(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023062814
(43)【公開日】2023-05-09
(54)【発明の名称】画像生成プログラム、記録媒体、画像生成方法
(51)【国際特許分類】
G06T 19/00 20110101AFI20230427BHJP
A63F 13/52 20140101ALI20230427BHJP
【ＦＩ】
G06T19/00 A
A63F13/52
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021172928
(22)【出願日】2021-10-22
(71)【出願人】
【識別番号】595000427
【氏名又は名称】株式会社コーエーテクモゲームス
(74)【代理人】
【識別番号】110003096
【氏名又は名称】弁理士法人第一テクニカル国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】高松 賢二
【テーマコード（参考）】
5B050
【Ｆターム（参考）】
5B050BA08
5B050BA09
5B050BA12
5B050BA13
5B050CA07
5B050DA10
5B050EA07
5B050EA12
5B050EA13
5B050EA18
5B050EA19
5B050EA27
5B050FA02
5B050GA08
(57)【要約】
【課題】キャラクタの身体が衣服を突き抜ける現象の発生を抑制する。
【解決手段】ゲームプログラムは、情報処理装置３を、身体オブジェクト３５が備える複数の関節を結ぶ芯線５１を設定する芯線設定処理部１３、身体オブジェクト３５を覆う衣服オブジェクト３７を変形させるための所定のシミュレーション処理により、衣服オブジェクト３７に設定された複数の制御点６１の目標位置をそれぞれ計算する目標位置計算処理部１９、目標位置を、芯線５１を含み且つ制御点６１の初期位置と芯線５１上の最近接点６５とを結ぶ法線６３に垂直な平面６７よりも初期位置側の領域に拘束する第１目標位置拘束処理部２１、複数の制御点６１の位置を、拘束された目標位置に近づくようにそれぞれ更新する制御点更新処理部３１、制御点６１の更新された位置に基づいて、衣服オブジェクト３７の画像を生成する画像生成処理部３３、として機能させる。
【選択図】図２
【解決手段】ゲームプログラムは、情報処理装置３を、身体オブジェクト３５が備える複数の関節を結ぶ芯線５１を設定する芯線設定処理部１３、身体オブジェクト３５を覆う衣服オブジェクト３７を変形させるための所定のシミュレーション処理により、衣服オブジェクト３７に設定された複数の制御点６１の目標位置をそれぞれ計算する目標位置計算処理部１９、目標位置を、芯線５１を含み且つ制御点６１の初期位置と芯線５１上の最近接点６５とを結ぶ法線６３に垂直な平面６７よりも初期位置側の領域に拘束する第１目標位置拘束処理部２１、複数の制御点６１の位置を、拘束された目標位置に近づくようにそれぞれ更新する制御点更新処理部３１、制御点６１の更新された位置に基づいて、衣服オブジェクト３７の画像を生成する画像生成処理部３３、として機能させる。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
情報処理装置を、
第１オブジェクトが備える複数の関節を結ぶ芯線を設定する芯線設定処理部、
前記第１オブジェクトに付随する第２オブジェクトを変形させるための所定のシミュレーション処理により、前記第２オブジェクトに設定された複数の制御点の目標位置をそれぞれ計算する目標位置計算処理部、
前記目標位置を、前記芯線を含み且つ予め設定された前記制御点の初期位置と前記芯線上の最近接点とを結ぶ法線に垂直な平面よりも前記初期位置側の領域に拘束する第１目標位置拘束処理部、
前記複数の制御点の位置を、拘束された前記目標位置に近づくようにそれぞれ更新する制御点更新処理部、
前記制御点の更新された位置に基づいて、前記第２オブジェクトの画像を生成する画像生成処理部、
として機能させるための画像生成プログラム。
第１オブジェクトが備える複数の関節を結ぶ芯線を設定する芯線設定処理部、
前記第１オブジェクトに付随する第２オブジェクトを変形させるための所定のシミュレーション処理により、前記第２オブジェクトに設定された複数の制御点の目標位置をそれぞれ計算する目標位置計算処理部、
前記目標位置を、前記芯線を含み且つ予め設定された前記制御点の初期位置と前記芯線上の最近接点とを結ぶ法線に垂直な平面よりも前記初期位置側の領域に拘束する第１目標位置拘束処理部、
前記複数の制御点の位置を、拘束された前記目標位置に近づくようにそれぞれ更新する制御点更新処理部、
前記制御点の更新された位置に基づいて、前記第２オブジェクトの画像を生成する画像生成処理部、
として機能させるための画像生成プログラム。
【請求項2】
前記情報処理装置を、
前記芯線に対し太さを設定する太さ設定処理部、
前記目標位置を、前記芯線の太さの設定により定まる形状の外側の領域に拘束する第２目標位置拘束処理部、
としてさらに機能させるための請求項１に記載の画像生成プログラム。
前記芯線に対し太さを設定する太さ設定処理部、
前記目標位置を、前記芯線の太さの設定により定まる形状の外側の領域に拘束する第２目標位置拘束処理部、
としてさらに機能させるための請求項１に記載の画像生成プログラム。
【請求項3】
前記太さ設定処理部は、
前記芯線の太さを、前記芯線の一方側の端部、中間部、及び他方側の端部、を含む複数個所で個別に設定する、
請求項２に記載の画像生成プログラム。
前記芯線の太さを、前記芯線の一方側の端部、中間部、及び他方側の端部、を含む複数個所で個別に設定する、
請求項２に記載の画像生成プログラム。
【請求項4】
前記情報処理装置を、
前記目標位置と前記芯線との距離が、前記初期位置と前記芯線との距離に基づいて設定された所定の上限値を超えないように、前記目標位置を拘束する第３目標位置拘束処理部、
としてさらに機能させるための請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像生成プログラム。
前記目標位置と前記芯線との距離が、前記初期位置と前記芯線との距離に基づいて設定された所定の上限値を超えないように、前記目標位置を拘束する第３目標位置拘束処理部、
としてさらに機能させるための請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像生成プログラム。
【請求項5】
前記情報処理装置を、
同一の前記芯線周りの周方向に隣接する２つの前記制御点の前記目標位置間の距離が、前記２つの制御点の前記初期位置間の距離に基づいて設定された所定の上限値を超えないように、前記目標位置を拘束する第４目標位置拘束処理部、
としてさらに機能させるための請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像生成プログラム。
同一の前記芯線周りの周方向に隣接する２つの前記制御点の前記目標位置間の距離が、前記２つの制御点の前記初期位置間の距離に基づいて設定された所定の上限値を超えないように、前記目標位置を拘束する第４目標位置拘束処理部、
としてさらに機能させるための請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像生成プログラム。
【請求項6】
前記情報処理装置を、
前記目標位置と前記初期位置との前記芯線に沿った方向の距離が所定の上限値を超えないように、前記目標位置を拘束する第５目標位置拘束処理部、
としてさらに機能させるための請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像生成プログラム。
前記目標位置と前記初期位置との前記芯線に沿った方向の距離が所定の上限値を超えないように、前記目標位置を拘束する第５目標位置拘束処理部、
としてさらに機能させるための請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像生成プログラム。
【請求項7】
前記情報処理装置を、
前記関節の位置と前記芯線の端部とのオフセット距離を設定するオフセット設定処理部、
としてさらに機能させ、
前記芯線設定処理部は、
