JPH11232483A - 情報処理装置および情報記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 仮想世界の中にいるキャラクタの向きが把
握しやすい表示ができる情報処理装置を提供する。 【解決手段】 ３次元の仮想世界には物体、キャラク
タ、カメラが配置され、これらの情報が記憶装置に記憶
され、カメラからこの世界を見た画像を計算して表示装
置に表示する。カメラは概ねキャラクタの背後に配置さ
れ、画像ではキャラクタはほぼ中央に表示される。キャ
ラクタの向きとカメラの向きが異なる場合にはカメラの
向きおよび位置を補正することにより、キャラクタが常
に正面、すなわち、画面の奥行き方向を向くようにする
か、キャラクタの向きがしだいに正面を向くようにし、
キャラクタと、これを操作するユーザとの一体感を増
す。仮想世界の座標軸から見て一定の向きを有するコン
パスを表示することにより、キャラクタの仮想世界にお
ける向きが把握しやすくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報処理装置およ
び情報記録媒体に関し、特に、キャラクタが登場する３
次元空間を仮想的なカメラによって２次元平面に投射し
て表示する際にキャラクタの移動方向によってカメラの
向きを補正する情報処理装置および情報記録媒体に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、仮想現実（virtual reality ；バ
ーチャルリアリティ）がコンピュータやゲーム装置など
の情報処理の分野で注目されている。これは、ユーザや
プレーヤが、コンピュータ等の情報処理装置の計算によ
って構築された仮想的な世界の中を移動したり仮想的な
世界の中に登場するキャラクタと対話したりするもので
あり、ユーザやプレーヤもこの仮想世界のキャラクタの
一人を演ずるというものである。

【０００３】ユーザやプレーヤは、マウス、キーボー
ド、コントローラ、パワーグローブなどの入力装置を使
用して仮想世界の中のキャラクタを操作することによ
り、このキャラクタと一体化する一方、テレビジョン装
置、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube；カソードレイチュー
ブ）、液晶ディスプレーなどの表示装置に表示される仮
想世界の様子を見て仮想世界の情報を得る。

【０００４】さて、このような仮想世界の様子を表示装
置に表示するには、３Ｄ ＣＧ（3Dimension Computer
Graphics ；３次元コンピュータグラフィックス）が重
要な役割を果たす。現実味のある画像を表示しなけれ
ば、ユーザやプレーヤがあたかもその仮想世界の中にい
るかのような心境にはならないからである。

【０００５】このような３Ｄ ＣＧでは、仮想世界を構
成する物体のほか、ユーザやプレーヤが演ずるキャラク
タの位置や向き、姿勢、形状、色彩などの情報が記憶装
置に記憶される。また、この仮想世界の中に配置された
カメラを想定し、カメラの位置や向きも記憶装置に記憶
される。これらの記憶された情報に基づいて、カメラか
ら見える仮想世界の様子の画像情報を計算し、計算され
た画像情報を表示装置に表示する。

【０００６】このような３Ｄ ＣＧにおけるカメラの位
置や向きには、以下のような手法がとられてきた。 （ａ）ユーザなどが操作するキャラクタの目の位置と向
きにカメラを配置する。 （ｂ）ユーザなどが操作するキャラクタの周囲、例えば
背後にカメラを配置する。

【０００７】手法（ａ）は、現実の人間が現実の世界を
見る場合によく対応しており、最もリアリティが高い表
示方法とも考えられる。しかし、現在の入力装置や表示
装置の技術では、キャラクタに対する一体感が不十分な
ため、かえって操作性が悪くなるという問題が生ずる。
例えば、右に曲がる指示を出した場合に曲がりすぎるこ
とが多いなど、表示される仮想世界の様子だけではキャ
ラクタがどちらを向いているのかわかりにくくなるとい
う問題が発生してしまう。

【０００８】一方手法（ｂ）では、従来以下のような手
法がとられていた。

【０００９】（イ） カメラからキャラクタへの向きが
仮想世界を表現する座標系において一定になっている手
法。この手法では、キャラクタの向きに関わらず、一定
の方向にカメラの向きが一定なので、例えばキャラクタ
が右へ進む場合であっても、カメラの向きが変わらない
ため、右向きのキャラクタが表示されてしまう。したが
って、ユーザなどとキャラクタとの一体感が損なわれて
いた。

【００１０】（ロ） 常にキャラクタの背後にカメラを
配置する。この手法では、従来はカメラの位置を変更す
るために、キャラクタへの移動の指示が繁雑になってい
た。例えば、右に移動したい場合に、まず右ボタンを押
して向きを変え、それから上ボタンを押して前進する、
などのような複雑で面倒な入力が必要であった。

