画像処理方法、画像処理プログラム、画像処理装置及び画像処理システム
【課題】優れた美観の３次元画像表示を実現できる画像処理方法、画像処理プログラム、画像処理装置及び画像処理システムを提供する。
【解決手段】画像処理装置１は、処理部１０の投影マッピング処理部２１が背景オブジェクトに対して複数方向からテクスチャ画像の投影マッピングを行う。画像処理装置１は、環境マップ画像取得処理部２２が二次記憶部１２から取得した環境マップ画像データ３４に基づいて環境マッピング処理部２３が環境マッピング処理を行うことにより、ブレンド処理部２４が行うブレンド処理に必要なブレンド係数を取得する。得られたブレンド係数に応じて、ブレンド処理部２４が複数のテクスチャ画像のブレンド処理を行う。環境マッピング処理部２３は、光源からの光線ベクトルが背景オブジェクトの表面で反射した反射ベクトルを算出し、反射ベクトルに対応する画素値をブレンド係数として環境マップ画像から取得する。
【解決手段】画像処理装置１は、処理部１０の投影マッピング処理部２１が背景オブジェクトに対して複数方向からテクスチャ画像の投影マッピングを行う。画像処理装置１は、環境マップ画像取得処理部２２が二次記憶部１２から取得した環境マップ画像データ３４に基づいて環境マッピング処理部２３が環境マッピング処理を行うことにより、ブレンド処理部２４が行うブレンド処理に必要なブレンド係数を取得する。得られたブレンド係数に応じて、ブレンド処理部２４が複数のテクスチャ画像のブレンド処理を行う。環境マッピング処理部２３は、光源からの光線ベクトルが背景オブジェクトの表面で反射した反射ベクトルを算出し、反射ベクトルに対応する画素値をブレンド係数として環境マップ画像から取得する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元コンピュータグラフィックスに関する画像処理を行う画像処理方法、画像処理プログラム、画像処理装置及び画像処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、３次元コンピュータグラフィックス（以下、３ＤＣＧという）は、例えばコンピュータゲーム、映画及びＣＡＤ（Computer Aided Design）システム等に広く利用されている。近年の３ＤＣＧでは、複数の多角形面（ポリゴン）の組み合わせで表現された立体オブジェクトに対して、予め用意された画像（テクスチャ）を表面に張り付けることにより立体オブジェクトの表面質感を向上させる画像処理が行われる。この画像処理は、テクスチャマッピングと呼ばれている。
【０００３】
特許文献１には、テクスチャマッピングとしてＵＶマッピングを行う画像処理装置が記載されている。特許文献１の画像処理装置は、参照アドレス生成部がシェーダからＵＶ座標を受け取ってテクスチャを参照するための参照アドレスに変換し、参照アドレスに基づいてテクスチャメモリに格納されたテクスチャマップを参照する。画像処理装置は、参照した値を補間部へ供給し、補間部がテクスチャマッピング処理を行って、ピクセルのＵＶ座標値に対応したカラー値を生成してシェーダへ供給する。また特許文献１の画像処理装置は、参照アドレスに基づいて命令マップを参照し、参照した命令を実行するための制御信号をシェーダへ与えることによって、ピクセル毎に異なる命令をシェーダに実行させることを可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１４６７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
テクスチャマッピングの一手法として広く利用されているＵＶマッピングは、テクスチャの貼り付け対象である立体オブジェクトの３次元座標とテクスチャ画像の２次元座標（ＵＶ座標）とを対応付けることで貼り付けを行うものである。この対応付けは立体オブジェクトが変形しても維持されるため、立体オブジェクトを変形させた場合に貼り付けられたテクスチャに歪みが生じる。例えば立体モデルを構成する一のポリゴンのサイズが一方向へ拡大された場合、このポリゴンに貼り付けられていたテクスチャはポリゴンの拡大方向に引き伸ばされ、歪んだ画像となる。
【０００６】
また、テクスチャマッピングの他の手法として、投影マッピング、ラップマッピング、ソリッドテクスチャマッピング、バンプマッピング、環境マッピング、変位マッピング及び透明度マッピング等の種々のアルゴリズムが利用されている。
【０００７】
本発明の目的とするところは、優れた美観の３次元画像表示を可能とするテクスチャマッピング処理を実現する画像処理方法、画像処理プログラム、画像処理装置及び画像処理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る画像処理方法は、複数面で構成された立体オブジェクトにテクスチャ画像を貼り付ける画像処理方法であって、複数の画素で構成されており、各画素に複数のテクスチャ画像の合成に用いる合成係数が設定された環境マップ画像を取得する環境マップ画像取得ステップと、該環境マップ画像取得ステップにて取得した環境マップ画像を用いた前記立体オブジェクトに対する環境マッピング処理に基づき、前記立体オブジェクト表面に張り付けられるテクスチャ画像の各画素に対応する前記環境マップ画像における画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を取得するマッピングステップと、前記立体オブジェクトに対して複数のテクスチャ画像を貼り付ける貼付ステップと、前記マッピングステップにて取得した合成係数に応じて、前記立体オブジェクト表面に張り付けられた複数のテクスチャ画像を合成する合成ステップとを含むことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る画像処理方法は、前記貼付ステップにおける複数のテクスチャ画像の貼り付けは、異なる複数の投影方向での投影マッピングにより行うことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る画像処理方法は、複数面で構成された立体オブジェクトにテクスチャ画像を貼り付ける画像処理方法であって、前記立体オブジェクトに対して所定方向からテクスチャ画像を投影マッピングする所定方向投影マッピングステップと、複数の画素で構成されており、各画素に複数のテクスチャ画像の合成に用いる合成係数が設定された環境マップ画像を取得する環境マップ画像取得ステップと、該環境マップ画像取得ステップにて取得した環境マップ画像を用いた前記立体オブジェクトに対する環境マッピング処理に基づき、前記立体オブジェクト表面に張り付けられるテクスチャ画像の各画素に対応する前記環境マップ画像における画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を取得するマッピングステップと、前記立体オブジェクトに対して、投影マッピング済みのテクスチャ画像の投影方向とは異なる方向から、テクスチャ画像を投影マッピングする異方向投影マッピングステップと、前記マッピングステップにて取得した合成係数に応じて、前記投影マッピング済みのテクスチャ画像及び前記異なる方向から投影マッピングしたテクスチャ画像を合成する合成ステップとを含み、前記マッピングステップ、前記異方向投影マッピングステップ及び前記合成ステップを反復して行い、前記立体オブジェクトに対して複数方向からテクスチャ画像を貼り付けることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る画像処理方法は、前記環境マップ画像には、前記合成係数としてアルファ値が設定されており、前記合成ステップでは、複数のテクスチャ画像の各画素値をアルファブレンドにより合成することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る画像処理方法は、前記環境マッピング処理では、光源から前記立体オブジェクト表面への光線ベクトルに対する反射ベクトルを算出し、算出した反射ベクトルに対応する前記環境マップ画像の画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を前記環境マップ画像から取得することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る画像処理方法は、前記立体オブジェクトが、移動体及び背景を含む仮想空間の前記背景を構成する立体オブジェクトであることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る画像処理プログラムは、コンピュータに、複数面で構成された立体オブジェクトにテクスチャ画像を貼り付けさせる画像処理プログラムであって、コンピュータを、複数の画素で構成されており、各画素に複数のテクスチャ画像の合成に用いる合成係数が設定された環境マップ画像を取得する環境マップ画像取得手段と、該環境マップ画像取得手段が取得した環境マップ画像を用いた前記立体オブジェクトに対する環境マッピング処理に基づき、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられるテクスチャ画像の各画素に対応する前記環境マップ画像における画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を取得するマッピング手段と、前記立体オブジェクトに対して複数のテクスチャ画像を貼り付ける貼付手段と、前記マッピング手段が取得した合成係数に応じて、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられた複数のテクスチャ画像を合成する合成手段として動作させることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る画像処理プログラムは、コンピュータに、複数面で構成された立体オブジェクトにテクスチャ画像を貼り付けさせる画像処理プログラムであって、コンピュータを、前記立体オブジェクトに対して所定方向からテクスチャ画像を投影マッピングする所定方向投影マッピング手段と、複数の画素で構成されており、各画素に複数のテクスチャ画像の合成に用いる合成係数が設定された環境マップ画像を取得する環境マップ画像取得手段と、該環境マップ画像取得手段が取得した環境マップ画像を用いた前記立体オブジェクトに対する環境マッピング処理に基づき、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられるテクスチャ画像の各画素に対応する前記環境マップ画像における画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を取得するマッピング手段と、前記立体オブジェクトに対して、投影マッピング済みのテクスチャ画像の投影方向とは異なる方向から、テクスチャ画像を投影マッピングする異方向投影マッピング手段と、前記マッピング手段が取得した合成係数に応じて、前記投影マッピング済みのテクスチャ画像及び前記異なる方向から投影マッピングしたテクスチャ画像を合成する合成手段として動作させ、コンピュータに、前記マッピング手段による合成係数の取得、前記異方向投影マッピング手段によるテクスチャ画像の投影マッピング、及び、前記合成手段によるテクスチャ画像の合成を反復して行わせ、前記立体オブジェクトに対する複数方向からのテクスチャ画像の貼り付けを実行させることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る画像処理装置は、複数面で構成された立体オブジェクトにテクスチャ画像を貼り付ける処理を行う画像処理装置であって、複数の画素で構成されており、各画素に複数のテクスチャ画像の合成に用いる合成係数が設定された環境マップ画像を取得する環境マップ画像取得手段と、該環境マップ画像取得手段が取得した環境マップ画像を用いた前記立体オブジェクトに対する環境マッピング処理に基づき、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられるテクスチャ画像の各画素に対応する前記環境マップ画像における画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を取得するマッピング手段と、前記立体オブジェクトに対して複数のテクスチャ画像を貼り付ける貼付手段と、前記マッピング手段が取得した合成係数に応じて、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられた複数のテクスチャ画像を合成する合成手段とを備えることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る画像処理装置は、複数面で構成された立体オブジェクトにテクスチャ画像を貼り付ける処理を行う画像処理装置であって、前記立体オブジェクトに対して所定方向からテクスチャ画像を投影マッピングする所定方向投影マッピング手段と、複数の画素で構成されており、各画素に複数のテクスチャ画像の合成に用いる合成係数が設定された環境マップ画像を取得する環境マップ画像取得手段と、該環境マップ画像取得手段が取得した環境マップ画像を用いた前記立体オブジェクトに対する環境マッピング処理に基づき、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられるテクスチャ画像の各画素に対応する前記環境マップ画像における画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を取得するマッピング手段と、前記立体オブジェクトに対して、投影マッピング済みのテクスチャ画像の投影方向とは異なる方向から、テクスチャ画像を投影マッピングする異方向投影マッピング手段と、前記マッピング手段が取得した合成係数に応じて、前記投影マッピング済みのテクスチャ画像及び前記異なる方向から投影マッピングしたテクスチャ画像を合成する合成手段と、前記マッピング手段による合成係数の取得、前記異方向投影マッピング手段によるテクスチャ画像の投影マッピング、及び、前記合成手段によるテクスチャ画像の合成を反復して行い、前記立体オブジェクトに対して複数方向からテクスチャ画像を貼り付けるテクスチャマッピング手段とを備えることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る画像処理システムは、複数面で構成された立体オブジェクトにテクスチャ画像を貼り付ける処理を行う画像処理システムであって、複数の画素で構成されており、各画素に複数のテクスチャ画像の合成に用いる合成係数が設定された環境マップ画像を取得する環境マップ画像取得手段と、該環境マップ画像取得手段が取得した環境マップ画像を用いた前記立体オブジェクトに対する環境マッピング処理に基づき、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられるテクスチャ画像の各画素に対応する