JP2002329213A - 画像生成システム、プログラム及び情報記憶媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 少ない処理負荷でリアルな環境マッピングを
実現できる画像生成システム、プログラム及び情報記憶
媒体を提供すること。 【解決手段】 背景オブジェクトをフレームバッファに
描画することで得られる途中段階のフレーム画像に基づ
き環境テクスチャを生成し、生成された環境テクスチャ
がマッピングされるオブジェクトを、途中段階のフレー
ム画像が描画されているフレームバッファに描画するこ
とで、最終段階のフレーム画像を生成する。オブジェク
トの頂点の反射ベクトルに基づき環境テクスチャのテク
スチャ座標を求める。途中段階のフレーム画像を仮想オ
ブジェクトにマッピングして変形することで環境テクス
チャを生成する。反射ベクトルの座標成分ＲＸ、ＲＹの
線形変換によりテクスチャ座標成分Ｕ、Ｖが得られるよ
うに、環境テクスチャを生成する。途中段階のフレーム
画像から環境テクスチャを生成する際に背景オブジェク
トの輝度を変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像生成システ
ム、プログラム及び情報記憶媒体に関する。

【０００２】

【背景技術及び発明が解決しようとする課題】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お
いて仮想カメラ（所与の視点）から見える画像を生成す
る画像生成システム（ゲームシステム）が知られてお
り、いわゆる仮想現実を体験できるものとして人気が高
い。ガンゲームを楽しむことができる画像生成システム
を例にとれば、プレーヤ（操作者）は、銃などを模して
作られたガン型コントローラ（シューティングデバイ
ス）を用いて、画面に映し出される敵キャラクタ（敵オ
ブジェクト）などの標的をシューティングすることで、
３次元ゲームを楽しむ。

【０００３】このような画像生成システムでは、プレー
ヤの仮想現実感の向上のために、よりリアルな画像を生
成することが重要な技術的課題になっている。そして、
このような課題を解決する１つの手法として、環境マッ
ピングと呼ばれる手法が知られている。

【０００４】この環境マッピングでは、オブジェクトの
周囲の環境を表す環境テクスチャをオブジェクトにマッ
ピングすることで、オブジェクトへの環境の映り込みを
表現し、オブジェクトの画像のリアル度を高めている。

【０００５】さて、このような環境マッピングを実現す
る手法として以下に説明するような第１、第２の手法が
考えられる。

【０００６】第１の手法では、オブジェクトにマッピン
グすべき、擬似的な専用の環境テクスチャを予め用意し
ておく。そして、この擬似的な環境テクスチャを仮想カ
メラの方向（或いはオブジェクトの上方）からオブジェ
クトにマッピングする。

【０００７】しかしながら、この第１の手法は、処理負
荷が軽いという有利点がある反面、得られる画像が単調
になってしまい、リアルな環境マッピングを実現できな
いという不利点がある。

【０００８】一方、第２の手法では、オブジェクトの各
点から反射方向に見えるべきオブジェクトの周囲の環境
の画像を、専用のレンダリングを用いて生成する。そし
て、生成された画像を環境テクスチャとしてオブジェク
トにマッピングする。

【０００９】しかしながら、この第２の手法では、環境
テクスチャを生成するために専用のレンダリング処理が
必要になる。従って、そのレンダリング処理の分だけ処
理負荷が重くなり、この種の画像生成システムに要求さ
れるリアルタイム処理の要請に応えることができない。

【００１０】本発明は、以上のような課題に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、少ない処理
負荷でリアルな環境マッピングを実現できる画像生成シ
ステム、プログラム及び情報記憶媒体を提供することに
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、画像生成を行う画像生成システムであっ
て、描画バッファに描画された途中段階のフレーム画像
に基づいて、オブジェクトにマッピングすべき環境テク
スチャを生成する手段と、生成された環境テクスチャを
オブジェクトにマッピングしながら、該オブジェクト
を、前記途中段階のフレーム画像が描画されている描画
バッファに描画し、オブジェクト空間において仮想カメ
ラから見える画像を生成する手段とを含むことを特徴と
する。また本発明に係るプログラムは、コンピュータに
より使用可能なプログラム（情報記憶媒体又は搬送波に
具現化されるプログラム）であって、上記手段をコンピ
ュータに実現させる（上記手段としてコンピュータを機
能させる）ことを特徴とする。また本発明に係る情報記
憶媒体は、コンピュータにより読み取り可能（使用可
能）な情報記憶媒体であって、上記手段をコンピュータ
に実現させる（上記手段としてコンピュータを機能させ
る）ためのプログラムを含むことを特徴とする。

【００１２】本発明によれば、途中段階のフレーム画像
に基づき環境テクスチャが生成される。そして、この環
境テクスチャがマッピングされるオブジェクトを、途中
段階のフレーム画像が描画されている描画バッファに描
画することで、最終段階のフレーム画像が生成される。

【００１３】このように本発明では、途中段階のフレー
ム画像に基づき環境テクスチャが生成されるため、環境
テクスチャの生成のための専用のレンダリング処理を行
わなくても済むようになる。しかも、この途中段階のフ
レーム画像は最終段階のフレーム画像の生成にも利用さ
れる。従って、本発明によれば、処理負荷がそれほど増
えることなく、リアルな環境マッピングを実現できる。

【００１４】また本発明に係る画像生成システム、プロ
グラム及び情報記憶媒体は、オブジェクトの面の反射方
向を表すための反射ベクトルに基づいて、テクスチャ記
憶手段から前記環境テクスチャを読み出すためのテクス
チャ座標が求められ、求められたテクスチャ座標に基づ
いて、前記環境テクスチャがオブジェクトにマッピング
されることを特徴とする。

【００１５】このようにすれば、オブジェクトの形状に
応じたリアルな映り込み表現を、少ない処理負荷で実現
できる。

【００１６】また本発明に係る画像生成システム、プロ
グラム及び情報記憶媒体は、前記環境テクスチャが、前
記途中段階のフレーム画像を所与の形状の仮想オブジェ
クトにマッピングして変形することで生成されることを
特徴とする。

【００１７】このようにすれば、所与の形状の仮想オブ
ジェクトに途中段階のフレーム画像をテクスチャマッピ
ングするだけという簡素な処理で、環境テクスチャを生
成できるようになる。

【００１８】また本発明に係る画像生成システム、プロ
グラム及び情報記憶媒体は、反射ベクトルの第１、第２
の座標成分又は該第１、第２の座標成分を線形変換する
ことで得られる第１’、第２’の座標成分が第１、第２
のテクスチャ座標成分となる環境テクスチャが、前記途
中段階のフレーム画像に基づき生成されることを特徴と
する。

