(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像処理部により一の方向及び前記一の方向と交差する方向に進行する波のアニメーション画像を生成するアニメーション生成プログラムであって、
前記画像処理部を、
それぞれ三次元座標を有する複数の接続点で結ばれた波の断面形状を表すキーフレームパターンであって、前記一の方向に進行する所定時間間隔を有する２つのキーフレームパターンをメモリから読み出す手段と、
前記読み出された２つのキーフレームパターンの前記所定時間間隔の間にある経過時間位置に対応する新たなフレームパターンを、前記メモリから読み出した２つのキーフレームパターンの位置からの時間隔たりの大きさ割合に応じた補間量に従って、前記２つのキーフレームパターンを構成する複数の接続点の三次元座標を補間して生成する手段と、
前記新たなフレームパターンを、前記２つのキーフレームパターンを構成する複数の接続点の三次元座標を補間して生成する際に、前記補間により生成される新たなフレームパターンを形成する複数の接続点の座標値に、所定のパラメータの特徴に対応して補正値を増加又は減算して補正する手段と、
さらに、新たなフレームパターンを形成する複数の接続点の座標値を曲線補間する手段と、
前記曲線補間により得られた曲線のフレームパターンを所定長さで複数に区切り、それぞれの区切り点をポリゴン頂点とし、前記一の方向と交差する方向に所定時間間隔を有する曲線のキーフレームパターンのポリゴン頂点と繋いで構成されるポリゴンに対応するテクスチャを張りつけて波のアニメーション画像を形成する手段と、更に
前記形成された波のアニメーション画像をディスプレイに表示する制御手段として機能させる
ことを特徴とするアニメーション生成プログラム。
【請求項２】
請求項１において、
前記新たなフレームパターンを形成する複数の接続点の座標値を曲線補間する手段は、前記新たなフレームパターンにより表される波の断面形状の上下に重なる部分において上側となる部分を有する断面形状と、下側となる部分を有する断面形状に対して、それぞれ別個に曲線補間計算することを特徴とするアニメーション生成プログラム。
【請求項３】
請求項２において、
前記曲線補間計算により得られた曲線のフレームパターンを所定長さで複数に区切り、それぞれの区切り点をポリゴン頂点とする際、前記波の断面形状の上下に重なる部分において、前記下側となる部分における区切りの長さを前記波の先端に近いほど他の領域よりも短くすることを特徴とするアニメーション生成プログラム。
【請求項４】
請求項１において、
前記所定のパラメータの特徴に対応して補正値を増加又は減算して補正する手段は、前記所定の経過時間毎にパラメータ補正の対象区分を設定し、前記設定されたパラメータ補正の対象区分毎に、前記一の方向と交差する方向に進行する波の発生初期位置を異なるように設定することを特徴とするアニメーション生成プログラム。
【請求項５】
請求項１において、
前記所定のパラメータの特徴に対応して補正値を増加又は減算して補正する手段は、前記所定の経過時間毎にパラメータ補正の対象区分を設定し、前記設定されたパラメータ補正の対象区分毎に、波の高さ方向又は、前記一の方向と交差する方向における波の幅を異なるように設定することを特徴とするアニメーション生成プログラム。
【請求項６】
請求項１において、
前記所定のパラメータの特徴に対応して補正値を増加又は減算して補正する手段は、前記所定の経過時間毎にパラメータ補正の対象区分を設定し、前記設定されたパラメータ補正の対象区分毎に、前記一の方向と交差する方向における波の移動速度を異なるように設定することを特徴とするアニメーション生成プログラム。
【請求項７】
請求項１において、
前記所定のパラメータの特徴に対応して補正値を増加又は減算して補正する手段は、前記所定の経過時間毎にパラメータ補正の対象区分を設定し、前記設定されたパラメータ補正の対象区分毎に、初期キーフレームパターンを異なるものに設定することを特徴とするアニメーション生成プログラム。
【請求項８】
請求項１において、
前記所定のパラメータの特徴に対応して補正値を増加又は減算して補正する手段は、前記所定の経過時間毎にパラメータ補正の対象区分を設定し、前記設定されたパラメータ補正の対象区分毎に、テクスチャ貼り付けにおいて所定経過時間以降の波の先頭領域のポリゴンの透明度を高めるように設定することを特徴とするアニメーション生成プログラム。
【請求項９】
一の方向及び前記一の方向と交差する方向に進行する波のアニメーション画像を生成するアニメーション生成プログラムを実行する画像処理装置において、
それぞれ三次元座標を有する複数の接続点で結ばれた波の断面形状を表すキーフレームパターンであって、前記一の方向に進行する所定時間間隔を有する複数のキーフレームパターンを格納するメモリと、
前記メモリから読み出されるキーフレームパターンからポリゴンモデルを計算し、複数の前記ポリゴンモデルの頂点を結んで構成されるポリゴンデータを生成し、前記生成されたポリゴンデータにテクスチャを貼り付け画像データを生成する画像処理部を有し、
前記画像処理部は、
前記メモリから前記一の方向に進行する所定時間間隔を有する２つのキーフレームパターンを読み出す手段と、
前記読み出された２つのキーフレームパターンの前記所定時間間隔の間にある経過時間位置に対応する新たなフレームパターンを、前記メモリから読み出した２つのキーフレームパターンの位置からの時間隔たりの大きさ割合に応じた補間量に従って、前記２つのキーフレームパターンを構成する複数の接続点の三次元座標を補間して生成する手段と、
