JP3962955B2 - 画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、モデルが配置された三次元空間を二次元平面に投射した、いわゆる３Ｄ画像を生成可能なゲーム装置に係わる。特に、本発明は、砲弾の発射や着弾等の戦闘シーンを模した画像を、現実感豊かに表示しうる画像処理技術の改良に関する。

戦闘シーンを模した表示画像を表示するゲーム装置では、砲弾を発射したり着弾したりする画像に臨場感を持たせるために、砲弾の発射や着弾による閃光をモデル化して表示している。閃光をモデルとして表現する従来の方法は、閃光を複数の部品に分け、それぞれの部品を、時間差をおいて表示することにより、実際の閃光らしく表現していた。各部品には、閃光らしく表示させるために、画素に欠落のあるテクスチャデータを用い、背景画像と重ねることにより背景画像がそのまま透けて見えるように半透明化されていた。これら閃光は、同時期に複数発生させる場合にも、新たなテクスチャデータを用いていた。各モデルには、現実世界における陰影をマッピングするため、仮想空間に環境光や反射光等を設定し、各モデルに照射される光に応じたレンダリング処理がされていた。砲弾の発射や着弾等により閃光が発生する場合には、短期間、この閃光の位置に光源が存在するものとしてレンダリング処理していた。閃光からの光が照射される関係にある人物等のモデルは、この閃光を一瞬浴びるように画像表示されていた。

しかしながら、従来の３Ｄゲーム装置では、閃光を表示する上で幾つかの不都合を生じていた。第一に、同時期に多数の閃光を表示する場合に、隣接する閃光が深く重なり合って、表示画像が見辛くなるという場合があった。また、閃光のモデルは複数のポリゴンにより構成されているため、同時に多数の閃光を表示しようとすれば、処理回路の処理量が、一瞬ではあるが非常に増えて、処理の取りこぼしが発生しかねない、というおそれがあった。

第二に、隣接する閃光のモデルが重なり合う場合でも各モデルには新たなテクスチャデータがマッピングされていたので、閃光のモデルが重なった部分では双方の見分けがつかなくなって臨場感を損ねたり、大きな閃光の陰に隠れる小さな閃光を見分けられなくなったりする不都合があった。

第三に、現実の世界では、閃光等、急激に熱が発生している現場を観察すると、空気に大きな揺らぎが与えられるために、その閃光を通して見える背景が揺らいで見える場合がある。従来のように、閃光のモデルにマッピングするテクスチャデータを半透明化しただけでは、背景が揺らぐような視覚的効果を与えることができなかった。

第四に、モデルである人物が保持する武器から砲弾を発射する際に、人物が仮想空間の奥行き方向に向けて砲弾を発射するような位置関係にあると、砲弾の発射による閃光と光の照射を受ける人物との関係が逆光となっていた。この位置関係のままレンダリング処理を施しても、仮想空間を観察する視点からは、閃光による光が照射される人物の面が隠れているので、遊技者は砲弾が発射できたことを視覚的に確認することができないという不都合があった。

そこで、本発明は、上記不都合に鑑み、砲弾の発射や着弾を表す閃光のモデルにおける表示方法を以下の課題により改良することにより、砲弾の発射や着弾等が発生する戦闘シーンを模した画像を現実感豊かに表示させることを目的とする。

本発明の第１の課題は、表示画面に多数の閃光を表示する場合であっても、表示画像を見易くし、かつ処理回路の負担を軽減する画像表示技術を提供することである。本発明の第２の課題は、隣接する閃光が重なり合う場合であっても、閃光の重なりを容易に見分けられる画像表示技術を提供することである。本発明の第３の課題は、従来できなかった熱等による空気の揺らぎを表現しうる画像表示技術を提供することである。本発明の第４の課題は、砲弾の発射等を確実に遊技者に知らせることができる画像表示技術を提供することである。

上記第１の課題は、表示空間に１以上のモデルを表示可能に構成された画像表示装置において、表示空間に表示させるモデルを特定し、特定したモデルを表示させるための情報を記憶装置から読み取って出力する処理回路と、処理回路から出力された情報に基づいて、表示空間にモデルを表示させるための画像データを生成する画像生成回路と、を備える。

そして、処理回路は、新たなモデルを表示する際に、表示空間内に表示されている他のモデルに関する所定の条件に合致するか否かを判定し、判定結果に基づいて当該新たなモデルの表示態様を変化させて表示するための情報を生成し、画像生成回路に出力する。

「モデル」とは、仮想空間内を同時に移動可能に構成された表示要素の集合体をいい、例えばポリゴンを表示要素として、それらにより構成される閃光、人物や建物等を模した画像表示上のセグメントのことをいう。「表示空間」とは、仮想空間に配置されたモデル等を二次元平面に投射して得られる二次元空間をいい、実際にディスプレイに表示されるものをいう。

他のモデルに関する所定の条件としては、例えば、表示空間内に表示されている他のモデルの数を判定する。

また、他のモデルに関する所定の条件として、表示空間内に表示されている他のモデルと当該新たなモデルとの表示空間における距離を演算し、この距離が一定値以下である他のモデルの数を判定する。このとき、表示空間における距離を演算する場合に、モデルの幾何学的重心間の距離を求めることは好ましい。

表示態様の変化として、モデルが、複数の部品から構成される画像である場合に、新たなモデルの表示態様を変化させるために、当該モデルを構成する１以上の部品を変更することは好ましい。

上記第２の課題を解決する発明は、表示空間に複数のモデルを表示可能に構成された画像表示装置において、表示空間に表示させるモデルを特定し、特定したモデルの形状を表示させるための情報およびこのモデルの表面にマッピングするテクスチャデータを特定する情報を出力する処理回路と、処理回路から出力された情報に基づいて、表示空間にモデルを表示させるための画像データを生成する画像生成回路と、を備える。

そして、処理回路は、新たなモデルを表示する際に、表示空間に表示されている他のモデルと当該新たなモデルとが重なるか否かを判定し、重なると判定した場合に、当該他のモデルにマッピングされているテクスチャデータと異なるテクスチャデータをマッピングする情報を出力する。

