画像処理装置、画像処理装置の制御方法、及びプログラム
【課題】光源が視界内に入っていない場合であっても、光源からの光によって視界内の領域が照らされる様子を好適に表現する。
【解決手段】オブジェクトが配置された仮想３次元空間４０を所与の視点から見た様子を表す画面を表示させるゲーム装置１０であって、仮想３次元空間４０を視点から見た様子を表す第１画像を作成する第１画像作成部５２と、仮想３次元空間４０に設定された光源４８の３次元座標を取得する座標取得部５４と、光源４８の３次元座標に基づいて、光源４８からの光の拡散を表す第２画像を作成する第２画像作成部５６と、第１画像と第２画像が合成された画面を表示させる表示制御部５８と、を含む。
【解決手段】オブジェクトが配置された仮想３次元空間４０を所与の視点から見た様子を表す画面を表示させるゲーム装置１０であって、仮想３次元空間４０を視点から見た様子を表す第１画像を作成する第１画像作成部５２と、仮想３次元空間４０に設定された光源４８の３次元座標を取得する座標取得部５４と、光源４８の３次元座標に基づいて、光源４８からの光の拡散を表す第２画像を作成する第２画像作成部５６と、第１画像と第２画像が合成された画面を表示させる表示制御部５８と、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、画像処理装置の制御方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ゲームキャラクタ等の各種オブジェクトや光源が配置された仮想３次元空間を所与の視点から見た様子を表示するゲーム装置が知られている。例えば、オブジェクトの影の描画が、光源の位置やオブジェクトの位置及び形状に基づいて制御され、ゲーム画面が表示されるゲーム装置が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１９５７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようなゲーム装置では、光源がゲーム画面に対応する視界から外れた場合等に、光源からの光が正確に表現されない場合がある。光源が視界内に入っていない場合に、光源からの光によって視界内の領域が照らされる様子を表現することができなかった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、光源が視界内に入っていない場合であっても、光源からの光によって視界内の領域が照らされる様子を好適に表現することが可能な画像処理装置、画像処理装置の制御方法、及びプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る画像処理装置は、オブジェクトが配置された仮想３次元空間を所与の視点から見た様子を表す画面を表示させる画像処理装置であって、前記仮想３次元空間を前記視点から見た様子を表す第１画像を作成する第１画像作成手段と、前記仮想３次元空間に設定された光源の３次元座標を取得する座標取得手段と、前記光源の３次元座標に基づいて、当該光源からの光の拡散を表す第２画像を作成する第２画像作成手段と、前記第１画像と前記第２画像が合成された画面を表示させる表示制御手段と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る画像処理装置の制御方法は、オブジェクトが配置された仮想３次元空間を所与の視点から見た様子を表す画面を表示させる画像処理装置の制御方法であって、前記仮想３次元空間を前記視点から見た様子を表す第１画像を作成する第１画像ステップと、前記仮想３次元空間に設定された光源の３次元座標を取得する座標取得ステップと、前記光源の３次元座標に基づいて、当該光源からの光の拡散を表す第２画像を作成する第２画像作成ステップと、前記第１画像と前記第２画像が合成された画面を表示させる表示制御ステップと、を含むことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係るプログラムは、オブジェクトが配置された仮想３次元空間を所与の視点から見た様子を表す画面を表示させる画像処理装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、前記仮想３次元空間を前記視点から見た様子を表す第１画像を作成する第１画像作成手段、前記仮想３次元空間に設定された光源の３次元座標を取得する座標取得手段、前記光源の３次元座標に基づいて、当該光源からの光の拡散を表す第２画像を作成する第２画像作成手段、前記第１画像と前記第２画像が合成された画面を表示させる表示制御手段、として前記コンピュータを機能させることを特徴とする。このコンピュータは、パーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、家庭用ゲーム機、業務用ゲーム機、携帯用ゲーム機、携帯電話機、携帯情報端末等である。また、プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体に格納されてもよい。
【０００９】
本発明によれば、光源が視界内に入っていない場合であっても、光源からの光によって視界内の領域が照らされる様子を好適に表現することが可能になる。
【００１０】
また、本発明の一態様では、前記第１画像又は前記第２画像の各画素に対応する奥行き情報を取得する奥行き情報取得手段を更に含み、前記表示制御手段は、前記第１画像と前記第２画像を半透明合成する場合の前記各画素の半透明合成の割合を前記奥行き情報に基づいて決定する第１の決定手段を含むことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の一態様では、前記第１画像作成手段は、前記オブジェクトの影を表す影画像を作成する影画像作成手段と、前記オブジェクトを前記視点から見た様子を表すオブジェクト画像を作成するオブジェクト画像作成手段と、を含み、当該２つの画像を合成して前記第１画像を作成し、前記第２画像作成手段は、前記第２画像の各画素の画素値を、該画素が前記影画像の影の領域に対応する画素であるか否かに基づいて設定することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の一態様では、前記第１画像作成手段は、前記オブジェクトの影を表す影画像を作成する影画像作成手段と、前記オブジェクトを前記視点から見た様子を表すオブジェクト画像を作成するオブジェクト画像作成手段と、を含み、当該２つの画像を合成して前記第１画像を作成し、前記表示制御手段は、前記第１画像と前記第２画像を半透明合成する場合の前記第２画像の各画素の半透明合成の割合を、該画素が前記影画像の影の領域に対応する画素であるか否かに基づいて決定する第２の決定手段を含むことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の一態様では、前記第１画像作成手段は、前記オブジェクトの影を表す影画像を作成する手段であって、前記影画像の画素のうちの、影の領域内の画素の画素値を、該画素が前記第２画像の光の領域に対応する画素であるか否かに基づいて設定する影画像作成手段と、前記オブジェクトを前記視点から見た様子を表すオブジェクト画像を作成するオブジェクト画像作成手段と、を含み、当該２つの画像を合成して前記第１画像を作成することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の一態様では、前記第２画像作成手段は、前記光源の３次元座標を画面に対応する２次元座標に変換する座標変換手段を含み、前記光源の２次元座標から光が拡散するように第２画像を作成することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の一態様では、前記第２画像作成手段は、前記光源の３次元座標を中心とする所定半径の球を前記視点に対応する平面で切断した切断面の中心点を算出する中心点算出手段と、前記中心点の３次元座標を画面に対応する２次元座標に変換する座標変換手段と、含み、前記中心点の２次元座標から光が拡散するように第２画像を作成することを特徴とすることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係るゲーム装置のハードウェア構成を示す図である。
【図２】仮想３次元空間の一例を示す図である。
【図３】ゲーム画面の一例を示す図である。
【図４】実施形態１に係るゲーム装置に実現される機能群を示す機能ブロック図である。
【図５】（ａ）は、第１画像の一例を示す図であり、（ｂ）は、第２画像の一例を示す図であり、（ｃ）は、合成画像の一例を示す図である。
【図６】ゲーム装置において実行される処理の一例を示すフロー図である。
【図７】実施形態２に係るゲーム装置において実行される処理の一例を示すフロー図である。
【図８】（ａ）は、仮想３次元空間のＸｗ−Ｚｗ平面を表す図であり、（ｂ）は、仮想３次元空間のＸｗ−Ｙｗ平面を表す図である。
【図９】実施形態３に係るゲーム装置に実現される機能群を示す機能ブロック図である。
【図１０】奥行き情報の一例を示す図である。
【図１１】実施形態３に係るゲーム装置において実行される処理の一例を示すフロー図である。
【図１２】実施形態４に係るゲーム装置において実行される処理の一例を示すフロー図である。
【図１３】（ａ）は、オブジェクト画像の一例を示す図であり、（ｂ）は、影画像の一例を示す図であり、（ｃ）は、第２画像の一例を示す図である。
【図１４】実施形態５に係るゲーム装置において実行される処理の一例を示すフロー図である。
【図１５】実施形態６に係るゲーム装置において実行される処理の一例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［１．実施形態１］
以下、本発明の実施形態の一例について図面に基づき詳細に説明する。ここでは、画像処理装置の一態様であるゲーム装置に本発明を適用した場合について説明する。本発明の実施形態に係るゲーム装置は、例えば、家庭用ゲーム機（据置型ゲーム機）、携帯ゲーム機、携帯電話機、携帯情報端末（ＰＤＡ）又はパーソナルコンピュータ等によって実現される。ここでは、実施形態１に係るゲーム装置を家庭用ゲーム機によって実現する場合について説明する。
【００１８】
［１−１．ゲーム装置のハードウェア構成］
図１は、本発明の実施形態に係るゲーム装置の構成を示す図である。図１に示すように、ゲーム装置１０においては、家庭用ゲーム機１１に情報記憶媒体である光ディスク２５及びメモリカード２８が装着される。また、ゲーム装置１０には、表示部１８及び音声出力部２２が接続される。例えば、表示部１８には家庭用テレビ受像機が用いられ、音声出力部２２にはその内蔵スピーカが用いられる。
【００１９】
家庭用ゲーム機１１は、バス１２、マイクロプロセッサ１４、画像処理部１６、音声処理部２０、光ディスク再生部２４、主記憶２６、入出力処理部３０及びコントローラ３２を含んで構成される公知のコンピュータゲームシステムである。コントローラ３２以外の構成要素は筐体内に収容される。
【００２０】
バス１２はアドレス及びデータを家庭用ゲーム機１１の各部でやり取りするためのものである。マイクロプロセッサ１４、画像処理部１６、主記憶２６及び入出力処理部３０は、バス１２によって相互データ通信可能に接続される。
【００２１】
マイクロプロセッサ１４は、図示しないＲＯＭに格納されるオペレーティングシステム、光ディスク２５から読み出されるプログラムや、メモリカード２８から読み出されるデータに基づいて、家庭用ゲーム機１１の各部を制御する。
【００２２】
主記憶２６は、例えばＲＡＭを含んで構成されるものであり、光ディスク２５から読み出されたプログラムやメモリカード２８から読み出されたデータが必要に応じて書き込まれる。主記憶２６は、マイクロプロセッサ１４の作業用メモリとしても用いられる。
【００２３】
画像処理部１６は、ＶＲＡＭを含んで構成される。画像処理部１６は、マイクロプロセッサ１４から送られる画像データに基づいてＶＲＡＭ上にゲーム画面を描画する。画像処理部１６は、この内容をビデオ信号に変換して所定のタイミングで表示部１８に出力する。
【００２４】
入出力処理部３０は、マイクロプロセッサ１４が音声処理部２０、光ディスク再生部２４、メモリカード２８及びコントローラ３２にアクセスするためのインタフェースである。入出力処理部３０には、音声処理部２０、光ディスク再生部２４、メモリカード２８及びコントローラ３２が接続される。
【００２５】
音声処理部２０はサウンドバッファを含んで構成される。音声処理部２０は、光ディスク２５から読み出されてサウンドバッファに記憶されたゲーム音楽、ゲーム効果音、メッセージ等の各種音声データを音声出力部２２から出力する。
【００２６】
光ディスク再生部２４は、マイクロプロセッサ１４からの指示に従って光ディスク２５に記録されたプログラムを読み取る。なお、ここではプログラムを家庭用ゲーム機１１に供給するために光ディスク２５を用いることとするが、ＣＤ−ＲＯＭやＲＯＭカード等、他のあらゆる情報記憶媒体を用いるようにしてもよい。また、インターネット等のデータ通信網を介して遠隔地からプログラムを家庭用ゲーム機１１に供給するようにしてもよい。
【００２７】
メモリカード２８は、不揮発性メモリ（例えばＥＥＰＲＯＭ等）を含んで構成される。家庭用ゲーム機１１は、メモリカード２８を装着するための複数のメモリカードスロットを備えており、複数のメモリカード２８を同時に装着可能となっている。メモリカード２８は、このメモリカードスロットに対して脱着可能に構成され、例えば、セーブデータなどの各種ゲームデータを記憶させるために用いられる。
【００２８】
コントローラ３２は、プレイヤが各種ゲーム操作の入力をするためのものである。入出力処理部３０は、一定周期毎（例えば１／６０秒毎）にコントローラ３２の各部の状態をスキャンする。このスキャン結果を表す操作信号は、バス１２を介してマイクロプロセッサ１４に入力される。
【００２９】
マイクロプロセッサ１４は、コントローラ３２からの操作信号に基づいてプレイヤのゲーム操作を判定する。家庭用ゲーム機１１は、複数のコントローラ３２を接続可能に構成されている。つまり、家庭用ゲーム機１１は、各コントローラ３２から入力される操作信号に基づいて、マイクロプロセッサ１４がゲーム制御を行うようになっている。
【００３０】
［１−２．ゲーム装置における仮想３次元空間］
