説明

画像生成システム、プログラム、及び情報記憶媒体

【課題】内部バスの帯域幅によるボトルネックを解消してマルチパスレンダリング処理の処理能力を向上させることができる画像生成システム、プログラム及び情報記憶媒体を提供することにある。
【解決手段】描画プロセッサが第1の内部バスを介してビデオメモリ30にアクセス可能であり、且つ描画プロセッサが第2の内部バスを介してメインメモリ40にアクセス可能に形成されたコンピュータにおいて画像を生成するためのプログラムであって、画像を前記メインメモリ40又は前記ビデオメモリ30のいずれかにレンダリングするかを設定するレンダリングターゲット設定部と、前記レンダリングターゲット設定部によって設定された内容に従って、画像を前記メインメモリ40又は前記ビデオメモリ30の一方のメモリにレンダリングし、前記一方のメモリに記憶された画像に基づき新たな画像を他方のメモリにレンダリングするマルチパスレンダリング処理を行う描画部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。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、画像生成システム、プログラム、及び情報記憶媒体に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、キャラクタなどのオブジェクトが配置設定されるオブジェクト空間内(仮想的な3次元空間)において仮想カメラ(所与の視点)から見える画像を生成する画像生成システム(ゲームシステム)が知られており、いわゆる仮想現実を体験できるものとして人気が高い。
【0003】
このような画像生成システムにおいて、描画した画像(元画像)に基づき新たな画像を描画するマルチパスレンダリング処理を行うものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】特許第3262772号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記画像生成システムでは元画像のレンダリング処理、元画像の読み込み処理、新たな画像のレンダリング処理のいずれもが描画プロセッサとビデオメモリを接続する内部バスを介して行われるため、内部バスの帯域幅がボトルネックとなりマルチパスレンダリング処理の処理能力を向上させることができないという問題点があった。
【0005】
本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、内部バスの帯域幅によるボトルネックを解消してマルチパスレンダリング処理の処理能力を向上させることができる画像生成システム、プログラム及び情報記憶媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
(1)本発明は、描画プロセッサが第1の内部バスを介してビデオメモリにアクセス可能であり、且つ描画プロセッサが第2の内部バスを介してメインメモリにアクセス可能に形成されたコンピュータにおいて画像を生成するためのプログラムであって、画像を前記メインメモリ又は前記ビデオメモリのいずれかにレンダリングするかを設定するレンダリングターゲット設定部と、前記レンダリングターゲット設定部によって設定された内容に従って、画像を前記メインメモリ又は前記ビデオメモリの一方のメモリにレンダリングし、前記一方のメモリに記憶された画像に基づき新たな画像を他方のメモリにレンダリングするマルチパスレンダリング処理を行う描画部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。
【0007】
また本発明は上記各部を含む画像生成システムに関係する。また本発明はコンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体であって、上記各部としてコンピュータを機能させるプログラムを記憶した情報記憶媒体に関係する。
【0008】
また本発明において、画像に基づき新たな画像をレンダリングするとは、レンダリングされた画像(元画像)を利用して元画像とは異なる新たな画像をレンダリングすることをいい、元画像をテクスチャとして利用して新たな画像をレンダリングする場合、元画像にエフェクト処理を施して新たな画像をレンダリングする場合等を含む。
【0009】
本発明によれば、描画プロセッサが第1の内部バスを介してビデオメモリにアクセス可能であり、且つ描画プロセッサが第2の内部バスを介してメインメモリにアクセス可能に形成されたハードウェアにおいて、レンダリングターゲットを前記ビデオメモリと前記メインメモリ間で交互に切り替えることにより、マルチパスレンダリング処理において使用する内部バスを分散させることができ、内部バスの帯域幅によるボトルネックを解消してマルチパスレンダリング処理の処理能力を向上させることができる。
【0010】
(2)また本発明に係るプログラム及び情報記憶媒体では、前記描画部は、前記メインメモリ又は前記ビデオメモリの一方のメモリに記憶された画像をテクスチャとして読み込んで新たな画像を他方のメモリにレンダリングすることを特徴とする。