前記環境マップ画像における画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を取得するマッピング手段と、前記立体オブジェクトに対して複数のテクスチャ画像を貼り付ける貼付手段と、前記マッピング手段が取得した合成係数に応じて、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられた複数のテクスチャ画像を合成する合成手段とを備えることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る画像処理システムは、複数面で構成された立体オブジェクトにテクスチャ画像を貼り付ける処理を行う画像処理システムであって、前記立体オブジェクトに対して所定方向からテクスチャ画像を投影マッピングする所定方向投影マッピング手段と、複数の画素で構成されており、各画素に複数のテクスチャ画像の合成に用いる合成係数が設定された環境マップ画像を取得する環境マップ画像取得手段と、該環境マップ画像取得手段が取得した環境マップ画像を用いた前記立体オブジェクトに対する環境マッピング処理に基づき、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられるテクスチャ画像の各画素に対応する前記環境マップ画像における画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を取得するマッピング手段と、前記立体オブジェクトに対して、投影マッピング済みのテクスチャ画像の投影方向とは異なる方向から、テクスチャ画像を投影マッピングする異方向投影マッピング手段と、前記マッピング手段が取得した合成係数に応じて、前記投影マッピング済みのテクスチャ画像及び前記異なる方向から投影マッピングしたテクスチャ画像を合成する合成手段と、前記マッピング手段による合成係数の取得、前記異方向投影マッピング手段によるテクスチャ画像の投影マッピング、及び、前記合成手段によるテクスチャ画像の合成を反復して行い、前記立体オブジェクトに対して複数方向からテクスチャ画像を貼り付けるテクスチャマッピング手段とを備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明においては、環境マップ画像に周囲の風景などの画像データを設定するのではなく、複数のテクスチャ画像を合成（ブレンド）する場合に必要な合成係数（ブレンド係数）を環境マップ画像の各画素に設定しておく。この環境マップ画像を用いて環境マッピング処理を行うことにより、立体オブジェクト表面での反射方向に対応したブレンド係数が取得でき、このブレンド係数を用いて複数のテクスチャ画像をブレンドすることができる。
【００２１】
また本発明においては、立体オブジェクトに対して複数のテクスチャ画像を投影マッピングする。投影マッピングは、立体オブジェクトが存在する座標系上にテクスチャ画像を配し、このテクスチャ画像を立体オブジェクトへ向けて投影することにより、テクスチャ画像の貼り付けを行う手法である。このため投影マッピングでは、立体オブジェクトの形状が変化した場合であっても、貼り付けられるテクスチャ画像に歪みが生じることはない。
【００２２】
一般的に環境マッピング処理では、光源からの光線、視点（カメラ）からの視線、又は、光線及び視線を合成したベクトル等が立体オブジェクト表面で反射した反射ベクトルを算出し、この反射ベクトルに対応する環境マップ画像の画素を特定し、特定した画素の画素値を環境マップ画像から取得する。本発明では、光源からの光線に基づく環境マッピング処理を行って環境マップ画像からブレンド係数を取得する。これは、視点はその位置が変化する可能性があり、視点が移動すると環境マッピング処理によって取得されるブレンド係数が変化し、ブレンド処理の結果が変化するためである。これに対して光源はその位置が変化する可能性は低く、視点が移動してもブレンド処理の結果が変化することはない。
【００２３】
また本発明においては、環境マップ画像の画素値にブレンド係数としてアルファ値を設定しておく。この環境マップ画像を用いて環境マッピング処理を行うことにより、立体オブジェクト表面の法線方向に対応したアルファ値が取得し、複数のテクスチャ画像をアルファブレンドすることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明による場合は、環境マッピング処理に基づきブレンド係数を取得して複数のテクスチャ画像のブレンド処理を行うことによって、ブレンド処理を容易に実現できる。また立体オブジェクトに対して異なる複数の方向からテクスチャ画像を投影マッピングすることによって、立体オブジェクトの形状が変化した場合であっても、貼り付けられるテクスチャ画像には歪みが生じることはない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】画像処理装置が表示装置に表示させる３次元画像の一例を示す模式図である。
【図３】画像処理装置が行う投影マッピング処理を説明するための模式図である。
【図４】画像処理装置が行う環境マッピング処理を説明するための模式図である。
【図５】環境マップ画像の一例を示す模式図である。
【図６】画像処理装置が行うテクスチャマッピング処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】変形例に係る画像処理システムの一構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。図において１は、画像処理装置であり、例えば据置型のゲーム機器として実現されるものである。画像処理装置１は、液晶ディスプレイ又はＰＤＰ（Plasma Display Panel）等の表示装置５に映像信号用のケーブルを介して接続され、デジタル又はアナログの画像信号を出力する。表示装置５は、画像処理装置１から与えられた画像信号に基づいて３次元画像を含む種々の画像処理を行う。
【００２７】
画像処理装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の演算処理装置を用いて構成される処理部１０を備えている。処理部１０は、二次記憶部１２に予め記憶されたゲームプログラム（図示は省略する）を一次記憶部１１に読み出して実行することにより、ゲーム機器として機能するための各種の演算処理（例えば、ユーザの操作部１４に対する操作を判定する処理及び操作内容に応じて表示装置５に表示する画像を更新する処理等）を行う。また本実施の形態の画像処理装置１は３ＤＣＧの画像処理機能を備えており、処理部１０は、二次記憶部１２に予め記憶された画像処理プログラム３１を実行することにより、３ＤＣＧに関する画像処理を行い、処理済みの画像を画像出力部１３から出力することによって表示装置５での画像表示を行う。
【００２８】
画像処理装置１の一次記憶部１１は、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）又はＤＲＡＭ（DynamicRandom Access Memory）等のメモリ素子を用いて構成されている。一次記憶部１１は、処理部１０が行う処理に必要な各種のプログラム及びデータが二次記憶部１２から読みだされて記憶されると共に、処理部１０の演算処理に伴って生成される各種のデータが一時的に記憶される。
【００２９】
画像処理装置１の二次記憶部１２は、ハードディスク又はフラッシュメモリ等の（一次記憶部１１と比較して）大容量の不揮発性記憶装置を用いて構成されている。二次記憶部１２は、通信部１５が外部のサーバ装置（図示は省略する）などからダウンロードしたプログラム及びデータ、並びに、ディスクドライブ１６が記録媒体９から読み出したプログラム及びデータ等が予め記憶（インストール）されている。
【００３０】
画像処理装置１の画像出力部１３は、処理部１０にて画像処理された画像のデータを、処理部１０の指示に従って一次記憶部１１から読み出し、読み出した画像データを所定形式の画像信号に変換して表示装置５へ出力する。また画像処理装置１の操作部１４は、画像処理装置１の装置本体に設けられたスイッチの他に、有線又は無線で接続されたゲームのコントローラを含み、ユーザによる操作を受け付けて処理部１０へ通知する。
【００３１】
画像処理装置１の通信部１５は、有線若しくは無線のＬＡＮ（Local Area Network）、又は、公衆の携帯電話回線網等を介して、外部の装置との間でデータの送受信を行う。画像処理装置１が通信機能を備えることによって、ユーザは、外部のサーバ装置からゲームプログラム（画像処理プログラム３１及び種々のデータを含む）をダウンロードして二次記憶部１２に記憶することができる。またユーザは、通信部１５による通信機能を利用して、遠隔地の他のユーザと同一のゲームを協力して又は対戦して遊ぶことができる。
【００３２】
画像処理装置１のディスクドライブ１６は、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）又はブルーレイディスク等の光ディスク型の記録媒体９が着脱可能に構成されている。ディスクドライブ１６は、装着された記録媒体９に記録されたゲームプログラム（画像処理プログラム３１及び種々のデータを含む）を読み出して二次記憶部１２に記憶する。なおディスクドライブ１６に記録されたゲームプログラムを予め二次記憶部１２に記憶しておくのではなく、処理部１０がディスクドライブ１６に装着された記録媒体９から直接的にゲームプログラムを一次記憶部１１へ読み出して実行してもよい。
【００３３】
上述のように画像処理装置１は、処理部１０にて画像処理プログラム３１を実行することによって、３ＤＣＧに関する種々の画像処理を行う。図１のブロック図には、３ＤＣＧのテクスチャマッピング処理に関する４つのブロックを処理部１０内に記載してある。これら４つのブロックは、処理部１０が画像処理プログラムを実行することによって実現されるソフトウェア的な機能ブロックである。また二次記憶部１２には、テクスチャマッピング処理に用いるデータとして、立体オブジェクトデータ３２、テクスチャ画像データ３３及び環境マップ画像データ３４の３種のデータを記載してある。これらのデータは、ゲームプログラムと共に記録媒体９などから二次記憶部１２へインストールされる。
【００３４】
次に、本実施の形態に係る画像処理装置１が行うテクスチャマッピング処理について説明する。図２は、画像処理装置１が表示装置５に表示させる３次元画像の一例を示す模式図である。図示の例は、岩などの背景オブジェクト１０２が多数配された背景に対して、ユーザが操作部１４を利用して操作する（移動させる）ことが可能なキャラクターオブジェクト１０１が配置された３次元の仮想空間である。画像処理装置１は、この３次元の仮想空間を特定の視点から視認した２次元画像を処理部１０にて生成し、画像出力部１３から画像信号として出力することで、表示装置５に画像を表示させる。
【００３５】
３次元仮想空間に配置されるキャラクターオブジェクト１０１及び背景オブジェクト１０２等の立体オブジェクトは、多数のポリゴンの組み合わせで表現されるものであり、立体オブジェクトの表面（ポリゴンの表面）にはテクスチャ画像が貼り付けられている。画像処理装置１は、立体オブジェクトに係る情報（例えば、ポリゴンの頂点座標など）を、立体オブジェクトデータ３２として二次記憶部１２に記憶している。また画像処理装置１は、立体オブジェクトに貼り付けるテクスチャ画像の情報を、テクスチャ画像データ３３として二次記憶部１２に記憶している。
【００３６】
画像処理装置１の処理部１０は、キャラクターオブジェクト１０１の表面にテクスチャ画像を貼り付ける処理を、例えばＵＶマッピングのアルゴリズムにて行う（ただし、別のアルゴリズムで行ってもよい）。ＵＶマッピングは、キャラクターオブジェクト１０１の３次元座標（ＸＹＺ）と、テクスチャ画像の２次元座標（ＵＶ）との対応付けを行うことによって、テクスチャ画像の所定範囲を立体オブジェクトの所定ポリゴンに貼り付けるアルゴリズムである。
【００３７】
また、処理部１０は、背景オブジェクト１０２に対するテクスチャ画像の貼り付けを、投影マッピングのアルゴリズムにて行う。図３は、画像処理装置１が行う投影マッピング処理を説明するための模式図である。投影マッピングは、２次元のテクスチャ画像を立体オブジェクトの表面に平行投影して貼り付けるアルゴリズムであり、従来は３次元座標におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向又はＺ軸方向のいずれか１つの座標軸に対して平行に投影が行われる。これに対して本実施の形態に係る画像処理装置１の処理部１０は、背景オブジェクト１０２に対して、３次元座標におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の３方向からそれぞれテクスチャ画像を投影マッピングする処理を投影マッピング処理部２１にて行う。
【００３８】
例えば処理部１０の投影マッピング処理部２１は、まずＸＹ平面に平行に配したテクスチャ画像１０５ｚを、Ｚ軸方向へ背景オブジェクト１０２に対して投影マッピングする。次いで投影マッピング処理部２１は、ＹＺ平面に平行に配したテクスチャ画像１０５ｘを、Ｘ軸方向へ背景オブジェクト１０２に対して投影マッピングする。更に投影マッピング処理部２１は、ＺＸ平面に平行に配したテクスチャ画像１０５ｙを、Ｙ軸方向へ背景オブジェクト１０２に対して投影マッピングする。なお、複数のテクスチャ画像１０５ｘ〜１０５ｚは、同じ画像であってもよく、異なる画像であってもよい。
【００３９】
このように複数のテクスチャ画像を１つの背景オブジェクト１０２へ投影マッピングした場合、背景オブジェクト１０２の表面において複数のテクスチャ画像が重なって投影される箇所が存在する。そこで処理部１０は、テクスチャ画像が重なる箇所について、複数のテクスチャ画像をブレンドする処理をブレンド処理部２４にて行う。本実施の形態において処理部１０のブレンド処理部２４は、ブレンド処理としてアルファブレンドのアルゴリズムを用いる（ただしアルファブレンドは一例であり、ブレンド処理部２４が他のアルゴリズムによるブレンド処理を行う構成であってもよい）。
【００４０】
アルファブレンドは、透過率を表す係数（アルファ値）に基づいて２つの画像を合成するアルゴリズムであり、下記の（１）式による演算を画像の各画素について行う。なお（１）式において、ａを第１画像の画素値とし、ｂを第２画像の画素値とし、ｃを合成後の画像の画素値とし、αをアルファ値とする。ただし、０≦α≦１である。
ｃ＝ａ×（１−α）＋ｂ×α …（１）
【００４１】
例えば処理部１０のブレンド処理部２４は、テクスチャ画像１０５ｚが貼り付けられた背景オブジェクト１０２に対して投影マッピング処理部２１がテクスチャ画像１０５ｘを投影マッピングする際に、テクスチャ画像１０５ｚを第１画像とし、テクスチャ画像１０５ｘを第２画像として（１）式に基づくアルファブレンド処理を行う。次いでブレンド処理部２４は、投影マッピング処理部２１が背景オブジェクト１０２に対して更にテクスチャ画像１０５ｙを投影マッピングする際に、ブレンドされたテクスチャ画像１０５ｚ及び１０５ｘを第１画像とし、テクスチャ画像１０５ｙを第２画像としてアルファブレンド処理を行う。
