專利名稱：圖像處理裝置、圖像處理方法、信息記錄介質(zhì)以及程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用于使用鏡像從多個方向顯示在3維虛擬空間所配置的目標(biāo)的樣 子的圖像處理裝置、圖像處理方法、信息記錄介質(zhì)以及程序。
背景技術(shù)：
作為體育訓(xùn)練用裝置，存在從各種角度在監(jiān)視器中顯示指導(dǎo)員的動作姿勢，對運(yùn) 動員指導(dǎo)訓(xùn)練動作的裝置。例如，在專利文獻(xiàn)1中公開了如下的訓(xùn)練系統(tǒng)裝置通過分別由 監(jiān)視器對從正面、背部、上部等多方向看到的模仿人的人物目標(biāo)的樣子顯示微小時間(例 如，1秒)，指導(dǎo)運(yùn)動員的訓(xùn)練動作，從而運(yùn)動員能夠有效地且快樂地進(jìn)行運(yùn)動。專利文獻(xiàn)1 日本特開2004-105220號公報(bào)在現(xiàn)實(shí)世界中，在同時從多個方向看對象物的樣子時，典型地使用鏡子。鏡子與人 關(guān)系密切，通過看鏡像，在瞬間容易判斷從哪個方向觀看對象物。但是，在使用鏡子的情況 下，由于視點(diǎn)的方向不同，有時實(shí)像和鏡像產(chǎn)生重疊，難以看到鏡像。如專利文獻(xiàn)1那樣，如 果每隔微小時間切換顯示觀看對象物的視點(diǎn)的位置，則能夠從任何方向觀看對象物，但是 也存在對象物的一連串的動作在切換的瞬間被中斷，從而，不能同時顯示從多個方向看到 的樣子的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用于解決以上那樣的課題，其目的在于提供適于使用鏡像從多個方向顯示 在3維虛擬空間所配置的目標(biāo)的樣子的圖像處理裝置、圖像處理方法、信息記錄介質(zhì)以及 程序。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第1觀點(diǎn)涉及的圖像處理裝置，具備存儲部，該存儲 部存儲在虛擬空間內(nèi)配置的視點(diǎn)的位置及視線的方向；在該虛擬空間內(nèi)配置的實(shí)像目標(biāo) 的形狀、位置及朝向；在該虛擬空間內(nèi)配置的虛擬鏡面的位置及朝向；和在該虛擬空間內(nèi) 配置的鏡像目標(biāo)的形狀、位置及朝向。在此，視點(diǎn)是觀看3維虛擬空間的虛擬相機(jī)，視線是虛擬相機(jī)朝著的方向。該虛擬 空間的2維圖像是通過把從該視點(diǎn)向該視線方向看到的該虛擬空間投射于2維平面(也稱 作投射面或者投影面)而生成的。實(shí)像目標(biāo)是配置于3維虛擬空間內(nèi)的包含人物等的目 標(biāo)。每個實(shí)像目標(biāo)的形狀例如是利用被稱作多邊形(Polygon)的基于微小的多角形的組合 等的表面(surface)來定義(模型化)的。進(jìn)而，為了在虛擬空間內(nèi)表現(xiàn)實(shí)像目標(biāo)反射在鏡子中的樣子，配置了作為虛擬的 鏡子的虛擬鏡面。相對于該虛擬鏡面，在視點(diǎn)被配置側(cè)的相反側(cè)的適當(dāng)?shù)奈恢?，以適當(dāng)?shù)男?狀及朝向，由后述的鏡像配置部配置實(shí)像目標(biāo)的鏡像亦即鏡像目標(biāo)。而且，后述的生成部通 過把從視點(diǎn)向視線方向看到的該鏡像目標(biāo)投射到投射面來生成實(shí)像目標(biāo)的鏡像。另外，圖像處理裝置具備更新部，該更新部基于來自用戶的指示輸入或時間的經(jīng) 過把存儲于存儲部的以下內(nèi)容的至少一項(xiàng)進(jìn)行更新該實(shí)像目標(biāo)的形狀、位置或朝向、該視點(diǎn)的位置和該視線的方向。也就是說，若用戶使用控制器等輸入裝置，進(jìn)行了表示改變用于指定虛擬相機(jī)的 位置(視點(diǎn))、朝向(視線方向)、虛擬相機(jī)的變焦倍率等的參數(shù)的指示，則更新部基于該指 示的輸入更新存儲于存儲部的表示視點(diǎn)的位置和視線的方向的視線向量。此外，設(shè)虛擬鏡面無限地?cái)U(kuò)展，把虛擬空間分為實(shí)像空間和鏡像空間兩個。而且， 在用戶要把虛擬相機(jī)隔著虛擬鏡面向背面?zhèn)?也就是說，鏡像空間側(cè))移動時(例如，與虛 擬鏡面沖突那樣的情況下)，以從虛擬鏡面彈回的方式移動虛擬相機(jī)，而不向鏡像空間側(cè)移 動。另外，若用戶進(jìn)行了表示改變用于指定實(shí)像目標(biāo)的位置和朝向的參數(shù)的指示，則 更新部基于指示的輸入在3維空間內(nèi)使實(shí)像目標(biāo)平行移動或旋轉(zhuǎn)，以更新實(shí)像目標(biāo)的位置 和朝向。進(jìn)而，圖像處理裝置具備鏡像配置部，該鏡像配置部計(jì)算表示該實(shí)像目標(biāo)的相對 于該虛擬鏡面的鏡像的鏡像目標(biāo)的形狀、位置及朝向并存儲于存儲部。也就是說，如上述那樣，在本圖像處理裝置中，在3維虛擬空間內(nèi)配置作為虛擬的 鏡子的虛擬鏡面，相對于虛擬鏡面在視點(diǎn)被配置側(cè)的相反側(cè)的適當(dāng)?shù)奈恢靡约耙赃m當(dāng)?shù)某?向，鏡像配置部配置作為實(shí)像目標(biāo)的鏡像的鏡像目標(biāo)。通過將鏡像目標(biāo)投影于投射面，將實(shí) 像目標(biāo)被鏡子反射的樣子表現(xiàn)出來。另外，圖像處理裝置具備判定部，該判定部判定若在該虛擬空間中從該視點(diǎn)的位 置向該視線的方向觀看該實(shí)像目標(biāo)和該鏡像目標(biāo)，該實(shí)像目標(biāo)和該鏡像目標(biāo)是否看起來相 互鄰近。也就是說，在從視點(diǎn)的位置向視線的方向觀看虛擬空間時，有時鏡像目標(biāo)被掩蓋 在實(shí)像目標(biāo)的背后，鏡像目標(biāo)的一部分從視點(diǎn)看不到?；蛘呒词乖谀硞€瞬間看到了鏡像目 標(biāo)的全部，由于鏡像目標(biāo)過于接近實(shí)像目標(biāo)，在實(shí)像目標(biāo)(及鏡像目標(biāo))改變姿勢時，也有 可能掩蓋鏡像目標(biāo)的一部分。在本實(shí)施方式中，將這樣在從視點(diǎn)的位置向視線的方向觀看虛擬空間時，實(shí)像目 標(biāo)掩蓋了鏡像目標(biāo)的狀態(tài)，或者即使在當(dāng)前時間點(diǎn)不掩蓋但是若改變了姿勢，則存在實(shí)像 目標(biāo)掩蓋鏡像目標(biāo)的可能性的狀態(tài)叫做實(shí)像目標(biāo)和鏡像目標(biāo)看起來相互鄰近的狀態(tài)。判 定部判定是否滿足規(guī)定的條件，判定是否是該實(shí)像目標(biāo)和該鏡像目標(biāo)看起來相互鄰近的狀 態(tài)。另外，圖像處理裝置具備調(diào)整部，在判定為該實(shí)像目標(biāo)和該鏡像目標(biāo)看起來相互 鄰近的情況下，該調(diào)整部調(diào)整存儲于存儲部的該鏡像目標(biāo)的位置，以使該實(shí)像目標(biāo)和該鏡 像目標(biāo)不是看起來相互鄰近。也就是說，若判定部判斷為實(shí)像目標(biāo)與鏡像目標(biāo)過近，掩蓋了鏡像目標(biāo)的一部分， 則調(diào)整部調(diào)整鏡像目標(biāo)的位置和朝向，以使從視點(diǎn)向視線的方向觀看容易看到鏡像目標(biāo)。另外，圖像處理裝置具備生成部，該生成部根據(jù)所存儲的該實(shí)像目標(biāo)的形狀、位置 及朝向、該視點(diǎn)的位置及該視線的方向、該鏡像目標(biāo)的形狀、位置及朝向，生成從該視點(diǎn)向 該視線的方向觀看該虛擬空間而得到的圖像。 也就是說，生成部為了在2維平面描繪3維虛擬空間內(nèi)的目標(biāo)，把從視點(diǎn)向視線的 方向看到的3維虛擬空間內(nèi)的全部目標(biāo)的樣子向投射面投射，進(jìn)行描繪。生成部把所描繪的圖像數(shù)據(jù)存儲于例如幀緩沖器等，若產(chǎn)生了垂直同步中斷，則把幀緩沖器的內(nèi)容轉(zhuǎn)送到 監(jiān)視器等顯示裝置。這樣，本發(fā)明的圖像處理裝置，調(diào)整鏡像目標(biāo)的位置和朝向并配置于虛擬空間內(nèi)， 以使運(yùn)動員容易看到實(shí)像目標(biāo)的鏡像。