ゲーム装置１０では、仮想３次元空間（仮想的な３次元ゲーム空間）が主記憶２６に構築される。図２は、主記憶２６に構築される仮想３次元空間の一部（仮想３次元空間４０）を示す図である。図２に示すように、仮想３次元空間４０には、互いに直交するＸｗ軸、Ｙｗ軸、及びＺｗ軸が設定される。仮想３次元空間４０内の位置は、これらの座標軸の３次元座標、即ちワールド座標値（ワールド座標系の座標値）により特定される。
【００３１】
仮想３次元空間４０には、地面や床面等を表すフィールドオブジェクト４２が配置される。フィールドオブジェクト４２は、例えば、Ｘｗ−Ｚｗ平面に平行に配置される。フィールドオブジェクト４２上には、キャラクタオブジェクト４４が配置される。
【００３２】
なお、図２では省略されているが、例えば、ゲーム装置１０でサッカーゲームが実行される場合には、サッカーのゴールを表すオブジェクトや、サッカーボールを表すオブジェクトが配置される。つまり、仮想３次元空間４０には、サッカーの試合会場が形成される。
【００３３】
また、仮想３次元空間４０には仮想カメラ４６（視点）が設定される。この仮想カメラ４６から仮想３次元空間４０を見た様子を表すゲーム画面が生成され、表示部１８に表示される。
【００３４】
仮想カメラ４６に対応する視錘台４６ａに含まれる各オブジェクトが、ゲーム画面に表示される。図２に示すように、視錘台４６ａは、仮想カメラ４６の視野のうち、ニアクリップ４６ｂと、ファークリップ４６ｃと、によって囲まれる斜線内の領域である。
【００３５】
図２のように、仮想カメラ４６の視野は、仮想カメラ４６の位置座標、仮想カメラ４６の視線方向を示す視線ベクトルｖ、仮想カメラ４６の視野角θ、及びゲーム画面のアスペクト比Ａによって決定される。これらの値は、主記憶２６に記憶され、ゲームの状況に応じて適宜変更される。
【００３６】
ニアクリップ４６ｂは、ゲーム画面に表示されるもののうち、仮想３次元空間において、最も仮想カメラ４６に近いものを定義する。ファークリップ４６ｃは、ゲーム画面に表示される領域のうち、仮想３次元空間において、最も仮想カメラ４６から遠いものを定義する。
【００３７】
ニアクリップ４６ｂ及びファークリップ４６ｃのそれぞれと、仮想カメラ４６と、の距離に関する情報が主記憶２６に記憶される。この距離に関する情報は、ゲーム状況に応じて適宜変更される。即ち、視錘台４６ａは、仮想カメラ４６の視野を、ニアクリップ４６ｂとファークリップ４６ｃとで切り取った領域となる。
【００３８】
図２に示すように、仮想３次元空間４０には光源４８が設定される。この光源４８の位置座標に基づいて後述の処理を行うことにより、ゲーム画面に光が拡散する様子を表現することができる。また、光源４８からの光により、フィールドオブジェクト４２上にキャラクタオブジェクト４４の影ができるようにしてもよい。
【００３９】
［１−３．ゲーム画面に対応する２次元座標］
図３は、図２に示す仮想３次元空間を仮想カメラ４６から見た様子を表すゲーム画面である。ゲーム画面は、所定時間毎（例えば１／６０秒毎）に表示が更新される。図３に示すように、視錘台４６ａに含まれるフィールドオブジェクト４２及びキャラクタオブジェクト４４がゲーム画面に表示される。ゲーム画面は、互いに直行するＸｓ軸、Ｙｓ軸が設定される。例えば、左上を原点Ｏ（０，０）とし、各画素に対応する座標が割り当てられる。
【００４０】
同様に、ゲーム画面の左下を座標Ｐ１（０，Ｙｍａｘ）、右上を座標Ｐ２（Ｘｍａｘ，０）、右下を座標Ｐ３（Ｘｍａｘ，Ｙｍａｘ）とする。つまり、図３に示すゲーム画面例では、ゲーム画面領域を構成するＸｍａｘとＹｍａｘの比率は、ゲーム画面のアスペクト比Ａに対応する。
【００４１】
ゲーム画面を表示させる際、マイクロプロセッサ１４は、まず、視錘台４６ａの領域内にある各オブジェクトの３次元座標に、行列を用いた所定の演算処理を行う。この演算処理により、各オブジェクトの３次元座標が、２次元座標であるスクリーン座標（スクリーン座標系の座標）に変換される。この２次元座標により、ゲーム画面上にオブジェクトを表示すべき位置が特定される。
【００４２】
図２に示す例では、光源４８は視錘台４６ａの領域外にあるので、図３に示すように、光源４８に対応する２次元座標はゲーム画面の領域外となる。後述する処理においては、この光源４８の２次元座標に基づいて、光源４８からの光の拡散を表す画像が作成される。
【００４３】
［１−４．ゲーム装置で実現される機能］
図４は、ゲーム装置１０において実現される機能群を示す機能ブロック図である。図４に示すように、ゲーム装置１０では、ゲームデータ記憶部５０、第１画像作成部５２、座標取得部５４、第２画像作成部５６、及び表示制御部５８が実現される。これらの機能は、マイクロプロセッサ１４が光ディスク２５から読み出されたプログラムに従って動作することにより、実現される。
【００４４】
［１−４−１．ゲームデータ記憶部］
ゲームデータ記憶部５０は、主記憶２６及び光ディスク２５を主として実現される。ゲームデータ記憶部５０は、ゲームに必要な各種データを記憶する。本実施形態の場合、ゲームデータ記憶部５０は、仮想３次元空間の現在の状況を示すゲーム状況データ等を記憶する。
【００４５】
図２に示す仮想３次元空間は、ゲーム状況データに基づいて主記憶２６に構築される。ゲーム状況データには、各オブジェクト、仮想カメラ４６、及び光源４８の３次元座標や、オブジェクトの色や光源の強さ等のゲーム画面の色彩に関する情報が格納される。また、ゲーム状況データには、ニアクリップ４６ｂ及びファークリップ４６ｃのそれぞれと、仮想カメラ４６と、の距離に関する情報が格納される。他にも、ゲーム状況データには、仮想カメラ４６の視線ベクトルｖ、視野角θ、ゲーム画面のアスペクト比Ａ等が格納される。
【００４６】
［１−４−２．第１画像作成部］
第１画像作成部５２は、マイクロプロセッサ１４を主として実現される。第１画像作成部５２は、仮想３次元空間４０を仮想カメラ４６から見た様子を表す第１画像を作成する。この第１画像は、ゲームデータ記憶部５０が参照されることにより作成される。つまり、この第１画像は、光源４８からの光の拡散が考慮されずに、各オブジェクトの色が、そのまま表された画像である。
【００４７】
図５（ａ）は、第１画像作成部５２が作成する第１画像の一例を示す図である。第１画像は、仮想３次元空間４０を仮想カメラ４６から見た様子が表され、図５（ａ）に示すように、各オブジェクトの色がそのまま表された状態で作成される。
【００４８】
［１−４−３．座標取得部］
座標取得部５４は、マイクロプロセッサ１４を主として実現される。座標取得部５４は、ゲームデータ記憶部５０に格納された光源４８の３次元座標を取得する。
【００４９】
［１−４−４．第２画像作成部］
第２画像作成部５６は、マイクロプロセッサ１４を主として実現される。第２画像作成部５６は、座標取得部５４が取得した光源４８の３次元座標に基づいて、光源４８からの光の拡散を表す第２画像を作成する。この第２画像は、視錘台４６ａ内の各オブジェクトが含まれずに光のグラデーションのみが表現された画像である。
【００５０】
図５（ｂ）は、第２画像作成部５６が作成する第２画像の一例を示す図である。図５（ｂ）の例は、図３に示す位置に光源４８の２次元座標がある場合に作成される第２画像である。図５（ｂ）に示すように、光源４８の２次元座標を中心に円を描くように光が拡散する第２画像が作成される。
【００５１】
［１−４−５．表示制御部］
表示制御部５８は、マイクロプロセッサ１４及び画像処理部１６を主として実現される。表示制御部５８は、第１画像作成部５２が作成した第１画像と、第２画像作成部５６が作成した第２画像と、が合成されたゲーム画面を表示部１８に表示させる。
【００５２】
第１画像と第２画像を合成させる方法は、いわゆるアルファ値（半透明合成率，透過度）を使用した半透明合成を用いるものとする。例えば、アルファ値を０〜１の実数とすると、ゲーム画面のある画素（座標を（Ｘｓ，Ｙｓ）とする）の画素値は、「（１−アルファ値）×第１画像の座標（Ｘｓ，Ｙｓ）の画素値＋アルファ値×第２画像の座標（Ｘｓ，Ｙｓ）の画素値」等のように算出される。例えば、アルファ値は０．２に設定される。なお、第１画像と第２画像を合成させる方法は、これに限られず、他の任意の手法も適用可能とする。
【００５３】
図５（ｃ）は、表示制御部５８が表示させる画像の一例を示す図である。図５（ｃ）に示すように、第１画像と第２画像が合成された画像が表示されることにより、視界外の光源からの光によって視界内の領域が照らされる様子を表すゲーム画面を表示させることができる。
【００５４】
［１−５．ゲーム装置にて実行される処理］
図６は、ゲーム装置１０において所定時間毎（例えば１／６０秒毎）に実行される処理の一例を示すフロー図である。図６の処理は、マイクロプロセッサ１４が、光ディスク２５から読み出されたプログラムに従って動作することにより実行される。
【００５５】
図６に示すように、まず、マイクロプロセッサ１４（第１画像作成部５２）は、ゲームデータ記憶部５０を参照し、光源４８が取り除かれた状態における第１画像を作成する（Ｓ１０１）。Ｓ１０１において作成される第１画像は、視錘台４６ａに含まれる各オブジェクトの色がそのまま表された画像である。
【００５６】
なお、Ｓ１０１においては、光源４８が取り除かれた状態における第１画像が作成されるようにしたが、視錘台４６ａに含まれる各オブジェクトの色がそのまま表されるようにすればよく、第１画像の作成方法は、これに限られない。例えば、Ｓ１０１においては、視錘台４６ａに含まれる各オブジェクトの影等が表現されるように第１画像が作成されるようにしてもよい。
【００５７】
次いで、マイクロプロセッサ１４（座標取得部５４）は、主記憶２６に記憶されたゲーム状況データを参照して光源４８の３次元座標を取得する（Ｓ１０２）。マイクロプロセッサ１４（第２画像作成部５６、座標変換手段）は、光源４８の３次元座標をゲーム画面に対応する２次元座標に変換する（Ｓ１０３）。Ｓ１０３においては、先述のように所定の行列演算により変換処理が行われる。
【００５８】
マイクロプロセッサ１４は、光源４８の２次元座標に基づいて、光源４８からの光の拡散を表す第２画像を作成する（Ｓ１０４）。Ｓ１０４においては、光源４８の２次元座標から光が拡散するように第２画像が作成される。例えば、光源４８の２次元座標が図３に示す位置の場合、この位置を中心とした所定半径の円が計算され、この円の中心点とゲーム画面内の画素との距離に応じた強さの光が拡散されるように各画素値が決定されて第２画像が作成される。つまり、円の中心点と画素との距離が短ければ光が強く、距離が長ければ光が弱くなるように各画素値が決定される。
【００５９】
なお、上記のような円ではなく、他の形状（楕円や四角形等）に基づいて光が拡散されるように各画素値が決定され、第２画像が作成されるようにしてもよい。この場合も上記と同様に、光源４８の２次元座標と画素との距離に応じた強さの光が拡散されるように各画素値が決定されて第２画像が作成される。
【００６０】
また、Ｓ１０４においては、光源４８の２次元座標に基づいて第２画像が作成されればよく、作成の方法はこれらに限られない。例えば、光の拡散を表す所定の計算式に光源４８の２次元座標を代入し、各画素の画素値が算出されることにより第２画像が作成されるようにしてもよい。
【００６１】
次いで、マイクロプロセッサ１４（表示制御部５８）は、Ｓ１０１で作成した第１画像と、Ｓ１０４で作成した第２画像と、を合成して表示部１８に表示させる（Ｓ１０５）。Ｓ１０５においては、第１画像と第２画像が所定のアルファ値に基づいて半透明合成され、この合成画像が表示部１８に表示される。このアルファ値は、ゲーム状況データ等に応じて可変であってよい。例えば、ゲーム空間において雨が降っている場合や夕暮れの場合は、第２画像の割合が低くなるように設定される。
【００６２】
［１−６．実施形態１のまとめ］
以上説明した実施形態１に係るゲーム装置１０は、仮想３次元空間（各オブジェクト）を表す第１画像と、光源４８からの光の拡散を表す第２画像と、が合成されたゲーム画面を表示させる。実施形態１におけるゲーム装置１０によれば、光源４８がゲーム画面の領域外にある場合でも、光が照らされる様子を表現したゲーム画面を表示させることができる。
【００６３】
また、ゲーム装置１０は、光源４８の３次元座標を２次元座標に変換して第２画像を作成する。光源４８と各オブジェクトとの位置関係等に基づいて、比較的簡易な処理によって実現することができる。例えば、オブジェクトの色を画素毎に色変換する方法等に比べて、処理負荷を軽減することができる。
【００６４】
なお、本発明は、以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では家庭用ゲーム機を例に挙げて説明したが、ゲームセンター等に設置されるアーケード型ゲーム機であってもよい。
【００６５】
また、Ｓ１０３においては、光源４８の３次元座標を２次元座標に変換して、光源４８の２次元座標に基づいて第２画像を作成したが、この変換処理を行わずに光源４８の３次元座標に基づいて第２画像が作成されるようにしてもよい。例えば、仮想カメラ４６の方向ベクトルｖがＸｗ軸方向と一致している場合等に、光源４８の３次元座標のＹｗ座標成分とＺｗ座標成分とに基づいて第２画像が作成されるようにしてもよい。他にも、ニアクリップ４６ｂの中心点と光源４８との３次元座標の位置関係に基づいて第２画像が作成されるようにしてもよい。
【００６６】
また、光源４８の３次元座標をワールド座標値として説明したが、第２画像を作成する際に使用される光源４８の３次元座標は、仮想カメラ４６の位置を原点とするビュー座標値等であってもよい。
【００６７】
また、実施形態１においては、光源４８を１つとして説明したが、任意の数の光源４８が仮想３次元空間４０に配置されていてよい。例えば、ゲーム装置１０が、夜間におけるサッカーゲームを実行する際には、実際のサッカー場の照明に対応する位置に、複数の光源４８を配置してもよい。第２画像を作成する際には、それぞれの光源４８から光が拡散される画像が作成される。つまり、それぞれの光源４８についてＳ１０４と同様の処理が行われて光の拡散が計算される。これらの光の拡散のそれぞれが各画素毎に加算されることにより、第２画像が作成される。
【００６８】
［２．実施形態２］
以下、実施形態２について説明する。実施形態１においては、光源４８の３次元座標を２次元座標に変換して第２画像を作成していた。この点、実施形態２は、光源４８の３次元座標を中心とする所定半径の球を、ニアクリップ４６ｂで切断した切断面の中心点に基づいて第２画像を作成する点に特徴がある。