【００１１】このような手法では、「キャラクタと一緒
に旅をする」「キャラクタの背後霊となる」感覚を味わ
うことができるが、手法（ａ）に比べてユーザなどとキ
ャラクタとの一体感は損なわれてしまい、リアリティが
減殺される結果となる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な問題を解決するためになされたもので、ユーザなどと
キャラクタとの一体感を向上させるとともに、キャラク
タが仮想世界における向きがわかりやすく表示される情
報処理装置およびその装置を実現するための情報記録媒
体を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めの発明は下記の発明である。

【００１４】第１の発明は、キャラクタの方向を指示す
る指示手段と、指示手段により指示されたキャラクタの
方向と該キャラクタに対する視点とを比較する比較手段
と、比較手段による比較の結果に基づいて該キャラクタ
に対する視点を該キャラクタの方向と一致するように補
正する補正手段とを備えるように構成される。

【００１５】本発明により、キャラクタの向きに応じて
視点の向きが自動的に変更され、キャラクタが配置され
ている向きをユーザが把握しやすくなる。

【００１６】第２の発明は、３次元空間に配置された物
体および視点の位置を記憶する記憶手段と、記憶手段に
記憶された物体および視点の位置を用いて、当該視点位
置から見た３次元空間の基準軸の画像を生成する軸画像
生成手段とを備えるように構成される。

【００１７】本発明では、キャラクタに対する３次元空
間の向きがコンパスに類似する基準軸の画像によって表
示され、３次元空間とキャラクタとの向きの関係をユー
ザが把握しやすくなる。

【００１８】さらに、上記の問題を解決するための手段
として、表示装置、入力装置、制御装置、記憶装置など
を備えた汎用コンピュータや汎用ゲーム装置などの情報
処理装置を、上記の第１及び第２の発明を実施するため
の装置として構成するプログラムを記録した情報記録媒
体を開示する。

【００１９】この情報記録媒体により、これをソフトウ
ェア商品として容易に配布、販売などできるようにな
る。また、既存のハードウェア資源にソフトウェアをロ
ードすることによって既存のハードウェアで新たなアプ
リケーションやゲームが実施できるようになる。特に、
これらの発明に係る情報記録媒体に記録されたプログラ
ムを情報処理装置に実行させることにより、第１および
第２の発明に係る装置が実現される。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態を説明
する。なお、ここで示す実施形態は本願発明の実施例と
してあげるものであり、本願発明を限定することを意図
するものではない。特に、本願においては、情報処理装
置の実施例としてゲーム装置のハードウェアをあげて説
明するが、本願発明はこれに限定されない。したがっ
て、当業者であれば、本願発明の原理を逸脱しない範囲
で実施例の各要素を均等な要素に置換することが可能で
ある。

【００２１】本願発明の情報処理装置は、図１に示すよ
うな全体構成１００をとることができる。ＣＰＵ（Cent
ral Processing Unit ；中央演算処理装置）１０１は、
メインメモリ１０２、ＯＳ ＲＯＭ（Operating System
Read Only Memory ）１０３、サウンド処理プロセッサ
１０４、拡張シリアル／パラレルポート１０５、グラ
フィック処理プロセッサ１０６、ＣＤ−ＲＯＭ（Compac
t Disk Read Only Memory ）装置１０７、通信装置１０
８およびバス１０９によって接続されている。

【００２２】ＣＰＵ１０１は、その内部にキャッシュメ
モリを備えることができる。キャッシュメモリに対する
アクセスはバス１０９を経由する必要がないため、メイ
ンメモリ１０２よりも高速にアクセスすることができ
る。キャッシュメモリには、ＣＰＵ１０１が最近参照し
たアドレス付近のデータや現在実行しているアドレス付
近のプログラム自体が格納されるため、繰り返し計算な
どの高速化を図ることができる。

【００２３】グラフィック処理プロセッサ１０６は、ビ
デオ出力１１０を介してテレビジョン装置１１５に接続
されている。グラフィック処理プロセッサ１０６は、キ
ャラクタや背景の画像を生成してテレビジョン装置１１
５に映す役割を担う。グラフィック処理プロセッサ１０
６は、２次元平面に描かれた画像を順次変化させてアニ
メーション表示を行うこともできるし、３次元空間に配
置されたポリゴンを２次元平面上に射影して画像を生成
することもできる。本願発明では、後者の機能を主とし
て利用することができる。