前記関節の位置から前記オフセット距離だけオフセットした位置に基づいて前記芯線を設定する、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像生成プログラム。
前記関節の位置と前記芯線の端部とのオフセット距離を設定するオフセット設定処理部、
としてさらに機能させ、
前記芯線設定処理部は、
前記関節の位置から前記オフセット距離だけオフセットした位置に基づいて前記芯線を設定する、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像生成プログラム。
【請求項8】
情報処理装置を、
第１オブジェクトが備える関節の曲げ角度を算出する角度算出処理部、
前記第１オブジェクトに付随する第２オブジェクトを変形させるための所定のシミュレーション処理により、前記第２オブジェクトに設定された複数の制御点の第１目標位置をそれぞれ計算する第１目標位置計算処理部、
前記複数の制御点の各々に対して設定された、関連付けされた少なくとも１つの基準点及び当該基準点ごとの関連度合いを含むウェイト情報に基づいて、前記複数の制御点の第２目標位置をそれぞれ計算する第２目標位置計算処理部、
前記複数の制御点に対し、前記第２目標位置からの移動の自由度を前記曲げ角度に基づいて可変に設定する自由度設定処理部、
設定された前記自由度に基づいて、前記複数の制御点の位置を前記第１目標位置に近づくようにそれぞれ更新する制御点更新処理部、
前記制御点の更新された位置に基づいて、前記第２オブジェクトの画像を生成する画像生成処理部、
として機能させるための画像生成プログラム。
第１オブジェクトが備える関節の曲げ角度を算出する角度算出処理部、
前記第１オブジェクトに付随する第２オブジェクトを変形させるための所定のシミュレーション処理により、前記第２オブジェクトに設定された複数の制御点の第１目標位置をそれぞれ計算する第１目標位置計算処理部、
前記複数の制御点の各々に対して設定された、関連付けされた少なくとも１つの基準点及び当該基準点ごとの関連度合いを含むウェイト情報に基づいて、前記複数の制御点の第２目標位置をそれぞれ計算する第２目標位置計算処理部、
前記複数の制御点に対し、前記第２目標位置からの移動の自由度を前記曲げ角度に基づいて可変に設定する自由度設定処理部、
設定された前記自由度に基づいて、前記複数の制御点の位置を前記第１目標位置に近づくようにそれぞれ更新する制御点更新処理部、
前記制御点の更新された位置に基づいて、前記第２オブジェクトの画像を生成する画像生成処理部、
として機能させるための画像生成プログラム。
【請求項9】
前記情報処理装置を、
前記複数の制御点のうち、前記曲げ角度に基づいて前記第２目標位置からの移動の自由度が変更される対象となる前記制御点の領域を、前記関節近傍の所定の領域に設定する領域設定処理部、
としてさらに機能させるための請求項８に記載の画像生成プログラム。
前記複数の制御点のうち、前記曲げ角度に基づいて前記第２目標位置からの移動の自由度が変更される対象となる前記制御点の領域を、前記関節近傍の所定の領域に設定する領域設定処理部、
としてさらに機能させるための請求項８に記載の画像生成プログラム。
【請求項10】
情報処理装置を、
前記第１オブジェクトが備える複数の前記関節を結ぶ芯線を設定する芯線設定処理部、
としてさらに機能させ、
前記角度算出処理部は、
１つの前記関節を共有する２つの隣接する前記芯線の相対角度に基づいて前記曲げ角度を算出し、
前記自由度設定処理部は、
前記複数の制御点に対し、前記第２目標位置からの移動量の制限値を設定する制限値設定処理部と、
前記複数の制御点の各々に対し、前記移動量の制限値を適用する割合を個別に設定する割合設定処理部と、
前記割合を前記曲げ角度に基づいて変更する割合変更処理部と、を有し、
前記制御点更新処理部は、
前記割合が適用された前記第２目標位置からの移動量の制限値の範囲内で、前記複数の制御点の位置を前記第１目標位置に近づくようにそれぞれ更新する、
請求項９に記載の画像生成プログラム。
前記第１オブジェクトが備える複数の前記関節を結ぶ芯線を設定する芯線設定処理部、
としてさらに機能させ、
前記角度算出処理部は、
１つの前記関節を共有する２つの隣接する前記芯線の相対角度に基づいて前記曲げ角度を算出し、
前記自由度設定処理部は、
前記複数の制御点に対し、前記第２目標位置からの移動量の制限値を設定する制限値設定処理部と、
前記複数の制御点の各々に対し、前記移動量の制限値を適用する割合を個別に設定する割合設定処理部と、
前記割合を前記曲げ角度に基づいて変更する割合変更処理部と、を有し、
前記制御点更新処理部は、
前記割合が適用された前記第２目標位置からの移動量の制限値の範囲内で、前記複数の制御点の位置を前記第１目標位置に近づくようにそれぞれ更新する、
請求項９に記載の画像生成プログラム。
【請求項11】
前記割合変更処理部は、
前記割合の変更の度合いを、前記所定の領域における前記関節とは反対側の端部から前記関節側の端部に向けて、徐々に大きくなるように設定する、
請求項１０に記載の画像生成プログラム。
前記割合の変更の度合いを、前記所定の領域における前記関節とは反対側の端部から前記関節側の端部に向けて、徐々に大きくなるように設定する、
請求項１０に記載の画像生成プログラム。
【請求項12】
前記画像生成プログラムはゲームプログラムである、
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の画像生成プログラム。
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の画像生成プログラム。
【請求項13】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の画像生成プログラムを記録した、情報処理装置が読み取り可能な記録媒体。
【請求項14】
情報処理装置によって実行される画像生成方法であって、
第１オブジェクトが備える複数の関節を結ぶ芯線を設定するステップと、
前記第１オブジェクトに付随する第２オブジェクトを変形させるための所定のシミュレーション処理により、前記第２オブジェクトに設定された複数の制御点の目標位置をそれぞれ計算するステップと、
前記目標位置を、前記芯線を含み且つ予め設定された前記制御点の初期位置と前記芯線上の最近接点とを結ぶ法線に垂直な平面よりも前記初期位置側の領域に拘束するステップと、
前記複数の制御点の位置を、拘束された前記目標位置に近づくようにそれぞれ更新するステップと、
前記制御点の更新された位置に基づいて、前記第２オブジェクトの画像を生成するステップと、
を有する、画像生成方法。
第１オブジェクトが備える複数の関節を結ぶ芯線を設定するステップと、
前記第１オブジェクトに付随する第２オブジェクトを変形させるための所定のシミュレーション処理により、前記第２オブジェクトに設定された複数の制御点の目標位置をそれぞれ計算するステップと、
前記目標位置を、前記芯線を含み且つ予め設定された前記制御点の初期位置と前記芯線上の最近接点とを結ぶ法線に垂直な平面よりも前記初期位置側の領域に拘束するステップと、
前記複数の制御点の位置を、拘束された前記目標位置に近づくようにそれぞれ更新するステップと、
前記制御点の更新された位置に基づいて、前記第２オブジェクトの画像を生成するステップと、
を有する、画像生成方法。
【請求項15】
情報処理装置によって実行される画像生成方法であって、
第１オブジェクトが備える関節の曲げ角度を算出するステップと、
前記第１オブジェクトに付随する第２オブジェクトを変形させるための所定のシミュレーション処理により、前記第２オブジェクトに設定された複数の制御点の第１目標位置をそれぞれ計算するステップと、
前記複数の制御点の各々に対して設定された、関連付けされた少なくとも１つの基準点及び当該基準点ごとの関連度合いを含むウェイト情報に基づいて、前記複数の制御点の第２目標位置をそれぞれ計算するステップと、
前記複数の制御点に対し、前記第２目標位置からの移動の自由度を前記曲げ角度に基づいて可変に設定するステップと、
設定された前記自由度に基づいて、前記複数の制御点の位置を前記第１目標位置に近づくようにそれぞれ更新するステップと、