【００１９】このようにすれば、反射ベクトルの第１、
第２の座標成分、或いは、この第１、第２の座標成分を
線形変換することで得られる第１’、第２’の座標成分
を、そのまま環境テクスチャの第１、第２のテクスチャ
座標成分として用いることが可能になる。これにより、
環境テクスチャのマッピング処理の負荷を軽減すること
が可能になる。

【００２０】また本発明に係る画像生成システム、プロ
グラム及び情報記憶媒体は、前記途中段階のフレーム画
像が、オブジェクトに映り込ませるべき背景オブジェク
トを描画バッファに描画することで生成されることを特
徴とする。

【００２１】このようにすれば、例えば最遠景オブジェ
クト又は中遠景オブジェクトなどを含む背景オブジェク
トの画像を、オブジェクトにリアルに映り込ませること
が可能になる。

【００２２】また本発明に係る画像生成システム、プロ
グラム及び情報記憶媒体は、前記途中段階のフレーム画
像を変換して環境テクスチャを生成する際に、前記背景
オブジェクトの輝度が変更されることを特徴とする。

【００２３】このようにすれば、現実世界の事象に則し
たリアルなシミュレーション処理では得ることができな
い演出効果の高い映り込み表現を、実現できるようにな
る。

【００２４】また本発明に係る画像生成システム、プロ
グラム及び情報記憶媒体は、前記背景オブジェクトが含
む最遠景オブジェクトの輝度が、前記背景オブジェクト
が含む中遠景オブジェクトに比べてより明るくなるよう
に、輝度変更が行われることを特徴とする。

【００２５】このようにすれば、最遠景オブジェクトの
輝度を明るくして目立たせることが可能になり、より演
出効果の高い画像を生成できる。

【００２６】また本発明に係る画像生成システム、プロ
グラム及び情報記憶媒体は、オブジェクトに、ベーステ
クスチャと環境テクスチャとがマルチテクスチャマッピ
ングされることを特徴とする。

【００２７】なお、この場合のマルチテクスチャマッピ
ングは、画像生成システムのハードウェアによりサポー
トされている狭義のマルチテクスチャマッピングでもよ
いし、ベーステクスチャがマッピングされるオブジェク
トと環境テクスチャがマッピングされるオブジェクトと
を同一位置に描画することで実現される疑似的なマルチ
テクスチャマッピングでもよい。

【００２８】また本発明に係る画像生成システム、プロ
グラム及び情報記憶媒体は、前記ベーステクスチャと環
境テクスチャとを用いたα合成処理の際のα値が、オブ
ジェクトの面の方向を表すための法線ベクトルとオブジ
ェクトの面の反射方向を表すための反射ベクトルとに基
づいて求められることを特徴とする。

【００２９】このようにすれば、法線ベクトルと反射ベ
クトルのなす角度等に応じて、環境テクスチャの映り込
みの強度が変化するようになり、よりリアルな画像を生
成できる。しかも、環境テクスチャのテクスチャ座標を
求める処理の際に計算された反射ベクトルを、α値を求
める処理に有効利用できるようになり、処理負荷の軽減
化を図れる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本実施形態について図面を
用いて説明する。

【００３１】なお、以下に説明する本実施形態は、特許
請求の範囲に記載された本発明の内容を何ら限定するも
のではない。また本実施形態で説明される構成の全てが
本発明の解決手段として必須であるとは限らない。

【００３２】１．構成 図１に、本実施形態の画像生成システム（ゲームシステ
ム）の機能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と記憶部１７０を含めばよく）、
それ以外のブロックについては任意の構成要素とするこ
とができる。

【００３３】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、マイク、或いは筺体などのハードウェアにより実現
できる。

【００３４】記憶部１７０は、処理部１００や通信部１
９６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。

【００３５】情報記憶媒体１８０（コンピュータにより
読み取り可能な媒体）は、プログラムやデータなどを格
納するものであり、その機能は、光ディスク（ＣＤ、Ｄ
ＶＤ）、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に格納されるプログラム（デー
タ）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
コンピュータに実現（実行、機能）させるためのプログ
ラムが格納され、このプログラムは、例えば１又は複数
のモジュール（オブジェクト指向におけるオブジェクト
も含む）を含む。

【００３６】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１
８０には、本発明の処理を行うためのプログラム、画像
データ、音データ、表示物の形状データ、本発明の処理
を指示するための情報、或いはその指示に従って処理を
行うための情報などを含ませることができる。

【００３７】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、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。

【００３８】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。

【００３９】携帯型情報記憶装置１９４は、プレーヤの
個人データやゲームの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）の各手段を実現
（実行、機能）するためのプログラム（データ）は、ホ
スト装置（サーバー）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
ーバー）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（プロセッサ）は、操作部１
６０からの操作データやプログラムなどに基づいて、ゲ
ーム処理、画像生成処理、或いは音生成処理などの各種
の処理を行う。この場合、処理部１００は、記憶部１７
０内の主記憶部１７２をワーク領域として使用して、各
種の処理を行う。

【００４３】ここで、処理部１００が行う処理として
は、コイン（代価）の受け付け処理、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（１又は複数のプリミティブ）の位置や回転角度
（Ｘ、Ｙ又はＺ軸回り回転角度）を求める処理、オブジ
ェクトを動作させる処理（モーション処理）、視点の位
置（仮想カメラの位置）や視線角度（仮想カメラの回転
角度）を求める処理、マップオブジェクトなどのオブジ
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（成果、成績）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を考えることがで
きる。

【００４４】処理部１００は、テクスチャ座標演算部１
１０、α値演算部１１２、画像生成部１２０、音生成部
１３０を含む。なお、処理部１００は、これらの全ての
機能ブロックを含む必要はない。

【００４５】ここで、テクスチャ座標演算部１１０は、
オブジェクトにマッピングされる環境テクスチャ（オブ
ジェクトの映り込み表現のためのテクスチャであり、光
沢表現テクスチャ等も含む）をテクスチャ記憶部１７６
から読み出すためのテクスチャ座標（第１、第２のテク
スチャ座標成分）を求める。より具体的には、オブジェ
クトの面の反射方向を表すための反射ベクトル（オブジ
ェクトの各頂点或いは各面に設定される反射ベクトル）
に基づいて、環境テクスチャを読み出すためのテクスチ
ャ座標を求める。更に具体的には、仮想カメラ（視点）
の位置とオブジェクトの各頂点（構成点）の位置と各頂
点に設定された法線ベクトルとに基づいて、各頂点での
反射ベクトルを求める。そして、この求められた反射ベ
クトルに基づいて、環境テクスチャを読み出すためのテ
クスチャ座標を求める。