【００６９】
なお、実施形態２に係るゲーム装置１０のハードウェア構成や機能ブロック図は、実施形態１（図１、図４参照）と同様であるため、ここでは説明を省略する。また、実施形態２に係るゲーム装置１０においても、図２と同様の仮想３次元空間が生成されてゲームが実行される。
【００７０】
［２−１．ゲーム装置にて実行される処理］
図７に示す処理は、実施形態１における図６に示す処理に対応している。つまり、図７に示す処理は、ゲーム装置１０において所定時間毎（例えば１／６０秒毎）に実行される。
【００７１】
図７に示すように、Ｓ２０１，Ｓ２０２は、それぞれＳ１０１，Ｓ１０２と同様であるので、説明を省略する。
【００７２】
マイクロプロセッサ１４（第２画像作成部５６、中心点算出手段）は、光源４８の３次元座標を中心とした所定半径ｒの球（図８（ａ）及び図８（ｂ）の球Ｂ）をニアクリップ４６ｂで切断した切断面（同図の面Ｓ）の中心点（同図の点ｃｐ）を算出する（Ｓ２０３）。この所定半径ｒは、光源４８からの光が届く距離に対応する。球の半径を示す情報は、光ディスク２５等に記憶されている。
【００７３】
すなわち、Ｓ２０３においては、球の半径を示す情報を光ディスク２５等から読み出し、マイクロプロセッサ１４は、ニアクリップ４６ｂの位置に基づいて球の切断面を決定して中心点を算出する。なお、球の半径を示す情報は、ゲーム状況データ等に応じて可変であってよい。例えば、霧がかかった状態のサッカーゲームにおいては、球の半径を小さくする等してもよい。
【００７４】
より具体的には、図８（ａ）に示すように、例えば、光源４８の３次元座標ｌｐから、仮想カメラ４６の単位ベクトルｖ方向に、光源４８からニアクリップ４６ｂまでの距離ｄだけ移動させた点が、中心点の３次元座標ｃｐとして算出される。距離ｄは、仮想カメラ４６の３次元座標、光源の３次元座標ｌｐ、及び仮想カメラ４６とニアクリップ４６ｂとの距離に基づいて算出される。図８（ａ）は、仮想３次元空間４０のＸｗ−Ｚｗ平面を表す図であるが、図８（ｂ）は、仮想３次元空間４０のＸｗ−Ｙｗ平面を表す図である。
【００７５】
なお、Ｓ２０３においては、上記の球をニアクリップ４６ｂで切断した例を挙げたが、この球をゲーム画面に対応する平面で切断されるようにすればよく、これに限られない。例えば、ファークリップ４６ｃで球を切断するようにしてもよいし、視錘台４６ａに含まれるオブジェクトを通る平面で切断するようにしてもよい。Ｓ２０３においては、これらの切断面の中心点が算出されるようにすればよい。
【００７６】
マイクロプロセッサ１４（第２画像作成部５６、座標変換手段）は、Ｓ２０３において算出した中心点の３次元座標を２次元座標に変換する（Ｓ２０４）。Ｓ２０４においては、Ｓ１０３と同様に行列を用いた変換処理が行われる。
【００７７】
マイクロプロセッサ１４は、中心点の２次元座標に基づいて、光源４８からの光の拡散を表す第２画像を作成する（Ｓ２０５）。Ｓ２０５においては、Ｓ１０４と同様の処理が実行される。光の拡散を表す際に基準となる点が、Ｓ１０４においては光源４８の２次元座標であるが、Ｓ２０５においては切断面の中心点の２次元座標である点でのみ異なる。つまり、切断面の中心点から光が拡散されるように第２画像が作成される。
【００７８】
次いで、マイクロプロセッサ１４（表示制御部５８）は、Ｓ２０１で作成した第１画像と、Ｓ２０５で作成した第２画像と、を合成して表示部１８に表示させる（Ｓ２０６）。
【００７９】
［２−２．実施形態２のまとめ］
以上説明した実施形態２に係るゲーム装置１０は、仮想３次元空間４０（各オブジェクト）を表す第１画像と、光源４８を中心とする球の切断面の中心点からの光の拡散を表す第２画像と、を合成したゲーム画面を表示させる。実施形態２におけるゲーム装置１０によれば、実施形態１と同様に、比較的簡易な処理によって、光が照らされる様子を表現したゲーム画面を表示させることができる。
【００８０】
なお、ゲーム装置１０においては、ゲームの状況に応じて、実施形態１の図６に示す処理と、実施形態２の図７に示す処理と、を使い分けるようにしてもよい。例えば、仮想カメラ４６の視界が所定の角度である場合には、実施形態２の図７に示す処理が実行されてゲーム画面が作成され、他の角度である場合には、実施形態１の図６に示す処理が実行されてゲーム画面が作成されるようにしてもよい。
【００８１】
上記のように、処理をゲーム状況に応じて使い分けることにより、現実の光の拡散を表す画像をより正確に再現できるとともに、状況に応じた最適な処理を行うことができる。例えば、仮想３次元空間４０内にオブジェクトが多数配置されている場合には、より簡易な処理である実施形態１の図６に示す処理を実行することにより、ゲーム画面の表示による処理負荷を軽減することができる。
【００８２】
［３．実施形態３］
以下、実施形態３について説明する。実施形態１と実施形態２においては、仮想３次元空間４０を仮想カメラ４６から見た様子を表す第１画像と、光源４８からの光の拡散を表す第２画像と、が合成されていた。
【００８３】
しかしながら、第１画像と第２画像とを単に合成すると、光の遮蔽が表現されない場合がある。例えば、仮想カメラ４６と光源４８との間にオブジェクトがある場合には、本来であれば、オブジェクトによって光が遮られる。この光が遮られた領域は暗く表現されるべきであるが、第１画像と第２画像とを単に合成すると、光の拡散を表す第２画像のために、この暗くすべき領域も明るくなってしまう可能性がある。
【００８４】
上記のことを防止するためには、光が遮蔽された場合、暗くすべき領域については、光の拡散を示す第２画像の割合を０にして画像を合成することも考えられる。しかし、この手法では、オブジェクトが不自然に暗くなってしまう場合がある。つまり、光源４８がオブジェクトによって遮られた場合に、光がオブジェクトを回りこむような様子を表現することができない。
【００８５】
この点、実施形態３は、第１画像と第２画像とを合成する際に、奥行き情報を考慮する点に特徴がある。
【００８６】
なお、実施形態３に係るゲーム装置１０のハードウェア構成は、実施形態１（図１参照）と同様であるため、ここでは説明を省略する。また、実施形態３に係るゲーム装置１０においても、図２と同様の仮想３次元空間４０が生成されてゲームが実行される。
【００８７】
実施形態３に係るゲーム装置１０の機能ブロック図は、奥行き情報取得部６０が含まれる点において実施形態１とは異なる。
【００８８】
［３−１．ゲーム装置で実現される機能］
図９は、実施形態３に係るゲーム装置１０において実現される機能群を示す機能ブロック図である。図９に示すように、実施形態３においては、奥行き情報取得部６０が含まれる。この機能は、マイクロプロセッサ１４が光ディスク２５から読み出されたプログラムに従って動作することにより、実現される。
【００８９】
［奥行き情報取得部］
奥行き情報取得部６０は、表示部１８に表示されるゲーム画面の各画素に対応する奥行き情報を取得する。奥行き情報とは、仮想カメラ４６からの距離を示す情報である。例えば、キャラクタオブジェクト４４が表示されている画素に対応する奥行き情報は、仮想カメラ４６とキャラクタオブジェクト４４との距離を示す。
【００９０】
奥行き情報は、図示しないＲＯＭ等に記憶されたプログラマブルシェーダ等によって作成される。奥行き情報は、例えば、８ビットのグレースケールの画像で表現されて主記憶２６等に記憶される。仮想カメラ４６に最も近い画素の画素値を２５５（白を表す）とし、最も遠い画素の画素値を０（黒を表す）とする。即ち、仮想カメラ４６からの距離に応じて画素値が０〜２５５の間で表現される。なお、奥行き情報の作成方法はこれに限られず、公知の種々の方法を適用可能とする。
【００９１】
図１０は、奥行き情報の一例を示す図である。図１０に示す例は、ゲーム装置１０においてサッカーゲームが実行され、いわゆるゴールキックの際にキーパーのキャラクタオブジェクト４４ａの背面に仮想カメラ４６が配置された場合の奥行き情報である。この例では、仮想的に奥行き情報を４段階（図１０の領域Ｅ１〜領域Ｅ４）とする。
【００９２】
図１０に示すように、仮想カメラ４６との距離が近い画素の領域Ｅ１は白く（網かけがない領域）、仮想カメラ４６との距離が遠い画素の領域Ｅ４は黒く（網かけがある領域）表現される。領域Ｅ１と領域Ｅ２の間にある領域Ｅ２とＥ３は、仮想カメラ４６からの距離に応じて濃淡が決定される。つまり、仮想カメラ４６からの距離が画素値によって表現されている。
【００９３】
［３−２．ゲーム装置にて実行される処理］
図１１に示す処理は、実施形態１における図６に示す処理に対応している。つまり、図１１に示す処理は、ゲーム装置１０において所定時間毎（例えば１／６０秒毎）に実行される。
【００９４】
図１１に示すように、Ｓ３０１はＳ１０１と同様であるので、説明を省略する。
【００９５】
マイクロプロセッサ１４は、光源４８からの光の拡散を表す第２画像を作成する（Ｓ３０２）。Ｓ３０２においては、例えば、Ｓ１０２〜Ｓ１０４の処理、又はＳ２０２〜Ｓ２０５の処理が行われることにより、第２画像が作成される。
【００９６】
次いで、マイクロプロセッサ１４（奥行き情報取得部６０）は、ゲーム画面の各画素に対応する奥行き情報を取得する（Ｓ３０３）。先述のように、例えばプログラマブルシェーダ等によって、表示部１８のフレーム処理が実行される毎に奥行き情報が作成されて主記憶２６等に記憶されている。
【００９７】
マイクロプロセッサ１４（表示制御部５８、第１の決定手段）は、奥行き情報に基づいて各画素の半透明合成の割合を決定する（Ｓ３０４）。Ｓ３０４においては、図１０に示す画素値から半透明合成の割合が決定される。決定された割合は、画素の位置と対応付けられて主記憶２６に記憶される。
【００９８】
例えば、ゲーム画面のある画素の画素値を、「（１−アルファ値）×第１画像の画素値＋アルファ値×第２画像の画素値」として算出することにより合成する場合、Ｓ３０４においては、アルファ値＝α（例えば０．３）−Δα（ただし、Δα＝０．２＊（画素値／２５５））となるように算出される。
【００９９】
このようにアルファ値を定めることにより、奥行き情報に応じたアルファ値を画素毎に決定することができる。この場合には、仮想カメラ４６に近い画素ほどアルファ値が大きくなるので、第２画像の割合を小さくすることができる。
【０１００】
なお、Ｓ３０４における半透明合成の割合の決定方法は、奥行き情報に基づいていればよく、これに限られない。例えば、奥行き情報と半透明合成の割合が対応付けられたデータテーブルを用意しておいてもよいし、所定の計算式に基づいて半透明合成の割合が算出されるようにしてもよい。
【０１０１】
マイクロプロセッサ１４は、Ｓ３０４において決定された半透明合成の割合に基づいて第１画像と第２画像とを合成して表示部１８に表示させる（Ｓ３０５）。
【０１０２】
［３−３．実施形態３のまとめ］
以上説明した実施形態３に係るゲーム装置１０は、ゲーム画面の各画素に対応する奥行き情報を取得し、この奥行き情報に基づいて各画素の半透明合成の割合を決定する。実施形態３におけるゲーム装置１０によれば、光源４８からの光が遮蔽された場合であっても、遮蔽物を回り込む光を表現することができる。画素毎に半透明合成の割合を決定するので、ゲーム画面に表示される遮蔽物の領域が黒くなりすぎることを防止することができる。つまり、光源４８からの光がオブジェクトに遮られつつも、光がオブジェクトを回り込む様子を表現することができる。
【０１０３】
［４．実施形態４］
以下、実施形態４について説明する。実施形態１〜３においては、光源４８からの光の拡散が表現されるようにゲーム画面が作成されていた。
【０１０４】
しかしながら、単に第１画像と第２画像とを合成すると、光の拡散を表す第２画像のために、第１画像に表されたオブジェクトの影が薄くなってしまう場合がある。
【０１０５】
この点、実施形態４は、仮想３次元空間４０における各オブジェクトの影をゲーム画面に反映しつつ、光の拡散を表現する点に特徴がある。
【０１０６】
なお、実施形態４に係るゲーム装置１０のハードウェア構成及び機能ブロック図は、実施形態１（図１、図４参照）と同様であるため、ここでは説明を省略する。また、実施形態４に係るゲーム装置１０においても、図２と同様の仮想３次元空間が生成されてゲームが実行される。
【０１０７】
［４−１．ゲーム装置にて実行される処理］
図１２に示す処理は、実施形態１における図６に示す処理に対応している。つまり、図１２に示す処理は、ゲーム装置１０において所定時間毎（例えば１／６０秒毎）に実行される。
【０１０８】
図１２に示すように、まず、マイクロプロセッサ１４（第１画像作成部５２、オブジェクト画像作成手段）は、光源が取り除かれた状態における仮想３次元空間（各オブジェクト）を表す画像を作成する（Ｓ４０１）。Ｓ１０１（図６）においては、視錘台４６ａに含まれる各オブジェクトの影が第１画像に含まれてもよいが、Ｓ４０１においては、この影を含ませずに、各オブジェクトの画像のみが作成される点で、Ｓ４０１はＳ１０１と異なる。Ｓ４０１において作成される画像を、以降ではオブジェクト画像という。オブジェクト画像は、主記憶２６等に記憶される。
【０１０９】
図１３（ａ）は、Ｓ４０１において作成されるオブジェクト画像の一例である。図１３（ａ）に示すように、光源が取り除かれた状態における各キャラクタオブジェクト４４ｂ，４４ｃ、４４ｄを仮想カメラ４６から見た様子を表す画像が作成される。
【０１１０】
マイクロプロセッサ１４（第１画像作成部５２、影画像作成手段）は、視錘台４６ａに含まれる各オブジェクトの影を表す画像を作成する（Ｓ４０２）。Ｓ４０２においては、マイクロプロセッサ１４は、ゲームデータ記憶部５０に記憶されたオブジェクトの位置座標に対応する所定領域を塗りつぶしたり、光源４８から各オブジェクトに光が照射されてフィールドオブジェクト４２に影が映るように予め定められた計算式によって影の領域を算出する等して画像を作成する。以降、Ｓ４０２において作成される画像を、影画像という。影画像は、主記憶２６等に記憶される。
【０１１１】
図１３（ｂ）は、Ｓ４０２において作成される影画像の一例である。図１３（ｂ）に示すように、図１３（ａ）に示す各キャラクタオブジェクト４４ｂ，４４ｃ，４４ｄに対応する位置に影４４ｅ，４４ｆ，４４ｇが配置された画像が作成される。影画像に含まれる影のそれぞれは色の濃淡が異なっていてもよい。例えば、光源４８から近い影は濃く、光源４８から遠い影は淡くするようにしてもよい。
