JPH0950541A - 仮想画像生成装置及びその方法 - Google Patents
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Abstract
適な透過処理を行う。 【構成】 ゲーム画像等の仮想画像生成技術に関し、障
害物等に関する形状データを記憶する形状データ記憶手
段109と、被写体の位置データを特定する位置データ
特定手段101と、形状データと位置データとに基づい
て、視点と被写体との間に物体が重なって視点から観察
されるか否かを判定する重なり判定手段108,101
と、重なり状態であると判定したときに物体に所定の透
過処理(メッシュ処理、半透明処理等)した仮想画像を
生成する画像生成手段110,112と、を備えて構成
される。重なり判定を視点からオブジェクトに向かうベ
クトルと障害物からオブジェクトに向かうベクトルとを
用いて正確に行い、メッシュ処理等の透過処理により、
物体に隠された被写体を好適に表示できる。
Description
レータ等に用いる仮想画像の生成技術に係り、特に仮想
的に生成した3次元空間(以下「仮想空間」という。)
に存在する物体を、所定の視点に対応する2次元平面に
投影(透視投影)した際に得られる画像(以下「仮想画
像」という。)の生成技術に関する。
ブジェクト)の間で対戦を行うことが可能な仮想画像生
成装置を搭載したゲーム装置やシミュレータが開発され
ている。これら仮想画像生成装置は、一般に、予め記憶
したプログラムを実行するコンピュータ装置を内蔵した
仮想画像生成装置本体と、画面上に表示するオブジェク
トの仮想画像内での移動を指令する操作信号をコンピュ
ータ装置に供給する入力装置と、コンピュータ装置によ
り生成されたプログラム展開に対応する仮想画像を表示
するディスプレイと、そのプログラム展開に伴う音響を
発生する音響装置とを備えている。
て、操作者自らが操作するオブジェクト(ロボット、人
間等)と対戦相手である敵のオブジェクトとが、仮想空
間内に設定された地形(以下「仮想地形」という。)を
利用して対戦するストーリーをテーマとしたものがあ
る。このゲーム装置の操作者に操作される各オブジェク
トは、互いに仮想地形の一部として設けられた障害物等
の陰に隠れながら、相手の隙を見て弾を撃つ等の攻撃を
加える。
ためには、所定の視点から仮想空間を観察した際に認識
される画像を用いる。そのため、仮想空間の座標系を所
定の視点から透視し、視点の前面の2次元平面に投影す
る透視投影のための座標変換を行う。多くの場合、操作
者に自己の操作するオブジェクトを認識させるために、
仮想画像の視点からの視線は自己のオブジェクトに向け
られる。自己の操作するオブジェクトは被写体としてデ
ィスプレイのほぼ中央に表示されるようになる。
像の視点は自己のオブジェクトと一定の位置関係を有し
ながら移動するため、時として自己のオブジェクトを観
察する視線の間に障害物が入り込む場合がある。かかる
場合、自己のオブジェクトは障害物に隠されるので、自
己のオブジェクトの動きが認識できなくなり操作が行え
なくなるという問題があった。自己のオブジェクトが操
作できなければ、ゲーム展開における緊張感が減殺さ
れ、ゲームの面白さを損なってしまう。
る。被写体R’を当該仮想画像の視点となる仮想的なカ
メラC’が観察すると、同図(A)に示すように、視線
を障害物Oが遮ってしまう位置関係となる場合が生ず
る。視線が遮られると、生成された仮想画像は同図
(B)のように、被写体Rが障害物Oに隠されて表示さ
れるものとなる。このため、操作対象たる被写体R’を
どのように操作すればよいのか、操作者は判断できなく
なるのである。
害物を表示しない、(2)障害物を最初からワイヤーフ
レームで表示する、等の方法が考えられる。
自己のオブジェクトの認識はできても障害物が認識でき
なくなるため、新たな問題が生ずる。(2)のような方
法を採ると、障害物の認識は一応可能であるが、被写体
Rが障害物Oに隠されていない場合でも、障害物がワイ
ヤーフレームによって表示されるため、ゲーム等の雰囲
気を損ねるおそれがある。
明は、上記(1)及び(2)の手段をとることなく、し
かも、ゲーム等の雰囲気を損なわない仮想画像生成装置
を提供することを目的とする。本願発明の第2の目的
は、仮想空間において被写体が物体に重なって表示され
得るか否かを正確に判定し、さらに被写体及び物体をと
も好適に認識し得る透過処理をする仮想画像生成装置及
びその方法を提供することにある。
るために、この出願に係わる発明は、仮想的に設定した
仮想空間(例えば、ワールド座標系で示される空間)内
において仮想空間に存在する被写体(操作者の操作する
ロボット、飛行機等のオブジェクト)を所定の視点(仮
