JP5437317B2 - ゲーム音場生成装置 - Google Patents

Description

本発明は、ゲームなどの仮想空間における音源とプレイヤキャラクタの距離に応じて、複数の音声チャンネルがデフォルト設定された別個のスピーカーから再生される音場とモノラルな音場との間で、適切な音場を創生することの出来るゲーム音場生成装置に関する。

従来、この種のゲーム音場生成装置としては、仮想カメラ（プレイヤキャラクタ）の音源に対する位置や方向を演算し、その結果に応じてプレイヤキャラクタの位置に応じた方向から音が聞こえてくるように、ステレオチャンネルのスピーカーからの音量及び左右バランスを制御し、音場のリアリティを向上させようとしたものが知られている（特許文献１）。

特開２００７−１８４７９２

しかし、こうした装置では、プレイヤキャラクタの音源に対する方向や位置に応じてステレオチャンネルの音量及び左右バランスが変化するものの、音場を構成する音声チャンネルの再生態様には変化がなく、プレイヤキャラクタと音場の距離とは無関係に、左右のスピーカーからはそれぞれの音声チャンネルの音声が独立して再生されることとなる。

通常、プレイヤキャラクタが音源に近い場所にいる場合には、左右のスピーカーからステレオチャンネルの音声が再生されることで問題はないが、プレイヤキャラクタが音源から離れてしまった場合には、音源からの音は、音源の存在する方向から、それらの音声チャンネルの音声トラックデータが混じり合ったモノラル音声として視聴されるのが通常の態様であり、そうした場合も、左右のスピーカーからステレオチャンネルの音声がそれぞれ別個の音声チャンネルからの音として再生されるのは不自然なものとなる。この点は、音源の信号がステレオチャンネル（２チャンネル）の場合より、サラウンドなどの多チャンネルの音声チャンネルを有する場合に顕著に生じ、プレイヤキャラクタが音源から離れてしまっても、プレイヤには、音源からの音が、音源に近接した時と同様な再生態様、即ちサラウンドで再生され、違和感を覚えやすい。

そこで、本発明は、音源とプレイヤキャラクタの距離に応じて、複数の音声チャンネルの再生態様を変化させ、適切な音場を創生することの出来るゲーム音場生成装置を提供することを目的とするものである。

本発明の第１の観点は、複数の位置に配置されたスピーカー（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ）をそれぞれ接続することが出来、メモリ空間内に形成された仮想空間（ＶＳ）内の所定位置に配置された、複数の音声チャンネルを持った音源（Ｓ）からの音声トラックデータを、前記メモリ空間内に配置されたプレイヤキャラクタ（ＰＣ）の位置に応じて前記スピーカーからそれぞれ再生出力することが出来、前記音声チャンネルは前記各スピーカーの配置位置に対応してそれぞれ設定されており、前記プレイヤキャラクタは入力手段（１５）を介してプレイヤにより前記仮想空間内で自由に移動させることが出来るゲーム機（１）における、ゲーム音場生成装置において、
前記ゲーム音場生成装置は更に、
前記仮想空間内における音源と前記プレイヤキャラクタ間の離間距離（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）を演算する距離演算手段（７）、
前記仮想空間内における前記プレイヤキャラクタに対する音源の方向（α）を演算する方向演算手段、
前記離間距離が第１の距離（ｒ）以下であるか、該第１の距離よりも大きな第２の距離（Ｒ）以上であるか、第１の距離と第２の距離の間であるのかを判定する距離判定手段（７）、
前記離間距離（Ｌ１）が第１の距離以下である場合に、前記複数の音声チャンネルの音声トラックデータを、該音声チャンネルに対応した位置に配置された前記スピーカーにそれぞれ出力する第１出力手段（６）、
前記離間距離（Ｌ３）が第２の距離以上である場合に、前記複数の音声チャンネルの音声トラックデータの出力を停止する第２出力手段（６）、
前記離間距離（Ｌ２）が第１の距離と第２の距離の間である場合に、前記離間距離（Ｌ２）に応じた前記各音声チャンネルの仮想展開角を前記第１の距離のデフォルトの展開角と前記第２の距離の０度との間で演算する仮想展開角演算手段、
該求められた前記各音声チャンネルの仮想展開角を前記音源の方向を加味する形で実角度に変換する実角度変換手段（７）、
前記変換された前記各音声チャンネルの実角度に基づいて、各音声チャンネルの音声トラックデータを１個以上の前記スピーカーにそれぞれ割り当て再生する出力割り当て再生手段（６）、
からなることを特徴とするものである。

本発明の第２の観点は、前記複数の位置に配置されたスピーカーは、フロント右スピーカー（１０Ａ）及びフロント左スピーカー（１０Ｂ）であり、前記音源（Ｓ）の音声トラックデータは、前記フロント右スピーカー及びフロント左スピーカーに対応して２チャンネル設定されている、
ことを特徴とするものである。