【０１１２】
次いで、マイクロプロセッサ１４は、Ｓ４０１で作成したオブジェクト画像と、Ｓ４０２で作成した影画像と、を合成して第１画像を作成する（Ｓ４０３）。Ｓ４０３における合成処理においても、Ｓ１０５と同様の半透明合成が行われる。
【０１１３】
マイクロプロセッサ１４は、Ｓ４０２で作成した影画像に基づいて光の拡散を表す第２画像を作成する（Ｓ４０４）。Ｓ４０４においては、図６に示すＳ１０２〜Ｓ１０４の処理、又は図７に示すＳ２０２〜Ｓ２０５の処理と同様の処理が行われる。Ｓ４０４では、第２画像の各画素の画素値を、該画素が影画像の影の領域に対応する画素であるか否かに基づいて設定する点で、Ｓ１０２〜Ｓ１０４又はＳ２０２〜Ｓ２０５とは異なる。より具体的には、第２画像の、影画像の影の領域に対応する画素の画素値を、影画像の影の領域に対応する画素でない場合に比べて、暗く（すなわち、光が弱くなるように）設定する点で、Ｓ１０２〜Ｓ１０４又はＳ２０２〜Ｓ２０５とは異なる。
【０１１４】
図１３（ｃ）は、Ｓ４０４において作成される第２画像の一例である。図１３（ｃ）に示すように、図１３（ｂ）に示す影画像の影４４ｅ，４４ｆ，４４ｇに対応する領域が、影がない場合に比べて暗くなるように第２画像が作成される。Ｓ４０４においては、例えば、Ｓ１０２〜Ｓ１０４と同様の処理で光の拡散を表す画像を作成し、この画像のうち影画像の影の領域に対応する画素を所定値だけ暗くする。例えば、この画素の画素値を２／３にする。
【０１１５】
なお、Ｓ４０４においては、影画像に含まれる影の領域に基づいて第２画像が作成されればよく、第２画像の作成方法は、これに限られない。他にも、影画像に含まれる影の領域のうち、光源４８に近い画素と遠い画素とで暗くさせる割合を異ならしめるようにしてもよい。
【０１１６】
Ｓ４０５は、Ｓ１０５と同様であるので説明を省略する。
【０１１７】
［４−２．実施形態４のまとめ］
以上説明した実施形態４に係るゲーム装置１０は、影画像とオブジェクト画像を合成して第１画像を作成し、第２画像（光源４８からの光の拡散を表す画像）の画素のうちの、影画像に含まれる影の領域に対応する画素の画素値を、光が弱くなるように（すなわち、暗くなるように）設定する。実施形態４におけるゲーム装置１０によれば、各オブジェクトに対応する影の濃さを正確に表現することができる。即ち、第１画像と第２画像を合成した際に、第１画像に表されたオブジェクトの影が明るくなって影が目立たなくなってしまうことを防止することができる。
【０１１８】
［５．実施形態５］
以下、実施形態５について説明する。実施形態４においては、影画像に含まれる影の領域が暗くなるように第２画像が作成されていた。この点、実施形態５は、影画像に含まれる影領域に基づいて各画素の半透明合成の割合を決定して第１画像と第２画像を合成する点に特徴がある。
【０１１９】
なお、実施形態５に係るゲーム装置１０のハードウェア構成及び機能ブロック図は、実施形態１（図１、図４参照）と同様であるため、ここでは説明を省略する。また、実施形態５に係るゲーム装置１０においても、図２と同様の仮想３次元空間が生成されてゲームが実行される。
【０１２０】
［５−１．ゲーム装置にて実行される処理］
図１４に示す処理は、実施形態１における図６に示す処理に対応している。つまり、図１４に示す処理は、ゲーム装置１０において所定時間毎（例えば１／６０秒毎）に実行される。
【０１２１】
図１４に示すように、Ｓ５０１〜Ｓ５０３は、それぞれＳ４０１〜Ｓ４０３と同様であるので説明を省略する。
【０１２２】
マイクロプロセッサ１４は、光の拡散を表す第２画像を作成する（Ｓ５０４）。Ｓ５０４においては、Ｓ１０２〜Ｓ１０４の処理、又はＳ２０２〜Ｓ２０５の処理が行われて第２画像が作成される。
【０１２３】
マイクロプロセッサ１４（表示制御部５８、第２の決定手段）は、Ｓ５０２で作成した影画像に基づいて各画素の半透明合成の割合を決定する（Ｓ５０５）。Ｓ５０５においては、第２画像の各画素の半透明合成の割合が、該画素が影画像の影の領域に対応する画素であるか否かに基づいて決定する。具体的には、第２画像の画素のうちの、影画像に含まれる影の領域内に対応する画素は、この領域外の画素よりも半透明合成の割合を小さくする。
【０１２４】
例えば、ゲーム画面のある画素の画素値を、「（１−アルファ値）×第１画像の画素値＋アルファ値×第２画像の画素値」として算出することにより合成する場合、Ｓ５０５においては、影画像の影の領域内に対応する画素のアルファ値を０．４、他の領域の画素のアルファ値を０．５等のように決定される。この場合、影画像の影の領域内に対応する画素については、第２画像（光源からの光の拡散を表す画像）の半透明合成の割合が低くなるため、後述するＳ５０６において半透明合成を行った際に、影の領域が薄くなりすぎないようにして合成される。
【０１２５】
なお、Ｓ５０５における半透明合成の割合の決定方法は、影画像に基づいたものであればよく、これに限られない。例えば、影画像の画素値と半透明合成の割合が対応付けられたデータテーブルを用意しておいて、Ｓ５０５で参照されるようにしてもよい。
【０１２６】
マイクロプロセッサ１４は、Ｓ５０５において決定された割合に基づいて第１画素と第２画素を合成する（Ｓ５０６）。
【０１２７】
［５−２．実施形態５のまとめ］
以上説明した実施形態５に係るゲーム装置１０では、影画像とオブジェクト画像を合成して第１画像を作成し、第２画像の画素のうちの、影画像に含まれる影の領域に対応する画素の半透明合成の割合を、影の領域に対応しない画素よりも小さくする。実施形態５におけるゲーム装置１０によれば、各オブジェクトに対応する影の濃さを正確に表現することができる。即ち、第１画像に第２画像を半透明合成した際に、第１画像に表されたオブジェクトの影が薄くなってしまうことを防止することができる。
【０１２８】
［６．実施形態６］
以下、実施形態６について説明する。実施形態４においては、影画像に含まれる影の領域が暗くなるように第２画像が作成されていた。実施形態５においては、影画像に含まれる影領域に基づいて各画素の半透明合成の割合を決定して第１画像と第２画像を合成していた。この点、実施形態６は、影画像の、第２画像の光の領域に対応する領域に表される影が濃くなるようにして影画像を作成する点に特徴がある。
【０１２９】
なお、実施形態６に係るゲーム装置１０のハードウェア構成及び機能ブロック図は、実施形態１（図１、図４参照）と同様であるため、ここでは説明を省略する。また、実施形態６に係るゲーム装置１０においても、図２と同様の仮想３次元空間が生成されてゲームが実行される。
【０１３０】
［６−１．ゲーム装置にて実行される処理］
図１５に示す処理は、実施形態１における図６に示す処理に対応している。つまり、図１５に示す処理は、ゲーム装置１０において所定時間毎（例えば１／６０秒毎）に実行される。
【０１３１】
図１５に示すように、Ｓ６０１とＳ６０２は、それぞれＳ５０４とＳ５０１と同様であるので説明を省略する。
【０１３２】
マイクロプロセッサ１４（第１画像作成部５２、影画像作成手段）は、オブジェクトの影を表した影画像を作成する（Ｓ６０３）。この場合、影画像の画素のうちの、影の領域内の画素の画素値が、該画素が前記第２画像の光の領域に対応する画素であるか否かに基づいて設定される。
【０１３３】
具体的には、第２画像の画素値が参照されることにより、所定値よりも明るい画素が光の領域と判断され、そして、影画像の画素のうちの、影が表される領域内の画素の画素値が、該画素が第２画像の光の領域に対応する画素である場合には、該画素が第２画像の光の領域に対応する画素でない場合に比べて暗く（影が濃くなるように）設定される。なお、Ｓ６０３においては、第２画像の光の領域に基づいて影画像が作成されればよく、これに限られない。例えば、光源４８との距離が一定値以内である影については暗くする等してもよい。
【０１３４】
マイクロプロセッサ１４は、Ｓ６０２において作成したオブジェクト画像とＳ６０３において作成した影画像とを合成して第１画像を作成する（Ｓ６０４）。Ｓ６０４においては、Ｓ５０３と同様の処理が行われる。
【０１３５】
Ｓ６０５は、Ｓ１０５と同様であるので説明を省略する。
【０１３６】
［６−２．実施形態６のまとめ］
以上説明した実施形態６に係るゲーム装置１０では、影画像を作成する際に、影が表される領域内の画素が第２画像の光の領域に対応する画素である場合、該画素の画素値が、影が濃くなるように設定される。実施形態６におけるゲーム装置１０によれば、各オブジェクトに対応する影の濃さを正確に表現することができる。即ち、第１画像（影画像）に第２画像を半透明合成した際に、第１画像に表されたオブジェクトの影が薄くなってしまうことを防止することができる。
【０１３７】
なお、実施形態１〜実施形態６においては、画像処理装置をゲーム装置に適用した例を挙げて説明したが、本発明に係る画像処理装置の適用対象は、パーソナルコンピュータ等他の装置であってもよい。
【符号の説明】
【０１３８】
１０ ゲーム装置、１１ 家庭用ゲーム機、１２ バス、１４ マイクロプロセッサ、１６ 画像処理部、１８ 表示部、２０ 音声処理部、２２ 音声出力部、２４ 光ディスク再生部、２５ 光ディスク、２６ 主記憶、２８ メモリカード、３０ 入出力処理部、３２ コントローラ、４０ 仮想３次元空間、４２ フィールドオブジェクト、４４ キャラクタオブジェクト、４６ 仮想カメラ、４６ａ 視錘台、４６ｂ ニアクリップ、４６ｃ ファークリップ、４８ 光源、５０ ゲームデータ記憶部、５２ 第１画像作成部、５４ 座標取得部、５６ 第２画像作成部、５８ 表示制御部、６０ 奥行き情報取得部、θ 視野角、ｖ 視線ベクトル、Ａ アスペクト比、Ｂ 球、Ｓ 切断面。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、画像処理装置の制御方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ゲームキャラクタ等の各種オブジェクトや光源が配置された仮想３次元空間を所与の視点から見た様子を表示するゲーム装置が知られている。例えば、オブジェクトの影の描画が、光源の位置やオブジェクトの位置及び形状に基づいて制御され、ゲーム画面が表示されるゲーム装置が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１９５７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようなゲーム装置では、光源がゲーム画面に対応する視界から外れた場合等に、光源からの光が正確に表現されない場合がある。光源が視界内に入っていない場合に、光源からの光によって視界内の領域が照らされる様子を表現することができなかった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、光源が視界内に入っていない場合であっても、光源からの光によって視界内の領域が照らされる様子を好適に表現することが可能な画像処理装置、画像処理装置の制御方法、及びプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る画像処理装置は、オブジェクトが配置された仮想３次元空間を所与の視点から見た様子を表す画面を表示させる画像処理装置であって、前記仮想３次元空間を前記視点から見た様子を表す第１画像を作成する第１画像作成手段と、前記仮想３次元空間に設定された光源の３次元座標を取得する座標取得手段と、前記光源の３次元座標に基づいて、当該光源からの光の拡散を表す第２画像を作成する第２画像作成手段と、前記第１画像と前記第２画像が合成された画面を表示させる表示制御手段と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る画像処理装置の制御方法は、オブジェクトが配置された仮想３次元空間を所与の視点から見た様子を表す画面を表示させる画像処理装置の制御方法であって、前記仮想３次元空間を前記視点から見た様子を表す第１画像を作成する第１画像ステップと、前記仮想３次元空間に設定された光源の３次元座標を取得する座標取得ステップと、前記光源の３次元座標に基づいて、当該光源からの光の拡散を表す第２画像を作成する第２画像作成ステップと、前記第１画像と前記第２画像が合成された画面を表示させる表示制御ステップと、を含むことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係るプログラムは、オブジェクトが配置された仮想３次元空間を所与の視点から見た様子を表す画面を表示させる画像処理装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、前記仮想３次元空間を前記視点から見た様子を表す第１画像を作成する第１画像作成手段、前記仮想３次元空間に設定された光源の３次元座標を取得する座標取得手段、前記光源の３次元座標に基づいて、当該光源からの光の拡散を表す第２画像を作成する第２画像作成手段、前記第１画像と前記第２画像が合成された画面を表示させる表示制御手段、として前記コンピュータを機能させることを特徴とする。このコンピュータは、パーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、家庭用ゲーム機、業務用ゲーム機、携帯用ゲーム機、携帯電話機、携帯情報端末等である。また、プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体に格納されてもよい。
【０００９】
本発明によれば、光源が視界内に入っていない場合であっても、光源からの光によって視界内の領域が照らされる様子を好適に表現することが可能になる。
【００１０】