想空間の上下関係から見て被写体の斜め上方等)から観
察した際に得られる仮想画像(ゲーム画像、シミュレー
ション画像等)を生成する仮想画像生成方法であって、
仮想空間に存在する物体(仮想的な地形、障害物、地面
の凹凸等)に関する形状データ(ポリゴンデータ、形状
の位置を特定するデータ、面データ等)と被写体の位置
データ(座標データ等)とに基づいて、所定の条件が成
立するか否かを判定し、例えば、視点と被写体との間に
物体が視点から重なって観察されるか否かを判定し、被
写体と物体とが所定の重なり状態であると判定したとき
には物体に所定の透過処理(メッシュ処理、半透明処
理、物体をワイヤーフレームによって構成する等)した
仮想画像を生成し、被写体と物体とが所定の重なり状態
以外の状態であると判定したときには物体の透過を行わ
ない非透過処理(通常のテクスチャデータの貼り付け処
理等)した仮想画像を生成する。
に設定した仮想空間内において当該仮想空間に存在す
る、後述の被写体や物体等の図形を所定の視点から観察
した際に得られる仮想画像を透過させて、又は透過させ
ることなく生成する仮想画像生成装置であって、前記透
過処理がされていない画像を、所定の条件が成立した以
降、透過させる画像とし、この所定の条件の終了以降
は、透過処理がされている画像を透過処理がされていな
い画像とする画像生成手段を備えることを特徴とする。
空間に存在する物体に関する形状データを記憶する形状
データ記憶手段と、前記被写体の位置データを特定する
位置データ特定手段と、前記形状データ記憶手段が記憶
する前記形状データと前記位置データ特定手段が特定し
た前記被写体の位置データとに基づいて、前記視点と前
記被写体との間に前記物体が前記視点から重なって観察
されるか否かを判定する重なり判定手段と、前記重なり
判定手段が前記被写体と前記物体とが所定の重なり状態
であると判定したときには前記物体に所定の透過処理し
た仮想画像を生成し、前記被写体と前記物体とが前記所
定の重なり状態以外の状態であると判定したときには前
記物体の透過を行わない非透過処理した仮想画像を生成
する画像生成手段と、を備えることを特徴とする。
写体を観察する方向に向いた第1のベクトルと、前記物
体が被写体に向いた第2のベクトルとが前記重なり判定
手段によってそれぞれ求められるとともに、この第1の
ベクトルと第2のベクトルが成す角度を求め、この角度
が所定の基準角に対して所定の関係にあるときに前記重
なり状態にあると判定し、一方、所定の関係にないとき
には重なり状態以外の状態であると判定することを特徴
とする。好適には、この第1のベクトルと第2のベクト
ルが成す角度と所定の基準角とを比較し、この角度が前
記基準角より小さい場合に前記重なり状態であると判定
し、前記角度が前記基準角より大きい場合に前記重なり
状態以外の状態であると判定する。
所定の座標平面に投射した際の角度が選定される。前記
基準角は、例えば、両ベクトルがほぼぼ同一の方向を向
いていると判定しうる程度の大きさに選定される。
の仮想画像生成装置において、重なり判定手段は、被写
体に予め設定された第1基点(被写体の下端、又は幾何
学的な重心、又はその他の外形上の点等)についての所
定の地点(ワールド座標系のXZ平面等)からの変位
(Y軸方向の変位、すなわち「高さ」等)と物体に予め
設定された第2基点(物体最上端或いは幾何学的中心)
についての地点からの変位(物体の「高さ」等)とを比
較し、第1基点についての変位が第2基点についての変
位より小さい場合に重なり状態であると判定し、第1基
点についての変位が第2基点についての変位より大きい
場合に重なり状態以外の状態であると判定する。
した重なり判定と請求項4に記載した重なり判定とを併
用し、両判定条件を満たすとき重なり状態と判定しても
よい。
の仮想画像生成装置において、画像生成手段は、透過表
示を行う場合に所定のパターン(数ドット毎に画素を入
れ換えるパターン、ストライプ状のパターン等)にした
がって物体を表示するための画素の代わりに被写体を表
示するための画素を表示する仮想画像を生成する。
の仮想画像生成装置において、パターンは、物体を表示
するための画素と被写体を表示するための画素とを交互
に順次並べるものである。
表示されている障害物等の物体を、所定の条件が成立し
た場合、例えば、視点から被写体を観察した場合に被写
体と物体との間に物体が入り込んだ場合、物体に透過処
理を適用し、この条件の成立が終了した場合は、物体の
画像生成が非透過処理に復帰する。
写体の間に物体が入り込む場合には、物体に被写体が遮
られて、仮想画像の観察者に対し、被写体の映像が十分
に与えられなくなる。本発明は、被写体が物体に隠され
得るような状態を重なり状態であると判定し、その物体
に対して透過処理を施すので、障害物と被写体との映像
