(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体が仮想空間内で移動するゲーム画像をスクリーン上に描画するゲーム装置であって、
前記移動体を構成する複数のポリゴンのそれぞれについて、そのポリゴンの形状を規定するポリゴンデータを記憶したポリゴンデータ記憶手段と、
環境光パターンを表したテクスチュア画像を記憶したテクスチュア画像記憶手段と、
前記ゲーム画像中に表示すべき前記移動体の前記仮想空間内における位置を繰り返し特定する位置特定手段と、
前記位置特定手段によって前記移動体の位置が特定される度に、前記ポリゴンデータ記憶手段に記憶されたポリゴンデータと前記テクスチュア画像記憶手段に記憶されたテクスチュア画像とに基づき、前記位置特定手段によって特定された位置に前記移動体が存在する前記仮想空間を示すゲーム画像を前記スクリーン上に描画するための画像描画手段
とを、備え、
前記テクスチュア画像記憶手段が、
前記仮想空間との対応関係が定められているＵＶ平面における座標が（０，０）から（４Ｎ−１，４Ｍ−１）までの矩形状のテクスチュア画像であって、（０，０）から（２Ｎ−１，２Ｍ−１）までの範囲にある任意の座標（α，β）に関する画素値が、座標（α＋２Ｎ，β＋２Ｍ）に関する画素値、座標（α，β＋２Ｍ）に関する画素値，座標（α＋２Ｎ，β）に関する画素値のいずれとも等しいテクスチュア画像を記憶した手段であり、
前記画像描画手段が、
前記ポリゴンデータ記憶手段に記憶された各ポリゴンデータと、前記位置特定手段によって特定された位置とから、前記移動体の各ポリゴンの前記仮想空間内での位置を特定し、
前記仮想空間内の特定した位置に位置している所定のポリゴンを前記ＵＶ平面に平行投影した図形の頂点毎に、その頂点のＵ座標値ｕとの間に“μ＝（ｕ mod ２Ｎ）＋Ｎ”という関係が成立するμ値と、その頂点のＶ座標値ｖとの間に“ν＝（ｖ mod ２Ｍ）＋Ｍ）”という関係が成立するν値とを求め、
前記仮想空間内の特定した位置に位置している前記所定のポリゴンに，そのポリゴンに関する前記図形の各頂点について求めたμ値，ν値が，それぞれ，Ｕ座標値，Ｖ座標値となっている点で囲まれた範囲の前記テクスチュア画像を貼り付けた半透明ポリゴンを重ねたものを表す画像を含む前記ゲーム画像を前記スクリーン上に描画する
手段である
ことを特徴とするゲーム装置。
【請求項２】
前記ポリゴンデータ記憶手段が、
各頂点の座標と各頂点の法線ベクトルとによってポリゴンの形状を規定したポリゴンデータを記憶した手段であり、
前記画像描画手段が、
前記所定のポリゴンの各頂点の法線ベクトルと，当該ポリゴンの，その時点における各頂点の前記仮想空間内での位置とから，その形状を定めたポリゴンを、前記ＵＶ平面に平行投影する手段である
ことを特徴とする請求項１記載のゲーム装置。
【請求項３】
コンピュータに、移動体が仮想空間内で移動するゲーム画像が表示されるゲームを行わせるためのゲーム方法であって、
前記コンピュータによって実行される位置特定ステップ及び画像描画ステップを含み、
前記位置特定ステップが、
前記ゲーム画像中に表示すべき前記移動体の前記仮想空間内における位置を繰り返し特定するステップであり、
前記画像描画ステップが、
前記仮想空間との対応関係が定められているＵＶ平面における座標が（０，０）から（４Ｎ−１，４Ｍ−１）までの矩形状の，環境光パターンを表すテクスチュア画像であって、（０，０）から（２Ｎ−１，２Ｍ−１）までの範囲にある任意の座標（α，β）に関する画素値が、座標（α＋２Ｎ，β＋２Ｍ）に関する画素値、座標（α，β＋２Ｍ）に関する画素値，座標（α＋２Ｎ，β）に関する画素値のいずれとも等しいテクスチュア画像と、前記移動体を構成する各ポリゴンの形状を規定するポリゴンデータとに基づき、前記位置特定ステップによって前記移動体の位置が特定される度に、前記位置特定ステップによって特定された位置に前記移動体が存在する前記仮想空間を示すゲーム画像を前記スクリーン上に描画するステップであると共に、
前記移動体を構成する各ポリゴンの形状を規定する前記ポリゴンデータと、前記位置特定ステップによって特定された位置とから、前記移動体の各ポリゴンの前記仮想空間内での位置を特定し、
前記仮想空間内の特定した位置に位置している所定のポリゴンを前記ＵＶ平面に平行投影した図形の頂点毎に、その頂点のＵ座標値ｕとの間に“μ＝（ｕ mod ２Ｎ）＋Ｎ”という関係が成立するμ値と、その頂点のＶ座標値ｖとの間に“ν＝（ｖ mod ２Ｍ）＋Ｍ）”という関係が成立するν値とを求め、
前記仮想空間内の特定した位置に位置している前記所定のポリゴンに，そのポリゴンに関する前記図形の各頂点について求めたμ値，ν値が，それぞれ，Ｕ座標値，Ｖ座標値となっている点で囲まれた範囲の前記テクスチュア画像を貼り付けた半透明ポリゴンを重ねたものを表す画像を含む前記ゲーム画像を前記スクリーン上に描画する
ステップである
ことを特徴とするゲーム方法。
【請求項４】
前記画像描画ステップが利用する前記ポリゴンデータが、各頂点の座標と各頂点の法線ベクトルとによってポリゴンの形状を規定したデータであり、
前記画像描画ステップが、
前記所定のポリゴンの各頂点の法線ベクトルと，当該ポリゴンの，その時点における各頂点の前記仮想空間内での位置とから，その形状を定めたポリゴンを、前記ＵＶ平面に平行投影するステップである
ことを特徴とする請求項３記載のゲーム方法。
【請求項５】
コンピュータを、
移動体が仮想空間内で移動するゲーム画像をスクリーン上に描画する装置であって、
前記ゲーム画像中に表示すべき前記移動体の前記仮想空間内における位置を繰り返し特定する位置特定手段と、
前記仮想空間との対応関係が定められているＵＶ平面における座標が（０，０）から（４Ｎ−１，４Ｍ−１）までの矩形状の，環境光パターンを表すテクスチュア画像であって、（０，０）から（２Ｎ−１，２Ｍ−１）までの範囲にある任意の座標（α，β）に関する画素値が、座標（α＋２Ｎ，β＋２Ｍ）に関する画素値、座標（α，β＋２Ｍ）に関する画素値，座標（α＋２Ｎ，β）に関する画素値のいずれとも等しいテクスチュア画像と、前記移動体を構成する各ポリゴンの形状を規定するポリゴンデータとに基づき、前記位置特定手段によって前記移動体の位置が特定される度に、前記位置特定手段によって特定された位置に前記移動体が存在する前記仮想空間を示すゲーム画像を前記スクリーン上に描画する画像描画手段