另外，調(diào)整部也可以將該鏡像目標(biāo)相對通過該視點(diǎn)的規(guī)定的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)移動，來 調(diào)整該鏡像目標(biāo)的位置和朝向。也就是說，調(diào)整部以在保持視點(diǎn)和鏡像目標(biāo)的距離的同時，水平移動鏡像目標(biāo)的 位置，并在移動后也不改變相對于視點(diǎn)的鏡像目標(biāo)的朝向的方式，調(diào)整鏡像目標(biāo)的方向。另外，調(diào)整部也可以保持該鏡像目標(biāo)和該視點(diǎn)之間的距離不變，而使該鏡像目標(biāo) 相對于配置于該虛擬空間內(nèi)的地平面平行移動，來調(diào)整該鏡像目標(biāo)的位置。也就是說，與上述的相對于規(guī)定的旋轉(zhuǎn)軸使鏡像目標(biāo)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)移動的情況相同， 調(diào)整部保持視點(diǎn)和鏡像目標(biāo)的距離的同時，相對于地平面平行移動鏡像目標(biāo)的位置。但是， 不改變鏡像目標(biāo)的朝向，移動后也同樣保持。另外，也可以是，在把該實(shí)像目標(biāo)和該鏡像目標(biāo)投影在配置于從該視點(diǎn)的位置向 該視線的方向離開規(guī)定的距離后的位置的投影面時，若兩者的投影地重疊，則判定部判定 為兩者看起來相互鄰近。也就是說，在從視點(diǎn)的位置向視線方向觀看時，實(shí)像目標(biāo)和鏡像目標(biāo)看起來重疊 的情況下，判定部判定為兩者看起來相互鄰近。另外，也可以是，對于該實(shí)像目標(biāo)和該鏡像目標(biāo)的每個，將包含其的球形的束縛區(qū) 域(bounding area)與其建立對應(yīng)關(guān)系，在把該實(shí)像目標(biāo)的束縛區(qū)域和該鏡像目標(biāo)的束縛 區(qū)域投影到配置于從該視點(diǎn)的位置向該視線的方向離開規(guī)定的距離后的位置的投影面的 情況下，若兩者的投影地重疊，則判定部判定為兩者看起來相互鄰近，調(diào)整部進(jìn)行調(diào)整以使 該兩者的投影地相切。在此，所謂束縛區(qū)域是實(shí)像目標(biāo)和鏡像目標(biāo)的每個在被固定了位置的狀態(tài)下可以 改變姿勢的范圍。在從視點(diǎn)向視線方向觀看，實(shí)像目標(biāo)和鏡像目標(biāo)的每個的束縛區(qū)域重疊 時，有可能看到兩目標(biāo)重疊。因此，在這樣的情況下，判定部判定為該2個目標(biāo)看起來相互 鄰近。而且，調(diào)整部調(diào)整鏡像目標(biāo)的位置，以使得兩目標(biāo)的束縛區(qū)域相切，也就是說，以使得 兩目標(biāo)保持不重疊的最短距離。另外，也可以是，若調(diào)整了該鏡像目標(biāo)的位置，調(diào)整部則把存儲于存儲部的該視點(diǎn) 的位置調(diào)整預(yù)先與該調(diào)整量相對應(yīng)的量，若調(diào)整了該鏡像目標(biāo)的朝向，調(diào)整部則把存儲于 存儲部的該視線的方向調(diào)整預(yù)先與該調(diào)整量相對應(yīng)的量。也就是說，若調(diào)整了鏡像目標(biāo)的位置，則有時會得到不自然程度明顯的鏡像。為了 緩和該不自然程度，調(diào)整部也可以根據(jù)移動后的鏡像目標(biāo)的位置和朝向來調(diào)整視點(diǎn)的位置 和視線的方向。另外，本發(fā)明的其他的觀點(diǎn)的圖像處理方法具備控制具有存儲部、更新部、鏡像配 置部、判定部、調(diào)整部和生成部的圖像處理裝置的以下的步驟。首先，在存儲步驟中，存儲部存儲配置于虛擬空間內(nèi)的視點(diǎn)的位置及視線的方 向；配置于該虛擬空間內(nèi)的實(shí)像目標(biāo)的形狀、位置及朝向；配置于該虛擬空間內(nèi)的虛擬鏡 面的位置及朝向；和配置于該虛擬空間內(nèi)的鏡像目標(biāo)的形狀、位置及朝向。
在更新步驟中，更新部基于來自用戶的指示輸入或時間的經(jīng)過把存儲于存儲部的 以下內(nèi)容的至少一項(xiàng)進(jìn)行更新該實(shí)像目標(biāo)的形狀、位置或朝向、該視點(diǎn)的位置和該視線的 方向。在鏡像配置步驟中，鏡像配置部計(jì)算表示該實(shí)像目標(biāo)的相對于該虛擬鏡面的鏡像 的鏡像目標(biāo)的形狀、位置及朝向并存儲于存儲部。在判定步驟中，判定部判定若在該虛擬空間中從該視點(diǎn)的位置向該視線的方向觀 看該實(shí)像目標(biāo)和該鏡像目標(biāo)，該實(shí)像目標(biāo)和該鏡像目標(biāo)是否看起來相互鄰近。在調(diào)整步驟中，在判定為該實(shí)像目標(biāo)和該鏡像目標(biāo)看起來相互鄰近的情況下，調(diào) 整部調(diào)整存儲于存儲部的該鏡像目標(biāo)的位置，以使該實(shí)像目標(biāo)和該鏡像目標(biāo)不是看起來相 互鄰近。在生成步驟中，生成部根據(jù)所存儲的該實(shí)像目標(biāo)的形狀、位置及朝向、該視點(diǎn)的位 置及該視線的方向、該鏡像目標(biāo)的形狀、位置及朝向，生成從該視點(diǎn)向該視線的方向觀看該 虛擬空間而得到的圖像。另外，本發(fā)明的其他的觀點(diǎn)的程序，構(gòu)成為，使計(jì)算機(jī)作為上述的圖像處理裝置發(fā) 揮功能。本發(fā)明的其他的觀點(diǎn)的程序構(gòu)成為，使計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述的圖像處理方法。另外，能夠?qū)⒈景l(fā)明的程序記錄于小型磁盤(CD)、軟盤、硬盤、光磁盤、數(shù)字視頻 盤、磁帶、半導(dǎo)體存儲器等的計(jì)算機(jī)可讀取的信息記錄介質(zhì)?？梢允股鲜龀绦蚺c執(zhí)行該程序 的計(jì)算機(jī)獨(dú)立，通過計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)進(jìn)行發(fā)行、銷售。另外，可以將上述信息記錄介質(zhì)與該計(jì) 算機(jī)獨(dú)立地進(jìn)行發(fā)行、銷售。本發(fā)明能夠提供適用于使用鏡像從多個方向顯示在3維虛擬空間所配置的目標(biāo) 的樣子的圖像處理裝置、圖像處理方法、信息記錄介質(zhì)以及程序。


圖1是表示實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的圖像處理裝置等的典型的游戲裝置 的概要構(gòu)成的示意圖。圖2是表示本實(shí)施方式涉及的圖像處理裝置的概要構(gòu)成的說明圖。圖3是表示在本實(shí)施方式中假定的對象(實(shí)像)目標(biāo)、虛擬鏡面、鏡像目標(biāo)的配置 例的圖。圖4是說明本實(shí)施方式涉及的圖像處理裝置的動作的流程圖。圖5A是從上部表示了實(shí)像目標(biāo)和鏡像目標(biāo)的關(guān)系的圖，表示使用了平面狀的虛 擬鏡面的情況。圖5B是從上部表示了實(shí)像目標(biāo)和鏡像目標(biāo)的關(guān)系的圖，表示使用了球面狀的虛 擬鏡面的情況。圖6A是表示使鏡像目標(biāo)相對于通過視點(diǎn)的規(guī)定的旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)移動來進(jìn)行調(diào) 整的狀況的圖。圖6B是表示使鏡像目標(biāo)保持與視點(diǎn)之間的距離的同時，相對于配置在該虛擬空 間內(nèi)的地平面進(jìn)行平行移動來進(jìn)行調(diào)整的狀況的圖。圖7是表示與距視點(diǎn)的距離相應(yīng)，投射地區(qū)域變小的狀況的圖。圖8A是從上部表示使用了 1個以上的虛擬鏡面的情況的例的圖，是表示調(diào)整部對鏡像目標(biāo)進(jìn)行調(diào)整之前的狀況的圖。圖8B是從上部表示使用了 1個以上的虛擬鏡面的情況的例的圖，是表示調(diào)整部對 鏡像目標(biāo)進(jìn)行調(diào)整之后的狀況的圖。圖9A是從上部表示使用了 1個以上的虛擬鏡面的另外的例的圖，是表示調(diào)整部對 鏡像目標(biāo)進(jìn)行調(diào)整之前的狀況的圖。圖9B是從上部表示使用了 1個以上的虛擬鏡面的另外的例的圖，是表示調(diào)整部對 鏡像目標(biāo)進(jìn)行調(diào)整之后的狀況的圖。圖10是表示從上部觀看虛擬鏡面的邊界附近看到的狀況的圖。