前記新たなフレームパターンを、前記２つのキーフレームパターンを構成する複数の接続点の三次元座標を補間して生成する際に、前記補間により生成される新たなフレームパターンを形成する複数の接続点の座標値に、所定のパラメータの特徴に対応して補正値を増加又は減算して補正する手段と、
さらに、新たなフレームパターンを形成する複数の接続点の座標値を曲線補間する手段と、
前記曲線補間により得られた曲線のフレームパターンを所定長さで複数に区切り、それぞれの区切り点をポリゴン頂点とし、前記一の方向と交差する方向に所定時間間隔を有する曲線のキーフレームパターンのポリゴン頂点と繋いで構成されるポリゴンに対応するテクスチャを張りつけて波のアニメーション画像を形成する手段と、更に
前記形成された波のアニメーション画像をディスプレイに表示する制御手段とを、有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】
画像処理部により一の方向及び前記一の方向と交差する方向に進行する波のアニメーション画像を生成し、且つ遊戯者により操作されるキャラクタ像を表示するゲームプログラムであって、
前記画像処理部を、
それぞれ三次元座標を有する複数の接続点で結ばれた波の断面形状を表すキーフレームパターンであって、前記一の方向に進行する所定時間間隔を有する２つのキーフレームパターンをメモリから読み出す手段と、
前記読み出された２つのキーフレームパターンの前記所定時間間隔の間にある経過時間位置に対応する新たなフレームパターンを、前記メモリから読み出した２つのキーフレームパターンの位置からの時間隔たりの大きさ割合に応じた補間量に従って、前記２つのキーフレームパターンを構成する複数の接続点の三次元座標を補間して生成する手段と、
前記新たなフレームパターンを、前記２つのキーフレームパターンを構成する複数の接続点の三次元座標を補間して生成する際に、前記補間により生成される新たなフレームパターンを形成する複数の接続点の座標値に、所定のパラメータの特徴に対応して補正値を増加又は減算して補正する手段と、
さらに、新たなフレームパターンを形成する複数の接続点の座標値を曲線補間する手段と、
前記曲線補間により得られた曲線のフレームパターンを所定長さで複数に区切り、それぞれの区切り点をポリゴン頂点とし、前記一の方向と交差する方向に所定時間間隔を有する曲線のキーフレームパターンのポリゴン頂点と繋いで構成されるポリゴンに対応するテクスチャを張りつけて波のアニメーション画像を形成する手段と、
前記形成された波のアニメーション画像をディスプレイに表示する制御手段として機能させ、更に
前記波のアニメーション画像を形成する手段は、
前記波のアニメーション画像が、内部を空洞にしたチューブ形状を成し、更に前記遊戯者により操作されるキャラクタから見たカメラ視点が前記空洞に配置され、前記カメラ視点から見た画像として生成される時、前記空洞を構成する壁の少なくとも一部に対応する前記テクスチャデータの透明度を高く設定する、
ことを特徴とするゲームプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アニメーション生成プログラム及びこれを用いた画像処置装置に関する。特に、３次元仮想空間座標を有する画像データにより波の変化を表現するアニメーション生成プログラム及びこれを用いた画像処置装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
３次元仮想空間座標を有する画像データにより仮想現実的な画像を表現してゲームを実行するゲーム装置がある。
【０００３】
かかるゲーム装置において、表示されるサーフボードと一体のサーファーを入力装置により操作して、表示される波の変化のアニメーション画像に対応してサーフィンを遊戯するゲーム装置が提案されている。
【０００４】
しかし、これまでの技術では波の変化をより現実的なアニメーション画像で表現することが困難であり、或いは、データ処理量が多くなり処理装置に大きな負荷がかかるという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題及び課題を解決するための手段】
したがって、本発明の目的は、より現実的な波の変化を表現することを可能とし、同時に処理装置の負荷を大きくしないアニメーション生成プログラム及びこれを用いた画像処置装置を提供することにある。
【０００６】
上記の課題を解決する本発明に従うアニメーション生成プログラムは、第１の態様として、一の方向及び前記一の方向と交差する方向に進行する波のアニメーション画像を生成するアニメーション生成プログラムであって、所定経過時間毎に対応し、三次元座標を有する複数の接続点で結ばれた複数の波のキーパターンフレームを格納するメモリから、特定経過時間の前後の経過時間に対応する２つのキーパターンフレームの読み出しを制御し、画像処理部に対し、前記読み出された２つのキーパターンフレームを、前記特定経過時間とその前後の経過時間との割合に対応して、前記特定経過時間に対するパターンフレームを曲線補間により生成させ、前記曲線補間により生成されるパターンフレームを所定のパラメータにより補正させ、前記パターンフレームを曲線となるように、補間計算させ、前記補間計算により得られた曲線のパターンフレームを所定長さで区切りポリゴン頂点を有するモデルデータを作成させ、前記作成されたモデルデータを前記一の方向に前記ポリゴン頂点をつないで構成される波の画像に対応するポリゴンデータとテクスチャデータによりディスプレイに波のアニメーション画像を表示させることを特徴とする。