とを、備え、
前記画像描画手段が、
前記移動体を構成する各ポリゴンの形状を規定する前記ポリゴンデータと、前記位置特定手段によって特定された位置とから、前記移動体の各ポリゴンの前記仮想空間内での位置を特定し、
前記仮想空間内の特定した位置に位置している所定のポリゴンを前記ＵＶ平面に平行投影した図形の頂点毎に、その頂点のＵ座標値ｕとの間に“μ＝（ｕ mod ２Ｎ）＋Ｎ”という関係が成立するμ値と、その頂点のＶ座標値ｖとの間に“ν＝（ｖ mod ２Ｍ）＋Ｍ）”という関係が成立するν値とを求め、
前記仮想空間内の特定した位置に位置している前記所定のポリゴンに，そのポリゴンに関する前記図形の各頂点について求めたμ値，ν値が，それぞれ，Ｕ座標値，Ｖ座標値となっている点で囲まれた範囲の前記テクスチュア画像を貼り付けた半透明ポリゴンを重ねたものを表す画像を含む前記ゲーム画像を前記スクリーン上に描画する
手段である
装置として動作させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
【請求項６】
前記画像描画手段が利用する前記ポリゴンデータが、各頂点の座標と各頂点の法線ベクトルとによってポリゴンの形状を規定したデータであり、
前記画像描画手段が、
前記所定のポリゴンの各頂点の法線ベクトルと，当該ポリゴンの，その時点における各頂点の前記仮想空間内での位置とから，その形状を定めたポリゴンを、前記ＵＶ平面に平行投影する手段である
ことを特徴とする請求項５記載のコンピュータ読取可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体がゲーム画面が表示されるゲーム装置、ゲーム方法、コンピュータにそのようなゲーム装置として動作させるためのプログラムが記録されたコンピュータ読取可能な記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近のゲーム、特にレースゲームの分野においては、ポリゴンによる仮想三次元表示が一般的となっている。そのようなポリゴンによる仮想三次元表示が行なわれるゲームでは、ゲーム画面の品質を高めるために、通常、プレイヤが操作する車などのモデル（多数のポリゴンの集合）に、ポリゴンに対して予め用意した画像を貼り付ける手法（テクスチュアマッピング）が用いられている。
【０００３】
上記技術に関連するものとして、特開平８−６３６１６号公報には、同一表示物に対応して複数のテクスチュアを記憶しておき、表示物の状況に応じてテクスチュアを適宜切り替えて表示させることで、ゲーム画面にリアル感を与える手法が述べられている。この手法を用いれば、ポリゴンによる画像に動的に変化を与えることができるものの、更に動的な表現を加えたい場合、各ポリゴンに対してより多くのテクスチュア画像を記憶しておかなければならない。このため、例えば、レースゲームにおいて車に写り込む反射光を表現するために、このテクスチュア画像を切り替える手法を用いたのでは、写り込む光の連続的な変化を自然に表現することが実際上できなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、従来のテクスチュアマッピングの手法を用いてポリゴンに対する画像の連続的な変化、特に表示物に写り込む反射光の連続的な変化などを簡易な手段でより自然に表現できるゲーム装置、ゲーム方法、コンピュータ読取可能な記録媒体を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、移動体が仮想空間内で移動するゲーム画像をスクリーン上に描画するゲーム装置を、前記移動体を構成する複数のポリゴンのそれぞれについて、そのポリゴンの形状を規定するポリゴンデータを記憶したポリゴンデータ記憶手段と、環境光パターンを表したテクスチュア画像を記憶したテクスチュア画像記憶手段と、前記ゲーム画像中に表示すべき前記移動体の前記仮想空間内における位置を繰り返し特定する位置特定手段と、前記位置特定手段によって前記移動体の位置が特定される度に、前記ポリゴンデータ記憶手段に記憶されたポリゴンデータと前記テクスチュア画像記憶手段に記憶されたテクスチュア画像とに基づき、前記位置特定手段によって特定された位置に前記移動体が存在する前記仮想空間を示すゲーム画像を前記スクリーン上に描画するための画像描画手段とを、備え、前記テクスチュア画像記憶手段が、前記仮想空間との対応関係が定められているＵＶ平面における座標が（０，０）から（４Ｎ−１，４Ｍ−１）までの矩形状のテクスチュア画像であって、（０，０）から（２Ｎ−１，２Ｍ−１）までの範囲にある任意の座標（α，β）に関する画素値が、座標（α＋２Ｎ，β＋２Ｍ）に関する画素値、座標（α，β＋２Ｍ）に関する画素値，座標（α＋２Ｎ，β）に関する画素値のいずれとも等しいテクスチュア画像を記憶した手段であり、前記画像描画手段が、前記ポリゴンデータ記憶手段に記憶された各ポリゴンデータと、前記位置特定手段によって特定された位置とから、前記移動体の各ポリゴンの前記仮想空間内での位置を特定し、前記仮想空間内の特定した位置に位置している所定のポリゴンを前記ＵＶ平面に平行投影した図形の頂点毎に、その頂点のＵ座標値ｕとの間に“μ＝（ｕ mod ２Ｎ）＋Ｎ”という関係が成立するμ値と、その頂点のＶ座標値ｖとの間に“ν＝（ｖ mod ２Ｍ）＋Ｍ）”という関係が成立するν値とを求め、前記仮想空間内の特定した位置に位置している前記所定のポリゴンに，そのポリゴンに関する前記図形の各頂点について求めたμ値，ν値が，それぞれ，Ｕ座標値，Ｖ座標値となっている点で囲まれた範囲の前記テクスチュア画像を貼り付けた半透明ポリゴンを重ねたものを表す画像を含む前記ゲーム画像を前記スクリーン上に描画する手段である装置として構成しておく。