前記制御点の更新された位置に基づいて、前記第２オブジェクトの画像を生成するステップと、
を有する、画像生成方法。
第１オブジェクトが備える関節の曲げ角度を算出するステップと、
前記第１オブジェクトに付随する第２オブジェクトを変形させるための所定のシミュレーション処理により、前記第２オブジェクトに設定された複数の制御点の第１目標位置をそれぞれ計算するステップと、
前記複数の制御点の各々に対して設定された、関連付けされた少なくとも１つの基準点及び当該基準点ごとの関連度合いを含むウェイト情報に基づいて、前記複数の制御点の第２目標位置をそれぞれ計算するステップと、
前記複数の制御点に対し、前記第２目標位置からの移動の自由度を前記曲げ角度に基づいて可変に設定するステップと、
設定された前記自由度に基づいて、前記複数の制御点の位置を前記第１目標位置に近づくようにそれぞれ更新するステップと、
前記制御点の更新された位置に基づいて、前記第２オブジェクトの画像を生成するステップと、
を有する、画像生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、画像生成プログラム、記録媒体、及び画像生成方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、バネモデルを使用して変形可能な物体をシミュレートする方法が知られている。例えば特許文献１には、布、衣服、毛髪等の柔軟な物体を複数の四角形ポリゴンで構成し、その頂点を仮想的な質点として、隣り合う質点の間を仮想的なバネで連結したモデルにより、その形状を求める布シミュレーション技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００５－９９９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記布シミュレーション技術等を用いて、例えばキャラクタの身体が纏っている衣服を表現する場合、身体と衣服との間で衝突判定処理（いわゆるコリジョン）を実行することが考えられる。その場合、計算負荷の時間的制約から衝突判定処理に十分な時間がかけられず、身体が衣服を突き抜ける現象が発生する場合がある、という課題があった。
【0005】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、キャラクタの身体が衣服を突き抜ける現象の発生を抑制することが可能な画像生成プログラム、記録媒体、及び画像生成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために、本発明の画像生成プログラムは、情報処理装置を、第１オブジェクトが備える複数の関節を結ぶ芯線を設定する芯線設定処理部、前記第１オブジェクトに付随する第２オブジェクトを変形させるための所定のシミュレーション処理により、前記第２オブジェクトに設定された複数の制御点の目標位置をそれぞれ計算する目標位置計算処理部、前記目標位置を、前記芯線を含み且つ予め設定された前記制御点の初期位置と前記芯線上の最近接点とを結ぶ法線に垂直な平面よりも前記初期位置側の領域に拘束する第１目標位置拘束処理部、前記複数の制御点の位置を、拘束された前記目標位置に近づくようにそれぞれ更新する制御点更新処理部、前記制御点の更新された位置に基づいて、前記第２オブジェクトの画像を生成する画像生成処理部、として機能させる。
【0007】
上記目的を達成するために、本発明の画像生成プログラムは、情報処理装置を、第１オブジェクトが備える関節の曲げ角度を算出する角度算出処理部、前記第１オブジェクトに付随する第２オブジェクトを変形させるための所定のシミュレーション処理により、前記第２オブジェクトに設定された複数の制御点の第１目標位置をそれぞれ計算する第１目標位置計算処理部、前記複数の制御点の各々に対して設定された、関連付けされた少なくとも１つの基準点及び当該基準点ごとの関連度合いを含むウェイト情報に基づいて、前記複数の制御点の第２目標位置をそれぞれ計算する第２目標位置計算処理部、前記複数の制御点に対し、前記第２目標位置からの移動の自由度を前記曲げ角度に基づいて可変に設定する自由度設定処理部、設定された前記自由度に基づいて、前記複数の制御点の位置を前記第１目標位置に近づくようにそれぞれ更新する制御点更新処理部、前記制御点の更新された位置に基づいて、前記第２オブジェクトの画像を生成する画像生成処理部、として機能させる。
【0008】
上記目的を達成するために、本発明の記録媒体は、上記画像生成プログラムを記録した、情報処理装置が読み取り可能な記録媒体である。
【0009】
上記目的を達成するために、本発明の画像生成方法は、情報処理装置によって実行される画像生成方法であって、第１オブジェクトが備える複数の関節を結ぶ芯線を設定するステップと、前記第１オブジェクトに付随する第２オブジェクトを変形させるための所定のシミュレーション処理により、前記第２オブジェクトに設定された複数の制御点の目標位置をそれぞれ計算するステップと、前記目標位置を、前記芯線を含み且つ予め設定された前記制御点の初期位置と前記芯線上の最近接点とを結ぶ法線に垂直な平面よりも前記初期位置側の領域に拘束するステップと、前記複数の制御点の位置を、拘束された前記目標位置に近づくようにそれぞれ更新するステップと、前記制御点の更新された位置に基づいて、前記第２オブジェクトの画像を生成するステップと、を有する。
【0010】
上記目的を達成するために、本発明の画像生成方法は、情報処理装置によって実行される画像生成方法であって、第１オブジェクトが備える関節の曲げ角度を算出するステップと、前記第１オブジェクトに付随する第２オブジェクトを変形させるための所定のシミュレーション処理により、前記第２オブジェクトに設定された複数の制御点の第１目標位置をそれぞれ計算するステップと、前記複数の制御点の各々に対して設定された、関連付けされた少なくとも１つの基準点及び当該基準点ごとの関連度合いを含むウェイト情報に基づいて、前記複数の制御点の第２目標位置をそれぞれ計算するステップと、前記複数の制御点に対し、前記第２目標位置からの移動の自由度を前記曲げ角度に基づいて可変に設定するステップと、設定された前記自由度に基づいて、前記複数の制御点の位置を前記第１目標位置に近づくようにそれぞれ更新するステップと、前記制御点の更新された位置に基づいて、前記第２オブジェクトの画像を生成するステップと、を有する。
【発明の効果】
【0011】
本発明の画像生成プログラム等によれば、キャラクタの身体が衣服を突き抜ける現象の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】第１実施形態及び第２実施形態に共通するゲームシステムの全体構成の一例を表すシステム構成図である。
【図2】第１実施形態に係る情報処理装置の機能的構成の一例を表すブロック図である。
【図3】芯線設定処理部により設定される芯線の一例を表す図である。
【図4】太さ設定処理部により設定される芯線の太さの一例を表す図である。
【図5】オフセット設定処理部により設定されるオフセットの一例を表す図である。
【図6】正方形の布を模した三次元対象物を形成する複数の四角形の一例を表す図、及び、三次元対象物の描画に必要な計算を行う場合に想定される力学モデルの一例を表す図である。
【図7】第１目標位置拘束処理部により実行される拘束処理の一例を説明するための図である。
【図8】第１目標位置拘束処理部により実行される拘束処理の一例を説明するための図である。
【図9】第２目標位置拘束処理部により実行される拘束処理の一例を説明するための図である。
【図10】第２目標位置拘束処理部により実行される拘束処理の一例を説明するための図である。
【図11】第３目標位置拘束処理部により実行される拘束処理の一例を説明するための図である。
【図12】第４目標位置拘束処理部により実行される拘束処理の一例を説明するための図である。
【図13】第５目標位置拘束処理部により実行される拘束処理の一例を説明するための図である。
【図14】第１実施形態に係る情報処理装置によって実行される処理手順の一例を表すフローチャートである。
【図15】第２実施形態に係る情報処理装置の機能的構成の一例を表すブロック図である。
【図16】角度算出処理部による曲げ角度の算出処理の一例を説明するための図である。