【0011】
(3)また本発明に係るプログラム及び情報記憶媒体では、前記コンピュータはビデオメモリに記憶された画像を表示部に出力するように形成され、前記レンダリングターゲット設定部は、表示部に出力される画像のレンダリングターゲットがビデオメモリとなるように画像のレンダリングターゲットを設定することを特徴とする。
【0012】
本発明において、表示部に出力される画像とは、マルチパスレンダリング処理において最後のレンダリングパスでレンダリングされる画像(完成画像)をいう。
【0013】
本発明によれば、表示部に出力される画像をビデオメモリにレンダリングすることができる。これにより、表示部に出力される画像をメインメモリにレンダリングした場合に必要となるビデオメモリへの画像のコピー処理を行うことなく前記画像を表示部に出力することができ、マルチパスレンダリング処理の処理能力を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【0015】
1.ハードウェア構成
本実施形態を実現できるハードウェアの構成の一例について図1を用いて説明する。
【0016】
メインプロセッサ10は、光ディスク(CD、DVD、ブルーレイディスク等の情報記憶媒体)に格納されたプログラム、通信インターフェース80を介して転送されたプログラム、或いはハードディスク60に格納されたプログラムなどに基づき動作し、内部バスb4を介してアクセス可能なメインメモリ40を作業領域(ワーク領域)としてゲーム処理、画像処理、音処理などの種々の処理を実行する。
【0017】
メインプロセッサ10は、1基のプロセッサ12と複数のベクトルプロセッサ14で構成される。プロセッサ12は、OSの実行、ハードウェアリソースの管理、ゲーム処理、ベクトルプロセッサ14の動作管理などの種々の処理を実行する。またベクトルプロセッサ14は、ベクトル演算に特化したプロセッサであり、主にジオメトリ処理、画像データや音データのコーデック処理などの処理を実行する。
【0018】
描画プロセッサ20は、内部バスb1(第1の内部バス)を介してビデオメモリ30にアクセス可能に形成されている。また描画プロセッサ20は、描画プロセッサ20とメインプロセッサ10を接続する内部バスb2(第2の内部バス)と、メインプロセッサ10内部のバスb3と、メインプロセッサ10とメインメモリ40を接続する内部バスb4を介してメインメモリ40にアクセス可能に形成されている。すなわち描画プロセッサ20はビデオメモリ30と、メインメモリ40とをレンダリングターゲットとして利用することができる。
【0019】
描画プロセッサ20は、座標変換、透視変換、光源計算、曲面生成などのジオメトリ処理を行うものであり、高速並列演算が可能な積和算器や除算器を有し、マトリクス演算(ベクトル演算)を高速に実行する。例えば、座標変換、透視変換、光源計算などの処理を行う場合には、メインプロセッサ10で動作するプログラムが、その処理を描画プロセッサ20に指示する。
【0020】
また描画プロセッサ20は、ジオメトリ処理後のオブジェクト(ポリゴンや曲面などのプリミティブ面で構成されるオブジェクト)の画像のレンダリング処理を高速に実行するものである。マルチパスレンダリング処理の際には、描画プロセッサ20は、描画データ(頂点データや他のパラメータ)等に基づいて、Zバッファ34などを利用した陰面消去を行いながら、画像をビデオメモリ30又はメインメモリ40の一方のメモリにレンダリングする。そして前記一方のメモリに記憶された画像に基づき他方のメモリに新たな画像をレンダリングする処理を必要なレンダリングパスの回数だけ行う。描画プロセッサ20は、上記マルチパスレンダリング処理として、グレアフィルタ処理、モーションブラー処理、被写界深度処理、フォグ処理等のフィルタ処理を行うことができる。
【0021】
そして、最後のレンダリングパスで画像がビデオメモリ30に設けられたフレームバッファ32にレンダリングされると、その画像をディスプレイ50に出力する。また最後のレンダリングパスで画像がメインメモリ40にレンダリングされた場合には当該画像をフレームバッファ32にコピー(書き込み)した上でディスプレイ50に出力する。
【0022】
ハードディスク60にはシステムプログラム、セーブデータ、個人データなどが格納される。
【0023】
光学ドライブ70は、プログラム、画像データ、或いは音データなどが格納される光ディスク72(情報記憶媒体)を駆動し、これらのプログラム、データへのアクセスを可能にする。
【0024】
通信インターフェース80は、ネットワークを介して外部との間でデータ転送を行うためのインターフェースである。この場合に、通信インターフェース170に接続されるネットワークとしては、通信回線(アナログ電話回線、ISDN)、高速シリアルバスなどを考えることができる。そして、通信回線を利用することでインターネットを介したデータ転送が可能になる。また、高速シリアルバスを利用することで、他の画像生成システムとの間でのデータ転送が可能になる。