符號的說明
100游戲裝置
101CPU
102R0M
103RAM
104 接口
105控制器
106外部存儲器
107圖像處理部
108DVD-R0M 驅(qū)動器
109NIC
110語音處理部
200圖像處理裝置
201存儲部
202更新部
203鏡像配置部
204判定部
205調(diào)整部
206生成部
具體實(shí)施例方式以下說明本發(fā)明的實(shí)施方式。在以下，為了容易理解，說明在游戲裝置中應(yīng)用本發(fā) 明的實(shí)施方式，但是，即使在各種計(jì)算機(jī)、PDA、移動電話等信息處理裝置中也同樣能夠應(yīng)用 本發(fā)明。也就是說，以下說明的實(shí)施方式是用于說明而不是對本申請發(fā)明的范圍的限制。因 此，作為本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠采用把這些各要素或全部要素置換為與此相等的要素的實(shí)施 方式，但是這些實(shí)施方式也包含于本發(fā)明的范圍內(nèi)。(實(shí)施方式)圖1是表示實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個實(shí)施方式所涉及的圖像處理裝置的典型的游戲裝 置的概要構(gòu)成的示意圖。以下，參照本圖進(jìn)行說明。游戲裝置100 具備 CPU (Central Processing Unit,中央處理器)101、ROM (Read Only Memory，只讀存儲器)102、RAM (Random Access Memory，隨機(jī)存取存儲器)103、接口
9104、控制器 105、外部存儲器 106、圖像處理部 107、DVD (Digital Versatile Disk)-ROM 驅(qū) 動器 108、NIC (Network Interface Card,網(wǎng)絡(luò)接口卡)109 和語音處理部 110。把存儲了游戲用的程序和數(shù)據(jù)的DVD-ROM安裝到DVD-ROM驅(qū)動器108，并接通游戲 裝置100的電源，從而，執(zhí)行該程序，實(shí)現(xiàn)本實(shí)施方式的圖像處理裝置。CPU 101控制游戲裝置100整體的動作，與各構(gòu)成要素相連接，交換控制信號和數(shù) 據(jù)。R0M102存儲在剛接通電源后所執(zhí)行的IPL(Initial Program Loader，初始程序裝 入)。通過CPU 101執(zhí)行該IPL，從而將記錄于DVD-ROM的程序讀出到RAM103，由CPU 101 開始執(zhí)行。另外，在R0M102中記錄對于游戲裝置100整體的動作控制所需要的操作系統(tǒng)的程 序和各種數(shù)據(jù)。RAM103用于暫時存儲數(shù)據(jù)和程序，保持從DVD-ROM讀出的程序和數(shù)據(jù)、其他游戲 的推進(jìn)和聊天通信所需要的數(shù)據(jù)等。通過接口 104連接的控制器105接受用戶在執(zhí)行游戲時進(jìn)行的操作輸入。在通過接口 104自由裝卸地連接的外部存儲器106中例如以可重寫的方式存儲聊 天通信的日志數(shù)據(jù)等。用戶借助于控制器105進(jìn)行指示輸入，從而，能夠適當(dāng)?shù)匕堰@些數(shù)據(jù) 存儲于外部存儲器106。在安裝于DVD-ROM驅(qū)動器108的DVD-ROM中，如上述那樣記錄了用于實(shí)現(xiàn)游戲的 的程序和伴隨于游戲的圖像數(shù)據(jù)和語音數(shù)據(jù)。通過CPU 101的控制，DVD-ROM驅(qū)動器108進(jìn) 行針對安裝在其中的DVD-ROM的讀出處理，讀出需要的程序和數(shù)據(jù)。所讀出的數(shù)據(jù)被暫時 存儲于RAM103等。在由CPU 101和圖像處理部107具備的圖像運(yùn)算處理器(未圖示)把從DVD-ROM 讀出的數(shù)據(jù)進(jìn)行了加工處理后，圖像處理部107將其記錄于圖像處理部107具備的幀存儲 器(未圖示)。記錄于幀存儲器的圖像信息以規(guī)定的同步定時被變換為視頻信號并向連接 于圖像處理部107的監(jiān)視器(未圖示)輸出。從而，能夠顯示各種圖像。圖像運(yùn)算處理器能夠高速執(zhí)行2維的圖像的疊加運(yùn)算和α混合等的透過運(yùn)算、各 種飽和運(yùn)算。另外，通過Z緩沖法繪制配置于3維虛擬空間的附加了各種紋理信息的多邊形信 息，能夠高速執(zhí)行獲得從規(guī)定的視點(diǎn)位置俯瞰配置于3維虛擬空間的多邊形而得到的繪制 圖像的運(yùn)算。進(jìn)而，通過CPU 101和圖像運(yùn)算處理器協(xié)調(diào)動作，能夠按照定義字符的形狀的字 體信息，把字符串作為2維圖像向幀存儲器進(jìn)行描繪，或向各多邊形表面進(jìn)行描繪。字體信 息被記錄于ROM 102，但也能夠利用記錄于DVD-ROM的專用的字體信息。NIC 109用于把游戲裝置100連接到互聯(lián)網(wǎng)等計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)(未圖示)。NIC 109 例如，由在構(gòu)成 LAN (Local Area Network)時使用的按照 10BASE-T/100BASE-T 標(biāo)準(zhǔn) 的裝置或用于使用電話線路與互聯(lián)網(wǎng)連接的模擬調(diào)制解調(diào)器、ISDN (Integrated Services Digital Network)調(diào)制解調(diào)器、ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)調(diào)制解調(diào) 器、用于使用有線電視線路與互聯(lián)網(wǎng)連接的電纜調(diào)制解調(diào)器等，和進(jìn)行這些與CPU101之間 的聯(lián)系的接口(未圖示)構(gòu)成。
通過NIC 109與互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)的SNTP服務(wù)器連接，并從這里取得信息，從而能夠得到 當(dāng)前的日期時間信息。另外，各種網(wǎng)絡(luò)游戲的服務(wù)器裝置也可以進(jìn)行構(gòu)成設(shè)定，以實(shí)現(xiàn)與 SNTP服務(wù)器同樣的機(jī)能。語音處理部110將從DVD-ROM讀出的語音數(shù)據(jù)變換為模擬語音信號，并從與其連 接的揚(yáng)聲器(未圖示)輸出。另外，在CPU 101的控制下，生成在游戲進(jìn)行過程中應(yīng)該產(chǎn)生 的效果音和樂曲數(shù)據(jù)，并使與其相對應(yīng)的語音從揚(yáng)聲器輸出。此外，游戲裝置100也可以構(gòu)成為，使用硬盤等大容量外部存儲裝置，實(shí)現(xiàn)與ROM 102、RAM 103、安裝于DVD-ROM驅(qū)動器108的DVD-ROM等相同的機(jī)能。此外，本實(shí)施方式涉及的圖像處理裝置200在游戲裝置100或便攜式的游戲裝置 上被實(shí)現(xiàn)，但是也能夠在一般的計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。一般的計(jì)算機(jī)與上述游戲裝置100同樣，具 備CPU、RAM、ROM、DVD-ROM驅(qū)動器及NIC，具有具備了比游戲裝置100簡易的機(jī)能的圖像處 理部，作為外部存儲裝置，除了具有硬盤以外，還能夠利用軟盤、光磁盤、磁帶等。另外，不是 利用控制器而是利用鍵盤和鼠標(biāo)等作為輸入裝置。而且，若在安裝了游戲程序后執(zhí)行該程 序，則能夠作為圖像處理裝置而發(fā)揮功能。以下，只要沒有注釋，關(guān)于圖像處理裝置200，利用圖1所示的游戲裝置100加以說 明?？梢詫D像處理裝置200根據(jù)需要適當(dāng)置換為一般的計(jì)算機(jī)的要素，這些實(shí)施方式也 包含于本發(fā)明的范圍內(nèi)。(圖像處理裝置的概要構(gòu)成)圖2是表示本實(shí)施方式涉及的圖像處理裝置200的概要構(gòu)成的示意圖。以下參照 本圖進(jìn)行說明。在本實(shí)施方式中，如圖3所示那樣，把實(shí)像目標(biāo)(character，人物)300和平面狀的 虛擬的鏡子(虛擬鏡面)310配置于1張?jiān)撎摂M空間。