【図17】衣服オブジェクト設定された制御点、及び、身体オブジェクトに設定された基準点の一例を表す図である。
【図18】第２目標位置計算処理部により計算されたスキニング位置の一例を説明するための図である。
【図19】領域設定処理部により設定される制御点の変更領域の一例を表す図である。
【図20】制限値の適用割合の分布形状の一例を表す図である。
【図21】割合変更処理部により実行される制限値の適用割合の変更内容の具体例を表す図である。
【図22】割合変更処理部により変更された制限値の適用割合の分布形状の一例を表す図である。
【図23】第２実施形態に係る情報処理装置によって実行される処理手順の一例を表すフローチャートである。
【図24】情報処理装置のハードウェア構成の一例を表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下に説明する各実施形態では、本発明をゲームに適用する場合、すなわち本発明の画像生成プログラム及び画像生成方法が情報処理装置によって実行されることによりゲームが提供される場合について説明するが、適用対象をゲームに限定するものではない。
【0014】
＜０．ゲームシステムの全体構成＞
図１を用いて、各実施形態に共通するゲームシステム１の全体構成の一例について説明する。図１に示すように、ゲームシステム１は、情報処理装置３と、ゲームコントローラ５と、表示装置７とを有する。ゲームコントローラ５及び表示装置７は、情報処理装置３と有線又は無線により通信可能に接続されている。
図１を用いて、各実施形態に共通するゲームシステム１の全体構成の一例について説明する。図１に示すように、ゲームシステム１は、情報処理装置３と、ゲームコントローラ５と、表示装置７とを有する。ゲームコントローラ５及び表示装置７は、情報処理装置３と有線又は無線により通信可能に接続されている。
【0015】
情報処理装置３は、例えば据え置き型のゲーム機である。但しこれに限定されるものではなく、例えば入力部や表示部等を一体に備えた携帯型のゲーム機でもよい。また、ゲーム機以外にも、例えば、サーバコンピュータ、デスクトップ型コンピュータ、ノート型コンピュータ、タブレット型コンピュータ等のように、コンピュータとして製造、販売等されているものや、スマートフォン、携帯電話、ファブレット等のように、電話機として製造、販売等されているものでもよい。
【0016】
プレイヤは、ゲームコントローラ５を用いて各種の操作入力を行う。図１に示す例では、ゲームコントローラ５は、例えば十字キー９、複数のボタン１０、ジョイスティック１１、タッチパッド１２等を有する。
【0017】
＜１．第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態について説明する。第１実施形態は、キャラクタの身体オブジェクトが着用する衣服オブジェクトの制御点に対し、各種の拘束処理を行うことによって、身体オブジェクトが衣服オブジェクトを突き抜ける現象の発生を抑制するものである。
まず、本発明の第１実施形態について説明する。第１実施形態は、キャラクタの身体オブジェクトが着用する衣服オブジェクトの制御点に対し、各種の拘束処理を行うことによって、身体オブジェクトが衣服オブジェクトを突き抜ける現象の発生を抑制するものである。
【0018】
【0019】
図２に示すように、情報処理装置３は、芯線設定処理部１３と、太さ設定処理部１５と、オフセット設定処理部１７と、目標位置計算処理部１９と、第１目標位置拘束処理部２１と、第２目標位置拘束処理部２３と、第３目標位置拘束処理部２５と、第４目標位置拘束処理部２７と、第５目標位置拘束処理部２９と、制御点更新処理部３１と、画像生成処理部３３とを有する。
【0020】
芯線設定処理部１３は、身体オブジェクト（第１オブジェクトの一例）が備える複数の関節を結ぶ芯線を設定する。また芯線設定処理部１３は、各芯線に例えば３次元直交座標系であるローカル座標系を設定する。
【0021】
図３に、芯線設定処理部１３により設定される芯線の一例を示す。図３に示すように、キャラクタの身体オブジェクト３５が衣服オブジェクト３７を着用している。キャラクタは、プレイヤによるゲームコントローラ５の操作に応じて各種の動作を行う。身体オブジェクト３５は、肩関節３９Ｌ，３９Ｒと、肘関節４１Ｌ，４１Ｒと、手首関節４３Ｌ，４３Ｒと、股関節４５Ｌ，４５Ｒと、膝関節４７Ｌ，４７Ｒと、足首関節４９Ｌ，４９Ｒとを有する。図３に示す例では、肩関節３９Ｌと肘関節４１Ｌとを結ぶ芯線５１Ａと、肘関節４１Ｌと手首関節４３Ｌとを結ぶ芯線５１Ｂと、肩関節３９Ｒと肘関節４１Ｒとを結ぶ芯線５１Ｃと、肘関節４１Ｒと手首関節４３Ｒとを結ぶ芯線５１Ｄと、股関節４５Ｌと膝関節４７Ｌとを結ぶ芯線５１Ｅと、膝関節４７Ｌと足首関節４９Ｌとを結ぶ芯線５１Ｆと、股関節４５Ｒと膝関節４７Ｒとを結ぶ芯線５１Ｇと、膝関節４７Ｒと足首関節４９Ｒとを結ぶ芯線５１Ｈとが、身体オブジェクト３５の内側に設定されている。なお、後述するオフセット距離が設定された場合には、芯線５１が身体オブジェクト３５の外側に設定される場合もある。また、図３に示す例では各芯線５１Ａ～５１Ｈが両端の関節を直線状に結ぶように設定されているが、例えば身体オブジェクト３５の形状に合わせた形状に設定されてもよい。
【0022】
芯線５１Ａ～５１Ｈの各々には、例えば芯線の始端から終端に向かう方向（図３中矢印方向）をＸ軸方向とし、Ｘ軸方向に垂直且つ互いに直交する２つの方向をＹ軸方向及びＺ軸方向とする、３次元直交座標系であるローカル座標系が設定される（後述の図７、図９等参照）。
【0023】
芯線５１Ａと芯線５１Ｂは肘関節４１Ｌを共有しており、芯線ライン５３を構成する。例えば芯線５１Ａを親、芯線５１Ｂを子というように、芯線５１Ａと芯線５１Ｂとの間で親子関係を設定してもよい。芯線ライン５３は、衣服オブジェクト３７が有する筒状の袖部３７ａの内側を貫通する。袖部３７ａは、芯線ライン５３の周囲（芯線周りの周方向の周囲）を覆う。
【0024】
芯線５１Ｃと芯線５１Ｄは肘関節４１Ｒを共有しており、芯線ライン５５を構成する。例えば芯線５１Ｃを親、芯線５１Ｄを子というように、芯線５１Ｃと芯線５１Ｄとの間で親子関係を設定してもよい。芯線ライン５５は、衣服オブジェクト３７が有する筒状の袖部３７ｂの内側を貫通する。袖部３７ｂは、芯線ライン５５の周囲（芯線周りの周方向の周囲）を覆う。
【0025】
芯線５１Ｅと芯線５１Ｆは膝関節４７Ｌを共有しており、芯線ライン５７を構成する。例えば芯線５１Ｅを親、芯線５１Ｆを子というように、芯線５１Ｅと芯線５１Ｆとの間で親子関係を設定してもよい。また芯線５１Ｇと芯線５１Ｈは膝関節４７Ｒを共有しており、芯線ライン５９を構成する。例えば芯線５１Ｇを親、芯線５１Ｈを子というように、芯線５１Ｇと芯線５１Ｈとの間で親子関係を設定してもよい。２本の芯線ライン５７，５９は、衣服オブジェクト３７が有する筒状の裾部３７ｃの内側を貫通する。裾部３７ｃは、芯線ライン５７，５９の周囲（芯線周りの周方向の周囲）を覆う。
【0026】
なお、本明細書では説明の便宜上、芯線５１Ａ～５１Ｈの各々を区別しない場合には単に「芯線５１」と記載する。
【0027】
図２に戻り、太さ設定処理部１５は、芯線５１に対し太さを設定する。具体的には、太さ設定処理部１５は、芯線５１の太さを芯線５１の一方側の端部、中間部、及び他方側の端部を含む複数個所で個別に設定する。
【0028】
図４に、太さ設定処理部１５により設定される芯線５１の太さの一例を示す。図４に示す例では、芯線５１の太さは、始端位置５１ｓ、中間位置５１ｍ、終端位置５１ｅの３か所において任意の値に設定される。例えば、始端位置５１ｓの半径をｒａｄｉｕｓＳｔ、中間位置５１ｍの半径をｒａｄｉｕｓＭｄ、終端位置５１ｅの半径をｒａｄｉｕｓＥｄとして、各パラメータが設定される。また、中間位置５１ｍの芯線方向の位置は、芯線５１の全長の範囲で任意の位置（例えば芯線５１の全長を１とした場合に０～１の割合値）に設定される。例えば、始端位置５１ｓからの距離をｒａｄｉｕｓＴとしてパラメータが設定される。上記太さの設定により、芯線５１を中心とするシリンダ状の形状６９が仮想的に設定される。なお、上記では中間位置を１箇所のみ設定可能としたが、中間位置を複数個所で設定可能としてもよい。
【0029】