また、本発明の一態様では、前記第１画像又は前記第２画像の各画素に対応する奥行き情報を取得する奥行き情報取得手段を更に含み、前記表示制御手段は、前記第１画像と前記第２画像を半透明合成する場合の前記各画素の半透明合成の割合を前記奥行き情報に基づいて決定する第１の決定手段を含むことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の一態様では、前記第１画像作成手段は、前記オブジェクトの影を表す影画像を作成する影画像作成手段と、前記オブジェクトを前記視点から見た様子を表すオブジェクト画像を作成するオブジェクト画像作成手段と、を含み、当該２つの画像を合成して前記第１画像を作成し、前記第２画像作成手段は、前記第２画像の各画素の画素値を、該画素が前記影画像の影の領域に対応する画素であるか否かに基づいて設定することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の一態様では、前記第１画像作成手段は、前記オブジェクトの影を表す影画像を作成する影画像作成手段と、前記オブジェクトを前記視点から見た様子を表すオブジェクト画像を作成するオブジェクト画像作成手段と、を含み、当該２つの画像を合成して前記第１画像を作成し、前記表示制御手段は、前記第１画像と前記第２画像を半透明合成する場合の前記第２画像の各画素の半透明合成の割合を、該画素が前記影画像の影の領域に対応する画素であるか否かに基づいて決定する第２の決定手段を含むことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の一態様では、前記第１画像作成手段は、前記オブジェクトの影を表す影画像を作成する手段であって、前記影画像の画素のうちの、影の領域内の画素の画素値を、該画素が前記第２画像の光の領域に対応する画素であるか否かに基づいて設定する影画像作成手段と、前記オブジェクトを前記視点から見た様子を表すオブジェクト画像を作成するオブジェクト画像作成手段と、を含み、当該２つの画像を合成して前記第１画像を作成することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の一態様では、前記第２画像作成手段は、前記光源の３次元座標を画面に対応する２次元座標に変換する座標変換手段を含み、前記光源の２次元座標から光が拡散するように第２画像を作成することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の一態様では、前記第２画像作成手段は、前記光源の３次元座標を中心とする所定半径の球を前記視点に対応する平面で切断した切断面の中心点を算出する中心点算出手段と、前記中心点の３次元座標を画面に対応する２次元座標に変換する座標変換手段と、含み、前記中心点の２次元座標から光が拡散するように第２画像を作成することを特徴とすることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係るゲーム装置のハードウェア構成を示す図である。
【図２】仮想３次元空間の一例を示す図である。
【図３】ゲーム画面の一例を示す図である。
【図４】実施形態１に係るゲーム装置に実現される機能群を示す機能ブロック図である。
【図５】（ａ）は、第１画像の一例を示す図であり、（ｂ）は、第２画像の一例を示す図であり、（ｃ）は、合成画像の一例を示す図である。
【図６】ゲーム装置において実行される処理の一例を示すフロー図である。
【図７】実施形態２に係るゲーム装置において実行される処理の一例を示すフロー図である。
【図８】（ａ）は、仮想３次元空間のＸｗ−Ｚｗ平面を表す図であり、（ｂ）は、仮想３次元空間のＸｗ−Ｙｗ平面を表す図である。
【図９】実施形態３に係るゲーム装置に実現される機能群を示す機能ブロック図である。
【図１０】奥行き情報の一例を示す図である。
【図１１】実施形態３に係るゲーム装置において実行される処理の一例を示すフロー図である。
【図１２】実施形態４に係るゲーム装置において実行される処理の一例を示すフロー図である。
【図１３】（ａ）は、オブジェクト画像の一例を示す図であり、（ｂ）は、影画像の一例を示す図であり、（ｃ）は、第２画像の一例を示す図である。
【図１４】実施形態５に係るゲーム装置において実行される処理の一例を示すフロー図である。
【図１５】実施形態６に係るゲーム装置において実行される処理の一例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［１．実施形態１］
以下、本発明の実施形態の一例について図面に基づき詳細に説明する。ここでは、画像処理装置の一態様であるゲーム装置に本発明を適用した場合について説明する。本発明の実施形態に係るゲーム装置は、例えば、家庭用ゲーム機（据置型ゲーム機）、携帯ゲーム機、携帯電話機、携帯情報端末（ＰＤＡ）又はパーソナルコンピュータ等によって実現される。ここでは、実施形態１に係るゲーム装置を家庭用ゲーム機によって実現する場合について説明する。
【００１８】
［１−１．ゲーム装置のハードウェア構成］
図１は、本発明の実施形態に係るゲーム装置の構成を示す図である。図１に示すように、ゲーム装置１０においては、家庭用ゲーム機１１に情報記憶媒体である光ディスク２５及びメモリカード２８が装着される。また、ゲーム装置１０には、表示部１８及び音声出力部２２が接続される。例えば、表示部１８には家庭用テレビ受像機が用いられ、音声出力部２２にはその内蔵スピーカが用いられる。
【００１９】
家庭用ゲーム機１１は、バス１２、マイクロプロセッサ１４、画像処理部１６、音声処理部２０、光ディスク再生部２４、主記憶２６、入出力処理部３０及びコントローラ３２を含んで構成される公知のコンピュータゲームシステムである。コントローラ３２以外の構成要素は筐体内に収容される。
【００２０】
バス１２はアドレス及びデータを家庭用ゲーム機１１の各部でやり取りするためのものである。マイクロプロセッサ１４、画像処理部１６、主記憶２６及び入出力処理部３０は、バス１２によって相互データ通信可能に接続される。
【００２１】
マイクロプロセッサ１４は、図示しないＲＯＭに格納されるオペレーティングシステム、光ディスク２５から読み出されるプログラムや、メモリカード２８から読み出されるデータに基づいて、家庭用ゲーム機１１の各部を制御する。
【００２２】
主記憶２６は、例えばＲＡＭを含んで構成されるものであり、光ディスク２５から読み出されたプログラムやメモリカード２８から読み出されたデータが必要に応じて書き込まれる。主記憶２６は、マイクロプロセッサ１４の作業用メモリとしても用いられる。
【００２３】
画像処理部１６は、ＶＲＡＭを含んで構成される。画像処理部１６は、マイクロプロセッサ１４から送られる画像データに基づいてＶＲＡＭ上にゲーム画面を描画する。画像処理部１６は、この内容をビデオ信号に変換して所定のタイミングで表示部１８に出力する。
【００２４】
入出力処理部３０は、マイクロプロセッサ１４が音声処理部２０、光ディスク再生部２４、メモリカード２８及びコントローラ３２にアクセスするためのインタフェースである。入出力処理部３０には、音声処理部２０、光ディスク再生部２４、メモリカード２８及びコントローラ３２が接続される。
【００２５】
音声処理部２０はサウンドバッファを含んで構成される。音声処理部２０は、光ディスク２５から読み出されてサウンドバッファに記憶されたゲーム音楽、ゲーム効果音、メッセージ等の各種音声データを音声出力部２２から出力する。
【００２６】
光ディスク再生部２４は、マイクロプロセッサ１４からの指示に従って光ディスク２５に記録されたプログラムを読み取る。なお、ここではプログラムを家庭用ゲーム機１１に供給するために光ディスク２５を用いることとするが、ＣＤ−ＲＯＭやＲＯＭカード等、他のあらゆる情報記憶媒体を用いるようにしてもよい。また、インターネット等のデータ通信網を介して遠隔地からプログラムを家庭用ゲーム機１１に供給するようにしてもよい。
【００２７】
メモリカード２８は、不揮発性メモリ（例えばＥＥＰＲＯＭ等）を含んで構成される。家庭用ゲーム機１１は、メモリカード２８を装着するための複数のメモリカードスロットを備えており、複数のメモリカード２８を同時に装着可能となっている。メモリカード２８は、このメモリカードスロットに対して脱着可能に構成され、例えば、セーブデータなどの各種ゲームデータを記憶させるために用いられる。
【００２８】
コントローラ３２は、プレイヤが各種ゲーム操作の入力をするためのものである。入出力処理部３０は、一定周期毎（例えば１／６０秒毎）にコントローラ３２の各部の状態をスキャンする。このスキャン結果を表す操作信号は、バス１２を介してマイクロプロセッサ１４に入力される。
【００２９】
マイクロプロセッサ１４は、コントローラ３２からの操作信号に基づいてプレイヤのゲーム操作を判定する。家庭用ゲーム機１１は、複数のコントローラ３２を接続可能に構成されている。つまり、家庭用ゲーム機１１は、各コントローラ３２から入力される操作信号に基づいて、マイクロプロセッサ１４がゲーム制御を行うようになっている。
【００３０】
［１−２．ゲーム装置における仮想３次元空間］
ゲーム装置１０では、仮想３次元空間（仮想的な３次元ゲーム空間）が主記憶２６に構築される。図２は、主記憶２６に構築される仮想３次元空間の一部（仮想３次元空間４０）を示す図である。図２に示すように、仮想３次元空間４０には、互いに直交するＸｗ軸、Ｙｗ軸、及びＺｗ軸が設定される。仮想３次元空間４０内の位置は、これらの座標軸の３次元座標、即ちワールド座標値（ワールド座標系の座標値）により特定される。
【００３１】
仮想３次元空間４０には、地面や床面等を表すフィールドオブジェクト４２が配置される。フィールドオブジェクト４２は、例えば、Ｘｗ−Ｚｗ平面に平行に配置される。フィールドオブジェクト４２上には、キャラクタオブジェクト４４が配置される。
【００３２】
なお、図２では省略されているが、例えば、ゲーム装置１０でサッカーゲームが実行される場合には、サッカーのゴールを表すオブジェクトや、サッカーボールを表すオブジェクトが配置される。つまり、仮想３次元空間４０には、サッカーの試合会場が形成される。
【００３３】
また、仮想３次元空間４０には仮想カメラ４６（視点）が設定される。この仮想カメラ４６から仮想３次元空間４０を見た様子を表すゲーム画面が生成され、表示部１８に表示される。
【００３４】
仮想カメラ４６に対応する視錘台４６ａに含まれる各オブジェクトが、ゲーム画面に表示される。図２に示すように、視錘台４６ａは、仮想カメラ４６の視野のうち、ニアクリップ４６ｂと、ファークリップ４６ｃと、によって囲まれる斜線内の領域である。
【００３５】
図２のように、仮想カメラ４６の視野は、仮想カメラ４６の位置座標、仮想カメラ４６の視線方向を示す視線ベクトルｖ、仮想カメラ４６の視野角θ、及びゲーム画面のアスペクト比Ａによって決定される。これらの値は、主記憶２６に記憶され、ゲームの状況に応じて適宜変更される。
【００３６】
ニアクリップ４６ｂは、ゲーム画面に表示されるもののうち、仮想３次元空間において、最も仮想カメラ４６に近いものを定義する。ファークリップ４６ｃは、ゲーム画面に表示される領域のうち、仮想３次元空間において、最も仮想カメラ４６から遠いものを定義する。
【００３７】
ニアクリップ４６ｂ及びファークリップ４６ｃのそれぞれと、仮想カメラ４６と、の距離に関する情報が主記憶２６に記憶される。この距離に関する情報は、ゲーム状況に応じて適宜変更される。即ち、視錘台４６ａは、仮想カメラ４６の視野を、ニアクリップ４６ｂとファークリップ４６ｃとで切り取った領域となる。
【００３８】
図２に示すように、仮想３次元空間４０には光源４８が設定される。この光源４８の位置座標に基づいて後述の処理を行うことにより、ゲーム画面に光が拡散する様子を表現することができる。また、光源４８からの光により、フィールドオブジェクト４２上にキャラクタオブジェクト４４の影ができるようにしてもよい。
【００３９】
［１−３．ゲーム画面に対応する２次元座標］
図３は、図２に示す仮想３次元空間を仮想カメラ４６から見た様子を表すゲーム画面である。ゲーム画面は、所定時間毎（例えば１／６０秒毎）に表示が更新される。図３に示すように、視錘台４６ａに含まれるフィールドオブジェクト４２及びキャラクタオブジェクト４４がゲーム画面に表示される。ゲーム画面は、互いに直行するＸｓ軸、Ｙｓ軸が設定される。例えば、左上を原点Ｏ（０，０）とし、各画素に対応する座標が割り当てられる。
【００４０】
同様に、ゲーム画面の左下を座標Ｐ１（０，Ｙｍａｘ）、右上を座標Ｐ２（Ｘｍａｘ，０）、右下を座標Ｐ３（Ｘｍａｘ，Ｙｍａｘ）とする。つまり、図３に示すゲーム画面例では、ゲーム画面領域を構成するＸｍａｘとＹｍａｘの比率は、ゲーム画面のアスペクト比Ａに対応する。
【００４１】
ゲーム画面を表示させる際、マイクロプロセッサ１４は、まず、視錘台４６ａの領域内にある各オブジェクトの３次元座標に、行列を用いた所定の演算処理を行う。この演算処理により、各オブジェクトの３次元座標が、２次元座標であるスクリーン座標（スクリーン座標系の座標）に変換される。この２次元座標により、ゲーム画面上にオブジェクトを表示すべき位置が特定される。
【００４２】
図２に示す例では、光源４８は視錘台４６ａの領域外にあるので、図３に示すように、光源４８に対応する２次元座標はゲーム画面の領域外となる。後述する処理においては、この光源４８の２次元座標に基づいて、光源４８からの光の拡散を表す画像が作成される。
【００４３】
［１−４．ゲーム装置で実現される機能］
図４は、ゲーム装置１０において実現される機能群を示す機能ブロック図である。図４に示すように、ゲーム装置１０では、ゲームデータ記憶部５０、第１画像作成部５２、座標取得部５４、第２画像作成部５６、及び表示制御部５８が実現される。これらの機能は、マイクロプロセッサ１４が光ディスク２５から読み出されたプログラムに従って動作することにより、実現される。
【００４４】
［１−４−１．ゲームデータ記憶部］
ゲームデータ記憶部５０は、主記憶２６及び光ディスク２５を主として実現される。ゲームデータ記憶部５０は、ゲームに必要な各種データを記憶する。本実施形態の場合、ゲームデータ記憶部５０は、仮想３次元空間の現在の状況を示すゲーム状況データ等を記憶する。
【００４５】
図２に示す仮想３次元空間は、ゲーム状況データに基づいて主記憶２６に構築される。ゲーム状況データには、各オブジェクト、仮想カメラ４６、及び光源４８の３次元座標や、オブジェクトの色や光源の強さ等のゲーム画面の色彩に関する情報が格納される。また、ゲーム状況データには、ニアクリップ４６ｂ及びファークリップ４６ｃのそれぞれと、仮想カメラ４６と、の距離に関する情報が格納される。他にも、ゲーム状況データには、仮想カメラ４６の視線ベクトルｖ、視野角θ、ゲーム画面のアスペクト比Ａ等が格納される。
【００４６】
［１−４−２．第１画像作成部］