而且，表示如下的例以好像在虛擬 鏡面映出了實(shí)像目標(biāo)300的鏡像的方式，配置鏡像目標(biāo)300’、即成為實(shí)像目標(biāo)的鏡像的目 標(biāo)，由此，從2個方向?qū)τ螒蛘?Player)顯示該目標(biāo)的樣子。此外，在本實(shí)施方式中，虛擬鏡面310不是作為目標(biāo)被配置于虛擬空間的虛擬鏡 面，而是用于求出鏡像目標(biāo)300’的形狀和位置而使用的。但是，為了容易理解，在本圖中清 楚記載了虛擬鏡面310的形狀。圖像處理裝置200，是考慮根據(jù)用戶的指示或者時間的經(jīng)過而變化的、3維虛擬空 間內(nèi)的實(shí)像目標(biāo)的位置和朝向、虛擬相機(jī)(視點(diǎn))的位置和朝向等，顯示實(shí)像目標(biāo)和其鏡像 的裝置，如圖2所示，具備存儲部201、更新部202、鏡像配置部203、判定部204、調(diào)整部205 和生成部206等。以下就圖像處理裝置200的各構(gòu)成要素進(jìn)行說明。存儲部201存儲用于表現(xiàn)3維虛擬空間內(nèi)部的各種信息。首先，存儲部201存儲3維虛擬空間內(nèi)的各要素(也稱作目標(biāo)或者模型)的形狀 信息。將各目標(biāo)表現(xiàn)為，將其形狀稱為多邊形的、利用微小的多角形(例如三角形和四角形 等)的組合定義的表面(surface)。存儲部201存儲各目標(biāo)(包含實(shí)像目標(biāo)及通過后述的鏡像配置部203計(jì)算出的鏡 像目標(biāo)的兩者)的在虛擬空間內(nèi)的形狀、位置及朝向。例如，存儲部201存儲表現(xiàn)虛擬空間 的整體的全局坐標(biāo)系(世界坐標(biāo)系)和按每個目標(biāo)固定的局部坐標(biāo)系。典型地，目標(biāo)的代表點(diǎn)(例如重心)是局部坐標(biāo)系的原點(diǎn)，基于局部坐標(biāo)系定義目標(biāo)的表面形狀(即，構(gòu)成目 標(biāo)的多邊形的形狀和配置該多邊形的位置)。另一方面，基于全局坐標(biāo)系定義各個目標(biāo)的位 置。而且，例如，根據(jù)從目標(biāo)的代表點(diǎn)向目標(biāo)的正面方向延伸的方向向量，利用全局坐標(biāo)來 定義目標(biāo)的朝向。此外，對于位置信息，可以使用直角坐標(biāo)系來定義，也可以使用使用了 1個動向徑 和2個偏角的極坐標(biāo)系，而利用(r，θ，φ)來表示。進(jìn)而，存儲部201存儲映出3維虛擬空間內(nèi)的目標(biāo)的鏡像的虛擬的鏡面(以下稱 為虛擬鏡面)的位置、朝向，以及視點(diǎn)的位置和視線的方向。在此，所謂視點(diǎn)的位置，是虛擬 的相機(jī)在該虛擬空間中觀看目標(biāo)的位置，典型地利用全局坐標(biāo)系來定義。另一方面，所謂視 線的方向，是虛擬相機(jī)(視點(diǎn))觀看該虛擬空間的方向。此外，存儲部201也存儲投射該虛 擬空間的投射面的位置和朝向等。此外，關(guān)于虛擬鏡面、視點(diǎn)和投射面，也如上述那樣，使用全局坐標(biāo)系和局部坐標(biāo) 系來定義位置和朝向。此外，在通過后述的更新部202更新了虛擬相機(jī)的位置、朝向等時，基于這些改變 后的值計(jì)算出投射面的位置、朝向。進(jìn)而，存儲部201也存儲粘貼在每個目標(biāo)的表面的被稱為紋理的圖像數(shù)據(jù)和照射 該虛擬空間的光源的位置等。通過把紋理信息粘貼在目標(biāo)的表面形狀上，能夠表現(xiàn)目標(biāo)的 質(zhì)感。存儲于存儲部201的這些信息例如被預(yù)先保存在DVD-ROM，CPUlOl從安裝于 DVD-ROM驅(qū)動器108的DVD-ROM讀出并暫時存儲于RAM 103。或者，也可以使CPU 101讀出 存儲于外部存儲器106的這些信息，并暫時存儲于RAM 103。此外，CPU 101例如能夠根據(jù) 游戲的推進(jìn)隨時更新暫時存儲的信息。這樣，CPU 101、RAM 103、DVD-ROM驅(qū)動器108等通 過協(xié)同動作，作為存儲部201而發(fā)揮作用。接下來，更新部202基于用戶操作通過接口 104連接的輸入裝置進(jìn)行了指示的指 示輸入等，或者基于用戶通過程序等所指示的內(nèi)容等，除了更新存儲于存儲部201的目標(biāo) 的位置以及朝向之外，還更新視點(diǎn)的位置和視線的方向。另外，基于更新后的視點(diǎn)的位置、 視線的方向等，也計(jì)算出并更新投射面的位置及朝向。CPU 101和RAM 103通過協(xié)同動作， 作為更新部202而發(fā)揮作用。鏡像配置部203，為了考慮由更新部202更新后的虛擬空間內(nèi)的目標(biāo)的朝向和位 置來生成虛擬空間內(nèi)的目標(biāo)的鏡像，相對于虛擬鏡面，在視點(diǎn)和該目標(biāo)被配置側(cè)的相反側(cè) 配置鏡像目標(biāo)。此外，鏡像目標(biāo)的形狀和所配置的位置及場所被存儲于存儲部201。而且， 后述的生成部206把該鏡像目標(biāo)投影到投射面來生成虛擬的鏡像。CPU 101和RAM 103通 過協(xié)同動作，作為鏡像配置部203而發(fā)揮作用。判定部204，判定當(dāng)在該虛擬空間中從該視點(diǎn)的位置向該視線的方向觀看該實(shí)像 目標(biāo)和該鏡像目標(biāo)時，兩者是否看起來相互鄰近。如上述那樣，在本實(shí)施方式中，將在從視 點(diǎn)的位置向視線的方向觀看虛擬空間時，實(shí)像目標(biāo)掩蓋了鏡像目標(biāo)的狀態(tài)，或者，即使在當(dāng) 前時間點(diǎn)沒有掩蓋，但若改變了姿勢則實(shí)像目標(biāo)有可能掩蓋鏡像目標(biāo)的狀態(tài)，表述為“實(shí)像 目標(biāo)和鏡像目標(biāo)看起來相互鄰近”。例如，在圖3中，因?yàn)殓R像目標(biāo)300’接近而使左足被實(shí) 像目標(biāo)300的右手掩蓋，所以處于“實(shí)像目標(biāo)和鏡像目標(biāo)看起來相互鄰近”狀態(tài)。
判定部204用于判定這樣的實(shí)像目標(biāo)和鏡像目標(biāo)看起來相互鄰近的狀態(tài)。CPU 101和RAM 103通過協(xié)同動作，作為判定部204而發(fā)揮作用。在由判定部204判定為實(shí)像的目標(biāo)和鏡像目標(biāo)看起來相互鄰近的情況下，調(diào)整部 205調(diào)整該鏡像目標(biāo)的位置和朝向，把該鏡像目標(biāo)從該實(shí)像目標(biāo)分離開而配置。CPU 101和 RAM 103通過協(xié)同動作，作為調(diào)整部205而發(fā)揮作用。生成部206基于由更新部202更新的目標(biāo)的位置及朝向、以及視點(diǎn)的位置和投射 面的位置及朝向，生成從該視點(diǎn)將該3維虛擬空間內(nèi)的各目標(biāo)投射(投影)于投射面，并顯 示于監(jiān)視器等顯示裝置的圖像數(shù)據(jù)。在本實(shí)施方式中，例如利用1點(diǎn)透視法進(jìn)行透視投影。 CPU 10URAM 103、圖像處理部107通過協(xié)同動作，作為生成部206而發(fā)揮作用。(圖像處理裝置的動作)參照圖4說明具有以上那樣的構(gòu)成的圖像處理裝置200的動作。圖像處理裝置若接通電源開始了處理，則需要的信息(例如虛擬相機(jī)的位置和朝 向以及目標(biāo)的形狀、位置及朝向等)被讀入RAM 103，存儲部201被初始化(步驟S11)。用戶可以使用控制器105進(jìn)行如下目的的指示除了改變虛擬相機(jī)(視點(diǎn))的位 置、虛擬相機(jī)的朝向(視線方向)、虛擬相機(jī)的撮影倍率(變焦率)之外，還改變目標(biāo)的位置 和朝向以及目標(biāo)的位移等參數(shù)。首先，更新部202判斷是否存在該用戶的改變與虛擬相機(jī)有關(guān)的參數(shù)的指示輸入 (步驟S12)。在存在指示輸入的情況下(步驟S12，是)，更新部202按照指示更新存儲部 201的虛擬相機(jī)的位置、朝向(步驟S13)。進(jìn)而，更新部202根據(jù)更新后的虛擬相機(jī)的位置 和朝向以及變焦率，計(jì)算出將用于投射從視點(diǎn)向視線方向觀看到的虛擬空間的投射面配置 于該虛擬空間內(nèi)的位置和朝向(步驟S14)。