【０００６】
この構成のゲーム装置によれば、移動体表面に、移動体の仮想空間内での移動に応じて移動する環境光パターンを表示させることができるので、ゲームの表示内容を、よりリアルなものとすることができる。
【０００７】
本発明のゲーム装置を実現する際、ポリゴンデータ記憶手段として、各頂点の座標と各頂点の法線ベクトルとによってポリゴンの形状を規定したポリゴンデータを記憶した手段を採用し、画像生成手段として、前記移動体の所定のポリゴンに対しては、前記テクスチュア画像記憶手段に記憶された前記テクスチュア画像の前記位置特定手段で特定された位置に応じた部分であって、当該ポリゴンの各頂点の座標と各頂点の法線ベクトルとを考慮してその形状が定められた部分を貼り付けた半透明ポリゴンを重ねて描画する手段を採用することができる。このような構成を採用すれば、曲面部分の写り込みも、極めてリアルなものとなるゲーム装置が得られることになる。
【００１０】
本発明のゲーム方法は、コンピュータに、移動体が仮想空間内で移動するゲーム画像が表示されるゲームを行わせるための、前記コンピュータによって実行される位置特定ステップ及び画像描画ステップを含むゲーム方法であって、前記位置特定ステップが、前記ゲーム画像中に表示すべき前記移動体の前記仮想空間内における位置を繰り返し特定するステップであり、前記画像描画ステップが、前記仮想空間との対応関係が定められているＵＶ平面における座標が（０，０）から（４Ｎ−１，４Ｍ−１）までの矩形状の，環境光パターンを表すテクスチュア画像であって、（０，０）から（２Ｎ−１，２Ｍ−１）までの範囲にある任意の座標（α，β）に関する画素値が、座標（α＋２Ｎ，β＋２Ｍ）に関する画素値、座標（α，β＋２Ｍ）に関する画素値，座標（α＋２Ｎ，β）に関する画素値のいずれとも等しいテクスチュア画像と、前記移動体を構成する各ポリゴンの形状を規定するポリゴンデータとに基づき、前記位置特定ステップによって前記移動体の位置が特定される度に、前記位置特定ステップによって特定された位置に前記移動体が存在する前記仮想空間を示すゲーム画像を前記スクリーン上に描画するステップであると共に、前記移動体を構成する各ポリゴンの形状を規定する前記ポリゴンデータと、前記位置特定ステップによって特定された位置とから、前記移動体の各ポリゴンの前記仮想空間内での位置を特定し、前記仮想空間内の特定した位置に位置している所定のポリゴンを前記ＵＶ平面に平行投影した図形の頂点毎に、その頂点のＵ座標値ｕとの間に“μ＝（ｕ mod ２Ｎ）＋Ｎ”という関係が成立するμ値と、その頂点のＶ座標値ｖとの間に“ν＝（ｖ mod ２Ｍ）＋Ｍ）”という関係が成立するν値とを求め、前記仮想空間内の特定した位置に位置している前記所定のポリゴンに，そのポリゴンに関する前記図形の各頂点について求めたμ値，ν値が，それぞれ，Ｕ座標値，Ｖ座標値となっている点で囲まれた範囲の前記テクスチュア画像を貼り付けた半透明ポリゴンを重ねたものを表す画像を含む前記ゲーム画像を前記スクリーン上に描画するステップであるものである。
【００１１】
本発明のゲーム方法を実行する際、ポリゴンデータを、各頂点の座標と各頂点の法線ベクトルとによってポリゴンの形状を規定したデータとし、画像描画ステップを、前記所定のポリゴンの各頂点の法線ベクトルと，当該ポリゴンの，その時点における各頂点の前記仮想空間内での位置とから，その形状を定めたポリゴンを、前記ＵＶ平面に平行投影するステップとしておくことができる。
【００１３】
本発明のコンピュータ読取可能な記録媒体は、コンピュータを、移動体が仮想空間内で移動するゲーム画像をスクリーン上に描画する装置であって、前記ゲーム画像中に表示すべき前記移動体の前記仮想空間内における位置を繰り返し特定する位置特定手段と、前記仮想空間との対応関係が定められているＵＶ平面における座標が（０，０）から（４Ｎ−１，４Ｍ−１）までの矩形状の，環境光パターンを表すテクスチュア画像であって、（０，０）から（２Ｎ−１，２Ｍ−１）までの範囲にある任意の座標（α，β）に関する画素値が、座標（α＋２Ｎ，β＋２Ｍ）に関する画素値、座標（α，β＋２Ｍ）に関する画素値，座標（α＋２Ｎ，β）に関する画素値のいずれとも等しいテクスチュア画像と、前記移動体を構成する各ポリゴンの形状を規定するポリゴンデータとに基づき、前記位置特定手段によって前記移動体の位置が特定される度に、前記位置特定手段によって特定された位置に前記移動体が存在する前記仮想空間を示すゲーム画像を前記スクリーン上に描画する画像描画手段とを、備え、前記画像描画手段が、前記移動体を構成する各ポリゴンの形状を規定する前記ポリゴンデータと、前記位置特定手段によって特定された位置とから、前記移動体の各ポリゴンの前記仮想空間内での位置を特定し、前記仮想空間内の特定した位置に位置している所定のポリゴンを前記ＵＶ平面に平行投影した図形の頂点毎に、その頂点のＵ座標値ｕとの間に“μ＝（ｕ mod ２Ｎ）＋Ｎ”という関係が成立するμ値と、その頂点のＶ座標値ｖとの間に“ν＝（ｖ mod ２Ｍ）＋Ｍ）”という関係が成立するν値とを求め、前記仮想空間内の特定した位置に位置している前記所定のポリゴンに，そのポリゴンに関する前記図形の各頂点について求めたμ値，ν値が，それぞれ，Ｕ座標値，Ｖ座標値となっている点で囲まれた範囲の前記テクスチュア画像を貼り付けた半透明ポリゴンを重ねたものを表す画像を含む前記ゲーム画像を前記スクリーン上に描画する手段である
装置として動作させるためのプログラムを記録して成る。
【００１４】
このコンピュータ読取可能な記録媒体によれば、コンピュータを上記した本発明のゲーム装置として動作させることができることになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
まず、図１を用いて、本発明の一実施形態に係るゲームシステムに用いられているゲーム装置のハードウェア構成を説明する。
【００１７】