が十分に観察者に与えられる。その結果、観察者は障害
物の存在を認識しつつ被写体に好適な操作を与えること
ができ、ゲーム等の雰囲気が損なわれたと感ずることが
ない。
定された場合は、重なり状態が判定された物体のそれぞ
れについて透過処理がされることになる。
物体が入り込むような位置関係となるとき、視点から被
写体へのベクトルと物体から被写体へのベクトルの方向
とは、ほぼ同一の方向を向くことになる。このとき、両
ベクトルが互いに成す角度は、比較的小さいものにな
る。
を基準角と比較するので、基準角として重なりを判定す
る程度に十分な小さい角度を設定しておけば、物体が被
写体に重なって観察されるか否かを正確に判定できる。
察するような位置に設定される場合を例に採れば、被写
体の高さが物体の高さより低いときに物体が被写体を隠
す重なり状態が生じ得る。
の第1基点と物体上の第2基点との各々の変位、すなわ
ち上記例でいえば「高さ」に相当するパラメータを比較
するので、被写体と物体とが重なり状態となりうる位置
関係にあるか否かを判定できる。請求項5項にあるよう
に、請求項3に記載した重なり判定と併用することが、
判定の正確さを期す上で好ましい。
を所定のパターンにしたがって画素を入れ換えて表示す
るので、物体及び被写体をともに認識し得る仮想画像が
生成される。特に、請求項6に記載の発明のように、所
定のパターンを物体表示用の画素と背景表示用の画素と
を交互に表示する場合には、物体の質感を損ねることな
く被写体をも含む物体の陰に入る背景をも十分に明瞭に
表示し得る仮想画像が表示される。
に基づいて説明する。
るオブジェクト(ロボット)同士が3次元空間内で対戦
するストーリー展開を有するものである。操作者は、自
己のロボットを操作して仮想空間内を自在に移動し、対
戦相手のロボットを攻撃する。仮想画像を観察する視点
(カメラ)は自己のロボットに付随して移動するものと
する。
を示す。図1に示すように、当該ゲーム装置1000
は、基本的構成要素としてゲーム装置本体10、入力装
置11、出力装置12、TVモニタ13、及びスピーカ
14を備えている。
めに操作者の左右の手により操作する操作レバーを備え
る。操作レバーの操作状態に対応したコードは、操作信
号として入出力インターフェース106に伝達される。
出力装置12は、操作者に装置の動作状態を知らせるた
めの各種ランプ類を備える。TVモニタ13は、この対
戦型ゲームの画像を表示するもので、TVモニタの代わ
りに、ヘッドマウントディスプレイ(HMD:head mou
nted display )、プロジェクタ等を用いてもよい。
は、カウンタ100、CPU(中央演算処理装置)10
1を有するとともに、ROM102、RAM103、サ
ウンド装置104、入出力インターフェース106、ス
クロールデータ演算装置107、コ・プロセッサ(補助
演算処理装置)108、地形デ−タROM109、ジオ
メタライザ110、形状デ−タROM111、描画装置
112、テクスチャデ−タROM113、テクスチャマ
ップRAM114、フレームバッファ115、画像合成
装置116、D/A変換器117を備えている。なお、
ゲーム装置本体10は、所定のインターバル(例えば、
テレビジョン方式の垂直同期期間に相当する1/60
秒)毎に新たな仮想画像を生成する。
てのCPU101は、バスラインを介して、初期値から
カウントするカウンタ100、ゲームの進行と画像生成
を行うプログラムなどを記憶したROM102、テンポ
ラリデ−タを記憶するRAM103、サウンド装置10
4、入出力インターフェース106、スクロールデータ
演算装置107、コ・プロセッサ108、及びジオメタ
ライザ110に接続されている。
等を行う際に必要なデータの格納を一時的に行うもの
で、ジオメタライザに対する各種コマンドの書込み(オ
ブジェクトの表示など)、変換処理の演算時のマトリク
ス演算結果等を格納する。
置11から操作信号が入力されるとCPU101に割り
込み処理の要求をし、CPU101からランプ表示用の
データが供給されるとこのデータを出力装置12に供給
する。
を介してスピーカ14に接続されている。サウンド装置
104により出力された音声信号は、電力増幅機105
により電力増幅されスピーカ14に供給される。
に必要な物体についての形状データ、すなわち、自己の
ロボットや対戦相手のロボット、爆弾の炸裂映像、仮想
地形を構成する障害物、背景、地形等のポリゴンデータ
を格納する。
ェクト)が障害物等の地形に隠されるか否かの重なり判
定、及び、被写体が他の地形形状に衝突するか否かの当
たり判定に必要な物体(建造物、障害物、地形等)につ
いての形状データを格納する。
M111に格納された画像表示用の比較的精緻なポリゴ
