JP3809294B2 - 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 - Google Patents
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Description
【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
Claims (6)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。
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