図示してあるように、実施形態に係るゲームシステムに用いられているゲーム装置２０は、たとえば、制御部２１、ＲＡＭ２２、サウンド処理部２３、インターフェース部２４、ＭＤＥＣ２６(Motion Decorder:データ伸張エンジン)、グラフィック処理部２７、ＣＤ−ＲＯＭドライブ２８、バス２９、通信インターフェース３２を備える。これらの構成要素は、バス２９を介して相互に接続されている。
【００１８】
制御部２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ等からなる回路であり、ＣＰＵは、ＲＡＭ２２（場合によってはＲＯＭ）に記憶されたプログラムに従って各部を制御する。サウンド処理部２３は、バスを介して出力装置３０に接続される。音楽や効果音等を発生する機能を有する回路であり、制御部２１の制御下、ＲＡＭ２２内に記憶されたデータに基づいたサウンド出力を行うことによって、出力装置３０のスピーカ（図示せず）に当該サウンド出力に応じた音を発生させる。
【００１９】
入力装置２５は、本装置の利用者が、ゲーム装置２０に対して各種の情報（指示）を入力するために用いる機器である。入力装置２５は、インターフェース部２４を介して、バス２９と接続されている。インターフェース部２４は、メモリカード３１を接続することができる回路となっており、バス２９に接続された回路（主に、制御部２１）と、入力装置２５或いはメモリカード３１との間のデータ転送のタイミング制御を行う。なお、ゲーム装置２０の入力装置２５を除いた構成要素は、１つの筐体内に収められており、入力装置２５は、ケーブルによって当該筐体と接続される機器（コントローラ或いは操作パッドと呼ばれている機器）となっている。
【００２０】
ＭＤＥＣ２６は、逆ＤＣＴ(discrete cosine transformation：離散コサイン変換)演算を高速に実行できる回路であり、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）やＭＰＥＧ（Moving Picture Expert Group）などの方式で圧縮されているデータ（ＣＤ−ＲＯＭ１０内に圧縮・記録されている画像データ、動画データ）を伸張する際に使用される。
【００２１】
グラフィック処理部２７は、フレームバッファを備えた回路であり、制御部２１から所定の命令が与えられた場合、ＲＡＭ２２に記憶されているデータ（詳細は後述）に基づき、テクスチャーの貼り付け等を施した多数のポリゴンをフレームバッファ上に描画する。また、グラフィック処理部２７は、そのフレームバッファに記憶された画像情報に応じたビデオ信号を生成、出力する。また、グラフィック処理部２７は、ＭＤＥＣ２６の伸張結果に応じたビデオ信号を出力する処理も行う。ゲーム装置２０は、このグラフィック処理部２７を介して出力装置３０と接続され、出力装置３０の表示画面（図示せず）には、グラフィック処理部２７からのビデオ出力に応じた映像が表示される。
【００２２】
通信インターフェース３２は、ネットワーク１００上の他装置との間で情報交換を行うための回路であり、随時、通信回線３３を介してネットワーク１００に接続される。ＣＤ−ＲＯＭドライブ２８は、本装置用に開発したプログラム等が記録された記録媒体であるＣＤ−ＲＯＭ１０の読取装置であり、実施形態に係るゲーム装置は、制御部２１に、ＣＤ−ＲＯＭ１０に記録されたプログラムに従った制御を行わせることにより実現されている。
【００２３】
以下、実施形態に係るゲーム装置の動作を説明する。まず、本ゲーム装置の全体的な動作を簡単に説明する。
【００２４】
本実施形態のゲーム装置２０は、レースゲームを行える装置として構成したものである。本ゲーム装置２０の起動時には、ＲＯＭ内に記憶されたプログラムに従った制御部２１（ＣＰＵ）によって、ＲＯＭに記録されているプログラム（ＯＳ：operating system）がＲＡＭ２２に設けられているシステム領域に読み込まれる。次いで、そのＯＳに従った制御部２１の制御下、ＣＤ−ＲＯＭ１０に記録されているゲームプログラムがＲＡＭ２２のプログラム領域に読み込まれる。そして、ＲＡＭ２２上のゲームプログラムに従った制御部２１の制御下、以下に記すような手順でレースゲームが行なわれる。
【００２５】
ゲームプログラムに従った制御部２１は、まず、入力装置２５に設けられているスタートボタンの状態を監視しながら、出力装置３０の表示画面に、タイトル画面あるいはオープニング画面を交互に表示させるための処理を開始する。
【００２６】
すなわち、制御部２１は、スタートボタンの状態を監視しながら、ＣＤ−ＲＯＭ１０内に記録されているタイトル画面用グラフィックデータを利用して、タイトル画面を出力装置３０に表示させる。そして、所定時間が経過したことを検出した際には、ＭＤＥＣ２６に、ＣＤ−ＲＯＭ１０内に記録されているオープニング画面用のムービーデータの再生を開始させ、ムービーデータの再生が終了した際には、再び、タイトル画面の表示を行う。
【００２７】
制御部２１は、スタートボタンの押下を検出するまで、このような制御を繰り返し、スタートボタンが押下されたことを検出した場合には、プレイヤの入力装置２５に対する操作内容に応じた動作を特定の車両（移動体）に行わせたレース画面を表示する処理であるレース処理を開始する。
【００２８】
図２に、レース処理時の制御部２１の動作手順を示す。図示したように、レース処理開始時、制御部２１は、レース前処理（ステップＳ１０１）を実行する。
【００２９】
このレース前処理時、制御部２１は、グラフィック処理部２７等を制御することにより、プレイヤから、使用するレースコースや使用する車両（移動体）等の指示を受ける。すなわち、制御部２１は、出力装置３０の表示画面にデータ入力用の画面を表示させ、プレイヤの入力装置２５に対する操作内容に基づき、レースに使用すべきレースコースや車種に関する指示内容を認識する。そして、制御部２１は、指示された条件でレースを行うために必要なデータを、ＣＤ−ＲＯＭ１０からＲＡＭ２２上に読み出すと共に、ＲＡＭ２２上に処理において利用する各種のデータの記憶領域を確保する。