【０００７】
上記の課題を解決する本発明に従うアニメーション生成プログラムは、第２の態様として、一の方向及び前記一の方向と交差する方向に進行する波のアニメーション画像を生成するアニメーション生成プログラムであって、画像処理部に対し、所定経過時間毎に対応し、三次元座標を有する複数の接続点で結ばれた複数の波のパターンフレームの各々を、所定のパラメータにより補正させ、前記パターンフレームを曲線となるように、補間計算させ、前記補間計算により得られた曲線のパターンフレームを所定長さで区切りポリゴン頂点を有するモデルデータを作成させ、前記作成されたモデルデータを前記一の方向に前記ポリゴン頂点をつないで構成される波の画像に対するポリゴンデータとテクスチャデータによりディスプレイに波のアニメーション画像を表示させる
ことを特徴とする。
【０００８】
上記の課題を解決する本発明に従うアニメーション生成プログラムは、第３の態様として、前記第１の態様において、前記パターンフレームを曲線とする補間計算は、波の上面と下面に対し、それぞれ別個に計算させることを特徴とする。
【０００９】
上記の課題を解決する本発明に従うアニメーション生成プログラムは、第４の態様として、前記第３の態様において、前記補間計算により得られた曲線のパターンフレームを所定長さで区切りポリゴン頂点を有するモデルデータを作成させる際、前記波の下面に波の先頭領域における区切りの長さを他の領域よりも短くなるように制御することを特徴とする。
【００１０】
上記の課題を解決する本発明に従うアニメーション生成プログラムは、第５の態様として、前記第１の態様において、前記所定のパラメータによる補正において、所定の経過時間毎にパラメータ補正の対象区分を設定することを特徴とする。
【００１１】
上記の課題を解決する本発明に従うアニメーション生成プログラムは、第６の態様として、前記第５の態様において、前記設定されたパラメータ補正の対象区分毎に、Ｚ方向の波の発生初期位置を異ならすように設定することを特徴とする。
【００１２】
上記の課題を解決する本発明に従うアニメーション生成プログラムは、第７の態様として、前記第５の態様において、前記設定されたパラメータ補正の対象区分毎に、波の高さ方向又は、Ｚ方向の幅を設定することを特徴とする。
【００１３】
上記の課題を解決する本発明に従うアニメーション生成プログラムは、第８の態様として、前記第５の態様において、前記設定されたパラメータ補正の対象区分毎に、Ｚ方向の波の移動速度を異ならすことを特徴とする。
【００１４】
上記の課題を解決する本発明に従うアニメーション生成プログラムは、第９の態様として、前記第５の態様において、前記設定されたパラメータ補正の対象区分毎に、初期キーパターンフレームを異なるものとしたことを特徴とする。
【００１５】
上記の課題を解決する本発明に従うアニメーション生成プログラムは、第１０の態様として、前記第５の態様において、前記設定されたパラメータ補正の対象区分毎に、テクスチャ貼り付けにおいて所定経過時間以降の波の先頭領域のポリゴンの透明度を高めるように設定したことを特徴とする。
【００１６】
上記の課題を解決する本発明に従うアニメーション生成プログラムを実行する画像処理装置の第１の態様は、一の方向及び前記一の方向と交差する方向に進行する波のアニメーション画像を生成するアニメーション生成プログラムを実行する画像処理装置において、所定経過時間毎に対応し、三次元座標を有する複数の接続点で結ばれた複数の波のキーパターンフレームを格納するメモリと、前記メモリから読み出されるキーパターンフレームからポリゴンモデルを計算し、複数の前記ポリゴンモデルの頂点を結んで構成されるポリゴンデータを生成し、前記生成されたポリゴンデータにテクスチャを貼り付け画像データを生成する画像処理部を有し、前記画像処理部は、特定経過時間の前後の経過時間に対応する２つのキーパターンフレームを読み出し、前記読み出された２つのキーパターンフレームを、前記特定経過時間とその前後の経過時間との割合に対応して、前記特定経過時間に対するパターンフレームを曲線補間により生成し、前記曲線補間により生成されるパターンフレームを所定のパラメータにより補正し、前記パターンフレームを曲線となるように、補間計算し、前記補間計算により得られた曲線のパターンフレームを所定長さで区切りポリゴン頂点を有するモデルデータを作成し、前記作成されたモデルデータを前記一の方向に前記ポリゴン頂点をつないで構成される波の画像に対応するポリゴンデータとテクスチャデータによりアニメーション画像データを生成し、更に前記アニメーション画像データを表示するディスプレイを有することを特徴とする。
【００１７】
さらに、上記の課題を解決する本発明に従うアニメーション生成プログラムを実行する画像処理装置の第２の態様は、一の方向及び前記一の方向と交差する方向に進行する波のアニメーション画像を生成するアニメーション生成プログラムを実行する画像処理装置において、所定経過時間毎に対応し、三次元座標を有する複数の接続点で結ばれた複数の波のパターンフレームの各々を、所定のパラメータにより補正し、補間により得られた曲線のパターンフレームを所定長さで区切られたポリゴン頂点を有するモデルデータを前記一の方向に前記ポリゴン頂点をつないで波の画像に対応するポリゴンデータを生成し、前記生成されたポリゴンデータとテクスチャデータによりアニメーション画像データを生成する画像処理部と、前記アニメーション画像データを表示するディスプレイを有することを特徴とする。