【００４６】α値演算部１１２は、ベーステクスチャ
（環境テクスチャの下層にマッピングされる下地テクス
チャ、元絵テクスチャ）と環境テクスチャとをマルチテ
クスチャマッピングする際のα合成処理（αブレンディ
ング、α加算又はα減算等）のα値を求める。より具体
的には、オブジェクトの面の方向を表すための法線ベク
トル（オブジェクトの各頂点或いは各面に設定される法
線ベクトル）と、オブジェクトの面の反射方向を表すた
めの反射ベクトルとに基づいて、このα値を求める。こ
の場合に、例えば、この法線ベクトルと反射ベクトルと
のなす角度が０度に近づくほど環境テクスチャの映り込
みが弱くなるように（或いは法線ベクトルと反射ベクト
ルとのなす角度が直角に近づくほど環境テクスチャの映
り込みが強くなるように）、α値を設定することが望ま
しい。

【００４７】なお、画像生成システムが、１つのオブジ
ェクトに複数のテクスチャを一度に重ねてマッピングで
きる狭義のマルチテクスチャマッピング機能をハードウ
ェアでサポートしている場合には、このマルチテクスチ
ャマッピング機能を利用して、ベーステクスチャと環境
テクスチャのマルチテクスチャマッピングを実現でき
る。一方、画像生成システムが、このような狭義のマル
チテクスチャマッピング機能をサポートしていない場合
には、ベーステクスチャがマッピングされるオブジェク
トと環境テクスチャがマッピングされるオブジェクトと
を同じ位置に描画することで（同じ描画データを用いて
描画することで）、ベーステクスチャと環境テクスチャ
の擬似的なマルチテクスチャマッピングを実現できる。

【００４８】また、α値（Ａ値）は、各ピクセル（テク
セル、ドット）に関連づけて記憶できる情報であり、例
えば色情報以外のプラスアルファの情報である。α値
は、マスク情報、半透明度（透明度、不透明度と等
価）、バンプ情報などとして使用できる。

【００４９】画像生成部１２０は、処理部１００で行わ
れる種々の処理の結果に基づいて画像処理を行い、ゲー
ム画像を生成し、表示部１９０に出力する。例えば、い
わゆる３次元のゲーム画像を生成する場合には、まず、
座標変換、クリッピング処理、透視変換、或いは光源計
算等のジオメトリ処理が行われ、その処理結果に基づい
て、描画データ（プリミティブ面の頂点（構成点）に付
与される位置座標、テクスチャ座標、色（輝度）デー
タ、法線ベクトル或いはα値等）が作成される。そし
て、この描画データ（プリミティブ面データ）に基づい
て、ジオメトリ処理後のオブジェクト（１又は複数プリ
ミティブ面）の画像が、描画バッファ１７４（フレーム
バッファ、ワークバッファ等のピクセル単位で画像情報
を記憶できるバッファ）に描画される。これにより、オ
ブジェクト空間内において仮想カメラ（所与の視点）か
ら見える画像が生成されるようになる。

【００５０】音生成部１３０は、処理部１００で行われ
る種々の処理の結果に基づいて音処理を行い、ＢＧＭ、
効果音、又は音声などのゲーム音を生成し、音出力部１
９２に出力する。

【００５１】画像生成部１２０は、環境テクスチャ生成
部１２２、テクスチャマッピング部１２４、α合成部１
２６を含む。

【００５２】ここで、環境テクスチャ生成部１２２は、
オブジェクトにマッピングされる環境テクスチャを生成
するための処理を行う。より具体的には、描画バッファ
（フレームバッファ、ワークバッファ等）に描画された
途中段階のフレーム画像に基づいて、環境テクスチャを
生成する。そして、生成された環境テクスチャはテクス
チャ記憶部１７６に一時的に記憶（描画）される。

【００５３】この場合、環境テクスチャは、途中段階の
フレーム画像を所与の形状（例えばスフィア形状）の仮
想オブジェクト（変形のためのテンプレートオブジェク
ト）にマッピング（スフィアマッピング）して、このフ
レーム画像を変形することで生成できる。また、オブジ
ェクトの反射ベクトルの第１、第２の座標成分（ＲＸ、
ＲＹ）を線形変換することで得られる座標成分（或いは
第１、第２の座標成分そのもの）が、第１、第２のテク
スチャ座標成分（Ｕ、Ｖ）としてそのまま使用できるよ
うな変換方式で、途中段階のフレーム画像を変換し、環
境テクスチャを生成することが望ましい。

【００５４】なお、環境テクスチャの生成に使用する途
中段階のフレーム画像は、オブジェクトに映り込ませる
べき背景オブジェクト（空、雲等を表す最遠景オブジェ
クト、或いは建物、地面、街灯、橋等を表す中遠景オブ
ジェクト）を描画バッファに描画することで生成できる
（背景オブジェクト以外のオブジェクトを描画してもよ
い）。そして、表示部１９０に表示される最終段階のフ
レーム画像（オブジェクト空間において仮想カメラから
見える画像）は、この途中段階のフレーム画像が描画さ
れている描画バッファに、残りの他のオブジェクト（環
境テクスチャがマッピングされるオブジェクト等）を描
画することで生成されることになる。

【００５５】テクスチャマッピング部１２４は、テクス
チャ記憶部１７６に記憶されるテクスチャ（ベーステク
スチャ、環境テクスチャ等）をオブジェクトにマッピン
グするための処理を行う。

【００５６】この場合、テクスチャマッピング部１２４
は、いわゆるムービーテクスチャマッピング機能も有し
ている。また、環境テクスチャ生成部１２２による環境
テクスチャの生成処理は、このテクスチャマッピング部
１２４のテクスチャマッピング機能を利用して生成でき
る。

【００５７】α合成部１２６は、α値（Ａ値）に基づく
α合成処理（αブレンディング、α加算又はα減算等）
を行う。例えばα合成がαブレンディングである場合に
は下式のような合成処理が行われる。

【００５８】 Ｒ_Q＝（１−α）×Ｒ₁＋α×Ｒ₂ （１） Ｇ_Q＝（１−α）×Ｇ₁＋α×Ｇ₂ （２） Ｂ_Q＝（１−α）×Ｂ₁＋α×Ｂ₂ （３）

【００５９】ここで、Ｒ₁、Ｇ₁、Ｂ₁は、描画バッファ
１７４に既に描画されている画像（背景画像）の色（輝
度）のＲ、Ｇ、Ｂ成分であり、Ｒ₂、Ｇ₂、Ｂ₂は、描画
バッファに描画するオブジェクト（プリミティブ）の色
のＲ、Ｇ、Ｂ成分である。また、Ｒ_Q、Ｇ_Q、Ｂ_Qは、α
ブレンディングにより得られる画像の色のＲ、Ｇ、Ｂ成
分である。