【００２４】画面に表示されるキャラクタやキャラクタ
をとりまく仮想世界の物体はいずれも３次元空間に配置
されたポリゴンで表現することにより、よりリアルな迫
力ある画像を提供することができる。これらポリゴンの
位置、向き、姿勢、形状、色彩などの情報は、メインメ
モリ１０２やＣＤ−ＲＯＭに記憶することができる。

【００２５】一般に、テレビジョン装置１１５を表示装
置として使用する情報処理装置では、１／６０秒ごとに
発生する垂直同期信号の間隔、もしくはその２倍の間隔
（１／３０秒）おきに画像を転送することが多い。この
間隔を「フレーム」という単位で呼び、時間の最小単位
をフレーム単位とすることが多い。時間の最小単位を１
フレームとすることにより、ちらつきのない画像表示が
できる。ただし、当業者であれば、これ以外の時間最小
単位を採用することも可能である。

【００２６】サウンド処理プロセッサ１０４は、サウン
ド出力１１１を介してスピーカやヘッドフォンなどに接
続される。メインメモリ１０２内の音楽データを再生す
る場合にはバス１０９を経由してデータが転送され、Ｃ
Ｄ−ＲＯＭに記録された音楽データを再生する場合に
は、バス１０９は経由せずにＣＤ−ＲＯＭ装置１０７か
ら直接データを取得することができる。

【００２７】また、通信装置１０８もしくは拡張シリア
ル／パラレルポート１０５を利用して複数の情報処理装
置を互いに接続したり、電話線などからなるコンピュー
タ通信網に接続したりすることが可能である。

【００２８】通信装置１０８には図２に示すようなコン
トローラ２０１やメモリカード１１３を接続することが
できる。コントローラ２０１は１台の情報処理装置につ
き２つ以上接続できるようになっており、これコントロ
ーラを経由してユーザは情報処理装置に対する指示を出
す。また、この情報処理装置がゲーム装置として使用さ
れている場合は、メモリカード１１３に現在どこまでゲ
ームが進行したかなどを保存することができる。

【００２９】図２に示すコントローラ２０１は、この情
報処理装置に対する入力手段の一例である。この情報処
理装置をゲーム装置として使用する場合は、ゲームの内
容に応じて入力スイッチの種類や数、入力装置の形状が
決定される。ここに示す実施例では、コントローラ２０
１は、十字キー２０３、○ボタン２０４、×ボタン２０
５、□ボタン２０６、△ボタン２０７、スタートボタン
２０８、セレクトボタン２０９、Ｌ１ボタン２１０、Ｒ
１ボタン２１１、および、Ｌ２ボタン（図示せず）やＲ
２ボタン（図示せず）などの入力スイッチを備えてい
る。プレーヤは、これらのボタンを使用してキャラクタ
に対する指示を出す。

【００３０】なお、本願発明に係る情報処理装置は、上
記の構成に限定されない。例えば、以下のような構成に
おいても、本願発明を適用することが可能である。 （ａ）ＣＤ−ＲＯＭ装置１０７の代りにハードディスク
やＲＯＭカセットなどを使用することができる。

【００３１】（ｂ）コントローラ２０１の代りにキーボ
ード、ジョイスティック、パワーグローブ、音声入力装
置などを使用することができる。また、テレビジョン装
置やＣＲＴに表示されたキーボードの絵をマウスで選択
して入力するような入力装置を使用することもできる。

【００３２】（ｃ）ＣＰＵ１０１にサウンド処理プロセ
ッサ１０４やグラフィック処理プロセッサ１０６の役割
をも担当させることができる。

【００３３】（ｄ）メモリカード１１３の代りにフロッ
ピーディスクやハードディスクなどを使用することがで
きる。 （ｅ）サウンド処理プロセッサ１０４を備えないことが
できる。 （ｆ）拡張シリアル／パラレルポート１０５を備えない
ことができる。

【００３４】例えば、コントローラ２０１の代りにキー
ボードを使用する態様では、十字キー２０３の代りにテ
ンキーや矢印キーを、○ボタン２０４の代りにスペース
キーを、×ボタン２０５の代りにエスケープキーを、そ
れぞれ使用することができる。このようなキーやボタン
のそれぞれが使用されたときの処理の対応は適宜変更す
ることが可能である。

【００３５】さらに、このような共通のハードウェアに
対しさまざまなソフトウェアを使用できるようにした汎
用のゲーム装置ではなく、本願発明に係る要素のそれぞ
れを電子回路で構成して直接本願発明に係る情報処理装
置を構成することも可能である。

【００３６】本願発明の基本的な構成を図３に示す。仮
想世界を表現する３次元空間の物体、キャラクタ、カメ
ラの位置、向き、形状、色彩、姿勢などの情報がメイン
メモリ１０２などの記憶装置３０１に記憶される。複数
の物体の情報は記憶領域３１１に、キャラクタの情報は
記憶領域３１２に、カメラの情報は記憶領域３１３に、
それぞれ記憶されている。