このとき、処理回路は、当該新たなモデルと他のモデルとが重なるか否かを判定する場合に、モデルの幾何学的重心間の距離を演算することにより判定することは好ましい。

また、上記第２の課題を解決する発明は、表示空間に複数のモデルを表示可能に構成された画像表示装置において、表示空間に表示させるモデルを特定し、特定したモデルの形状を表示させるための情報およびこのモデルの表面にマッピングするテクスチャデータを特定する情報を出力する処理回路と、処理回路から出力された情報に基づいて、表示空間にモデルを表示させるための画像データを生成する画像生成回路と、を備える。

そして、処理回路は、新たなモデルを表示する際に、モデルが遊技者の操作に対応して発生するものか否かを判定し、モデルが遊技者の操作に対応して発生するものか否かに対応させた異なるテクスチャデータをマッピングするための情報を出力する。

テクスチャデータは、テクスチャを構成する画素に欠落が存在する半透過表示のためのデータであることが好ましい。特に、処理回路は、他のモデルと当該新たなモデルとを重ねた場合に、当該他のモデルにマッピングされるテクスチャで欠落している１以上の画素に、当該新たなモデルにマッピングされるテクスチャを構成する画素が当てはまるようなテクスチャデータを、当該新たなモデルにマッピングするテクスチャデータとして特定することが好ましい。

上記第３の課題を解決する発明は、表示空間に１以上のモデルの画像を背景画像に重ねて表示可能に構成された画像表示装置において、表示空間に表示させる背景画像の領域を定めるマスクパターンを生成するマスクパターン生成手段と、マスクパターンによりマスクされた背景画像と表示空間に表示させるモデルの画像とを合成する合成手段と、を備える。

そして、マスクパターン生成手段は、マスクパターンのうちモデルの画像を表示する領域に適用するマスクパターンを、一定周期ごとに変化させていくことにより、モデルの画像に透過するように重ねられる背景画像の表示態様を変化させる。

マスクパターンの変化としては、例えば、マスクパターンのうちモデルの画像を表示する領域に適用するマスクパターンの画素配置を変化させることは好ましい。また、マスクパターンのうちモデルの画像を表示する領域に提供するマスクパターンの画素密度を変化させることも好ましい。

なお、上記各手段は、ＣＰＵ、メモリ、画像表示プロセッサ等が所定の記録媒体に記憶されたプログラムを実行することによって機能的に実現される。

上記第４の課題を解決する発明は、仮想空間に、発光源を表すモデルおよび当該発光源からの光が照射されるモデルを配置し、これらを所定の視点から観察して得られる表示画像を生成可能に構成された画像表示装置に適用される。この装置は、発光源を表すモデルおよび当該発光源からの光が照射されるモデルを表示させるための情報を記憶装置から読み取って出力する処理回路と、処理回路から出力された情報に基づいて、表示空間にレンダリング処理を施したモデルを表示させるための画像データを生成する画像生成回路と、を備える。

そして、処理回路は、発光源から光が照射されている状態において、当該発光源以外に、光が照射されるモデルのうち視点から観察される面に光を照射するための仮想的な光源を設定する情報を出力する。次いで、画像生成回路は、当該仮想的な光源から光が照射されているものとしてレンダリング処理する。

処理回路は、発光源と視点とを結ぶ視線と光が照射されるモデルとの仮想空間における位置関係に基づいて、仮想的な光源を設定することは好ましい。

特に、処理回路は、視点から光が照射されるモデルへの方向と視点から発光源への方向とが所定の角度以内であるか否かに応じて、仮想的な光源を設定することが好ましい。

本発明のゲーム装置は、発砲や着弾等による閃光を模したモデルを発光源として画像表示する上記各課題を解決する画像表示装置を備える。

なお、本発明における記憶媒体は、何等かの物理的手段により情報（主にデジタルデータ、プログラム）が記録されているものであって、コンピュータ、専用プロセッサ等の処理装置に所定の機能を行わせることができるものである。要するに、回路素子としてのＲＯＭの他に、何等かの手段でもってコンピュータにプログラムをダウンロードし、所定の機能を実行させるものであればよい。例えば、フレキシブルディスク、固定ディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＲＯＭカートリッジ、バッテリバックアップ付きのＲＡＭメモリカートリッジ、フラッシュメモリカートリッジ、不揮発性ＲＡＭカートリッジ等を含む。

有線または無線の通信回線（公衆回線、データ専用線、衛星回線等）を介してホストコンピュータからデータの転送を受ける場合を含むものとする。いわゆるインターネットをここにいう記録媒体に含まれるものである。

次に、本発明を実施するための好適な実施の形態を、図面を参照して説明する。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１は、本発明の第１の課題を解決するものである。
（構成）
図１に、本発明の画像表示装置を適用したテレビゲーム装置のブロック図を示す。本テレビゲーム装置の構成は、ゲーム処理ボード１０、入力装置１１、出力装置１２、ディスプレイ１３およびスピーカ１４を備えて構成されている。

ゲーム処理ボード１０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）１０１の他に、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、画像データＲＯＭ１０９、ジオメタライザ１１０、モーションデータＲＯＭ１１１、描画装置１１２、テクスチャデータ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およびＤ／Ａ変換機１１７を備えて構成される。

ＣＰＵ１０１は、バスラインを介して、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１０８およびジオメタライザ１１０へ接続されている。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に格納されたプログラムデータを読み取って実行することにより、本発明の画像表示装置として、本テレビゲーム装置を機能させることが可能に構成されている。

ＲＯＭ１０２には、本テレビゲーム装置を本発明の画像表示装置として動作させるためのプログラムデータや画像データが格納されている。なお、さらにテレビゲーム装置にＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体の読み取り装置を設け、ＣＤ−ＲＯＭ等から読み取ったプログラムデータや画像データをＲＡＭ１０３に転送してから実行させるよう構成することも可能である。

ＲＡＭ１０３には、ＣＰＵ１０１より転送される各種データを格納可能に、かつ、ジオメタライザ１１０やスクロールデータ演算装置１０７から読み取り可能に構成されている。ＲＡＭ１０３に格納されうるデータとしては、以下のものが代表的である。