【００６０】そして本実施形態では、α値演算部１１２
により得られたα値（αプレーン）に基づいて、α合成
部１２６がα合成処理を行う。より具体的には、α値演
算部１１２により求められたα値に基づいて、ベーステ
クスチャ（ベーステクスチャがマッピングされたオブジ
ェクト）と環境テクスチャと（環境テクスチャがマッピ
ングされたオブジェクト）とを用いたα合成処理（半透
明合成処理）が行われる。

【００６１】なお、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も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（ゲーム機、携帯電話）を用いて生成してもよい。

【００６３】２．本実施形態の特徴 次に本実施形態の特徴について図面を用いて説明する。
なお、以下では、水面表現に本実施形態を適用した場合
を主に例にとり説明するが、本実施形態は、水面表現以
外の他の画像表現にも広く適用できる。

【００６４】２．１ 途中段階のフレーム画像を利用し
た環境マッピング さて、前述のように、環境マッピングを実現する第１の
手法では、予め用意された擬似的な専用の環境テクスチ
ャがオブジェクトにマッピングされる。このため、得ら
れる画像は擬似的なものになり、今ひとつリアルな環境
マッピングを実現できないという課題がある。

【００６５】また、環境マッピングを実現する第２の手
法では、環境テクスチャの生成に専用のレンダリング処
理が必要になる。このため、そのレンダリング処理の分
だけ処理負荷が重くなってしまうという課題がある。

【００６６】そこで本実施形態では、途中段階のフレー
ム画像を用いて環境テクスチャを生成し、この途中段階
のフレーム画像と、生成された環境テクスチャがマッピ
ングされたオブジェクトとに基づいて、表示部に生成す
る最終的なフレーム画像を生成している。

【００６７】より具体的には図２のＡ１に示すように、
まず、空、雲などを表す最遠景オブジェクト（天球オブ
ジェクト。ドーム形状、球形状又は円柱形状のオブジェ
クト）を描画バッファ（フレームバッファ等）に描画す
る。

【００６８】そして、Ａ２に示すように、建物、地面、
橋、街灯などを表す中遠景オブジェクトを描画バッファ
に描画する。この場合に、環境テクスチャがマッピング
される水面オブジェクトＯＢ（広義にはオブジェクト。
以下の説明でも同様）については、描画バッファには描
画しないでおく。

【００６９】次に、このように最遠景オブジェクトや中
遠景オブジェクトなどの背景オブジェクトを描画するこ
とで得られたＡ２に示す途中段階のフレーム画像（フレ
ーム毎に生成される画面サイズの画像）を変換して、Ａ
３に示すように環境テクスチャを生成する。

【００７０】そして、Ａ４に示すように、この生成され
た環境テクスチャをマッピングしながら、水面オブジェ
クトＯＢを描画バッファに描画する。この際、この環境
テクスチャと、水面の絵柄を表すベーステクスチャと
を、水面オブジェクトにマルチテクスチャマッピングす
る。

【００７１】そして、このようにして生成されたＡ５に
示す最終段階のフレーム画像をフレーム（１／６０秒、
１／３０秒等）毎に表示部に出力して、ゲーム画像を生
成する。

【００７２】このように本実施形態によれば、水面オブ
ジェクトＯＢの周囲にある背景オブジェクト（空、雲、
建物等）の画像が、環境テクスチャとして水面オブジェ
クトＯＢにマッピングされるようになる。従って、予め
用意された擬似的な環境テクスチャをマッピングする上
記の第１の手法に比べて、極めてリアルな環境マッピン
グを実現でき、プレーヤの仮想現実感を向上できる。

【００７３】また、本実施形態によれば、最終段階のフ
レーム画像の生成の途中段階で生成されるＡ２に示す途
中段階のフレーム画像を利用して、水面オブジェクトＯ
Ｂにマッピングすべき環境テクスチャが生成される。従
って、環境テクスチャの生成に専用のレンダリング処理
が必要な前述の第２の手法とは異なり、専用のレンダリ
ング処理を行うことなくＡ３に示す環境テクスチャを生
成できる。従って、少ない処理負荷でリアルな環境マッ
ピングを実現できる。

【００７４】さて、本実施形態では、図２のＡ３のよう
に生成された環境テクスチャを、例えば以下のような手
法により水面オブジェクトＯＢにマッピングしている。

【００７５】即ち図３に示すように、水面オブジェクト
ＯＢの頂点ＶＸ（構成点）と仮想カメラＶＣとを結ぶ方
向に沿ったベクトルＥを求める。そして、このベクトル
Ｅと頂点ＶＸに設定された法線ベクトルＮとに基づい
て、例えば下式（４）のような演算を行い、頂点ＶＸで
の反射ベクトルＲを求める。なお、ベクトルＥ、Ｎ、Ｒ
は、視点座標系での単位ベクトルである。

【００７６】 Ｒ（ＲＸ、ＲＹ、ＲＺ）＝２（Ｅ・Ｎ）Ｎ−Ｅ （４）

【００７７】なお、上式（４）において”・”はベクト
ル同士の内積を意味する。

【００７８】そして、この求められた反射ベクトルＲに
基づいて、環境テクスチャのテクスチャ座標（Ｕ、Ｖ）
を求め、求められたテクスチャ座標により特定される環
境テクスチャを水面オブジェクトにマッピングする。

【００７９】このようにすることで、仮想カメラＶＣと
水面オブジェクトＯＢとの位置関係やＯＢの面形状に応
じた適切な環境テクスチャの絵柄を、水面オブジェクト
ＯＢにマッピングできるようになり、よりリアルな環境
マッピングを実現できる。

【００８０】しかも、本実施形態では、後述するよう
に、反射ベクトルＲの座標成分ＲＸ、ＲＹの線形変換で
得られる座標成分（或いはＲＸ、ＲＹそのもの）を、テ
クスチャ座標成分Ｕ、Ｖとしてそのまま用いることがで
きるように、環境テクスチャが生成される。従って、上
式（４）により得られた反射ベクトルＲの座標成分Ｒ
Ｘ、ＲＹを用いて、少ない処理負荷で環境テクスチャを
読み出すことが可能になる。これにより、環境マッピン
グの処理負荷を更に軽減できる。

【００８１】図４に、環境テクスチャの生成に使用され
る途中段階のフレーム画像の例を示す。このフレーム画
像では、空、雲、建物、橋などの、水面に映り込ませる
べき背景のオブジェクトが描画されている。