図２に戻り、オフセット設定処理部１７は、関節の位置と芯線５１の端部とのオフセット距離を設定する。オフセット設定処理部１７によりオフセット距離が設定された場合、前述の芯線設定処理部１３は、関節の位置からオフセット距離だけオフセットした位置に基づいて芯線５１を設定する。なお、オフセット距離は必ずしも設定されなくてもよい。
【0030】
図５に、オフセット設定処理部１７により設定されるオフセットの一例を示す。なお、図５では説明の便宜上、衣服オブジェクト３７の裾部３７ｃの下部を破断させて内部を示している。また、衣服オブジェクト３７に設定された複数の制御点６１を併せて示す。制御点６１は、衣服オブジェクト３７の動きや変形を表現するために制御上使用される点である。図５に示す例では、キャラクタの左足に設定される芯線５１Ｆの始端位置（上端部）が左足の膝関節４７Ｌから後方向に所定のオフセット距離（図５ではｏｆｆｓｅｔＤと表記）だけオフセットされている。オフセット距離はパラメータとして任意の値に設定可能である。これにより、衣服オブジェクト３７の裾部３７ｃの形状を、例えば身体オブジェクト３５の脹脛３５ａの膨らみを十分に覆う形状に調節することができる。
【0031】
なお、図示は省略するが、キャラクタの右足の芯線５１Ｈについても上記と同様に右足の膝関節４７Ｒから後方向に所定のオフセット距離が設定されてもよい。また、膝関節４７Ｌ，４７Ｒ以外の関節において芯線５１の端部をオフセットさせてもよい。これにより、衣服オブジェクト３７の形状をキャラクタの身体形状に合致した形状に調節することが可能となる。
【0032】
図２に戻り、目標位置計算処理部１９は、身体オブジェクト３５を覆う衣服オブジェクト３７（第１オブジェクトに付随する第２オブジェクトの一例）を変形させるための所定のシミュレーション処理により、衣服オブジェクト３７に設定された複数の制御点の目標位置をそれぞれ計算する。
【0033】
「所定のシミュレーション処理」とは、衣服オブジェクト３７の変形をシミュレート可能な処理であれば特に限定されるものではないが、例えば布のオブジェクトの変形をシミュレート可能ないわゆる布（クロス）シミュレーション処理が好適である。具体的には、例えば弾性バネモデルにより力学的な計算を行うシミュレーション処理を用いてもよい。図６（ａ）は、例えば正方形の布を模した三次元対象物を形成する複数の四角形の一例を表す説明図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示した三次元対象物の描画に必要な計算を行う場合に想定される力学モデルの一例を表す説明図である。
【0034】
図６（ａ）に示す三次元対象物の描画に要する計算を行う場合には、図６（ｂ）に示すように各四角形の頂点を質点とし、隣接する質点間をバネで接続し、これらのバネにより各質点が隣接する質点（布の端部の質点では隣接する２又は３の質点）から力を受けるバネモデルを想定する。このバネモデルにより、例えば布の端部を引っ張るという動きを描画する場合に、布の端部に相当する質点にかかる力、またその質点に隣接する質点にかかる力、さらにその質点に隣接する質点にかかる力を計算することが可能となり、布を模した三次元対象物の形状の変化を計算により求めることが可能となる。
【0035】
また、布シミュレーション処理として例えば位置ベースの物理シミュレーション処理（ＰＢＤ：Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｂａｓｅｄ Ｄｙｎａｍｉｃｓ。論文「Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｂａｓｅｄ Ｄｙｎａｍｉｃｓ」、http://matthias-mueller-fischer.ch/publications/posBasedDyn.pdf）を用いてもよい。ＰＢＤは、速度情報を持たずに現在位置、前状態の位置、そしてフレーム更新時間Δｔ（例えば６０ｆｐｓの場合には１６．６７ｍｓ）で物理計算をしていく手法である。
【0036】
なお、上記のシミュレーション処理以外にも、布のような動きをシミュレート可能な手法であれば、様々なシミュレーション処理を採用することができる。なお、本明細書では説明の便宜上、目標位置計算処理部１９により実行される所定のシミュレーション処理を「布シミュレーション」と、目標位置計算処理部１９により計算される目標位置を「布シミュレーションによる目標位置」ともいう。
【0037】
図２に戻り、第１目標位置拘束処理部２１は、上述の目標位置計算処理部１９により計算された制御点６１の目標位置を、芯線５１を含み且つ予め設定された制御点６１の初期位置と芯線上の最近接点とを結ぶ法線に垂直な平面よりも初期位置側の領域に拘束する。「制御点６１の初期位置」は、例えば衣服オブジェクト３７を身に纏ったキャラクタが所定の姿勢（初期ポーズ）をとった状態で設定された、衣服オブジェクト３７の各制御点６１のローカル座標系における位置である。各制御点６１の初期位置は、衣服オブジェクト３７が身体オブジェクト３５に対して干渉しないように設定されている。各制御点６１は、上記初期位置の情報と、どの芯線５１に属するか（２以上の芯線に属してもよい）を表す情報とを有する。１つの制御点６１が２以上の芯線に属する場合には、各芯線ごとの関連度合いを表す重み量（ウェイト情報）が含まれてもよい。また「最近接点」とは、芯線５１上において処理対象となる制御点６１の初期位置に最も近い位置に存在する点である。
【0038】
図７及び図８に、第１目標位置拘束処理部２１により実行される拘束処理の一例を示す。なお、図８は図７をＸ軸正の方向側から見た図である。図７及び図８に示すように、処理対象の制御点６１の初期位置を通り芯線５１に垂直な法線６３が設定される。当該法線６３と芯線５１との交点が最近接点６５となる。次に、法線６３に垂直な平面であって芯線５１を含む平面６７が設定される。そして、処理対象の制御点６１の目標位置は、平面６７よりも初期位置とは反対側の領域に到達しないように、平面６７よりも初期位置側の領域に位置するように拘束（制限）される。言い換えると、制御点６１の目標位置は、最近接点６５に対する初期位置の向きと反対方向に行かないように（初期位置の向きから９０°を超えないように）拘束される。仮に、制御点６１が平面６７に対する初期位置側の領域とは反対側の領域に進入すると、身体オブジェクト３５が衣服オブジェクト３７を突き抜ける現象が発生する可能性が高くなる。したがって、上記拘束処理を行うことにより、身体オブジェクト３５が衣服オブジェクト３７を突き抜ける現象の発生を抑制できる。
【0039】
図２に戻り、第２目標位置拘束処理部２３は、前述の目標位置計算処理部１９により計算された制御点６１の目標位置を、前述の太さ設定処理部１５により設定された芯線５１の太さにより定まる形状６９の外側の領域に拘束する。
【0040】
図９及び図１０に、第２目標位置拘束処理部２３により実行される拘束処理の一例を示す。なお、図１０は図９をＸ軸正の方向側から見た図である。図９及び図１０に示すように、処理対象の制御点６１の目標位置は、前述の太さ設定処理部１５により設定された芯線５１の太さにより定まる形状６９の外側の領域に拘束（制限）される。その結果、制御点６１は太さ設定により定まる形状６９の内側の領域に入らないように移動を制限される。つまり、形状６９は衝突判定オブジェクト（いわゆるコリジョン）として機能する。これにより、芯線５１の太さを身体オブジェクト３５の形状に応じて設定することで、身体オブジェクト３５が衣服オブジェクト３７を突き抜ける現象の発生をさらに抑制できる。
【0041】
図２に戻り、第３目標位置拘束処理部２５は、前述の目標位置計算処理部１９により計算された制御点６１の目標位置と芯線５１との距離が、初期位置と芯線５１との距離に基づいて設定された所定の上限値を超えないように、目標位置を拘束する。
【0042】