【００３７】なお、カメラについては形状や色彩の情報
は必ずしも必要ない。このカメラは仮想的なもので、カ
メラ自体が画面に表示されることはないからである。た
だし、形状や色彩を付加することもできる。例えば、複
数のカメラを切り替えた場合に、ほかのカメラを画面に
表示したい場合や、キャラクタの目自体がカメラの場合
などである。

【００３８】これらの領域に記憶された情報をもとにし
て表示する画像を計算する。

【００３９】指示装置３０２は、ユーザなどの入力を解
釈して記憶装置３０１に記憶されたキャラクタやカメラ
の位置や向きを直接変更する。指示装置３０２の実施例
については後述する。

【００４０】一方、補正装置３０３は、ユーザからキャ
ラクタの位置や向きを変更すべき指示があった旨を指示
装置３０２が知らせた場合に記憶されたカメラの位置お
よび向きを補正し、補正した位置および向きを記憶装置
３０１へ記憶させる。補正装置は、例えばＣＰＵ１０１
によって実現することができる。補正の方法の詳細は後
述するが、代表的には、以下の手法が考えられる。 （ａ）カメラが常にキャラクタの背後に配置されるよう
にする。この手法では「背後霊」的な操作感が得られ
る。 （ｂ）カメラの向きを時間とともに変更して最終的にキ
ャラクタの向きと一致するようにする。この手法では
「キャラクタを追いかけて移動する」ような操作感が得
られる。

【００４１】表示装置３０４は、記憶装置３０１に記憶
された物体、キャラクタ、カメラの位置、向き、形状、
色彩、姿勢などの情報に基づいて、物体やキャラクタが
配置された仮想世界をカメラから見たときの画像を生成
し、テレビジョン装置などの装置に表示する。この実施
例については後述する。

【００４２】また、表示の際に、３次元空間の基準軸、
例えば、水平面および東西南北の方向の画像を同時に生
成して表示すると、ユーザがキャラクタの向きを容易に
把握できるようになる。この基準軸の画像を以下では
「コンパス」と呼ぶ。

【００４３】以下では、上述した各装置の詳細について
説明する。キャラクタ、動物、植物などの生物、家、
車、橋などの人工物、山、川、海などの自然物が仮想世
界に配置されるが、これらはすべてポリゴンで表現され
る物体として記憶装置３０１に記憶される。各物体の位
置、姿勢、形状、色彩などの情報を記憶する必要があ
る。これらの情報は、当初はＣＤ−ＲＯＭやハードディ
スクなどの外部記憶装置に記憶しておき、必要に応じ
て、ＣＤ−ＲＯＭ装置１０７やバス１０９を介してメイ
ンメモリ１０２にロードすることができる。

【００４４】また、後述する表示装置３０４における画
像生成計算を高速にするため、これらの物体をカメラに
近い順、あるいは遠い順に並べて記憶装置３０１に記憶
することもできる。カメラからの距離に応じて順序を決
めて物体を記憶する手法をＺバッファ法と呼ぶ。

【００４５】指示装置３０４として、コントローラ２０
１を使用することができる。十字キー２０３は上キー、
右キー、左キー、下キーから構成されており、これらを
用いてキャラクタの移動方向を指示する。

【００４６】本願発明ではカメラを概ねキャラクタの背
後に配置することができる。この場合、キャラクタは画
面のほぼ中央か中央下寄りに表示される。したがって、
上キーにより前進（プレーヤから見て遠ざかる方へ進
む）を、下キーにより後退（プレーヤから見て近付く方
へ進む）を、それぞれ指示することができる。右キーお
よび左キーにより、それぞれ右方向、左方向へ進むこと
を指示できる。

【００４７】さらにＬ１ボタン２１０やＲ１ボタン２１
１を使用して、カメラの位置や向きを直接変えるように
することもできる。例えばＬ１ボタン２１０を押した場
合には、押している間だけ仮想世界でキャラクタを垂直
方向に貫く直線を中心軸として、カメラの位置を左に回
転させる。

【００４８】カメラはキャラクタの手前にあるので、キ
ャラクタおよびキャラクタの上方から見ると、カメラは
キャラクタの周囲を時計回りに回転する。この場合、仮
想世界から見ればカメラの向きは変化するが、カメラは
常にキャラクタの方を向いている。Ｒ１ボタン２１１を
押した場合は逆向きの回転をする。

