JP4108167B2

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Publication number: JP4108167B2
Application number: JP35214097A
Authority: JP
Inventors: 寛梶田; 喜信島田; 真之永谷; 久治夛湖
Original assignee: Kabushiki Kaisha Bandai Namco Entertainment (also trading as Bandai Namco Entertainment Inc.); Namco Ltd; Namco Bandai Games Inc
Current assignee: Kabushiki Kaisha Bandai Namco Entertainment (also trading as Bandai Namco Entertainment Inc.); Namco Ltd; Bandai Namco Entertainment Inc
Priority date: 1997-12-05
Filing date: 1997-12-05
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2017-12-05
Also published as: JPH11175753A

Description

Translated fromJapanese

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オブジェクト空間内の所与の視点での画像を生成する画像生成装置及び情報記憶媒体に関する。
【０００２】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】
従来より、仮想的な３次元空間であるオブジェクト空間内に複数のオブジェクトを配置し、オブジェクト空間内の所与の視点から見える画像を生成する画像生成装置が開発、実用化されており、いわゆる仮想現実を体験できるものとして人気が高い。バイクゲームを楽しむことができる画像生成装置を例にとれば、プレーヤは、自身が操作するバイクをオブジェクト空間内で走行させて３次元ゲームを楽しむ。
【０００３】
さて、このような画像生成装置では、プレーヤの仮想現実感を向上させるという課題がある。このため、例えばバイクのみならず、バイクに搭乗するキャラクタについても、よりリアルに多様に動作させることが望まれる。そしてこのキャラクタの動作は、キャラクタの動きを記述したモーションデータを予め用意し、このモーションデータを再生することで表現できる。この時、仮想現実感のより一層の向上を図るためには、プレーヤからの操作データを反映した動きをキャラクタに行わせることが望ましい。
【０００４】
しかしながら、バイクが走行するエリアによっては、プレーヤからの操作データを反映させることが望ましくないエリアがあることが判明した。
【０００５】
またプレーヤからの操作データのみをキャラクタの動きに反映させるだけでは、仮想現実感の達成が不十分であることも判明した。
【０００６】
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、リアルで滑らかなモーションデータの再生を可能にする画像生成装置及び情報記憶媒体を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、オブジェクト空間内の所与の視点での画像を生成する画像生成装置であって、オブジェクト空間内で移動体を移動させる演算を行う手段と、モーション補間が行われる第１のエリアからモーション補間が行われない第２のエリアに前記移動体が進入する場合に、第１のエリアで再生するモーションデータと、第２のエリアで再生するモーションデータとを繋ぐ繋ぎモーションデータを再生する手段と、オブジェクト空間内の所与の視点において見える画像を生成する手段とを含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、移動体が第１のエリアを移動する場合にはモーション補間が行われ、これによりリアルな画像が生成される。一方、本発明によれば、モーション補間を行わない第２のエリアを設けることもできる。このような第１、第２のエリアをオブジェクト空間内に設ける場合、何も対策を講じなければ、移動体が第１のエリアから第２のエリアに進入した場合に、不自然な画像が生成されるおそれがある。しかしながら本発明によれば、移動体が、第１のエリアから第２のエリアに進入する場合に、これらのエリアで再生するモーションデータを繋ぐ繋ぎモーションデータが再生される。この結果、このような不自然な画像が生成されるのを防止できる。即ち本発明によれば、モーション補間を行う第１のエリアとモーション補間を行わない第２のエリアとを設けることができると共に、これらのエリア間で移動体が移動した場合にも違和感のない画像を提供できるようになる。
【０００９】
また本発明は、前記第１のエリアで行われるモーション補間の補間レートを補正することで、前記繋ぎモーションデータの再生を行うことを特徴とする。このようにすることで、補間レートを補正するだけという簡易な処理で繋ぎモーションデータを再生できるようになる。
【００１０】
また本発明は、前記移動体が所与のポイントを通過した場合に、前記補間レートの補正を開始することを特徴とする。このようにすることで、第１のエリアから第２のエリアに移動体が進入する前に、確実に繋ぎモーションデータを再生できるようになる。
【００１１】
また本発明は、モーション補間が行われない前記第２のエリアからモーション補間が行われる前記第１のエリアに前記移動体が進入する場合に、第２のエリアで再生するモーションデータと、第１のエリアで再生するモーションデータとを繋ぐ繋ぎモーションデータを再生することを特徴とする。このようにすることで、移動体が第２のエリアから第１のエリアに進入した場合にも、不自然な画像が生成されるのを防止できるようになる。
【００１２】
また本発明は、操作データ及び前記移動体の走行データの少なくとも一方に基づき、モーション補間を行うことを特徴とする。このようにすることで、操作データや移動体の走行データを反映したリアルなモーションデータの再生が可能になり、仮想現実感を向上できる。
【００１３】
また本発明は、オブジェクト空間内の所与の視点での画像を生成する画像生成装置であって、オブジェクト空間内で移動体を移動させる演算を行う手段と、演算により得られた前記移動体の位置、方向、速度及び加速度の少なくとも１つを含む走行データに基づいてモーション補間を行い、補間により得られたモーションデータを再生する手段と、オブジェクト空間内の所与の視点において見える画像を生成する手段とを含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、移動体の走行データに基づいてモーション補間が行われる。このため移動体の走行データを反映したリアルなモーションデータを再生できるようになる。そして特に本発明によれば、変化に富んだコースを移動体が走行する場合などに、コース状況によりリアルタイムに変化する移動体の走行データを反映したモーションデータを再生できる。このため、仮想現実感のより一層の向上を図れる。
【００１５】
また本発明は、前記走行データが前記移動体の鉛直方向の加速度であり、前記移動体が搭乗体と該搭乗体に搭乗するキャラクタとを含み、前記鉛直方向の加速度に基づいて前記キャラクタの動作のモーション補間を行うことを特徴とする。このようにすることで、例えばアップダウンのあるコースを移動体が移動する場合に、アップダウンに応じて変化するキャラクタの動きなど表現できるようになり、画像のリアル感を高めることができる。
【００１６】
また本発明は、前記移動体が、搭乗体と該搭乗体に搭乗するキャラクタとを含み、モーションデータの再生により該キャラクタを動作させることを特徴とする。このようにすることで、移動体に搭乗するキャラクタのモーションをリアルで滑らかに変化させることが可能となり、自転車ゲームやバイクゲームなどに最適な画像を提供できるようになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて説明する。なお以下では、本発明を自転車ゲームに適用した場合を例にとり説明するが、本発明が適用されるものはこれに限られるものではない。
【００１８】
図１に本実施形態の画像生成装置を業務用のゲーム装置に適用した場合の外観図の一例を示す。
【００１９】
ここで、ライディング筐体１６は、実際の自転車を模して作られたものであり、図示しないプレーヤはこのライディング筐体１６のサドル１７に座る。そしてディスプレイ１８には、移動体２０（搭乗体である自転車及び自転車に搭乗するキャラクタを含む）や移動体２０が走るコースや周囲の風景が表示される。プレーヤは、この画像を見ながら、ハンドル３２を左右に操作することで、ディスプレイ１８に映し出される移動体２０の進む方向を決める。またペダル３０をＡ１に示すように漕ぐことで、コース進行方向に移動体２０を進める。
【００２０】
図２に、本実施形態の画像生成装置の機能ブロック図の一例を示す。
【００２１】
ここで操作部１０は、プレーヤが、図１のハンドル３２を操作したりペダル３０を漕ぐことで操作データを入力するためのものであり、操作部１０にて得られた操作データは処理部１００に入力される。
【００２２】