【0025】
2.構成
図2に、本実施形態の画像生成システムの機能ブロック図の一例を示す。なお同図において本実施形態は、少なくとも処理部100を含めばよく(或いは処理部100と記憶部170を含めばよく)、それ以外の各部(機能ブロック)については任意の構成要素とすることができる。
【0026】
操作部160は、プレーヤが操作データを入力するためのものであり、その機能は、レバー、ボタン、ステアリング、シフトレバー、アクセルペダル、ブレーキペダル、マイク、センサー、或いは筺体などのハードウェアにより実現できる。
【0027】
記憶部170は、処理部100や通信部196などのワーク領域となるもので、その機能はRAMなどのハードウェアにより実現できる。
【0028】
情報記憶媒体180(コンピュータにより読み取り可能な媒体)は、プログラムやデータなどを格納するものであり、その機能は、光ディスク(CD、DVD、ブルーレイディスク)、光磁気ディスク(MO)、磁気ディスク、ハードディスク、磁気テープ、或いはメモリ(ROM)などのハードウェアにより実現できる。処理部100は、この情報記憶媒体180に格納されるプログラム(データ)に基づいて本実施形態の種々の処理を行う。即ち情報記憶媒体180には、本実施形態の各部(各手段)としてコンピュータを機能させるためのプログラム(各部をコンピュータに実現させるためのプログラム)が記憶(記録、格納)される。
【0029】
表示部190は、本実施形態により生成された画像を出力するものであり、その機能は、CRT、LCD、或いはHMD(ヘッドマウントディスプレイ)などのハードウェアにより実現できる。特に、本実施の形態の表示部190は、インターレース方式の表示装置(例えばNTSC方式のモニター)とされ、例えば1/60秒(1フィールド)ごとに奇数ラインと偶数ラインを交互に走査して画像を表示する。
【0030】
音出力部192は、本実施形態により生成された音を出力するものであり、その機能は、スピーカ、或いはヘッドフォンなどのハードウェアにより実現できる。
【0031】
携帯型情報記憶装置194は、プレーヤの個人データやゲームのセーブデータなどが記憶されるものであり、この携帯型情報記憶装置194としては、メモリカードや携帯型ゲーム装置などを考えることができる。
【0032】
通信部196は、外部(例えばホスト装置や他の画像生成システム)との間で通信を行うための各種の制御を行うものであり、その機能は、各種プロセッサ又は通信用ASICなどのハードウェアや、プログラムなどにより実現できる。
【0033】
なお本実施形態の各部としてコンピュータを機能させるためのプログラム(データ)は、ホスト装置(サーバー)が有する情報記憶媒体からネットワーク及び通信部196を介して情報記憶媒体180(記憶部170)に配信するようにしてもよい。このようなホスト装置(サーバー)の情報記憶媒体の使用も本発明の範囲内に含まれる。
【0034】
処理部100(プロセッサ)は、操作部160からの操作データやプログラムなどに基づいて、ゲーム処理、画像生成処理、或いは音生成処理などの各種の処理を行う。この場合、処理部100は、記憶部170内のメインメモリ40をワーク領域として使用して、各種の処理を行う。この処理部100の機能は、各種プロセッサ(メインプロセッサ、描画プロセッサ、DSP等)又はASIC(ゲートアレイ等)などのハードウェアや、プログラム(ゲームプログラム)により実現できる。
【0035】
処理部100は、移動・動作処理部110、オブジェクト空間設定部112、仮想カメ
ラ制御部114、レンダリングターゲット設定部116、描画部120、音生成部130を含む。なお、処理部100は、これらの各部(機能ブロック)を全て含む必要はなく、その一部を省略してもよい。
【0036】
移動・動作処理部110は、オブジェクト(移動体)の移動情報(位置、回転角度)や動作情報(オブジェクトの各パーツの位置、回転角度)を求める処理を行う。即ち、操作部160によりプレーヤが入力した操作データやゲームプログラムなどに基づいて、オブジェクトを移動させたり動作(モーション、アニメーション)させたりする処理を行う。
【0037】
オブジェクト空間設定部112は、移動体(キャラクタ、車、戦車、ロボット)、柱、壁、建物、マップ(地形)などの各種オブジェクト(ポリゴン、自由曲面又はサブディビジョンサーフェスなどのプリミティブ面で構成されるオブジェクト)をオブジェクト空間内に配置設定するための処理を行う。より具体的には、ワールド座標系でのオブジェクトの位置や回転角度(方向)を決定し、その位置(X、Y、Z)にその回転角度(X、Y、Z軸回りでの回転)でオブジェクトを配置する。
【0038】
仮想カメラ制御部114は、オブジェクト空間内に設定される仮想カメラを制御する処理を行う。即ち、仮想カメラの位置(X、Y、Z)又は回転(X、Y、Z軸回りでの回転)などの仮想カメラ情報を求め、仮想カメラを制御する(視点位置や視線方向を制御する)。
【0039】