【００４２】
ブレンド処理部２４は、ブレンド処理を行うためにアルファ値を取得する。本実施の形態に係る画像処理装置１の処理部１０は、背景オブジェクト１０２を構成する各ポリゴンの法線ベクトルに応じたアルファ値にてブレンド処理部２４がアルファブレンドを行う。このため処理部１０は、二次記憶部１２に記憶された環境マップ画像データ３４を環境マップ画像取得処理部２２にて取得し、環境マップ画像データ３４を用いて環境マッピング処理部２３が環境マッピング処理を行うことによって、各ポリゴンの法線ベクトルに応じたアルファ値を取得している。
【００４３】
図４は、画像処理装置１が行う環境マッピング処理を説明するための模式図である。一般的に環境マッピングは、物体に対する周囲環境の映り込みを表現する場合などに利用される画像処理のアルゴリズムである。映り込みを表現するための環境マッピングでは、物体の周囲環境を環境マップ画像として予め用意しておき、物体を囲む仮想の球体又は立方体等の内面に環境マップ画像を貼り付ける。次いで光線ベクトル又は視線ベクトル等と物体との交点での反射ベクトルを算出し、反射ベクトルと仮想の球体又は立方体等との交点を特定し、交点での環境マップ画像の画素値を物体表面に反映させることで映り込みを表現する。
【００４４】
本実施の形態に係る画像処理装置１が二次記憶部１２に環境マップ画像データ３４として記憶する環境マップ画像２０５は、周囲環境の画像ではなく、各画素にアルファ値が設定されたものである。処理部１０の環境マッピング処理部２３は、光源２０１からの光線ベクトル２０２と、背景オブジェクト１０２との交点を算出する。環境マッピング処理部２３は、算出した交点におけるポリゴンの法線ベクトル２０３に基づいて、光線ベクトル２０２の反射ベクトル２０４を算出する。次いで環境マッピング処理部２３は、反射ベクトル２０４と環境マップ画像２０５との交点の画素を特定し、特定した画素の画素値（アルファ値）を取得する。
【００４５】
環境マッピング処理部２３は、背景オブジェクト１０２表面の各点（貼り付けられるテクスチャ画像の各画素に対応する点）にて反射ベクトル２０４と環境マップ画像２０５との交点のアルファ値を取得し、ブレンド処理部２４へ与える。ブレンド処理部２４は、環境マッピング処理部２３から与えられたアルファ値に応じて、背景オブジェクト１０２表面の各点にて、上記（１）式に基づくテクスチャ画像のアルファブレンドを行う。このときブレンド処理部２４は、既に貼り付けられた（ブレンド処理された）一又は複数のテクスチャ画像を上記（１）式の第１画像とし、新たに貼り付けるテクスチャ画像を第２画像としてブレンド処理を行えばよい。
【００４６】
環境マッピング処理に用いる環境マップ画像２０５は、ゲームの設計者又はデザイナ等が予め作成したものである。図５は、環境マップ画像２０５の一例を示す模式図であり、上段に環境マップ画像２０５の全体図を示し、下段に一部拡大図を示す。環境マップ画像２０５は、各画素に例えば０〜２５５の２５６階調の画素値を設定することができ、各画素の画素値を２５５で除算した値がアルファ値となる。図５においては、環境マップ画像２０５を２５６階調のグレースケールの画像として示してある。
【００４７】
図５に一例として示す環境マップ画像２０５は、左右両端の所定幅部分が黒色であり、且つ、中央の所定幅部分が白色であり、左右の黒色から中央の白色へ、横方向へ徐々に明度が高くなるようグラデーションが施された画像である。（ただし図５においては、黒色から白色へ明度を段階的に変化させた画像を示してあるが、明度を連続的に変化させる画像であってよい。）
【００４８】
また環境マップ画像２０５の横方向への色の変化は、縦方向に関して均一である必要はなく、図５下段に示すように、各色の画素の配置にバラツキを持たせてもよい。このバラツキは、例えば設計者又はデザイナ等の判断に基づくものであってよく、また例えば乱数などに基づいて自動生成するのであってよい。環境マップ画像２０５の色の変化にバラツキを持たせることによって、反射ベクトル２０４に対するアルファ値にバラツキを持たせることができる。これによりブレンド処理部２４はテクスチャ画像のブレンド処理にバラツキを持たせることができ、背景オブジェクト１０２表面に貼り付けられる模様などにノイズ表現を含ませることができる。
【００４９】
図６は、画像処理装置１が行うテクスチャマッピング処理の手順を示すフローチャートであり、処理部１０が画像処理プログラム３１を実行することによって行われる処理である。まず、画像処理装置１の処理部１０は、テクスチャマッピング処理に必要なデータを二次記憶部１２から読みだす処理を行う。詳しくは、処理部１０は、背景オブジェクト１０２に関するデータが含まれる立体オブジェクトデータ３２を二次記憶部１２から読み出して取得する（ステップＳ１）。また処理部１０は、背景オブジェクト１０２に貼り付ける複数のテクスチャ画像１０５ｘ〜１０５ｚが含まれるテクスチャ画像データ３３を二次記憶部１２から読み出して取得する（ステップＳ２）。また処理部１０は、ブレンド係数としてアルファ値が設定された環境マップ画像２０５を含む環境マップ画像データ３４を二次記憶部１２から読み出して取得する（ステップＳ３）。
【００５０】
次いで処理部１０は、変数ｎ＝１の設定を行う（ステップＳ４）。なお変数ｎは、投影マッピング処理部２１による投影マッピングの方向を区別するための変数であり、１≦ｎ≦Ｎである。例えば図３において、変数ｎ＝１の場合をＺ軸方向からの投影マッピングに対応させ、変数ｎ＝２の場合をＸ軸方向からの投影マッピングに対応させ、変数ｎ＝３の場合をＹ軸方向からの投影マッピングに対応させることができる。また定数Ｎは、投影マッピングを行う方向の数であり、図３の例においてＮ＝３である。また変数ｎは、処理部１０内のレジスタ又は一次記憶部１１等の記憶領域に確保される。
【００５１】
次いで処理部１０は、テクスチャマッピングの対象である背景オブジェクト１０２に対して、第ｎ方向から第ｎテクスチャ画像を投影マッピングする処理を投影マッピング処理部２１にて行う（ステップＳ５）。なお第ｎテクスチャ画像は、背景オブジェクト１０２に対して第ｎ方向から投影マッピングを行うために用意された画像である。ただし処理部１０は、投影マッピング処理部２１にて全Ｎ方向から投影マッピング処理を行う場合に、Ｎ個のテクスチャ画像を必要とするわけではない。例えば第ｉテクスチャ画像と、第ｉ＋１テクスチャ画像とが同一のテクスチャ画像であってもよい。
【００５２】
その後、処理部１０は、変数ｎの値に１を加算する（ステップＳ６）。処理部１０は、背景オブジェクト１０２を構成するポリゴンの表面における１つの点（ピクセル）を処理対象の点として決定する（ステップＳ７）。次いで処理部１０は、ステップＳ３にて読み出した環境マップ画像１０５を基に、環境マッピング処理部２３にて環境マッピング処理を行う。これにより処理部１０は、背景オブジェクト１０２の処理対象点に対する光源２０１からの光線ベクトル２０２の反射ベクトル２０４に対応する環境マップ画像２０５の画素に設定されたブレンド係数（アルファ値）を取得する（ステップＳ８）。
【００５３】
次いで処理部１０は、投影マッピング処理部にて第ｎテクスチャ画像を第ｎ方向から背景オブジェクト１０２に投影マッピングする。更に処理部１０は、ステップＳ８にて取得したブレンド係数に応じて、ブレンド処理部２４にて以前のテクスチャ画像（第１テクスチャ画像〜第ｎ−１テクスチャ画像をブレンドした画像）の画素値と、投影マッピングした第ｎテクスチャ画像の画素値とのブレンド（アルファブレンド）を行う（ステップＳ９）。
【００５４】
ブレンド処理の終了後、処理部１０は、背景オブジェクト１０２の全ての点について、第ｎ方向に関するテクスチャマッピング処理を終了したか否かを判定する（ステップＳ１０）。全ての点についてテクスチャマッピング処理を終了していない場合（Ｓ１０：ＮＯ）、処理部１０は、ステップＳ７へ処理を戻し、ステップＳ７〜Ｓ９の処理を繰り返し行う。
【００５５】
また全ての点についてテクスチャマッピング処理を終了した場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、処理部１０は、変数ｎ＝Ｎが成立するか否か（即ち、全方向についてテクスチャマッピング処理を終了したか否か）を判定する（ステップＳ１１）。変数ｎ≠Ｎの場合（Ｓ１１：ＮＯ）、処理部１０は、ステップＳ６へ処理を戻し、ステップＳ６〜Ｓ１０の処理を繰り返し行う。変数ｎ＝Ｎが成立する場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、処理部１０は、テクスチャマッピング処理を終了する。
【００５６】
以上の構成の画像処理装置１は、処理部１０の投影マッピング処理部２１が背景オブジェクト１０２に対して複数方向からテクスチャ画像の投影マッピングを行う。画像処理装置１は、テクスチャマッピングとして投影マッピングを行う構成とすることにより、例えばゲーム内のイベントなどによって背景オブジェクト１０２の形状が変化した場合であっても、貼り付けられる画像に歪みを生じさせることはない。また画像処理装置１は、複数方向から投影マッピングを行う構成とすることにより、背景オブジェクト１０２の表面に対して抜けなくテクスチャ画像を貼り付けることができる。
【００５７】
また、画像処理装置１は、環境マップ画像取得処理部２２が二次記憶部１２から取得した環境マップ画像データ３４に基づいて環境マッピング処理部２３が環境マッピング処理を行うことによって、ブレンド処理部２４が行うブレンド処理に必要なブレンド係数を取得する。画像処理装置１は、環境マッピング処理によってブレンド係数を取得する構成とすることにより、背景オブジェクト１０２表面の法線ベクトルに応じたブレンド係数を取得することができる。また、画像処理装置１は環境マップ画像の各画素の画素値を変更することでブレンド処理の処理結果を変更することが可能な構成であるため、プログラマなどが画像処理プログラム３１を変更することなく、デザイナなどが環境マップ画像を変更して容易にブレンド処理の処理結果を変更することができる。
【００５８】
また画像処理装置１は、環境マッピング処理部２３が光源２０１からの光線ベクトル２０２が背景オブジェクト１０２の表面で反射した反射ベクトル２０４を算出し、反射ベクトル２０４に対応する環境マップ画像２０５の画素を特定し、特定した画素に設定されたブレンド係数（アルファ値）を取得する構成である。これは、視点から視線ベクトルに基づいて環境マッピング処理を行った場合、ゲーム中に視点は移動する可能性があり、視点が移動すると環境マッピング処理の結果が変化してブレンド処理の結果が変化するためである。ただしゲーム中に視点が移動しない場合、環境マッピング処理部２３が視線ベクトルに基づく環境マッピング処理を行う構成としてもよい。また環境マッピング処理部２３は、３次元の仮想空間に不動点を設定し、この不動点から背景オブジェクト１０２へのベクトルに基づいて環境マッピング処理を行う構成であってもよい。
【００５９】
なお本実施の形態においては、画像処理装置１が画像出力部１３から表示装置５へ画像信号を出力することにより、表示装置５に画像を表示する構成としたが、これに限るものではない。画像処理装置１は、液晶パネル又はＰＤＰ等の表示部を搭載し、この表示部に画像を表示する構成であってよい。また画像処理装置１は据置型のゲーム機器としたが、これに限るものではない。画像処理装置１は、携帯型のゲーム機器であってもよく、ゲームプログラムを実行可能な汎用のコンピュータであってもよい。また画像処理装置１は、ゲーム機器以外の装置であってよく、例えば携帯電話器又はスマートフォン等であってよく、また例えばＣＡＤ又はシミュレータ等の３ＤＣＧを表示する装置であってよい。
【００６０】
また画像処理装置１の処理部１０の投影マッピング処理部２１〜ブレンド処理部２４は、画像処理プログラム３１を処理部１０が実行することによってソフトウェア的に実現されるものとしたが、これに限るものではない。画像処理装置１の投影マッピング処理部２１〜ブレンド処理部２４の一部又は全部がハードウェア的に実現されるものであってもよい。また画像処理装置１は、処理部１０がゲーム判定などの処理と画像処理とを行う構成としたが、これに限るものではない。画像処理装置１は、画像処理を行うＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などの画像処理部を処理部１０とは別に備える構成であってよく、この場合には投影マッピング処理部２１〜ブレンド処理部２４は画像処理部内に設けられる。
【００６１】
また画像処理装置１の投影マッピング処理部２１は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の３方向から投影マッピング処理を行う構成としたが、これに限るものではない。投影マッピング処理部２１は、２方向又は４方向以上から投影マッピング処理を行う構成であってよい。また画像処理装置１は、複数方向から投影マッピング処理したテクスチャ画像を、環境マッピング処理にて取得したブレンド係数に基づいてブレンド処理する上述の画像処理を、３次元の仮想空間における背景オブジェクト１０２に対して行う構成としたが、これに限るものではない。画像処理装置１は、上述の画像処理を、キャラクターオブジェクト１０１などその他のオブジェクトに対して行う構成であってもよい。また図５に示した環境マップ画像２０５は一例であってこれに限るものではない。環境マップ画像２０５は、背景オブジェクト１０２の形状、テクスチャ画像の種別、ゲーム内容等の種々の要因に適するように、ゲームのデザイナなどが適宜に作成することができる。
【００６２】
上述の実施の形態に係る画像処理装置１は、背景オブジェクト１０２に対するテクスチャマッピング処理の全てを自らが行う構成であるが、これに限るものではない。テクスチャマッピング処理に必要な投影マッピング処理、環境マッピング処理及びブレンド処理等の画像処理を複数の装置で分散して行う構成としてもよい。以下の変形例では、テクスチャマッピング処理を複数の画像処理装置で分散して行う画像処理システムについて説明する。
【００６３】
（変形例）
図７は、変形例に係る画像処理システムの一構成例を示すブロック図である。変形例に係る画像処理システムは、第１の画像処理装置１ａ及び第２の画像処理装置１ｂを含んで構成されている。第１の画像処理装置１ａは、図１に示した画像処理装置１と略同じ構成であるが、処理部１０内に環境マップ画像取得処理部２２及び環境マッピング処理部２３が設けられない。第１の画像処理装置１ａの処理部１０には、投影マッピング処理部２１及びブレンド処理部２４が設けられる。
【００６４】