本発明の第３の観点は、前記複数の位置に配置されたスピーカーは、フロント右スピーカー（１０Ａ）、フロント左スピーカー（１０Ｂ）、リア右スピーカー（１０Ｄ）及びリア左スピーカー（１０Ｃ）であり、前記音源（Ｓ）の音声トラックデータは、前記フロント右スピーカー、フロント左スピーカー、リア右スピーカー及びリア左スピーカーに対応して４チャンネル設定されている、
ことを特徴とするものである。

本発明の第４の観点は、前記距離判定手段（７）は、前記音源（Ｓ）からの半径が第１の距離（ｒ）で設定されたオリジナル音場領域（ＯＳＦ）及び、前記音源からの半径が第２の距離（Ｒ）で設定された音場収束領域（ＯＣＲ）を設定する領域設定手段（７）を有しており、
前記距離判定手段は、前記離間距離が第１の距離以下であるか、第１の距離よりも大きな第２の距離以上であるか、第１の距離と第２の距離の間であるのかを、前記オリジナル音場領域及び音場収束領域に前記プレイヤキャラクタがいるか否かで判定する、
ことを特徴とするものである。

本発明の第５の観点は、前記オリジナル音場領域は、前記音場収束領域の内部に配置されている、
ことを特徴とするものである。

本発明の第１の観点によれば、プレイヤキャラクタ（ＰＣ）と音源（Ｓ）との離間距離が、音源近傍の第１の距離以上で、音源の音声トラックデータの出力が停止される第２の距離以下の場合に、仮想展開角演算手段及び実角度変換手段により、プレイヤキャラクタが音源から離れるにつれ、音源の各音声チャンネルの展開角が、音源の方向に向けて０度（モノラル）になってゆくように、再生制御される。従って、プレイヤキャラクタＰＣが音源から離れるに従って、最初はプレイヤキャラクタＰＣの周囲を取り囲む形で再生されていた（サラウンド再生）音源の各音声チャンネルは、徐々にプレイヤキャラクタから見て音源方向に指向性を持たせた形でサラウンド再生状態から、音源方向から全ての音声チャンネルの音声トラックデータがミキシングされて聞こえてくる、モノラル再生状態へ移行してゆき、最後は、音源の再生が停止されるように、制御される。なお、プレイヤキャラクタＰＣが音源に近づいていく場合は、前述と逆になり、最初は、無音状態から、離間距離が第２の距離以下となった時点で、音源方向からモノラルで全ての音声チャンネルの音声トラックデータが聞こえて来るようになり、更に音源に近づくことで、モノラル状態から、徐々に各音声チャンネルが展開角（実角度）に基づいて周囲のスピーカーに分配され、最後に離間距離が第１の距離以下となったところで、音源の各音声チャンネルの音声トラックデータはプレイヤキャラクタＰＣの周囲を取り囲む形で再生される（サラウンド再生）。これにより、音源とプレイヤキャラクタの距離に応じて、複数の音声チャンネルの再生態様を変化させ、自然で適切な音場を創生することが可能となる。

本発明の第２及び第３の観点によれば、フロント左右スピーカーからなる２チャンネルステレオや、フロント右スピーカー（１０Ａ）、フロント左スピーカー（１０Ｂ）、リア右スピーカー（１０Ｄ）及びリア左スピーカー（１０Ｃ）からなる４チャンネルステレオにも、対応することが出来る。

本発明の第４の観点によれば、もともとゲームプログラムＧＰＲに設定されている、音源音量を最大音量で再生する範囲（半径ｒ）と、音源の音の可聴範囲を示す可聴範囲（半径Ｒ）の設定をそのまま流用することが可能となり、制御が簡単になる。

なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。

図１は、本発明であるゲーム音場生成装置の１実施例が適用されるゲーム機のブロック図。 図２は、仮想空間内の音場とプレイヤキャラクタとの距離関係の一例を示す模式図。 図３は、音場生成プログラムの一例を示すフローチャート。

以下、図面に基づき、本発明の実施例を説明する。

図1はコンピュータを構成するゲーム機１を示している。ゲーム機１は、図１に示すように、主制御部２を有しており、主制御部２にはバス線３を介して、シナリオ進行制御部５，音響制御部６，音場演算部７、表示制御部９、入力手段としてのコントローラ１５及びハードディッスクや半導体メモリなどからなるゲームプログラムメモリ１６などが接続している。音響制御部６には、フロント右スピーカー１０Ａ、フロント左スピーカー１０Ｂ、リア右スピーカー１０Ｄ及びリア左スピーカー１０Ｃが接続している。これら４台のスピーカー１０は、四角形（正方形や長方形に限らず、台形の場合もある）の四つの頂点に配置される形で配置され、音響制御部６は図示しないゲームプログラムにおいて、各スピーカー１０Ａ，１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ専用にデフォルトで準備された４つの音声チャンネルに割り当てられた音声トラックデータを再生して各スピーカー１０Ａ，１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄに供給し、それらの音声を各音声チャンネル毎に各スピーカー１０で独立した形で再生することが出来る。これにより、スピーカー１０Ａ，１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄは所謂サラウンドシステム１２を構築し、各スピーカー１０Ａ，１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄからほぼ等しい距離の中央位置に位置するプレイヤ１１は、それらのスピーカー１０Ａ，１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄから出力される４つの音声チャンネルからの音により、立体的で臨場感に富む音場を体験することが出来る。