ンデータ群に比べ、重なり判定等を行うに足りる粗い単
位で構成されたものである。例えば、仮想地形を構成す
る各物体やオブジェクトについて、表面の細かい凹凸情
報は無視し全体を立方体に見立てた場合に、ROM10
9は、当該立方体を表示するためのデータを立方体の各
面を特定する番号とともに格納する。
クトとの当たりや重なりを判定できる他、各物体につい
ての形状、すなわち、各物体の高さ、幅、奥行き等を判
定できる。ここで、例えば地形に関するデータは地形を
定義する各面のIDを含み、このIDと各地形面の関す
るとはテーブル化されてROM111に記憶されてい
る。なお、ポリゴンデータとは、複数の頂点の集合から
なり、各物体の形状を構成する要素であるポリゴン(多
角形:主として3角形又は4角形)の各頂点を相対座標
又は絶対座標で指示したデータ群をいう。
おけるオブジェクト、障害物等の各物体の相対位置を示
す座標系(ワールド座標系)を、ある特定の視点(例え
ば、カメラ等)から仮想空間を見た2次元の座標系(視
点座標系)に変換する必要がある。視点は、操作対象で
ある被写体を所定の位置(例えば、被写体の斜め上方)
から観察する位置に設定される。ゲーム展開によって視
点と被写体の位置関係が変化する場合もある。被写体の
位置を示す座標は入力装置11から操作信号としてCP
U101に供給される。
と、CPU101は操作信号に対応した被写体の移動を
させるべく、次のインターバルにおける視点の座標及び
オブジェクトの座標を生成する。これら座標が定まると
CPU101が物体同士の重なり判定や当たり判定を行
う。
が複数のポリゴンデータにより構成される。各物体は、
物体を構成する多角形のうち、いずれかの頂点を原点と
して他の頂点の座標を示す座標系(ボディ座標系)で全
体形が決定され、各物体を構成するポリゴンデータが関
連づけられる。
ェクト等が障害物の陰に入った際に障害物を透過処理す
る場合には、物体同士の重なり状態の判定を行う必要が
ある。この重なり判定は本発明に係り、詳しくは後述す
る。また、オブジェクトや障害物に弾丸や光線が当たっ
た場合に炸裂映像等を表示させるためには、各物体同士
の相対位置を演算して各物体同士が衝突しているか否か
を判定する当たり判定を行う必要がある。ボディ座標系
で示された各物体の相対的な位置を得るために、仮想空
間を構成する所定の座標系(ワールド座標系)に変換す
る。各物体の相対位置が判れば物体が互いに衝突してい
るか否かが判定できる。
置が定まると、仮想画像を生成するために、これら仮想
空間に存在する各物体をいずれかの視点で観察(例えば
カメラで撮影)した如く、視野を構成する2次元平面に
各物体を投影する変換処理を行う。これを透視投影とい
い、透視投影のためのマトリクス演算により行う座標変
換を透視変換という。実際に表示する仮想画像を作成す
るために透視変換を実行するのがジオメタライザ110
である。
M111及び描画装置112に接続されている。ジオメ
タライザ110にはCPU101から透視変換に必要な
ポリゴンデータを指定するデータとともに透視変換に必
要なマトリクスデータが供給される。ジオメタライザ1
10は、形状デ−タROM111に格納されたポリゴン
データをCPU101から供給されたマトリクスに基づ
いて透視変換し、仮想空間における3次元の座標系から
視野座標系に変換したデ−タを得る。このとき、当たり
判定の結果、炸裂映像を表示する必要がある場合は、炸
裂映像のためのポリゴンデータを用いる。
状デ−タにテクスチャを貼り合わせフレームバッファ1
15に出力する。このとき、CPU101による重なり
判定の結果、オブジェクト等が障害物の陰に隠れている
場合は、所定の透過処理を行う。このテクスチャの貼り
付けを行うため、描画装置112はテクスチャデ−タR
OM113及びテクスチャマップRAM114に接続さ
れるとともに、フレームバッファ115に接続されてい
る。
などのスクロール画面のデ−タ(ROM102に格納)
を演算する。画像合成装置116は、演算装置107か
ら出力される文字データを前記フレームバッファ115
から供給された画像データにインポーズして画像を再合
成する。再合成された画像データはD/A変換器117
を介してTVモニタ13に出力される。
チャートを参照しながら説明する。
害物を表示する際に必要な初期化を行う。すなわち、入
力装置11から新たな操作信号が供給されると、CPU
101は操作信号に対して割り付けた動き方で操作者の
操作するオブジェクトを移動させた場合の移動先の座標
を演算する。オブジェクトの移動先が定まると、このオ
ブジェクトを被写体として観察する視点の新しい位置も
定まる。
した後、この視点から被写体を中心として仮想空間を観
察した際に透視投影する必要のある物体を選択する。こ