処理部１００は、上記操作データと所与のプログラムなどに基づいて、オブジェクト空間に表示物を配置する処理や、このオブジェクト空間の所与の視点での画像を生成する処理を行うものである。この処理部１００の機能は、ＣＰＵ（ＣＩＳＣ型、ＲＩＳＣ型）、ＤＳＰ、カスタム（ゲートアレイ等）ＩＣなどのハードウェアにより実現できる。
【００２３】
情報記憶媒体１９０は、プログラムやデータを記憶するものである。この情報記憶媒体１９０の機能は、ＣＤ−ＲＯＭ、ゲームカセット、ＩＣカード、ＭＯ、ＦＤ、ＤＶＤ、ハードディスク、メモリ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１９０からのプログラム、データに基づいて種々の処理を行うことになる。
【００２４】
処理部１００は、ゲーム演算部１１０とモーションデータ記憶部１２０と画像生成部１５０を含む。
【００２５】
ここでゲーム演算部１１０は、ゲームモードの設定処理、ゲームの進行処理、移動体の位置や方向を決める処理、視点位置や視線方向を決める処理、オブジェクト空間へオブジェクトを配置する処理等を行う。
【００２６】
モーションデータ記憶部１２０は種々のモーションデータを記憶するものである。このモーションデータは、初期状態では情報記憶媒体１９０に格納されており、電源投入後等に情報記憶媒体１９０からモーションデータ記憶部１２０に転送される。
【００２７】
また画像生成部１５０は、ゲーム演算部１１０により設定されたオブジェクト空間での所与の視点での画像を生成する処理を行う。画像生成部１５０により生成された画像は表示部１２において表示される。
【００２８】
ゲーム演算部１１０は移動体演算部１１２とモーションデータ再生部１１６を含む。
【００２９】
ここで移動体演算部１１２は、操作部１０から入力される操作データや所与のプログラムに基づき、プレーヤが操作する移動体や所与の制御プログラム（コンピュータ）により動きが制御される移動体を、オブジェクト空間内のコース上で移動させる演算を行う。より具体的には、移動体の位置や方向を例えば１フレーム（１／６０秒）毎に求める演算を行う。
【００３０】
例えば（ｋ−１）フレームでの移動体の位置をＰＭk-1、速度をＶＭk-1、加速度をＡＭk-1、１フレームの時間を△ｔとする。するとｋフレームでの移動体の位置ＰＭk、速度ＶＭkは例えば下式（１）、（２）のように求められる。
ＰＭk＝ＰＭk-1＋ＶＭk-1×△ｔ（１）
ＶＭk＝ＶＭk-1＋ＡＭk-1×△ｔ（２）
モーションデータ再生部１１６は、モーションデータ記憶部１２０に記憶されるモーションデータを再生する処理を行う。またモーションデータ再生部１１６は、モーションデータ記憶部１２０に記憶されるモーションデータを補間し、補間後のモーションデータを再生する処理も行う。
【００３１】
図３に本実施形態により生成される画像の一例を示す。プレーヤは、図２の操作部１０を用いて移動体２０を操作し、制御プログラムにより制御される移動体や、他のプレーヤが操作する移動体と競争をする。そして本実施形態では、プレーヤの操作、移動体２０の走行状況、コース状況が反映されるように、キャラクタ２２をリアルに動かしている。このようにすることで、プレーヤの感じる仮想現実感を大幅に向上できる。
【００３２】
さて本実施形態では、モーションデータ記憶部１２０に記憶されるモーションデータをそのまま再生するだけではなく、モーションデータ記憶部１２０に記憶される２以上のモーションデータを補間し再生する処理も行っている。
【００３３】
図４、図５を用いてモーション補間（モーションデータの補間）の原理について説明する。ここでモーション補間とは、２以上のモーションデータ（オブジェクトを構成するパーツオブジェクトのフレーム毎の位置データ、方向データ）を、所与の補間レートで補間し、新たなモーションデータを生成することを言う。例えば図４では、Ｂ１のモーションとＢ２のモーションとを補間することで、Ｂ３のモーションが生成されている。
【００３４】
より具体的には例えば図５のような処理を行いモーション補間を実現する。例えば第１のモーションデータが含む、あるパーツオブジェクト（首、手、足等）の位置データ、方向（回転）データをＴ１、Ｒ１とし、第２のモーションデータが含む、当該パーツオブジェクトの位置データ、方向データをＴ２、Ｒ２とする。また、第１のモーションデータに対する補間レートをα、第２のモーションデータに対する補間レートをβとする。すると、位置データがＴ１×α＋Ｔ２×βであり方向データがＲ１×α＋Ｒ２×βである新たなモーションデータが補間により生成され再生される。本実施形態では、このモーション補間を各フレーム（時間）毎に行っている。
【００３５】
なお本実施形態では、上記の補間レートα、βを、操作データ、移動体の走行データ等に基づいて決めている。
【００３６】
このようなモーション補間を行うことで、操作データに応じたすべてのモーションデータを予め用意する必要がなくなる。基準となるモーションデータに基づき、操作データに応じたモーションデータを補間により生成できるからである。
【００３７】
しかしながら、ゲーム状況によっては、モーション補間を必ずしも必要としない場合がある。例えば図６に示すように、移動体２０が第１のエリア５０を走行している場合には、操作データなどに応じたモーション補間を行うことが望ましいが、移動体２０がジャンプする第２のエリア５２においては、このようなモーション補間は必ずしも必要でない。
【００３８】
即ち、第１のエリア５０においては、例えばプレーヤが図１のハンドル３２を左に切ればキャラクタ２２が左に傾く姿勢をとり、プレーヤがハンドル３２を右に切ればキャラクタ２２が右に傾く姿勢をとるように、モーション補間を行う。このようにすることで、より現実世界に近いリアルな画像を生成でき、仮想現実感の向上を図れる。一方、移動体２０がジャンプした場合には、モーション補間を行わずに、予め用意されたモーションデータを再生するだけで、十分にリアルな画像を得ることができる。
【００３９】
ところが、移動体２０が、モーション補間を行う第１のエリア５０から、モーション補間を行わない第２のエリア５２に進入した場合に、以下のような問題が発生することが判明した。
【００４０】
例えば第１のエリア５０においては、図７のＣ１〜Ｃ６に示すような、補間により生成されたモーションデータが再生される。一方、第２のエリア５２においては、Ｄ１〜Ｄ４に示すような、予め用意されたモーションデータ（ジャンプのモーションデータ）が、補間されずに再生される。そして、移動体２０が第１のエリア５０から第２のエリア５２に進入した場合には、Ｃ１〜Ｃ６を再生した後にＤ１〜Ｄ４が再生されることになる。
【００４１】
この場合、キャラクタ２２の傾き角度は、操作データ、即ち図１のハンドル３２の操舵角度により変化する。したがって、ジャンプする直前までプレーヤがハンドル３２を大きく切っていた場合には、図７のＣ６及びＤ１に示すように、モーションの飛びが発生してしまう。即ち、左に傾いていたキャラクタ２２の姿勢が、１フレームで突然直立状態になってしまい、プレーヤに違和感、不自然感を与える。
【００４２】
このような問題を解決するために本実施形態は以下のような特徴を有している。即ち本実施形態の第１の特徴は、モーション補間が行われる第１のエリアからモーション補間が行われない第２のエリアに移動体が進入する場合に、第１のエリアで再生するモーションデータと、第２のエリアで再生するモーションデータとを繋ぐ繋ぎモーションデータを再生する点にある。
【００４３】
より具体的には以下のような処理を行っている。即ち図８に示すように、第１、第２のエリア５０、５２の間に補正エリア５４を設ける。そして移動体２０が、モーション補間を行う第１のエリア５０から、モーション補間を行わない第２のエリア５２に進入する場合に、この補正エリア５４において、第１、第２のエリアでのモーションデータを繋ぐ繋ぎモーションデータを再生する。
【００４４】
この場合のモーションデータの例について図９に示す。第１のエリア５０においては、図９のＥ１〜Ｅ６に示すような、補間により生成されたモーションデータが再生される。一方、第２のエリア５２においては、Ｆ１〜Ｆ４に示すような、予め用意されたモーションデータが、補間されずに再生される。図７と異なるのは、図７ではＣ６においてもキャラクタ２２が左に傾いていたが、図９ではＥ６においてキャラクタ２２が直立状態になっている点である。
【００４５】
即ち、移動体２０が補正エリアに進入すると、プレーヤが図１のハンドル３２を左に切ったままにしているのにもかかわらず、図９のＥ１〜Ｅ６に示すように、キャラクタ２２の姿勢が、左に傾いた状態から直立状態に変化する。このようにすることで、図７のＣ６及びＤ１ではモーションの飛びが発生していたが、図９のＥ６及びＦ１ではモーションの飛びが発生しない。即ち移動体２０がモーション補間を行う第１のエリア５０からモーション補間を行わない第２のエリア５２に進入した場合にも、モーションを滑らかに繋ぐことが可能になる。これにより、プレーヤに、違和感のない自然な画像を提供することができ、プレーヤの仮想現実感の向上を図れる。
【００４６】