【００１８】
また、上記本発明の目的に対応するするゲームプログラムは第１の態様として、一の方向及び前記一の方向と交差する方向に進行する波のアニメーション画像を生成し、且つ遊戯者により操作されるキャラクタ像を表示するゲームプログラムであって、所定経過時間毎に対応し、三次元座標を有する複数の接続点で結ばれた複数の波のキーパターンフレームを格納するメモリから、特定経過時間の前後の経過時間に対応する２つのキーパターンフレームの読み出しを制御し、画像処理部に対し、前記読み出された２つのキーパターンフレームを、前記特定経過時間とその前後の経過時間との割合に対応して、前記特定経過時間に対するパターンフレームを曲線補間により生成させ、前記曲線補間により生成されるパターンフレームを所定のパラメータにより補正させ、前記パターンフレームを曲線となるように、補間計算させ、前記補間計算により得られた曲線のパターンフレームを所定長さで区切りポリゴン頂点を有するモデルデータを作成させ、前記作成されたモデルデータを前記一の方向に前記ポリゴン頂点をつないで構成される波の画像に対応するポリゴンデータとテクスチャデータによりディスプレイに波のアニメーション画像を表示させ、前記表示させる波のアニメーション画像が、内部を空洞にしたチューブ形状を成し、更に前記遊戯者により操作されるキャラクタ像が前記空洞に配置される時、前記空洞を構成する壁の少なくとも一部に対応する前記テクスチャデータの透明度を高める様に設定させることを特徴とする。
【００１９】
さらに、上記本発明の目的に対応するするゲームプログラムは第２の態様として、一の方向及び前記一の方向と交差する方向に進行する波のアニメーション画像を生成し、且つ遊戯者により操作されるキャラクタ像を表示するであって、画像処理部に対し、所定経過時間毎に対応し、三次元座標を有する複数の接続点で結ばれた複数の波のパターンフレームの各々を、所定のパラメータにより補正させ、前記パターンフレームを曲線となるように、補間計算させ、前記補間計算により得られた曲線のパターンフレームを所定長さで区切りポリゴン頂点を有するモデルデータを作成させ、前記作成されたモデルデータを前記一の方向に前記ポリゴン頂点をつないで構成される波の画像に対するポリゴンデータとテクスチャデータによりディスプレイに波のアニメーション画像を表示させ、前記表示させる波のアニメーション画像が、内部を空洞にしたチューブ形状を成し、更に前記遊戯者により操作されるキャラクタ像が前記空洞に配置される時、前記空洞を構成する壁の少なくとも一部に対応する前記テクスチャデータの透明度を高める様に設定させることを特徴とする。
【００２０】
本発明の特徴は、更に以下に図面を参照して説明される実施の形態から明らかになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のアニメーション生成プログムが実行される画像処理装置の一構成例ブロック図である。
【００２２】
プログラム処理部１はＣＰＵであって、メインプロセッサの機能を有し、プログラム格納メモリ２は、光ディスク（ＣＤ、ＤＶＤ）、光磁気ディスク（ＭＯ）、ハードディスク等で実現され、本発明のアニメーション生成プログムを含むゲームプログラム及びオブジェクトデータ等が格納される。
【００２３】
プログラム処理部１は、プログラム格納メモリ２に格納され、あるいは図示しない通信インタフェース部を通してプログラム供給元から転送された本発明のアニメーション生成プログラムを含むゲームプログラムに基づきゲームの進行を制御する。
【００２４】
ローカル座標データを有するオブジェクトデータは、ゲームの進行に伴い、プログラム処理部１から画像処理部３における処理のためにメインメモリ４に転送格納される。
【００２５】
画像処理部３は、ジオメトリ処理部３０及び，レンダリング処理部３１を有している。ジオメトリ処理部３０は、プログラム処理部１により転送されたオブジェクトデータの属性であるポリゴンの頂点データにおけるローカル座標をワールド座標系に変換し、更にワールド座標系から視点座標系へ変換する座標変換を行う。
【００２６】
ジオメトリ処理部３０において、視点座標系に変換されたオブジェクトデータは、そのポリゴンの頂点におけるテクスチャデータ（ポリゴンの頂点にどのテクスチャアドレスを割り当てるかを決めるデータ）、輝度データ等を含む３次元視点座標系の頂点データを有している。このオブジェクトデータは、作業用のメインメモリ４に格納保持される。
【００２７】
レンダリング処理部３１は、テクスチャ機能部（図示せず）を含み、後に詳細に説明する本発明の特徴に従い生成される複数のポリゴンで構成される視点座標系の波の変化に対応するオブジェクトデータに対し、テクスチャメモリ（図示省略）に格納されたテクスチャの張り付け（マッピング）を実行する。
【００２８】
また、レンダリング処理機能部によりオブジェクトデータに基づく優先度に従い隠面除去処理も行い、ついで、透視変換を行い２次元座標に変換しながらオブジェクトデータをフレームメモリ３１０に描画する。フレームメモリ３１０に描画されたデータは、繰り返し読み出され、ビデオ信号に変換され、ディスプレイ６に表示される。
