲーム装置ではゲームプログラム等を格納する情報記憶媒体としてＣＤ−ＲＯＭ、ゲームカセットが、業務用ゲーム装置ではＲＯＭ等のメモリが用いられる。
【００５０】
コントロール装置１０２２はゲームコントローラ、操作パネル等に相当するものであり、プレーヤがゲーム進行に応じて行う判断の結果を装置本体に入力するための装置である。
【００５１】
情報記憶媒体１００６に格納されるゲームプログラム、ＲＯＭ１００２に格納されるシステムプログラム（装置本体の初期化情報等）、コントロール装置１０２２によって入力される信号等に従って、ＣＰＵ１０００は装置全体の制御や各種データ処理を行う。ＲＡＭ１００４はこのＣＰＵ１０００の作業領域等として用いられる記憶手段であり、情報記憶媒体１００６やＲＯＭ１００２の所与の内容、あるいはＣＰＵ１０００の演算結果等が格納される。また仮想スケルトン（サブオブジェクト）の木構造（図３（Ａ）、（Ｂ））、基本情報、変形情報（図８（Ａ）、（Ｂ））、頂点リスト（図９）、法線リスト（図１０）等の論理的な構成を持つデータ構造は、このＲＡＭ又は情報記憶媒体上に構築されることになる。
【００５２】
更に、この種の装置には音合成ＩＣ１００８と画像合成ＩＣ１０１０とが設けられていてゲーム音やゲーム画面の好適な出力が行えるようになっている。音合成ＩＣ１００８は情報記憶媒体１００６やＲＯＭ１００２に記憶される情報に基づいて効果音やバックグラウンド音楽等のゲーム音を合成する集積回路であり、合成されたゲーム音はスピーカ１０２０によって出力される。また、画像合成ＩＣ１０１０は、ＲＡＭ１００４、ＲＯＭ１００２、情報記憶媒体１００６等から送られる画像情報に基づいてディスプレイ１０１８に出力するための画素情報を合成する集積回路である。なおディスプレイ１０１８として、いわゆるヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）と呼ばれるものを使用することもできる。
【００５３】
また、通信装置１０２４はゲーム装置内部で利用される各種の情報を外部とやりとりするものであり、他のゲーム装置と接続されてゲームプログラムに応じた所与の情報を送受したり、通信回線を介してゲームプログラム等の情報を送受することなどに利用される。
【００５４】
そして図１〜図１０で説明した種々の処理は、図１１、図１２のフロチャートに示した処理等を行うゲームプログラムを格納した情報記憶媒体１００６と、該ゲームプログラムに従って動作するＣＰＵ１０００、画像合成ＩＣ１０１０等によって実現される。なお画像合成ＩＣ１０１０、音合成ＩＣ１００８等で行われる処理は、ＣＰＵ１０００あるいは汎用のＤＳＰ等によりソフトウェア的に行ってもよい。
【００５５】
図１４（Ａ）に、本実施例を業務用ゲーム装置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面を見ながら、レバー１１０２、ボタン１１０４を操作してゲームを楽しむ。装置に内蔵されるＩＣ基板１１０６には、ＣＰＵ、画像合成ＩＣ、音合成ＩＣ等が実装されている。そして仮想スケルトンの方向情報等を変化させるための情報、ポリゴンの頂点の位置情報又は輝度情報を、変化前の位置情報又は輝度情報と、仮想スケルトンの方向情報等と、仮想スケルトンからの影響度情報とから求めるための情報、頂点リスト又は法線リストを記憶手段に記憶するための情報、オブジェクト空間内での視界画像を合成するための情報等は、ＩＣ基板１１０６上の情報記憶媒体であるメモリ１１０８に格納される。以下、これらの情報を格納情報と呼ぶ。これらの格納情報は、上記の種々の処理を行うためのプログラムコード、画像情報、音情報、表示物の形状情報、テーブルデータ、リストデータ、プレーヤ情報等の少なくとも１つを含むものである。
【００５６】
図１４（Ｂ）に、本実施例を家庭用のゲーム装置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面を見ながら、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、本体装置に着脱自在な情報記憶媒体であるＣＤ−ＲＯＭ１２０６、ＩＣカード１２０８、１２０９等に格納されている。
【００５７】
図１４（Ｃ）に、ホスト装置１３００と、このホスト装置１３００と通信回線１３０２を介して接続される端末１３０４-1〜１３０４-nとを含むゲーム装置に本実施例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、ＣＰＵ、画像合成ＩＣ、音合成ＩＣを有し、スタンドアロンでゲーム画像、ゲーム音を合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、ゲーム音を合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、スタンドアロンで合成できない場合には、ホスト装置１３００がゲーム画像、ゲーム音を合成し、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。
【００５８】
なお本発明は、上記実施例で説明したものに限らず、種々の変形実施が可能である。
【００５９】
例えば本発明はゲームキャラクタの関節部の運動のみならず、種々のものに適用できる。例えば図１５（Ａ）に示すように、髪の毛６０、６１、６２の揺れの表現に本発明を適用できる。この場合には、揺らす髪の毛の各々に仮想スケルトンを設定する。或いは図１５（Ｂ）に示すように人間の顔を表すサブオブジェクト６４及びその仮想スケルトン７０を親とし、髪全体を表すサブオブジェクト６６に仮想スケルトン７２を設定する。そして例えばＤ、Ｅの部分に設定する影響度情報を異ならせれば、髪全体が自然に揺らぐ様子を表現できる。またポニーテールを表すサブオブジェクト６８（髪の毛の部分を黒としそれ以外を透明とするテクスチャがマッピングされている）に仮想スケルトン７４、７６を設定し、影響度情報の設定を微妙に調整することで、ポニーテールが風等で揺らぐ様子を表現できる。また図１５（Ｃ）に示すように、魚の胴体、尾を表すサブオブジェクト７８、８０に仮想スケルトン８２、８４を設定し、例えばＦ、Ｇ、Ｈの部分に設定する影響度情報を異ならせれば、２つのサブオブジェクトを用いるだけで、魚のリアルな泳ぎを表現できる。これ以外にも、本発明によれば、顔の微妙な表情、筋肉の盛り上がり、皮膚の張り弛み、衝突時の車の変形等を、リアルタイムに且つ高品質の画像で表現することが可能となる。
【００６０】
また本発明において仮想スケルトンに設定する位置情報、方向情報は、相対的なものでもよいし、ワールド座標系での座標値、角度等の絶対的なものでもよい。
【００６１】
また本発明での位置情報、輝度情報求める処理等は、図１１、図１２で説明した詳細な処理例に限られるものではない。
【００６２】
また位置情報、輝度情報の補間処理は線形補間に限られるものではない。
【００６３】
また本発明は、業務用のゲーム装置のみならず、例えば家庭用のゲーム装置、シミュレータ、多数のプレーヤが参加する大型アトラクション装置、パーソナルコンピュータ等、種々のものに適用できる。
【００６４】