【００８２】本実施形態では、このようにして生成され
た図４の途中段階のフレーム画像を、例えば図５に示す
ような仮想オブジェクト（変形のテンプレートとなるオ
ブジェクト）にマッピングする。この仮想オブジェクト
は、中心座標が（０．０、０．０、０．０）で半径が異
なる複数の円を同心円状に並べて繋げた形状のオブジェ
クトである。この場合の同心円の半径の範囲は、例えば
０．０〜１．０の範囲となる。

【００８３】そして、この図５の仮想オブジェクトに、
図４の途中段階のフレーム画像をテクスチャマッピング
することで、図６に示すような環境テクスチャが生成さ
れる。この環境テクスチャの画像は、水面オブジェクト
の方から周囲の環境（空、雲、建物）を魚眼レンズを通
して見たような画像になっている。

【００８４】次に、図４の途中段階のフレーム画像が描
画されている描画バッファに、ベーステクスチャ（水面
の波等を表すテクスチャ）をマッピングしながら水面オ
ブジェクトを描画することで、図７に示すようなフレー
ム画像が生成される。このフレーム画像では、水面に対
する周囲の環境の映り込みは表現されていない。

【００８５】次に、図７のフレーム画像が描画されてい
る描画バッファに、図６の環境テクスチャをマッピング
しながら水面オブジェクトを描画することで、図８に示
すような最終的なフレーム画像が生成される。この図８
のフレーム画像では、図７とは異なり、水面に対して周
囲の環境（空、雲、建物、橋）が映り込んでいる。従っ
て、図７に比べて非常にリアルな画像になる。

【００８６】図９は、図８の場合とは異なる位置に仮想
カメラが移動した時に生成される最終的なフレーム画像
の例である。

【００８７】図８、図９に示すように、本実施形態で
は、仮想カメラと水面、建物、橋等との位置関係に応じ
て、水面へ映り込む環境の画像も変化する。従って、擬
似的な環境テクスチャを単にマッピングする前述の第１
の手法に比べて、非常にリアルな画像を生成できる。し
かも、途中段階のフレーム画像を用いて環境テクスチャ
が生成されるため、少ない処理負荷で図８、図９に示す
ようなリアルな画像を生成できる。

【００８８】２．２ 環境テクスチャの生成手法 さて、本実施形態では、環境マッピングの処理負荷を更
に軽減するために、以下に説明するような手法で環境テ
クスチャを生成している。

【００８９】即ち本実施形態では、図４に示す途中経過
のフレーム画像を、図５に示す仮想オブジェクト（テン
プレートオブジェクト）にマッピングすることで、図６
に示す環境テクスチャを生成している。

【００９０】この場合に、本実施形態では、図５の仮想
オブジェクトの各頂点（Ｘ、Ｙ、０）のテクスチャ座標
（Ｕ、Ｖ）を、下式のように求めている。

【００９１】 Ｕ ＝Ｕ’／２＋０．５ （５） Ｕ’＝Ｘ／｛（１−Ｘ²−Ｙ²）^1/2×ｔａｎ（θ／２）｝ （６） Ｖ ＝Ｖ’／２＋０．５ （７） Ｖ’＝Ｙ／｛（１−Ｘ²−Ｙ²）^1/2×ｔａｎ（θ／２）×Ａ｝ （８）

【００９２】上式（６）、（８）においてθは仮想カメ
ラの画角であり（例えばθ＝４５度）、Ａは画面のアス
ペクト比である。また、上式（５）、（７）は、値域が
−１．０〜１．０であるＳ’、Ｔ’を、値域が０．０〜
１．０であるＳ、Ｔに変換する式である。

【００９３】本実施形態では、図５の仮想オブジェクト
の頂点の座標（Ｘ、Ｙ、０）を上式（５）〜（８）に代
入することで得られるテクスチャ座標（Ｕ、Ｖ）を用い
て、図４のフレーム画像を図５の仮想オブジェクトにテ
クスチャマッピングしている。これにより、図６に示す
ような環境テクスチャを生成できる。

【００９４】上式（５）〜（８）を概念的に説明すると
図１０に示すようになる。

【００９５】図１０において、反射ベクトルＲ（ＲＸ、
ＲＹ、ＲＺ）の座標を（Ｘ、Ｙ、Ｚ）とした場合に、反
射ベクトルＲを延長したベクトルＲ’が、無限遠にある
射影面ＰＳと交わる点ＩＰの座標を、上式（５）〜
（８）は求めている。

【００９６】射影面ＰＳへの投影結果（描画バッファの
フレーム画像）をテクスチャとして用いるためには、射
影面ＰＳ上における画角θ内の任意の点の座標を、０．
０〜１．０の範囲で任意に変化させる必要がある。この
ため、仮想オブジェクトの頂点のテクスチャ座標（Ｕ、
Ｖ）は、上式（５）〜（８）のようにして求められるこ
とになる。

【００９７】以上のようにして、図６に示す環境テクス
チャを生成すれば、下式に示すように、環境テクスチャ
の読み出しに使用するテクスチャ座標（Ｕ、Ｖ）を、視
点座標系での反射ベクトルＲの座標成分ＲＸ、ＲＹの線
形変換だけで得ることが可能になる。

【００９８】 Ｕ＝ＲＸ／２＋０．５ （９） Ｖ＝ＲＹ／２＋０．５ （１０）

【００９９】なお、前述のように、反射ベクトルＲ（Ｒ
Ｘ、ＲＹ、ＲＺ）は下式のように求められる。

【０１００】 Ｒ（ＲＸ、ＲＹ、ＲＺ）＝２（Ｅ・Ｎ）Ｎ−Ｅ （１１）

【０１０１】以上のように本実施形態では、反射ベクト
ルＲの座標成分ＲＸ、ＲＹを線形変換（式（９）、（１
０））することで得られる座標成分が、テクスチャ座標
成分Ｕ、Ｖになるように、途中段階のフレーム画像（図
４）を変換して、環境テクスチャ（図６）を生成してい
る。従って、反射ベクトルからテクスチャ座標を求める
処理の際に、平方根や二乗根を求める処理が不要にな
り、線形変換式（式（９）、（１０））だけでテクスチ
ャ座標を求めることができる。従って、テクスチャ座標
の演算処理の負荷を軽減でき、環境マッピングの処理負
荷を軽減できるようになる。

【０１０２】なお、反射ベクトルの座標成分ＲＸ、ＲＹ
を、そのままテクスチャ座標成分Ｕ、Ｖとして使用可能
にする変換方式で、途中段階のフレーム画像を環境テク
スチャに変換するようにしてもよい。