例えば、仮想カメラにより移動オブジェクトを後方から撮影する場合には、移動オブジェクトの位置又は回転の変化に仮想カメラが追従するように、仮想カメラの位置又は回転(仮想カメラの方向)を制御することが望ましい。この場合には、移動・動作処理部110で得られた移動オブジェクトの位置、方向又は速度などの情報に基づいて、仮想カメラを制御することになる。或いは、仮想カメラを、予め決められた移動経路で移動させながら予め決められた角度で回転させるようにしてもよい。この場合には、仮想カメラの位置(移動経路)や回転角度を特定するためのカメラ経路情報を予め用意しておき、このカメラ経路情報に基づいて仮想カメラを制御する。
【0040】
描画部120(描画プロセッサ20)は、処理部100で行われる種々の処理(ゲーム処理)の結果に基づいて描画処理を行い、これにより画像を生成し、表示部190に出力する。いわゆる3次元ゲーム画像を生成する場合には、まず、座標変換(ワールド座標変換、カメラ座標変換)、クリッピング処理、或いは透視変換等のジオメトリ処理が行われ、その処理結果に基づいて、描画データ(プリミティブ面の頂点の位置座標、テクスチャ座標、色データ、法線ベクトル或いはα値等)が作成される。そして、この描画データ(プリミティブ面データ)に基づいて、透視変換後(ジオメトリ処理後)のオブジェクト(1又は複数プリミティブ面)の画像をビデオメモリ30に設けられた描画バッファ172(フレームバッファやワークバッファ(中間バッファ)などのピクセル単位で画像情報を記憶できるバッファ)、又はメインメモリ40に設けられた描画バッファ178にレンダリング(描画)する。これにより、オブジェクト空間内において仮想カメラ(所与の視点)から見える画像が生成される。なお描画部120での描画処理は、いわゆるピクセルシェーダーや頂点シェーダーにより実現してもよい。
【0041】
描画部120は、テクスチャマッピング処理や隠面消去処理を行うことができる。
【0042】
ここでテクスチャマッピング処理は、テクスチャ記憶部177に記憶されるテクスチャ(テクセル値)をオブジェクトにマッピングする処理である。具体的には、オブジェクト(プリミティブ面)の頂点に設定(付与)されるテクスチャ座標等を用いてテクスチャ記憶部176からテクスチャ(色、α値などの表面プロパティ)を読み出す。そして、2次元の画像又はパターンであるテクスチャをオブジェクトにマッピングする。この場合に、ピクセルとテクセルとを対応づける処理やバイリニア補間(テクセル補間)などを行う。
【0043】
また隠面消去処理は、例えば、各ピクセルのZ値(奥行き情報)が格納されているZバッファ34(奥行きバッファ)を用いるZバッファ法(奥行き比較法、Zテスト)により実現される。即ちオブジェクトのプリミティブ面の各ピクセルを描画する際に、Zバッファ34に格納されているZ値(カメラ座標系でのZ値)を参照する。そして参照されたZバッファ174のZ値と、プリミティブ面の描画対象ピクセルでのZ値とを比較し、描画対象ピクセルでのZ値が、仮想カメラから見て手前側となるZ値(例えば大きなZ値)である場合には、そのピクセルの描画処理を行うと共にZバッファ34のZ値を新たなZ値に更新する。
【0044】
Zバッファ34のZ値の参照は、隠面消去消去処理の他、被写界深度処理、フォグ処理等のフィルタ処理によっても行われる。被写界深度処理ではフィルタ処理の対象となる画像(元画像)のZ値に基づきぼかし画像を合成する範囲を決定し、またフォグ処理では元画像のZ値に基づきフォグの色を合成する割合を決定する。Zバッファ34はビデオメモリ30に設けられているから、上記処理が行われる毎にZバッファ34の値が参照されて図1に示す内部バスb1の帯域が使用されることになる。
【0045】
本実施形態では、レンダリングターゲット設定部116が、画像をビデオメモリ30に設けられた描画バッファ172又はメインメモリ40に設けられた描画バッファ178のいずれかにレンダリングするか、すなわち画像のレンダリングターゲットを設定する。
【0046】
またレンダリングターゲット設定部116は、表示部190に出力される画像(最後のレンダリングパスでレンダリングされる完成画像)のレンダリングターゲットがビデオメモリ30に設けられた描画バッファ172となるようにレンダリングターゲットを設定してもよい。この場合、例えばマルチパスレンダリング処理のレンダリングパスの回数Nが奇数の場合には最初のレンダリングパスにおけるレンダリングターゲットを描画バッファ172に設定し、Nが偶数の場合には最初のレンダリングパスにおけるレンダリングターゲットを描画バッファ178に設定し、以降のレンダリングパスにおいてはレンダリングターゲットとして描画バッファ172と描画バッファ178とを交互に設定すればよい。
【0047】
尚、マルチパスレンダリング処理の全てのレンダリングパスにおいてレンダリングターゲットを描画バッファ172と描画バッファ178間で交互に設定する必要はなく、一部のレンダリングパスにおいて同一のレンダリングターゲットを連続して設定してもよい。
【0048】