第１画像作成部５２は、マイクロプロセッサ１４を主として実現される。第１画像作成部５２は、仮想３次元空間４０を仮想カメラ４６から見た様子を表す第１画像を作成する。この第１画像は、ゲームデータ記憶部５０が参照されることにより作成される。つまり、この第１画像は、光源４８からの光の拡散が考慮されずに、各オブジェクトの色が、そのまま表された画像である。
【００４７】
図５（ａ）は、第１画像作成部５２が作成する第１画像の一例を示す図である。第１画像は、仮想３次元空間４０を仮想カメラ４６から見た様子が表され、図５（ａ）に示すように、各オブジェクトの色がそのまま表された状態で作成される。
【００４８】
［１−４−３．座標取得部］
座標取得部５４は、マイクロプロセッサ１４を主として実現される。座標取得部５４は、ゲームデータ記憶部５０に格納された光源４８の３次元座標を取得する。
【００４９】
［１−４−４．第２画像作成部］
第２画像作成部５６は、マイクロプロセッサ１４を主として実現される。第２画像作成部５６は、座標取得部５４が取得した光源４８の３次元座標に基づいて、光源４８からの光の拡散を表す第２画像を作成する。この第２画像は、視錘台４６ａ内の各オブジェクトが含まれずに光のグラデーションのみが表現された画像である。
【００５０】
図５（ｂ）は、第２画像作成部５６が作成する第２画像の一例を示す図である。図５（ｂ）の例は、図３に示す位置に光源４８の２次元座標がある場合に作成される第２画像である。図５（ｂ）に示すように、光源４８の２次元座標を中心に円を描くように光が拡散する第２画像が作成される。
【００５１】
［１−４−５．表示制御部］
表示制御部５８は、マイクロプロセッサ１４及び画像処理部１６を主として実現される。表示制御部５８は、第１画像作成部５２が作成した第１画像と、第２画像作成部５６が作成した第２画像と、が合成されたゲーム画面を表示部１８に表示させる。
【００５２】
第１画像と第２画像を合成させる方法は、いわゆるアルファ値（半透明合成率，透過度）を使用した半透明合成を用いるものとする。例えば、アルファ値を０〜１の実数とすると、ゲーム画面のある画素（座標を（Ｘｓ，Ｙｓ）とする）の画素値は、「（１−アルファ値）×第１画像の座標（Ｘｓ，Ｙｓ）の画素値＋アルファ値×第２画像の座標（Ｘｓ，Ｙｓ）の画素値」等のように算出される。例えば、アルファ値は０．２に設定される。なお、第１画像と第２画像を合成させる方法は、これに限られず、他の任意の手法も適用可能とする。
【００５３】
図５（ｃ）は、表示制御部５８が表示させる画像の一例を示す図である。図５（ｃ）に示すように、第１画像と第２画像が合成された画像が表示されることにより、視界外の光源からの光によって視界内の領域が照らされる様子を表すゲーム画面を表示させることができる。
【００５４】
［１−５．ゲーム装置にて実行される処理］
図６は、ゲーム装置１０において所定時間毎（例えば１／６０秒毎）に実行される処理の一例を示すフロー図である。図６の処理は、マイクロプロセッサ１４が、光ディスク２５から読み出されたプログラムに従って動作することにより実行される。
【００５５】
図６に示すように、まず、マイクロプロセッサ１４（第１画像作成部５２）は、ゲームデータ記憶部５０を参照し、光源４８が取り除かれた状態における第１画像を作成する（Ｓ１０１）。Ｓ１０１において作成される第１画像は、視錘台４６ａに含まれる各オブジェクトの色がそのまま表された画像である。
【００５６】
なお、Ｓ１０１においては、光源４８が取り除かれた状態における第１画像が作成されるようにしたが、視錘台４６ａに含まれる各オブジェクトの色がそのまま表されるようにすればよく、第１画像の作成方法は、これに限られない。例えば、Ｓ１０１においては、視錘台４６ａに含まれる各オブジェクトの影等が表現されるように第１画像が作成されるようにしてもよい。
【００５７】
次いで、マイクロプロセッサ１４（座標取得部５４）は、主記憶２６に記憶されたゲーム状況データを参照して光源４８の３次元座標を取得する（Ｓ１０２）。マイクロプロセッサ１４（第２画像作成部５６、座標変換手段）は、光源４８の３次元座標をゲーム画面に対応する２次元座標に変換する（Ｓ１０３）。Ｓ１０３においては、先述のように所定の行列演算により変換処理が行われる。
【００５８】
マイクロプロセッサ１４は、光源４８の２次元座標に基づいて、光源４８からの光の拡散を表す第２画像を作成する（Ｓ１０４）。Ｓ１０４においては、光源４８の２次元座標から光が拡散するように第２画像が作成される。例えば、光源４８の２次元座標が図３に示す位置の場合、この位置を中心とした所定半径の円が計算され、この円の中心点とゲーム画面内の画素との距離に応じた強さの光が拡散されるように各画素値が決定されて第２画像が作成される。つまり、円の中心点と画素との距離が短ければ光が強く、距離が長ければ光が弱くなるように各画素値が決定される。
【００５９】
なお、上記のような円ではなく、他の形状（楕円や四角形等）に基づいて光が拡散されるように各画素値が決定され、第２画像が作成されるようにしてもよい。この場合も上記と同様に、光源４８の２次元座標と画素との距離に応じた強さの光が拡散されるように各画素値が決定されて第２画像が作成される。
【００６０】
また、Ｓ１０４においては、光源４８の２次元座標に基づいて第２画像が作成されればよく、作成の方法はこれらに限られない。例えば、光の拡散を表す所定の計算式に光源４８の２次元座標を代入し、各画素の画素値が算出されることにより第２画像が作成されるようにしてもよい。
【００６１】
次いで、マイクロプロセッサ１４（表示制御部５８）は、Ｓ１０１で作成した第１画像と、Ｓ１０４で作成した第２画像と、を合成して表示部１８に表示させる（Ｓ１０５）。Ｓ１０５においては、第１画像と第２画像が所定のアルファ値に基づいて半透明合成され、この合成画像が表示部１８に表示される。このアルファ値は、ゲーム状況データ等に応じて可変であってよい。例えば、ゲーム空間において雨が降っている場合や夕暮れの場合は、第２画像の割合が低くなるように設定される。
【００６２】
［１−６．実施形態１のまとめ］
以上説明した実施形態１に係るゲーム装置１０は、仮想３次元空間（各オブジェクト）を表す第１画像と、光源４８からの光の拡散を表す第２画像と、が合成されたゲーム画面を表示させる。実施形態１におけるゲーム装置１０によれば、光源４８がゲーム画面の領域外にある場合でも、光が照らされる様子を表現したゲーム画面を表示させることができる。
【００６３】
また、ゲーム装置１０は、光源４８の３次元座標を２次元座標に変換して第２画像を作成する。光源４８と各オブジェクトとの位置関係等に基づいて、比較的簡易な処理によって実現することができる。例えば、オブジェクトの色を画素毎に色変換する方法等に比べて、処理負荷を軽減することができる。
【００６４】
なお、本発明は、以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では家庭用ゲーム機を例に挙げて説明したが、ゲームセンター等に設置されるアーケード型ゲーム機であってもよい。
【００６５】
また、Ｓ１０３においては、光源４８の３次元座標を２次元座標に変換して、光源４８の２次元座標に基づいて第２画像を作成したが、この変換処理を行わずに光源４８の３次元座標に基づいて第２画像が作成されるようにしてもよい。例えば、仮想カメラ４６の方向ベクトルｖがＸｗ軸方向と一致している場合等に、光源４８の３次元座標のＹｗ座標成分とＺｗ座標成分とに基づいて第２画像が作成されるようにしてもよい。他にも、ニアクリップ４６ｂの中心点と光源４８との３次元座標の位置関係に基づいて第２画像が作成されるようにしてもよい。
【００６６】
また、光源４８の３次元座標をワールド座標値として説明したが、第２画像を作成する際に使用される光源４８の３次元座標は、仮想カメラ４６の位置を原点とするビュー座標値等であってもよい。
【００６７】
また、実施形態１においては、光源４８を１つとして説明したが、任意の数の光源４８が仮想３次元空間４０に配置されていてよい。例えば、ゲーム装置１０が、夜間におけるサッカーゲームを実行する際には、実際のサッカー場の照明に対応する位置に、複数の光源４８を配置してもよい。第２画像を作成する際には、それぞれの光源４８から光が拡散される画像が作成される。つまり、それぞれの光源４８についてＳ１０４と同様の処理が行われて光の拡散が計算される。これらの光の拡散のそれぞれが各画素毎に加算されることにより、第２画像が作成される。
【００６８】
［２．実施形態２］
以下、実施形態２について説明する。実施形態１においては、光源４８の３次元座標を２次元座標に変換して第２画像を作成していた。この点、実施形態２は、光源４８の３次元座標を中心とする所定半径の球を、ニアクリップ４６ｂで切断した切断面の中心点に基づいて第２画像を作成する点に特徴がある。
【００６９】
なお、実施形態２に係るゲーム装置１０のハードウェア構成や機能ブロック図は、実施形態１（図１、図４参照）と同様であるため、ここでは説明を省略する。また、実施形態２に係るゲーム装置１０においても、図２と同様の仮想３次元空間が生成されてゲームが実行される。
【００７０】
［２−１．ゲーム装置にて実行される処理］
図７に示す処理は、実施形態１における図６に示す処理に対応している。つまり、図７に示す処理は、ゲーム装置１０において所定時間毎（例えば１／６０秒毎）に実行される。
【００７１】
図７に示すように、Ｓ２０１，Ｓ２０２は、それぞれＳ１０１，Ｓ１０２と同様であるので、説明を省略する。
【００７２】
マイクロプロセッサ１４（第２画像作成部５６、中心点算出手段）は、光源４８の３次元座標を中心とした所定半径ｒの球（図８（ａ）及び図８（ｂ）の球Ｂ）をニアクリップ４６ｂで切断した切断面（同図の面Ｓ）の中心点（同図の点ｃｐ）を算出する（Ｓ２０３）。この所定半径ｒは、光源４８からの光が届く距離に対応する。球の半径を示す情報は、光ディスク２５等に記憶されている。
【００７３】
すなわち、Ｓ２０３においては、球の半径を示す情報を光ディスク２５等から読み出し、マイクロプロセッサ１４は、ニアクリップ４６ｂの位置に基づいて球の切断面を決定して中心点を算出する。なお、球の半径を示す情報は、ゲーム状況データ等に応じて可変であってよい。例えば、霧がかかった状態のサッカーゲームにおいては、球の半径を小さくする等してもよい。
【００７４】
より具体的には、図８（ａ）に示すように、例えば、光源４８の３次元座標ｌｐから、仮想カメラ４６の単位ベクトルｖ方向に、光源４８からニアクリップ４６ｂまでの距離ｄだけ移動させた点が、中心点の３次元座標ｃｐとして算出される。距離ｄは、仮想カメラ４６の３次元座標、光源の３次元座標ｌｐ、及び仮想カメラ４６とニアクリップ４６ｂとの距離に基づいて算出される。図８（ａ）は、仮想３次元空間４０のＸｗ−Ｚｗ平面を表す図であるが、図８（ｂ）は、仮想３次元空間４０のＸｗ−Ｙｗ平面を表す図である。
【００７５】
なお、Ｓ２０３においては、上記の球をニアクリップ４６ｂで切断した例を挙げたが、この球をゲーム画面に対応する平面で切断されるようにすればよく、これに限られない。例えば、ファークリップ４６ｃで球を切断するようにしてもよいし、視錘台４６ａに含まれるオブジェクトを通る平面で切断するようにしてもよい。Ｓ２０３においては、これらの切断面の中心点が算出されるようにすればよい。
【００７６】
マイクロプロセッサ１４（第２画像作成部５６、座標変換手段）は、Ｓ２０３において算出した中心点の３次元座標を２次元座標に変換する（Ｓ２０４）。Ｓ２０４においては、Ｓ１０３と同様に行列を用いた変換処理が行われる。
【００７７】
マイクロプロセッサ１４は、中心点の２次元座標に基づいて、光源４８からの光の拡散を表す第２画像を作成する（Ｓ２０５）。Ｓ２０５においては、Ｓ１０４と同様の処理が実行される。光の拡散を表す際に基準となる点が、Ｓ１０４においては光源４８の２次元座標であるが、Ｓ２０５においては切断面の中心点の２次元座標である点でのみ異なる。つまり、切断面の中心点から光が拡散されるように第２画像が作成される。
【００７８】
次いで、マイクロプロセッサ１４（表示制御部５８）は、Ｓ２０１で作成した第１画像と、Ｓ２０５で作成した第２画像と、を合成して表示部１８に表示させる（Ｓ２０６）。
【００７９】
［２−２．実施形態２のまとめ］
以上説明した実施形態２に係るゲーム装置１０は、仮想３次元空間４０（各オブジェクト）を表す第１画像と、光源４８を中心とする球の切断面の中心点からの光の拡散を表す第２画像と、を合成したゲーム画面を表示させる。実施形態２におけるゲーム装置１０によれば、実施形態１と同様に、比較的簡易な処理によって、光が照らされる様子を表現したゲーム画面を表示させることができる。
【００８０】
なお、ゲーム装置１０においては、ゲームの状況に応じて、実施形態１の図６に示す処理と、実施形態２の図７に示す処理と、を使い分けるようにしてもよい。例えば、仮想カメラ４６の視界が所定の角度である場合には、実施形態２の図７に示す処理が実行されてゲーム画面が作成され、他の角度である場合には、実施形態１の図６に示す処理が実行されてゲーム画面が作成されるようにしてもよい。
【００８１】
上記のように、処理をゲーム状況に応じて使い分けることにより、現実の光の拡散を表す画像をより正確に再現できるとともに、状況に応じた最適な処理を行うことができる。例えば、仮想３次元空間４０内にオブジェクトが多数配置されている場合には、より簡易な処理である実施形態１の図６に示す処理を実行することにより、ゲーム画面の表示による処理負荷を軽減することができる。
【００８２】
［３．実施形態３］
以下、実施形態３について説明する。実施形態１と実施形態２においては、仮想３次元空間４０を仮想カメラ４６から見た様子を表す第１画像と、光源４８からの光の拡散を表す第２画像と、が合成されていた。
【００８３】
しかしながら、第１画像と第２画像とを単に合成すると、光の遮蔽が表現されない場合がある。例えば、仮想カメラ４６と光源４８との間にオブジェクトがある場合には、本来であれば、オブジェクトによって光が遮られる。この光が遮られた領域は暗く表現されるべきであるが、第１画像と第２画像とを単に合成すると、光の拡散を表す第２画像のために、この暗くすべき領域も明るくなってしまう可能性がある。
【００８４】
上記のことを防止するためには、光が遮蔽された場合、暗くすべき領域については、光の拡散を示す第２画像の割合を０にして画像を合成することも考えられる。しかし、この手法では、オブジェクトが不自然に暗くなってしまう場合がある。つまり、光源４８がオブジェクトによって遮られた場合に、光がオブジェクトを回りこむような様子を表現することができない。