なお本実施形態では、繋ぎモーションデータの再生を、第１のエリア５０で行われるモーション補間の補間レートを補正することで実現している。例えば図１０に示すように、第１のエリア５０では、２つのモーションデータＭ１、Ｍ２を、Ｍ１×α＋Ｍ２×βと表される関係式にしたがい補間している。ここで、α、βは補間レートである。そして本実施形態では、移動体２０が図８の補正エリア５４にある場合、つまり移動体２０がポイント５６を通過した場合に、上記の補間レートα、βの補正を開始する。例えばモーションデータＭ１が、キャラクタ２２が直立状態となっているモーションデータであり、モーションデータＭ２が、キャラクタ２２が左に傾いた状態となっているモーションデータである場合に、βを徐々に小さくしてゆくと共にαを徐々に大きくしてゆく。このようにすることで、図９のＥ１〜Ｅ６に示すように、プレーヤがハンドル３２を左に切っているのにもかかわらず、キャラクタ２２の姿勢を左に傾いた状態から直立状態に変化させることが可能になる。これにより、モーションを滑らかに繋ぐことが可能になる。
【００４７】
さて、本実施形態の第２の特徴は、図１の移動体演算部１１２より得られた移動体の位置や方向や速度（角速度も含む）や加速度（角加速度も含む）などの走行データに基づいてモーション補間を行い、補間により得られたモーションデータを再生する点にある。このように移動体の走行データに基づいてモーション補間を行うことで、現実世界に近い、よりリアルな画像を生成できるようになる。
【００４８】
より具体的には本実施形態では以下のような処理を行っている。
【００４９】
図１１に示すように本実施形態では２段階のモーション補間を行っている。即ち図１１においてＭ１は、図１２（Ａ）に示すように鉛直方向で下向きに移動体２０が加速している場合に再生されるモーションデータを表す。またＭ２は、図１２（Ｂ）に示すように鉛直方向で上向きに移動体２０が加速している場合に再生されるモーションデータを表す。本実施形態では、まず、これらのＭ１、Ｍ２を補間レートα、βに基づいて補間し、ＭＩ１＝Ｍ１×α＋Ｍ２×βを得る。ここで補間レートα、βは、移動体２０の鉛直方向の加速度に基づいて決まることになる。
【００５０】
また図１１においてＭ３は、図１のハンドル３２を限界まで切った時のモーションデータを表す。本実施形態では、上記のように得られたＭＩ１＝Ｍ１×α＋Ｍ２×βとＭ３とを、補間レートγ、σに基づいて補間し、ＭＩ２＝ＭＩ１×γ＋Ｍ３×σ＝（Ｍ１×α＋Ｍ２×β）γ＋Ｍ３×σを得る。ここで補間レートγ、σは、ハンドル３２の操舵角度により決まることになる。
【００５１】
以上のようにして、本実施例では、移動体２０の走行データ（鉛直方向の加速度）と操作データ（ハンドル３２の操舵角度）が反映されたモーション再生を、モーションデータに要する記憶容量を最小限に抑えながら実現することが可能となる。
【００５２】
図１３に、鉛直方向の加速度に基づくモーション補間の一例を示す。図１３において、Ｇ１〜Ｇ６は、鉛直方向で下向きの加速度を移動体２０が有する場合に再生されるモーションデータの例である。Ｇ１〜Ｇ６では、キャラクタ２２の姿勢が後側に傾き、手が伸びた状態になる。またＨ１〜Ｈ６は、鉛直方向で上向きの加速度を移動体２０が有する場合に再生されるモーションデータの例である。Ｈ１〜Ｈ６では、キャラクタ２２の姿勢が前傾になり、手が曲がった状態になる。
【００５３】
本実施形態では、リアルタイムに得られる移動体の鉛直方向の加速度に基づいて、これらのモーションデータＧ１〜Ｇ６とＨ１〜Ｈ６とをフレーム毎に補間することでモーションデータＩ１〜Ｉ６を得て、このモーションデータＩ１〜Ｉ６を再生している。このようにすることで、予め用意されたモーションデータＧ１〜Ｇ６とＨ１〜Ｈ６に基づいて、移動体２０の鉛直方向の加速度（走行データ）に応じた無数のモーションデータを得ることが可能となる。この結果、モーションデータに要する記憶容量を最小限に抑えながら、リアルな画像を生成できるようになる。
【００５４】
なお図１３では、移動体の走行データが鉛直方向の加速度である場合を例にとり説明した。特に自転車やバイクなどの搭乗体にキャラクタが搭乗するタイプのゲームにおいては、このように鉛直方向の加速度に基づいてキャラクタのモーションデータを補間することが望ましい。しかしながら、本発明における走行データはこれに限られものではなく、移動体の位置、方向、速度や、鉛直方向以外の加速度等、種々のものを採用できる。
【００５５】
次に本実施形態の詳細な処理例について、図１４、図１５のフローチャートを用いて説明する。
【００５６】
図１４は、繋ぎモーションの再生（図８、図９、図１０参照）に関するフローチャートである。
【００５７】
まず初期化処理において、補正係数Ｋを１に初期化しておく（ステップＳ１）。なお補正係数Ｋは、補間レートα、βを補正するための係数であり、０≦Ｋ≦１の範囲で変化する。
【００５８】
通常処理においては、まず当該フレームでの移動体２０の位置を算出する（ステップＳ２）。次に、移動体２０が図８に示す補正エリア５４内に位置するか否か（ポイント５６を通過したか否か）を判断する（ステップＳ３）。
【００５９】
次に、Ｋ＝０か否かを判断する（ステップＳ４）。そしてＫ＝０でない場合には、Ｋ＝Ｋ−ｍ１の演算を行う（ステップＳ５）。ここで、ｍ１は、０＜ｍ１＜１の範囲にある定数である。例えば繋ぎモーションの再生（補間レートの補正）を１０フレーム程度で行う場合には、ｍ１＝０．１になる。一方、Ｋ＝０である場合にはステップＳ５の処理を行わずステップＳ６に移行する。
【００６０】
次に、補間レートα、β（α＋β＝１、０≦α≦１、０≦β≦１）を補正係数Ｋを用いて下式（３）のように補正する（ステップＳ６）。
β＝β×Ｋ
α＝１−β （３）
このように補間レートα、βを補間することで（図１０参照）、例えば図９のＥ１〜Ｅ６で説明したようにキャラクタ２０の姿勢を徐々に直立状態に戻すことが可能になる。これによりＥ６からＦ１への移行時にモーションの飛びが発生するのが防止される。
【００６１】
次に、補間されたモーションデータを再生する（ステップＳ８）。これにより当該フレームでの処理が終了する。
【００６２】
ステップＳ３で移動体２０が図８の補正エリア５４内に位置しないと判断された場合には、移動体２０が、モーション補間を行うエリアである第１のエリア５０内に位置するか否かを判断する（ステップＳ９）。そして移動体２０が第１のエリア５０内に位置しない場合には、移動体２０は、モーション補間を行わない第２のエリアに位置すると考えられる。したがって、この場合にはジャンプ用のモーションデータＭＪを選択し再生する（ステップＳ１０、Ｓ８）。
【００６３】
一方、ステップＳ９で移動体２０が第１のエリア５０内に位置すると判断された場合には、Ｋ＝１か否かを判断する（ステップＳ１１）。そしてＫ＝１でない場合には、Ｋ＝Ｋ−ｍ２の演算を行う（ステップＳ１２）。ここで、ｍ２は、０＜ｍ２＜１の範囲にある定数である。一方、Ｋ＝１である場合にはステップＳ１２の処理を行わずステップＳ６に移行する。
【００６４】
ステップＳ１１、Ｓ１２の処理を設けたのは以下の理由による。即ち図８に示すように移動体２０がジャンプした場合に、移動体２０の着地点はプレーヤの操作等に依存するものであるため、予測することはできない。したがって、図８の第２のエリア５２の右側のどの地点から再び第１のエリアが始まるかを予測することはできない。そして、移動体２０が着地すると、その時点からモーション補間が有効になってしまい、着地した瞬間に図７のＣ６、Ｄ１に示すようなモーションの飛びが発生するおそれがある。即ち、着地した瞬間においてプレーヤが図１のハンドル３２を右又は左に大きく切っていると、図７のＣ６、Ｄ１に示すようなモーションの飛びが発生する。
【００６５】
本実施形態では、図１４のステップＳ１１、Ｓ１２に示すように、ジャンプ後に再び第１のエリアに移動体が進入した場合に、Ｋ＝１になるまでＫ＝Ｋ＋ｍ２の補正がなされる。即ちモーション補間を行わない第２のエリアからモーション補間を行う第１のエリアに移動体が進入する場合に、第２のエリアのモーションデータと第１のエリアのモーションデータを繋ぐ繋ぎモーションが再生される。これによりプレーヤが違和感や不自然さを感じるのを有効に防止できるようになる。
【００６６】
図１５は、走行データに基づくモーション補間（図１２（Ａ）、（Ｂ）、図１３参照）に関するフローチャートである。
【００６７】
まず移動体の鉛直方向（Ｙ方向）の速度の例えば過去６０フレーム分の平均値ＶＭＹavを算出する（ステップＴ１）。移動体の速度は、前述の式（２）に示すように各フレーム毎に算出されている。
【００６８】
次に、今回のフレームの移動体の鉛直方向の速度ＶＭＹを前述の式（２）に基づき算出する（ステップＴ２）。
【００６９】
次に、鉛直方向の加速度ＡＭＹを下式（４）に基づいて算出する。
ＡＭＹ＝ＶＭＹ−ＶＭＹav （４）
このようにすることで、図１２（Ａ）に示すように移動体２０が岩などから降りた場合や、図１２（Ｂ）に示すように移動体２０が例えば岩などに上る場合に、移動体２０の鉛直方向の加速度を容易に検出することが可能になる。
【００７０】
次に、ステップＴ３で得られた鉛直方向の加速度ＡＭＹに基づいて、補間レートα、βを決定する（ステップＴ４）。例えば図１２（Ａ）に示すように移動体２０が下方向に加速している場合にはαが大きくなり、図１２（Ｂ）に示すように移動体２０が上方向に加速している場合にはβが大きくなる。
【００７１】
次に、ステップＴ４で得られた補間レートα、βに基づいて、図１３に示されるようなモーション補間（Ｍ＝Ｍ１×α＋Ｍ２×β）を行う（ステップＴ５）。そして、得られたモーションを再生する（ステップＴ６）。
【００７２】
以上の処理を各フレーム毎に行うことで、走行データに基づくモーション補間が可能になる。
【００７３】