図１１に、第３目標位置拘束処理部２５により実行される拘束処理の一例を示す。図１１に示すように、処理対象の制御点６１の目標位置は、当該目標位置と芯線５１との距離が、制御点６１の初期位置と芯線５１との距離ｄ１に基づいて設定された所定の上限値Ｌｉｍｄ１を超えないように、拘束（制限）される。上限値Ｌｉｍｄ１は、例えば初期位置と芯線５１との距離ｄ１に所定の係数を乗じた値として設定されてもよい。上記拘束処理により、制御点６１は芯線５１を中心とする半径Ｌｉｍｄ１の円筒状の形状７１の外側の領域に行かないように移動を制限される。これにより、衣服オブジェクト３７の制御点６１が芯線５１から遠くに行き過ぎないように移動を制限することができる。その結果、衣服オブジェクト３７の身体方向（芯線５１の方向）と直交する方向の変形量が大きくなり過ぎることを防止でき、衣服オブジェクト３７の動きをより自然に表現することができる。
【0043】
図２に戻り、第４目標位置拘束処理部２７は、同一の芯線５１周りの周方向に隣接する２つの制御点６１の目標位置間の距離が、当該２つの制御点６１の初期位置間の距離に基づいて設定された所定の上限値を超えないように、目標位置を拘束する。「芯線５１周りの周方向」とは、芯線５１に沿ったＸ軸を中心とする周方向である。
【0044】
図１２に、第４目標位置拘束処理部２７により実行される拘束処理の一例を示す。図１２に示すように、処理対象の制御点６１の目標位置は、周方向に隣接する制御点６１の目標位置との距離が、処理対象の制御点６１の初期位置と隣接する制御点６１の初期位置との距離ｄ２に基づいて設定された所定の上限値Ｌｉｍｄ２を超えないように、拘束（制限）される。上限値Ｌｉｍｄ２は、例えば距離ｄ２に所定の係数を乗じた値として設定されてもよい。仮に、同一の芯線５１周りの周方向に隣接する２つの制御点６１間の距離が大きくなり過ぎると、当該部位において身体オブジェクト３５が衣服オブジェクト３７を突き抜ける現象が発生し易くなる。このため、上記拘束処理により制御点６１が隣の制御点６１と離れ過ぎないように移動を制限されることで、突き抜け現象の発生を抑制できる。また、衣服オブジェクト３７の身体周りの周囲長の変形量が大きくなり過ぎることを防止でき、衣服オブジェクト３７の動きをより自然に表現することができる。
【0045】
図２に戻り、第５目標位置拘束処理部２９は、前述の目標位置計算処理部１９により計算された目標位置と初期位置との芯線５１に沿った方向の距離が所定の上限値を超えないように、目標位置を拘束する。「芯線５１に沿った方向」とは、芯線５１に沿ったＸ軸方向である。
【0046】
図１３に、第５目標位置拘束処理部２９により実行される拘束処理の一例を示す。図１３に示すように、処理対象の制御点６１の目標位置は、初期位置との芯線５１に沿った方向の距離ｄ３が所定の上限値Ｌｉｍｄ３を超えないように、拘束（制限）される。上限値Ｌｉｍｄ３は、例えばゲームの仕様、場面、演出等を考慮して好適な値に設定される。上記拘束処理により、制御点６１は芯線５１に沿った方向に初期位置から離れ過ぎないように移動を制限される。これにより、衣服オブジェクト３７の身体方向（芯線５１の方向）の変形量が大きくなり過ぎることを防止でき、衣服オブジェクト３７の動きをより自然に表現することができる。
【0047】
図２に戻り、制御点更新処理部３１は、複数の制御点６１の位置を、前述の目標位置計算処理部１９により計算された布シミュレーションによる目標位置であって上述した各拘束処理により拘束された目標位置に近づくようにそれぞれ更新する。すなわち、制御点６１の布シミュレーションによる動きが各拘束処理により拘束された範囲内に制限される。
【0048】
画像生成処理部３３は、上記制御点更新処理部３１により更新された制御点６１の位置に基づいて衣服オブジェクト３７の画像を生成する。また画像生成処理部３３は、身体オブジェクト３５の画像も生成する。詳細な説明は省略するが、身体オブジェクト３５の画像は、所定のモーション処理により身体オブジェクト３５に設定された複数の制御点の目標位置を計算し、各制御点の位置を計算された目標位置に近づくように更新することによって生成される。
【0049】
なお、以上説明した各処理部における処理等は、これらの処理の分担の例に限定されるものではなく、例えば、更に少ない数の処理部（例えば１つの処理部）で処理されてもよく、また、更に細分化された処理部により処理されてもよい。また、上述した各処理部の機能は、後述するＣＰＵ１０１（後述の図２４参照）が実行するゲームプログラムにより実装されるものであるが、例えばその一部がＡＳＩＣやＦＰＧＡ等の専用集積回路、その他の電気回路等の実際の装置により実装されてもよい。
【0050】
（１－２．情報処理装置が実行する処理手順）
次に、図１４を用いて、第１実施形態に係る情報処理装置３によって実行される処理手順の一例について説明する。
次に、図１４を用いて、第１実施形態に係る情報処理装置３によって実行される処理手順の一例について説明する。
【0051】
ステップＳ５では、情報処理装置３は、芯線設定処理部１３により、身体オブジェクト３５に複数の関節を直線状に結ぶ芯線５１を設定する。なお、オフセット距離が設定されている場合には、芯線５１は関節の位置からオフセット距離だけオフセットした位置に基づいて設定される。
【0052】
ステップＳ１０では、情報処理装置３は、太さ設定処理部１５により、上記ステップＳ５で設定された芯線５１に対し太さを設定する。芯線５１の太さは、両端と中間部を含む複数個所（例えば始端位置、中間位置、及び終端位置の３個所）で個別に設定される。
【0053】
ステップＳ１５では、情報処理装置３は、目標位置計算処理部１９により布シミュレーションを実行し、衣服オブジェクト３７に設定された複数の制御点６１の布シミュレーションによる目標位置をそれぞれ計算する。
【0054】
ステップＳ２０では、情報処理装置３は、第１目標位置拘束処理部２１により、上記ステップＳ１５で計算された制御点６１の目標位置を、芯線５１を含む平面６７であって予め設定された制御点６１の初期位置と芯線５１上の最近接点６５とを結ぶ法線６３に垂直な平面６７よりも、初期位置側の領域に拘束する。
【0055】
ステップＳ２５では、情報処理装置３は、第２目標位置拘束処理部２３により、上記ステップＳ１５で計算された制御点６１の目標位置を、上記ステップＳ１０で設定された芯線５１の太さにより定まる形状６９の外側の領域に拘束する。
【0056】
ステップＳ３０では、情報処理装置３は、第３目標位置拘束処理部２５により、上記ステップＳ１５で計算された制御点６１の目標位置と芯線５１との距離が、当該制御点６１の初期位置と芯線５１との距離ｄ１に基づいて設定された所定の上限値Ｌｉｍｄ１を超えないように、目標位置を拘束する。
【0057】
ステップＳ３５では、情報処理装置３は、第４目標位置拘束処理部２７により、同一の芯線５１周りの周方向に隣接する２つの制御点６１の上記ステップＳ１５で計算された目標位置間の距離が、初期位置における２つの制御点６１間の距離ｄ２に基づいて設定された所定の上限値Ｌｉｍｄ２を超えないように、目標位置を拘束する。
【0058】
ステップＳ４０では、情報処理装置３は、第５目標位置拘束処理部２９により、上記ステップＳ１５で計算された目標位置と初期位置との芯線５１に沿った方向の距離ｄ３が所定の上限値Ｌｉｍｄ３を超えないように、目標位置を拘束する。
【0059】
ステップＳ４５では、情報処理装置３は、制御点更新処理部３１により、複数の制御点６１の位置を、上記ステップＳ１５で計算された布シミュレーションによる目標位置であって、上述したステップＳ２０～ステップＳ４０の各拘束処理により拘束された目標位置に近づくようにそれぞれ更新する。
【0060】
ステップＳ５０では、情報処理装置３は、画像生成処理部３３により、上記ステップＳ４５で更新された制御点６１の位置に基づいて衣服オブジェクト３７の画像を生成する。また画像生成処理部３３は、身体オブジェクト３５の画像も生成する。以上により、本フローチャートを終了する。
【0061】
なお、上述した処理手順は一例であって、上記手順の少なくとも一部を削除又は変更してもよいし、上記以外の手順を追加してもよい。また、上記手順の少なくとも一部の順番を変更してもよいし、複数の手順が単一の手順にまとめられてもよい。
【0062】
（１－３．第１実施形態の効果）