また本実施例で説明した処理部、画像合成部等で行われる処理も、本実施例では単にその一例を示したものであり、本発明における画像合成処理はこれらに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】実施例１の機能ブロック図の一例である。
【図２】オブジェクト、サブオブジェクト、仮想スケルトンについて説明するための図である。
【図３】図３（Ａ）、（Ｂ）は、サブオブジェクト、仮想スケルトンの木構造について説明するための図である。
【図４】仮想スケルトンの位置情報、方向情報の一例について説明するための図である。
【図５】図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、変形後のポリゴンの頂点の位置情報を求める手法について説明するための図である。
【図６】図６（Ａ）、（Ｂ）は、足の膝の運動に本実施例を適用した場合の例について説明するための図である。
【図７】図７（Ａ）、（Ｂ）は、変形後のポリゴンの頂点の輝度情報を求める手法について説明するための図である。
【図８】図８（Ａ）、（Ｂ）は、基本情報、変形情報の一例を示す図である。
【図９】頂点リストの一例を示す図である。
【図１０】法線リストの一例を示す図である。
【図１１】本実施例の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１２】本実施例の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１３】本実施例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１４】図１４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本実施例が適用される種々の形態のゲーム装置を示す図である。
【図１５】図１５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、画像合成への本発明の種々の適用例を説明するための図である。
【図１６】図１６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、関節運動の問題点について説明するための図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０  表示部
１２  操作部
２０  オブジェクト
２２、２４、２６  サブオブジェクト
２８、３０、３２  仮想スケルトン
３６、３８、４０  サブオブジェクト
４２、４４、４６  仮想スケルトン
１００  処理部
１０２  仮想スケルトン変化部
１０４  頂点位置情報演算部
１０６  頂点輝度情報演算部
１２０  記憶部
１２２  基本情報
１２４  変形情報
１２６  頂点リスト
１２８  法線リスト
２００  画像合成部
【図１】
2007234033.tif 000003
【図２】
2007234033.tif 000004
【図３】
2007234033.tif 000005
【図４】
2007234033.tif 000006
【図５】
2007234033.tif 000007
【図６】
2007234033.tif 000008
【図７】
2007234033.tif 000009
【図８】
2007234033.tif 000010
【図９】
2007234033.tif 000011
【図１０】
2007234033.tif 000012
【図１１】
2007234033.tif 000013
【図１２】
2007234033.tif 000014
【図１３】
2007234033.tif 000015
【図１４】
2007234033.tif 000016
【図１５】
2007234033.tif 000017
【図１６】
2007234033.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成19年4月26日(2007.4.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のポリゴンにより構成され第１〜第Ｎの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化により形状が変形するオブジェクトが配置されるオブジェクト空間内での視界画像を合成する３次元ゲーム装置であって、
第Ｋ（１≦Ｋ≦Ｎ）の仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の少なくとも一方を変化させる手段と、
第Ｋの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化により変化するポリゴンの頂点の位置情報を、変化前における該頂点の位置情報と、第Ｋの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の少なくとも一方と、第Ｋの仮想スケルトンからの影響度情報と、第Ｋの仮想スケルトンと隣り合う第（Ｋ−１）の仮想スケルトンからの影響度情報とに基づいて求める手段と、
オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向での視界画像を合成する手段とを含むことを特徴とする３次元ゲーム装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第Ｋの仮想スケルトンと前記第（Ｋ−１）の仮想スケルトンとは、第（Ｋ−１）の仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化が第Ｋの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化に影響を与え、第Ｋの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化が第（Ｋ−１）の仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化に影響を与えない関係にあることを特徴とする３次元ゲーム装置。
【請求項３】
複数のポリゴンにより構成され第１〜第Ｎの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化により形状が変形するオブジェクトが配置されるオブジェクト空間内での視界画像を合成するためのプログラムを格納する情報記憶媒体であって、
第Ｋ（１≦Ｋ≦Ｎ）の仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の少なくとも一方を変化させる手段と、
第Ｋの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の変化により変化するポリゴンの頂点の位置情報を、変化前における該頂点の位置情報と、第Ｋの仮想スケルトンの位置情報及び方向情報の少なくとも一方と、第Ｋの仮想スケルトンからの影響度情報と、第Ｋの仮想スケルトンと隣り合う第（Ｋ−１）の仮想スケルトンからの影響度情報とに基づいて求めるための手段と、
オブジェクト空間内の所与の視点位置、視線方向での視界画像を合成するための手段として、コンピュータを機能させるプログラムを格納することを特徴とする情報記憶媒体。