次に、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１６を用いて説明する。同図に示す装置では、ＣＰＵ１０００、ＲＯＭ１００２、ＲＡＭ１００４、情報記憶媒体１００６、音生成ＩＣ１００８、画像生成ＩＣ１０１０、Ｉ／Ｏポート１０１２、１０１４が、システムバス１０１６により相互にデータ送受信可能に接続されている。そして前記画像生成ＩＣ１０１０にはディスプレイ１０１８が接続され、音生成ＩＣ１００８にはスピーカ１０２０が接続され、Ｉ／Ｏポート１０１２にはコントロール装置１０２２が接続され、Ｉ／Ｏポート１０１４には通信装置１０２４が接続されている。
【００７４】
情報記憶媒体１００６は、プログラム、表示物を表現するための画像データ、音データ等が主に格納されるものである。例えば家庭用ゲーム装置ではゲームプログラム等を格納する情報記憶媒体としてＣＤ−ＲＯＭ、ゲームカセット、ＤＶＤ等が用いられる。また業務用ゲーム装置ではＲＯＭ等のメモリが用いられ、この場合には情報記憶媒体１００６はＲＯＭ１００２になる。
【００７５】
コントロール装置１０２２はゲームコントローラ、操作パネル等に相当するものであり、プレーヤがゲーム進行に応じて行う判断の結果を装置本体に入力するための装置である。
【００７６】
情報記憶媒体１００６に格納されるプログラム、ＲＯＭ１００２に格納されるシステムプログラム（装置本体の初期化情報等）、コントロール装置１０２２によって入力される信号等に従って、ＣＰＵ１０００は装置全体の制御や各種データ処理を行う。ＲＡＭ１００４はこのＣＰＵ１０００の作業領域等として用いられる記憶手段であり、情報記憶媒体１００６やＲＯＭ１００２の所与の内容、あるいはＣＰＵ１０００の演算結果等が格納される。また本実施形態を実現するための論理的な構成を持つデータ構造（例えばモーションデータの構造）は、このＲＡＭ又は情報記憶媒体上に構築されることになる。
【００７７】
更に、この種の装置には音生成ＩＣ１００８と画像生成ＩＣ１０１０とが設けられていてゲーム音やゲーム画像の好適な出力が行えるようになっている。音生成ＩＣ１００８は情報記憶媒体１００６やＲＯＭ１００２に記憶される情報に基づいて効果音やバックグラウンド音楽等のゲーム音を生成する集積回路であり、生成されたゲーム音はスピーカ１０２０によって出力される。また、画像生成ＩＣ１０１０は、ＲＡＭ１００４、ＲＯＭ１００２、情報記憶媒体１００６等から送られる画像情報に基づいてディスプレイ１０１８に出力するための画素情報を生成する集積回路である。なおディスプレイ１０１８として、いわゆるヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）と呼ばれるものを使用することもできる。
【００７８】
また、通信装置１０２４はゲーム装置内部で利用される各種の情報を外部とやりとりするものであり、他のゲーム装置と接続されてゲームプログラムに応じた所与の情報を送受したり、通信回線を介してゲームプログラム等の情報を送受することなどに利用される。
【００７９】
そして図１〜図１３で説明した種々の処理は、図１４、図１５のフローチャートに示した処理等を行うプログラムを格納した情報記憶媒体１００６と、該プログラムに従って動作するＣＰＵ１０００、画像生成ＩＣ１０１０、音生成ＩＣ１００８等によって実現される。なお画像生成ＩＣ１０１０、音生成ＩＣ１００８等で行われる処理は、ＣＰＵ１０００あるいは汎用のＤＳＰ等によりソフトウェア的に行ってもよい。
【００８０】
さて前述した図１は、本実施形態を業務用ゲーム装置に適用した場合の例を示すものである。この場合、装置に内蔵されるシステム基板１１０６には、ＣＰＵ、画像生成ＩＣ、音生成ＩＣ等が実装されている。そして、オブジェクト空間内で移動体を移動させる演算を行うための情報、モーション補間が行われる第１のエリアからモーション補間が行われない第２のエリアに移動体が進入する場合に、第１のエリアで再生するモーションデータと、第２のエリアで再生するモーションデータとを繋ぐ繋ぎモーションデータを再生するための情報、オブジェクト空間内の所与の視点において見える画像を生成するための情報、演算により得られた移動体の位置、方向、速度及び加速度の少なくとも１つを含む走行データに基づいてモーション補間を行い、補間により得られたモーションデータを再生するための情報等は、システム基板１１０６上の情報記憶媒体であるメモリ１１０８に格納される。以下、これらの情報を格納情報と呼ぶ。これらの格納情報は、上記の種々の処理を行うためのプログラムコード、画像情報、音情報、表示物の形状情報、テーブルデータ、リストデータ、プレーヤ情報等の少なくとも１つを含むものである。
【００８１】
図１７（Ａ）に、本実施形態を家庭用のゲーム装置に適用した場合の例を示す。プレーヤはディスプレイ１２００に映し出されたゲーム画像を見ながら、ゲームコントローラ１２０２、１２０４を操作してゲームを楽しむ。この場合、上記格納情報は、本体装置に着脱自在な情報記憶媒体であるＣＤ−ＲＯＭ１２０６、ＩＣカード１２０８、１２０９等に格納されている。
【００８２】
図１７（Ｂ）に、ホスト装置１３００と、このホスト装置１３００と通信回線１３０２を介して接続される端末１３０４-1〜１３０４-nとを含むゲーム装置に本実施形態を適用した場合の例を示す。この場合、上記格納情報は、例えばホスト装置１３００が制御可能な磁気ディスク装置、磁気テープ装置、メモリ等の情報記憶媒体１３０６に格納されている。端末１３０４-1〜１３０４-nが、ＣＰＵ、画像生成ＩＣ、音生成ＩＣを有し、スタンドアロンでゲーム画像、ゲーム音を生成できるものである場合には、ホスト装置１３００からは、ゲーム画像、ゲーム音を生成するためのゲームプログラム等が端末１３０４-1〜１３０４-nに配送される。一方、スタンドアロンで生成できない場合には、ホスト装置１３００がゲーム画像、ゲーム音を生成し、これを端末１３０４-1〜１３０４-nに伝送し端末において出力することになる。
【００８３】
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。
【００８４】
例えば繋ぎモーションを再生する手法は、図９、図１０、図１４等で説明した手法が好ましいが、本発明はこれに限らず種々の変形実施が可能である。例えば、予め繋ぎ用のモーションデータを用意しておいて、これを再生するようにしてもよい。
【００８５】
また移動体は、搭乗体を含まないキャラクタのみのものであってもよいし、キャラクタを含まない搭乗体のみでのものであってもよい。
【００８６】
また走行データに基づきモーション補間を行う手法も本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。
【００８７】
また本実施形態では自転車の競争ゲームに本発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限らず種々のゲーム（他の競争ゲーム、スポーツゲーム、対戦ゲーム、ロールプレイングゲーム、シューティングゲーム等）に適用できる。
【００８８】
また本発明は、家庭用、業務用のゲーム装置のみならず、シミュレータ、多数のプレーヤが参加する大型アトラクション装置、パーソナルコンピュータ、マルチメディア端末、ゲーム画像を生成するシステム基板等の種々の画像生成装置にも適用できる。
【００８９】
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の画像生成装置の外観図の一例である。
【図２】本実施形態の画像生成装置の機能ブロック図の一例である。
【図３】本実施形態により生成される画像の例を示す図である。
【図４】モーション補間について説明するための図である。
【図５】モーション補間について説明するための図である。
【図６】繋ぎモーションを再生しない場合の問題点について説明するための図である。
【図７】繋ぎモーションを再生しない場合の問題点について説明するための図である。
【図８】繋ぎモーションを再生する手法について説明するための図である。
【図９】繋ぎモーションを再生する手法について説明するための図である。
【図１０】補間レートを補正する手法について説明するための図である。
【図１１】２段階のモーション補間を行う手法について説明するための図である。
【図１２】図１２（Ａ）、（Ｂ）は、走行データ（鉛直方向の加速度）に基づくモーション補間について説明するための図である。
【図１３】走行データ（鉛直方向の加速度）に基づくモーション補間について説明するための図である。
【図１４】本実施形態の詳細な処理例を説明するためのフローチャートである。
【図１５】本実施形態の詳細な処理例を説明するためのフローチャートである。
【図１６】本実施形態を実現できるハードウェアの構成の一例を示す図である。
【図１７】図１７（Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態が適用される種々の形態の装置の例を示す図である。
【符号の説明】
１０操作部
１２表示部
１６ライディング筐体
１７サドル
１８ディスプレイ
２０移動体
２２キャラクタ
３０ペダル
３２ハンドル
４０コース
５０第１のエリア
５２第２のエリア
５４補正エリア
５６ポイント
１００処理部
１１０ゲーム演算部
１１２移動体演算部
１１６モーションデータ再生部
１２０モーションデータ記憶部
１５０画像生成部
１９０情報記憶媒体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image generation apparatus and an information storage medium that generate an image at a given viewpoint in an object space.