【００８５】
この点、実施形態３は、第１画像と第２画像とを合成する際に、奥行き情報を考慮する点に特徴がある。
【００８６】
なお、実施形態３に係るゲーム装置１０のハードウェア構成は、実施形態１（図１参照）と同様であるため、ここでは説明を省略する。また、実施形態３に係るゲーム装置１０においても、図２と同様の仮想３次元空間４０が生成されてゲームが実行される。
【００８７】
実施形態３に係るゲーム装置１０の機能ブロック図は、奥行き情報取得部６０が含まれる点において実施形態１とは異なる。
【００８８】
［３−１．ゲーム装置で実現される機能］
図９は、実施形態３に係るゲーム装置１０において実現される機能群を示す機能ブロック図である。図９に示すように、実施形態３においては、奥行き情報取得部６０が含まれる。この機能は、マイクロプロセッサ１４が光ディスク２５から読み出されたプログラムに従って動作することにより、実現される。
【００８９】
［奥行き情報取得部］
奥行き情報取得部６０は、表示部１８に表示されるゲーム画面の各画素に対応する奥行き情報を取得する。奥行き情報とは、仮想カメラ４６からの距離を示す情報である。例えば、キャラクタオブジェクト４４が表示されている画素に対応する奥行き情報は、仮想カメラ４６とキャラクタオブジェクト４４との距離を示す。
【００９０】
奥行き情報は、図示しないＲＯＭ等に記憶されたプログラマブルシェーダ等によって作成される。奥行き情報は、例えば、８ビットのグレースケールの画像で表現されて主記憶２６等に記憶される。仮想カメラ４６に最も近い画素の画素値を２５５（白を表す）とし、最も遠い画素の画素値を０（黒を表す）とする。即ち、仮想カメラ４６からの距離に応じて画素値が０〜２５５の間で表現される。なお、奥行き情報の作成方法はこれに限られず、公知の種々の方法を適用可能とする。
【００９１】
図１０は、奥行き情報の一例を示す図である。図１０に示す例は、ゲーム装置１０においてサッカーゲームが実行され、いわゆるゴールキックの際にキーパーのキャラクタオブジェクト４４ａの背面に仮想カメラ４６が配置された場合の奥行き情報である。この例では、仮想的に奥行き情報を４段階（図１０の領域Ｅ１〜領域Ｅ４）とする。
【００９２】
図１０に示すように、仮想カメラ４６との距離が近い画素の領域Ｅ１は白く（網かけがない領域）、仮想カメラ４６との距離が遠い画素の領域Ｅ４は黒く（網かけがある領域）表現される。領域Ｅ１と領域Ｅ２の間にある領域Ｅ２とＥ３は、仮想カメラ４６からの距離に応じて濃淡が決定される。つまり、仮想カメラ４６からの距離が画素値によって表現されている。
【００９３】
［３−２．ゲーム装置にて実行される処理］
図１１に示す処理は、実施形態１における図６に示す処理に対応している。つまり、図１１に示す処理は、ゲーム装置１０において所定時間毎（例えば１／６０秒毎）に実行される。
【００９４】
図１１に示すように、Ｓ３０１はＳ１０１と同様であるので、説明を省略する。
【００９５】
マイクロプロセッサ１４は、光源４８からの光の拡散を表す第２画像を作成する（Ｓ３０２）。Ｓ３０２においては、例えば、Ｓ１０２〜Ｓ１０４の処理、又はＳ２０２〜Ｓ２０５の処理が行われることにより、第２画像が作成される。
【００９６】
次いで、マイクロプロセッサ１４（奥行き情報取得部６０）は、ゲーム画面の各画素に対応する奥行き情報を取得する（Ｓ３０３）。先述のように、例えばプログラマブルシェーダ等によって、表示部１８のフレーム処理が実行される毎に奥行き情報が作成されて主記憶２６等に記憶されている。
【００９７】
マイクロプロセッサ１４（表示制御部５８、第１の決定手段）は、奥行き情報に基づいて各画素の半透明合成の割合を決定する（Ｓ３０４）。Ｓ３０４においては、図１０に示す画素値から半透明合成の割合が決定される。決定された割合は、画素の位置と対応付けられて主記憶２６に記憶される。
【００９８】
例えば、ゲーム画面のある画素の画素値を、「（１−アルファ値）×第１画像の画素値＋アルファ値×第２画像の画素値」として算出することにより合成する場合、Ｓ３０４においては、アルファ値＝α（例えば０．３）−Δα（ただし、Δα＝０．２＊（画素値／２５５））となるように算出される。
【００９９】
このようにアルファ値を定めることにより、奥行き情報に応じたアルファ値を画素毎に決定することができる。この場合には、仮想カメラ４６に近い画素ほどアルファ値が大きくなるので、第２画像の割合を小さくすることができる。
【０１００】
なお、Ｓ３０４における半透明合成の割合の決定方法は、奥行き情報に基づいていればよく、これに限られない。例えば、奥行き情報と半透明合成の割合が対応付けられたデータテーブルを用意しておいてもよいし、所定の計算式に基づいて半透明合成の割合が算出されるようにしてもよい。
【０１０１】
マイクロプロセッサ１４は、Ｓ３０４において決定された半透明合成の割合に基づいて第１画像と第２画像とを合成して表示部１８に表示させる（Ｓ３０５）。
【０１０２】
［３−３．実施形態３のまとめ］
以上説明した実施形態３に係るゲーム装置１０は、ゲーム画面の各画素に対応する奥行き情報を取得し、この奥行き情報に基づいて各画素の半透明合成の割合を決定する。実施形態３におけるゲーム装置１０によれば、光源４８からの光が遮蔽された場合であっても、遮蔽物を回り込む光を表現することができる。画素毎に半透明合成の割合を決定するので、ゲーム画面に表示される遮蔽物の領域が黒くなりすぎることを防止することができる。つまり、光源４８からの光がオブジェクトに遮られつつも、光がオブジェクトを回り込む様子を表現することができる。
【０１０３】
［４．実施形態４］
以下、実施形態４について説明する。実施形態１〜３においては、光源４８からの光の拡散が表現されるようにゲーム画面が作成されていた。
【０１０４】
しかしながら、単に第１画像と第２画像とを合成すると、光の拡散を表す第２画像のために、第１画像に表されたオブジェクトの影が薄くなってしまう場合がある。
【０１０５】
この点、実施形態４は、仮想３次元空間４０における各オブジェクトの影をゲーム画面に反映しつつ、光の拡散を表現する点に特徴がある。
【０１０６】
なお、実施形態４に係るゲーム装置１０のハードウェア構成及び機能ブロック図は、実施形態１（図１、図４参照）と同様であるため、ここでは説明を省略する。また、実施形態４に係るゲーム装置１０においても、図２と同様の仮想３次元空間が生成されてゲームが実行される。
【０１０７】
［４−１．ゲーム装置にて実行される処理］
図１２に示す処理は、実施形態１における図６に示す処理に対応している。つまり、図１２に示す処理は、ゲーム装置１０において所定時間毎（例えば１／６０秒毎）に実行される。
【０１０８】
図１２に示すように、まず、マイクロプロセッサ１４（第１画像作成部５２、オブジェクト画像作成手段）は、光源が取り除かれた状態における仮想３次元空間（各オブジェクト）を表す画像を作成する（Ｓ４０１）。Ｓ１０１（図６）においては、視錘台４６ａに含まれる各オブジェクトの影が第１画像に含まれてもよいが、Ｓ４０１においては、この影を含ませずに、各オブジェクトの画像のみが作成される点で、Ｓ４０１はＳ１０１と異なる。Ｓ４０１において作成される画像を、以降ではオブジェクト画像という。オブジェクト画像は、主記憶２６等に記憶される。
【０１０９】
図１３（ａ）は、Ｓ４０１において作成されるオブジェクト画像の一例である。図１３（ａ）に示すように、光源が取り除かれた状態における各キャラクタオブジェクト４４ｂ，４４ｃ、４４ｄを仮想カメラ４６から見た様子を表す画像が作成される。
【０１１０】
マイクロプロセッサ１４（第１画像作成部５２、影画像作成手段）は、視錘台４６ａに含まれる各オブジェクトの影を表す画像を作成する（Ｓ４０２）。Ｓ４０２においては、マイクロプロセッサ１４は、ゲームデータ記憶部５０に記憶されたオブジェクトの位置座標に対応する所定領域を塗りつぶしたり、光源４８から各オブジェクトに光が照射されてフィールドオブジェクト４２に影が映るように予め定められた計算式によって影の領域を算出する等して画像を作成する。以降、Ｓ４０２において作成される画像を、影画像という。影画像は、主記憶２６等に記憶される。
【０１１１】
図１３（ｂ）は、Ｓ４０２において作成される影画像の一例である。図１３（ｂ）に示すように、図１３（ａ）に示す各キャラクタオブジェクト４４ｂ，４４ｃ，４４ｄに対応する位置に影４４ｅ，４４ｆ，４４ｇが配置された画像が作成される。影画像に含まれる影のそれぞれは色の濃淡が異なっていてもよい。例えば、光源４８から近い影は濃く、光源４８から遠い影は淡くするようにしてもよい。
【０１１２】
次いで、マイクロプロセッサ１４は、Ｓ４０１で作成したオブジェクト画像と、Ｓ４０２で作成した影画像と、を合成して第１画像を作成する（Ｓ４０３）。Ｓ４０３における合成処理においても、Ｓ１０５と同様の半透明合成が行われる。
【０１１３】
マイクロプロセッサ１４は、Ｓ４０２で作成した影画像に基づいて光の拡散を表す第２画像を作成する（Ｓ４０４）。Ｓ４０４においては、図６に示すＳ１０２〜Ｓ１０４の処理、又は図７に示すＳ２０２〜Ｓ２０５の処理と同様の処理が行われる。Ｓ４０４では、第２画像の各画素の画素値を、該画素が影画像の影の領域に対応する画素であるか否かに基づいて設定する点で、Ｓ１０２〜Ｓ１０４又はＳ２０２〜Ｓ２０５とは異なる。より具体的には、第２画像の、影画像の影の領域に対応する画素の画素値を、影画像の影の領域に対応する画素でない場合に比べて、暗く（すなわち、光が弱くなるように）設定する点で、Ｓ１０２〜Ｓ１０４又はＳ２０２〜Ｓ２０５とは異なる。
【０１１４】
図１３（ｃ）は、Ｓ４０４において作成される第２画像の一例である。図１３（ｃ）に示すように、図１３（ｂ）に示す影画像の影４４ｅ，４４ｆ，４４ｇに対応する領域が、影がない場合に比べて暗くなるように第２画像が作成される。Ｓ４０４においては、例えば、Ｓ１０２〜Ｓ１０４と同様の処理で光の拡散を表す画像を作成し、この画像のうち影画像の影の領域に対応する画素を所定値だけ暗くする。例えば、この画素の画素値を２／３にする。
【０１１５】
なお、Ｓ４０４においては、影画像に含まれる影の領域に基づいて第２画像が作成されればよく、第２画像の作成方法は、これに限られない。他にも、影画像に含まれる影の領域のうち、光源４８に近い画素と遠い画素とで暗くさせる割合を異ならしめるようにしてもよい。
【０１１６】
Ｓ４０５は、Ｓ１０５と同様であるので説明を省略する。
【０１１７】
［４−２．実施形態４のまとめ］
以上説明した実施形態４に係るゲーム装置１０は、影画像とオブジェクト画像を合成して第１画像を作成し、第２画像（光源４８からの光の拡散を表す画像）の画素のうちの、影画像に含まれる影の領域に対応する画素の画素値を、光が弱くなるように（すなわち、暗くなるように）設定する。実施形態４におけるゲーム装置１０によれば、各オブジェクトに対応する影の濃さを正確に表現することができる。即ち、第１画像と第２画像を合成した際に、第１画像に表されたオブジェクトの影が明るくなって影が目立たなくなってしまうことを防止することができる。
【０１１８】
［５．実施形態５］
以下、実施形態５について説明する。実施形態４においては、影画像に含まれる影の領域が暗くなるように第２画像が作成されていた。この点、実施形態５は、影画像に含まれる影領域に基づいて各画素の半透明合成の割合を決定して第１画像と第２画像を合成する点に特徴がある。
【０１１９】
なお、実施形態５に係るゲーム装置１０のハードウェア構成及び機能ブロック図は、実施形態１（図１、図４参照）と同様であるため、ここでは説明を省略する。また、実施形態５に係るゲーム装置１０においても、図２と同様の仮想３次元空間が生成されてゲームが実行される。
【０１２０】
［５−１．ゲーム装置にて実行される処理］
図１４に示す処理は、実施形態１における図６に示す処理に対応している。つまり、図１４に示す処理は、ゲーム装置１０において所定時間毎（例えば１／６０秒毎）に実行される。
【０１２１】
図１４に示すように、Ｓ５０１〜Ｓ５０３は、それぞれＳ４０１〜Ｓ４０３と同様であるので説明を省略する。
【０１２２】
マイクロプロセッサ１４は、光の拡散を表す第２画像を作成する（Ｓ５０４）。Ｓ５０４においては、Ｓ１０２〜Ｓ１０４の処理、又はＳ２０２〜Ｓ２０５の処理が行われて第２画像が作成される。
【０１２３】
マイクロプロセッサ１４（表示制御部５８、第２の決定手段）は、Ｓ５０２で作成した影画像に基づいて各画素の半透明合成の割合を決定する（Ｓ５０５）。Ｓ５０５においては、第２画像の各画素の半透明合成の割合が、該画素が影画像の影の領域に対応する画素であるか否かに基づいて決定する。具体的には、第２画像の画素のうちの、影画像に含まれる影の領域内に対応する画素は、この領域外の画素よりも半透明合成の割合を小さくする。
【０１２４】
例えば、ゲーム画面のある画素の画素値を、「（１−アルファ値）×第１画像の画素値＋アルファ値×第２画像の画素値」として算出することにより合成する場合、Ｓ５０５においては、影画像の影の領域内に対応する画素のアルファ値を０．４、他の領域の画素のアルファ値を０．５等のように決定される。この場合、影画像の影の領域内に対応する画素については、第２画像（光源からの光の拡散を表す画像）の半透明合成の割合が低くなるため、後述するＳ５０６において半透明合成を行った際に、影の領域が薄くなりすぎないようにして合成される。
【０１２５】
なお、Ｓ５０５における半透明合成の割合の決定方法は、影画像に基づいたものであればよく、これに限られない。例えば、影画像の画素値と半透明合成の割合が対応付けられたデータテーブルを用意しておいて、Ｓ５０５で参照されるようにしてもよい。
【０１２６】
マイクロプロセッサ１４は、Ｓ５０５において決定された割合に基づいて第１画素と第２画素を合成する（Ｓ５０６）。
【０１２７】
［５−２．実施形態５のまとめ］
以上説明した実施形態５に係るゲーム装置１０では、影画像とオブジェクト画像を合成して第１画像を作成し、第２画像の画素のうちの、影画像に含まれる影の領域に対応する画素の半透明合成の割合を、影の領域に対応しない画素よりも小さくする。実施形態５におけるゲーム装置１０によれば、各オブジェクトに対応する影の濃さを正確に表現することができる。即ち、第１画像に第２画像を半透明合成した際に、第１画像に表されたオブジェクトの影が薄くなってしまうことを防止することができる。
【０１２８】
［６．実施形態６］