なお、図１の各スピーカー１０Ａ，１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄは、フロントスピーカー１０Ａ及び１０Ｂの組、リアスピーカー１０Ｃ、１０Ｄの組において、それぞれの組の各スピーカーから等距離に設定されたプレイヤ１１の想定されるリスニング位置ＰＬに対して、当該リスニング位置ＰＬから左右のスピーカー１０Ａ，１０Ｂを結ぶ線分に対し垂直に立てた線を基準線ＳＴとして、当該基準線ＳＴを基準に所定の展開角で配置されている。即ち、フロント右スピーカー１０Ａは、基準線ＳＴに対して時計方向に展開角ＦＲＡ（例えば右４５゜）で設定されており、フロント左スピーカー１０Ｂは、基準線ＳＴに対して反時計方向に展開角ＦＬＡ（例えば左４５゜）で設定されており、リア左スピーカー１０Ｃは、基準線ＳＴに対して反時計方向に展開角ＬＬＡ（例えば左１２０゜）で設定されており、リア右スピーカー１０Ｄは、基準線ＳＴに対して時計方向に展開角ＬＲＡ（例えば右１２０゜）で設定されている。なお、各スピーカー１０の配置、やその設定角度は例示であり、各プレイヤのプレイ環境に応じて当然大幅に変更される。本発明は、本発明の理解を容易化するために、あえて模範的なスピーカー配置及び展開角を設定しているが、こうしたスピーカー配置や展開角の変動が本発明の本質に影響を与えるものではない。

なお、ゲームプログラムＧＰＲで使用されている音源Ｓも、一般的な多チャンネルのスピーカーの配置態様、即ち音源の各音声チャンネルの展開角をデフォルト値として採用しており、例えば、フロント左右２チャンネルのステレオ配置の場合には、音源Ｓに対して二つの音声チャンネルが設定されており、フロント右スピーカー１０Ａ（に対応する音声チャンネル）は、基準線ＳＴに対して時計方向に展開角ＦＲＡ（例えば右４５゜）で設定されており、フロント左スピーカー１０Ｂ（に対応する音声チャンネル）は、基準線ＳＴに対して反時計方向に展開角ＦＬＡ（例えば左４５゜）で設定されている。また、フロントスピーカー１０Ａ及び１０Ｂ、リアスピーカー１０Ｃ、１０Ｄの４チャンネル配置の場合には、音源Ｓには、四つの音声チャンネルがデフォルトで設定されており、図１のスピーカー配置と同様に、各スピーカー（音声チャンネル）の展開角がデフォルト値として設定されている。

なお、このデフォルト値としての展開角は、必ずしも上記した角度である必要はなく、任意であり、例えばリア左スピーカー（に対応する音声チャンネル）の展開角ＬＬＡを左１３５゜で設定し、リア右スピーカー（に対応する音声チャンネル）の展開角ＬＲＡを右１３５゜で設定することも可能である。なお、ゲームプログラムＧＰＲが設定している各スピーカー（音声チャンネル）の展開角と、実際のプレイヤが使用する各スピーカーの展開角は、当然相違しているが、ここでは、プレイヤ側の実際の各スピーカーの展開角は、ゲームプログラムＧＰＲが想定してる各スピーカーの展開角と一致しているものと仮定し、各音声チャンネルには当該音声チャンネルを再生するための専用のスピーカーが、デフォルトとして設定されているものとする。即ち、各音声チャンネルにはそれぞれフロントスピーカー１０Ａ、１０Ｂ、リアスピーカー１０Ｃ、１０Ｄが、それら音声チャンネルを再生するための専用のスピーカーとしてデフォルトで設定されている。この際、各音声チャンネルに対応した各スピーカーを、対応する音声チャンネルのデフォルトスピーカーと称する。

なお、サラウンドシステム１２を構成するスピーカーの数及びその配置態様は、任意であり、図１に示すような４個のスピーカーに限らず、５個以上とすることも可能である。また、本発明が適用されるスピーカーシステムは、サラウンドシステムである必要はなく、左右のスピーカーから構成される２チャンネルのステレオシステムでもよく、更に、複数の音声チャンネルがそれぞれ再生される複数のスピーカーが配置されて、それらにより音場が構成されるシステムでも良い。

また、表示制御部９には、平面ディスピレイ１３が、表示面１３ａをプレイヤ１１側に向けた形で配置されている。なお、ゲーム機１には、このほかにハードディスク、光学ディスク入出力装置など各種のハードウエアが接続しているが、本発明に直接関連のない部分は、その図示及び説明を省略する。ゲーム機１では、図示しない光学ディスクなどから読み込まれ、又は図示しないインターネットなどの通信回線を介してダウンロードされ、ゲームプログラムメモリ１６に格納されたゲームプログラムに基づいて、主制御部２が所定のシナリオを、シナリオ進行制御部５を介して進行制御させてゆくことで、プレイヤは所定のゲームを楽しむことが出来る。