也就是說，更新部202計(jì)算出與將視點(diǎn)作為起點(diǎn)的視線向量(表示視線的朝向的 向量)垂直相交的朝向，并將其作為投射面的朝向。而且，在放大時，使投射面以接近3維空 間內(nèi)的撮影對象的方式(以從視點(diǎn)遠(yuǎn)離的方式)進(jìn)行平行移動，在縮小時，使投射面以從撮 影對象遠(yuǎn)離的方式(以接近視點(diǎn)的方式)進(jìn)行平行移動。在改變視線向量的朝向(即，使 虛擬相機(jī)搖撮)時，也隨著視線向量的朝向的改變來改變投射面的朝向。這樣，更新部202 根據(jù)視點(diǎn)的位置及視點(diǎn)所看的方向(視線向量的朝向)以及變焦倍率等決定投射面的位置 和朝向，并存儲(更新)在存儲部201。此外，在不存在用戶的改變與虛擬相機(jī)有關(guān)的參數(shù)的指示輸入的情況下(步驟 S12 ；否)，處理進(jìn)入步驟S15。接下來，更新部202判斷是否存在來自該用戶的與目標(biāo)的位置和朝向有關(guān)的指示 輸入(步驟S15)。在存在指示輸入的情況下(步驟S15 ；是)，更新部202基于指示輸入在 3維空間內(nèi)使目標(biāo)進(jìn)行平行移動或旋轉(zhuǎn)，更新存儲于存儲部201的目標(biāo)的位置和朝向(步驟 S16)。在不存在指示輸入的情況下(步驟S15 ；否)，處理進(jìn)入步驟S17。此外，可以根據(jù)控制程序等提供虛擬相機(jī)的位置和朝向、撮影倍率、目標(biāo)的位置以 及朝向等參數(shù)?；蛘咭部梢耘c時間的經(jīng)過相對應(yīng)地把參數(shù)改變?yōu)橐?guī)定的值，或隨機(jī)地改變。接下來，鏡像配置部203為了考慮由更新部202更新后的實(shí)像的目標(biāo)的形狀、位 置、朝向和虛擬鏡面的位置、朝向，在虛擬空間中，在虛擬鏡面的、視點(diǎn)和目標(biāo)被配置側(cè)的相 反側(cè)配置鏡像目標(biāo)，而計(jì)算出鏡像目標(biāo)的形狀、位置、朝向(步驟S17)。圖5A是表示從上部看到的隔著虛擬鏡面501的實(shí)像目標(biāo)500及其鏡像目標(biāo)500’的狀況的圖。因?yàn)樵诒緦?shí)施 方式中，虛擬鏡面是平面狀，所以如圖5A所示那樣，鏡像目標(biāo)500’和實(shí)像目標(biāo)500相對于 虛擬鏡面501成面對稱。也就是說，計(jì)算出鏡像目標(biāo)500’的形狀、位置及朝向，以使得在如下的位置存在相 對應(yīng)的鏡像目標(biāo)500’的點(diǎn)，S卩，以與在延伸與虛擬鏡面501垂直的線時通過的到實(shí)像目標(biāo) 500的點(diǎn)的距離相同的距離在同一線上向虛擬鏡面501的相反側(cè)延伸后的位置。因此，鏡像目標(biāo)500’具有與實(shí)像目標(biāo)500左右對稱的形狀。鏡像目標(biāo)500’的位 置(代表點(diǎn)的位置)在通過實(shí)像目標(biāo)500的代表點(diǎn)P的從虛擬鏡面501垂直延長的線上， 從點(diǎn)P變?yōu)樵谔摂M鏡面的相反側(cè)離開相同的距離后的點(diǎn)P’。另外，例如，在設(shè)實(shí)像目標(biāo)500 的方向向量(例如，從代表點(diǎn)開始的表示目標(biāo)的正面方向的向量)為F，且，設(shè)F與從虛擬鏡 面501垂直延長的線之間的角度為α?xí)r，鏡像目標(biāo)500’的方向向量F’和垂線N之間的角 度成為180° -α ο此外，若在虛擬空間的地面描繪相對于虛擬鏡面501對稱的圖案，則能夠更使用 戶感覺到“像鏡子似的”。在本實(shí)施方式中，使用了平面狀的虛擬鏡面，但是，也可以把通過簡單的坐標(biāo)變換 求出鏡像的例如球面鏡作為虛擬鏡面來使用。在把球面鏡作為虛擬鏡面的情況下，如圖5B 所示那樣求出鏡像目標(biāo)。也就是說，計(jì)算出鏡像目標(biāo)500”的形狀、位置及朝向，以使得在如 下的位置存在對應(yīng)的鏡像目標(biāo)500”的點(diǎn)，即，以與在延伸與虛擬鏡面510上的各點(diǎn)的切面 垂直的線時通過的到實(shí)像目標(biāo)500的點(diǎn)的距離相同的距離在同一線上向虛擬鏡面510的相 反側(cè)延伸后的位置。接著，判定部204判定在從視點(diǎn)向視線方向觀看虛擬空間時實(shí)像的目標(biāo)和鏡像目 標(biāo)是否看起來相互鄰近(步驟S18)。在本實(shí)施方式中，使用實(shí)像目標(biāo)和鏡像目標(biāo)的各自的束縛區(qū)域來判定兩者是否看 起來相互鄰近。如上述那樣，所謂束縛區(qū)域是目標(biāo)以位置被固定的狀態(tài)可改變姿勢的范圍。 例如把目標(biāo)的重心作為中心點(diǎn)，并以該目標(biāo)在位置被固定的狀態(tài)下、從中心點(diǎn)到能夠到達(dá) 的最遠(yuǎn)為止的距離為半徑的球體，作為該目標(biāo)的束縛區(qū)域。判定部204，在從視點(diǎn)向視線方向觀看，并看到實(shí)像目標(biāo)和鏡像目標(biāo)的各個束縛區(qū) 域相互重疊的情況下，判定為實(shí)像目標(biāo)和鏡像目標(biāo)看起來相互鄰近?？梢酝ㄟ^把實(shí)像目標(biāo) 和鏡像目標(biāo)的束縛區(qū)域投射到投射面，并判斷各個投射地區(qū)域是否重疊，來對此進(jìn)行判定。例如，首先，準(zhǔn)備具備與投射面的各象素相對應(yīng)的排列要素的排列，并在對應(yīng)于投 射了實(shí)像目標(biāo)的區(qū)域的該排列要素中存儲規(guī)定的值(例如1)。接下來，將對應(yīng)于投射了鏡 像目標(biāo)的區(qū)域的排列要素加上規(guī)定的值(例如1)。如果在該排列中存儲了規(guī)定的值以上 (該情況為2以上)的值，則能夠判斷為投射地區(qū)域重疊。也能夠基于實(shí)像目標(biāo)(或者鏡像目標(biāo))距視點(diǎn)的距離計(jì)算出實(shí)像目標(biāo)和鏡像目標(biāo) 的束縛區(qū)域的投射地區(qū)域是否重疊。例如，在使用了 1點(diǎn)透視法的情況下，相對于實(shí)像目標(biāo) (或者鏡像目標(biāo))的距離變大，實(shí)像目標(biāo)(或者鏡像目標(biāo))的束縛區(qū)域的投射地區(qū)域則變 小。也就是說，如圖7所示那樣，在設(shè)束縛區(qū)域的投射地區(qū)域的直徑為X，實(shí)際的束縛區(qū)域的 直徑為D，從視點(diǎn)710到投射面720的距離為L，從視點(diǎn)710到束縛區(qū)域的中心點(diǎn)為止的距 離為Ll時，X可利用下式求出
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X=(L/L1)*D因此，與實(shí)像目標(biāo)和鏡像目標(biāo)的各自的束縛區(qū)域的中心點(diǎn)相對應(yīng)的投射面上的2 點(diǎn)間的距離如果比把利用上式計(jì)算出的兩束縛區(qū)域的投射地區(qū)域的半徑(將各自的直徑 除以2)進(jìn)行相加后的值小的話，則判定為兩束縛區(qū)域看起來重疊。此外，在作為投射方法而使用了平行投影的情況下，投射地區(qū)域的半徑與距視點(diǎn) 的距離無關(guān)，而成為與束縛區(qū)域的半徑相同的值。若由判斷部204判斷為實(shí)像目標(biāo)和鏡像目標(biāo)不鄰近(步驟S18 ；否)，處理則進(jìn)入 步驟S20。另一方面，在判斷為兩目標(biāo)鄰近的情況下(步驟S18;是)，調(diào)整部205，以在投射 面上看從實(shí)像目標(biāo)離開的方式，調(diào)整鏡像目標(biāo)的位置(步驟S19)。圖6表示從上部看到的 鏡像目標(biāo)601、由調(diào)整部205調(diào)整了位置和朝向的鏡像目標(biāo)601’及視點(diǎn)610的狀況。在圖 6中，設(shè)實(shí)像目標(biāo)的代表點(diǎn)朝向圖面，位于鏡像目標(biāo)601的左上的位置的點(diǎn)χ。在本實(shí)施方 式中，如圖6A所示那樣，以相對于通過視點(diǎn)610的從圖面向垂直方向延伸的軸，使鏡像目標(biāo) 601旋轉(zhuǎn)移動，而使投射在投射面上的實(shí)像目標(biāo)和鏡像目標(biāo)601的代表點(diǎn)之間的距離擴(kuò)大 的方式，調(diào)整實(shí)像目標(biāo)的位置及朝向。