レンダリングターゲット設定部116は、情報記憶媒体180に格納されたプログラムに基づき画像のレンダリングターゲットを設定してもよい。この場合予めプログラム上で各レンダリングパスにおけるレンダリングターゲットを指定しておく必要がある。また描画プロセッサの使用率または内部バスの帯域使用率等の情報に基づいて動的に画像のレンダリングターゲットを設定してもよい。
【0049】
描画部120は、レンダリングターゲット設定部116によって設定された内容(記憶部170に記憶された情報)に従って、画像をビデオメモリ30に設けられた描画バッファ172又はメインメモリ40に設けられた描画バッファ178の一方のバッファにレンダリングし、前記一方のバッファに記憶された画像に基づき新たな画像を他方のバッファにレンダリングするマルチパスレンダリング処理を行う。
【0050】
また描画部120は、前記一方のバッファに記憶された画像をテクスチャとして読み込んで新たな画像を他方のバッファにレンダリングしてもよい。
【0051】
音生成部130は、処理部100で行われる種々の処理の結果に基づいて音処理を行い、BGM、効果音、又は音声などのゲーム音を生成し、音出力部192に出力する。
【0052】
なお、本実施形態の画像生成システムは、1人のプレイヤのみがプレイできるシングルプレイヤモード専用のシステムにしてもよいし、複数のプレイヤがプレイできるマルチプレイヤモードも備えるシステムにしてもよい。また複数のプレイヤがプレイする場合に、これらの複数のプレイヤに提供するゲーム画像やゲーム音を、1つの端末を用いて生成してもよいし、ネットワーク(伝送ライン、通信回線)などで接続された複数の端末(ゲーム機、携帯電話)を用いて分散処理により生成してもよい。
【0053】
3.本実施形態の手法
次に本実施形態の手法について図面を用いて説明する。なお以下では、グレアを表現するためのフィルタ処理、モーションブラー処理に関して本実施形態の手法を採用した場合について主に説明するが、本実施形態の手法は、このようなフィルタ処理のみならず、マルチパスレンダリング処理を行う種々のフィルタ処理に適用できる。
【0054】
3.1 グレアフィルタの手法
図3はグレアフィルタ処理に関して本実施形態の手法を採用した場合について説明するための図である。ここでフレームバッファとワークバッファWB2はビデオメモリ30に設けられ、ワークバッファWB1とワークバッファWB3はメインメモリ40に設けられている。
【0055】
まずレンダリングターゲットをフレームバッファに設定して、オブジェクト空間内に配置された仮想カメラから見えるシーン(ビューボリューム内)に存在するオブジェクトの画像(元画像)をフレームバッファに描画する。
【0056】
そしてグレアフィルタをフレームバッファに描画された元画像に対して施す場合には、図3のA1に示すように、レンダリングターゲットをワークバッファWB1に設定して、元画像をフレームバッファよりサイズの小さいワークバッファWB1に縮小コピーする。そして、ワークバッファWB1に縮小コピーされた画像に対して色抽出処理を行って色抽出画像を描画する。
【0057】
ここで、色抽出処理としては、ワーク画像の各ピクセルから基準色より明るい色を抽出して、その差分の色情報を得る処理を行う。例えば、基準色C1が頂点色に設定された単色の仮想ポリゴン(単色ポリゴン)を用意して、この単色ポリゴンをワークバッファWB1に減算半透明で描画を行う。これによりワークバッファWB1に縮小コピーされた画像の任意のピクセルPの色をC2とすると、単色ポリゴンを減算半透明で描画した後のワークバッファ1に描画される色抽出画像のピクセルPの色は、C2−C1となる。すなわち、色抽出画像では、基準色より暗い色は、黒にクランプされ、基準色より明るい色については、その差分の色となる。このようにある基準色より明るい色だけを求めることで、グレアのかかりやすい領域を特定することができる。
【0058】
次に図3のA2に示すように、レンダリングターゲットをワークバッファWB2に設定して、ワークバッファWB1に描画された色抽出画像を横(X方向)にずらした画像をワークバッファWB2に描画する。このようにすることで横方向のピクセルの色情報がバイリニアフィルタ方式で補間されて画像が横方向にぼけるようになる。
【0059】
さらに図3のA3に示すように、レンダリングターゲットをワークバッファWB3に設定して、ワークバッファWB2に描画されたワーク画像を縦(Y方向)にずらした画像をワークバッファWB3に描画する。このようにすることで縦方向のピクセルの色情報がバイリニアフィルタ方式で補間されて画像が縦方向にぼけるようになる。
【0060】
そして図3のA4に示すように、レンダリングターゲットをフレームバッファに設定して、ぼかし処理が行われワークバッファWB3に描画されたフィルタ画像をフレームバッファの元画像に加算合成し、元画像にグレア処理が施されたような完成画像を生成する。
【0061】