[0002]
[Background Art and Problems to be Solved by the Invention]
2. Description of the Related Art Conventionally, image generation apparatuses that arrange a plurality of objects in an object space that is a virtual three-dimensional space and generate an image that can be viewed from a given viewpoint in the object space have been developed and put into practical use. It is popular as a way to experience reality. Taking an image generation apparatus that can enjoy a motorcycle game as an example, a player enjoys a three-dimensional game by running a motorcycle operated by the player in the object space.
[0003]
Now, such an image generation apparatus has a problem of improving the virtual reality of the player. For this reason, for example, not only a motorcycle but also a character riding a motorcycle is desired to be operated in a more realistic manner. The motion of the character can be expressed by preparing motion data describing the motion of the character in advance and reproducing the motion data. At this time, in order to further improve the virtual reality, it is desirable to cause the character to perform a movement reflecting operation data from the player.
[0004]
However, it has been found that there are areas where it is not desirable to reflect the operation data from the player depending on the area where the motorcycle runs.
[0005]
It has also been found that the virtual reality cannot be achieved by only reflecting the operation data from the player in the movement of the character.
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an image generation apparatus and an information storage medium that enable reproduction of real and smooth motion data. .
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides an image generation apparatus that generates an image at a given viewpoint in an object space, a unit that performs an operation of moving a moving object in the object space, and motion interpolation When the moving body enters the second area where motion interpolation is not performed from the first area where the motion is performed, the motion data reproduced in the first area and the motion data reproduced in the second area It is characterized by including means for reproducing connected motion data and means for generating an image that can be seen at a given viewpoint in the object space.
[0008]
According to the present invention, when the moving body moves in the first area, motion interpolation is performed, thereby generating a realistic image. On the other hand, according to the present invention, it is possible to provide a second area in which motion interpolation is not performed. When providing such first and second areas in the object space, if no measures are taken, an unnatural image is generated when the moving body enters the second area from the first area. There is a risk of being. However, according to the present invention, when the moving body enters the second area from the first area, the connection motion data that connects the motion data to be reproduced in these areas is reproduced. As a result, such an unnatural image can be prevented from being generated. That is, according to the present invention, it is possible to provide a first area where motion interpolation is performed and a second area where motion interpolation is not performed, and an image that does not feel uncomfortable even when a moving object moves between these areas. Will be able to provide.
[0009]
Further, the present invention is characterized in that the joint motion data is reproduced by correcting an interpolation rate of motion interpolation performed in the first area. By doing so, it is possible to reproduce the connected motion data by a simple process of simply correcting the interpolation rate.
[0010]
Further, the invention is characterized in that the correction of the interpolation rate is started when the moving body passes a given point. By doing in this way, before a mobile body approachs from the 1st area to the 2nd area, it becomes possible to reproduce connection motion data reliably.
[0011]
The present invention also provides motion data to be reproduced in the second area when the mobile body enters the first area in which motion interpolation is performed from the second area in which motion interpolation is not performed, It is characterized in that the motion data connected to the motion data to be played back in the area is played back. In this way, even when the moving body enters the first area from the second area, it is possible to prevent an unnatural image from being generated.
[0012]
Further, the present invention is characterized in that motion interpolation is performed based on at least one of operation data and travel data of the moving body. By doing so, it is possible to reproduce realistic motion data reflecting operation data and traveling data of the moving body, and virtual reality can be improved.
[0013]
The present invention also relates to an image generation apparatus for generating an image at a given viewpoint in an object space, the means for performing an operation for moving the moving body in the object space, and the moving body obtained by the operation. Motion interpolation is performed based on running data including at least one of position, direction, velocity, and acceleration, and means for reproducing the motion data obtained by the interpolation and an image that can be seen at a given viewpoint in the object space are generated. Means.
[0014]
According to the present invention, motion interpolation is performed based on travel data of a moving object. For this reason, realistic motion data reflecting the traveling data of the moving object can be reproduced. In particular, according to the present invention, when a moving body travels on a course rich in changes, motion data reflecting traveling data of the moving body that changes in real time depending on the course situation can be reproduced. For this reason, the virtual reality can be further improved.
[0015]
According to the present invention, the travel data includes acceleration in the vertical direction of the moving body, the moving body includes a vehicle and a character riding on the vehicle, and the movement of the character based on the acceleration in the vertical direction It is characterized by performing motion interpolation. By doing so, for example, when the moving body moves on a course with up-down, it becomes possible to express the movement of the character that changes in accordance with up-down, and the realism of the image can be enhanced.
[0016]
Further, the present invention is characterized in that the moving body includes a rider and a character riding on the rider, and moves the character by reproducing motion data. By doing so, it becomes possible to change the motion of the character riding on the moving body realistically and smoothly, and it is possible to provide an optimal image for a bicycle game, a motorcycle game, or the like.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, a case where the present invention is applied to a bicycle game will be described as an example. However, the present invention is not limited to this.
[0018]
FIG. 1 shows an example of an external view when the image generation apparatus of the present embodiment is applied to a business game apparatus.
[0019]
Here, the ridingcase 16 is made by imitating an actual bicycle, and a player (not shown) sits on the saddle 17 of the ridingcase 16. Thedisplay 18 displays a moving body 20 (including a bicycle that is a riding body and a character riding on the bicycle), a course on which the movingbody 20 runs, and surrounding scenery. The player determines the advancing direction of the movingbody 20 displayed on thedisplay 18 by operating thehandle 32 left and right while viewing this image. Moreover, the movingbody 20 is advanced in the course traveling direction by pedaling the pedal 30 as indicated by A1.
[0020]
FIG. 2 shows an example of a functional block diagram of the image generation apparatus of the present embodiment.
[0021]
Here, theoperation unit 10 is for the player to input operation data by operating thehandle 32 of FIG. 1 or by stroking thepedal 30, and the operation data obtained by theoperation unit 10 is processed by theprocessing unit 100. Is input.
[0022]
Theprocessing unit 100 performs processing for arranging a display object in the object space and processing for generating an image at a given viewpoint in the object space based on the operation data and a given program. The function of theprocessing unit 100 can be realized by hardware such as a CPU (CISC type, RISC type), DSP, custom (gate array, etc.) IC or the like.
[0023]
Theinformation storage medium 190 stores programs and data. The function of theinformation storage medium 190 can be realized by hardware such as a CD-ROM, game cassette, IC card, MO, FD, DVD, hard disk, and memory. Theprocessing unit 100 performs various processes based on the program and data from theinformation storage medium 190.
[0024]
Theprocessing unit 100 includes agame calculation unit 110, a motion data storage unit 120, and animage generation unit 150.