なお、本発明に係るゲームプログラムを機能させるコンピュータとして、例えば家庭用ゲーム機１を一例として説明したが、ゲーム機１としては、ゲーム専用の装置でなく、一般的な音楽や映像の記録媒体の再生なども可能な装置であってもよく、これに限らず、コンピュータとして、例えばパーソナルコンピュータ、携帯電話機など、つまりゲームプログラムを機能させることのできるものであれば何れのものでもよい。

なお、ゲームプログラムＧＰＲを構成する各種のプログラム及び音響データを含む各種のデータは、ゲームプログラムＧＰＲのプログラム機能によって読み出し自在に有している限り、その格納態様は任意であり、本実施の形態のように、ゲームプログラムＧＰＲのプログラムと共にゲームプログラムメモリ１６中に格納するほかに、ゲーム機１とは独立したサーバーなどの外部のメモリ手段に格納しておき、ゲームプログラムＧＰＲ中に設けられた読み出しプログラムによって、インターネットなどの通信媒介手段を介してゲームプログラムメモリ１６などのメモリにダウンロードするように構成してもよい。

ゲーム機１においては、所定の初期化操作（例えば電源の投入操作）が行われると、主制御部２がゲームプログラムメモリ１６に格納された、ゲームプログラムＧＰＲの読み込みを開始し、そのプログラムに従ってゲーム処理を開始する。プレーヤが入力手段であるコントローラ１５を操作して所定のゲーム開始操作を行うと、主制御部２はゲームプログラムＧＰＲの手順に従ってゲームの実行に必要な種々の制御を開始する。プレイヤはコントローラ１５を操作することでプレイヤキャラクタＰＣを仮想空間ＶＳ内で、ゲームプログラムＧＰＲに従って自由に移動させることが出来る。

ゲーム中には、例えば、図２（ａ）に示すように、コンピュータのメモリ空間内に形成された仮想空間ＶＳにおいて、プレイヤキャラクタＰＣが音源Ｓが設定された座標位置（ＳＶ）に対して接近したり、遠ざかったりするシーンがよく生じる。通常、音源Ｓに対しては、ゲームプログラムＧＰＲ内に、当該音源Ｓに対応する音声データが、当該ゲームプログラムＰＧＲが想定している音場を構成するスピーカーの数に対応した数の音声チャンネルとして設定され、それぞれに音声トラックデータが格納されている。図１の場合、ゲームプログラムＧＰＲは、図２の音源Ｓに対して、音場を構成する４個のスピーカー１０から構成されるサラウンドシステムに応じて、フロント右スピーカー１０Ａ用のＦＲ音声チャンネル、フロント左スピーカー１０Ｂ用のＦＬ音声チャンネル、リア右スピーカー１０Ｄ用のＬＲ音声チャンネル及びリア左スピーカー１０Ｃ用のＬＬ音声チャンネルの、４個の音声チャンネルが準備され、各音声チャンネルには、それぞれのスピーカーから出力されるべき音声トラックデータが格納されている。即ち、音源Ｓに設定されている各音声チャンネルには、各スピーカー配置に応じた所定の展開角がデフォルトで割り当てられている。

こうしたシーンがディスプレイ１３に表示されると、主制御部２は、ゲームプログラムＧＰＲに格納された音場生成プログラムＳＥＰ基づいて、音響制御部６及び音場演算部７に対して音場制御を実行するように指令する。例えば、図２（ａ）の場合、ディスプレイ１３には、ゲーム機１のメモリ空間内に形成された仮想空間ＶＳをレンダリングした画像ＰＣが表示されており、該画像は建物１７及び該建物１７から伸びる道１９の画像である。仮想区間ＶＳ内の建物１７のオブジェクト内の所定座標位置ＳＸには、音源ＳがゲームプログラムＧＰＲに基づいてシナリオ進行制御部５により配置されている。音源Ｓには、既に述べたように、ゲームプログラムＧＰＲでは、各スピーカー１０Ａ，１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄの配置位置、即ち、フロント右スピーカー、フロント左スピーカー、リア左スピーカー、リア右スピーカーに対応した４つの音声チャンネルが設定されており、各音声チャンネル毎に音声トラックデータがそれぞれ格納されている。

音場生成プログラムＳＥＰは、図３に示すように、ステップＳ１で、図２の仮想空間ＶＳにおいて音源Ｓが配置された座標ＳＸを中心に、第１の距離としての半径ｒの範囲の球状のオリジナル音場領域ＯＳＦと、該半径ｒよりも大きな、第２の距離としての半径Ｒの球状の音場収束領域ＯＣＲを設定する。なお、プレイヤキャラクタＰＣが仮想区間ＶＳ内を３次元方向に大きく移動しない場合には、オリジナル音場領域ＯＳＦ及び音場収束領域ＯＣＲは、２次元的に設定してその後の演算処理を簡略化するように構成してもよい。また、オリジナル音場領域ＯＳＦ及び音場収束領域ＯＣＲの大きさ及び形状は任意であり、また、必ずしもオリジナル音場領域ＯＳＦが音場収束領域ＯＣＲ内に含まれている必要はなく、両者が隣接する形で設定されていてもよい。また、特に、オリジナル音場領域ＯＳＦや音場収束領域ＯＣＲなどの領域を設けず、音源Ｓからの第１の距離ｒと、それよりも大きな第２の距離Ｒを音場生成プログラムＳＥＰ内に設定しておき、それら距離ｒ、Ｒと音源Ｓとプレイヤキャラクタ間の離間距離Ｌ２を比較して、その大小の結果のみで後述する処理を実行することも可能である。