本実施形態のグレアフィルタ手法では、図3のA1〜A4に示すマルチパスレンダリング処理において画像の描画先(レンダリングターゲット)をビデオメモリ30に設けられたバッファとメインメモリ40に設けられたバッファ間で交互に切り替えることにより、図3のA1〜A4の各処理における画像の読み込み先と書き込み先(描画先)をビデオメモリ30とメインメモリ40とに分散させることができる。すなわち図1で示すようにレンダリング処理を行う描画プロセッサ20(描画部120)はビデオメモリ30に対しては内部バスb1を介してアクセスし、またメインメモリ40に対しては内部バスb2〜b4を介してアクセスするものであるから、図3のA1〜A4の各処理において使用する内部バスを分散させることができる。
【0062】
尚、図3では縦方向のぼかし処理が行われたフィルタ画像(ぼかし画像)をそのまま元画像に加算合成する場合について説明したが、1フレーム前の処理においてメインメモリ上の別バッファ(例えばワークバッファWB4)に描画されたフィルタ画像をワークバッファWB3のぼかし画像に合成することでフィルタ画像を生成し、生成したフィルタ画像をフレームバッファの元画像に加算合成するようにしてもよい。この場合、次のフレームの処理では縦方向のぼかし画像をワークバッファWB4に描画し、ワークバッファWB3のフィルタ画像をワークバッファWB4のぼかし画像に合成してフィルタ画像を生成することになる。このように1フレーム前の処理において生成したフィルタ画像を用いてグレア表現用のフィルタ画像を生成することで、仮想カメラの動きに追従する光のにじみを表現することができる。
【0063】
また、図3では色抽出処理として単色ポリゴンをワークバッファWB1に減算半透明で描画を行う場合について説明したが、色抽出処理をピクセルシェーダによって実行する場合には、フレームバッファに描画された元画像をワークバッファWB1に縮小コピーする際に、ピクセルシェーダに取得させた元画像の色C0からパラメータ色として用意された基準色C1をピクセル毎に減算する処理(C0−C1)を実行した結果をワークバッファWB1に描画するようにしてもよい。同様にフィルタ画像と元画像との合成をピクセルシェーダによって実行する場合には、フレームバッファに描画された元画像とワークバッファWB3に描画されたフィルタ画像とを、いずれもテクスチャとしてピクセルシェーダに読み込ませて、ピクセルシェーダに取得させた元画像の色C0とフィルタ画像の色C3とをピクセル毎に加算する処理(C0+C3)を実行した結果をフレームバッファに描画するようにしてもよい。
【0064】
また、図3では元画像のレンダリングターゲットをビデオメモリ30上のフレームバッファに設定する場合について説明したが、メインメモリ40上のバッファに設定してもよい。その場合、完成画像はメインメモリ130上のバッファに描画されることになるから、完成画像をフレームバッファにコピーする処理を行う。
【0065】
3.2 モーションブラーの手法
図4はモーションブラー処理に関して本実施形態の手法を採用した場合について説明するための図である。ここでフレームバッファはビデオメモリ30に設けられ、ワークバッファはメインメモリ40に設けられている。
【0066】
まずレンダリングターゲットをフレームバッファに設定して、1フレーム前の時間tから時間dtだけ進めたシーン(ビューボリューム内)に存在するオブジェクトの画像(元画像(t+dt))をフレームバッファに描画する。ここで時間dtは1フレーム間の時間を元画像の描画回数nで割った時間とする。
【0067】
次にレンダリングターゲットをワークバッファに設定して、1フレーム前の時間tから時間2dtだけ進めた元画像(t+2dt)をワークバッファに描画する。
【0068】
そして図4のB1に示すように、レンダリングターゲットをフレームバッファに設定して、ワークバッファに描画された元画像(t+2dt)をフレームバッファの元画像(t+dt)に50%対50%の割合で合成してワーク画像を生成する。
【0069】
次にレンダリングターゲットをワークバッファに設定して、1フレーム前の時間tから時間3dtだけ進めた元画像(t+3dt)をワークバッファに描画する。
【0070】
そして図4のB2に示すように、レンダリングターゲットをフレームバッファに設定して、ワークバッファに描画された元画像(t+3dt)をフレームバッファのワーク画像におよそ33%対66%の割合で合成して新たなワーク画像を生成する。
【0071】
このように1フレーム前の時間tから時間dtづつ進めて元画像を描画し合成する処理を繰り返す。最終的にはn回目の描画処理として、レンダリングターゲットをワークバッファに設定し、1フレーム前の時間tから時間ndtだけ進めた元画像(t+ndt)をワークバッファに描画した後、図4のB3に示すように、レンダリングターゲットをフレームバッファに設定して、ワークバッファに描画された元画像(t+ndt)をフレームバッファのワーク画像に(100/n)%対(100−100/n)%の割合で合成して、モーションブラー処理が施されたような完成画像を生成する。
【0072】