以上説明したように、第１実施形態のゲームプログラムは、情報処理装置３を、身体オブジェクト３５が備える複数の関節を結ぶ芯線５１を設定する芯線設定処理部１３、身体オブジェクト３５を覆う衣服オブジェクト３７を変形させるための所定のシミュレーション処理により、衣服オブジェクト３７に設定された複数の制御点６１の目標位置をそれぞれ計算する目標位置計算処理部１９、目標位置を、芯線５１を含み且つ予め設定された制御点６１の初期位置と芯線５１上の最近接点６５とを結ぶ法線６３に垂直な平面６７よりも初期位置側の領域に拘束する第１目標位置拘束処理部２１、複数の制御点６１の位置を、拘束された目標位置に近づくようにそれぞれ更新する制御点更新処理部３１、制御点６１の更新された位置に基づいて、衣服オブジェクト３７の画像を生成する画像生成処理部３３、として機能させる。
以上説明したように、第１実施形態のゲームプログラムは、情報処理装置３を、身体オブジェクト３５が備える複数の関節を結ぶ芯線５１を設定する芯線設定処理部１３、身体オブジェクト３５を覆う衣服オブジェクト３７を変形させるための所定のシミュレーション処理により、衣服オブジェクト３７に設定された複数の制御点６１の目標位置をそれぞれ計算する目標位置計算処理部１９、目標位置を、芯線５１を含み且つ予め設定された制御点６１の初期位置と芯線５１上の最近接点６５とを結ぶ法線６３に垂直な平面６７よりも初期位置側の領域に拘束する第１目標位置拘束処理部２１、複数の制御点６１の位置を、拘束された目標位置に近づくようにそれぞれ更新する制御点更新処理部３１、制御点６１の更新された位置に基づいて、衣服オブジェクト３７の画像を生成する画像生成処理部３３、として機能させる。
【0063】
本実施形態では、身体オブジェクト３５が備える複数の関節を結ぶ芯線５１を設定し、所定のシミュレーション処理により計算された衣服オブジェクト３７の制御点６１の目標位置を、芯線５１を含み且つ予め設定された制御点６１の初期位置と芯線５１上の最近接点６５とを結ぶ法線６３に垂直な平面６７よりも初期位置側の領域に拘束する。これにより、制御点６１が芯線５１に対する初期位置側の領域とは反対側の領域（制御点６１が当該領域に到達すると身体が衣服を突き抜ける現象が発生する可能性が高い）に到達できないように、制御点６１の移動を制限することができる。すなわち、衣服オブジェクト３７の制御点６１が芯線５１に対して存在すべき領域（初期位置側の領域）を予め設定することができる。そして、衣服オブジェクト３７の制御点６１の初期位置は、例えばキャラクタが所定の姿勢をとった状態で身体オブジェクト３５に対して干渉しないように設定されている。以上により、キャラクタの身体が衣服を突き抜ける現象の発生を抑制することができる。
【0064】
また本実施形態において、ゲームプログラムは、情報処理装置３を、芯線５１に対し太さを設定する太さ設定処理部１５、目標位置を、芯線５１の太さの設定により定まる形状６９の外側の領域に拘束する第２目標位置拘束処理部２３、としてさらに機能させてもよい。
【0065】
この場合、衣服オブジェクト３７の制御点６１が芯線５１の太さの設定により定まる形状６９の内側に入らないように移動を制限することができる。これにより、芯線５１の太さを身体オブジェクト３５の形状に応じて適宜の値に設定することで、キャラクタの身体が衣服を突き抜ける現象の発生をさらに抑制することができる。
【0066】
また本実施形態において、太さ設定処理部１５は、芯線５１の太さを、芯線５１の一方側の端部、中間部、及び他方側の端部、を含む複数個所で個別に設定してもよい。
【0067】
この場合、芯線５１の太さを例えば身体オブジェクト３５の形状に応じてきめ細かに設定することができる。これにより、例えばカプセル、球体、立方体、円柱等の単純な形状で衝突判定を行う場合に比べて、突き抜け現象の発生の抑制効果をさらに高めることができる。
【0068】
また本実施形態において、ゲームプログラムは、情報処理装置３を、目標位置と芯線５１との距離が、初期位置と芯線５１との距離ｄ１に基づいて設定された所定の上限値Ｌｉｍｄ１を超えないように、目標位置を拘束する第３目標位置拘束処理部２５、としてさらに機能させてもよい。
【0069】
この場合、衣服オブジェクト３７の制御点６１が芯線５１から遠くに行き過ぎないように移動を制限することができる。これにより、衣服オブジェクト３７の身体方向と直交する方向の変形量が大きくなり過ぎることを防止でき、衣服オブジェクト３７の動きをより自然に表現することができる。例えば衣服オブジェクト３７が身体オブジェクト３５の腕が挿入される袖部３７ａ，３７ｂや足が挿入される裾部３７ｃを有する場合に、それら袖部３７ａ，３７ｂや裾部３７ｃが身体から離れる方向に伸び過ぎないようにすること等が可能となる。
【0070】
また本実施形態において、ゲームプログラムは、情報処理装置３を、同一の芯線５１周りの周方向に隣接する２つの制御点６１の目標位置間の距離が、当該２つの制御点６１の初期位置間の距離ｄ２に基づいて設定された所定の上限値Ｌｉｍｄ２を超えないように、目標位置を拘束する第４目標位置拘束処理部２７、としてさらに機能させてもよい。
【0071】
衣服オブジェクト３７の制御点６１において、仮に同一の芯線５１周りの周方向に隣接する２つの制御点６１間の距離が大きくなり過ぎると、当該部位において身体が衣服を突き抜ける現象が発生する可能性が高くなる。
【0072】
本実施形態では、衣服オブジェクト３７の制御点６１が同一の芯線５１に属する隣の制御点６１と離れ過ぎないように移動を制限することができる。これにより、突き抜け現象の発生の抑制効果をさらに高めることができる。また、衣服オブジェクト３７の身体周りの周囲長の変形量が大きくなり過ぎることを防止でき、衣服オブジェクト３７の動きをより自然に表現することができる。
【0073】
また本実施形態において、ゲームプログラムは、情報処理装置３を、目標位置と初期位置との芯線５１に沿った方向の距離ｄ３が所定の上限値Ｌｉｍｄ３を超えないように、目標位置を拘束する第５目標位置拘束処理部２９、としてさらに機能させてもよい。
【0074】
この場合、衣服オブジェクト３７の制御点６１が芯線５１に沿った方向に初期位置から離れ過ぎないように移動を制限することができる。これにより、衣服オブジェクト３７の身体方向の変形量が大きくなり過ぎることを防止でき、衣服オブジェクト３７の動きをより自然に表現することができる。例えば袖部３７ａ，３７ｂを有する衣服オブジェクト３７を着用したキャラクタが腕を上方に向けて上げた際に、袖が滑る量を調節して滑り落ち過ぎないようにすること等が可能となる。
【0075】
また本実施形態において、ゲームプログラムは、情報処理装置３を、関節の位置と芯線５１の端部とのオフセット距離を設定するオフセット設定処理部１７、としてさらに機能させてもよく、その場合には、芯線設定処理部１３は、関節の位置からオフセット距離だけオフセットした位置に基づいて芯線５１を設定してもよい。
【0076】
この場合、芯線５１の両端又はいずれか一方の端部を、関節位置からオフセットした位置に設定することができる。これにより、衣服オブジェクト３７の形状をキャラクタの身体形状に応じた形状に調節することができる。例えば、膝関節４７Ｌ，４７Ｒと足首関節４９Ｌ，４９Ｒとを結ぶ芯線５１Ｆ，５１Ｈの膝関節側の端部を、膝関節４７Ｌ，４７Ｒから後側にオフセットさせることで、衣服オブジェクト３７の形状をキャラクタの脹脛の膨らみを十分に覆う形状に調節でき、脹脛が衣服を突き抜ける現象の発生の抑制効果をさらに高めることができる。
【0077】
＜２．第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態は、キャラクタの身体オブジェクトが着用する衣服オブジェクトの制御点に対してスキニング位置の情報を持たせておき、関節の曲がり具合に応じて各制御点のスキニング位置からの移動の自由度を変更することによって、特に関節部位において身体オブジェクトが衣服オブジェクトを突き抜ける現象が発生することを抑制するものである。
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態は、キャラクタの身体オブジェクトが着用する衣服オブジェクトの制御点に対してスキニング位置の情報を持たせておき、関節の曲がり具合に応じて各制御点のスキニング位置からの移動の自由度を変更することによって、特に関節部位において身体オブジェクトが衣服オブジェクトを突き抜ける現象が発生することを抑制するものである。
【0078】
（２－１．情報処理装置の機能的構成）
図１５及び図１６～図２２を用いて、第２実施形態に係る情報処理装置３の機能的構成の一例について説明する。なお、図１５において前述の図２と同様の構成には同符号を付し、適宜説明を省略する。