也就是說，相對于地平面平行地，向以虛線的箭頭所示的方向移動鏡像目標(biāo)601。 這時，以鏡像目標(biāo)601和移動后的鏡像目標(biāo)601’的各自的方向向量與從兩者的代表點(diǎn)向視 點(diǎn)延伸的各個線所成的角度成為相同的β的方式，調(diào)整鏡像目標(biāo)的朝向。此外，也可以如圖6Β所示那樣調(diào)整鏡像目標(biāo)的位置(調(diào)整后的鏡像目標(biāo)表示為 601”)。也就是說，也可以不改變方向向量的朝向，而只使鏡像目標(biāo)的位置相對于地平面平 行移動。此外，在上述圖6Α及6Β所示的任意的方法中，在實(shí)像目標(biāo)和鏡像目標(biāo)完全重疊的 情況下，因?yàn)樽鳛殓R像目標(biāo)從實(shí)像目標(biāo)離開的方向有2個方向，所以向任意一個規(guī)定的方 向移動即可。例如也可以將上述的旋轉(zhuǎn)移動的量或平行移動的量設(shè)為規(guī)定的量?；蛘撸部梢?是以如下的距離移動在從視點(diǎn)向視線方向觀看時，看上去兩者各自的束縛區(qū)域相互相切 或在這個程度以上離開的距離。束縛區(qū)域表示如上述那樣各目標(biāo)可改變姿勢的范圍的區(qū) 域。由此，為了從該視點(diǎn)向該視線方向觀看，而實(shí)像目標(biāo)和鏡像目標(biāo)看上去不重疊，兩目標(biāo) 之間的距離至少為看上去兩者的束縛區(qū)域相切的距離。因此，如果以離開該距離以上而移 動了鏡像目標(biāo)，則能夠避免實(shí)像目標(biāo)和鏡像目標(biāo)看上去重疊的情況。此外，如在步驟S18的說明中所記載的那樣，能夠基于距兩目標(biāo)的視點(diǎn)的距離分 別計(jì)算出投射地區(qū)域上的實(shí)像目標(biāo)和鏡像目標(biāo)的各自的束縛區(qū)域的半徑。因此，對于以兩 目標(biāo)的束縛區(qū)域的各自的投射地區(qū)域相切或這個程度以上地使兩目標(biāo)分離，以如下方式進(jìn) 行即可。也就是說，調(diào)整部205以如下方式使鏡像目標(biāo)從實(shí)像目標(biāo)離開而移動即可，即，使 將實(shí)像目標(biāo)和鏡像目標(biāo)的束縛區(qū)域的各自的中心點(diǎn)投射到投射面時的2點(diǎn)間的距離成為 將兩者的束縛區(qū)域的各自的半徑相加后的值以上。接下來，生成部206對該虛擬空間內(nèi)的全部目標(biāo)實(shí)施步驟S20和S21，描繪該虛擬 空間的2維圖像。首先，生成部206求出目標(biāo)(包含實(shí)像目標(biāo)、鏡像目標(biāo))的投射地區(qū)域(步驟S20)。 在本實(shí)施方式中，如上述那樣，因?yàn)槔?點(diǎn)透視法將各目標(biāo)透視投影到投射面，所以距視點(diǎn)遠(yuǎn)的目標(biāo)被較小地投影，近的目標(biāo)被較大地投影。但是，也可以代替1點(diǎn)透視法，而采用 平行投影。若求出了投影地，則將對應(yīng)紋理的對應(yīng)區(qū)域粘貼(映射)在投影地的各區(qū)域來進(jìn) 行描繪(步驟S21)。這時，生成部206為了進(jìn)行隱面處理，例如，使用Z緩沖法等。也就是 說，生成部206按構(gòu)成要描繪的圖像數(shù)據(jù)的每個象素，以與視點(diǎn)(投射面)最近的多邊形相 對應(yīng)的紋理信息的顏色涂該象素。在視線方向和多邊形的表面形狀的朝向相同的情況下，意味該表面迎著與視線向 量相反的方向，所以，生成部206也可以不描繪這樣的表面。另外，在粘貼紋理時，考慮相對于形成各目標(biāo)的多邊形的光源的朝向。也就是說， 求出構(gòu)成目標(biāo)的表面形狀的各多邊形的法線和光源向量形成的角度，并在越接近于0度時 (即角度近)越提高紋理的明度。相反地，在越接近直角時，則越降低明度。但是，在通過 將明度乘以反射率而使質(zhì)感變化的情況下，即使多邊形的法線和光源向量所成的角度為直 角，也不把明度完全設(shè)為0。通過這樣做，即使在昏暗部分也能夠表現(xiàn)出質(zhì)感(粗糙感和光 滑感等)。此外，也可以不是求出角度本身，而是根據(jù)向量的內(nèi)積求出角度的余弦，并在越接 近1時越使明度明亮。另外，也可以應(yīng)用雙線性亮度插值法(gouraud shading)和雙線性 法向量插值法(Phong Shading)等，以使得在多邊形的邊界處明亮度的差異不明顯。這時，也可以將實(shí)像目標(biāo)和鏡像目標(biāo)全都用相同的光源(原來配置于虛擬空間的 光源)來照射?；蛘撸瑸榱丝雌饋砀匀?，也可以將光源以相對于虛擬鏡面面對稱的方式配 置。在這種情況下，目標(biāo)也好，虛擬的光源也好，照射實(shí)像目標(biāo)和鏡像目標(biāo)的兩者。由此，在 想要得到更自然的照明的情況下，也可以是，實(shí)像目標(biāo)用的光源只照射實(shí)像目標(biāo)，并且，鏡 像目標(biāo)用的光源只照射鏡像目標(biāo)。若完成了以上的圖像生成處理，則直到垂直同步中斷產(chǎn)生為止生成部206進(jìn)行待 機(jī)(步驟S22)。在該待機(jī)過程中，也可以協(xié)同地執(zhí)行其他的處理(例如，基于時間的經(jīng)過和 來自用戶的處理，更新存儲于RAM103內(nèi)的各目標(biāo)及虛擬相機(jī)的位置和朝向等的處理)。若產(chǎn)生了垂直同步中斷，則生成部206把所描繪的圖像數(shù)據(jù)(通常存儲于幀緩沖 器)的內(nèi)容向監(jiān)視器(未圖示)轉(zhuǎn)送，并顯示圖像(步驟S23)，返回步驟S12。以上，就本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明不限定于上述的實(shí)施方式，能 夠進(jìn)行各種變形和應(yīng)用。另外，也能夠把上述的實(shí)施方式的各構(gòu)成要素自由地組合。例如，在上述實(shí)施方式中，判定部使用束縛區(qū)域判定從視點(diǎn)向視線方向觀看時實(shí) 像目標(biāo)和鏡像目標(biāo)是否看起來相互鄰近。也可以不是那樣，只在從視點(diǎn)向視線方向看而兩 目標(biāo)看起來重疊的情況下，判定部判斷為兩目標(biāo)看起來相互鄰近。通過把實(shí)像目標(biāo)和鏡像 目標(biāo)投射于投射面，并根據(jù)在投射地區(qū)域是否存在重疊的部分來判定看起來是否重疊。能夠以與上述的判定束縛區(qū)域的投射地區(qū)域中的重疊的方法同樣的手段來檢測 出投射面區(qū)域中的兩目標(biāo)的重疊。例如，準(zhǔn)備具有與投射面的各象素相對應(yīng)的排列要素的 排列，并將對應(yīng)于實(shí)像目標(biāo)所投射的區(qū)域的該排列要素加上規(guī)定的值(例如1)。如果在該 排列中存儲了規(guī)定的值以上(該情況下為2以上)的值，則能夠檢測出在投射地區(qū)域中存 在重疊。此外，在把實(shí)像目標(biāo)和鏡像目標(biāo)看起來重疊的狀態(tài)作為兩目標(biāo)看起來相互鄰近的 條件時，與使用束縛區(qū)域的情況不同，難以預(yù)先計(jì)算出移動什么程度看起來不重疊。由此，例如，調(diào)整部使鏡像目標(biāo)以規(guī)定的距離向與實(shí)像目標(biāo)離開的方向移動，并再次判定在兩目 標(biāo)的投射地區(qū)域中是否存在重疊即可。而且，直到兩目標(biāo)的投射地區(qū)域不重疊為止，進(jìn)行以 規(guī)定的距離移動鏡像目標(biāo)的處理。此外，在這種情況下，調(diào)整部如上述那樣，也可以使鏡像目標(biāo)相對于通過視點(diǎn)的規(guī) 定的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)移動，或者也可以保持與視點(diǎn)之間的距離的同時，相對于配置于該虛擬空 間內(nèi)的地平面進(jìn)行平行移動。另外，在上述實(shí)施方式中，就使用1個虛擬鏡面的情況進(jìn)行了說明，但是虛擬鏡面 的數(shù)量不限于此。圖8是從上部表示相對于實(shí)像目標(biāo)800分別把虛擬鏡面810a、810b、8IOc放置于 正面、左、右的例的圖。鏡像配置部把與虛擬鏡面的數(shù)量(在該情況下為3枚)相同數(shù)量的 鏡像目標(biāo)800a、800b、800c的每個按與步驟S17同樣的順序，配置于虛擬鏡面810a、810b、 810c的背面?zhèn)?