【００２９】
図２は、本発明のアニメーション生成プログムの実行における処理フローである。本発明のアニメーション生成プログムは、実施例としてサーフィンゲームにおける背景の画像処理を行うプログラム部分及び、遊戯者の入力装置の操作に対応して変化する対象であるサーファー及びサーフボード等のオブジェクトの画像処理を行うプログラム部分とともにサーフィンゲームを実行するプログラムに含まれる。
【００３０】
しかし、本発明のアニメーション生成プログムは、かかるサーフィンゲームを実行するプログラムに限定されずに、単独のプログラムとして或いは他のプログラムと一体で実行することが可能である。
【００３１】
図３は、仮想三次元空間に置かれた海岸（ＢＥＡＣＨ）と海上（ＳＥＡ）と、海上（ＳＥＡ）で生じて時間の経過に伴って変化する波（ＷＡＶＥ）の像を示している。波（ＷＡＶＥ）は、ある一の方向例えば、Ｘ軸方向と、それに交差する方向であるＺ軸方向（奥行きから前方に向かう方向）に進行する。この仮想三次元空間内に置かれたカメラ１００を視点として捕らえられた像が二次元座標に変換されてディスプレイ６上に表示される。
【００３２】
なお、図３において、カメラ１００の視点位置は、遊戯者が操作するキャラクタであるサーファー及びサーフィンボードの後方に置かれる場合に限定されず、サーファー自身の主観視点とすることも可能である。
【００３３】
図４は、カメラ１００の位置を視点として捕らえられ、ディスプレイ６上に表示される波（ＷＡＶＥ）の像の一例である。さらに、波（ＷＡＶＥ）の像に乗って、サーフィンするようにサーフボード及びサーファー１０１の像が重ねて表示されている。
【００３４】
このサーフボード及びサーファー１０１の像は、ゲームプログラムにおけるこれらを制御するプログラムの実行により、同様にプログラム処理部１により必要なオブジェクトデータが、画像処理部３に転送され、そこで座標変換並びテクスチャマッピング処理される。この時、波（ＷＡＶＥ）の像に重なるサーフボード及びサーファー１０１の像のオブジェクトデータがレンダリング処理される際に、サーフボード及びサーファー１０１の像を構成するポリゴンの優先度を高くして処理が行われる。
【００３５】
ここで、自然界における波の進行における変化を、図５に示すようにある一の方向例えば、Ｘ方向（矢印方向I）とこれに垂直な方向であるＺ方向（矢印方向II）を有すると考える。この時、図５において、矢印方向Iの所定間隔毎の位置は、順次経過時間を有し、同時に矢印方向IIに波形変化を有している。
【００３６】
図３とこれに対応する図４に示されるような波の変化像を想定する場合、例えばＸ方向の位置I、II、IIIがそれぞれ異なる経過時間に対応し、それぞれ時間経過により変化している波の断面波形I、II、IIIを有する。
【００３７】
本発明では、この様な経過時間に対応する波の断面波形を求めることが第１の特徴である。図２に戻り説明すると、波の変化像を表示する本発明のアニメーション生成プログム実行の前提として、プログラム格納メモリ２に記憶されているプログラムデータとしてそれぞれ経過時間に対応する登録された複数のキーフレームパターンを有している。
【００３８】
図６は、経過時間に対応してプログラムデータとして登録された複数のキーフレームパターンの一例であり、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃの順次に大きくなる３つの異なる経過時間に対応するキーフレームパターンI、II、IIIが示されている。キーフレームパターンを構成するフレームの接続点（ａ〜ｈ、ａ’〜j'、ａ”〜ｋ”）は、それぞれ三次元位置座標を有している。
【００３９】
今、図３において、Ｘ方向に複数の所定位置I、II、IIIを考える。これらの位置I、II、IIIは、それぞれ対応する経過時間を有し、この時点において図６のキーフレームパターンI、II、IIIが対応すると考える。
【００４０】
図３において、Ｘ方向に所定間隔で複数の位置を特定し、それぞれの位置における波の断面波形を以下の様に求める。
【００４１】
複数の所定間隔位置のうち一つの位置、例えば登録された二つののキーフレームパターンII（図６Ｂ）とIII（図６Ｃ）に対応する経過時間位置IIとIIIの間にある経過時間位置ｘを考える。プログラム処理部１において、先ず経過時間位置ｘの前後となる所定経過時間位置II、IIIにそれぞれ対応するキーフレームパターンII、IIIをメインメモリ４から読み出す（処理工程Ｐ１）。
【００４２】
ついで、図７に示すように、キーフレームパターンIIとIIIを曲線補間する（処理工程Ｐ２）。この曲線補間は、経過時間位置ｘの経過時間位置IIとIIIからの隔たりの大きさ割合に応じて、補間量が決められる。決められた補間量に従ってキーフレームパターンIIとIIIを構成する接続点の補間された三次元座標が求められる。
【００４３】
例えば、経過時間位置IIとIIIの間の中間時間位置に経過時間位置ｘがあると考えると、曲線補間により得られる経過時間位置ｘに対応するフレームパターンを構成する接続点の座標は、キーフレームパターンIIとIIIの接続点の座標の中間値となる。
【００４４】
この様に、曲線補間により経過時間位置ｘに対応するフレームパターンが得られるが、この際、所定のパラメータ補正が行われる（処理工程Ｐ３）。
【００４５】