第２の画像処理装置１ｂもまた、図１に示した画像処理装置１と略同じ構成であるが、操作部１４及びディスクドライブ１６を備えない構成であってよい。第２の画像処理装置１ｂは、処理部１０内に環境マップ画像取得処理部２２及び環境マッピング処理部２３が設けられ、投影マッピング処理部２１及びブレンド処理部２４は設けられない。第１の画像処理装置１ａ及び第２の画像処理装置１ｂは、それぞれの通信部１５が通信線又はＬＡＮ（Local Area Network）等を介して接続され、相互にデータの送受信を行うことができる。
【００６５】
背景オブジェクト１０２に対するテクスチャマッピングを行う場合、第１の画像処理装置１ａは、投影マッピング処理部２１及びブレンド処理部２４にて、複数方向からのテクスチャ画像の投影マッピング及び複数のテクスチャ画像のブレンド処理を行う。また第２の画像処理装置１ｂは、環境マップ画像取得処理部２２及び環境マッピング処理部２３にて、環境マッピング処理を行うことによりブレンド係数（アルファ値）を取得する処理を行う。第２の画像処理装置１ｂは、環境マッピング処理により取得したアルファ値を、通信部１５を介して第１の画像処理装置１ａへ送信する。第１の画像処理装置１ａは、第２の画像処理装置１ｂからアルファ値を受信し、受信したアルファ値を用いてブレンド処理部２４によるブレンド処理を行う。
【００６６】
なお画像処理プログラム３１、立体オブジェクトデータ３２、テクスチャ画像データ３３及び環境マップ画像データ３４等の情報は、第１の画像処理装置１ａの二次記憶部１２又は第２の画像処理装置１ｂの二次記憶部１２のいずれに記憶されていてもよい。例えばこれらの情報を第１の画像処理装置１ａの二次記憶部１２に全て記憶しておく場合、第１の画像処理装置１ａが通信部１５にて必要な情報を第２の画像処理装置１ｂへ送信する。
【００６７】
以上のように、テクスチャマッピングに係る処理を複数の画像処理装置１ａ、１ｂが分散して行う構成とすることにより、例えば投影マッピング処理と環境マッピング処理とを並列して行うことができ、テクスチャマッピングの処理時間を短縮することができる。なお、図７に示した画像処理システムは、第１の画像処理装置１ａが投影マッピング処理及びブレンド処理を行い、第２の画像処理装置１ｂが環境マッピング処理を行う構成であるが、これに限るものではない。例えば第１の画像処理装置１ａがブレンド処理を行い、第２の画像処理装置１ｂが投影マッピング処理及び環境マッピング処理を行うなど、その他の構成であってもよい。また３つの画像処理装置を含む画像処理システムとしてもよく、この場合には投影マッピング処理、環境マッピング処理及びブレンド処理をそれぞれ異なる画像処理装置が行う構成とすることができる。
【符号の説明】
【００６８】
１、１ａ、１ｂ 画像処理装置
５ 表示装置
９ 記録媒体
１０ 処理部（テクスチャマッピング手段）
１１ 一次記憶部
１２ 二次記憶部
１５ 通信部
２１ 投影マッピング処理部（所定方向投影マッピング手段、異方向投影マッピング手段）
２２ 環境マップ画像取得処理部（環境マップ画像取得手段）
２３ 環境マッピング処理部（マッピング手段）
２４ ブレンド処理部（合成手段）
３１ 画像処理プログラム
３２ 立体オブジェクトデータ
３３ テクスチャ画像データ
３４ 環境マップ画像データ
１０１ キャラクターオブジェクト
１０２ 背景オブジェクト
１０５ｘ〜１０５ｚ テクスチャ画像
２０１ 光源
２０２ 光線ベクトル
２０３ 法線ベクトル
２０４ 反射ベクトル
２０５ 環境マップ画像
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元コンピュータグラフィックスに関する画像処理を行う画像処理方法、画像処理プログラム、画像処理装置及び画像処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、３次元コンピュータグラフィックス（以下、３ＤＣＧという）は、例えばコンピュータゲーム、映画及びＣＡＤ（Computer Aided Design）システム等に広く利用されている。近年の３ＤＣＧでは、複数の多角形面（ポリゴン）の組み合わせで表現された立体オブジェクトに対して、予め用意された画像（テクスチャ）を表面に張り付けることにより立体オブジェクトの表面質感を向上させる画像処理が行われる。この画像処理は、テクスチャマッピングと呼ばれている。
【０００３】
特許文献１には、テクスチャマッピングとしてＵＶマッピングを行う画像処理装置が記載されている。特許文献１の画像処理装置は、参照アドレス生成部がシェーダからＵＶ座標を受け取ってテクスチャを参照するための参照アドレスに変換し、参照アドレスに基づいてテクスチャメモリに格納されたテクスチャマップを参照する。画像処理装置は、参照した値を補間部へ供給し、補間部がテクスチャマッピング処理を行って、ピクセルのＵＶ座標値に対応したカラー値を生成してシェーダへ供給する。また特許文献１の画像処理装置は、参照アドレスに基づいて命令マップを参照し、参照した命令を実行するための制御信号をシェーダへ与えることによって、ピクセル毎に異なる命令をシェーダに実行させることを可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１４６７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
テクスチャマッピングの一手法として広く利用されているＵＶマッピングは、テクスチャの貼り付け対象である立体オブジェクトの３次元座標とテクスチャ画像の２次元座標（ＵＶ座標）とを対応付けることで貼り付けを行うものである。この対応付けは立体オブジェクトが変形しても維持されるため、立体オブジェクトを変形させた場合に貼り付けられたテクスチャに歪みが生じる。例えば立体モデルを構成する一のポリゴンのサイズが一方向へ拡大された場合、このポリゴンに貼り付けられていたテクスチャはポリゴンの拡大方向に引き伸ばされ、歪んだ画像となる。
【０００６】
また、テクスチャマッピングの他の手法として、投影マッピング、ラップマッピング、ソリッドテクスチャマッピング、バンプマッピング、環境マッピング、変位マッピング及び透明度マッピング等の種々のアルゴリズムが利用されている。
【０００７】
本発明の目的とするところは、優れた美観の３次元画像表示を可能とするテクスチャマッピング処理を実現する画像処理方法、画像処理プログラム、画像処理装置及び画像処理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る画像処理方法は、複数面で構成された立体オブジェクトにテクスチャ画像を貼り付ける画像処理方法であって、複数の画素で構成されており、各画素に複数のテクスチャ画像の合成に用いる合成係数が設定された環境マップ画像を取得する環境マップ画像取得ステップと、該環境マップ画像取得ステップにて取得した環境マップ画像を用いた前記立体オブジェクトに対する環境マッピング処理に基づき、前記立体オブジェクト表面に張り付けられるテクスチャ画像の各画素に対応する前記環境マップ画像における画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を取得するマッピングステップと、前記立体オブジェクトに対して複数のテクスチャ画像を貼り付ける貼付ステップと、前記マッピングステップにて取得した合成係数に応じて、前記立体オブジェクト表面に張り付けられた複数のテクスチャ画像を合成する合成ステップとを含むことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る画像処理方法は、前記貼付ステップにおける複数のテクスチャ画像の貼り付けは、異なる複数の投影方向での投影マッピングにより行うことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る画像処理方法は、複数面で構成された立体オブジェクトにテクスチャ画像を貼り付ける画像処理方法であって、前記立体オブジェクトに対して所定方向からテクスチャ画像を投影マッピングする所定方向投影マッピングステップと、複数の画素で構成されており、各画素に複数のテクスチャ画像の合成に用いる合成係数が設定された環境マップ画像を取得する環境マップ画像取得ステップと、該環境マップ画像取得ステップにて取得した環境マップ画像を用いた前記立体オブジェクトに対する環境マッピング処理に基づき、前記立体オブジェクト表面に張り付けられるテクスチャ画像の各画素に対応する前記環境マップ画像における画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を取得するマッピングステップと、前記立体オブジェクトに対して、投影マッピング済みのテクスチャ画像の投影方向とは異なる方向から、テクスチャ画像を投影マッピングする異方向投影マッピングステップと、前記マッピングステップにて取得した合成係数に応じて、前記投影マッピング済みのテクスチャ画像及び前記異なる方向から投影マッピングしたテクスチャ画像を合成する合成ステップとを含み、前記マッピングステップ、前記異方向投影マッピングステップ及び前記合成ステップを反復して行い、前記立体オブジェクトに対して複数方向からテクスチャ画像を貼り付けることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る画像処理方法は、前記環境マップ画像には、前記合成係数としてアルファ値が設定されており、前記合成ステップでは、複数のテクスチャ画像の各画素値をアルファブレンドにより合成することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る画像処理方法は、前記環境マッピング処理では、光源から前記立体オブジェクト表面への光線ベクトルに対する反射ベクトルを算出し、算出した反射ベクトルに対応する前記環境マップ画像の画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を前記環境マップ画像から取得することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る画像処理方法は、前記立体オブジェクトが、移動体及び背景を含む仮想空間の前記背景を構成する立体オブジェクトであることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る画像処理プログラムは、コンピュータに、複数面で構成された立体オブジェクトにテクスチャ画像を貼り付けさせる画像処理プログラムであって、コンピュータを、複数の画素で構成されており、各画素に複数のテクスチャ画像の合成に用いる合成係数が設定された環境マップ画像を取得する環境マップ画像取得手段と、該環境マップ画像取得手段が取得した環境マップ画像を用いた前記立体オブジェクトに対する環境マッピング処理に基づき、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられるテクスチャ画像の各画素に対応する前記環境マップ画像における画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を取得するマッピング手段と、前記立体オブジェクトに対して複数のテクスチャ画像を貼り付ける貼付手段と、前記マッピング手段が取得した合成係数に応じて、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられた複数のテクスチャ画像を合成する合成手段として動作させることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る画像処理プログラムは、コンピュータに、複数面で構成された立体オブジェクトにテクスチャ画像を貼り付けさせる画像処理プログラムであって、コンピュータを、前記立体オブジェクトに対して所定方向からテクスチャ画像を投影マッピングする所定方向投影マッピング手段と、複数の画素で構成されており、各画素に複数のテクスチャ画像の合成に用いる合成係数が設定された環境マップ画像を取得する環境マップ画像取得手段と、該環境マップ画像取得手段が取得した環境マップ画像を用いた前記立体オブジェクトに対する環境マッピング処理に基づき、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられるテクスチャ画像の各画素に対応する前記環境マップ画像における画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を取得するマッピング手段と、前記立体オブジェクトに対して、投影マッピング済みのテクスチャ画像の投影方向とは異なる方向から、テクスチャ画像を投影マッピングする異方向投影マッピング手段と、前記マッピング手段が取得した合成係数に応じて、前記投影マッピング済みのテクスチャ画像及び前記異なる方向から投影マッピングしたテクスチャ画像を合成する合成手段として動作させ、コンピュータに、前記マッピング手段による合成係数の取得、前記異方向投影マッピング手段によるテクスチャ画像の投影マッピング、及び、前記合成手段によるテクスチャ画像の合成を反復して行わせ、前記立体オブジェクトに対する複数方向からのテクスチャ画像の貼り付けを実行させることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る画像処理装置は、複数面で構成された立体オブジェクトにテクスチャ画像を貼り付ける処理を行う画像処理装置であって、複数の画素で構成されており、各画素に複数のテクスチャ画像の合成に用いる合成係数が設定された環境マップ画像を取得する環境マップ画像取得手段と、該環境マップ画像取得手段が取得した環境マップ画像を用いた前記立体オブジェクトに対する環境マッピング処理に基づき、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられるテクスチャ画像の各画素に対応する前記環境マップ画像における画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を取得するマッピング手段と、前記立体オブジェクトに対して複数のテクスチャ画像を貼り付ける貼付手段と、前記マッピング手段が取得した合成係数に応じて、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられた複数のテクスチャ画像を合成する合成手段とを備えることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る画像処理装置は、複数面で構成された立体オブジェクトにテクスチャ画像を貼り付ける処理を行う画像処理装置であって、前記立体オブジェクトに対して所定方向からテクスチャ画像を投影マッピングする所定方向投影マッピング手段と、複数の画素で構成されており、各画素に複数のテクスチャ画像の合成に用いる合成係数が設定された環境マップ画像を取得する環境マップ画像取得手段と、該環境マップ画像取得手段が取得した環境マップ画像を用いた前記立体オブジェクトに対する環境マッピング処理に基づき、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられるテクスチャ画像の各画素に対応する前記環境マップ画像における画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を取得するマッピング手段と、前記立体オブジェクトに対して、投影マッピング済みのテクスチャ画像の投影方向とは異なる方向から、テクスチャ画像を投影マッピングする異方向投影マッピング手段と、前記マッピング手段が取得した合成係数に応じて、前記投影マッピング済みのテクスチャ画像及び前記異なる方向から投影マッピングしたテクスチャ画像を合成する合成手段と、前記マッピング手段による合成係数の取得、前記異方向投影マッピング手段によるテクスチャ画像の投影マッピング、及び、前記合成手段によるテクスチャ画像の合成を反復して行い、前記立体オブジェクトに対して複数方向からテクスチャ画像を貼り付けるテクスチャマッピング手段とを備えることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る画像処理システムは、複数面で構成された立体オブジェクトにテクスチャ画像を貼り付ける処理を行う画像処理システムであって、複数の画素で構成されており、各画素に複数のテクスチャ画像の合成に用いる合成係数が設定された環境マップ画像を取得する環境マップ画像取得手段と、該環境マップ画像取得手段が取得した環境マップ画像を用いた前記立体オブジェクトに対する環境マッピング処理に基づき、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられるテクスチャ画像の各画素に対応する前記環境マップ画像における画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を取得するマッピング手段と、前記立体オブジェクトに対して複数のテクスチャ画像を貼り付ける貼付手段と、前記マッピング手段が取得した合成係数に応じて、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられた複数のテクスチャ画像を合成する合成手段とを備えることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る画像処理システムは、複数面で構成された立体オブジェクトにテクスチャ画像を貼り付ける処理を行う画像処理システムであって、前記立体オブジェクトに対して所定方向からテクスチャ画像を投影マッピングする所定方向投影マッピング手段と、複数の画素で構成されており、各画素に複数のテクスチャ画像の合成に用いる合成係数が設定された環境マップ画像を取得する環境マップ画像取得手段と、該環境マップ画像取得手段が取得した環境マップ画像を用いた前記立体オブジェクトに対する環境マッピング処理に基づき、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられるテクスチャ画像の各画素に対応する前記環境マップ画像における画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を取得するマッピング手段と、前記立体オブジェクトに対して、投影マッピング済みのテクスチャ画像の投影方向とは異なる方向から、テクスチャ画像を投影マッピングする異方向投影マッピング手段と、前記マッピング手段が取得した合成係数に応じて、前記投影マッピング済みのテクスチャ画像及び前記異なる方向から投影マッピングしたテクスチャ画像を合成する合成手段と、前記マッピング手段による合成係数の取得、前記異方向投影マッピング手段によるテクスチャ画像の投影マッピング、及び、前記合成手段によるテクスチャ画像の合成を反復して行い、前記立体オブジェクトに対して複数方向からテクスチャ画像を貼り付けるテクスチャマッピング手段とを備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明においては、環境マップ画像に周囲の風景などの画像データを設定するのではなく、複数のテクスチャ画像を合成（ブレンド）する場合に必要な合成係数（ブレンド係数）を環境マップ画像の各画素に設定しておく。この環境マップ画像を用いて環境マッピング処理を行うことにより、立体オブジェクト表面での反射方向に対応したブレンド係数が取得でき、このブレンド係数を用いて複数のテクスチャ画像をブレンドすることができる。
【００２１】
また本発明においては、立体オブジェクトに対して複数のテクスチャ画像を投影マッピングする。投影マッピングは、立体オブジェクトが存在する座標系上にテクスチャ画像を配し、このテクスチャ画像を立体オブジェクトへ向けて投影することにより、テクスチャ画像の貼り付けを行う手法である。このため投影マッピングでは、立体オブジェクトの形状が変化した場合であっても、貼り付けられるテクスチャ画像に歪みが生じることはない。
【００２２】
一般的に環境マッピング処理では、光源からの光線、視点（カメラ）からの視線、又は、光線及び視線を合成したベクトル等が立体オブジェクト表面で反射した反射ベクトルを算出し、この反射ベクトルに対応する環境マップ画像の画素を特定し、特定した画素の画素値を環境マップ画像から取得する。本発明では、光源からの光線に基づく環境マッピング処理を行って環境マップ画像からブレンド係数を取得する。これは、視点はその位置が変化する可能性があり、視点が移動すると環境マッピング処理によって取得されるブレンド係数が変化し、ブレンド処理の結果が変化するためである。これに対して光源はその位置が変化する可能性は低く、視点が移動してもブレンド処理の結果が変化することはない。
【００２３】
また本発明においては、環境マップ画像の画素値にブレンド係数としてアルファ値を設定しておく。この環境マップ画像を用いて環境マッピング処理を行うことにより、立体オブジェクト表面の法線方向に対応したアルファ値が取得し、複数のテクスチャ画像をアルファブレンドすることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明による場合は、環境マッピング処理に基づきブレンド係数を取得して複数のテクスチャ画像のブレンド処理を行うことによって、ブレンド処理を容易に実現できる。また立体オブジェクトに対して異なる複数の方向からテクスチャ画像を投影マッピングすることによって、立体オブジェクトの形状が変化した場合であっても、貼り付けられるテクスチャ画像には歪みが生じることはない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】画像処理装置が表示装置に表示させる３次元画像の一例を示す模式図である。
【図３】画像処理装置が行う投影マッピング処理を説明するための模式図である。
【図４】画像処理装置が行う環境マッピング処理を説明するための模式図である。
【図５】環境マップ画像の一例を示す模式図である。
【図６】画像処理装置が行うテクスチャマッピング処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】変形例に係る画像処理システムの一構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。図において１は、画像処理装置であり、例えば据置型のゲーム機器として実現されるものである。画像処理装置１は、液晶ディスプレイ又はＰＤＰ（Plasma Display Panel）等の表示装置５に映像信号用のケーブルを介して接続され、デジタル又はアナログの画像信号を出力する。表示装置５は、画像処理装置１から与えられた画像信号に基づいて３次元画像を含む種々の画像処理を行う。
【００２７】
画像処理装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の演算処理装置を用いて構成される処理部１０を備えている。処理部１０は、二次記憶部１２に予め記憶されたゲームプログラム（図示は省略する）を一次記憶部１１に読み出して実行することにより、ゲーム機器として機能するための各種の演算処理（例えば、ユーザの操作部１４に対する操作を判定する処理及び操作内容に応じて表示装置５に表示する画像を更新する処理等）を行う。また本実施の形態の画像処理装置１は３ＤＣＧの画像処理機能を備えており、処理部１０は、二次記憶部１２に予め記憶された画像処理プログラム３１を実行することにより、３ＤＣＧに関する画像処理を行い、処理済みの画像を画像出力部１３から出力することによって表示装置５での画像表示を行う。
【００２８】
画像処理装置１の一次記憶部１１は、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）又はＤＲＡＭ（DynamicRandom Access Memory）等のメモリ素子を用いて構成されている。一次記憶部１１は、処理部１０が行う処理に必要な各種のプログラム及びデータが二次記憶部１２から読みだされて記憶されると共に、処理部１０の演算処理に伴って生成される各種のデータが一時的に記憶される。
【００２９】
画像処理装置１の二次記憶部１２は、ハードディスク又はフラッシュメモリ等の（一次記憶部１１と比較して）大容量の不揮発性記憶装置を用いて構成されている。二次記憶部１２は、通信部１５が外部のサーバ装置（図示は省略する）などからダウンロードしたプログラム及びデータ、並びに、ディスクドライブ１６が記録媒体９から読み出したプログラム及びデータ等が予め記憶（インストール）されている。
【００３０】
画像処理装置１の画像出力部１３は、処理部１０にて画像処理された画像のデータを、処理部１０の指示に従って一次記憶部１１から読み出し、読み出した画像データを所定形式の画像信号に変換して表示装置５へ出力する。また画像処理装置１の操作部１４は、画像処理装置１の装置本体に設けられたスイッチの他に、有線又は無線で接続されたゲームのコントローラを含み、ユーザによる操作を受け付けて処理部１０へ通知する。
【００３１】
画像処理装置１の通信部１５は、有線若しくは無線のＬＡＮ（Local Area Network）、又は、公衆の携帯電話回線網等を介して、外部の装置との間でデータの送受信を行う。画像処理装置１が通信機能を備えることによって、ユーザは、外部のサーバ装置からゲームプログラム（画像処理プログラム３１及び種々のデータを含む）をダウンロードして二次記憶部１２に記憶することができる。またユーザは、通信部１５による通信機能を利用して、遠隔地の他のユーザと同一のゲームを協力して又は対戦して遊ぶことができる。
【００３２】
画像処理装置１のディスクドライブ１６は、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）又はブルーレイディスク等の光ディスク型の記録媒体９が着脱可能に構成されている。ディスクドライブ１６は、装着された記録媒体９に記録されたゲームプログラム（画像処理プログラム３１及び種々のデータを含む）を読み出して二次記憶部１２に記憶する。なおディスクドライブ１６に記録されたゲームプログラムを予め二次記憶部１２に記憶しておくのではなく、処理部１０がディスクドライブ１６に装着された記録媒体９から直接的にゲームプログラムを一次記憶部１１へ読み出して実行してもよい。
【００３３】
上述のように画像処理装置１は、処理部１０にて画像処理プログラム３１を実行することによって、３ＤＣＧに関する種々の画像処理を行う。図１のブロック図には、３ＤＣＧのテクスチャマッピング処理に関する４つのブロックを処理部１０内に記載してある。これら４つのブロックは、処理部１０が画像処理プログラムを実行することによって実現されるソフトウェア的な機能ブロックである。また二次記憶部１２には、テクスチャマッピング処理に用いるデータとして、立体オブジェクトデータ３２、テクスチャ画像データ３３及び環境マップ画像データ３４の３種のデータを記載してある。これらのデータは、ゲームプログラムと共に記録媒体９などから二次記憶部１２へインストールされる。
【００３４】
次に、本実施の形態に係る画像処理装置１が行うテクスチャマッピング処理について説明する。図２は、画像処理装置１が表示装置５に表示させる３次元画像の一例を示す模式図である。図示の例は、岩などの背景オブジェクト１０２が多数配された背景に対して、ユーザが操作部１４を利用して操作する（移動させる）ことが可能なキャラクターオブジェクト１０１が配置された３次元の仮想空間である。画像処理装置１は、この３次元の仮想空間を特定の視点から視認した２次元画像を処理部１０にて生成し、画像出力部１３から画像信号として出力することで、表示装置５に画像を表示させる。
【００３５】
３次元仮想空間に配置されるキャラクターオブジェクト１０１及び背景オブジェクト１０２等の立体オブジェクトは、多数のポリゴンの組み合わせで表現されるものであり、立体オブジェクトの表面（ポリゴンの表面）にはテクスチャ画像が貼り付けられている。画像処理装置１は、立体オブジェクトに係る情報（例えば、ポリゴンの頂点座標など）を、立体オブジェクトデータ３２として二次記憶部１２に記憶している。また画像処理装置１は、立体オブジェクトに貼り付けるテクスチャ画像の情報を、テクスチャ画像データ３３として二次記憶部１２に記憶している。
【００３６】
画像処理装置１の処理部１０は、キャラクターオブジェクト１０１の表面にテクスチャ画像を貼り付ける処理を、例えばＵＶマッピングのアルゴリズムにて行う（ただし、別のアルゴリズムで行ってもよい）。ＵＶマッピングは、キャラクターオブジェクト１０１の３次元座標（ＸＹＺ）と、テクスチャ画像の２次元座標（ＵＶ）との対応付けを行うことによって、テクスチャ画像の所定範囲を立体オブジェクトの所定ポリゴンに貼り付けるアルゴリズムである。
【００３７】
また、処理部１０は、背景オブジェクト１０２に対するテクスチャ画像の貼り付けを、投影マッピングのアルゴリズムにて行う。図３は、画像処理装置１が行う投影マッピング処理を説明するための模式図である。投影マッピングは、２次元のテクスチャ画像を立体オブジェクトの表面に平行投影して貼り付けるアルゴリズムであり、従来は３次元座標におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向又はＺ軸方向のいずれか１つの座標軸に対して平行に投影が行われる。これに対して本実施の形態に係る画像処理装置１の処理部１０は、背景オブジェクト１０２に対して、３次元座標におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の３方向からそれぞれテクスチャ画像を投影マッピングする処理を投影マッピング処理部２１にて行う。
【００３８】
例えば処理部１０の投影マッピング処理部２１は、まずＸＹ平面に平行に配したテクスチャ画像１０５ｚを、Ｚ軸方向へ背景オブジェクト１０２に対して投影マッピングする。次いで投影マッピング処理部２１は、ＹＺ平面に平行に配したテクスチャ画像１０５ｘを、Ｘ軸方向へ背景オブジェクト１０２に対して投影マッピングする。更に投影マッピング処理部２１は、ＺＸ平面に平行に配したテクスチャ画像１０５ｙを、Ｙ軸方向へ背景オブジェクト１０２に対して投影マッピングする。なお、複数のテクスチャ画像１０５ｘ〜１０５ｚは、同じ画像であってもよく、異なる画像であってもよい。