【００３０】
図３に、この前処理時にＲＡＭ２２上に用意されるデータの主なもの（自車の表示に関係するもの）を示す。図示したように、レース前処理時には、ＲＡＭ２２上にデータ格納領域が用意され、そのデータ格納領域内に自車ポリゴンデータ５０、頂点−座標テーブル５５、写り込みフラグテーブル６０、頂点−写り込みテクスチュアＵＶ座標（テクスチュア平面座標）テーブル６５、自車中心位置座標７０、ＵＶオフセットデータ７５、頂点−スクリーン座標テーブル８０などが用意される。また、ポリゴンの描画順序を管理するＺソートテーブルを格納するためのＺソートテーブル格納領域も用意される。
【００３１】
なお、データ格納領域に用意されるデータのうち、自車ポリゴンデータ５０、頂点−座標テーブル５５、写り込みフラグテーブル６０は、ＣＤ−ＲＯＭ１０から読み出されるものであり、残りのデータは、制御部２１によって用意される（ゲームプログラム内にその構造が規定されている）ものである。
【００３２】
また、図３への表示は省略してあるが、レース前処理時には、レースコース用のポリゴンデータや、車両の移動量計算に使用する性能データ（加速度、最高速度、コーナリング性能データ等）、レース画面に表示する文字データ、効果音データなどもＲＡＭ２２上に読み込まれる。また、写り込みテクスチュア画像を含む幾つかのテクスチュア画像が、ＣＤ−ＲＯＭ１０から読み出され、グラフィック処理部２７のフレームバッファ内に格納される。なお、具体的な利用手順については後述するが、写り込みテクスチュア画像は、その一部を半透明にして自車を構成するポリゴンに重ねた場合、その部分が、コース上に存在する光源（街灯等）からの光が写り込んでいるように見えるようになる２５６×２５６ドットの画像となっている。また、写り込みテクスチュア画像は、Ｕ、Ｖ方向にそれぞれ、１２８ドットの周期を有する（座標(u,v)の画素と、座標(u+128,v),(u,v+128),(u+128,v+128)の画素が同じものである）画像となっている。
【００３３】
以下、図４ないし図７を用いて、自車ポリゴンデータ５０、頂点−座標テーブル５５、写り込みフラグテーブル６０、頂点−写り込みテクスチュアＵＶ座標テーブル６５、頂点−スクリーン座標テーブル８０の構成を説明する。
【００３４】
図４は、本実施形態に係るゲーム装置において使用されている自車ポリゴンデータを説明するための模式図である。自車ポリゴンデータ５０は、図４に模式的に示したように、自車の形状を複数種類のポリゴンを組み合わせて表示するためのモデルデータである。図５は、本実施形態に係るゲーム装置において使用されている自車ポリゴンデータの説明図であり、図６は、同様に、使用されている頂点−座標テーブルの説明図である。図５に示したように、自車ポリゴンデータ５０は、第１データ部５１と第２データ部５２とからなるデータを複数個含む。第１データ部５１は、自車を構成している１つのポリゴンの、車両用三次元空間における形状及び位置を規定するデータであり、３つ或いは４つの頂点インデックス値を含む。頂点インデックス値は、頂点−座標テーブル５５を参照することにより、頂点座標並びに法線ベクトルに変換できるデータである。すなわち、頂点−座標テーブル５５は、図６に模式的に示したように、インデックス値に対応づけた形態で、頂点座標と法線ベクトルとが記憶されたテーブルとなっている。
【００３５】
第２データ部５２は、グラフィック処理部２７に１つのポリゴンを描画させるためのデータであり、図５に示してあるように、後述するテクスチュアＮｏ、対応する第１データ部５１に含まれている頂点座標インデックス値と同数のＵＶ座標、ＵＶ座標と同数のスクリーン座標（２次元座標）、及び、半透明属性情報を含む。
【００３６】
テクスチュアＮｏは、フレームバッファに読み込まれている複数のテクスチュア画像の中から使用するテクスチュア画像の位置を特定するデータである。ＵＶ座標は、ポリゴンの各頂点に対応し、ポリゴンに貼り付けるテクスチュアの領域を設定する情報である。半透明属性情報は、テクスチュア画像を半透明な画像として貼り付けるか否か（下方に存在するテクスチュア画像が透けて見える形態で貼り付けるか否か）を指定する情報であり、自車ポリゴンデータ５０に含まれる大部分の第２データ部５２内の半透明属性情報は、半透明なものとしないことを示す“無効”が設定されている。
【００３７】
第２データ部５２内のスクリーン座標は、グラフィック処理部２７によるフレームバッファへのポリゴンの描画時に利用されるデータである。このスクリーン座標は、レース前処理時にＲＡＭ２２上に読み出された後、その値が変更されてから利用される情報となっている。すなわち、ＣＤ−ＲＯＭ１０内に記憶されている自車ポリゴンデータ５０は、スクリーン座標として所定サイズのダミーデータが設定された第２データ部５２を含むものとなっている。
【００３８】
図７は、本実施形態に係るゲーム装置において使用される写り込みフラグテーブルの説明図である。図示したように、写り込みフラグテーブル６０は、車両を構成する各ポリゴンに対して、そのポリゴンが写り込みテクスチュア画像をはりつけるべきポリゴン（以下、写り込みポリゴンと表記する）であるか否かを、１又は０で示す写り込みフラグが設定されたテーブルとなっている。
【００３９】
また、図８に示したように、頂点−写り込みテクスチュアＵＶ座標テーブル６５は、インデックス値に対応付けた形でＵＶ座標が記憶されるテーブルとなっている。なお、レース前処理時には、全てのＵＶ座標にダミー座標が設定された頂点−写り込みテクスチュアＵＶ座標テーブル６５が用意される。
【００４０】
図９は、本実施形態に係るゲーム装置において使用される頂点−スクリーン座標テーブルの説明図である。図示したように、頂点−スクリーン座標テーブル８０は、インデックス値に対応付けた形でスクリーン座標が記憶されるテーブルとなっている。レース前処理時には、全てのスクリーン座標にダミー座標が設定された頂点−スクリーン座標テーブル８０が用意される。
【００４１】