図８〜図１４は、パラメータ補正を説明する図である。
各パラメータ補正の特徴に対応して、接続点の座標値に補正値を加算又は減算することにより、補正が行われる。
【００４６】
このようなパラメータ補正は、プログラムの進行において実行されるように、パラメータ補正値とともに、プログラム処理部１における演算処理に対し、パラメータ補正を指示する指令をプログラムに含めておくことにより実行可能である。
【００４７】
図８は、以降のパラメータ補正値を使用する区分（ｘ）を決定するためのパラメータ補正であり、矢印がそれぞれの間隔を表している。先に図３〜図５に関連して説明した複数の所定間隔位置に対応する。
【００４８】
図９は、上方向即ち、Ｙ軸方向からみた時の、波の発生する場所（ＺＳＴ）を表すパラメータ補正である。各パラメータを使用する区分（ｘ）位置に対応して、波の発生位置即ち、図３において、海岸（ＢＥＡＣＨ）方向（Ｚ方向＝方向II：図５参照）における波の初期位置である。それぞれの区分（ｘ）位置において、波の発生する場所（ＺＳＴ）が異なる場合、直線の波とならずに図９に示されるように、凹凸を有する波となる。
【００４９】
図１０は、波を終了させる場所（ＺＥＮＤ）を表すパラメータ補正である。波の変形において波頭が地形に潜り込むのを防ぐ処理である。図６で説明した曲線補間により所定の座標位置に達した時に、図１０でＡ→Ｂ→Ｃの順に示される波の断面となるように、徐々に平坦となり消える様にパラメータ補正を行う。
【００５０】
図１１は、図９と同様に、上方向即ち、Ｙ軸方向からみた時の、岸（ＢＥＡＣＨ）方向（Ｚ方向＝方向II：図５参照）への移動のスピードに変化を与えるパラメータ補正である。Ｔ０、Ｔ１，Ｔ２，・・・の経過時間に応じて徐々に波頭位置が開く様に変形される。これにより波の岸（ＢＥＡＣＨ）方向へのスピードの変化が表される。
【００５１】
図１２は、波に幅方向において、形状変化（ＴＵＢＥ）を与えるパラメータ補正である。パラメータ補正値を加算又は、減算して、図１２Ａ、１２Ｂに波の断面を示すように波の幅の形状に変化が与えられる。
【００５２】
図１３は、波に高さ方向において、形状変化（ＨＥＩＧ）を与えるパラメータ補正である。パラメータ補正値を加算又は、減算して、図１２Ａ、１２Ｂに波の断面を示すように波の高さの形状に変化が与えられる。
【００５３】
図１４は、初期キーフレームの設定（ＳＴＡＴ）を与えるパラメータ補正である。波の形状に起伏を持たせるために、経過時間に対応して例えば、図１４Ｂに示すように初期値とするキーフレームを設定する。これにより、図１４Ｃに示すように波の形状に起伏を持たせることが可能である。
【００５４】
図２の処理フローに戻ると、所定のパラメータ補正（処理工程Ｐ３）が実行された後、得られたアウトラインを曲線に補間する（処理工程Ｐ４）。この曲線補間は、例えば、スプライン補間により実現する。
【００５５】
図１５は、曲線補間の実際を説明する図であり、図７で説明したように、キーフレームから、パラメータ補間を考慮して得られた所定時間位置ｘの波のフレームパターンにおいて、波の上面（図１５Ａ）と下面（図１５Ｂ）に対し、別々にスプライン補間値を計算し、波の直線フレームパターンを曲線のフレームパターン（図１５Ｃ）に変換する。
【００５６】
ついで、得られた曲線のフレームパターンに対し、所定の長さ毎に座標点を計算し（図１６Ａ）、モデルデータ（図１６Ｂ）を完成する（処理工程Ｐ５）。この様にして所定間隔の経過時間位置に対して得られる複数の波形モデルデータの接続点（座標点）をＸ方向（図３参照）に繋いで、波の形状を表すポリゴン図形を作成する（処理工程Ｐ６）。
【００５７】
この際、図１６Ａに示されるように、座標点を計算する所定の長さの設定において、波の下面（図１５Ｂ参照）においては、波の先端に行くほど所定の長さを短くすることが望ましい。これは、よりスムースに波の巻き込みを表すことができるとともに、効率的にポリゴンの大きさを決めることができる。
【００５８】
図１７は、処理工程Ｐ６で形成された波のポリゴン図形の一例である。複数の三角計ポリゴンから構成されている。各ポリゴンの頂点に立つ棒は、ポリゴンの面の向きを表す法線ベクトルである。図１８は、図１７に示す波のポリゴン図形のあるＸ方向のある位置の断面図であり、時間経過に伴い、断面形状がI〜VIに変化していることが理解できる。
【００５９】
ここで、自然界の波は、時間が経過した状態では波頭にしぶきが生じたり、波頭が崩れた状態となり、あるいは透明度が変化する。かかる状態を演出として表現することは、より現実感を与える波のアニメーション画像となる。
【００６０】
図１９は、波の先頭が海面に落ち込む間際の経過時間における状態を画像表示する本発明に従う方法を示す図である。
【００６１】
図１９のIは、先頭が海面に落ち込む間際の経過時間における波の断面モデルであり、図１９のIIは、先頭部分の拡大図である。波の先頭の断面部分Ｂに対してしぶきのポリゴンＡが付されている。また、図１９のIIIは、更に波の先端の崩れ部分Ｃである。先端の崩れ部分Ｃを表すために所定の透明度のポリゴンを付加している。
【００６２】
このように波の先頭部のしぶきＡや、崩れ部分Ｃを表すポリゴンは、予めプログラムデータとしてプログラムと一体でプログラム格納メモリ２に用意される。そして、所定時間経過した波のフレーパターンにおいて、先頭部の座標位置にこれらのプログラムデータを貼り付けるようにプログラム処理部１で演算を行うことにより先頭部のしぶきＡや、崩れ部分Ｃを表現することができる。