１）ポリゴンを表示させるための頂点座標の集合であるポリゴンデータ
２）視野変換のための視点座標等を特定する視点に関するデータ
３）表示空間内のポリゴンを視点座標系に透視変換するためのマトリクス演算用データ
４）各ポリゴンにマッピングするテクスチャデータを指定するデータ
５）各ポリゴンの表示優先順位を定めるＺバッファ値（奥行き情報）
６）レンダリング処理に要する光源の位置や光線の性質に関するデータ
７）各モデルの幾何学的重心の座標を示すデータ
８）モデルの画像をマスクするためのマスクパターン用データ
９）その他ジオメタライザ１１０やスクロールデータ演算装置１０７に対する各種描画コマンドサウンド装置１０４は、プログラムデータを実行することにより供給された音源制御信号に基づいて、音響信号を生成可能に構成されている。電力増幅器１０５は、この音響信号を電力増幅しスピーカ１４へ供給可能に構成されている。

入出力インターフェース１０６は、入力装置１１および出力装置１２へ接続されている。入出力インターフェース１０６は、入力装置１１により生成された操作信号ＳＤをデジタルデータとしてＣＰＵ１０１へ供給する一方、ＣＰＵ１０１から転送されたランプ等の点滅信号を出力装置１２へ出力可能に構成されている。

画像データＲＯＭ１０９は、仮想空間に表示する各モデルの大まかな外形を規定するための形状データや、地形の起伏を規定するための地形データを格納している。

コ・プロセッサ１０８は、画像データＲＯＭ１０９に格納された各モデルの形状データや地形データを参照して、モデル間やモデルと地形との位置関係に関する浮動小数点の高速演算処理を可能に構成されている。

モーションデータＲＯＭ１１１は、フレームごとに表示位置を大きく変える砲弾等の画像データを、ポリゴンデータとしてではなく、ビットマップデータとして格納可能に構成されている。

ジオメタライザ１１０は、モーションデータＲＯＭ１１１および描画装置１１２へ接続される。ジオメタライザ１１０は、ＲＡＭ１０３に格納されたポリゴンデータ、マトリクス演算用データ、視点に関するデータ等を参照して、ワールド座標系で定義された各ポリゴンデータを透視変換し、ディスプレイに表示可能な視野座標系の二次元の表示空間に、再定義可能に構成されている。

テクスチャデータＲＯＭ１１３は、各ポリゴンデータにマッピングするためのテクスチャ（模様、色彩またはこれらの組合せ）データをビットマップ形式で格納可能に構成されている。新たなモデルであっても複数のテクスチャデータを格納可能に構成されている。

テクスチャマッピングＲＡＭ１１４は、描画装置１１２がテクスチャマッピングする際の演算領域として使用可能に構成されている。

描画装置１１２は、テクスチャデータＲＯＭ１１３からＣＰＵ１０１により指定されたテクスチャデータを読み取って、視野座標系において定義された各ポリゴンにテクスチャをマッピングし、さらに光源に関するデータを参照しながらテクスチャデータにレンダリング処理を施すことが可能に構成されている。フレームバッファ１１５は、レンダリング処理が終わったビットマップデータをフレーム画像ごとに格納可能に構成されている。

スクロールデータ演算装置１０７は、背景画像データや文字データ等を座標変換可能に構成されている。座標変換の際、スクロールデータ演算装置１０７は、ＲＡＭ１０３に格納されたマスクパターン用データを参照して、マスクされている画素について座標変換後の背景画像データを出力し、マスクされていない画素については背景画像データを出力しない。

画像合成装置１１５は、フレームバッファ１１５に格納された背景画像や文字以外の画像データと、スクロールデータ演算装置１０７から出力される画素ごとの背景画像データと、を、画素単位に合成し、完全な表示画像データを出力可能に構成されている。Ｄ／Ａ変換器１１７は、ドットクロックに従って出力されてくる画像データをアナログ信号としての映像信号に変換し、ディスプレイ１３で表示可能に構成されている。

入力装置１１は、操作レバーとトリガボタン等を備えている。操作レバーは、遊技者によって傾けることが可能に構成されている。トリガボタンは、砲弾を発射する場合に遊技者が押下することが可能に、操作レバーに備えられたボタンである。入力装置１１は、操作レバーが傾けられると、傾けられた方向に応じた操作信号ＳDを出力し、トリガボタンが押下されると、トリガボタンの押下を示す操作信号ＳDを出力可能に構成されている。出力装置１２は、入力装置１１のボタンや、ゲーム装置の筐体に設けられた各種ランプを操作状況に対応して点滅させることが可能に構成されている。

（動作）砲弾の発射や着弾等が発生する戦闘シーンを模した画像を表現するゲーム装置では、砲弾の発射や着弾等により生ずる閃光の表現方法如何により、そのゲームの臨場感が大きく左右される。臨場感のある閃光を表現するために、閃光であるモデルを複数の部品に分割し、各部品にそれぞれ異なるテクスチャをマッピングして、同時にあるいは時間差をおいて各部品を表示することが好ましい。

ところが、ほぼ同時期に多数の閃光が発生するようなゲーム展開となった場合には、互いの閃光が重なって、人等を表現するモデルが隠され、ゲームの進行を把握しにくくなったり、全体が見辛くなる。

そこで、本実施形態１では、ある閃光のモデルを表示させようとする際に、他の閃光のモデルに関する所定の条件に応じて、当該モデルの表示態様を変えることで、これら不都合を解決する。

なお、以下の説明では、閃光モデルが、パーツＡ、パーツＢおよびパーツＣの三つの部品により構成されるものとする。各部品は、さらに複数のポリゴンデータによって構成され、それぞれどの部品に属するかによって、異なるテクスチャデータがマッピングされる。

（表示空間内の他のモデル数を条件とする方法）
図２は、表示空間に存在する他のモデルの数により、当該モデルの表示態様を変える処理を説明するフローチャートである。

ステップＳ１０： テレビゲーム装置は、一定の表示タイミングごとに画像データを更新していく。例えば、テレビゲーム装置は、一つのフレーム画像が描画される垂直同期期間ごとに画像データを更新する。