[0025]
Here, thegame calculation unit 110 performs a game mode setting process, a game progress process, a process for determining the position and direction of a moving object, a process for determining a viewpoint position and a line-of-sight direction, a process for placing an object in the object space, and the like.
[0026]
The motion data storage unit 120 stores various motion data. This motion data is stored in theinformation storage medium 190 in the initial state, and is transferred from theinformation storage medium 190 to the motion data storage unit 120 after the power is turned on.
[0027]
Theimage generation unit 150 performs processing for generating an image at a given viewpoint in the object space set by thegame calculation unit 110. The image generated by theimage generation unit 150 is displayed on thedisplay unit 12.
[0028]
Thegame calculation unit 110 includes a movingobject calculation unit 112 and a motion data reproduction unit 116.
[0029]
Here, the movingobject calculation unit 112 selects a moving object operated by the player or a moving object whose movement is controlled by a given control program (computer) based on operation data input from theoperation unit 10 or a given program. Then, an operation for moving the object in the object space is performed. More specifically, a calculation for obtaining the position and direction of the moving body every frame (1/60 second) is performed.
[0030]
For example, assume that the position of the moving body in the (k-1) frame is PMk-1, the speed is VMk-1, the acceleration is AMk-1, and the time of one frame is Δt. Then, the position PMk and the speed VMk of the moving body in k frames are obtained, for example, by the following equations (1) and (2).
PMk = PMk-1 + VMk-1 * .DELTA.t (1)
VMk = VMk-1 + AMk-1 * .DELTA.t (2)
The motion data reproduction unit 116 performs processing for reproducing the motion data stored in the motion data storage unit 120. In addition, the motion data reproducing unit 116 performs a process of interpolating the motion data stored in the motion data storage unit 120 and reproducing the interpolated motion data.
[0031]
FIG. 3 shows an example of an image generated by this embodiment. The player operates the movingbody 20 using theoperation unit 10 shown in FIG. 2, and competes with the moving body controlled by the control program and the moving body operated by another player. In the present embodiment, thecharacter 22 is moved realistically so that the player's operation, the traveling state of the movingbody 20 and the course state are reflected. By doing so, the virtual reality felt by the player can be greatly improved.
[0032]
In the present embodiment, not only the motion data stored in the motion data storage unit 120 is reproduced as it is, but also processing for interpolating and reproducing two or more motion data stored in the motion data storage unit 120 is performed.
[0033]
The principle of motion interpolation (interpolation of motion data) will be described with reference to FIGS. Here, the motion interpolation means that two or more pieces of motion data (position data and direction data for each part object frame constituting the object) are interpolated at a given interpolation rate to generate new motion data. . For example, in FIG. 4, the motion of B3 is generated by interpolating the motion of B1 and the motion of B2.
[0034]
More specifically, for example, the process shown in FIG. 5 is performed to realize motion interpolation. For example, position data of a part object (neck, hand, foot, etc.) included in the first motion data, direction (rotation) data is T1, R1, and position data of the part object included in the second motion data, The direction data are T2 and R2. Also, the interpolation rate for the first motion data is α, and the interpolation rate for the second motion data is β. Then, new motion data whose position data is T1 × α + T2 × β and whose direction data is R1 × α + R2 × β is generated and reproduced by interpolation. In this embodiment, this motion interpolation is performed for each frame (time).
[0035]
In the present embodiment, the above-described interpolation rates α and β are determined based on operation data, traveling data of the moving body, and the like.
[0036]
By performing such motion interpolation, it is not necessary to prepare all the motion data corresponding to the operation data in advance. This is because motion data corresponding to the operation data can be generated by interpolation based on the reference motion data.
[0037]
However, depending on the game situation, motion interpolation may not be necessary. For example, as shown in FIG. 6, when the movingbody 20 is traveling in the first area 50, it is desirable to perform motion interpolation according to operation data or the like, but the second movingbody 20 jumps. In the area 52, such motion interpolation is not always necessary.
[0038]
That is, in the first area 50, for example, if the player turns thehandle 32 of FIG. 1 to the left, thecharacter 22 takes a posture to lean left, and if the player turns thehandle 32 to the right, thecharacter 22 takes a posture to lean right. As shown, motion interpolation is performed. By doing so, a realistic image closer to the real world can be generated, and the virtual reality can be improved. On the other hand, when the movingbody 20 jumps, it is possible to obtain a sufficiently realistic image only by reproducing the motion data prepared in advance without performing motion interpolation.
[0039]
However, it has been found that the following problem occurs when the movingbody 20 enters the second area 52 where the motion interpolation is not performed from the first area 50 where the motion interpolation is performed.
[0040]
For example, in the first area 50, motion data generated by interpolation as shown by C1 to C6 in FIG. 7 is reproduced. On the other hand, in the second area 52, motion data (jump motion data) prepared in advance as shown in D1 to D4 is reproduced without interpolation. When the movingbody 20 enters the second area 52 from the first area 50, D1 to D4 are reproduced after reproducing C1 to C6.
[0041]
In this case, the inclination angle of thecharacter 22 varies depending on the operation data, that is, the steering angle of thehandle 32 in FIG. Therefore, if the player has largely cut thehandle 32 until just before the jump, a motion jump occurs as indicated by C6 and D1 in FIG. That is, the posture of thecharacter 22 leaning to the left suddenly becomes upright in one frame, giving the player a sense of discomfort and unnaturalness.
[0042]
In order to solve such a problem, the present embodiment has the following features. That is, the first feature of the present embodiment is that when a moving body enters the second area where motion interpolation is not performed from the first area where motion interpolation is performed, motion data reproduced in the first area and The connection motion data connected to the motion data to be played back in the second area is played back.
[0043]
More specifically, the following processing is performed. That is, as shown in FIG. 8, acorrection area 54 is provided between the first and second areas 50 and 52. When the movingbody 20 enters the second area 52 where the motion interpolation is not performed from the first area 50 where the motion interpolation is performed, the motion data in the first and second areas in thecorrection area 54 is obtained. Play motion data that connects
[0044]
An example of motion data in this case is shown in FIG. In the first area 50, motion data generated by interpolation as shown by E1 to E6 in FIG. 9 is reproduced. On the other hand, in the second area 52, motion data prepared in advance as shown in F1 to F4 is reproduced without interpolation. 7 differs from FIG. 7 in that thecharacter 22 inclines to the left at C6 in FIG. 7, but thecharacter 22 is in an upright state at E6 in FIG.
[0045]
That is, when the movingbody 20 enters the correction area, the posture of thecharacter 22 is changed as shown by E1 to E6 in FIG. 9 even though the player keeps thehandle 32 in FIG. 1 turned to the left. , Change from leaning left to standing. By doing so, motion jumps occurred in C6 and D1 in FIG. 7, but no motion jumps occurred in E6 and F1 in FIG. That is, even when the movingbody 20 enters the second area 52 where the motion interpolation is not performed from the first area 50 where the motion interpolation is performed, the motion can be smoothly connected. Thereby, a natural image without a sense of incongruity can be provided to the player, and the virtual reality of the player can be improved.
[0046]
Note that, in the present embodiment, the playback of the joint motion data is realized by correcting the interpolation rate of the motion interpolation performed in the first area 50. For example, as shown in FIG. 10, in the first area 50, the two motion data M1 and M2 are interpolated according to a relational expression expressed as M1 × α + M2 × β. Here, α and β are interpolation rates. In this embodiment, when the movingbody 20 is in thecorrection area 54 of FIG. 8, that is, when the movingbody 20 passes thepoint 56, the correction of the interpolation rates α and β is started. For example, when the motion data M1 is motion data in which thecharacter 22 is in an upright state, and the motion data M2 is motion data in a state in which thecharacter 22 is tilted to the left, β is gradually decreased. As you go, gradually increase α. By doing so, as shown in E1 to E6 of FIG. 9, the posture of thecharacter 22 is changed from the state inclined to the left to the upright state even though the player has turned thehandle 32 to the left. It becomes possible. Thereby, it becomes possible to connect motion smoothly.
[0047]
The second feature of the present embodiment is that travel data such as the position, direction, speed (including angular velocity) and acceleration (including angular acceleration) of the moving body obtained from the movingbody computing unit 112 in FIG. Based on this, motion interpolation is performed and motion data obtained by the interpolation is reproduced. Thus, by performing motion interpolation based on the traveling data of the moving body, a more realistic image close to the real world can be generated.
[0048]
More specifically, in the present embodiment, the following processing is performed.