【０１０３】２．３ α値の演算 さて、本実施形態では、水面のベーステクスチャがマッ
ピングされる水面オブジェクトと、環境テクスチャがマ
ッピングされる水面オブジェクトとのα合成処理（広義
にはベーステクスチャと環境テクスチャとを用いたα合
成処理）の際のα値を、図１１に示すような手法で求め
ている。即ち、水面オブジェクトＯＢの頂点ＶＸの法線
ベクトルＮと、上式（１１）で得られた反射ベクトルＲ
とのなす角度βとに基づいて、α値を求め、このα値に
基づいてα合成処理を行う。

【０１０４】より具体的は、角度βが０度に近づくほど
ベーステクスチャのα合成率が高くなり、角度βが直角
に近づくほど環境テクスチャのα合成率が高くなるよう
に、環境テクスチャのα値を求める（例えばα＝１−
（ｃｏｓβ）ⁿ）。

【０１０５】このようにすれば、法線ベクトルＮと反射
ベクトルＲとのなす角度βが直角に近づくほど、その反
射ベクトルの方向にある環境がその場所（頂点ＶＸの場
所）に強く映り込むようになる。従って、臨界屈折角で
の映り込み等が表現されたリアルな画像を生成できる。

【０１０６】しかも、図１１の手法によれば、環境テク
スチャのテクスチャ座標を求めるために計算した反射ベ
クトルを有効利用して、α値を求めることができる。従
って、処理負荷をそれほど増すことなく、リアルな映り
込み表現を実現できる。

【０１０７】２．４ 輝度の変更 本実施形態では、途中段階のフレーム画像（図４）を変
換することで環境テクスチャ（図６）が生成されること
を有効利用して、途中段階のフレーム画像に描かれた背
景オブジェクト（最遠景オブジェクト、中遠景オブジェ
クト）の輝度を変更するようにしている。

【０１０８】より具体的には図１２に示すように、途中
段階のフレーム画像から環境テクスチャを生成する際
に、背景オブジェクトの中の最遠景オブジェクト（空、
雲）の輝度が、背景オブジェクトの中の中遠景オブジェ
クト（建物、橋）に比べて明るくなるように、輝度変更
を行う。

【０１０９】即ち、現実世界での空の水面への映り込み
をリアルにシミュレーションしようとした場合には、空
の輝度を変更せずに環境テクスチャを生成し、水面オブ
ジェクトにマッピングすることになる。

【０１１０】しかしながら、このような現実世界の事象
に則したシミュレーション処理では、得られる映り込み
画像が今ひとつ演出効果に欠けるということが判明し
た。即ち、現実世界の事象に則したシミュレーション処
理では、図８、図９に示すような演出効果の高い映り込
み画像を生成できず、水面に映り込んだ空がくすんで見
えてしまう。

【０１１１】そこで本実施形態では、途中段階のフレー
ム画像から環境テクスチャを生成する際に、背景オブジ
ェクトの輝度変更が可能であることに着目し、空などを
表す最遠景オブジェクトの輝度を明るくする輝度変更手
法を採用している。

【０１１２】このようにすることで、図８、図９に示す
ように、空の映り込み画像の輝度が明るくなり、空の映
り込み部分と建物の映り込み分との輝度の差が強調して
プレーヤに伝えられるようになる。これにより、映り込
んでいる空がくすんで見える事態を防止でき、より演出
効果が高く、プレーヤの仮想現実感を向上できるゲーム
画像を生成できる。

【０１１３】なお、図１２では、空などを表現する最遠
景オブジェクトの輝度を明るくしているが、輝度の変更
対象となるオブジェクトの種類及び輝度の変化のさせ方
については任意である。例えば、空などを表現する最遠
景オブジェクトの輝度を明るくする代わりに、建物など
を表現する中遠景オブジェクトの輝度を暗くしてもよ
い。或いは、最遠景オブジェクト及び中遠景オブジェク
トの両方の輝度を明るく（或いは暗く）してもよい。

【０１１４】３．本実施形態の処理 次に、本実施形態の処理の詳細例について、図１３、図
１４のフローチャートを用いて説明する。

【０１１５】まず、図２のＡ１で説明したように、最遠
景（天球）オブジェクトをフレームバッファ（広義には
描画バッファ。以下の説明でも同様）に描画する（ステ
ップＳ１）。そして、フレームバッファにおいて、最遠
景オブジェクトが描画されたピクセルにフラグＦＬをセ
ットする（ステップＳ２）。このフラグＦＬは、図１２
で説明した輝度変更処理に使用するフラグである。ま
た、このフラグＦＬは、フレームバッファにおいて最遠
景オブジェクトが描画されたピクセルに、所定値のα値
（マスク情報）を書き込むことで、セットできる。

【０１１６】次に、図２のＡ２で説明したように、建
物、橋などの中遠景オブジェクトをフレームバッファに
描画する（ステップＳ３）。この際に、フレームバッフ
ァにおいて、中遠景オブジェクトが描画されたピクセル
のフラグＦＬをクリアする。このようにすることで、最
遠景オブジェクトが描画されたピクセルでは、フラグＦ
Ｌがセットされ、中遠景オブジェクトが描画されたピク
セルではフラグＦＬがクリアされるようになる。

【０１１７】次に、フレームバッファのフレーム画像を
テクスチャマッピングしながら、仮想オブジェクト（図
５参照）をエフェクト用のワークバッファ（ＶＲＡＭ上
のバッファ）に描画する（ステップＳ４）。この際に、
フラグＦＬがセットされているピクセル（最遠景オブジ
ェクトの描画ピクセル）の部分だけをワークバッファに
描画すると共に、明るい輝度に変更して描画するように
する。これにより、最遠景オブジェクト（空）が明るい
輝度に変更された環境テクスチャを生成できるようにな
る（図１２参照）。

【０１１８】次に、フレームバッファのフレーム画像を
テクスチャマッピングしながら、仮想オブジェクトをエ
フェクト用のワークバッファに再度描画する（ステップ
Ｓ５）。この際に、フラグＦＬがクリアされているピク
セル（中遠景オブジェクトの描画ピクセル）の部分だけ
をワークバッファに描画すると共に、暗い輝度に変更し
て描画するようにする。これにより、中遠景オブジェク
ト（建物）が暗い輝度に変更された環境テクスチャを生
成できる。

【０１１９】以上のようにすることで、図６に示すよう
な環境テクスチャが、ワークバッファ上に生成される。

【０１２０】次に、水面オブジェクトのＺ値（奥行き
値）のみをＺバッファ（奥行きバッファ）に描画する
（ステップＳ６）。即ち、半透明の水面オブジェクトを
描画すると、仮想カメラから見て波が重なった部分がよ
り濃く（明るく）なって描画されてしまう。この場合
に、水面オブジェクトのＺ値のみを先だって描画するよ
うにすれば、その後に水面オブジェクトをフレームバッ
ファに描画する際に、最も手前の面のみが描画されるよ
うになる。この結果、波の重なり部分があっても、水面
の濃度が均一になって描画されるようになり、より自然
な画像を生成できる。