の選択の為に、コ・プロセッサ108は形状データRO
M109に格納された形状データを参照する。選択され
た物体は、この物体を構成する各面を特定する番号とと
もにRAM103に格納される。
想空間を観察した場合の視野に存在しない場合(ステッ
プS2:NO)CPU101は新たな視点について透視
投影するための変換マトリクスデータをジオメタライザ
110へ供給して処理を終了する。通常は複数の障害物
等の物体が視野に含まれるので(ステップS2:YE
S)、視野に含まれる障害物等の物体の各々について順
番に以下に述べる重なり判定を行う。
系を備えた仮想空間内で、視点(仮想カメラ)がXZ平
面に投影された点Cから、被写体であるオブジェクトが
XZ平面に投影された点Rに向けられたベクトルCRと
障害物Oから点Rに向けられたベクトルORとが互いに
成す角度θの大きさによっている(図3参照)。
に向かって表した、平面図に相当するものである。ベク
トルORは、図7に示すように各障害物について予め与
えられている。図7の障害物Oは、図3と同方向から表
せられている。この障害物の右側面720が臨む領域2
には、XY平面に平行にベクトル72が定義されてい
る。また、左側面760が臨む領域4には、ベクトルと
72と逆方向にベクトル76が定義されている。
平面に平行にベクトル74が定義されている。また、背
面700が臨む領域1にはベクトル74とは逆方向にベ
クトル70が割り付けられている。これらベクトル7
0,72,74,及び76は各面に直角に定義されてい
る。
割り当てられ、領域6にはベクトル72又は74、領域
7にはベクトル74又は76、領域8にはベクトル76
又は70がそれぞれ割り付けられる。これら領域毎のベ
クトルは、テーブル化されて、例えばROM11に記憶
されている。
トの現在座標位置から(x,z)が読み出され、この
(x,z)が領域1乃至8のどれに属するか否かによっ
て、障害物からオブジェクトに向けられたベクトルOR
がベクトル70乃至76のいずれかに決定される。
ルCRとが成す角度の大きさに基づくために、ベクトル
の大きさは一般的には重要でないことから、これらベク
トルには、一般に所定の大きさが予め与えられている。
の投影点Rに向いたベクトルCRは、投影点CがXZ平
面に成す座標値(x1,z1)と投影点RがXZ平面に
成す(x2,z2)とから演算する。
被写体に向けられた視線に対応するベクトルCRとベク
トルORとが成す角度(ベクトルCRを基準としたベク
トルORが成す角度のうち、内側の小さい値のほうの角
度、以下、便宜上「内角」という。)が計算される。
めプログラムで設定されている基準角度と、ステップS
4で求めた内角とを比較し、ベクトルCRとベクトルO
Rとがなす内角が基準角度以内である場合には(ステッ
プS5:YES)被写体の基点の高さ(Y方向の距離)
と障害物の基点の高さとを比較する(ステップS6)。
(ステップS6:YES)、すなわち、ベクトルCRと
ベクトルORとのなす内角が基準角度以下、且つ、被写
体の高さが障害物の高さより低い、という条件に合致し
た場合には、CPU101は当該障害物を指定する物体
の番号とともに、この障害物を透過処理すべき旨のコー
ドを、ジオメタライザ110を介して描画装置112へ
供給する(ステップS8)。被写体が複数の障害物の陰
に入る場合は、障害物の各々について重なり判定がされ
ることとなるので、各障害物についての重なり状態が上
記条件に合致すれば、複数の物体の番号、コードがジオ
メタライザに供給される。
が基準角度より大きいか(ステップS5:NO)、又
は、被写体の高さが障害物の高さより高い場合(ステッ
プS6:NO)には、通常の障害物の表示方法である非
透過処理をすべき旨のコードをジオメタライザ110に
供給する(ステップS7)。
ェクトのXZ平面への投影点Rは、図7の領域1に属す
るので、ベクトルORとしてベクトル70が選択され
る。視点たる仮想カメラのXZ平面への投影Cから投影
点Rに向けた視線ベクトルCRは、図3(A)のように
与えられる。そして、ベクトルCRとベクトルORとが
成す内角θ1は基準値以下であり、オブジェクトR’と
障害物Oとは重なりの可能性があると判断されて(図6
参照)、ステップS6に移行する。
の現在座標から、オブジェクトR’が仮想地平面80に
対して成す高さ(y座標)Hを演算する。この高さHと
障害物の高さとが比較されて、オブジェクトの第1起点
(オブジェクトの下端)の高さ(H1)が障害物の第2
起点(障害物の上端)高さ(H0)よりも高い場合は、
視点C’からオブジェクト全体を観察できるものであ
り、オブジェクトと障害物との重なりの可能性が否定さ
れて、障害物Oは通常とおり透過処理されることなくそ
の画像が生成される。
物の高さ(H0)より低い場合は、視点C’からオブジ