本実施形態のモーションブラー手法では、図4に示すマルチパスレンダリング処理において画像の描画先(レンダリングターゲット)をビデオメモリ30に設けられたフレームバッファとメインメモリ40に設けられたワークバッファ間で交互に切り替えることにより、特に図4のB1〜B3の各処理における画像の読み込み先と書き込み(描画)先をビデオメモリ120とメインメモリ130とに分散させることができる。すなわち図1で示すようにレンダリング処理を行う描画プロセッサ20(描画部120)はビデオメモリ30に対しては内部バスb1を介してアクセスし、またメインメモリ40に対しては内部バスb2〜b4を介してアクセスするものであるから、図4のB1〜B3の各処理において使用する内部バスを分散させることができる。
【0073】
またメインメモリに元画像を描画する各処理においては、元画像の描画に伴う隠面消去処理によるZバッファ34のZ値の更新は内部バスb1を介して行われ、元画像の描画自体は内部バスb2〜b4を介して行われるから、メインメモリに元画像を描画する各処理においても使用する内部バスを分散させることができる。
【0074】
4.本実施形態の処理
次に、本実施形態の詳細な処理例について図5及び図6のフローチャートを用いて説明する。
【0075】
はじめに図5のフローチャートを用いて、グレアフィルタ処理を説明する。
【0076】
まず、レンダリングターゲットをビデオメモリ30上のフレームバッファに設定し、仮想カメラから見たシーンをフレームバッファに描画して元画像を生成する(ステップS10)。
【0077】
次に、レンダリングターゲットをメインメモリ40上のワークバッファWB1に設定し、フレームバッファの1/2のサイズのワークバッファWB1にフレームバッファの元画像を縮小コピーする(ステップS12)。
【0078】
そして、ワークバッファWB1に単色ポリゴンの画像を減算合成する(ステップS14)。すなわち図3で説明した色抽出処理により色の強さの低い成分が落とされる。
【0079】
尚、ピクセルシェーダによって色抽出処理を実行する場合には、フレームバッファから読み出した元画像の各ピクセルの色から基準色を減算した結果をワークバッファWB1に描画して、色抽出画像が縮小コピーされるようにしてもよい。
【0080】
次にレンダリングターゲットをビデオメモリ30上のワークバッファWB2に設定し、ワークバッファWB1の画像を横にずらした画像をワークバッファWB2に描画してして、横方向(X方向)に画像をぼかす処理を行う(ステップS16)。さらにレンダリングターゲットをメインメモリ40上のワークバッファWB3に設定し、ワークバッファWB2の画像を縦にずらした画像をワークバッファWB3に描画して、縦方向(Y方向)に画像をぼかす処理を行う(ステップS18)。
【0081】
次に、レンダリングターゲットをフレームバッファに設定し、ワークバッファWB3の画像をフレームバッファのサイズに拡大して、その拡大された画像を適当な係数を掛けてフレームバッファに加算合成する(ステップS20)。
【0082】
次に図6のフローチャートを用いて、モーションブラー処理を説明する。ここでは便宜上1フレーム間の時間を3分割し、元画像の描画を3回行う場合について説明する。
【0083】
まず、レンダリングターゲットをビデオメモリ30上のフレームバッファに設定し、1フレーム前の時間tから時間dtだけ進めた元画像をフレームバッファに描画する(ステップS30)。ここで時間dtは1フレーム間の時間を描画回数3で割った時間とする。
【0084】
次に、レンダリングターゲットをメインメモリ40上のワークバッファに設定し、1フレーム前の時間tから時間2dtだけ進めた元画像をワークバッファに描画する(ステップS32)。そしてレンダリングターゲットをフレームバッファに設定し、ワークバッファに描画された元画像をフレームバッファの元画像に50%対50%の割合で合成する(ステップS34)。
【0085】
次に、レンダリングターゲットをワークバッファに設定し、1フレーム前の時間tから時間3dtだけ進めた元画像をワークバッファに描画する(ステップS36)。そしてレンダリングターゲットをフレームバッファに設定し、ワークバッファに描画された元画像をフレームバッファの画像におよそ33%対66%の割合で合成する(ステップS38)。
【0086】
元画像の描画を3回以上行う場合にはステップS36、S38の処理を描画回数分繰り返す。その際の元画像と合成先の画像の合成比率は描画回数をnとすると100/n%対100−100/n%となる。
【0087】
なお、本実施形態の各部(各手段)は、その全てを、ハードウェアのみにより実現してもよいし、情報記憶媒体に格納されるプログラムや通信インターフェースを介して配信されるプログラムのみにより実現してもよい。或いは、ハードウェアとプログラムの両方により実現してもよい。
【0088】
そして、本実施形態の各部をハードウェアとプログラムの両方により実現する場合には、情報記憶媒体には、ハードウェア(コンピュータ)を本実施形態の各部として機能させるためのプログラムが格納されることになる。より具体的には、上記プログラムが、ハードウェアである各プロセッサ10、20等に処理を指示すると共に、必要であればデータを渡す。そして、各プロセッサ10、20等は、その指示と渡されたデータとに基づいて、本発明の各部を実現することになる。