【００３９】
このように複数のテクスチャ画像を１つの背景オブジェクト１０２へ投影マッピングした場合、背景オブジェクト１０２の表面において複数のテクスチャ画像が重なって投影される箇所が存在する。そこで処理部１０は、テクスチャ画像が重なる箇所について、複数のテクスチャ画像をブレンドする処理をブレンド処理部２４にて行う。本実施の形態において処理部１０のブレンド処理部２４は、ブレンド処理としてアルファブレンドのアルゴリズムを用いる（ただしアルファブレンドは一例であり、ブレンド処理部２４が他のアルゴリズムによるブレンド処理を行う構成であってもよい）。
【００４０】
アルファブレンドは、透過率を表す係数（アルファ値）に基づいて２つの画像を合成するアルゴリズムであり、下記の（１）式による演算を画像の各画素について行う。なお（１）式において、ａを第１画像の画素値とし、ｂを第２画像の画素値とし、ｃを合成後の画像の画素値とし、αをアルファ値とする。ただし、０≦α≦１である。
ｃ＝ａ×（１−α）＋ｂ×α …（１）
【００４１】
例えば処理部１０のブレンド処理部２４は、テクスチャ画像１０５ｚが貼り付けられた背景オブジェクト１０２に対して投影マッピング処理部２１がテクスチャ画像１０５ｘを投影マッピングする際に、テクスチャ画像１０５ｚを第１画像とし、テクスチャ画像１０５ｘを第２画像として（１）式に基づくアルファブレンド処理を行う。次いでブレンド処理部２４は、投影マッピング処理部２１が背景オブジェクト１０２に対して更にテクスチャ画像１０５ｙを投影マッピングする際に、ブレンドされたテクスチャ画像１０５ｚ及び１０５ｘを第１画像とし、テクスチャ画像１０５ｙを第２画像としてアルファブレンド処理を行う。
【００４２】
ブレンド処理部２４は、ブレンド処理を行うためにアルファ値を取得する。本実施の形態に係る画像処理装置１の処理部１０は、背景オブジェクト１０２を構成する各ポリゴンの法線ベクトルに応じたアルファ値にてブレンド処理部２４がアルファブレンドを行う。このため処理部１０は、二次記憶部１２に記憶された環境マップ画像データ３４を環境マップ画像取得処理部２２にて取得し、環境マップ画像データ３４を用いて環境マッピング処理部２３が環境マッピング処理を行うことによって、各ポリゴンの法線ベクトルに応じたアルファ値を取得している。
【００４３】
図４は、画像処理装置１が行う環境マッピング処理を説明するための模式図である。一般的に環境マッピングは、物体に対する周囲環境の映り込みを表現する場合などに利用される画像処理のアルゴリズムである。映り込みを表現するための環境マッピングでは、物体の周囲環境を環境マップ画像として予め用意しておき、物体を囲む仮想の球体又は立方体等の内面に環境マップ画像を貼り付ける。次いで光線ベクトル又は視線ベクトル等と物体との交点での反射ベクトルを算出し、反射ベクトルと仮想の球体又は立方体等との交点を特定し、交点での環境マップ画像の画素値を物体表面に反映させることで映り込みを表現する。
【００４４】
本実施の形態に係る画像処理装置１が二次記憶部１２に環境マップ画像データ３４として記憶する環境マップ画像２０５は、周囲環境の画像ではなく、各画素にアルファ値が設定されたものである。処理部１０の環境マッピング処理部２３は、光源２０１からの光線ベクトル２０２と、背景オブジェクト１０２との交点を算出する。環境マッピング処理部２３は、算出した交点におけるポリゴンの法線ベクトル２０３に基づいて、光線ベクトル２０２の反射ベクトル２０４を算出する。次いで環境マッピング処理部２３は、反射ベクトル２０４と環境マップ画像２０５との交点の画素を特定し、特定した画素の画素値（アルファ値）を取得する。
【００４５】
環境マッピング処理部２３は、背景オブジェクト１０２表面の各点（貼り付けられるテクスチャ画像の各画素に対応する点）にて反射ベクトル２０４と環境マップ画像２０５との交点のアルファ値を取得し、ブレンド処理部２４へ与える。ブレンド処理部２４は、環境マッピング処理部２３から与えられたアルファ値に応じて、背景オブジェクト１０２表面の各点にて、上記（１）式に基づくテクスチャ画像のアルファブレンドを行う。このときブレンド処理部２４は、既に貼り付けられた（ブレンド処理された）一又は複数のテクスチャ画像を上記（１）式の第１画像とし、新たに貼り付けるテクスチャ画像を第２画像としてブレンド処理を行えばよい。
【００４６】
環境マッピング処理に用いる環境マップ画像２０５は、ゲームの設計者又はデザイナ等が予め作成したものである。図５は、環境マップ画像２０５の一例を示す模式図であり、上段に環境マップ画像２０５の全体図を示し、下段に一部拡大図を示す。環境マップ画像２０５は、各画素に例えば０〜２５５の２５６階調の画素値を設定することができ、各画素の画素値を２５５で除算した値がアルファ値となる。図５においては、環境マップ画像２０５を２５６階調のグレースケールの画像として示してある。
【００４７】
図５に一例として示す環境マップ画像２０５は、左右両端の所定幅部分が黒色であり、且つ、中央の所定幅部分が白色であり、左右の黒色から中央の白色へ、横方向へ徐々に明度が高くなるようグラデーションが施された画像である。（ただし図５においては、黒色から白色へ明度を段階的に変化させた画像を示してあるが、明度を連続的に変化させる画像であってよい。）
【００４８】
また環境マップ画像２０５の横方向への色の変化は、縦方向に関して均一である必要はなく、図５下段に示すように、各色の画素の配置にバラツキを持たせてもよい。このバラツキは、例えば設計者又はデザイナ等の判断に基づくものであってよく、また例えば乱数などに基づいて自動生成するのであってよい。環境マップ画像２０５の色の変化にバラツキを持たせることによって、反射ベクトル２０４に対するアルファ値にバラツキを持たせることができる。これによりブレンド処理部２４はテクスチャ画像のブレンド処理にバラツキを持たせることができ、背景オブジェクト１０２表面に貼り付けられる模様などにノイズ表現を含ませることができる。
【００４９】
図６は、画像処理装置１が行うテクスチャマッピング処理の手順を示すフローチャートであり、処理部１０が画像処理プログラム３１を実行することによって行われる処理である。まず、画像処理装置１の処理部１０は、テクスチャマッピング処理に必要なデータを二次記憶部１２から読みだす処理を行う。詳しくは、処理部１０は、背景オブジェクト１０２に関するデータが含まれる立体オブジェクトデータ３２を二次記憶部１２から読み出して取得する（ステップＳ１）。また処理部１０は、背景オブジェクト１０２に貼り付ける複数のテクスチャ画像１０５ｘ〜１０５ｚが含まれるテクスチャ画像データ３３を二次記憶部１２から読み出して取得する（ステップＳ２）。また処理部１０は、ブレンド係数としてアルファ値が設定された環境マップ画像２０５を含む環境マップ画像データ３４を二次記憶部１２から読み出して取得する（ステップＳ３）。
【００５０】
次いで処理部１０は、変数ｎ＝１の設定を行う（ステップＳ４）。なお変数ｎは、投影マッピング処理部２１による投影マッピングの方向を区別するための変数であり、１≦ｎ≦Ｎである。例えば図３において、変数ｎ＝１の場合をＺ軸方向からの投影マッピングに対応させ、変数ｎ＝２の場合をＸ軸方向からの投影マッピングに対応させ、変数ｎ＝３の場合をＹ軸方向からの投影マッピングに対応させることができる。また定数Ｎは、投影マッピングを行う方向の数であり、図３の例においてＮ＝３である。また変数ｎは、処理部１０内のレジスタ又は一次記憶部１１等の記憶領域に確保される。
【００５１】
次いで処理部１０は、テクスチャマッピングの対象である背景オブジェクト１０２に対して、第ｎ方向から第ｎテクスチャ画像を投影マッピングする処理を投影マッピング処理部２１にて行う（ステップＳ５）。なお第ｎテクスチャ画像は、背景オブジェクト１０２に対して第ｎ方向から投影マッピングを行うために用意された画像である。ただし処理部１０は、投影マッピング処理部２１にて全Ｎ方向から投影マッピング処理を行う場合に、Ｎ個のテクスチャ画像を必要とするわけではない。例えば第ｉテクスチャ画像と、第ｉ＋１テクスチャ画像とが同一のテクスチャ画像であってもよい。
【００５２】
その後、処理部１０は、変数ｎの値に１を加算する（ステップＳ６）。処理部１０は、背景オブジェクト１０２を構成するポリゴンの表面における１つの点（ピクセル）を処理対象の点として決定する（ステップＳ７）。次いで処理部１０は、ステップＳ３にて読み出した環境マップ画像１０５を基に、環境マッピング処理部２３にて環境マッピング処理を行う。これにより処理部１０は、背景オブジェクト１０２の処理対象点に対する光源２０１からの光線ベクトル２０２の反射ベクトル２０４に対応する環境マップ画像２０５の画素に設定されたブレンド係数（アルファ値）を取得する（ステップＳ８）。
【００５３】
次いで処理部１０は、投影マッピング処理部にて第ｎテクスチャ画像を第ｎ方向から背景オブジェクト１０２に投影マッピングする。更に処理部１０は、ステップＳ８にて取得したブレンド係数に応じて、ブレンド処理部２４にて以前のテクスチャ画像（第１テクスチャ画像〜第ｎ−１テクスチャ画像をブレンドした画像）の画素値と、投影マッピングした第ｎテクスチャ画像の画素値とのブレンド（アルファブレンド）を行う（ステップＳ９）。
【００５４】
ブレンド処理の終了後、処理部１０は、背景オブジェクト１０２の全ての点について、第ｎ方向に関するテクスチャマッピング処理を終了したか否かを判定する（ステップＳ１０）。全ての点についてテクスチャマッピング処理を終了していない場合（Ｓ１０：ＮＯ）、処理部１０は、ステップＳ７へ処理を戻し、ステップＳ７〜Ｓ９の処理を繰り返し行う。
【００５５】
また全ての点についてテクスチャマッピング処理を終了した場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、処理部１０は、変数ｎ＝Ｎが成立するか否か（即ち、全方向についてテクスチャマッピング処理を終了したか否か）を判定する（ステップＳ１１）。変数ｎ≠Ｎの場合（Ｓ１１：ＮＯ）、処理部１０は、ステップＳ６へ処理を戻し、ステップＳ６〜Ｓ１０の処理を繰り返し行う。変数ｎ＝Ｎが成立する場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、処理部１０は、テクスチャマッピング処理を終了する。
【００５６】
以上の構成の画像処理装置１は、処理部１０の投影マッピング処理部２１が背景オブジェクト１０２に対して複数方向からテクスチャ画像の投影マッピングを行う。画像処理装置１は、テクスチャマッピングとして投影マッピングを行う構成とすることにより、例えばゲーム内のイベントなどによって背景オブジェクト１０２の形状が変化した場合であっても、貼り付けられる画像に歪みを生じさせることはない。また画像処理装置１は、複数方向から投影マッピングを行う構成とすることにより、背景オブジェクト１０２の表面に対して抜けなくテクスチャ画像を貼り付けることができる。
【００５７】
また、画像処理装置１は、環境マップ画像取得処理部２２が二次記憶部１２から取得した環境マップ画像データ３４に基づいて環境マッピング処理部２３が環境マッピング処理を行うことによって、ブレンド処理部２４が行うブレンド処理に必要なブレンド係数を取得する。画像処理装置１は、環境マッピング処理によってブレンド係数を取得する構成とすることにより、背景オブジェクト１０２表面の法線ベクトルに応じたブレンド係数を取得することができる。また、画像処理装置１は環境マップ画像の各画素の画素値を変更することでブレンド処理の処理結果を変更することが可能な構成であるため、プログラマなどが画像処理プログラム３１を変更することなく、デザイナなどが環境マップ画像を変更して容易にブレンド処理の処理結果を変更することができる。
【００５８】
また画像処理装置１は、環境マッピング処理部２３が光源２０１からの光線ベクトル２０２が背景オブジェクト１０２の表面で反射した反射ベクトル２０４を算出し、反射ベクトル２０４に対応する環境マップ画像２０５の画素を特定し、特定した画素に設定されたブレンド係数（アルファ値）を取得する構成である。これは、視点から視線ベクトルに基づいて環境マッピング処理を行った場合、ゲーム中に視点は移動する可能性があり、視点が移動すると環境マッピング処理の結果が変化してブレンド処理の結果が変化するためである。ただしゲーム中に視点が移動しない場合、環境マッピング処理部２３が視線ベクトルに基づく環境マッピング処理を行う構成としてもよい。また環境マッピング処理部２３は、３次元の仮想空間に不動点を設定し、この不動点から背景オブジェクト１０２へのベクトルに基づいて環境マッピング処理を行う構成であってもよい。
【００５９】
なお本実施の形態においては、画像処理装置１が画像出力部１３から表示装置５へ画像信号を出力することにより、表示装置５に画像を表示する構成としたが、これに限るものではない。画像処理装置１は、液晶パネル又はＰＤＰ等の表示部を搭載し、この表示部に画像を表示する構成であってよい。また画像処理装置１は据置型のゲーム機器としたが、これに限るものではない。画像処理装置１は、携帯型のゲーム機器であってもよく、ゲームプログラムを実行可能な汎用のコンピュータであってもよい。また画像処理装置１は、ゲーム機器以外の装置であってよく、例えば携帯電話器又はスマートフォン等であってよく、また例えばＣＡＤ又はシミュレータ等の３ＤＣＧを表示する装置であってよい。
【００６０】
また画像処理装置１の処理部１０の投影マッピング処理部２１〜ブレンド処理部２４は、画像処理プログラム３１を処理部１０が実行することによってソフトウェア的に実現されるものとしたが、これに限るものではない。画像処理装置１の投影マッピング処理部２１〜ブレンド処理部２４の一部又は全部がハードウェア的に実現されるものであってもよい。また画像処理装置１は、処理部１０がゲーム判定などの処理と画像処理とを行う構成としたが、これに限るものではない。画像処理装置１は、画像処理を行うＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などの画像処理部を処理部１０とは別に備える構成であってよく、この場合には投影マッピング処理部２１〜ブレンド処理部２４は画像処理部内に設けられる。
【００６１】
また画像処理装置１の投影マッピング処理部２１は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の３方向から投影マッピング処理を行う構成としたが、これに限るものではない。投影マッピング処理部２１は、２方向又は４方向以上から投影マッピング処理を行う構成であってよい。また画像処理装置１は、複数方向から投影マッピング処理したテクスチャ画像を、環境マッピング処理にて取得したブレンド係数に基づいてブレンド処理する上述の画像処理を、３次元の仮想空間における背景オブジェクト１０２に対して行う構成としたが、これに限るものではない。画像処理装置１は、上述の画像処理を、キャラクターオブジェクト１０１などその他のオブジェクトに対して行う構成であってもよい。また図５に示した環境マップ画像２０５は一例であってこれに限るものではない。環境マップ画像２０５は、背景オブジェクト１０２の形状、テクスチャ画像の種別、ゲーム内容等の種々の要因に適するように、ゲームのデザイナなどが適宜に作成することができる。