ェクトR’を観察できないものとして、障害物Oが透過
されるようにその画像を生成する。
クトのXZ平面への投影点Rは、図7の領域3に属する
ので、ベクトルORとしてベクトル74が選択される。
視点たる仮想カメラのXZ平面への投影Cから投影点R
に向けた視線ベクトルCRは、図3(B)のように与え
られる。そして、ベクトルCRとベクトルORとが成す
内角θ2は基準値を越えて、オブジェクトRと障害物O
とが重なることは無いと判定されて、ステップS2にリ
ターンする。そして、図3(B)の場合は、被写体の高
さが障害物Oの高さより低くても、重なり状態にはなら
ないのでステップS6の処理は適用されない。
成す内角に基づいて、オブジェクトと障害物との重なり
を判定するようにしたのは、次の理由による。すなわ
ち、図3(A)のように視点から観たオブジェクトが障
害物を越えた位置にある場合は、ベクトルOR及びベク
トルCRとも障害物の背面700からオブジェクトを観
たほぼ同方向にある。この場合は、両ベクトルが成す内
角は小さい値になる傾向を採る。
から観たオブジェクトが障害物の手前の位置にある場合
は、ベクトルORは障害物の背面700から正面740
に向かった方向にあり、ベクトルCRは、障害物の正面
740から背面700に向かった方向にある。これらの
方向は互いに逆方向であるから、両ベクトルが成す内角
は図3(A)よりも大きな傾向と成る。
と図3(B)の状態を区別するのに適した基準角度を定
義し、両ベクトルが実際に成す内角とこの基準角度を比
較することにより、図3(A)と(B)とを互いに区別
することが可能と成る。基準角度としては、視点とオブ
ジェクトが成す角度や距離によっても異なるが、好適に
は、70乃至90°が選択される。
さ、すなわち仮想空間のワールド座標系におけるY座標
を基準としたのは、視点のY座標が常に障害物のY座標
より大きい(高い)からである。したがって、視点の
「高さ」を障害物の「高さ」より低く設定するゲーム装
置ならば、「高さ」の比較の代わりに各物体のX座標の
大小関係を比較してもよい。
8)、描画装置112は当該障害物にテクスチャデータ
に基づいてテクスチャを貼り付ける際に、「メッシュ」
処理を行う。複数の物体について透過処理が指定された
場合は、複数の物体について「メッシュ」処理がされ
る。なお、メッシュ処理とは、当該障害物を表示する画
素列の中から所定のパターンに従って、障害物表示のた
めの画素の代わりに、障害物の背景を表示する画素を当
てはめる処理をいう。所定のパターンは、背景と障害物
とが均等に認識できるようなパターンであって、極端に
障害物の質感を変動させないようなパターンがよい。例
えば、障害物のための画素と背景のための画素とを交互
に配置するパターンが好ましい。
ブジェクトに向かったベクトルと、障害物からオブジェ
クトに向かったベクトルとが成す角度と、両物体の高さ
の相違という2つの条件に基づいて重なり状態の判定を
行うので、正確な重なり状態の判定が行える。もっと
も、本発明は、オブジェクトと障害物との重なり判定を
両者の座標値から行う等の他の手段によりこの重なり判
定を行うことを妨げるものではない。
には、透過処理としてメッシュ状に障害物が表示される
ので、視点と被写体との間に障害物が入り込んでも、操
作者は被写体を見失わずに、しかも障害物の存在を認識
しつつ被写体の操作を持続できる。
ブルとして記憶され、オブジェクトが障害物に対して成
す位置に応じてメモリから読み出されるため、重なり判
定を迅速かつ容易に行うことができる。
度の条件、及び、被写体の高さと障害物の高さとの間の
条件とを共に満たした場合に重なり状態であると判定し
ていたが、角度の判定のみで重なり判定を行ってもよ
い。ゲーム装置における被写体の動きは激しいために、
視点が障害物から遠方に設定された場合や障害物の高さ
が低い場合には、おおよその位置関係に基づいて透過処
理を実行しても、違和感なく操作者は操作を行えるから
である。
観察する場合、各物体の大きさ(すなわち、重心から外
形までの距離)に応じて、重なりが生ずるときのベクト
ルORと視線ベクトルCRとの成す角度が異なる。視点
と各物体との距離によってもこの角度は異なる。そこ
で、各物体の外形の大きさや視点−各物体間の距離に対
応させて、ステップS5の比較に用いる基準角度を変更
させてもよい。
を、被写体の位置と障害物の位置とに基づいて演算する
ようにしても良い。このベクトルは、障害物Oの所定の
基点から被写体R’の基点に向かうベクトルとして求め
られる。基点は、例えば、被写体や障害物等の中心点と
する。中心点とは幾何学的に見て、各物体を囲む立方体
の重心に相当する点とする。なお、ゲーム装置では、各
オブジェクトや視点の動きが激しいため、厳密に各物体