【００６３】
図２０は、波の先頭部が、しぶきや崩れによって、透明度を増していく様子を表す方法を説明する図である。所定経過時間以降の波の断面フレームパターンにおいて、Ｚ方向の接続点の不透明度を、図２０に示すように１００％から、９０，７０，５０％とするごとくに小さくしていく。
【００６４】
かかる波の先頭部において、透明度の変化を与える方法は、他にも応用が可能である。経過時間により波が広がっていく様子は、図２１Ａに示すようなワイヤーフレームIIによりポリゴン波形を形成する場合には、波の部分が周囲の海の部分と孤立してしまい、波のアニメーション画像として不自然である。
【００６５】
したがって、本発明では、図２１Ｂに示すように経過時間により波が広がっていく領域の先端の透明度を徐々に増していくことにより周囲になじませるように処理している。
【００６６】
上記のように所定時間経過のポリゴンモデルに対し、透明度の決定、演出モデルの作成（処理工程Ｐ７）が行われたポリゴンデータは、画像処理部３のテクスチャマッピング部３１によりポリゴンの頂点データ及び法線ベクトルの方向に基づきテクスチャが貼り付けられ、また透明度の設定が行われる（処理工程Ｐ８）。この際、背景画像も同時に所定の優先度処理を伴って描画される。
【００６７】
ついで、テクスチャが貼り付けられたポリゴンデータは、レンダリング処理部３１により透視変換され、２次元座標データに変換され、フレームメモリ６に書き込まれる。フレームメモリ６から２次元座標データが繰り返し読み出され、ビデオ信号に変換されて、ディスプレイ６に表示される（処理工程Ｐ９）。
【００６８】
ここで、本発明では、更に本発明の適用を遊戯者がキャラクタとしてのサーファを操作する遊戯装置に提供した場合を想定する。図１９、図２０で説明した波の先頭部における透明度の変化あるいは、しぶきの演出処理を利用してサーファーが波のトンネル（空洞にしたチューブ形状）内を走行する場合において、より仮想現実感を高めることが可能である。
【００６９】
図２２は、カメラ視点１００を波のトンネル内Ａ１に置き、トンネルの前方を見た画像である。トンネルの前方にトンネルを抜けた先の背景Ｂ１として、水平線とその上の雲の様子が表示されている。一方、画面の左側即ち、波の先頭部の領域Ａ２は、先に図２０により説明したように半透明又は透明となるように透明度を高くされている。
【００７０】
したがって、波の先頭部の領域Ａ２を通して、更に広い背景Ｂ２が見えるよう表示される。これにより、遊戯者は、波のトンネル内にあっても進むべき方向の状況を把握し、キャラクタを操作することを容易にすることが可能である。図２２において、波の先端部Ａ３は、図１９により説明したようなしぶきや、波の崩れを表した部分である。
【００７１】
図２３は、本発明のアニメーション生成プログラムをサーフィンゲームに適用した画像処置装置としての遊戯装置の外観図の一例である。
【００７２】
ディスプレイ部２０と、遊戯装置本体部２１のセットで構成されている。遊戯装置本体部２１には、基台２２上にサーフボードを模した操作ボード２３が配置され、基台２２から立ち上がり、遊戯者２４によりゲーム実行中保持される支持バー２５が設けられている。遊戯装置本体部２１は、基台２２を省略下構造でも良く、その場合は、操作ボード２３を遊戯装置本体２１に支持部材を介して配置する様にしても良い。
【００７３】
さらに、遊戯装置本体部２１には、コイン投入口、ゲームスタートスイッチ等が備えられている。前方には、制御部２６を設け、波制御部２６によりディスプレイ部２０に表示される波の変化に応じて操作される遊戯者による操作ボード２３の操作に応じた信号を検知する。
【００７４】
図２４は、操作ボード２３の操作に応じた信号を得るための機構を説明する図である。図２４Ａは、装置の横方向からの概念図の一例であり、一端側が操作ボード２３に軸支された略Ｌ字型で、水平部２００と立ち上がり部２０１で構成される回転連結棒（支持部材）を有する。回転連結棒の立ち上がり部２０１の少なくとの一部が、本体２１の筐体内に収容される。
【００７５】
図２４Ｂは、図２４Ａの方向Iから見た図であり、図２４Ｃは、図２４Ａの方向IIから見た図である。回転連結棒には、水平部２００において操作ボード２３の回転を検知するロータリ検出器２０２を有し、更に、本体２１内にあって、立ち上がり部２０１の回転を検知するロータリ検出器２０３を有している。
【００７６】
なお、操作ボード２３は、水平部２００に対して、交差する方向（例えば、直交方向）に回転する様な機構及びその回転を検知する検知器を追加的に備える様にしても良い。
【００７７】
本発明の実施の形態例における回転連結棒の特徴は、水平部２００と立ち上がり部２０１の角度が９０°以上に開いていることにある。さらに、操作ボード２３は、図２４Ｂに示されるように水平部２００に対して回転可能に軸支されている。
【００７８】
したがって、遊戯者２４は、ディスプレイ部２０に表示される本発明のアニメーション生成プログラムによって生成される波の動きに応じて、サーフィンボードを操る様に、操作ボード２３を図２４Ｃに示すように、中心ａから左右ｂ、ｃにスライドさせる。
【００７９】
この時、水平部２００と立ち上がり部２０１の角度が９０°以上に開いていることにより、左右ｂ、ｃにスライドさせた時、図２４Ｂに示すように、中心ａにおける位置に対し、操作ボード２３が下に沈む様になる。このような動きにより、あたかも実際のサーフィンを遊戯している時に、海水に対しエッジを効かせた感覚を遊戯者２４に与えることが可能である。