この状態で、主制御部２は音場演算部７に対して、音場生成プログラムＳＥＰのステップＳ２に基づいて、プレイヤキャラクタＰＣの音源Ｓに対する位置（離間距離）を演算するように指令する。次に、音場演算部７は、音場生成プログラムＳＥＰのステップＳ３に入り、プレイヤキャラクタＰＣの位置が、音源Ｓの配置された座標位置から距離ｒ以内にあるか否か、即ち、オリジナル音場領域ＯＳＦ内に在るか否かを判定する。このオリジナル音場領域ＯＳＦは、音源Ｓに近接した範囲であり、この範囲にプレイヤキャラクタＰＣが居る場合には、プレイヤキャラクタＰＣは音源Ｓに対して十分近接した位置に居ることとなり、その位置ではプレイヤキャラクタＰＣは音源Ｓからの音を、自分の周囲から立体的に聞こえるようになることが望ましい。なお、プレイヤキャラクタＰＣがオリジナル音場領域ＯＳＦ内に居る場合には、シナリオ進行制御部５は、ゲームプログラムＧＰＲに基づいてディスプレィ１３に表示される映像を、建物１７の内部や、その周囲の近接した位置の映像に、仮想区間ＶＳ内の仮想カメラの視点位置を変更することで切り換え制御し、音源Ｓからの音がプレイヤキャラクタＰＣの周囲から立体的に聞こえることが不自然でないような演出を行う。

ステップＳ３で、プレイヤキャラクタＰＣの位置が、図２の位置Ｐ１のように、音源Ｓの配置された座標位置から距離ｒ以内の、離間距離Ｌ１にある、即ち、オリジナル音場領域ＯＳＦ内に在ると判定された場合には、主制御部２はステップＳ５に入り、音響制御部６に対して、音源Ｓに設定された複数の音声チャンネルを、それぞれの音声チャンネルに設定されたデフォルトスピーカーにそのまま再生するように指令する。これを受けて音響制御部６は、音源Ｓとして各スピーカー１０Ａ，１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄに対応してゲームプログラムＧＰＲのデータ領域に格納されている４つの音声チャンネルの音声トラックデータを読み出して、それぞれのスピーカー１０Ａ，１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ（デフォルトスピーカー）に出力する。すると、ゲームプログラムＧＰＲの音源Ｓの各音声チャンネルがデフォルトで想定している各スピーカー１０Ａ，１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄからは、当該スピーカーにそれぞれ割り当てられた４つの音声チャンネルから、それぞれの音声トラックデータが再生され、スピーカー１０Ａ，１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄからほぼ等距離の位置にいるプレイヤ１１には、音源Ｓの音が自分の周囲から聞こえてくるサラウンド状態となって聞こえる。これにより、音源Ｓに近い位置にいるプレイヤキャラクタＰＣの位置にプレイヤが位置しているようなリアルな感覚を得ることが出来る。

ステップＳ３で、プレイヤキャラクタＰＣの位置が、音源Ｓの配置された座標位置から距離ｒ以内に無い、即ち、オリジナル音場領域ＯＳＦ外に在るものと判定された場合には、主制御部２は音場演算部７に対して、音場生成プログラムＳＥＰのステップＳ４に基づいて、プレイヤキャラクタＰＣの位置が、音源Ｓの配置された座標位置から距離Ｒ以内にあるか否か、即ち、音場収束領域ＯＣＲ内に在るか否かを判定する。ステップＳ４で、プレイヤキャラクタＰＣの位置が、例えば図２の位置Ｐ３にあり、音源Ｓの配置された座標位置から距離Ｒより外にある、即ち離間距離Ｌ３で、音場収束領域ＯＣＲ外に在るものと判定された場合には、図３のステップＳ６に入り、主制御部２は音響制御部６に対して音源Ｓの再生を停止するように指令する。即ち、音場収束領域ＯＣＲ外は、音源Ｓからの音が届かない領域としてゲームプログラムＧＰＲにより設定されており、音場収束領域ＯＣＲに位置するプレイヤキャラクタＰＣには、もはや音源Ｓの音は聞こえることはない。従って、音響制御部６による各スピーカー１０Ａ，１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄの駆動は停止される。