図２に戻って、制御部２１の動作の説明を続ける。レース前処理の完了後、制御部２１は、自車の中心位置をコース座標系で示したデータである自車中心位置座標（ox,oy,oz）７０を算出し、ＲＡＭ２２上に記憶する（ステップＳ１０２）。なお、このステップにおける自車中心位置座標７０の算出は、前回の自車中心位置座標の算出時から今回の算出時までの間に入力装置２５に対してなされた操作内容、前回において算出された自車中心位置座標、自車の車両性能データ等に基づき行なわれる。
【００４２】
次いで、制御部２１は、算出した自車中心位置座標７０と、自車ポリゴンデータ５０内の各第１データ部５１内の各頂点インデックス値に基づき、頂点−座標テーブル５５を参照して、自車を構成する各ポリゴンの各頂点の三次元空間座標を算出する(ステップＳ１０３）。また、算出した自車中心位置座標７０に基づき、ＵＶオフセットデータ（Uoff、Voff）７５を算出する(ステップＳ１０４）。その用途については後述するが、ＵＶオフセットデータ７５の要素であるUoff、Voffは、算出された自車中心位置座標（ox,oy,oz）７０のＸ，Ｚ座標値の下位７ビットによって表される２種の整数値に、それぞれ、６４を加算したものとなっている。
【００４３】
ＵＶオフセットデータ７５の算出後、制御部２１は、ポリゴン処理(ステップＳ１０５）と自車描画処理（ステップＳ１０６）とを実行する。
【００４４】
図１０に、ポリゴン処理の流れ図を示す。図示したように、ポリゴン処理時、制御部２１は、まず、処理を行う１つのポリゴン（以下、処理対象ポリゴン）を特定する（ステップＳ２０１）。そして、処理対象ポリゴンの各頂点の座標（ステップＳ１０３で算出したもの）に対して透視投影変換処理を施すことにより、処理対象ポリゴンの各頂点のスクリーン座標を算出する(ステップＳ２０２）。その後、制御部２１は、算出した各頂点のスクリーン座標を、頂点−スクリーン座標テーブル７０に記録する(ステップＳ２０３）。そして、写り込みフラグテーブル６０を参照することによって、処理対象ポリゴンが、写り込みポリゴンであるか否かを判定する(ステップＳ２０４）。
【００４５】
処理対象ポリゴンが写り込みポリゴンでなかった場合(ステップＳ２０５；ＮＯ）、制御部２１は、全てのポリゴンについての処理が完了したか否かを判断する（ステップＳ２１１）。そして、全てのポリゴンについての処理が完了していなかった場合（ステップＳ２１１；ＮＯ）には、ステップＳ２０１に戻り、次のポリゴンに対する処理を行う。
【００４６】
一方、処理対象ポリゴンが写り込みポリゴンであった場合(ステップＳ２０５；ＹＥＳ）、制御部２１は、処理対象ポリゴンの１つの頂点を、予め設定されている倍率κでＵＶ平面（ＸＺ平面に平行な平面）に平行投影した点の座標を求める(ステップＳ２０６）。また、当該頂点に関する法線ベクトルを、予め設定されている倍率γでＵＶ平面に平行投影したベクトルを求める(ステップＳ２０７）。そして、求めた座標とベクトルとに基づき、処理を行っている頂点に関するテクスチュアＵＶ座標値を算出する(ステップＳ２０８）。
【００４７】
具体的には、これらのステップでは、以下の演算が行なわれている。処理すべき頂点の座標を(a,b,c)、法線ベクトルを(na,nb,nc)と表記すると、ステップＳ２０６の処理時には、ＵＶ平面における頂点の座標(a'、c')が、(a'、c')＝（(a,c)−(ox,oz))×κという式により求められる。続くステップＳ２０７では、ＵＶ平面に投影したベクトル(na',nc')が、(na'、nc')＝(na,nc)×γという式によって求められ、ステップＳ２０８では、テクスチュアＵＶ座標（u,v）が、（u,v）＝(a',c')+(na',nc')+(Uoff,Voff)という式によって求められる。
【００４８】
その後、制御部２１は、算出したテクスチュアＵＶ座標値を用いて、対応する頂点に関する頂点−写り込みテクスチュアＵＶ座標テーブル６５内のテクスチュアＵＶ座標値を更新する(ステップＳ２０９）。次いで、処理対象ポリゴンの全ての頂点についての処理が完了したか否かを判断(ステップＳ２１０）し、全ての頂点についての処理が完了していない場合(ステップＳ２１０；ＮＯ）には、ステップＳ２０６に戻り、次の頂点に対する処理を開始する。一方、全ての頂点についての処理が完了していた場合(ステップＳ２０９；ＹＥＳ）に、ステップＳ２０６〜Ｓ２１０のループ処理を終了し、ステップＳ２１１に進む。
【００４９】
そして、制御部２１は、全てのポリゴンについての処理が完了していなかった場合（ステップＳ２１０；ＮＯ）には、ステップＳ２０１に戻り、次のポリゴンに対する処理を開始する。また、全てのポリゴンについての処理が完了していた場合（ステップＳ２１１；ＹＥＳ）には、ポリゴン処理を終了し、自車描画処理を開始する。
【００５０】
図１１に、自車描画処理の流れ図を示す。図示したように、自車描画処理時、制御部２１は、まず、処理対象ポリゴンを特定（ステップＳ３０１）し、頂点−スクリーン座標テーブル内に記憶されている処理対象ポリゴンの各頂点のスクリーン座標値を、処理対象ポリゴンに関する第２データ部に設定する（ステップＳ３０２）。次いで、そのスクリーン座標値を設定した第２データ部を、描画を行うべき第２データ部としてＺソートテーブルに登録する（ステップＳ３０３）。
【００５１】
その後、制御部２１は、写り込みフラグテーブル６０を参照することによって、処理対象ポリゴンが写り込みポリゴンであるか否かを調べる（ステップＳ３０４）。処理対象ポリゴンが写り込みポリゴンでなかった場合(ステップＳ３０５；ＮＯ）、制御部２１は、全てのポリゴンについての処理が完了したか否かを判断する（ステップＳ３１０）。そして、全てのポリゴンについての処理が完了していなかった場合（ステップＳ３１０；ＮＯ）には、ステップＳ３０１に戻り、次のポリゴンに対する処理を開始する。
【００５２】