以下、実施形態６について説明する。実施形態４においては、影画像に含まれる影の領域が暗くなるように第２画像が作成されていた。実施形態５においては、影画像に含まれる影領域に基づいて各画素の半透明合成の割合を決定して第１画像と第２画像を合成していた。この点、実施形態６は、影画像の、第２画像の光の領域に対応する領域に表される影が濃くなるようにして影画像を作成する点に特徴がある。
【０１２９】
なお、実施形態６に係るゲーム装置１０のハードウェア構成及び機能ブロック図は、実施形態１（図１、図４参照）と同様であるため、ここでは説明を省略する。また、実施形態６に係るゲーム装置１０においても、図２と同様の仮想３次元空間が生成されてゲームが実行される。
【０１３０】
［６−１．ゲーム装置にて実行される処理］
図１５に示す処理は、実施形態１における図６に示す処理に対応している。つまり、図１５に示す処理は、ゲーム装置１０において所定時間毎（例えば１／６０秒毎）に実行される。
【０１３１】
図１５に示すように、Ｓ６０１とＳ６０２は、それぞれＳ５０４とＳ５０１と同様であるので説明を省略する。
【０１３２】
マイクロプロセッサ１４（第１画像作成部５２、影画像作成手段）は、オブジェクトの影を表した影画像を作成する（Ｓ６０３）。この場合、影画像の画素のうちの、影の領域内の画素の画素値が、該画素が前記第２画像の光の領域に対応する画素であるか否かに基づいて設定される。
【０１３３】
具体的には、第２画像の画素値が参照されることにより、所定値よりも明るい画素が光の領域と判断され、そして、影画像の画素のうちの、影が表される領域内の画素の画素値が、該画素が第２画像の光の領域に対応する画素である場合には、該画素が第２画像の光の領域に対応する画素でない場合に比べて暗く（影が濃くなるように）設定される。なお、Ｓ６０３においては、第２画像の光の領域に基づいて影画像が作成されればよく、これに限られない。例えば、光源４８との距離が一定値以内である影については暗くする等してもよい。
【０１３４】
マイクロプロセッサ１４は、Ｓ６０２において作成したオブジェクト画像とＳ６０３において作成した影画像とを合成して第１画像を作成する（Ｓ６０４）。Ｓ６０４においては、Ｓ５０３と同様の処理が行われる。
【０１３５】
Ｓ６０５は、Ｓ１０５と同様であるので説明を省略する。
【０１３６】
［６−２．実施形態６のまとめ］
以上説明した実施形態６に係るゲーム装置１０では、影画像を作成する際に、影が表される領域内の画素が第２画像の光の領域に対応する画素である場合、該画素の画素値が、影が濃くなるように設定される。実施形態６におけるゲーム装置１０によれば、各オブジェクトに対応する影の濃さを正確に表現することができる。即ち、第１画像（影画像）に第２画像を半透明合成した際に、第１画像に表されたオブジェクトの影が薄くなってしまうことを防止することができる。
【０１３７】
なお、実施形態１〜実施形態６においては、画像処理装置をゲーム装置に適用した例を挙げて説明したが、本発明に係る画像処理装置の適用対象は、パーソナルコンピュータ等他の装置であってもよい。
【符号の説明】
【０１３８】
１０ ゲーム装置、１１ 家庭用ゲーム機、１２ バス、１４ マイクロプロセッサ、１６ 画像処理部、１８ 表示部、２０ 音声処理部、２２ 音声出力部、２４ 光ディスク再生部、２５ 光ディスク、２６ 主記憶、２８ メモリカード、３０ 入出力処理部、３２ コントローラ、４０ 仮想３次元空間、４２ フィールドオブジェクト、４４ キャラクタオブジェクト、４６ 仮想カメラ、４６ａ 視錘台、４６ｂ ニアクリップ、４６ｃ ファークリップ、４８ 光源、５０ ゲームデータ記憶部、５２ 第１画像作成部、５４ 座標取得部、５６ 第２画像作成部、５８ 表示制御部、６０ 奥行き情報取得部、θ 視野角、ｖ 視線ベクトル、Ａ アスペクト比、Ｂ 球、Ｓ 切断面。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オブジェクトが配置された仮想３次元空間を所与の視点から見た様子を表す画面を表示させる画像処理装置であって、
前記仮想３次元空間を前記視点から見た様子を表す第１画像を作成する第１画像作成手段と、
前記仮想３次元空間に設定された光源の３次元座標を取得する座標取得手段と、
前記光源の３次元座標に基づいて、当該光源からの光の拡散を表す第２画像を作成する第２画像作成手段と、
前記第１画像と前記第２画像が合成された画面を表示させる表示制御手段と、
を含むことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記第１画像又は前記第２画像の各画素に対応する奥行き情報を取得する奥行き情報取得手段を更に含み、
前記表示制御手段は、前記第１画像と前記第２画像を半透明合成する場合の前記各画素の半透明合成の割合を前記奥行き情報に基づいて決定する第１の決定手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記第１画像作成手段は、前記オブジェクトの影を表す影画像を作成する影画像作成手段と、前記オブジェクトを前記視点から見た様子を表すオブジェクト画像を作成するオブジェクト画像作成手段と、を含み、当該２つの画像を合成して前記第１画像を作成し、
前記第２画像作成手段は、前記第２画像の各画素の画素値を、該画素が前記影画像の影の領域に対応する画素であるか否かに基づいて設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記第１画像作成手段は、前記オブジェクトの影を表す影画像を作成する影画像作成手段と、前記オブジェクトを前記視点から見た様子を表すオブジェクト画像を作成するオブジェクト画像作成手段と、を含み、当該２つの画像を合成して前記第１画像を作成し、
前記表示制御手段は、前記第１画像と前記第２画像を半透明合成する場合の前記第２画像の各画素の半透明合成の割合を、該画素が前記影画像の影の領域に対応する画素であるか否かに基づいて決定する第２の決定手段を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記第１画像作成手段は、前記オブジェクトの影を表す影画像を作成する手段であって、前記影画像の画素のうちの、影の領域内の画素の画素値を、該画素が前記第２画像の光の領域に対応する画素であるか否かに基づいて設定する影画像作成手段と、前記オブジェクトを前記視点から見た様子を表すオブジェクト画像を作成するオブジェクト画像作成手段と、を含み、当該２つの画像を合成して前記第１画像を作成することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記第２画像作成手段は、前記光源の３次元座標を画面に対応する２次元座標に変換する座標変換手段を含み、前記光源の２次元座標から光が拡散するように第２画像を作成することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記第２画像作成手段は、前記光源の３次元座標を中心とする所定半径の球を前記視点に対応する平面で切断した切断面の中心点を算出する中心点算出手段と、前記中心点の３次元座標を画面に対応する２次元座標に変換する座標変換手段と、含み、前記中心点の２次元座標から光が拡散するように第２画像を作成することを特徴とすることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の画像処理装置。
【請求項８】
オブジェクトが配置された仮想３次元空間を所与の視点から見た様子を表す画面を表示させる画像処理装置の制御方法であって、
前記仮想３次元空間を前記視点から見た様子を表す第１画像を作成する第１画像ステップと、
前記仮想３次元空間に設定された光源の３次元座標を取得する座標取得ステップと、
前記光源の３次元座標に基づいて、当該光源からの光の拡散を表す第２画像を作成する第２画像作成ステップと、
前記第１画像と前記第２画像が合成された画面を表示させる表示制御ステップと、
を含むことを特徴とする画像処理装置の制御方法。
【請求項９】
オブジェクトが配置された仮想３次元空間を所与の視点から見た様子を表す画面を表示させる画像処理装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、
前記仮想３次元空間を前記視点から見た様子を表す第１画像を作成する第１画像作成手段、
前記仮想３次元空間に設定された光源の３次元座標を取得する座標取得手段、
前記光源の３次元座標に基づいて、当該光源からの光の拡散を表す第２画像を作成する第２画像作成手段、
前記第１画像と前記第２画像が合成された画面を表示させる表示制御手段、
として前記コンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１】
オブジェクトが配置された仮想３次元空間を所与の視点から見た様子を表す画面を表示させる画像処理装置であって、
前記仮想３次元空間を前記視点から見た様子を表す第１画像を作成する第１画像作成手段と、
前記仮想３次元空間に設定された光源の３次元座標を取得する座標取得手段と、
前記光源の３次元座標に基づいて、当該光源からの光の拡散を表す第２画像を作成する第２画像作成手段と、
前記第１画像と前記第２画像が合成された画面を表示させる表示制御手段と、
を含むことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記第１画像又は前記第２画像の各画素に対応する奥行き情報を取得する奥行き情報取得手段を更に含み、
前記表示制御手段は、前記第１画像と前記第２画像を半透明合成する場合の前記各画素の半透明合成の割合を前記奥行き情報に基づいて決定する第１の決定手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記第１画像作成手段は、前記オブジェクトの影を表す影画像を作成する影画像作成手段と、前記オブジェクトを前記視点から見た様子を表すオブジェクト画像を作成するオブジェクト画像作成手段と、を含み、当該２つの画像を合成して前記第１画像を作成し、
前記第２画像作成手段は、前記第２画像の各画素の画素値を、該画素が前記影画像の影の領域に対応する画素であるか否かに基づいて設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記第１画像作成手段は、前記オブジェクトの影を表す影画像を作成する影画像作成手段と、前記オブジェクトを前記視点から見た様子を表すオブジェクト画像を作成するオブジェクト画像作成手段と、を含み、当該２つの画像を合成して前記第１画像を作成し、
前記表示制御手段は、前記第１画像と前記第２画像を半透明合成する場合の前記第２画像の各画素の半透明合成の割合を、該画素が前記影画像の影の領域に対応する画素であるか否かに基づいて決定する第２の決定手段を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記第１画像作成手段は、前記オブジェクトの影を表す影画像を作成する手段であって、前記影画像の画素のうちの、影の領域内の画素の画素値を、該画素が前記第２画像の光の領域に対応する画素であるか否かに基づいて設定する影画像作成手段と、前記オブジェクトを前記視点から見た様子を表すオブジェクト画像を作成するオブジェクト画像作成手段と、を含み、当該２つの画像を合成して前記第１画像を作成することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記第２画像作成手段は、前記光源の３次元座標を画面に対応する２次元座標に変換する座標変換手段を含み、前記光源の２次元座標から光が拡散するように第２画像を作成することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記第２画像作成手段は、前記光源の３次元座標を中心とする所定半径の球を前記視点に対応する平面で切断した切断面の中心点を算出する中心点算出手段と、前記中心点の３次元座標を画面に対応する２次元座標に変換する座標変換手段と、含み、前記中心点の２次元座標から光が拡散するように第２画像を作成することを特徴とすることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の画像処理装置。
【請求項８】
オブジェクトが配置された仮想３次元空間を所与の視点から見た様子を表す画面を表示させる画像処理装置の制御方法であって、
前記仮想３次元空間を前記視点から見た様子を表す第１画像を作成する第１画像ステップと、
前記仮想３次元空間に設定された光源の３次元座標を取得する座標取得ステップと、
前記光源の３次元座標に基づいて、当該光源からの光の拡散を表す第２画像を作成する第２画像作成ステップと、
前記第１画像と前記第２画像が合成された画面を表示させる表示制御ステップと、
を含むことを特徴とする画像処理装置の制御方法。
【請求項９】
オブジェクトが配置された仮想３次元空間を所与の視点から見た様子を表す画面を表示させる画像処理装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、
前記仮想３次元空間を前記視点から見た様子を表す第１画像を作成する第１画像作成手段、
前記仮想３次元空間に設定された光源の３次元座標を取得する座標取得手段、
前記光源の３次元座標に基づいて、当該光源からの光の拡散を表す第２画像を作成する第２画像作成手段、
前記第１画像と前記第２画像が合成された画面を表示させる表示制御手段、
として前記コンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−６５３８２（Ｐ２０１１−６５３８２Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１４９４５（Ｐ２００９−２１４９４５）
【出願日】平成２１年９月１６日（２００９．９．１６）
【出願人】（５０６１１３６０２）株式会社コナミデジタルエンタテインメント (1,441)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１６日（２００９．９．１６）
【出願人】（５０６１１３６０２）株式会社コナミデジタルエンタテインメント (1,441)
【Ｆターム（参考）】
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