ステップＳ１１： 表示タイミングである場合（ステップＳ１０；ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１は、表示画面（空間）内に既に表示されているモデル、すなわち閃光の数を計数し、その数がｍ（ｍは自然数）以下であるか否かを判定する。

ステップＳ１２： モデル数がｍ以下である場合（ステップＳ１１；ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１は、閃光のモデルを構成する総ての部品で完全な閃光モデルを表示させるポリゴンデータを転送する。

例えば、ｍ＝０の場合を例にとって説明する。図４（ａ）において、ＣＰＵ１０１が、位置Ｐ１に新たな閃光を発生させようとする場合、表示画面内に他のモデルが存在しない。したがって、同図（ｂ）に示すように、ＣＰＵ１０１は、この位置Ｐ１にパーツＡ、パーツＢおよびパーツＣを総て表示する。

ステップＳ１３：表示画面内に表示されているモデル数がｍより多い場合（ステップＳ１１；ＮＯ）、ＣＰＵ１０１は、次に表示画面内に表示されているモデル数がｎ（ｎはｍより大きい自然数）以下であるか否かを判定する。

ステップＳ１４： 表示画面内に表示されているモデル数がｎ以下の場合（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１は、表示させる部品の数を少なくする。

例えば、ｎ＝２の場合を例にとって説明する。図５（ａ）において、ＣＰＵ１０１が、位置Ｐ２に新たな閃光を発生させようとする場合、既に閃光が一つ表示されているが、その閃光の数はｎ（＝２）以下である。したがって、同図（ｂ）に示すように、ＣＰＵ１０１は、この位置Ｐ２にパーツＢおよびパーツＣにより閃光モデルを表示する。表示からはずされた部品は、閃光モデルの最外殻を構成していたパーツＡである。

ステップＳ１５： 表示画面内に表示されているモデル数がｎより多い場合（ステップＳ１３；ＮＯ）、ＣＰＵ１０１は、さらに表示させる閃光モデルを構成する部品数を変更する。

例えば、ｎ＝２の場合を例にとって説明する。図６（ａ）において、ＣＰＵ１０１が位置Ｐ３に新たな閃光を発生させようとする場合、既に閃光が３つ表示されているからｎ（＝２）より多い。したがって、同図（ｂ）に示すように、ＣＰＵ１０１は、この位置Ｐ３にパーツＣにより閃光モデルを表示する。閃光のモデルが多少に係わらず、必ず表示する部品は、特殊な機能が割り当てられた部品とする。例えば、同図において、パーツＣは、閃光モデルと人等のモデルとの衝突判定に使用する。衝突判定は常に必要とされるので、他の閃光モデル数の多少によらず、必ず表示される部品に設定する。

なお、上記処理では、判定条件をｍ、ｎの二つ用意したが、さらに条件を多くしても少なくしてもよい。条件を定めるｍやｎの数値を変えたり、表示させる部品の表示方法を変えてもよい。

（一定距離以内に存在する他のモデル数を条件とする方法）
図３は、表示しようとするモデルから一定距離以内に存在する他のモデルの数により、当該モデルの表示態様を変える処理を説明するフローチャートである。

ここで、一定距離とは、仮想空間における距離をいうのではなく、仮想空間が二次元平面に投射されて得られる表示空間における距離をいう。すなわち、図１０に示すように、位置Ｐ７と位置Ｐ８に閃光モデルを表示する場合、この両モデルの距離とは、位置Ｐ７の閃光モデルと位置Ｐ８の閃光モデルとの表示空間（画面）上における距離ｄを意味している。この距離ｄは、各閃光モデルの幾何学的重心間の距離とするのが好ましい。同図では、位置Ｐ７の閃光モデルの幾何学的重心Ｇ１と、位置Ｐ８の閃光モデルの幾何学的重心Ｇ２との距離がｄとなっている。

ステップＳ２０： ステップＳ１０と同様に、一定の表示タイミングを待ってから、画像データを更新していく。表示タイミングでない場合には（ステップＳ２０；ＮＯ）、タイミングが来るまで待つ。

ステップＳ２１： 表示タイミングである場合（ステップＳ２０；ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１は、表示画面（空間）内に他のモデルが存在するか否かを判断する。他のモデルが存在しなければ、距離計算等が必要ないからである。

ステップＳ２２： モデルが存在しない場合（ステップＳ２１；ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１は、閃光のモデルを構成する総ての部品で完全な閃光モデルを表示させるポリゴンデータを転送する。

例えば、図７（ａ）において、ＣＰＵ１０１が位置Ｐ４に新たな閃光を発生させようとする場合、表示画面内に他のモデルが存在しない。したがって、同図（ｂ）に示すように、ＣＰＵ１０１は、この位置Ｐ４にパーツＡ、パーツＢおよびパーツＣを総て表示する。

ステップＳ２３：表示画面内に他のモデルが表示されている場合（ステップＳ２１；ＮＯ）、ＣＰＵ１０１は、表示画面内に表示されている他のモデルすべてについて、その幾何学的重心の位置と当該モデルの幾何学的重心の位置との距離を計算する。そしてその距離がｄ以下のモデル数がｐ（ｐ自然数）以下であるか否かを判定する。

ステップＳ２４： 幾何学的重心間の距離がｄ以下であるモデル数がｐ以下の場合（ステップＳ２３；ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１は、部品の数を減らしたモデルを表示させる。

例えば、ｐ＝２の場合を例にとって説明する。図８（ａ）において、ＣＰＵ１０１が位置Ｐ５に新たな閃光を発生させようとする場合、距離ｄ以内に、既に閃光が一つ表示されているが、ｐ（＝２）以下である。したがって、同図（ｂ）に示すように、ＣＰＵ１０１は、この位置Ｐ５にパーツＢおよびパーツＣにより閃光モデルを表示する。表示しなくなった部品は、閃光モデルの最外殻を構成するパーツＡである。