処理対象ポリゴンが写り込みポリゴンであった場合(ステップＳ３０５；ＹＥＳ）、制御部２１は、処理対象ポリゴンに関する第２データ部の複製をＲＡＭ２２の所定の記憶領域内に生成する（ステップＳ３０６）。次いで、頂点−写り込みテクスチュアＵＶ座標値テーブル内に記憶されている処理対象ポリゴンの各頂点に関するＵＶ座標値を、生成した第２データ部内に設定する（ステップＳ３０７）。また、当該第２データ部内のテクスチュアＮｏを写り込みテクスチュアＮｏ（写り込みテクスチュア画像を示すテクスチュアＮｏ）に書き換えるとともに、半透明属性情報を、“有効”（半透明にすることを示す情報）に書き換える（ステップＳ３０８）。そして、その第２データ部を、描画を行うべき第２データ部として、Ｚソートテーブルに登録する（ステップＳ３０９）。
【００５３】
その後、制御部２１は、ステップＳ３１０に進み、全てのポリゴンについての処理が完了しているか否かを判断する。そして、完了していない場合（ステップＳ３１０；ＮＯ）には、ステップＳ３０１に戻り、次のポリゴンに対する処理を開始する。一方、上記のような処理が全てのポリゴンについて完了したとき（ステップＳ３１０；ＹＥＳ）には、グラフィック処理部２７に描画処理の開始を指示する（ステップＳ３１１）。
【００５４】
そして、制御部２１は、自車描画処理を終了し、図３に示してあるように、レースが終了していない場合（ステップＳ１０７；ＮＯ）には、ステップＳ１０２に戻り、次のレース画面を表示するための処理を開始し、レースが終了した場合（ステップＳ１０７；ＹＥＳ）には、図示した処理を終了する。
【００５５】
以下、図１２〜１７を参照して、上述した処理の内容（意味）をさらに具体的に説明する。なお、図１２は、本実施形態に係るゲーム装置におけるＵＶオフセットデータ算出手順の説明図であり、図１３〜図１５は、本実施形態に係るゲーム装置におけるＵＶ座標算出手順の説明図である。また、図１６は、本実施形態に係るゲーム装置における自車の表示手順（表示原理）の説明図であり、図１７は、本実施形態に係るゲーム装置において表示されるゲーム画面の説明図である。
【００５６】
既に説明したように、ＵＶオフセットデータ（Uoff、Voff）７５は、自車中心位置座標（ox,oy,oz）７０のＸ，Ｚ座標値の下位７ビットによって表される２種の整数値に、それぞれ、６４を加算したものとなっている。すなわち、（Uoff、Voff）は、図１２に模式的に示したように、自車中心位置データ（ox,oy,oz）のＸ，Ｚ座標値の下位７ビットの値（ox mod 128,oz mod 128）に、（64,64）を加算したデータであって、１２８×１２８ドットの画像である写り込みテクスチュア画像８５内の太線枠で示した範囲内の値（６４〜１９１）をとるデータとなっている。
【００５７】
そして、図１０のステップＳ２０６〜Ｓ２０９で行なわれている演算は、図１３、１４に模式的に示したように、自車を構成しているポリゴン（写り込みポリゴン）をＵＶ平面に平行投影した結果の各頂点のＵＶ座標と、各法線ベクトルをＵＶ平面に平行投影したベクトルとを求め、求めた各ＵＶ座標が表す点から、求めたベクトル分隔たった位置に存在する点の座標であって、自車中心位置座標（ox,oy,oz）７０をＵＶ平面に平行投影した点がＵＶオフセットデータ（Uoff、Voff）７５が表す点であるＵＶ座標系における座標を求めるものとなっている。
【００５８】
また、図１１のステップＳ３０７〜Ｓ３０９の処理では、図１５に模式的に示したように、ステップＳ２０６〜Ｓ２０９の演算結果を各頂点とする写り込みテクスチュア画像の一領域（斜線を付した領域）を貼り付けた半透明ポリゴンが、写り込みポリゴン上に重ねて描画されることになるデータが、写り込みポリゴンに関する第２データ部内のスクリーン座標を利用して作成されていることになる。
【００５９】
すなわち、自車ポリゴンデータ５０と写り込みフラグテーブル６０とによって定義されている自車が、図１６（ａ）に示したようなものであった場合、本装置では、自車ポリゴンデータ５０に元々含まれていた各第２データ部（スクリーン座標が設定されたもの）に基づき、（ｂ）に示したような描画が行なわれることになるデータが用意される。
【００６０】
さらに、写り込みポリゴンに関しては、スクリーン座標が設定された第２データ部の複製が生成される。そして、その複製に、写り込みテクスチュアＮｏ、半透明属性、並びに、自車中心位置座標に基づき決定された写り込みテクスチュアＵＶ座標を設定したデータ、すなわち、（ｃ）に示したような描画が行なわれることになるデータが用意される。この（ｃ）の描画は、半透明で行なわれるので、結局、ステップＳ３０９の実行結果として出力装置３０の表示画面に表示される自車は、（ｄ）に模式的に示したように、写り込みポリゴンとされている部分に、写り込みテクスチュア画像の一部が張り付けられた半透明ポリゴンが重ねて描画されたものとなる。
【００６１】
また、半透明ポリゴンの生成に用いられる写り込みテクスチュア画像の領域は、自車中心位置座標に応じて変化される。すなわち、自車１１０が奥行き方向に走行している画面であって視点位置が自車１１０の位置に追従している画面が表示画面１２０に表示されている場合には、図１７（ａ）〜（ｃ）に模式的に示したように、自車１１０の表面を、自車１１０のレースコースに対する移動方向とは逆に移動するパターン１３０が示されることになる。
【００６２】
そして、写り込みテクスチュア画像を、Ｕ、Ｖ方向にそれぞれ、１２８ドットの周期を有する（座標(u,v)の画素と、座標(u+128,v),(u,v+128),(u+128,v+128)の画素が同じものである）画像とすることで、自車中心位置座標の変化に伴い、Uoff（あるいはVoff）が、191から64（あるいは64から191）に変化しても、半透明ポリゴンに貼り付けられる写り込みテクスチュア画像の内容が非連続的に変化することがないようにしている。
【００６３】
以上詳細に説明したように、本ゲーム装置は、自車がどのように動いても、自車の表面に、自車の移動に応じて移動する環境光パターンが表示される装置となっている。すなわち、自車が実際に街中を走っているような画像を表示させることができる装置となっている。また、法線ベクトルをも考慮して写り込みテクスチュア画像の貼り付けが行なわれているので、曲面部分の写り込みも、極めてリアルなものとなる装置として機能する。