[0049]
As shown in FIG. 11, in this embodiment, two-stage motion interpolation is performed. That is, in FIG. 11, M1 represents the motion data reproduced when the movingbody 20 is accelerating downward in the vertical direction as shown in FIG. M2 represents motion data reproduced when the movingbody 20 is accelerated upward in the vertical direction as shown in FIG. In this embodiment, first, these M1 and M2 are interpolated based on the interpolation rates α and β to obtain MI1 = M1 × α + M2 × β. Here, the interpolation rates α and β are determined based on the vertical acceleration of the movingbody 20.
[0050]
In FIG. 11, M3 represents motion data when thehandle 32 of FIG. 1 is cut to the limit. In the present embodiment, MI1 = M1 × α + M2 × β and M3 obtained as described above are interpolated based on the interpolation rates γ and σ, and MI2 = MI1 × γ + M3 × σ = (M1 × α + M2 × β). γ + M3 × σ is obtained. Here, the interpolation rates γ and σ are determined by the steering angle of thesteering wheel 32.
[0051]
As described above, in this embodiment, the motion reproduction reflecting the traveling data (vertical acceleration) and the operation data (steering angle of the steering wheel 32) of the movingbody 20 is performed, and the storage capacity required for the motion data is minimized. It is possible to achieve this while suppressing the noise to a minimum.
[0052]
FIG. 13 shows an example of motion interpolation based on vertical acceleration. In FIG. 13, G1 to G6 are examples of motion data reproduced when the movingbody 20 has a downward acceleration in the vertical direction. In G1 to G6, the posture of thecharacter 22 is tilted rearward and the hand is extended. H1 to H6 are examples of motion data that is reproduced when the movingbody 20 has an upward acceleration in the vertical direction. In H1 to H6, thecharacter 22 is tilted forward and the hand is bent.
[0053]
In the present embodiment, based on the vertical acceleration of the moving body obtained in real time, the motion data G1 to G6 and H1 to H6 are interpolated for each frame to obtain the motion data I1 to I6. The motion data I1 to I6 are reproduced. By doing in this way, based on the motion data G1 to G6 and H1 to H6 prepared in advance, it becomes possible to obtain countless motion data according to the acceleration (travel data) in the vertical direction of the movingbody 20. . As a result, a realistic image can be generated while minimizing the storage capacity required for motion data.
[0054]
In FIG. 13, the case where the traveling data of the moving body is the acceleration in the vertical direction has been described as an example. In particular, in a game of a type in which a character rides on a vehicle such as a bicycle or a motorcycle, it is desirable to interpolate the motion data of the character based on the acceleration in the vertical direction as described above. However, the travel data in the present invention is not limited to this, and various data such as the position, direction, and speed of the moving body and acceleration other than the vertical direction can be adopted.
[0055]
Next, a detailed processing example of the present embodiment will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
[0056]
FIG. 14 is a flowchart relating to the playback of the joint motion (see FIGS. 8, 9, and 10).
[0057]
First, in the initialization process, the correction coefficient K is initialized to 1 (step S1). The correction coefficient K is a coefficient for correcting the interpolation rates α and β, and changes in the range of 0 ≦ K ≦ 1.
[0058]
In the normal process, first, the position of the movingbody 20 in the frame is calculated (step S2). Next, it is determined whether or not the movingbody 20 is located within thecorrection area 54 shown in FIG. 8 (whether or not thepoint 56 has been passed) (step S3).
[0059]
Next, it is determined whether or not K = 0 (step S4). If K is not 0, K = K−m1 is calculated (step S5). Here, m1 is a constant in the range of 0 <m1 <1. For example, when the joint motion is reproduced (interpolation rate correction) in about 10 frames, m1 = 0.1. On the other hand, if K = 0, the process proceeds to step S6 without performing the process of step S5.
[0060]
Next, the interpolation rates α and β (α + β = 1, 0 ≦ α ≦ 1, 0 ≦ β ≦ 1) are corrected as shown in the following expression (3) using the correction coefficient K (step S6).
β = β × K
α = 1−β (3)
By interpolating the interpolation rates α and β in this way (see FIG. 10), the posture of thecharacter 20 can be gradually returned to the upright state, for example, as described in E1 to E6 of FIG. As a result, it is possible to prevent a jump of motion from occurring at E6 to F1.
[0061]
Next, the interpolated motion data is reproduced (step S8). As a result, the processing in the frame ends.
[0062]
If it is determined in step S3 that the movingbody 20 is not located within thecorrection area 54 of FIG. 8, it is determined whether or not the movingbody 20 is located within the first area 50, which is an area where motion interpolation is performed. Judgment is made (step S9). And when themobile body 20 is not located in the 1st area 50, it is thought that themobile body 20 is located in the 2nd area which does not perform motion interpolation. Therefore, in this case, jump motion data MJ is selected and reproduced (steps S10 and S8).
[0063]
On the other hand, if it is determined in step S9 that the movingbody 20 is located in the first area 50, it is determined whether or not K = 1 (step S11). If K is not 1, calculation of K = K−m2 is performed (step S12). Here, m2 is a constant in the range of 0 <m2 <1. On the other hand, if K = 1, the process proceeds to step S6 without performing the process in step S12.
[0064]
The reason why the processes of steps S11 and S12 are provided is as follows. That is, when the movingbody 20 jumps as shown in FIG. 8, the landing point of the movingbody 20 depends on the player's operation and the like and cannot be predicted. Therefore, it is impossible to predict from which point on the right side of the second area 52 in FIG. 8 the first area starts again. Then, when themobile object 20 lands, the motion interpolation becomes effective from that time, and there is a possibility that a motion jump as shown in C6 and D1 in FIG. 7 occurs at the moment of landing. That is, when the player makes a large turn of thehandle 32 in FIG. 1 to the right or left at the moment of landing, motion jumps as indicated by C6 and D1 in FIG. 7 occur.
[0065]
In the present embodiment, as shown in steps S11 and S12 of FIG. 14, when the moving body enters the first area again after the jump, K = K + m2 is corrected until K = 1. In other words, when a moving body enters the first area where motion interpolation is performed from the second area where motion interpolation is not performed, the connection motion connecting the motion data of the second area and the motion data of the first area is reproduced. The This effectively prevents the player from feeling uncomfortable or unnatural.
[0066]
FIG. 15 is a flowchart regarding motion interpolation (see FIGS. 12A, 12B, and 13) based on travel data.
[0067]
First, for example, an average value VMYav for the past 60 frames of the velocity of the moving body in the vertical direction (Y direction) is calculated (step T1). The speed of the moving body is calculated for each frame as shown in the above equation (2).
[0068]
Next, the vertical velocity VMY of the moving body of the current frame is calculated based on the above-described equation (2) (step T2).
[0069]
Next, the vertical acceleration AMY is calculated based on the following equation (4).
AMY = VMY-VMYav (4)
By doing so, when the movingbody 20 descends from a rock or the like as shown in FIG. 12A, or when the movingbody 20 climbs up to a rock or the like as shown in FIG. It becomes possible to easily detect the acceleration in the vertical direction of thebody 20.
[0070]
Next, the interpolation rates α and β are determined based on the vertical acceleration AMY obtained in step T3 (step T4). For example, when the movingbody 20 is accelerating downward as shown in FIG. 12A, α increases, and when the movingbody 20 is accelerating upward as shown in FIG. Β increases.
[0071]
Next, based on the interpolation rates α and β obtained in step T4, motion interpolation (M = M1 × α + M2 × β) as shown in FIG. 13 is performed (step T5). Then, the obtained motion is reproduced (step T6).
[0072]
By performing the above processing for each frame, motion interpolation based on running data becomes possible.
[0073]
Next, an example of a hardware configuration capable of realizing the present embodiment will be described with reference to FIG. In the apparatus shown in the figure, aCPU 1000, aROM 1002, aRAM 1004, aninformation storage medium 1006, asound generation IC 1008, an image generation IC 1010, and I /O ports 1012, 1014 are connected to each other via asystem bus 1016 so that data can be transmitted and received. Adisplay 1018 is connected to the image generation IC 1010, aspeaker 1020 is connected to thesound generation IC 1008, acontrol device 1022 is connected to the I /O port 1012, and acommunication device 1024 is connected to the I /O port 1014. Has been.
[0074]
Theinformation storage medium 1006 mainly stores programs, image data for expressing display objects, sound data, and the like. For example, a consumer game device uses a CD-ROM, game cassette, DVD, or the like as an information storage medium for storing a game program or the like. The arcade game machine uses a memory such as a ROM. In this case, theinformation storage medium 1006 is aROM 1002.
[0075]
Thecontrol device 1022 corresponds to a game controller, an operation panel, and the like, and is a device for inputting a result of a determination made by the player in accordance with the progress of the game to the device main body.