ステップＳ２５： 幾何学的重心間の距離がｄ以下であるモデル数がｐより多い場合（ステップＳ２３；ＮＯ）、ＣＰＵ１０１は、さらに表示させる閃光モデルを構成する部品数を変更する。

例えば、ｐ＝２の場合を例にとって説明する。図９（ａ）において、ＣＰＵ１０１が位置Ｐ６に新たな閃光を発生させようとする場合、既に閃光が３つ表示されているからｐ（＝２）より多い。したがって、同図（ｂ）に示すように、ＣＰＵ１０１は、この位置Ｐ６にパーツＣにより閃光モデルを表示する。閃光のモデルが多くても必ず表示する部品は、特殊な機能が割り当てられた部品については、図２と同様である。

なお、上記処理では、判定条件として、ｐという一種類の値を用意したが、さらに条件を多くしてもよい。条件を定める値を変えたり、表示させる部品の表示方法を変えてもよい。

上記したように実施形態１によれば、表示画面における他のモデルの条件によってモデルの表示態様を変化させるので、表示画面に多数の閃光を表示する場合であっても、モデルの重なりが少なくなって、表示画像が見易くなる。

また、同時に多数の閃光を表示する場合にも、表示するポリゴン数を減らすので、ＣＰＵ等の処理回路の負担を軽減することができる。

＜実施形態２＞
本発明の実施形態２は、本発明の第２の課題を解決するものである。
（構成）
本実施形態２のテレビゲーム装置は、前記実施形態１と同様の構成を備えるため、その説明を省略する。ただし、ＲＯＭ１０２に格納されるプログラムデータは、図１１のフローチャートに示すような処理を実行させるものとする。また、テクスチャデータＲＯＭ１１３に格納されるテクスチャデータは、同一モデルについて複数種類用意されているものとする（図１２（ａ））。

（動作）
次に、本実施形態２の処理を、図１１のフローチャートに基づいて説明す
る。

ステップＳ３０： 上記ステップＳ１０と同様に、一定の表示タイミングを待って、画像データを更新していく。

ステップＳ３１： 新たな閃光等のモデルを表示空間に表示させる場合、既に表示されている他のモデルと重なるか否かを判定する。重なるか否かは、上記実施形態１のステップＳ２３のように、新たなに表示しようとするモデルと他のモデルとの幾何学的重心間の、表示画面における距離が一定距離以下であるか否かに基づいて判断する。

ステップＳ３２： 他のモデルと重なっていないと判定した場合（ステップＳ３１１；ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１は、通常その種類のモデルに用いるもとのして定められているテクスチャデータをマッピングさせる描画コマンドを、ＲＡＭ１０３に書き込む。

ステップＳ３３： 他のモデルと重なっていると判定した場合（ステップＳ３１；ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１は、重なると判定した他のモデルにマッピングされているテクスチャデータが何であるかを特定する。

ステップＳ３４： そして、重なると判定した他のモデルにマッピングされているテクスチャデータ以外に、この種のモデルのために予め用意されているテクスチャデータをマッピングさせる描画コマンドを、ＲＡＭ１０３に書き込む。

例えば、このような異なるテクスチャデータとは、図１２（ａ）において、ＡおよびＢでそれぞれ示すようなパターンを意味する。

モデルが互いに重なる場合に、それぞれのモデルに新たなテクスチャデータをマッピングする場合には、同図（ｂ）に示すように、表示画像における二つのモデルＭ３とＭ４は、新たなテクスチャが均一に付されて両モデルが一体化したように表示される。このため遊技者は両モデルの境界が認識できなくなる。さらに一方のモデルの背後に他方のモデルが隠された場合には、両モデルが一体化し、両者の見分けがつかなくなる。つまり遊技者の操作により発射された砲弾が着弾して表示される閃光のモデルに、敵が発射した砲弾が着弾して表示される閃光のモデルが重なると、敵が発射した事実を認識できなくなる。

本発明では、マッピングするテクスチャデータを互いに異ならせることとしたので、モデルの一部または全部が重なっても、両モデルの重なった領域を見分けることが可能に表示される。

例えば、上記ＡおよびＢというテクスチャデータでは、その色彩やパターンは同じであるが、欠落させた画素の配置が異なっている。つまり、Ａテクスチャデータで、画素情報が欠落している画素の位置に、Ｂテクスチャデータの画素が入り込んだテクスチャとなっている。Ｂテクスチャデータで、画素情報が欠落している画素の位置に、Ａテクスチャデータの画素が入り込んだテクスチャとなっている。

ＡテクスチャデータをマッピングしたモデルＭ１と、ＢテクスチャデータをマッピングしたモデルＭ２とは、同図（ａ）に示すように、互いに重ねることなく独立してマッピングする場合には、その色彩やパターンが似ているため、度尾新たな質感をモデルに与えるものである。ところが、両モデルが重なる場合、同図（ｃ）に示すように、一方のモデルＭ１のテクスチャにおいて欠落している画素に、他方のモデルＭ２のテクスチャを構成する画素が入り込んで表示される。したがって、両モデルが重なった場合にも、重なった領域では画素密度が二倍になって表示されるため、重なった領域が顕著に見分けられるのである。

さらに同図（ｄ）に示すように、一方のモデルＭ１の背後に他方のモデルＭ２が隠される位置関係に表示されても、重なった領域のテクスチャデータの画素密度が高く表示されるので、背後にあるモデルＭ２が容易に見分けられる。

なお、上記ステップＳ３１において、モデルが重なるか否かに応じてテクスチャデータを変えていたが、表示使用としているモデルが、遊技者の操作により発生したモデルであるか否かに対応させて、異なるテクスチャデータをマッピングするように構成してもよい。