【００６４】
なお、実施形態として説明したゲーム装置は、プレイヤによって操作される自車に対して、環境光の写り込み表現が行なわれる装置であったが、本発明は、自車以外の車（例えば、敵車、或いは他のプレイヤによって操作される他車）にも適用することができる。さらに環境光の写り込み表現を行う対象物が車でなくても良く、本発明は、三次元空間内を移動する、ポリゴンにより構成されるあらゆる移動体に対して適用可能である。
【００６５】
また、実施形態に係るゲーム装置は、Ｚソートによりポリゴン描画が行なわれる装置であったが、本発明を実施する際のポリゴン描画手順は、Ｚソートに限られない。例えば、Ｚバッファを利用してポリゴン描画手順が行なわれるようにして本発明を実施しても良い。
【００６６】
また、実施形態のゲームシステムは、ＣＤ−ＲＯＭに記録されたゲームプログラムを、一般的な構成のゲーム装置に実行させることにより実現されたものであったが、本技術は、パーソナルコンピュータなどの汎用コンピュータやアーケードゲーム機など、ポリゴンを用いて画像の表示を行うどのような装置にも適用することができる。さらに、本発明を、携帯電話、形態情報端末、カーナビゲーションなどの通信端末を用いて実現しても良い。また、プログラムが記録される媒体は、フロッピディスク、ＭＯ等のＣＤ−ＲＯＭ以外の媒体であっても良い。
【００６７】
さらに、プログラムが通信回線３３を介して入力（インストール）されるようにゲーム装置を構成しても良い。通信回線３３より入力されるプログラムやデータは、そのデータストリームに応じて周波数変調または位相変調した搬送波として、ホスト装置からネットワーク１００を通じて受信し、適宜ＲＡＭ２２の各格納領域に格納して使用することができる。
【００６８】
さらには、ゲームプログラムやデータは通信回線３３やネットワーク１００を介して接続されたホスト装置から、パケットで受信し使用する形態とすることもできる。
【００６９】
また、本発明を実現するためのプログラムやデータは、あらかじめゲーム装置やコンピュータにプレインストールしてある形態としてもよい。
【００７０】
【発明の効果】
本発明によれば、ゲーム画面の表示内容を、よりリアルなものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態に係るゲーム装置の概略構成を示したブロック図である。
【図２】  実施形態に係るゲーム装置の全体的な動作手順を示した流れ図である。
【図３】  実施形態に係るゲーム装置におけるＲＡＭの利用形態の説明図である。
【図４】  実施形態に係るゲーム装置において使用されている自車ポリゴンデータを説明するための模式図である。
【図５】  実施形態に係るゲーム装置において使用されている自車ポリゴンデータの説明図である。
【図６】  実施形態に係るゲーム装置において使用されている頂点−座標テーブルの説明図である。
【図７】  実施形態に係るゲーム装置において使用される写り込みフラグテーブルの説明図である。
【図８】  実施形態に係るゲーム装置において使用される頂点−写り込みテクスチュアＵＶ座標テーブルの説明図である。
【図９】  実施形態に係るゲーム装置において使用される頂点−スクリーン座標テーブルの説明図である。
【図１０】  実施形態に係るゲーム装置で実行されるポリゴン処理の流れ図である。
【図１１】  実施形態に係るゲーム装置で実行される自車描画処理の流れ図である。
【図１２】  実施形態に係るゲーム装置におけるＵＶオフセットデータ算出手順の説明図である。
【図１３】  実施形態に係るゲーム装置におけるＵＶ座標値算出手順の説明図である。
【図１４】  実施形態に係るゲーム装置におけるＵＶ座標値算出手順の説明図である。
【図１５】  実施形態に係るゲーム装置におけるＵＶ座標値算出手順の説明図である。
【図１６】  実施形態に係るゲーム装置における自車の表示手順の説明図である。
【図１７】  実施形態に係るゲーム装置において表示されるゲーム画面の説明図である。
【符号の説明】
１０  ＣＤ−ＲＯＭ
２０  ゲーム装置
２１  制御部
２２  ＲＡＭ
２３  サウンド処理部
２４  インターフェース部
２５  入力装置
２６  ＭＤＥＣ
２７  グラフィック処理部
２８  ＣＤ−ＲＯＭドライブ
２９  バス
３０  出力装置
３１  メモリカード
３２  通信インターフェース
３３  通信回線
５０  ポリゴンデータ
５１  第１データ部
５２  第２データ部
５５  頂点−座標テーブル
６０  写り込みフラグテーブル
６５  頂点−写り込みテクスチュアＵＶ座標テーブル
７０  自車中心位置座標
７５  ＵＶオフセットデータ
８０  頂点−スクリーン座標テーブル
８５  写り込みテクスチュア画像
１００  ネットワーク
１１０  自車
１２０  表示画面
１３０  環境光パターン
【図１】
0003809294.tif 000002
【図２】
0003809294.tif 000003
【図３】
0003809294.tif 000004
【図４】
0003809294.tif 000005
【図５】
0003809294.tif 000006
【図６】
0003809294.tif 000007
【図７】
0003809294.tif 000008
【図８】
0003809294.tif 000009
【図９】
0003809294.tif 000010
【図１０】
0003809294.tif 000011
【図１１】
0003809294.tif 000012
【図１２】
0003809294.tif 000013
【図１３】
0003809294.tif 000014
【図１４】
0003809294.tif 000015
【図１５】
0003809294.tif 000016
【図１６】
0003809294.tif 000017
【図１７】
0003809294.tif 000018