【0089】
なお本発明は、上記実施形態で説明したものに限らず、種々の変形実施が可能である。例えば、明細書又は図面中の記載において広義や同義な用語として引用された用語は、明細書又は図面中の他の記載においても広義や同義な用語に置き換えることができる。またグレアフィルタの手法、モーションブラーの手法等は、本実施形態で説明したものに限定されず、これらと均等な手法も本発明の範囲に含まれる。
【0090】
また本発明は種々のゲーム(格闘ゲーム、シューティングゲーム、ロボット対戦ゲーム、スポーツゲーム、競争ゲーム、ロールプレイングゲーム、音楽演奏ゲーム、ダンスゲーム等)に適用できる。また本発明は、業務用ゲームシステム、家庭用ゲームシステム、多数のプレーヤが参加する大型アトラクションシステム、シミュレータ、マルチメディア端末、ゲーム画像を生成するシステムボード、携帯電話等の種々の画像生成システムに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【0091】
【図1】本実施形態の画像生成システムのハードウェア構成例。
【図2】本実施形態の画像生成システムの機能ブロック図。
【図3】本実施形態の手法の説明図。
【図4】本実施形態の手法の説明図。
【図5】本実施形態の具体的な処理例を示すフローチャート。
【図6】本実施形態の具体的な処理例を示すフローチャート。
【符号の説明】
【0092】
10 メインプロセッサ
20 描画プロセッサ
30 ビデオメモリ
32 フレームバッファ
34 Zバッファ
40 メインメモリ
100 処理部
110 移動・動作処理部
112 オブジェクト空間設定部
114 仮想カメラ制御部
116 レンダリングターゲット設定部
120 描画部
130 音生成部
160 操作部
170 記憶部
172 描画バッファ
176 テクスチャ記憶部
178 描画バッファ
180 情報記憶媒体
190 表示部
192 音出力部
194 携帯型情報記憶装置
196 通信部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
描画プロセッサが第1の内部バスを介してビデオメモリにアクセス可能であり、且つ描画プロセッサが第2の内部バスを介してメインメモリにアクセス可能に形成されたコンピュータにおいて画像を生成するためのプログラムであって、
画像を前記メインメモリ又は前記ビデオメモリのいずれかにレンダリングするかを設定するレンダリングターゲット設定部と、
前記レンダリングターゲット設定部によって設定された内容に従って、画像を前記メインメモリ又は前記ビデオメモリの一方のメモリにレンダリングし、前記一方のメモリに記憶された画像に基づき新たな画像を他方のメモリにレンダリングするマルチパスレンダリング処理を行う描画部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2】
請求項1において、
前記描画部は、
前記メインメモリ又は前記ビデオメモリの一方のメモリに記憶された画像をテクスチャとして読み込んで新たな画像を他方のメモリにレンダリングすることを特徴とするプログラム。
【請求項3】
請求項1または2において、
前記コンピュータはビデオメモリに記憶された画像を表示部に出力するように形成され、
前記レンダリングターゲット設定部は、
表示部に出力される画像のレンダリングターゲットがビデオメモリとなるように画像のレンダリングターゲットを設定することを特徴とするプログラム。
【請求項4】
コンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体であって、請求項1〜3のいずれかのプログラムを記憶したことを特徴とする情報記憶媒体。
【請求項5】
描画プロセッサが第1の内部バスを介してビデオメモリにアクセス可能であり、且つ描画プロセッサが第2の内部バスを介してメインメモリにアクセス可能に形成された画像生成システムであって、
画像を前記メインメモリ又は前記ビデオメモリのいずれかにレンダリングするかを設定するレンダリングターゲット設定部と、
前記レンダリングターゲット設定部によって設定された内容に従って、画像を前記メインメモリ又は前記ビデオメモリの一方のメモリにレンダリングし、前記一方のメモリに記憶された画像に基づき新たな画像を他方のメモリにレンダリングするマルチパスレンダリング処理を行う描画部とを含むことを特徴とする画像生成システム。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2008−77367(P2008−77367A)
【公開日】平成20年4月3日(2008.4.3)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−255412(P2006−255412)
【出願日】平成18年9月21日(2006.9.21)
【出願人】(000134855)株式会社バンダイナムコゲームス (1,157)
【Fターム(参考)】