【００８０】
あるいは、回転連結棒は、図２４Ａに示すものと逆の角度即ち、水平部２００と立ち上がり部２０１の角度を９０°より小さくすることにより、操作ボード２３を左右にスライドさせた時に、操作ボード２３が浮き上がるようになる。これにより遊戯者２４は、波を受けた時にサーフボードが抵抗を受けた感じを模することができる。
【００８１】
さらに、水平部２００を左右ｂ、ｃにスライドさせた時の動きは、立ち上がり部２０１の回転に変換され、ロータリ検出器２０３により検出される。また、操作ボード２３の回転は、水平部２００のロータリ検出器２０２により検知される。これらの検知信号は、図１の画像処理装置構成において、入力操作部５からの入力信号として、プログラム処理部１において、ゲームプログラムに従って処理される。
【００８２】
図２５は、図２３に示す遊戯装置のディスプレイ部２０の上部に位置するビルボード２７の一例を示す図である。ビルボード２７は、ゲームのタイトルを文字や絵により表現し、照明手段で明示的に表示するための装置である。図２５Ａは、ビルボード２７を前面から見た図であり、図２５Ｂは、右横から見た図である。
【００８３】
ビルボード２７の底部装置２７０に蛍光打等の照明手段２７１を備え、光透過可能のボードの反転文字を表示した水平板部２７２を有する。さらに、所定角度で配置されたハーフミラー２７３を有し、水平板部２７２の反転文字が照明手段２７１により照射されて、遊戯者２４は、ハーフミラー２７３の対象位置２７５に成立文字像を前方から観察することができる。
【００８４】
さらに、ビルボード２７は、バックパネル２７４を有し、ここにゲームにふさわしい背景絵、例えば、海の景色等を表示しておくことにより、遊戯者２４には、海の景色の前に浮かんだ成立文字像を観察させることができ、よりアドバタイズ効果を高めることができる。
【００８５】
【発明の効果】
上記に図面に従い実施の形態を説明したように本発明の適用により、より現実的な波の変化を表現することを可能とし、同時に処理装置の負荷を大きくしないアニメーション生成プログラム及びこれを用いた画像処置装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアニメーション生成プログムが実行される画像処理装置の一構成例ブロック図である。
【図２】本発明のアニメーション生成プログムの実行における処理フローである。
【図３】仮想三次元空間に置かれた海岸（ＢＥＡＣＨ）と海（ＳＥＡ）と、海上に生じて変化する波（ＷＡＶＥ）の像である。
【図４】カメラ１００の位置を視点として捕らえられ、ディスプレイ６上に表示される波（ＷＡＶＥ）の像の一例である。
【図５】自然界における波の進行における変化を説明する図である。
【図６】経過時間に対応して登録された複数のキーフレームパターンの一例であり、
【図７】キーフレームパターンの曲線補間を説明する図である。
【図８】パラメータを使用する区分（ｘ）を決定するためのパラメータ補正を説明する図である。
【図９】波の発生する場所（ＺＳＴ）を設定するパラメータ補正を説明する図である。
【図１０】波を終了させる場所（ＺＥＮＤ）を設定するパラメータ補正を説明する図である。
【図１１】岸（ＢＥＡＣＨ）方向（Ｚ方向＝方向II：図５参照）への移動のスピードに変化を与えるパラメータ補正を説明する図である。
【図１２】波に幅方向において、形状変化（ＴＵＢＥ）を与えるパラメータ補正を説明する図である。
【図１３】波の高さ方向において、形状変化（ＴＵＢＥ）を与えるパラメータ補正を説明する図である。
【図１４】初期キーフレームの設定（ＳＴＡＴ）を与えるパラメータ補正を説明する図である。
【図１５】曲線補間の実際を説明する図である。
【図１６】曲線のフレームパターンから波形モデルデータの作成を説明する図である。
【図１７】処理工程Ｐ６で形成された波のポリゴン図形の一例である。
【図１８】図１７に示す波のポリゴン図形のあるＸ方向の位置の断面図である。
【図１９】波の先頭が海面に落ち込む間際の経過時間における状態を画像表示する本発明に従う方法を示す図である。
【図２０】波の先頭部が、しぶきや崩れによって、透明度を増していく様子を表す方法を説明する図である。
【図２１】波の消滅時の周辺処理を説明する図である。
【図２２】カメラ視点を波のトンネル内に置いた時の、波の画像の一例を示す図である。
【図２３】本発明のアニメーション生成プログラムをサーフィンゲームに適用した画像処置装置としての遊戯装置の外観図である。
【図２４】操作ボード２３の操作に応じた信号を得るための機構を説明する図である。
【図２５】図２３に示す遊戯装置のディスプレイ部２０の上部に位置するビルボード２７の一例を示す図である。
【符号の説明】
１  プログラム処理部
２  プログラム格納メモリ
３  画像処理部
４  メインメモリ
５  入力操作部
６  ディスプレイ
１００  カメラ視点
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
0004106917.tif 000024
【図２４】
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【図２５】
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