【００６２】
上述の実施の形態に係る画像処理装置１は、背景オブジェクト１０２に対するテクスチャマッピング処理の全てを自らが行う構成であるが、これに限るものではない。テクスチャマッピング処理に必要な投影マッピング処理、環境マッピング処理及びブレンド処理等の画像処理を複数の装置で分散して行う構成としてもよい。以下の変形例では、テクスチャマッピング処理を複数の画像処理装置で分散して行う画像処理システムについて説明する。
【００６３】
（変形例）
図７は、変形例に係る画像処理システムの一構成例を示すブロック図である。変形例に係る画像処理システムは、第１の画像処理装置１ａ及び第２の画像処理装置１ｂを含んで構成されている。第１の画像処理装置１ａは、図１に示した画像処理装置１と略同じ構成であるが、処理部１０内に環境マップ画像取得処理部２２及び環境マッピング処理部２３が設けられない。第１の画像処理装置１ａの処理部１０には、投影マッピング処理部２１及びブレンド処理部２４が設けられる。
【００６４】
第２の画像処理装置１ｂもまた、図１に示した画像処理装置１と略同じ構成であるが、操作部１４及びディスクドライブ１６を備えない構成であってよい。第２の画像処理装置１ｂは、処理部１０内に環境マップ画像取得処理部２２及び環境マッピング処理部２３が設けられ、投影マッピング処理部２１及びブレンド処理部２４は設けられない。第１の画像処理装置１ａ及び第２の画像処理装置１ｂは、それぞれの通信部１５が通信線又はＬＡＮ（Local Area Network）等を介して接続され、相互にデータの送受信を行うことができる。
【００６５】
背景オブジェクト１０２に対するテクスチャマッピングを行う場合、第１の画像処理装置１ａは、投影マッピング処理部２１及びブレンド処理部２４にて、複数方向からのテクスチャ画像の投影マッピング及び複数のテクスチャ画像のブレンド処理を行う。また第２の画像処理装置１ｂは、環境マップ画像取得処理部２２及び環境マッピング処理部２３にて、環境マッピング処理を行うことによりブレンド係数（アルファ値）を取得する処理を行う。第２の画像処理装置１ｂは、環境マッピング処理により取得したアルファ値を、通信部１５を介して第１の画像処理装置１ａへ送信する。第１の画像処理装置１ａは、第２の画像処理装置１ｂからアルファ値を受信し、受信したアルファ値を用いてブレンド処理部２４によるブレンド処理を行う。
【００６６】
なお画像処理プログラム３１、立体オブジェクトデータ３２、テクスチャ画像データ３３及び環境マップ画像データ３４等の情報は、第１の画像処理装置１ａの二次記憶部１２又は第２の画像処理装置１ｂの二次記憶部１２のいずれに記憶されていてもよい。例えばこれらの情報を第１の画像処理装置１ａの二次記憶部１２に全て記憶しておく場合、第１の画像処理装置１ａが通信部１５にて必要な情報を第２の画像処理装置１ｂへ送信する。
【００６７】
以上のように、テクスチャマッピングに係る処理を複数の画像処理装置１ａ、１ｂが分散して行う構成とすることにより、例えば投影マッピング処理と環境マッピング処理とを並列して行うことができ、テクスチャマッピングの処理時間を短縮することができる。なお、図７に示した画像処理システムは、第１の画像処理装置１ａが投影マッピング処理及びブレンド処理を行い、第２の画像処理装置１ｂが環境マッピング処理を行う構成であるが、これに限るものではない。例えば第１の画像処理装置１ａがブレンド処理を行い、第２の画像処理装置１ｂが投影マッピング処理及び環境マッピング処理を行うなど、その他の構成であってもよい。また３つの画像処理装置を含む画像処理システムとしてもよく、この場合には投影マッピング処理、環境マッピング処理及びブレンド処理をそれぞれ異なる画像処理装置が行う構成とすることができる。
【符号の説明】
【００６８】
１、１ａ、１ｂ 画像処理装置
５ 表示装置
９ 記録媒体
１０ 処理部（テクスチャマッピング手段）
１１ 一次記憶部
１２ 二次記憶部
１５ 通信部
２１ 投影マッピング処理部（所定方向投影マッピング手段、異方向投影マッピング手段）
２２ 環境マップ画像取得処理部（環境マップ画像取得手段）
２３ 環境マッピング処理部（マッピング手段）
２４ ブレンド処理部（合成手段）
３１ 画像処理プログラム
３２ 立体オブジェクトデータ
３３ テクスチャ画像データ
３４ 環境マップ画像データ
１０１ キャラクターオブジェクト
１０２ 背景オブジェクト
１０５ｘ〜１０５ｚ テクスチャ画像
２０１ 光源
２０２ 光線ベクトル
２０３ 法線ベクトル
２０４ 反射ベクトル
２０５ 環境マップ画像
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数面で構成された立体オブジェクトにテクスチャ画像を貼り付ける画像処理方法であって、
複数の画素で構成されており、各画素に複数のテクスチャ画像の合成に用いる合成係数が設定された環境マップ画像を取得する環境マップ画像取得ステップと、
該環境マップ画像取得ステップにて取得した環境マップ画像を用いた前記立体オブジェクトに対する環境マッピング処理に基づき、前記立体オブジェクト表面に張り付けられるテクスチャ画像の各画素に対応する前記環境マップ画像における画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を取得するマッピングステップと、
前記立体オブジェクトに対して複数のテクスチャ画像を貼り付ける貼付ステップと、
前記マッピングステップにて取得した合成係数に応じて、前記立体オブジェクト表面に張り付けられた複数のテクスチャ画像を合成する合成ステップと
を含むこと
を特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
前記貼付ステップにおける複数のテクスチャ画像の貼り付けは、異なる複数の投影方向での投影マッピングにより行うこと
を特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項３】
複数面で構成された立体オブジェクトにテクスチャ画像を貼り付ける画像処理方法であって、
前記立体オブジェクトに対して所定方向からテクスチャ画像を投影マッピングする所定方向投影マッピングステップと、
複数の画素で構成されており、各画素に複数のテクスチャ画像の合成に用いる合成係数が設定された環境マップ画像を取得する環境マップ画像取得ステップと、
該環境マップ画像取得ステップにて取得した環境マップ画像を用いた前記立体オブジェクトに対する環境マッピング処理に基づき、前記立体オブジェクト表面に張り付けられるテクスチャ画像の各画素に対応する前記環境マップ画像における画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を取得するマッピングステップと、
前記立体オブジェクトに対して、投影マッピング済みのテクスチャ画像の投影方向とは異なる方向から、テクスチャ画像を投影マッピングする異方向投影マッピングステップと、
前記マッピングステップにて取得した合成係数に応じて、前記投影マッピング済みのテクスチャ画像及び前記異なる方向から投影マッピングしたテクスチャ画像を合成する合成ステップと
を含み、
前記マッピングステップ、前記異方向投影マッピングステップ及び前記合成ステップを反復して行い、前記立体オブジェクトに対して複数方向からテクスチャ画像を貼り付けること
を特徴とする画像処理方法。
【請求項４】
前記環境マップ画像には、前記合成係数としてアルファ値が設定されており、
前記合成ステップでは、複数のテクスチャ画像の各画素値をアルファブレンドにより合成すること
を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の画像処理方法。
【請求項５】
前記環境マッピング処理では、光源から前記立体オブジェクト表面への光線ベクトルに対する反射ベクトルを算出し、算出した反射ベクトルに対応する前記環境マップ画像の画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を前記環境マップ画像から取得すること
を特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の画像処理方法。
【請求項６】
前記立体オブジェクトは、移動体及び背景を含む仮想空間の前記背景を構成する立体オブジェクトであること
を特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の画像処理方法。
【請求項７】
コンピュータに、複数面で構成された立体オブジェクトにテクスチャ画像を貼り付けさせる画像処理プログラムであって、
コンピュータを、
複数の画素で構成されており、各画素に複数のテクスチャ画像の合成に用いる合成係数が設定された環境マップ画像を取得する環境マップ画像取得手段と、
該環境マップ画像取得手段が取得した環境マップ画像を用いた前記立体オブジェクトに対する環境マッピング処理に基づき、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられるテクスチャ画像の各画素に対応する前記環境マップ画像における画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を取得するマッピング手段と、
前記立体オブジェクトに対して複数のテクスチャ画像を貼り付ける貼付手段と、
前記マッピング手段が取得した合成係数に応じて、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられた複数のテクスチャ画像を合成する合成手段
として動作させること
を特徴とする画像処理プログラム。
【請求項８】
コンピュータに、複数面で構成された立体オブジェクトにテクスチャ画像を貼り付けさせる画像処理プログラムであって、
コンピュータを、
前記立体オブジェクトに対して所定方向からテクスチャ画像を投影マッピングする所定方向投影マッピング手段と、
複数の画素で構成されており、各画素に複数のテクスチャ画像の合成に用いる合成係数が設定された環境マップ画像を取得する環境マップ画像取得手段と、
該環境マップ画像取得手段が取得した環境マップ画像を用いた前記立体オブジェクトに対する環境マッピング処理に基づき、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられるテクスチャ画像の各画素に対応する前記環境マップ画像における画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を取得するマッピング手段と、
前記立体オブジェクトに対して、投影マッピング済みのテクスチャ画像の投影方向とは異なる方向から、テクスチャ画像を投影マッピングする異方向投影マッピング手段と、
前記マッピング手段が取得した合成係数に応じて、前記投影マッピング済みのテクスチャ画像及び前記異なる方向から投影マッピングしたテクスチャ画像を合成する合成手段
として動作させ、
コンピュータに、前記マッピング手段による合成係数の取得、前記異方向投影マッピング手段によるテクスチャ画像の投影マッピング、及び、前記合成手段によるテクスチャ画像の合成を反復して行わせ、前記立体オブジェクトに対する複数方向からのテクスチャ画像の貼り付けを実行させること
を特徴とする画像処理プログラム。
【請求項９】
複数面で構成された立体オブジェクトにテクスチャ画像を貼り付ける処理を行う画像処理装置であって、
複数の画素で構成されており、各画素に複数のテクスチャ画像の合成に用いる合成係数が設定された環境マップ画像を取得する環境マップ画像取得手段と、
該環境マップ画像取得手段が取得した環境マップ画像を用いた前記立体オブジェクトに対する環境マッピング処理に基づき、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられるテクスチャ画像の各画素に対応する前記環境マップ画像における画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を取得するマッピング手段と、
前記立体オブジェクトに対して複数のテクスチャ画像を貼り付ける貼付手段と、
前記マッピング手段が取得した合成係数に応じて、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられた複数のテクスチャ画像を合成する合成手段と
を備えること
を特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】
複数面で構成された立体オブジェクトにテクスチャ画像を貼り付ける処理を行う画像処理装置であって、
前記立体オブジェクトに対して所定方向からテクスチャ画像を投影マッピングする所定方向投影マッピング手段と、
複数の画素で構成されており、各画素に複数のテクスチャ画像の合成に用いる合成係数が設定された環境マップ画像を取得する環境マップ画像取得手段と、
該環境マップ画像取得手段が取得した環境マップ画像を用いた前記立体オブジェクトに対する環境マッピング処理に基づき、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられるテクスチャ画像の各画素に対応する前記環境マップ画像における画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を取得するマッピング手段と、
前記立体オブジェクトに対して、投影マッピング済みのテクスチャ画像の投影方向とは異なる方向から、テクスチャ画像を投影マッピングする異方向投影マッピング手段と、
前記マッピング手段が取得した合成係数に応じて、前記投影マッピング済みのテクスチャ画像及び前記異なる方向から投影マッピングしたテクスチャ画像を合成する合成手段と、
前記マッピング手段による合成係数の取得、前記異方向投影マッピング手段によるテクスチャ画像の投影マッピング、及び、前記合成手段によるテクスチャ画像の合成を反復して行い、前記立体オブジェクトに対して複数方向からテクスチャ画像を貼り付けるテクスチャマッピング手段と
を備えること
を特徴とする画像処理装置。
【請求項１１】
複数面で構成された立体オブジェクトにテクスチャ画像を貼り付ける処理を行う画像処理システムであって、
複数の画素で構成されており、各画素に複数のテクスチャ画像の合成に用いる合成係数が設定された環境マップ画像を取得する環境マップ画像取得手段と、
該環境マップ画像取得手段が取得した環境マップ画像を用いた前記立体オブジェクトに対する環境マッピング処理に基づき、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられるテクスチャ画像の各画素に対応する前記環境マップ画像における画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を取得するマッピング手段と、