次に、ステップＳ５で、プレイヤキャラクタＰＣの位置が、例えば図２（ａ）の位置Ｐ２にあり、音源Ｓの配置された座標位置ＳＸから、距離ｒより大きく、距離Ｒよりも小さい位置にある、即ち離間距離Ｌ２で、オリジナル音場領域ＯＳＦ外で、音場収束領域ＯＣＲ内（音場収束領域ＯＣＲには、オリジナル音場領域ＯＳＦの領域は含まれないものとする）に在るものと判定された場合には、音場生成プログラムＳＥＰのステップＳ７に入り、主制御部２は音場演算部７に対して、プレイヤキャラクタＰＣの現在位置Ｐ２から見た音源Ｓの方向αを演算するように指令する。音源Ｓの方向αは、図２（ｂ）に示すように、仮想区間ＶＳ内に適宜設定された基準軸ＳＴに対する角度αとして求めるが、その方法は各種考えることが出来る。例えば位置Ｐ２を原点とする方向ベクトルなど任意の手法で求めることが出来る。なお、基準軸ＳＴは、仮想空間ＶＳをプレイヤキャラクタＰＣが向いている方向に仮想カメラでレンダリングして、その画像をディスプレイ１３に表示する場合には、図１に示すディスプレイ１３の表示面１３ａに垂直な方向に相当する仮想空間ＶＳでの方向（即ち、仮想区間ＶＳをレンダリングする仮想カメラのＺ軸方向）に平行な軸を基準軸ＳＴとするようにすると、プレイヤキャラクタＰＣに対する音源Ｓの方向と、プレイヤが表示面１３ａ上で視認する音源Ｓが配置されたオブジェクトである建物１７の方向（即ち音源Ｓの方向）を対応させることが出来るので、臨場感を高める形の制御が可能となる。

プレイヤキャラクタＰＣの現在位置Ｐ２と音源Ｓとの間の距離Ｌ２は、既に演算されているので、主制御部２は音場演算部７に対して、音場生成プログラムＳＥＰのステップＳ８に基づいて、各音声チャンネルの仮想展開角、即ち、音源Ｓの各音声チャンネルの音声トラックデータを再生する際の仮想的な展開角、即ち、音場内の所定のリスニング位置に対して音声トラックデータを再生する際の仮想的な角度を演算するように指令する。これを受けて、音場演算部７は、各音声チャンネルについて、（１）式に基づいて仮想展開角を演算する。

仮想展開角＝デフォルトの展開角×（１．０−（Ｌ２−ｒ）／（Ｒ−ｒ））……（１）

即ち、プレイヤキャラクタＰＣの現在位置Ｐ２と音源Ｓとの間の距離Ｌ２が、半径ｒのオリジナル音場領域ＯＳＦの境界上に有るときは、仮想展開角はデフォルトの展開角であり、距離Ｌ２が半径ｒと半径Ｒの間、即ち音場収束領域ＯＣＲ内に在る場合には、距離Ｌ２が音場収束領域ＯＣＲの外境界（半径Ｒ）の近くになるに従って、仮想展開角は０度に集約されることとなる。これにより、プレイヤキャラクタＰＣと音源Ｓとの間の離間距離Ｌ２が大きくなればなるほど、各音声チャンネルの仮想展開角は小さくなり、全体的にモノラル化してゆくようになる。

例えば、フロント２チャネルの場合、左右チャンネル（スピーカー）のゲームプログラムＧＰＲにおけるデフォルト展開角は、左４５゜と右４５゜に設定されている。従って、
Ａ）プレイヤキャラクタＰＣの位置がオリジナル音場領域ＯＳＦ内の場合には、
仮想展開角はデフォルトの展開角のままの、左４５゜と右４５゜となる。
Ｂ）プレイヤキャラクタＰＣの位置がオリジナル音場領域ＯＳＦの半径ｒと音場収束領域ＯＣＲの半径Ｒの中間地点の場合には、
仮想展開角は、左２２．５゜と右２２．５゜となる。
Ｃ）プレイヤキャラクタＰＣの位置が音場収束領域ＯＣＲの半径Ｒの境界線上の場合には、
仮想展開角は、左０゜と右０゜となる。
なお、（１）式は、簡易的かつ模式的な式であり、より複雑な式を用いて仮想展開角を演算しても良い。

また、図１に示すような、フロント及びリアの４個のスピーカーからなるサラウンドシステムの場合には、フロントの左右チャンネルの展開角は、左４５゜と右４５゜で２チャンネルの場合と同様である。また、リアの左右チャンネル（スピーカー）のデフォルトの展開角は、すでに述べたように左１２０゜及び右１２０゜であるので、例えば、
Ｂ′）プレイヤキャラクタＰＣの位置がオリジナル音場領域ＯＳＦの半径ｒと音場収束領域ＯＣＲの半径Ｒの中間地点の場合には、リアの左右チャンネルの仮想展開角は、左６０゜と右６０゜となる。即ち、リアの左右チャンネルは前方に移動し、フロントの左右チェンネルに接近した状態となっている。

なお、プレイヤキャラクタＰＣの位置がオリジナル音場領域ＯＳＦ内の場合と、プレイヤキャラクタＰＣの位置が音場収束領域ＯＣＲの半径Ｒの境界線上の場合は、２チャンネルと同様である。

こうして各音声チャンネルの仮想展開角が演算されたところで、主制御部２は音場生成プログラムＳＥＰのステップＳ９に入り、音場演算部７に対して、ステップＳ８で求められた仮想展開角を、ステップＳ７で演算された音源の方向（α）を加味する形で実角度、即ち実際に音声チャンネルの音声トラックデータを音場に展開する際の角度に変換するように指令する。即ち、例えば、
仮想展開角が、左右のフロントスピーカーで左２２．５゜と右２２．５゜と演算された際に、ステップＳ７でプレイヤキャラクタＰＣから見た音源Ｓの方向（α）が左４５゜だった場合には、それらの仮想展開角に左４５゜を加えて、フロント左スピーカーの実角度は、左６７．５゜、フロント右スピーカーの実角度は、左２２．５゜に変換される。