【０１２１】次に、水面や波の動きを表現したムービー
テクスチャ（ベーステクスチャ）をマッピングしながら
水面オブジェクトをフレームバッファに描画する（ステ
ップＳ７）。これにより、図７に示すようなフレーム画
像がワークバッファ上に描画される。

【０１２２】次に、図３で説明したように、仮想カメラ
の位置と各頂点の位置と各頂点の法線ベクトルとに基づ
き、各頂点の反射ベクトルを求め、この反射ベクトルに
基づき各頂点のテクスチャ座標を求める（ステップＳ
８。上式（９）〜（１１）参照）。また、図１１で説明
したように、各頂点の反射ベクトルとのなす角度に基づ
き、各頂点のα値を求める（ステップＳ９）。

【０１２３】次に、ステップＳ８で求められたテクスチ
ャ座標に基づきエフェクト用バッファの環境テクスチャ
（図６）をマッピングしながら、水面オブジェクトをフ
レームバッファに描画する（ステップＳ１０）。この際
に、ステップＳ９で求められたα値に基づいて、半透明
（α合成）処理を行いながら水面オブエジェクトを描画
する。

【０１２４】以上のようにすることで、図８、図９に示
すようなリアルな環境マッピングが施された最終的なフ
レーム画像を生成できる。

【０１２５】４．ハードウェア構成 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１５を用いて説明する。

【０１２６】メインプロセッサ９００は、ＣＤ９８２
（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。

【０１２７】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（モーション）させ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。

【０１２８】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。

【０１２９】データ伸張プロセッサ９０６は、圧縮され
た画像データや音データを伸張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、
ＣＤ９８２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。

【０１３０】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（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）、デプスキューイング、ミップマッピン
グ、フォグ処理、バイリニア・フィルタリング、トライ
リニア・フィルタリング、アンチエリアシング、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。

【０１３１】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。

【０１３２】ゲームコントローラ９４２（レバー、ボタ
ン、筺体、パッド型コントローラ又はガン型コントロー
ラ等）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。

【０１３３】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、ＲＯＭ
９５０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。

【０１３４】ＲＡＭ９６０は、各種プロセッサの作業領
域として用いられる。

【０１３５】ＤＭＡコントローラ９７０は、プロセッ
サ、メモリ（ＲＡＭ、ＶＲＡＭ、ＲＯＭ等）間でのＤＭ
Ａ転送を制御するものである。

【０１３６】ＣＤ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ＣＤ９８２
（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。

【０１３７】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）、高速シリアルバスな
どを考えることができる。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
像生成システムとの間でのデータ転送が可能になる。

【０１３８】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現（実行）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。

【０１３９】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現する場合には、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現
するためのプログラム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現することになる。

【０１４０】図１６（Ａ）に、本実施形態を業務用ゲー
ムシステム（画像生成システム）に適用した場合の例を
示す。プレーヤは、ディスプレイ１１００、１１０１上
に映し出されたゲーム画像を見ながら、ガン型コントロ
ーラ１１０２、１１０３など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）１
１０６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現するためのプログ
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
プログラムを格納プログラム（格納情報）と呼ぶ。

【０１４１】図１６（Ｂ）に、本実施形態を家庭用のゲ
ームシステム（画像生成システム）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、ガン型コントローラ１２０
２、１２０４などを操作してゲームを楽しむ。この場
合、上記格納プログラム（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ＣＤ１２０６、或いは
メモリカード１２０８、１２０９などに格納されてい
る。

【０１４２】図１６（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（ＬＡ
Ｎ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１３０
４-１〜１３０４-n（ゲーム機、携帯電話）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、上記格納プログラム（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、メモリなどの情報記憶媒体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等が端末１３０
４-１〜１３０４-nに配送される。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に伝送し端末において出力することになる。

【０１４３】なお、図１６（Ｃ）の構成の場合に、本発
明の各手段を、ホスト装置（サーバー）と端末とで分散
して実現するようにしてもよい。また、本発明の各手段
を実現するための上記格納プログラム（格納情報）を、
ホスト装置（サーバー）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。

【０１４４】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セーブ用
情報記憶装置（メモリカード、携帯型ゲーム装置）を用
いることが望ましい。

【０１４５】なお本発明は、上記実施形態で説明したも
のに限らず、種々の変形実施が可能である。

【０１４６】例えば、環境テクスチャの生成に使用され
る途中段階のフレーム画像は、図２のＡ２に示すような
最遠景オブジェクトや中遠景オブジェクトが描画された
フレーム画像に限定されず、種々のフレーム画像を考え
ることができる。

【０１４７】また、環境テクスチャのテクスチャ座標を
求める手法も、図３で説明した手法に限定されず、種々
の変形実施が可能である。例えば、仮想カメラの方向は
考慮せず、オブジェクトの面の方向を表す法線ベクトル
に基づいてテクスチャ座標を求めるようにしてもよい。

【０１４８】また、環境テクスチャの生成手法も、図４
〜図６、図１０で説明した手法に限定されるものではな
い。

【０１４９】また、本発明のうち従属請求項に係る発明
においては、従属先の請求項の構成要件の一部を省略す
る構成とすることもできる。また、本発明の１の独立請
求項に係る発明の要部を、他の独立請求項に従属させる
こともできる。

【０１５０】また、本発明は種々のゲーム（格闘ゲー
ム、シューティングゲーム、ロボット対戦ゲーム、スポ
ーツゲーム、競争ゲーム、ロールプレイングゲーム、音
楽演奏ゲーム、ダンスゲーム等）に適用できる。

【０１５１】また本発明は、業務用ゲームシステム、家
庭用ゲームシステム、多数のプレーヤが参加する大型ア
トラクションシステム、シミュレータ、マルチメディア
端末、ゲーム画像を生成するシステムボード等の種々の
画像生成システム（ゲームシステム）に適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の画像生成システムの機能ブロック
図の例である。

【図２】本実施形態の環境マッピング手法について説明
するための図である。

【図３】環境テクスチャのテクスチャ座標を求める手法
について説明するための図である。

【図４】途中段階のフレーム画像の例を示す図である。

【図５】環境テクスチャの生成に使用する仮想オブジェ
クト（テンプレートオブジェクト）の例を示す図であ
る。

【図６】生成された環境テクスチャの例を示す図であ
る。

【図７】環境マッピングが施されていないフレーム画像
の例を示す図である。

【図８】環境マッピングが施された後の最終段階のフレ
ーム画像の例を示す図である。

【図９】環境マッピングが施された後の最終段階のフレ
ーム画像の例を示す図である。

【図１０】環境テクスチャの生成手法を説明するための
概念図である。

【図１１】α値を求める手法について説明するための図
である。

【図１２】輝度の変更手法について説明するための図で
ある。

【図１３】本実施形態の処理の詳細例について示すフロ
ーチャートである。

【図１４】本実施形態の処理の詳細例について示すフロ
ーチャートである。

【図１５】本実施形態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１６】図１６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、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であ
る。