【００４９】なお、Ｌ１ボタン２１０やＲ１ボタン２１
１と、回転の方向との対応そのものを、これと逆向きに
することもできる。

【００５０】図４はそれぞれ、キャラクタ４０１および
物体４０２が配置された仮想世界をカメラから見た画像
であり、Ｌ１ボタン２１０を押した場合の表示される画
像の変化が図４（ａ）から図４（ｃ）に順次示されてい
る。図４（ｄ）は、キャラクタ４０１、物体４０２、カ
メラ４０３の位置の鳥瞰図であり、Ｌ１ボタンを押して
いる間カメラはキャラクタ４０１を貫く回転軸４０５の
周囲を、キャラクタ４０１の方を向きながら、矢印４０
４の方向へ回転する。

【００５１】このようにすると、キャラクタの周囲をぐ
るりと見回したい場合に便利である。また、カメラの回
転に合わせてキャラクタも回転させ、Ｌ１ボタン２１０
やＲ１ボタン２１１を押すのをやめたときにカメラから
見て正面の方向にキャラクタも向くことになり、自然な
操作感を提供することができる。

【００５２】ここからは、カメラやキャラクタの向きに
関連した事項として、仮想世界において大きく場面転換
が行われた場合にユーザがキャラクタの向きを把握しや
すくする手法について説明する。

【００５３】現実の世界でも、大きく場面が変わる場合
がある。例えば、飛行機や船に乗って大陸間を横断する
場合には、人間は大局的な世界観をもって移動を感知
し、目的の村や町に入れば、その村や町といった局地的
な世界観の中で行動する。車における移動でも、当初は
自分の住む町から高速道路に乗り、目的の町へ到達する
場合には、地図の縮尺が細いものから荒いものになり、
そして細いものになる。

【００５４】これと同様に、仮想世界においても、表示
される世界の縮尺などが大きく変化する場合がある。仮
想世界の大陸の中を移動して村を発見したらその村に入
り、その村を散策した後にまた大陸の中を移動するとい
う村の出入りの場合である。

【００５５】現実の世界では、北が上方に描かれた地図
が頻繁に用いられる。これと同様に、仮想世界における
「北向き」という基準軸を設けておく。これは仮想世界
の地面などに固定された座標系の座標軸の一つとするこ
とができる。

【００５６】このような基準となる向き、例えば、北向
きを設定しておき、村から出たり村へ入ったりした直後
は、キャラクタもカメラも北を向くように記憶装置３０
１に記憶された情報を自動的に更新する。このようにす
ると、ちょうど現実世界において地図を見る場合と同様
の操作感が得られ、キャラクタの向きが把握しやすくな
り、操作が容易になる。

【００５７】以下では、補正装置３０３における処理に
ついて説明する。補正装置３０３は、記憶領域３１２お
よび３１３からキャラクタの向きとカメラの向きを入力
として受け取り、新たなカメラの位置と向き（もしくは
これらの従来の値との差分）を出力として出し、この値
に基づいて記憶装置３０１に記憶されたカメラの位置お
よび向きの情報３１３を補正する。したがって、これら
はフィードバックループを構成すると考えることができ
る。

【００５８】上述した通り、カメラの向きとキャラクタ
の向きが異なる場合の補正の方法には代表的には２通り
が考えられる。以下、それぞれ説明する。

【００５９】第１の手法は、カメラが常にキャラクタの
背後に配置されるようにするものである。カメラの向き
とキャラクタの向きが異なる場合は、その角度の差の分
だけ、キャラクタを中心にカメラを回転させる。したが
って、補正量は２つの向きの差である。

【００６０】キャラクタが常に仮想世界に対して直立し
ている場合には、上記回転軸はキャラクタを貫く垂直線
であり、カメラは常にキャラクタの方向を向くように仮
想世界を水平に回転される。

【００６１】この手法では、カメラの向きとキャラクタ
の向きが異なる場合に直ちにカメラの位置と向きを補正
する。このため、常にキャラクタは前方を向いているよ
うに画面では表示され、ユーザが見るキャラクタの姿は
常に背中側である。したがって、ユーザはキャラクタの
「背後霊」となって仮想世界を見ることになる。

【００６２】また、キャラクタが自動車であり、プレー
ヤがその運転手であると考えた場合にも、この表示方法
を使用することができる。この場合のキャラクタの「背
中」は、自動車のハンドルやダッシュボードの画像であ
る。