加えて４チャンネルの場合は、同様に、Ｂ′）で求めた仮想展開角、左６０゜と右６０゜に、左４５゜を加えて、リア左スピーカーの実角度は、左１０５度、リア右スピーカーの実角度は、右１５゜に変換される。

こうして、実角度が各スピーカーについて求まったところで、主制御部２は音響制御部６に対して、音場生成プログラムＳＥＰのステップＳ１０に基づいて、求められた実角度に対応して各音声チャンネルの音声トラックデータをそれぞれのスピーカーに割り当てる（ミキシング）処理を行うように指令する。この処理は音声トラックデータの複数スピーカーへのパンニング処理として公知であるのでここではその詳細な説明は省略する。この処理により、例えば、２チャンネルの場合、左６７．５の実角度が演算されたフロント左スピーカーについては、ゲームプログラムＧＰＲで設定されたデフォルトの展開角が４５゜なので、それ以上左側への展開は出来ないので、当該フロント左スピーカー用の音声トラックデータをそのまま左スピーカーに出力し、左２２．５゜の実角度が演算されたフロント右スピーカーについては、本来は右スピーカー用に設定されていた音声トラックデータを、当該音声トラックデータから再生される音声が左２２．５゜から聞こえるように、左右のスピーカー１０Ａ、１０Ｂにミキシング・分配される。この結果、音源Ｓからの音声は、プレイヤ４の図１やや左方に指向性を有する形で出力され、オリジナル音場領域ＯＳＦ内では左右のスピーカー１０Ａ、１０Ｂから均等に出力されていた音源Ｓの音声は、音源Ｓからやや離れたプレイヤキャラクタＰＣの位置に対応して、やや図１左方に移動した形で再生され、臨場感が増加する。

こうした効果は、フロント及びリアスピーカーから構成されるサラウンドシステムの場合により顕著に表現される。即ち、図１の様な、４個のスピーカーからなるサラウンドシステムの場合には、オリジナル音場領域ＯＳＦ内では、既に述べたように、４つのスピーカーからそれぞれの音声チャンネルに応じた音声トラックデータが独立して出力され、プレイヤは周囲から出力される音声に取り囲まれて、音源Ｓの直ぐ近くに居るプレイヤキャラクタＰＣの状況を体感することが出来る。そして、プレイヤキャラクタＰＣが音場収束領域ＯＣＲに位置する場合には、例えば先述の位置Ｐ２の中間地点では、左６７．５゜の実角度が演算されたフロント左スピーカーについては、当該左スピーカーに対応する音声チャンネルの音声トラックデータは、フロント左スピーカー１０Ｂとリア左スピーカー１０Ｃの間で割り当てられて、フロント左スピーカー１０Ｂとリア左スピーカー１０Ｃの間の、左６７．５゜の方向から聞こえるように配分処理される。フロント右スピーカーの出力については、前述と同様に、本来は右スピーカー用に設定されていた音声トラックデータを、当該音声トラックデータから再生される音声が左２２．５゜から聞こえるように、左右のスピーカー１０Ａ、１０Ｂにミキシング・分配される。

更に、リア左スピーカー１０Ｃに対応する音声チャンネルの音声トラックデータは、同様に、フロント左スピーカー１０Ｂとリア左スピーカー１０Ｃの間の、左１０５゜の方向から聞こえるように、リア左スピーカー１０Ｃとフロント左スピーカー１０Ｃの間で配分処理される。また、リア右スピーカーに対応する音声チャンネルの音声トラックデータも同様に右１５゜の方向から聞こえるように、フロント左スピーカー１０Ｂとフロント右スピーカー１０Ａの間で配分処理される。これは、右１５゜の方向が、フロント左スピーカー１０Ｂとフロント右スピーカー１０Ａの間であることから、そのように処理される。即ち、リア右スピーカー１０Ｄからは音は出力されない。

これにより、プレイヤキャラクタＰＣがオリジナル音場領域ＯＳＦ内に居たときは、４つのスピーカーからそれぞれの音声チャンネルが出力され、音源Ｓに囲まれたような音場に包まれたプレイヤ９は、プレイヤキャラクタＰＣが位置Ｐ２に移動すると、リアの一方のスピーカー１０Ｄからは音声トラックデータが出力されず、フロントの左右のスピーカー１０Ａ．１０Ｂ及びリア左スピーカー１０Ｃのみから４つの音声トラックデータがミキシングされた形で出力される。また、実角度が左１０５゜、左６７．５゜、左２２．５゜、右１５゜のほうから、それぞれの音声トラックデータが聞こえてくるように音響制御部６により各音声トラックデータが配分されるので、音源Ｓは全体的にプレイヤ１１の左前方に定位する形に聞こえ、プレイヤキャラクタＰＣの位置と音源Ｓの位置関係と対応することとなる。