參照圖8A)。在現(xiàn)實(shí)中需要考慮到如鏡像的鏡像、該鏡像…那樣，無限地產(chǎn)生鏡像的情況，但在 本實(shí)施方式中，關(guān)于1個虛擬鏡面，配置1個鏡像目標(biāo)，以減少計(jì)算量。接著，調(diào)整部以與步 驟S18和S19同樣的順序進(jìn)行調(diào)整，使得在從視點(diǎn)820向視線方向觀看時，實(shí)像目標(biāo)800和 鏡像目標(biāo)800a不是看起來鄰近。圖8B是表示作為調(diào)整的結(jié)果例如向箭頭方向移動了鏡像 目標(biāo)800a的位置的例的圖。圖9與圖8同樣是從上部表示相對于實(shí)像目標(biāo)800，夾著虛擬鏡面810a，把810b和 810c分別斜著配置的例的圖。鏡像配置部如圖9A所示那樣，把鏡像目標(biāo)800a、800b、800c 的每個以與步驟S17同樣的順序配置于虛擬鏡面810a、810b、810c的背面?zhèn)?。調(diào)整部以與 步驟S18和S19同樣的順序進(jìn)行調(diào)整，使得在從視點(diǎn)820向視線方向觀看時，實(shí)像目標(biāo)800 和鏡像目標(biāo)800a不是看起來鄰近。圖9B是表示作為調(diào)整的結(jié)果例如向箭頭方向移動了鏡 像目標(biāo)800a的位置的例的圖。進(jìn)而，在鏡像彼此相互接近的情況下，也可以應(yīng)用避免這種情況的手段(未圖 示)。例如，在實(shí)像和鏡像A看起來相互鄰近時，若移動鏡像A，則存在鏡像A和另外的鏡像 B看起來相互鄰近的情況。這時，調(diào)整部固定鏡像A的移動后的位置，移動鏡像B即可。關(guān) 于該移動，把鏡像A作為“上述的實(shí)像”，把鏡像B作為“上述的鏡像”，應(yīng)用上述的鏡像的移 動的手段即可。此外，在這種情況下，視點(diǎn)(虛擬相機(jī))的位置與上述實(shí)施方式同樣，不能移動到 由虛擬鏡面810a 810c隔開的鏡像空間側(cè)。另外，在上述實(shí)施方式中，調(diào)整部不過于調(diào)整鏡像目標(biāo)的位置和朝向。但是，若只 改變了鏡像目標(biāo)的位置和朝向，則存在作為鏡像不自然程度明顯的情況。為了緩和這種情 況，調(diào)整部也可以根據(jù)移動后的鏡像目標(biāo)的位置和朝向，調(diào)整存儲于存儲部的視點(diǎn)的位置 和視線的方向。例如，在移動了鏡像目標(biāo)的情況下，以移動量的規(guī)定的比例把視點(diǎn)向相同的 方向移動即可。而且，例如，在進(jìn)行視點(diǎn)的移動前，以通過從視點(diǎn)向視線的方向延伸的線與 投射面相交的點(diǎn)的方式，調(diào)整視線的方向即可。另外，在上述實(shí)施方式中，構(gòu)成為不能把視點(diǎn)(虛擬相機(jī))移動到由虛擬鏡面隔開 了的鏡像空間側(cè)，但是，也可以把視點(diǎn)移動到鏡像空間側(cè)。在這種情況下，生成部也可以描 繪配置于視點(diǎn)移動后的鏡像空間的鏡像目標(biāo)?；蛘邽榱丝雌饋砀匀唬刹恳部梢圆幻?br> 17繪該鏡像目標(biāo)。另外，在上述實(shí)施方式中，構(gòu)成為，沒有將虛擬鏡面作為目標(biāo)配置于虛擬空間。但 是，為了表現(xiàn)實(shí)像和鏡像的差異，也可以作為1個面目標(biāo)在虛擬空間上配置虛擬鏡面。而 且，對虛擬鏡面乘以表示透過信息的α值進(jìn)行顯示。據(jù)此，可以以使虛擬鏡面好像存在反 射率的方式，半透明地描繪存在于虛擬鏡面的背面?zhèn)鹊溺R像目標(biāo)，從而沒有不協(xié)調(diào)感地表 現(xiàn)實(shí)像和鏡像的差異。此外，在使用多個虛擬鏡面的情況下，也可以以對各個虛擬鏡面使乘 以α值的比例變化來使反射率好像不同的方式進(jìn)行描繪。由此，將各鏡像目標(biāo)以不同的透 過率進(jìn)行描繪，能夠明確地描繪鏡像目標(biāo)間的差異。或者，也可以使虛擬鏡面目標(biāo)具有顏色，并對其乘以α值。據(jù)此，如在帶顏色的鏡 子中映出的鏡像那樣，描繪鏡像目標(biāo)，使與實(shí)像目標(biāo)的差異清楚。在使用多個虛擬鏡面的情 況下，也可以使各個虛擬鏡面的顏色變化。由此，能夠更明確地表現(xiàn)各鏡像目標(biāo)的差異。此外，為了更接近現(xiàn)實(shí)的鏡子而表現(xiàn)虛擬鏡面，也可以使實(shí)像空間和虛擬鏡面之 間的邊界及虛擬鏡面和鏡像空間之間的邊界，具有不連續(xù)性。通常，鏡子有一定的厚度，在 玻璃部分中也產(chǎn)生折射。因此，如圖10中表示從上部看到的狀況那樣，設(shè)實(shí)像空間和虛擬 鏡面之間的邊界為W2，設(shè)虛擬鏡面和鏡像空間之間的邊界為W1，并在Wl和W2之間設(shè)置空 間。而且，把該Wl和W2之間的空間作為表示虛擬鏡面的厚度的部分，利用表現(xiàn)玻璃的邊緣 那樣的灰色或者綠色等規(guī)定的顏色涂滿。從Wl到W2的部分在現(xiàn)實(shí)中通常由玻璃構(gòu)成，但是若不考慮該玻璃部分產(chǎn)生的折 射，將地面相對于Wl對稱地配置(用虛線表示延長地面的圖案的一部分后的線，而且，用點(diǎn) 線來表示其鏡像)。在此，為了看起來好像恰似產(chǎn)生了折射，在視線相對于虛擬鏡面不垂直 的情況下，將相對于Wl對稱的地面的圖像，相對于Wl和地面水平地并且向接近視點(diǎn)的方向 移動δ。此外，優(yōu)選將該δ設(shè)定得比W(從Wl到W2的寬度)小。由此，能夠更接近現(xiàn)實(shí)的 鏡子來表現(xiàn)虛擬鏡面?；蛘咭部梢允?，不把從Wl到W2的空間以規(guī)定的顏色涂滿，而將地面 的圖案延長進(jìn)行粘貼，并對粘貼后的圖像實(shí)施線性變換，以使得與在鏡像空間描繪的地面 連上。此外，關(guān)于本申請，主張以日本國專利申請?zhí)卦傅?007-284836號為基礎(chǔ)的優(yōu)先 權(quán)，將該基礎(chǔ)申請的內(nèi)容全部引入本申請。
權(quán)利要求
一種圖像處理裝置(200)，其特征在于，具備存儲部(201)，存儲配置于虛擬空間內(nèi)的視點(diǎn)的位置及視線的方向；配置于該虛擬空間內(nèi)的實(shí)像目標(biāo)的形狀、位置及朝向；在該虛擬空間內(nèi)配置的虛擬鏡面的位置及朝向；和配置于該虛擬空間內(nèi)的鏡像目標(biāo)的形狀、位置及朝向；更新部(202)，基于來自用戶的指示輸入或時間的經(jīng)過把存儲于上述存儲部(201)的以下內(nèi)容的至少一項(xiàng)進(jìn)行更新該實(shí)像目標(biāo)的形狀、位置或朝向、該視點(diǎn)的位置和該視線的方向；鏡像配置部(203)，計(jì)算表示該實(shí)像目標(biāo)的相對于該虛擬鏡面的鏡像的鏡像目標(biāo)的形狀、位置及朝向并存儲于上述存儲部(201)；判定部(204)，判定若在該虛擬空間中從該視點(diǎn)的位置向該視線的方向觀看該實(shí)像目標(biāo)和該鏡像目標(biāo)，該實(shí)像目標(biāo)和該鏡像目標(biāo)是否看起來相互鄰近；調(diào)整部(205)，在判定為該實(shí)像目標(biāo)和該鏡像目標(biāo)看起來相互鄰近的情況下，調(diào)整存儲于上述存儲部(201)的該鏡像目標(biāo)的位置，以使該實(shí)像目標(biāo)和該鏡像目標(biāo)不是看起來相互鄰近；和生成部(206)，根據(jù)上述所存儲的該實(shí)像目標(biāo)的形狀、位置及朝向、該視點(diǎn)的位置及該視線的方向、該鏡像目標(biāo)的形狀、位置及朝向，生成從該視點(diǎn)向該視線的方向觀看該虛擬空間而得到的圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的圖像處理裝置(200)，其特征在于，上述調(diào)整部(205)將該鏡像目標(biāo)相對于通過該視點(diǎn)的規(guī)定的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)移動來調(diào)整 該鏡像目標(biāo)的位置及朝向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的圖像處理裝置(200)，其特征在于，上述調(diào)整部(205)保持該鏡像目標(biāo)和該視點(diǎn)之間的距離不變，而使該鏡像目標(biāo)相對于 配置于該虛擬空間內(nèi)的地平面平行移動，來調(diào)整該鏡像目標(biāo)的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的圖像處理裝置(200)，其特征在于，在把該實(shí)像目標(biāo)和該鏡像目標(biāo)投影在配置于從該視點(diǎn)的位置向該視線的方向離開規(guī) 定的距離后的位置的投影面時，若兩者的投影地重疊，則上述判定部(204)判定為兩者看 起來相互鄰近。