【００６３】第２の手法は、カメラの向きを時間ととも
に変更して最終的にキャラクタの向きと一致するように
するものである。すなわち、キャラクタの向きとカメラ
の向きの角度の差よりも小さい角度の補正量でカメラが
キャラクタの周囲を回転するようにする。この回転によ
ってカメラの向きと位置を補正してから、このときのカ
メラから見た仮想世界の様子を画面に表示し、さらに、
両者の向きの差が０になるまでこれを繰り返す手法であ
る。したがって、キャラクタが向きを変えてからカメラ
がキャラクタと同じ向きになるまでに時間がかかる。

【００６４】補正量の大きさは、例えば、２つの向きの
差に比例する値とすることができる。この比例係数は、
表示する画像をどのような時間の単位で更新するか、カ
メラの追随性をどの程度とするかによって変更すること
が可能である。

【００６５】一般に、比例係数を大きくすると追随性は
良くなる傾向にあるが、ユーザが素早くキャラクタの向
きを変更した場合に、カメラがあたかも「振動」したか
のように振り回されることがある。

【００６６】一方、比例係数を小さくするとキャラクタ
と同じ向きを向くまでに時間がかかるが、表示される画
像が振動したりする可能性が低くなる。

【００６７】このほか、カメラの回転速度に上限を設
け、カメラとキャラクタの向きの差がこの上限より大き
い場合はこの上限の角度だけ回転させ、小さい場合はそ
の差の角度だけ回転させる手法も考えられる。この手法
では、カメラの回転速度がほぼ一定となるため、安定し
た画像を提供することができる。

【００６８】このほか、２つの角度の差から補正量を計
算し、最終的に２つの角度の差が０に収束するような補
正量の各種計算方法が利用できる。例えば古典制御にお
ける時間遅れ要素や積分要素を導入する手法が考えられ
る。これらの計算方法を用いたものも、本願発明の範囲
に含まれる。

【００６９】この手法では、ユーザはキャラクタの背面
のほか、右を向くキャラクタや左を向くキャラクタの姿
を見ることが可能である。「キャラクタを追いかけて移
動する」ような操作感が得られる。

【００７０】これらのカメラからの画像表示は、対象と
するゲームなどのアプリケーションや場面によって変更
することができる。例えば、キャラクタがジェットコー
スターに乗っている状況や船に乗っているときに嵐が来
た状況を表現する場合には、カメラの振れが大きくなる
ように比例係数を選び、なだらかな地形や村の中を移動
する状況では「背後霊」計算法を使う、といった手法が
考えられる。

【００７１】上述の通り、カメラやキャラクタの位置や
向きが刻々と変化する３Ｄ ＣＧでは、キャラクタが仮
想世界の中でどちらを向いているのかが把握しにくくな
ることが多い。これを解決するための手法が、上述した
コンパスである。これについて以下に説明する。

【００７２】コンパスは、仮想世界に対してキャラクタ
がどちらを向いているかを示す表示である。本願発明に
おいては、上述の通り、カメラはキャラクタとほぼ一体
となって移動するため、実際には、仮想世界がキャラク
タに対して今どちら向きになっているかを表示している
ことになる。

【００７３】仮想世界においては現実世界と同様に東西
南北が割り当てられているものとし、キャラクタが仮想
世界に対して常に直立しているものとすれば、コンパス
が２次元の方向を表現できれば十分にキャラクタの向き
を知ることができる。

【００７４】図５にコンパスを表示した実施例を示す。
コンパス５０１は画面の右下に配置され、キャラクタ５
０２は画面の中央に表示されている。コンパス５０１は
俯瞰して表示されている。コンパス５０１には「Ｎ」
「Ｗ」「Ｓ」「Ｅ」の針があり、図５では、キャラクタ
は東を向いているのでコンパス５０１の「Ｅ」が上向き
（画面奥へ向かう向き）に表示されている。

【００７５】このほか、仮想世界の地図５０３を画面の
右上に表示するなどすれば、現実の世界で地図と方位磁
石を見ながら車を運転するように、地図５０３およびコ
ンパス５０１を頼りに移動を行うことができる。

【００７６】キャラクタの姿勢が仮想世界に対して必ず
しも直立していない場合は、コンパスに上向きの要素を
付加することによってキャラクタの向きを表現すること
ができる。このような場合のコンパスの形状を図６に示
す。

【００７７】キャラクタの姿勢が仮想世界に対して直立
している場合は、コンパスが２方向の軸を表すことによ
って水平面を示し、そうでない場合は、コンパスが３方
向の軸を表すことによって水平面や鉛直方法を示すこと
ができる。したがって、上記のコンパスの必要最小限の
構成は、例えば互いに直交する２つもしくは３つの矢印
の図形である。