すなわち、遊技者がモデルを捜査して「発射」した砲弾により発生した閃光は、互いに重なって表示されることはあっても大きな不都合は生じない。ところが、遊技者の操作により発射した砲弾等による閃光が、遊技者の対戦相手となる敵が発射した砲弾による閃光を隠してしまうような場合に問題が生ずる。この敵のモデルは、ゲーム装置によって、プログラムに基づいて動かされるものである。遊技者は、敵のモデルから砲弾が発射されたか否かを、砲弾の着弾による閃光が表示されたか否かによって認識する。敵の発射した砲弾に基づく閃光が、遊技者の操作に対応して発生した閃光と重なる場合、双方の閃光のモデルに同一のテクスチャデータをマッピングすると、隠された閃光のモデルが表示画面上に現れなくなる。このため、遊技者が敵から攻撃を受けている事実を認識できなくなり、ゲーム操作上支障をきたす。

そこで、ステップＳ３１において、新たな表示しようとする閃光のモデルが、遊技者の操作に対応して発生したものか否かを判定し、判定結果に応じて、異なるテクスチャデータをマッピングすれば、この不都合がなくなる。異なるテクスチャデータとは、例えば、図１２（ａ）で説明したＡテクスチャデータとＢテクスチャデータのような関係にする。このように構成すれば、敵の発射した砲弾を、遊技者が表示画面で常に認識できるようになる。

上記したように、本実施形態２によれば、同種の閃光モデルが重なると判断した場合や、遊技者の操作に対応して発生した閃光モデルであるかに応じて、それぞれ異なるテクスチャデータが閃光モデルにマッピングされるので、閃光を重ねて表示しても、閃光の重なりを容易に見分けられる表示画像を提供できる。

＜実施形態３＞
本発明の実施形態３は、本発明の第３の課題を解決するものである。
（構成）
本実施形態３のテレビゲーム装置は、前記実施形態１と同様の構成を備えるために、その説明を省略する。ただし、ＲＯＭ１０２に格納されるプログラムデータは、図１３のフローチャートに示すような処理を実行させるものとする。また、ＲＡＭ１０３格納されるマスクパターンは、同フローチャートに基づいてそのマスクパターンが順次変更されていくものとする。

（動作）
次に、本実施形態３の処理を、図１３のフローチャートに基づいて説明する。モデルを半透明化して表示しない場合、描画回路１１２がＺバッファ値を参照して、背景画像とモデルの画像との優先順位に基づいてテクスチャデータをマッピングすれば、背景の手前にモデルが位置した画像データが得られる。また、Ｚバッファ値を用いない場合にも、マスクパターンを用いてもよい。例えば、図１４に示すように、モデルＭの前景ＦＧ（フォアグラウンド）以外の領域にマスクを設けたマスクパターンＭＰをＲＡＭ１０３に格納させ、このマスクパターンＭＰと背景ＢＧ（バックグラウンド）とを合成する。マスクにより、生成される画像は、Ｂ２のような輪郭を備える。これにモデルＭの画像を合成すると、画像データＧ１が生成される。モデＭルの部分には、背景画像Ｂ２が重ならない。

また、閃光モデル等の半透明なテクスチャをマッピングするモデルである場合には、半透明なマスクパターンを用いてモデルと背景とを合成する。モデルにマッピングしたテクスチャのうち、マスクパターンの画素が欠落している部分には、背景がはめ込まれることになって、閃光を通して背景画像が見えるようになる。

しかし、Ｚバッファ値を参照したり単一のマスクパターンを用いたりして生成する背景画像は、静的に半透明状態に見えるに過ぎず、熱で空気が揺らいでいるような視覚的効果を与えることができない。

そこで、本実施形態ではマスクパターンを複数用意することによって、背景画像が透ける割合や、背景画像とモデル画像との境界における画素のパターンを変化させて上記視覚的効果を得る。マスクパターンとしては、濃度（画素の密度）を変えたものや、濃度は変わらなくても画素の並びを変えたもの等を用意する。

ステップＳ４０： まず、ＣＰＵ１０１は、本発明の揺らぎ表示を行うか否かを判定する。揺らぎ表示を行わない場合は（ステップＳ４０；ＮＯ）、通常の表示が行われる。ステップＳ４１： 揺らぎ表示を行う場合には（ステップＳ４０；ＹＥＳ）、図１５に示すように、ＣＰＵ１０１は、まずモデルＭの領域に所定のパターンを施したマスクパターンＭ１を用意する。そのパターンは、背景画像をモデル画像に対し一定の割合で透過させる画素配置で構成される。例えば、網目状の画素配置で構成される。

ステップＳ４３： そして一定期間、例えばフレーム期間の経過を待って（ステップＳ４２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１は、マスクパターンＭＰ１と背景ＢＧのテクスチャデータＢ１とを合成する。このフレームで表示されるモデル領域には、マスクパターンＭＰ１のパターンに従ってマスクされた背景画像データが、マスクパターンＭＰ１によって決まる割合で透けて合成される。

ステップＳ４５： 次いで表示終了でない限り（ステップＳ４４；ＮＯ）、再度フレーム期間の経過を待って（ステップＳ４２；ＹＥＳ）、画素濃度や画素配置を変えた他のマスクパターンＭＰ２を用いて、背景画像とモデルの画像とを合成する。このフレームで表示されるモデル領域には、マスクパターンＭＰ２のパターンに従ってマスクされた背景画像データがマスクパターンＭＰ２によって決まる割合で透けて合成される。

以下、揺らぎ表示が終了しない限り（ステップＳ４４；ＮＯ）、ステップＳ４２〜ステップＳ４５を繰り返していくことにより、時間の経過とともに閃光モデルに透過している背景画像のパターンが交替していく。

背景画像データとモデル画像とは、両画像の境界を滑らかにするために、隣接する画素間で補間演算が施される。補間演算が施されることによって、実際に観察される輪郭に凹凸が生じる。本実施形態のようにマスクパターンを変化させて合成すると、モデル画像と合成される背景画像の画素パターンが変化し、境界の輪郭に生ずる凹凸形状にも変動が生ずる。さらにマスクパターンの濃度を変化させると、境界の輪郭における凹凸形状が変動する他に、背景画像の透ける割合も変動する。

例えば図１５に示すように、表示画像Ｇ２において、背景画像Ｂ１のテクスチャがモデルＭのテクスチャと合成されるモデル領域における背景画像Ｂ３の濃淡や境界線が、時間の変化とともに変動し、背景が閃光等により生じた空気の動きによって揺らいで透けているように見えるのである。