この処理は、プレイヤキャラクタＰＣがオリジナル音場領域ＯＳＦを出て、音場収束領域ＯＣＲの境界を出るまで、音場生成プログラムＳＥＰのステップＳ２からステップＳ１０までを繰り返す形で実行されるので、音源Ｓのからの音は、プレイヤキャラクタＰＣが音場収束領域ＯＣＲの境界に近づくにつれて、各音声チャンネルの仮想展開角が０゜に近づい行き、その結果、音は仮想空間ＶＳ内の音源Ｓの方向αに徐々に集約されるように制御され、プレイヤキャラクタＰＣが音源Ｓから離れるに従って、音源Ｓからの音が音源Ｓが位置する方向からモノラル状態で聞こえてくるようにプレイヤ１１には感じられ、自然な感覚を味わうことが出来る。

６……第１出力手段、第２出力手段、出力割り当て再生手段（音響制御部）
７……距離判定手段、領域設定手段（音場演算部）
１０Ａ……フロント右スピーカー
１０Ｂ……フロント左スピーカー
１０Ｃ……リア左スピーカー
１０Ｄ……リア右スピーカー
ｒ……第１の距離（半径）
Ｒ……第２の距離（半径）
Ｓ……音源
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３……離間距離
ＰＣ……プレイヤキャラクタ
ＯＣＲ……音場収束領域
ＯＳＦ……オリジナル音場領域

Claims (5)

1. 複数の位置に配置されたスピーカーをそれぞれ接続することが出来、メモリ空間内に形成された仮想空間内の所定位置に配置された、複数の音声チャンネルを持った音源からの音声トラックデータを、前記メモリ空間内に配置されたプレイヤキャラクタの位置に応じて前記スピーカーからそれぞれ再生出力することが出来、前記音声チャンネルは前記各スピーカーの配置位置に対応してそれぞれ設定されており、前記プレイヤキャラクタは入力手段を介してプレイヤにより前記仮想空間内で自由に移動させることが出来るゲーム機における、ゲーム音場生成装置において、
   前記ゲーム音場生成装置は更に、
   前記仮想空間内における音源と前記プレイヤキャラクタ間の離間距離を演算する距離演算手段、
   前記仮想空間内における前記プレイヤキャラクタに対する音源の方向を演算する方向演算手段、
   前記離間距離が第１の距離以下であるか、該第１の距離よりも大きな第２の距離以上であるか、第１の距離と第２の距離の間であるのかを判定する距離判定手段、
   前記離間距離が第１の距離以下である場合に、前記複数の音声チャンネルの音声トラックデータを、該音声チャンネルに対応した位置に配置された前記スピーカーにそれぞれ出力する第１出力手段、
   前記離間距離が第２の距離以上である場合に、前記複数の音声チャンネルの音声トラックデータの出力を停止する第２出力手段、
   前記離間距離が第１の距離と第２の距離の間である場合に、前記離間距離に応じた前記各音声チャンネルの仮想展開角を前記第１の距離のデフォルトの展開角と前記第２の距離の０度との間で、前記離間距離が大きくなるにつれて前記仮想展開角が小さくなるように演算する仮想展開角演算手段、
   該求められた前記各音声チャンネルの仮想展開角を前記音源の方向を加味する形で実角度に変換する実角度変換手段、
   前記変換された前記各音声チャンネルの実角度に基づいて、各音声チャンネルの音声トラックデータを１個以上の前記スピーカーにそれぞれ割り当て再生する出力割り当て再生手段、
   からなることを特徴とする、ゲーム機における、ゲーム音場生成装置。
   
2. 前記複数の位置に配置されたスピーカーは、フロント右スピーカー及びフロント左スピーカーであり、前記音源の音声トラックデータは、前記フロント右スピーカー及びフロント左スピーカーに対応して２チャンネル設定されている、
   ことを特徴とする、請求項１記載のゲーム機における、ゲーム音場生成装置。
3. 前記複数の位置に配置されたスピーカーは、フロント右スピーカー、フロント左スピーカー、リア右スピーカー及びリア左スピーカーであり、前記音源の音声トラックデータは、前記フロント右スピーカー、フロント左スピーカー、リア右スピーカー及びリア左スピーカーに対応して４チャンネル設定されている、
   ことを特徴とする、請求項１記載のゲーム機における、ゲーム音場生成装置。
4. 前記距離判定手段は、前記音源からの半径が第１の距離で設定されたオリジナル音場領域及び、前記音源からの半径が第２の距離で設定された音場収束領域を設定する領域設定手段を有しており、
   前記距離判定手段は、前記離間距離が第１の距離以下であるか、第１の距離よりも大きな第２の距離以上であるか、第１の距離と第２の距離の間であるのかを、前記オリジナル音場領域及び音場収束領域に前記プレイヤキャラクタがいるか否かで判定する、
   ことを特徴とする、請求項１記載のゲーム機における、ゲーム音場生成装置。
5. 前記オリジナル音場領域は、前記音場収束領域の内部に配置されている、
   ことを特徴とする、請求項４記載のゲーム機における、ゲーム音場生成装置。

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