【００７８】これらのコンパスは、仮想世界に配置さ
れ、以下の条件を満たす物体として表現することができ
る。 （ａ）コンパスはカメラとともに仮想世界を移動する。

【００７９】（ｂ）カメラに固定された座標軸から見た
コンパスの中心の位置は常に一定の座標にある。これに
より、常に画面上の同じ位置にコンパスが表示されるこ
とになる。

【００８０】（ｃ）仮想世界に固定された座標軸から見
たコンパスの向きは常に一定である。つまり、コンパス
の「Ｎ」は常に仮想世界の北を向き、コンパス全体は水
平に配置されるなどである。

【００８１】表示装置３０４で行われる処理について以
下に説明する。この処理は、カメラから３次元空間内の
物体、キャラクタ、方位を示す基準軸を見た画像を生成
して表示する処理であるが、３Ｄ ＣＧの当業者に公知
の手法をとることができる。例えば、計算方法の一例を
図７を参照しながら説明する。

【００８２】（１）それぞれの物体などに割り当てられ
たローカル座標系、３次元空間全体に割り当てられたワ
ールド座標系、 カメラに割り当てられた視線座標系を
考える。視線座標系は、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の互いに垂直
な３軸からなるようにし、カメラを原点上に配置すると
計算の上で便利である。カメラの視線をｚ軸に一致させ
てカメラがｚ軸の正の方向を向くようにする。この場
合、ｚ軸は奥行きを表現する。これらの各座標系の情報
を記憶しておく（Ｓ７０１）。

【００８３】（２）ローカル座標系やワールド座標系の
上にあるそれぞれ物体などや基準軸を視線座標系に座標
変換する（Ｓ７０２）。座標変換には、回転変換、並行
移動変換、アフィン変換などを利用する。これらの変換
手法は単純な行列の加減乗算で表現することができ、公
知の手法を利用することができる。これらの変換は、上
述のようなカメラがキャラクタの周囲を回転する場合に
も使用することができる。

【００８４】（３）各物体などの各点、各面、各稜線な
どから原点にあるカメラへ直線を引く。この直線と、視
線座標系のｚ軸に垂直で座標（０, ０, ａ）を通るスク
リーンとが交わる点をスクリーンへの射影とする（Ｓ７
０３）。スクリーンは２次元の平面なので、座標軸は縦
と横の２つである。横軸を視線座標系のｘ軸と平行に、
縦軸を視線座標系のｙ軸と平行に設定すると計算の上で
便利である。これをスクリーン上の各点について繰り返
すか、各物体などについて繰り返してスクリーン上へ投
射される各物体の像を計算する。物体の座標が（ｘ,
ｙ, ｚ）のとき、この物体はスクリーン上の座標（ａｘ
／ｚ, ａｙ／ｚ）に射影される。

【００８５】（ａ）Ｚバッファ法を用いている場合に
は、物体を遠い順に処理してスクリーンに射影し、すで
に画像が射影されている場合には上書きすることによ
り、遠い物体が近い物体によって隠された画像を得るこ
とができる。

【００８６】（ｂ）スクリーンの各点について計算を繰
り返す手法は光線追跡法と呼ばれる。スクリーンの各点
について、カメラからその点を通る視線を伸ばし、その
視線が初めてぶつかった物体の色彩をもとに、その点に
対する射影を計算する。

【００８７】（ｃ）このほか、遠方にある物体はぼかし
て表示するなど、３Ｄ ＣＧのさまざまな技法を本願発
明に適用することができる。

【００８８】（４）各物体の像が計算されて生成された
スクリーン上の画像をテレビジョン装置、ＣＲＴ、液晶
ディスプレーなどに表示する（Ｓ７０４）。

【００８９】ここで説明した実施形態においては、上記
の画像生成のための計算はグラフィック処理プロセッサ
１０６において行なわれ、生成された画像はビデオ出力
１１０を介してテレビジョン装置１１５に表示されるこ
とにより、ＣＰＵ１０１との並列処理が実現され、高速
な計算および画像表示が可能になっている。もちろん、
これらの計算処理をすべてＣＰＵ１０１で行うことも可
能である。

【００９０】なお、この計算手法は本願発明の実施形態
の一例であり、このほかの均等な計算方法によった場合
であっても本願発明の範囲に含まれる。

【００９１】図８には、本願発明を実施する際のフロー
チャートを示す。以下、本願発明を実施する際の各処理
について説明する。 （１）まず、ユーザからの入力を受け付ける（Ｓ８０
１）。本実施例では、ユーザはコントローラ２０１の各
ボタンやキーを押すことにより、キャラクタへの指示を
出す。

【００９２】（２）入力が十字キー２０３であれば手順
（３）へ、Ｌ１ボタン２１０またはＲ１ボタンであれば
手順（４）へ移行し、それ以外のキーであれば、手順
（１）へ戻る（Ｓ８０２）。