[0076]
In accordance with a program stored in theinformation storage medium 1006, a system program stored in the ROM 1002 (such as device initialization information), a signal input by thecontrol device 1022, theCPU 1000 controls the entire device and performs various data processing. . TheRAM 1004 is a storage means used as a work area of theCPU 1000 and stores the given contents of theinformation storage medium 1006 and theROM 1002 or the calculation result of theCPU 1000. Further, a data structure (for example, a structure of motion data) having a logical configuration for realizing the present embodiment is constructed on this RAM or information storage medium.
[0077]
Further, this type of apparatus is provided with asound generation IC 1008 and an image generation IC 1010 so that game sounds and game images can be suitably output. Thesound generation IC 1008 is an integrated circuit that generates game sounds such as sound effects and background music based on information stored in theinformation storage medium 1006 and theROM 1002, and the generated game sounds are output by thespeaker 1020. The image generation IC 1010 is an integrated circuit that generates pixel information to be output to thedisplay 1018 based on image information sent from theRAM 1004, theROM 1002, theinformation storage medium 1006, and the like. As thedisplay 1018, a so-called head mounted display (HMD) can be used.
[0078]
Thecommunication device 1024 exchanges various types of information used inside the game device with the outside. Thecommunication device 1024 is connected to other game devices to send and receive given information according to the game program, and to connect a communication line. It is used for sending and receiving information such as game programs.
[0079]
The various processes described with reference to FIGS. 1 to 13 include aninformation storage medium 1006 that stores a program for performing the processes shown in the flowcharts of FIGS. 14 and 15, aCPU 1000 that operates according to the program, an image generation IC 1010, and a sound. This is realized by thegeneration IC 1008 or the like. The processing performed by the image generation IC 1010, thesound generation IC 1008, and the like may be performed by software using theCPU 1000 or a general-purpose DSP.
[0080]
FIG. 1 described above shows an example in which the present embodiment is applied to an arcade game machine. In this case, a CPU, an image generation IC, a sound generation IC, and the like are mounted on asystem board 1106 built in the apparatus. When the moving object enters the second area where the motion interpolation is not performed from the first area where the motion interpolation is performed, the information for performing the calculation for moving the moving object within the object space, the first By connecting the motion data to be reproduced in the area and the motion data to be reproduced in the second area, information for reproducing the motion data, information for generating an image seen from a given viewpoint in the object space, and calculation Information for performing motion interpolation based on travel data including at least one of the position, direction, speed, and acceleration of the obtained moving object and reproducing the motion data obtained by the interpolation is provided on thesystem board 1106. It is stored in amemory 1108 that is an information storage medium. Hereinafter, these pieces of information are referred to as stored information. The stored information includes at least one of program code, image information, sound information, display object shape information, table data, list data, player information, and the like for performing the various processes described above.
[0081]
FIG. 17A shows an example in which the present embodiment is applied to a home game device. The player enjoys the game by operating thegame controllers 1202 and 1204 while viewing the game image displayed on thedisplay 1200. In this case, the stored information is stored in a CD-ROM 1206,IC cards 1208, 1209, etc., which are information storage media detachable from the main unit.
[0082]
FIG. 17B shows an example in which the present embodiment is applied to a game device including ahost device 1300 and terminals 1304-1 to 1304-n connected to thehost device 1300 via acommunication line 1302. Show. In this case, the stored information is stored in aninformation storage medium 1306 such as a magnetic disk device, a magnetic tape device, or a memory that can be controlled by thehost device 1300, for example. When the terminals 1304-1 to 1304-n have a CPU, an image generation IC, and a sound generation IC and can generate a game image and a game sound stand-alone, thehost device 1300 receives a game image and a game A game program or the like for generating sound is delivered to the terminals 1304-1 to 1304-n. On the other hand, if it cannot be generated stand-alone, thehost device 1300 generates a game image and a game sound, which is transmitted to the terminals 1304-1 to 1304-n and output at the terminal.
[0083]
The present invention is not limited to that described in the above embodiment, and various modifications can be made.
[0084]
For example, the technique described in FIGS. 9, 10, 14, and the like is preferable as the technique for reproducing the joint motion, but the present invention is not limited to this, and various modifications can be implemented. For example, motion data for connection may be prepared in advance and played back.
[0085]
In addition, the moving body may be only a character that does not include a boarding body, or may be only a boarding body that does not include a character.
[0086]
Further, the method of performing motion interpolation based on the travel data is not limited to that described in the present embodiment, and various modifications can be made.
[0087]
In the present embodiment, the case where the present invention is applied to a bicycle competition game has been described. However, the present invention is not limited to this, and various games (other competition games, sports games, battle games, role playing games, shooting games, etc.) ).
[0088]
The present invention is not limited to home and business game devices, but also various image generation devices such as a simulator, a large attraction device in which a large number of players participate, a personal computer, a multimedia terminal, and a system board for generating game images. It can also be applied to.
[0089]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an example of an external view of an image generation apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is an example of a functional block diagram of the image generation apparatus of the present embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an image generated according to the present embodiment.
FIG. 4 is a diagram for explaining motion interpolation.
FIG. 5 is a diagram for explaining motion interpolation;
FIG. 6 is a diagram for explaining a problem that occurs when a joint motion is not reproduced.
[Fig. 7] Fig. 7 is a diagram for explaining a problem when a joint motion is not reproduced.
[Fig. 8] Fig. 8 is a diagram for explaining a technique for reproducing a joint motion.
[Fig. 9] Fig. 9 is a diagram for explaining a technique for reproducing a joint motion.
FIG. 10 is a diagram for explaining a method of correcting an interpolation rate.
FIG. 11 is a diagram for explaining a technique for performing two-stage motion interpolation.
FIGS. 12A and 12B are diagrams for explaining motion interpolation based on travel data (acceleration in the vertical direction).
FIG. 13 is a diagram for explaining motion interpolation based on travel data (acceleration in the vertical direction).
FIG. 14 is a flowchart for explaining a detailed processing example of the present embodiment;
FIG. 15 is a flowchart for explaining a detailed processing example of the present embodiment;
FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration capable of realizing the present embodiment.
FIGS. 17A and 17B are diagrams illustrating examples of various types of apparatuses to which the present embodiment is applied.
[Explanation of symbols]
10 Operation part
12 Display section
16 Riding housing
17 saddle
18 display
20 Mobile
22 characters
30 pedals
32 Handle
40 courses
50 1st area
52 2nd area
54 Correction Area
56 points
100 processor
110 Game calculation part
112 Mobile object calculation unit
116 Motion data playback unit
120 Motion data storage
150 Image generator
190 Information storage media

Claims

Translated fromJapanese

請求項１において、
前記記憶手段が、
第４のモーションデータと第５のモーションデータとを更に記憶し、
前記モーションデータ再生手段が、
前記移動体演算手段の演算により得られた前記移動体の位置、方向、速度及び加速度の少なくとも１つを含む走行データに応じた補間レートで前記第４のモーションデータと前記第５のモーションデータとをモーション補間して前記第１のモーションデータを得ることを特徴とする画像生成装置。In claim1 ,
The storage means
Further storing the fourth motion data and the fifth motion data,
The motion data reproduction means is
The fourth motion data and the fifth motion data at an interpolation rate corresponding to travel data including at least one of the position, direction, speed, and acceleration of the mobile body obtained by the computation of the mobile body computing meansmotion interpolationto image generation apparatus according to claim Rukotoobtainthe first motion data.

請求項２において、
前記走行データが前記移動体の鉛直方向の加速度であり、前記移動体が搭乗体と該搭乗体に搭乗するキャラクタとを含み、
前記モーションデータ再生手段が、
前記鉛直方向の加速度に応じた補間レートで前記第４のモーションデータと前記第５のモーションデータとをモーション補間して前記第１のモーションデータを得ることを特徴とする画像生成装置。In claim2 ,
The travel data is acceleration in the vertical direction of the mobile body, and the mobile body includes a rider and a character riding on the rider,
The motion data reproduction means is
An image generating apparatus characterized in thatthe first motion data is obtained by performing motion interpolationbetween the fourth motion data and the fifth motion data at an interpolation rate corresponding to the acceleration in the vertical direction.

請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記移動体が、搭乗体と該搭乗体に搭乗するキャラクタとを含み、前記モーションデータ再生手段が、モーションデータの再生により該キャラクタを動作させることを特徴とする画像生成装置。In any one of Claims 1 thru | or3 ,
The image generating apparatus, wherein the moving body includes a vehicle and a character riding on the vehicle, and the motion data reproducing means operates the character by reproducing the motion data.