特に、モデルが閃光等である場合には、閃光を通して見る背景が揺らいで表示されるので、遊技者は、発砲や着弾等により生じた熱等による急激な空気の動きが生じ、背景が揺らいでいるかのごとく認識するのである。

なお、マスクパターンは、二種類に限らず、さらに多数のマスクパターンを適用させてもよい。また、マスクパターンを変更する周期をフレーム期間ごとに限ることなく、さらに長い周期で変えたり、不規則な長さを設定して変えたりしてもよい。マスクパターンの画素濃度や画素配置およびマスクパターンを変えるタイミングを調整することにより、より効果的に現実の空気の揺らぎに似せた画像を生成することができる。

本実施形態３によれば、背景のテクスチャデータにマスクするマスクパターンを時間の経過とともに変化させていくので、従来できなかった熱等による空気の揺らぎのような画像表現が行える。

＜実施形態４＞
本発明の実施形態４は、本発明の第４の課題を解決するものである。
（構成）
本実施形態４のテレビゲーム装置は、前記実施形態１と同様の構成を備えるために、その説明を省略する。ただし、ＲＯＭ１０２に格納されるプログラムデータは、図１６のフローチャートに示すような処理を実行させるものとする。また、ＲＡＭ１０３に格納される視点に関するデータは、同フローチャートに基づいて複数の光源に関する情報が用意されているものとする。

（動作）
次に、本実施形態４の処理を、図１６のフローチャートに基づいて説明する。

ステップＳ５０： ＣＰＵ１０１は、次の描画タイミングに、砲弾の発射や着弾によって閃光を表示するか否かを判断する。閃光を表示しない場合には（ステップＳ５０；ＮＯ）、通常のレンダリング処理、つまり通常光源を設定するデータを出力する。通常の光源とは、モデルに陰影を与えるための環境光や、環境光を反射して得られる反射光をいう。例えば、図１７（ａ）では、人を模したモデルＨと発砲装置を模したモデルＣが仮想空間に配置されている。人のモデルの背後に透視画像を得るための視点ＥＰが設定され、視線ＥＬが人のモデルＨに注がれている。この設定では同図（ｂ）に示すように視線ＥＬが注がれている点である人のモデルＨが画面の中心となった透視画像が表示される。モデルＨに付される陰影は、視点ＥＰの後方上部に仮想的に配置された環境光を与える光源によって与えられるものとなる。

閃光を表示する場合（ステップＳ５０；ＹＥＳ）、通常であれば、閃光を発するモデルの位置から、新たな光が射出されるものとしてレンダリングする。ところが、閃光が視点から見てモデルの奥に位置する場合には、通常のレンダリング処理をしたのでは、視点から見てモデルが陰になるために閃光による反射光を認識することができない。例えば、図１８（ａ）では発砲装置のモデルＣの先端から砲弾が発射され、閃光ＦＢのモデルが設定されている。この配置で通常のレンダリング処理をするものとすれば、このモデルＦＢに一時的に光源が設定されたものとして、ここからの光Ｌを含めてレンダリング処理がされる。この結果、表示される画面は同図（ｂ）に示すように、人のモデルＨの背後、すなわち表示画面に表されるほとんどの面に暗い影Ｓ１が付されてしまい、遊技者は発砲したことを明確に認識できない。

そこで、本実施形態では、閃光を表示する際に、仮想空間において閃光のモデルが人等のモデルと特定の位置関係にある場合に、人等のモデルのうち、視点側の面を照射するための新たな補助光源を設定する。補助光源は、人等のモデルよりも視点寄りの位置、または視点のさらに後方に設けるのが好ましい。例えば、図１９（ａ）では、閃光のモデルＦＢの位置が人のモデルＨの位置より視点ＥＰから見て奥に位置する。このような場合には、仮想空間内に補助光源ＬＰを出現させて、この光源からの光も含めたレンダリング処理を行う。このようにすれば、同図（ｂ）に示すように、人のモデルＨのうち、視点ＥＰから見える面に光が瞬間的に照射された画像が提供され、遊技者は発砲が完遂されたことを認識できる。補助光源ＬＰによる影は、Ｓ２のように人のモデルＨの側面に付される。

ステップＳ５１： そこで閃光のモデルの位置が人のモデルの位置より視点から見て奥に位置するか否かを判断する。閃光のモデルが人のモデルより視点から見て手前に位置する場合（ステップＳ５１；ＮＯ）、通常のレンダリング処理を行うため、通常光源を設定するデータを出力する（ステップＳ５６）。閃光のモデルが人のモデルより視点から見て手前に位置する場合には、通常のレンダリングによっても閃光による光が人のモデルに照射され、砲弾等の発射を遊技者に認識されることができるからである。

ステップＳ５２〜５４： 閃光のモデルの位置が人のモデルの位置より視点から見て奥に位置する場合（ステップＳ５１；ＹＥＳ）、さらに視点から閃光のモデルへの方向が算出され（ステップＳ５２）、視点から人等のモデルへの方向が算出される（ステップＳ５３）。そして両ベクトルによる角度が一定値以上あるか否かが判定される（ステップＳ５４）。閃光のモデルの位置が人のモデルの位置より視点から見て奥に位置しても、表示画面上、閃光のモデルが人のモデルから遠く離れていれば、通常のレンダリング処理をしても閃光による光が、人のモデルの側面に付され、視覚上問題がないからである。

例えば、図２０に示すように、閃光のモデルＦＢ１およびＦＢ２はともに視点ＥＰから見て画面奥に位置する。閃光のモデルＦＢ１への視線ＥＬ１と人のモデルＨへの視線ＥＬ０の角度θ１は浅いので、図１９で説明したように補助光源ＬＰを設ける必要がある。ところが表示画面上人のモデルＨから遠くにある閃光のモデルＦＢ２への視線ＥＬ２は、人のモデルＨへの視線ＥＬ０と深い角度θ２を有している。この場合、閃光のモデルＦＢ２に光源があるものとして通常のレンダリング処理を行っても、人のモデルＨの側面には、閃光による光が照射される。このため補助光源を設ける必要がないのである。