【００９３】（３）十字キー２０３で指示された方向に
キャラクタを移動し（Ｓ８０３）、キャラクタとカメラ
の向きの差からカメラの向きを補正し（Ｓ８０４）、カ
メラから見た画像を生成して表示し（Ｓ８０５）、手順
（１）へ戻る。

【００９４】（４）Ｌ１ボタンの場合は上から見て時計
回りに、Ｒ１ボタンの場合はこれと逆に、キャラクタの
周囲をカメラが回転するようにして、カメラの位置と向
きを更新し（Ｓ８０６）、カメラから見た画像を生成し
て表示し（Ｓ８０７）、手順（１）へ戻る。場合によっ
ては、カメラの情報の更新とともに、キャラクタの向き
を更新してもよい。

【００９５】なお、本明細書で説明した処理や装置など
は、実施形態の一例にすぎず、当業者であれば均等な処
理や装置などに置換することが可能であるが、これらの
置換した実施形態も本願発明の範囲に含まれる。

【００９６】

【発明の効果】以上説明したように、本願発明は３Ｄ
ＣＧによって表現される世界を表示するコンピュータや
ゲーム装置などの情報処理装置に適用することができ、
３次元の仮想世界をキャラクタを操作して移動する場合
にユーザなどとキャラクタの一体感を増すとともに、仮
想世界におけるキャラクタの現在の向きを把握しやすく
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の情報処理装置の実施形態の一例を示
す説明図である。

【図２】本願発明の情報処理装置の入力装置の実施形態
の一例を示す説明図である。

【図３】本願発明の基本構成の一例を示す説明図であ
る。

【図４】本願発明による表示例を示す説明図である。

【図５】本願発明による表示例を示す説明図である。

【図６】本願発明で使用するコンパスの形状の例を示す
説明図である。

【図７】本願発明の３ＤＣＧを表示するための計算処理
を示すフローチャートである。

【図８】本願発明の実施例の処理の過程を示すフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１００ ゲーム装置 １０１ ＣＰＵ １０２ メインメモリ １０３ ＯＳ ＲＯＭ １０４ サウンド処理プロセッサ １０５ 拡張シリアル／パラレルポート １０６ グラフィック処理プロセッサ １０７ ＣＤ−ＲＯＭ装置 １０８ 通信装置 １０９ バス １１０ ビデオ出力 １１１ サウンド出力 １１３ メモリカード １１５ テレビジョン装置 ２０１ コントローラ ２０３ 十字キー ２０４ ○ボタン ２０５ ×ボタン ２０６ □ボタン ２０７ △ボタン ２０８ スタートボタン ２０９ セレクトボタン ２１０ Ｌ１ボタン ２１１ Ｒ１ボタン ３０１ 記憶装置 ３０２ 指示装置 ３０３ 補正装置 ３０４ 表示装置 ３１１ 物体の情報の記憶領域 ３１２ キャラクタの情報の記憶領域 ３１３ カメラの情報の記憶領域 ４０１ キャラクタ ４０２ 物体 ４０３ カメラ ４０４ 回転方向 ４０５ 回転軸 ５０１ コンパス ５０２ キャラクタ ５０３ 地図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャラクタの方向を指示する指示手段
   と、 前記指示手段により指示されたキャラクタの方向と該キ
   ャラクタに対する視点とを比較する比較手段と、 前記比較手段による比較の結果に基づいて該キャラクタ
   に対する視点を該キャラクタの方向と一致するように補
   正する補正手段とを備えることを特徴とする情報処理装
   置。
2. 【請求項２】 ３次元空間に配置された物体および視点
   の位置を記憶する記憶手段と、 前記記憶手段に記憶された物体および視点の位置を用い
   て、当該視点位置から見た３次元空間の基準軸の画像を
   生成する軸画像生成手段とを備えることを特徴とする情
   報処理装置。
3. 【請求項３】 キャラクタの方向を指示する手順と、 指示されたキャラクタの方向と該キャラクタに対する視
   点とを比較する手順と、 比較の結果に基づいて該キャラクタに対する視点を該キ
   ャラクタの方向と一致するように補正する手順とを含む
   処理を実現するプログラムを記録したことを特徴とする
   記録媒体。
4. 【請求項４】 ３次元空間に配置された物体および視点
   の位置を記憶する手順と、 記憶された物体および視点の位置を用いて、当該視点位
   置から見た３次元空間の基準軸の画像を生成する手順と
   を含む処理を実現するプログラムを記録したことを特徴
   とする記録媒体。