の中心点を求める必要はなく、おおよその位置を中心点
の座標としてROM109等に格納しておけば十分であ
る。各物体の高さの基準点は、ベクトル演算で用いた各
物体の中心点であってもよいが、障害物については障害
物の上面の高さ、被写体たるオブジェクトについてはオ
ブジェクトの最下部の高さを基準としてもよい。
1ドット毎に変更するメッシュ処理を行ったが、異なる
パターンで画素を入れ換えてもよい。すなわち、2ドッ
ト毎に画素を入れ換えたり、縞状に背景と障害物とを表
示したりしてもよい。また、画素を入れ換える「メッシ
ュ」処理の代わりに、障害物の表示を半透明状態にする
透過処理を行ってもよい。半透明状態にするには、障害
物を表示する画素の色情報(RGB)と背景を表示する
画素の色情報とに演算(加算、乗算等)を施して、障害
物の陰に隠れた部分が認識できるように処理する。
に示すように、視点C’の視野角がθ−1であるとした
とき、Y方向に幅を持ったオブジェクトR’が障害物O
に重なる部分はθ−2の範囲である。したがって、この
θ−2の部分のみの箇所に透過処理を与えるようにして
も良い。
ある障害物について、重なり判定の処理を実行したが、
視野内以外の例えば、仮想空間内にある全ての障害物に
ついて図2に示す処理を適用するようにしても良い。こ
のことを図11を使用しながら説明する。
仮想空間内にある二つの障害物01とO2をY方向から
示した図である。図11は、二つのオブジェクトのXZ
平面への投影点R−1,R−2と、R−1に対する視点
の投影点C−1とR−2に対する視点の投影点C−2と
が次の関係にあることを示している。
1、障害物O1と投影点R−1との間のベクトルOR−
1、投影点C−2と投影点R−2との間のベクトルCR
−2、障害物O2と投影点R−2との間のベクトルOR
−2、とが互いに成す内角は、図12に示すとおりであ
る。
ェクトの投影点がR−1にあるとき、障害物O1につい
ては透過処理が適用され、障害物O2には非透過処理が
適用される。
るときには、障害物01及び障害物02の両方について
透過処理が成される。但し、このときの視点はC−2に
あるために、障害物O1は視点の視野内に無いことから
映像としてはTvモニタ13には表示されない。
なり判定を適用することは、例えば、それぞれの障害物
について識別IDを与え、全てのIDについてステップ
S3からステップS8までの処理を適用すればよい。
判定が必要か否かのステータスフラグレジスタをROM
内に設けることができる。例えば、障害物の高さがオブ
ジェクトに比較して小さく、視点の位置が変わってもほ
ぼオブジェクトの全体が障害物に重ならないような場
合、このフラグに重なり判定処理を必要としない「1」
をたてる。
場合の実施例について説明する。
い位置関係にある場合を説明する図である。同図(B)
に示すように、本形態では、被写体Rを観察する仮想カ
メラC’は被写体R’の上側から被写体R’を中心とし
た仮想空間を観察する。同図(A)の俯瞰図に示すよう
に、カメラC’がP1の点に位置する場合には、障害物
OはカメラC’から見て被写体Rの背後に存在するた
め、視点から被写体に向いたベクトルと障害物から被写
体に向いたベクトルが成す角度は基準角より大きくな
り、重なり状態であるとは判定されない。したがって、
障害物Oについて透過処理は行われず、同図(C)のよ
うに通常の仮想画像がモニタに表示される。
C’が周り込んだ場合、カメラC’と被写体R’との間
に障害物Oが入り込み、重なり状態となる。このときの
カメラC’と被写体R’との位置関係を俯瞰した図が図
5(A)であり、この位置関係を側面から見た図が同図
(B)である。このとき両ベクトルとベクトルとの成す
角は基準角以下であり、被写体R’の高さも障害物の高
さより低い。したがって、障害物Oは透過処理され、同
図(C)に示すように障害物のテクスチャがメッシュ処
理されて、背後に隠れた被写体Rが透過した仮想画像が
モニタに表示される。
く生成されている図形が、必要に応じて透過された図形
となるように画像が生成されるため、障害物を表示しな
い、障害物を最初からワイヤーフレームで表示する等の
手段をとることなく、しかも、ゲーム等の雰囲気を損な
わない仮想画像生成装置を提供することができる。
を重なり状態として判定し、被写体を隠す物体に透過処
理を施すので、被写体の映像が十分に与えられ、観察者
は困難なく被写体の操作や状況の把握が行える。
障害物から被写体に向かうベクトルとが成す角度に基づ
いて重なり判定を行えば、物体が被写体に重なって観察
されるか否かを正確かつ容易に判定できるので、被写体
が物体に隠される位置関係から透過処理をすることによ
り、違和感のない画像表示がされる。また、被写体と物
体の変位を比較することでも、重なり判定を行うことが
できる。