【符号の説明】

１００ 処理部 １１０ テクスチャ座標演算部 １１２ α値演算部 １２０ 画像生成部 １２２ 環境テクスチャ生成部 １２４ テクスチャマッピング部 １２６ α合成部 １３０ 音生成部 １６０ 操作部 １７０ 記憶部 １７２ 主記憶部 １７４ 描画バッファ １７６ テクスチャ記憶部 １８０ 情報記憶媒体 １９０ 表示部 １９２ 音出力部 １９４ 携帯型情報記憶装置 １９６ 通信部

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像生成を行う画像生成システムであっ
   て、 描画バッファに描画された途中段階のフレーム画像に基
   づいて、オブジェクトにマッピングすべき環境テクスチ
   ャを生成する手段と、 生成された環境テクスチャをオブジェクトにマッピング
   しながら、該オブジェクトを、前記途中段階のフレーム
   画像が描画されている描画バッファに描画し、オブジェ
   クト空間において仮想カメラから見える画像を生成する
   手段と、 を含むことを特徴とする画像生成システム。
2. 【請求項２】 請求項１において、 オブジェクトの面の反射方向を表すための反射ベクトル
   に基づいて、テクスチャ記憶手段から前記環境テクスチ
   ャを読み出すためのテクスチャ座標が求められ、求めら
   れたテクスチャ座標に基づいて、前記環境テクスチャが
   オブジェクトにマッピングされることを特徴とする画像
   生成システム。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、 前記環境テクスチャが、 前記途中段階のフレーム画像を所与の形状の仮想オブジ
   ェクトにマッピングして変形することで生成されること
   を特徴とする画像生成システム。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかにおいて、 反射ベクトルの第１、第２の座標成分又は該第１、第２
   の座標成分を線形変換することで得られる第１’、第
   ２’の座標成分が第１、第２のテクスチャ座標成分とな
   る環境テクスチャが、前記途中段階のフレーム画像に基
   づき生成されることを特徴とする画像生成システム。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかにおいて、 前記途中段階のフレーム画像が、 オブジェクトに映り込ませるべき背景オブジェクトを描
   画バッファに描画することで生成されることを特徴とす
   る画像生成システム。
6. 【請求項６】 請求項５において、 前記途中段階のフレーム画像を変換して環境テクスチャ
   を生成する際に、前記背景オブジェクトの輝度が変更さ
   れることを特徴とする画像生成システム。
7. 【請求項７】 請求項６において、 前記背景オブジェクトが含む最遠景オブジェクトの輝度
   が、前記背景オブジェクトが含む中遠景オブジェクトに
   比べてより明るくなるように、輝度変更が行われること
   を特徴とする画像生成システム。
8. 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれかにおいて、 オブジェクトに、ベーステクスチャと環境テクスチャと
   がマルチテクスチャマッピングされることを特徴とする
   画像生成システム。
9. 【請求項９】 請求項８において、 前記ベーステクスチャと環境テクスチャとを用いたα合
   成処理の際のα値が、オブジェクトの面の方向を表すた
   めの法線ベクトルとオブジェクトの面の反射方向を表す
   ための反射ベクトルとに基づいて求められることを特徴
   とする画像生成システム。
10. 【請求項１０】 コンピュータ使用可能なプログラムで
    あって、 描画バッファに描画された途中段階のフレーム画像に基
    づいて、オブジェクトにマッピングすべき環境テクスチ
    ャを生成する手段と、 生成された環境テクスチャをオブジェクトにマッピング
    しながら、該オブジェクトを、前記途中段階のフレーム
    画像が描画されている描画バッファに描画し、オブジェ
    クト空間において仮想カメラから見える画像を生成する
    手段と、 をコンピュータに実現させることを特徴とするプログラ
    ム。
11. 【請求項１１】 請求項１０において、 オブジェクトの面の反射方向を表すための反射ベクトル
    に基づいて、テクスチャ記憶手段から前記環境テクスチ
    ャを読み出すためのテクスチャ座標が求められ、求めら
    れたテクスチャ座標に基づいて、前記環境テクスチャが
    オブジェクトにマッピングされることを特徴とするプロ
    グラム。
12. 【請求項１２】 請求項１０又は１１において、 前記環境テクスチャが、 前記途中段階のフレーム画像を所与の形状の仮想オブジ
    ェクトにマッピングして変形することで生成されること
    を特徴とするプログラム。
13. 【請求項１３】 請求項１０乃至１２のいずれかにおい
    て、 反射ベクトルの第１、第２の座標成分又は該第１、第２
    の座標成分を線形変換することで得られる第１’、第
    ２’の座標成分が第１、第２のテクスチャ座標成分とな
    る環境テクスチャが、前記途中段階のフレーム画像に基
    づき生成されることを特徴とするプログラム。
14. 【請求項１４】 請求項１０乃至１３のいずれかにおい
    て、 前記途中段階のフレーム画像が、 オブジェクトに映り込ませるべき背景オブジェクトを描
    画バッファに描画することで生成されることを特徴とす
    るプログラム。
15. 【請求項１５】 請求項１４において、 前記途中段階のフレーム画像を変換して環境テクスチャ
    を生成する際に、前記背景オブジェクトの輝度が変更さ
    れることを特徴とするプログラム。
16. 【請求項１６】 請求項１５において、 前記背景オブジェクトが含む最遠景オブジェクトの輝度
    が、前記背景オブジェクトが含む中遠景オブジェクトに
    比べてより明るくなるように、輝度変更が行われること
    を特徴とするプログラム。
17. 【請求項１７】 請求項１０乃至１６のいずれかにおい
    て、 オブジェクトに、ベーステクスチャと環境テクスチャと
    がマルチテクスチャマッピングされることを特徴とする
    プログラム。
18. 【請求項１８】 請求項１７において、 前記ベーステクスチャと環境テクスチャとを用いたα合
    成処理の際のα値が、オブジェクトの面の方向を表すた
    めの法線ベクトルとオブジェクトの面の反射方向を表す
    ための反射ベクトルとに基づいて求められることを特徴
    とするプログラム。
19. 【請求項１９】 コンピュータにより読み取り可能な情
    報記憶媒体であって、請求項１０乃至１８のいずれかの
    プログラムを含むことを特徴とする情報記憶媒体。