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的圖像處理裝置(200)，其特征在于，對于該實(shí)像目標(biāo)和該鏡像目標(biāo)的每個，將包含其的球形的束縛區(qū)域與其建立對應(yīng)關(guān)系，在把該實(shí)像目標(biāo)的束縛區(qū)域和該鏡像目標(biāo)的束縛區(qū)域投影到配置于從該視點(diǎn)的位置 向該視線的方向離開規(guī)定的距離后的位置的投影面時，若兩者的投影地重疊，則上述判定 部(204)判定為兩者看起來相互鄰近，上述調(diào)整部(205)進(jìn)行調(diào)整以使該兩者的投影地相切。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所記載的圖像處理裝置(200)，其特征至于，上述調(diào)整部(205)，若調(diào)整了該鏡像目標(biāo)的位置，則把存儲于上述存儲部(201)的該視 點(diǎn)的位置調(diào)整預(yù)先與該調(diào)整量相對應(yīng)的量，上述調(diào)整部(205)，若調(diào)整了該鏡像目標(biāo)的朝向，則把存儲于上述存儲部(201)的該視 線的方向調(diào)整預(yù)先與該調(diào)整量相對應(yīng)的量。
7.一種圖像處理方法，是控制具備存儲部(201)、更新部(202)、鏡像配置部(203)、判 定部(204)、調(diào)整部(205)和生成部(206)的圖像處理裝置(200)的圖像處理方法，其中，具 備存儲步驟，上述存儲部(201)存儲配置于虛擬空間內(nèi)的視點(diǎn)的位置及視線的方向；配 置于該虛擬空間內(nèi)的實(shí)像目標(biāo)的形狀、位置及朝向；配置于該虛擬空間內(nèi)的虛擬鏡面的位 置及朝向；和配置于該虛擬空間內(nèi)的鏡像目標(biāo)的形狀、位置及朝向；更新步驟，上述更新部(202)基于來自用戶的指示輸入或時間的經(jīng)過把存儲于上述存 儲部(201)的以下內(nèi)容的至少一項(xiàng)進(jìn)行更新該實(shí)像目標(biāo)的形狀、位置或朝向、該視點(diǎn)的位 置和該視線的方向；鏡像配置步驟，上述鏡像配置部(203)計(jì)算表示該實(shí)像目標(biāo)的相對于該虛擬鏡面的鏡 像的鏡像目標(biāo)的形狀、位置及朝向并存儲于上述存儲部(201)；判定步驟，上述判定部(204)判定若在該虛擬空間中從該視點(diǎn)的位置向該視線的方向 觀看該實(shí)像目標(biāo)和該鏡像目標(biāo)，該實(shí)像目標(biāo)和該鏡像目標(biāo)是否看起來相互鄰近；調(diào)整步驟，在判定為該實(shí)像目標(biāo)和該鏡像目標(biāo)看起來相互鄰近的情況下，上述調(diào)整部 (205)調(diào)整存儲于上述存儲部(201)的該鏡像目標(biāo)的位置，以使該實(shí)像目標(biāo)和該鏡像目標(biāo) 不是看起來相互鄰近；和生成步驟，上述生成部(206)根據(jù)上述所存儲的該實(shí)像目標(biāo)的形狀、位置及朝向、該視 點(diǎn)的位置及該視線的方向、該鏡像目標(biāo)的形狀、位置及朝向，生成從該視點(diǎn)向該視線的方向 觀看該虛擬空間而得到的圖像。
8.—種記錄了程序的信息記錄介質(zhì)，其特征在于， 該程序使計(jì)算機(jī)作為如下各部而發(fā)揮作用存儲部(201)，存儲配置于虛擬空間內(nèi)的視點(diǎn)的位置及視線的方向；配置于該虛擬空 間內(nèi)的實(shí)像目標(biāo)的形狀、位置及朝向；在該虛擬空間內(nèi)配置的虛擬鏡面的位置及朝向；和 配置于該虛擬空間內(nèi)的鏡像目標(biāo)的形狀、位置及朝向；更新部(202)，基于來自用戶的指示輸入或時間的經(jīng)過把存儲于上述存儲部(201)的 以下內(nèi)容的至少一項(xiàng)進(jìn)行更新該實(shí)像目標(biāo)的形狀、位置或朝向、該視點(diǎn)的位置和該視線的 方向；鏡像配置部(203)，計(jì)算表示該實(shí)像目標(biāo)的相對于該虛擬鏡面的鏡像的鏡像目標(biāo)的形 狀、位置及朝向并存儲于上述存儲部(201)；判定部(204)，判定若在該虛擬空間中從該視點(diǎn)的位置向該視線的方向觀看該實(shí)像目 標(biāo)和該鏡像目標(biāo)，該實(shí)像目標(biāo)和該鏡像目標(biāo)是否看起來相互鄰近；調(diào)整部(205)，在判定為該實(shí)像目標(biāo)和該鏡像目標(biāo)看起來相互鄰近的情況下，調(diào)整存儲 于上述存儲部(201)的該鏡像目標(biāo)的位置，以使該實(shí)像目標(biāo)和該鏡像目標(biāo)不是看起來相互 鄰近；和生成部(206)，根據(jù)上述所存儲的該實(shí)像目標(biāo)的形狀、位置及朝向、該視點(diǎn)的位置及該 視線的方向、該鏡像目標(biāo)的形狀、位置及朝向，生成從該視點(diǎn)向該視線的方向觀看該虛擬空 間而得到的圖像。
9.一種程序，其特征在于，使計(jì)算機(jī)作為如下各部而發(fā)揮作用存儲部(201)，存儲配置于虛擬空間內(nèi)的視點(diǎn)的位置及視線的方向；配置于該虛擬空 間內(nèi)的實(shí)像目標(biāo)的形狀、位置及朝向；在該虛擬空間內(nèi)配置的虛擬鏡面的位置及朝向；和 配置于該虛擬空間內(nèi)的鏡像目標(biāo)的形狀、位置及朝向；更新部(202)，基于來自用戶的指示輸入或時間的經(jīng)過把存儲于上述存儲部(201)的 以下內(nèi)容的至少一項(xiàng)進(jìn)行更新該實(shí)像目標(biāo)的形狀、位置或朝向、該視點(diǎn)的位置和該視線的 方向；鏡像配置部(203)，計(jì)算表示該實(shí)像目標(biāo)的相對于該虛擬鏡面的鏡像的鏡像目標(biāo)的形 狀、位置及朝向并存儲于上述存儲部(201)；判定部(204)，判定若在該虛擬空間中從該視點(diǎn)的位置向該視線的方向觀看該實(shí)像目 標(biāo)和該鏡像目標(biāo)，該實(shí)像目標(biāo)和該鏡像目標(biāo)是否看起來相互鄰近；調(diào)整部(205)，在判定為該實(shí)像目標(biāo)和該鏡像目標(biāo)看起來相互鄰近的情況下，調(diào)整存儲 于上述存儲部(201)的該鏡像目標(biāo)的位置，以使該實(shí)像目標(biāo)和該鏡像目標(biāo)不是看起來相互 鄰近；和生成部(206)，根據(jù)上述所存儲的該實(shí)像目標(biāo)的形狀、位置及朝向、該視點(diǎn)的位置及該 視線的方向、該鏡像目標(biāo)的形狀、位置及朝向，生成從該視點(diǎn)向該視線的方向觀看該虛擬空 間而得到的圖像。
全文摘要
存儲部(201)除了存儲配置于3維虛擬空間的實(shí)像目標(biāo)的形狀、位置、朝向以外，還存儲視點(diǎn)的位置、視線的方向、作為虛擬的鏡子的虛擬鏡面的位置、朝向等。更新部(202)根據(jù)用戶的指示輸入等更新存儲于存儲部(201)的值。鏡像配置部(203)相對于實(shí)像目標(biāo)把適當(dāng)?shù)溺R像目標(biāo)配置于虛擬鏡面的相反側(cè)。判定部(204)判定在從視點(diǎn)向視線方向觀看虛擬空間時，實(shí)像目標(biāo)是否不是看起來重疊于鏡像目標(biāo)等。根據(jù)判定，調(diào)整部(205)把鏡像目標(biāo)向容易看到的位置移動。生成部(206)把該虛擬空間投射于2維平面。
文檔編號A63B69/00GK101911129SQ20088012251
公開日2010年12月8日 申請日期2008年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月1日
發(fā)明者淺見祐一 申請人:科樂美數(shù)碼娛樂株式會社