前記立体オブジェクトに対して複数のテクスチャ画像を貼り付ける貼付手段と、
前記マッピング手段が取得した合成係数に応じて、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられた複数のテクスチャ画像を合成する合成手段と
を備えること
を特徴とする画像処理システム。
【請求項１２】
複数面で構成された立体オブジェクトにテクスチャ画像を貼り付ける処理を行う画像処理システムであって、
前記立体オブジェクトに対して所定方向からテクスチャ画像を投影マッピングする所定方向投影マッピング手段と、
複数の画素で構成されており、各画素に複数のテクスチャ画像の合成に用いる合成係数が設定された環境マップ画像を取得する環境マップ画像取得手段と、
該環境マップ画像取得手段が取得した環境マップ画像を用いた前記立体オブジェクトに対する環境マッピング処理に基づき、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられるテクスチャ画像の各画素に対応する前記環境マップ画像における画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を取得するマッピング手段と、
前記立体オブジェクトに対して、投影マッピング済みのテクスチャ画像の投影方向とは異なる方向から、テクスチャ画像を投影マッピングする異方向投影マッピング手段と、
前記マッピング手段が取得した合成係数に応じて、前記投影マッピング済みのテクスチャ画像及び前記異なる方向から投影マッピングしたテクスチャ画像を合成する合成手段と、
前記マッピング手段による合成係数の取得、前記異方向投影マッピング手段によるテクスチャ画像の投影マッピング、及び、前記合成手段によるテクスチャ画像の合成を反復して行い、前記立体オブジェクトに対して複数方向からテクスチャ画像を貼り付けるテクスチャマッピング手段と
を備えること
を特徴とする画像処理システム。
【請求項１】
複数面で構成された立体オブジェクトにテクスチャ画像を貼り付ける画像処理方法であって、
複数の画素で構成されており、各画素に複数のテクスチャ画像の合成に用いる合成係数が設定された環境マップ画像を取得する環境マップ画像取得ステップと、
該環境マップ画像取得ステップにて取得した環境マップ画像を用いた前記立体オブジェクトに対する環境マッピング処理に基づき、前記立体オブジェクト表面に張り付けられるテクスチャ画像の各画素に対応する前記環境マップ画像における画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を取得するマッピングステップと、
前記立体オブジェクトに対して複数のテクスチャ画像を貼り付ける貼付ステップと、
前記マッピングステップにて取得した合成係数に応じて、前記立体オブジェクト表面に張り付けられた複数のテクスチャ画像を合成する合成ステップと
を含むこと
を特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
前記貼付ステップにおける複数のテクスチャ画像の貼り付けは、異なる複数の投影方向での投影マッピングにより行うこと
を特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項３】
複数面で構成された立体オブジェクトにテクスチャ画像を貼り付ける画像処理方法であって、
前記立体オブジェクトに対して所定方向からテクスチャ画像を投影マッピングする所定方向投影マッピングステップと、
複数の画素で構成されており、各画素に複数のテクスチャ画像の合成に用いる合成係数が設定された環境マップ画像を取得する環境マップ画像取得ステップと、
該環境マップ画像取得ステップにて取得した環境マップ画像を用いた前記立体オブジェクトに対する環境マッピング処理に基づき、前記立体オブジェクト表面に張り付けられるテクスチャ画像の各画素に対応する前記環境マップ画像における画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を取得するマッピングステップと、
前記立体オブジェクトに対して、投影マッピング済みのテクスチャ画像の投影方向とは異なる方向から、テクスチャ画像を投影マッピングする異方向投影マッピングステップと、
前記マッピングステップにて取得した合成係数に応じて、前記投影マッピング済みのテクスチャ画像及び前記異なる方向から投影マッピングしたテクスチャ画像を合成する合成ステップと
を含み、
前記マッピングステップ、前記異方向投影マッピングステップ及び前記合成ステップを反復して行い、前記立体オブジェクトに対して複数方向からテクスチャ画像を貼り付けること
を特徴とする画像処理方法。
【請求項４】
前記環境マップ画像には、前記合成係数としてアルファ値が設定されており、
前記合成ステップでは、複数のテクスチャ画像の各画素値をアルファブレンドにより合成すること
を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の画像処理方法。
【請求項５】
前記環境マッピング処理では、光源から前記立体オブジェクト表面への光線ベクトルに対する反射ベクトルを算出し、算出した反射ベクトルに対応する前記環境マップ画像の画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を前記環境マップ画像から取得すること
を特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の画像処理方法。
【請求項６】
前記立体オブジェクトは、移動体及び背景を含む仮想空間の前記背景を構成する立体オブジェクトであること
を特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の画像処理方法。
【請求項７】
コンピュータに、複数面で構成された立体オブジェクトにテクスチャ画像を貼り付けさせる画像処理プログラムであって、
コンピュータを、
複数の画素で構成されており、各画素に複数のテクスチャ画像の合成に用いる合成係数が設定された環境マップ画像を取得する環境マップ画像取得手段と、
該環境マップ画像取得手段が取得した環境マップ画像を用いた前記立体オブジェクトに対する環境マッピング処理に基づき、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられるテクスチャ画像の各画素に対応する前記環境マップ画像における画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を取得するマッピング手段と、
前記立体オブジェクトに対して複数のテクスチャ画像を貼り付ける貼付手段と、
前記マッピング手段が取得した合成係数に応じて、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられた複数のテクスチャ画像を合成する合成手段
として動作させること
を特徴とする画像処理プログラム。
【請求項８】
コンピュータに、複数面で構成された立体オブジェクトにテクスチャ画像を貼り付けさせる画像処理プログラムであって、
コンピュータを、
前記立体オブジェクトに対して所定方向からテクスチャ画像を投影マッピングする所定方向投影マッピング手段と、
複数の画素で構成されており、各画素に複数のテクスチャ画像の合成に用いる合成係数が設定された環境マップ画像を取得する環境マップ画像取得手段と、
該環境マップ画像取得手段が取得した環境マップ画像を用いた前記立体オブジェクトに対する環境マッピング処理に基づき、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられるテクスチャ画像の各画素に対応する前記環境マップ画像における画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を取得するマッピング手段と、
前記立体オブジェクトに対して、投影マッピング済みのテクスチャ画像の投影方向とは異なる方向から、テクスチャ画像を投影マッピングする異方向投影マッピング手段と、
前記マッピング手段が取得した合成係数に応じて、前記投影マッピング済みのテクスチャ画像及び前記異なる方向から投影マッピングしたテクスチャ画像を合成する合成手段
として動作させ、
コンピュータに、前記マッピング手段による合成係数の取得、前記異方向投影マッピング手段によるテクスチャ画像の投影マッピング、及び、前記合成手段によるテクスチャ画像の合成を反復して行わせ、前記立体オブジェクトに対する複数方向からのテクスチャ画像の貼り付けを実行させること
を特徴とする画像処理プログラム。
【請求項９】
複数面で構成された立体オブジェクトにテクスチャ画像を貼り付ける処理を行う画像処理装置であって、
複数の画素で構成されており、各画素に複数のテクスチャ画像の合成に用いる合成係数が設定された環境マップ画像を取得する環境マップ画像取得手段と、
該環境マップ画像取得手段が取得した環境マップ画像を用いた前記立体オブジェクトに対する環境マッピング処理に基づき、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられるテクスチャ画像の各画素に対応する前記環境マップ画像における画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を取得するマッピング手段と、
前記立体オブジェクトに対して複数のテクスチャ画像を貼り付ける貼付手段と、
前記マッピング手段が取得した合成係数に応じて、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられた複数のテクスチャ画像を合成する合成手段と
を備えること
を特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】
複数面で構成された立体オブジェクトにテクスチャ画像を貼り付ける処理を行う画像処理装置であって、
前記立体オブジェクトに対して所定方向からテクスチャ画像を投影マッピングする所定方向投影マッピング手段と、
複数の画素で構成されており、各画素に複数のテクスチャ画像の合成に用いる合成係数が設定された環境マップ画像を取得する環境マップ画像取得手段と、
該環境マップ画像取得手段が取得した環境マップ画像を用いた前記立体オブジェクトに対する環境マッピング処理に基づき、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられるテクスチャ画像の各画素に対応する前記環境マップ画像における画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を取得するマッピング手段と、
前記立体オブジェクトに対して、投影マッピング済みのテクスチャ画像の投影方向とは異なる方向から、テクスチャ画像を投影マッピングする異方向投影マッピング手段と、
前記マッピング手段が取得した合成係数に応じて、前記投影マッピング済みのテクスチャ画像及び前記異なる方向から投影マッピングしたテクスチャ画像を合成する合成手段と、
前記マッピング手段による合成係数の取得、前記異方向投影マッピング手段によるテクスチャ画像の投影マッピング、及び、前記合成手段によるテクスチャ画像の合成を反復して行い、前記立体オブジェクトに対して複数方向からテクスチャ画像を貼り付けるテクスチャマッピング手段と
を備えること
を特徴とする画像処理装置。
【請求項１１】
複数面で構成された立体オブジェクトにテクスチャ画像を貼り付ける処理を行う画像処理システムであって、
複数の画素で構成されており、各画素に複数のテクスチャ画像の合成に用いる合成係数が設定された環境マップ画像を取得する環境マップ画像取得手段と、
該環境マップ画像取得手段が取得した環境マップ画像を用いた前記立体オブジェクトに対する環境マッピング処理に基づき、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられるテクスチャ画像の各画素に対応する前記環境マップ画像における画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を取得するマッピング手段と、
前記立体オブジェクトに対して複数のテクスチャ画像を貼り付ける貼付手段と、
前記マッピング手段が取得した合成係数に応じて、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられた複数のテクスチャ画像を合成する合成手段と
を備えること
を特徴とする画像処理システム。
【請求項１２】
複数面で構成された立体オブジェクトにテクスチャ画像を貼り付ける処理を行う画像処理システムであって、
前記立体オブジェクトに対して所定方向からテクスチャ画像を投影マッピングする所定方向投影マッピング手段と、
複数の画素で構成されており、各画素に複数のテクスチャ画像の合成に用いる合成係数が設定された環境マップ画像を取得する環境マップ画像取得手段と、
該環境マップ画像取得手段が取得した環境マップ画像を用いた前記立体オブジェクトに対する環境マッピング処理に基づき、前記立体オブジェクト表面に貼り付けられるテクスチャ画像の各画素に対応する前記環境マップ画像における画素を特定し、特定した画素に設定された合成係数を取得するマッピング手段と、
前記立体オブジェクトに対して、投影マッピング済みのテクスチャ画像の投影方向とは異なる方向から、テクスチャ画像を投影マッピングする異方向投影マッピング手段と、
前記マッピング手段が取得した合成係数に応じて、前記投影マッピング済みのテクスチャ画像及び前記異なる方向から投影マッピングしたテクスチャ画像を合成する合成手段と、
前記マッピング手段による合成係数の取得、前記異方向投影マッピング手段によるテクスチャ画像の投影マッピング、及び、前記合成手段によるテクスチャ画像の合成を反復して行い、前記立体オブジェクトに対して複数方向からテクスチャ画像を貼り付けるテクスチャマッピング手段と
を備えること
を特徴とする画像処理システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−８４１５５（Ｐ２０１３−８４１５５Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２４３０５（Ｐ２０１１−２２４３０５）
【出願日】平成２３年１０月１１日（２０１１．１０．１１）
【出願人】（０００２３３７７８）任天堂株式会社 (1,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１１日（２０１１．１０．１１）
【出願人】（０００２３３７７８）任天堂株式会社 (1,115)
【Ｆターム（参考）】
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