って画素を入れ換えて表示すれば、物体及び被写体の色
彩、形状、質感等を損ねずに、比較的容易な処理で画像
の透過を実現できる。特に、物体表示用の画素と背景表
示用の画素とを交互に表示すれば、重なり状態において
も物体及び被写体とも十分に認識できる仮想画像を得る
ことができる。
ロック図である。
説明するフローチャートである。
施例(重なり状態が生じない場合)である。
施例(重なり状態が生ずる場合)である。
説明図である。
ベクトルを障害物の各側面、正面及び背面に与えたこと
を示す平面図ある。
る。
ある。
な側面図である。
係を示す、他の実施形態に係わる側面図である。
内角の状態を示す表図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 仮想的に設定した仮想空間内において当
該仮想空間に存在する図形を所定の視点から観察した際
に得られる仮想画像を透過させて、又は透過させること
なく生成する仮想画像生成装置であって、 前記透過処理がされていない画像を、所定の条件が成立
した以降、透過させる画像とし、この所定の条件が終了
した以降は、透過処理がされている画像を透過処理がさ
れていない画像とする画像生成手段を備える画像生成装
置。 - 【請求項2】 仮想的に設定した仮想空間内において当
該仮想空間に存在する被写体を所定の視点から観察した
際に得られる仮想画像を生成する仮想画像生成装置であ
って、 前記仮想空間に存在する物体に関する形状データを記憶
する形状データ記憶手段と、 前記被写体の位置データを特定する位置データ特定手段
と、 前記形状データ記憶手段が記憶する前記形状データと前
記位置データ特定手段が特定した前記被写体の位置デー
タとに基づいて、前記視点と前記被写体との間に前記物
体が前記視点から重なって観察されるか否かを判定する
重なり判定手段と、 前記重なり判定手段が前記被写体と前記物体とが所定の
重なり状態であると判定したときには前記物体に所定の
透過処理した仮想画像を生成し、前記被写体と前記物体
とが前記所定の重なり状態以外の状態であると判定した
ときには前記物体の透過を行わない非透過処理した仮想
画像を生成する画像生成手段と、を備える仮想画像生成
装置。 - 【請求項3】 前記重なり判定手段は、前記視点が前記
被写体を観察する方向に向いた第1のベクトルと、前記
物体が被写体に向いた第2のベクトルと、をそれぞれ求
めるとともに、この第1のベクトルと第2のベクトルが
成す角度を求め、前記角度が前記基準角に対して所定の
関係にあるときに前記重なり状態であると判定し、この
所定の関係にないときに前記重なり状態以外の状態であ
ると判定する請求項2記載の仮想画像生成装置。 - 【請求項4】 前記重なり判定手段は、前記被写体に予
め設定された第1基点についての所定の地点からの変位
と前記物体に予め設定された第2基点についての前記地
点からの変位とを比較し、前記第1基点についての変位
が前記第2基点についての変位より小さい場合に前記重
なり状態であると判定し、前記第1基点についての変位
が前記第2基点についての変位より大きい場合に前記重
なり状態以外の状態であると判定する請求項2記載の仮
想画像生成装置。 - 【請求項5】 前記重なり判定手段は、請求項3記載の
角度が前記基準角に対して所定の関係にあり、かつ請求
項5記載の第1基点についての変位が前記第2基点につ
いての変位よりも小さい場合に、前記重なり状態である
と判定する請求項2記載の仮想画像生成装置。 - 【請求項6】 前記画像生成手段は、前記透過表示を行
う場合に所定のパターンにしたがって前記物体を表示す
るための画素の代わりに前記被写体を表示するための画
素を表示する仮想画像を生成する請求項2記載の仮想画
像生成装置。 - 【請求項7】 前記パターンは、前記物体を表示するた
めの画素と前記被写体を表示するための画素とを交互に
順次並べるものである請求項6記載の仮想画像生成装
置。 - 【請求項8】 仮想的に設定した仮想空間内において当
該仮想空間に存在する被写体を所定の視点から観察した
際に得られる仮想画像を生成する仮想画像生成方法であ
って、 前記仮想空間に存在する物体に関する形状データと前記
被写体の位置データとに基づいて、前記視点と前記被写
体との間に前記物体が前記視点から重なって観察される
か否かを判定し、前記被写体と前記物体とが所定の重な
り状態であると判定したときには前記物体に所定の透過
処理した仮想画像を生成し、前記被写体と前記物体とが
前記所定の重なり状態以外の状態であると判定したとき
には前記物体の透過を行わない非透過処理した仮想画像
を生成することを特徴とする仮想画像生成方法。
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