そこで視点から人のモデルへの視線と視点から閃光のモデルへの視線との角度が一定値以下である場合には（ステップＳ５４；ＮＯ）、通常光源を設定するデータを送出し（ステップＳ５６）、一定値より小さい場合は（ステップＳ５４；ＹＥＳ）、補助光源を設定するデータを送出する（ステップＳ５５）。

以上説明したように本実施形態４によれば、閃光等の発光源とは別の光源からの光に基づいてレンダリング処理するので、砲弾の発射等を確実に遊技者に知らせることができる。

特に、閃光等のモデルが人等のモデルよりも奥にあるか否かを判定たり、閃光等のモデルが視点から見て人等のモデルと離れているか否かを判定したりするので、ＣＰＵは必要な場合にのみ補助光源を設定することができる。

本発明によれば、砲弾の発射や着弾等が発生する戦闘シーンを模した画像を現実感豊かに表示させることが可能な画像表示技術を提供できる。

すなわち、本発明によれば、表示画面における他のモデルの条件によってモデルの表示態様を変化させるので、表示画面に多数の閃光を表示する場合であっても、表示画像を見易くし、かつ処理回路の負担を軽減することができる。

本発明によれば、同一種類のモデルであっても、モデルが重なるか否か、あるいは遊技者の操作に対応して発生するものか否かに応じてマッピングするテクスチャデータを変更するので、隣接する閃光が重なり合う場合であっても、閃光の重なりを容易に見分けることができる。

本発明によれば、背景画像データのマスクのうち、モデル画像の領域に施すマスクを変化させていくので、従来できなかった熱等による空気の揺らぎを表現することができる。

本発明によれば、発光源とは別の光源からの光に基づいて、光が照射されるモデルに対しレンダリング処理するので、砲弾の発射等を確実に遊技者に知らせることができる。

本発明のテレビゲーム装置の構成図である。 実施形態１における他のモデル数で判定する処理を説明するフローチャートである。 実施形態１における一定距離内にある他のモデル数で判定する処理を説明するフローチャートである。 他のモデル数で判定する処理において、他のモデルが存在しない場合の表示例である。 他のモデル数で判定する処理において、他のモデルが１つ存在する場合の表示例である。 他のモデル数で判定する処理において、他のモデルが３つ存在する場合の表示例である。 一定距離内にある他のモデル数で判定する処理において、他のモデルが存在しない場合の表示例である。 一定距離内にある他のモデル数で判定する処理において、他のモデルが１つ存在する場合の表示例である。 一定距離内にある他のモデル数で判定する処理において、他のモデルが３つ存在する場合の表示例である。 他のモデルとの距離計算を説明する図である。 実施形態２における処理を説明するフローチャートである。 実施形態２におけるテクスチャマッピングを説明する図である。（ａ）は、実施形態２において同一モデルにマッピングするための、異なる種類のテクスチャ例である。（ｂ）は、同一テクスチャをモデルにマッピングした場合の不都合を説明する表示例である。（ｃ）は、実施形態２において、異なるテクスチャをマッピングしたモデルの一部が重なった場合の表示例である。（ｄ）は、実施形態２において、異なるテクスチャをマッピングしたモデルの一方が他方に完全に隠された場合の表示例である。 実施形態３における処理を説明するフローチャートである。 通常のモデルと背景との合成を説明する図である。 実施形態３におけるモデルと背景との合成を説明する図である。 実施形態４における処理を説明するフローチャートである。 通常のレンダリング処理が行われる場合の仮想空間内配置（ａ）と表示例（ｂ）である。 閃光が人よりも奥にある場合において通常のレンダリング処理をしたときの仮想空間内配置（ａ）と表示例（ｂ）である。 閃光が人よりも奥にある場合において実施形態３のレンダリング処理をしたときの仮想空間内配置（ａ）と表示例（ｂ）である。 閃光モデルの配置と補助光源との関係を説明する図である。

符号の説明

１０…ゲーム処理ボード
１０１…ＣＰＵ（処理回路）
１０２…ＲＯＭ（記憶装置）
１０３…ＲＡＭ（記憶装置）
１０７…スクロールデータ演算装置（画像生成回路）
１０８…コ・プロセッサ（処理回路）
１０９…画像データＲＯＭ（記憶装置）
１１０…ジオメタライザ（画像生成回路）
１１１…モーションデータＲＯＭ（画像生成回路）
１１２…描画装置（画像生成回路）
１１３…テクスチャデータＲＯＭ（画像生成回路）
１１４…テクスチャマップＲＡＭ（画像生成回路）
１１５…フレームバッファ（画像生成回路）
１１６…画像合成装置（画像生成回路）

Claims (2)

1. 仮想空間に、発光源を表すモデルおよび当該発光源からの光が照射されるモデルを配置し、これらを所定の視点から観察して得られる表示画像を生成可能に構成された画像表示装置において、前記発光源を表すモデルおよび当該発光源からの光が照射されるモデルを表示させるための情報を記憶装置から読み取って出力する処理回路と、前記処理回路から出力された情報に基づいて、表示空間にレンダリング処理を施した前記モデルを表示させるための画像データを生成する画像生成回路と、を備え、前記処理回路は、前記発光源から光が照射されている状態において、当該発光源以外に、前記光が照射されるモデルのうち前記視点から観察される面に光を照射するための仮想的な光源を設定する情報を出力し、前記画像生成回路は、当該仮想的な光源から光が照射されているものとしてレンダリング処理し、前記処理回路は、前記発光源と前記視点と前記光が照射されるモデルとの仮想空間における位置関係に基づいて、前記仮想的な光源を設定し、さらに、 前記処理回路は、前記視点から前記光が照射されるモデルへの方向と前記視点から前記発光源への方向とが所定の角度以内であるか否かに応じて、前記仮想的な光源を設定する画像表示装置。
2. 請求項１記載の画像表示装置を備えたゲーム装置であって、発砲や着弾等を模したモデルを前記発光源として画像表示するゲーム装置。

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