図１５及び図１６～図２２を用いて、第２実施形態に係る情報処理装置３の機能的構成の一例について説明する。なお、図１５において前述の図２と同様の構成には同符号を付し、適宜説明を省略する。
【0079】
図１５に示すように、情報処理装置３は、前述の芯線設定処理部１３と、角度算出処理部７３と、第１目標位置計算処理部７５と、第２目標位置計算処理部７７と、領域設定処理部７９と、自由度設定処理部８１と、前述の制御点更新処理部３１と、前述の画像生成処理部３３とを有する。
【0080】
芯線設定処理部１３による処理内容は、前述の第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【0081】
角度算出処理部７３は、身体オブジェクト３５が備える関節の曲げ角度を算出する。具体的には、角度算出処理部７３は、１つの関節を共有する２つの隣接する芯線５１の相対角度に基づいて曲げ角度を算出する。
【0082】
図１６に、角度算出処理部７３による曲げ角度の算出処理の一例を示す。図１６に示すように、１つの関節を共有する２つの隣接する芯線５１，５１（図１６では芯線Ａ、芯線Ｂと表記）が設定されている。芯線Ａ，Ｂは、例えば肘関節４１Ｌを共有する芯線５１Ａ，５１Ｂ、肘関節４１Ｒを共有する芯線５１Ｃ，５１Ｄ、膝関節４７Ｌを共有する芯線５１Ｅ，５１Ｆ、又は膝関節４７Ｒを共有する芯線５１Ｇ，５１Ｈ等である。この場合において、角度算出処理部７３は、芯線Ａ及び芯線Ｂの各々に設定されたローカル座標系のＸ軸の向き（ベクトル情報）に基づいて、芯線Ａと芯線Ｂとの相対角度である曲げ角度θを算出する。
【0083】
図１５に戻り、第１目標位置計算処理部７５は、前述の目標位置計算処理部１９と同様の処理を行う。すなわち、第１目標位置計算処理部７５は、身体オブジェクト３５を覆う衣服オブジェクト３７を変形させるための所定のシミュレーション処理により、衣服オブジェクト３７に設定された複数の制御点６１の第１目標位置をそれぞれ計算する。なお、本明細書では説明の便宜上、第１目標位置計算処理部７５により実行される所定のシミュレーション処理を「布シミュレーション」と、第１目標位置計算処理部７５により計算される第１目標位置を「布シミュレーションによる目標位置」ともいう。
【0084】
第２目標位置計算処理部７７は、複数の制御点６１の各々に対して設定されたウェイト情報に基づいて、複数の制御点６１の第２目標位置をそれぞれ計算する。ウェイト情報は、各制御点６１が身体オブジェクト３５に設定された基準点（例えば関節の位置）に対してどのように追従するかを設定するための情報であり、関連付けされた少なくとも１つの基準点と、当該基準点ごとの関連度合いである重み量が含まれる。本明細書では説明の便宜上、第２目標位置計算処理部７７により計算される第２目標位置を「スキニング位置」ともいう。
【0085】
次に、第２目標位置計算処理部７７による処理の具体例について説明する。図１７に、基準点及び制御点の設定の一例を示す。図１７に示すように、身体オブジェクト３５は衣服オブジェクト３７を着用している。衣服オブジェクト３７は、身体に固定された部分である固定部８３と、自由に動くことが可能な部分である可動部８５とを備えている。図１７に示す例では、固定部８３は衣服オブジェクト３７の裾部３７ｃのうち境界８７より上方の部分であり、可動部８５は裾部３７ｃのうち境界８７より下方の部分である。
【0086】
身体オブジェクト３５には、身体を動かすための複数の基準点８９（いわゆるボーン）が設定されている。なお、図１７では基準点８９を制御点６１と区別するためにハッチングで示している。図１７に示す例では、例えば身体オブジェクト３５の股関節４５Ｌ，４５Ｒ、膝関節４７Ｌ，４７Ｒ、足首関節４９Ｌ，４９Ｒに対応する位置に基準点８９がそれぞれ設定されている。各基準点８９は身体オブジェクト３５の動作システム（モーション計算等）により移動する。股関節４５Ｌ，４５Ｒ、膝関節４７Ｌ，４７Ｒ、足首関節４９Ｌ，４９Ｒに対応する基準点８９のいずれかが、衣服オブジェクト３７の可動部８５を変形させるための基準点として設定されている。
【0087】
図１７に示すように、衣服オブジェクト３７には複数の制御点６１が設定されている。制御点６１は、衣服オブジェクト３７の動きや変形を表現するために制御上使用される点である。複数の制御点６１は衣服オブジェクト３７の表面を覆うように格子状に配列されている。固定部８３の制御点６１は、後述する移動量の制限値を適用する割合が０（又は０に近い値でもよい）に設定される。一方、可動部８５の制御点６１は移動量の制限値を適用する割合が０よりも大きな値（０～１の範囲）に設定される。
【0088】
上述のように、各制御点６１にはウェイト情報がそれぞれ設定されており、当該ウェイト情報には制御点６１がどの基準点８９と関連付けられているか、及び、当該基準点８９ごとの関連度合い（重み量）が含まれる。例えば、衣服オブジェクト３７の可動部８５の右足側の領域の各制御点６１に対しては、股関節４５Ｒ、右足の膝関節４７Ｒ、及び右足の足首関節４９Ｒに対応する３つの基準点８９が関連付けられており、各基準点８９ごとに重み量が設定されている。また、衣服オブジェクト３７の可動部８５の左足側の領域の各制御点６１に対しては、股関節４５Ｌ、左足の膝関節４７Ｌ、左足の足首関節４９Ｌに対応する３つの基準点８９が関連付けられており、各基準点８９ごとに重み量が設定されている。なお、１つの制御点６１に設定される各基準点８９に対する重み量（割合）の合計は１である。ウェイト情報は、衣服オブジェクト３７の可動部８５が身体オブジェクト３５に干渉（例えばめり込み、突き抜け等）しないように、上記関連付ける基準点と重み量が調整されている。
【0089】
第２目標位置計算処理部７７は、上記ウェイト情報に基づいて、各制御点６１のスキニング位置（第２目標位置）をそれぞれ計算する。具体的には、第２目標位置計算処理部７７は下記の計算式（１）にしたがって各制御点６１のスキニング位置を計算する。
【0090】
【数1】
【0091】
なお、ｇｏａｌ［ｉ］∈Ｒ３はｉ番目の制御点６１のスキニング位置、ＢｏｎｅＮｕｍ［ｉ］∈Ｎはｉ番目の制御点６１に関連付けられた基準点８９の数、ＢｏｎｅＷｅｉｇｈｔＡｒｒａｙ［ｉ］［ｊ］∈Ｒはｉ番目の制御点６１に関連付けられたｊ番目の基準点８９の重み量、ＢｏｎｅＰｏｓｉｔｉｏｎ［ｋ］∈Ｒ３はｋ番目の基準点８９の現在位置、ＢｏｎｅＡｒｒａｙ［ｉ］［ｊ］∈Ｚはｉ番目の制御点６１に関連付けられたｊ番目の基準点８９のインデックス（配列の添字）である。
【0092】
図１８に、計算されたスキニング位置の一例を示す。なお、図１８では説明を簡単にするために制御点６１の数を減らして簡易的な二次元オブジェクトとして図示している。図１８（ａ）に示す初期状態から、身体オブジェクト３５が動作することにより、例えば図１８（ｂ）に示すように各基準点８９が移動したとする。前述のように、各制御点６１にはウェイト情報として関連付けられた基準点８９ごとに重み量が設定されており、各基準点８９の移動後の現在位置と上記重み量に応じて、各制御点６１のスキニング位置がそれぞれ計算される。図１８（ｃ）にはこの計算されたスキニング位置に各制御点６１が移動した状態が示されている。このようにして、身体オブジェクト３５の動きに応じて基準点８９が移動すると、各制御点６１のスキニング位置もそれに追従するように所定の方向に所定の量だけ移動する。
【0093】
図１５に戻り、領域設定処理部７９は、複数の制御点６１のうち、後述する自由度設定処理部８１により第２目標位置からの移動の自由度が関節の曲げ角度に基づいて変更される対象となる制御点６１の領域（以下適宜「変更領域」という）を、関節近傍の所定の領域に設定する。
【0094】
図１９に、領域設定処理部７９により設定される制御点６１の変更領域の一例を示す。図１９に示すように、１つの関節を共有する２つの隣接する芯線５１，５１（図１９では芯線Ａ、芯線Ｂと表記）が設定されている。芯線Ａの全長をＬ１とした場合に、芯線Ａに属する複数の制御点６１のうち、例えば関節側のＬ１／３の長さに対応する制御点６１の領域が、変更領域に設定される。同様に、芯線Ｂの全長をＬ２とした場合に、芯線Ｂに属する複数の制御点６１のうち、例えば関節側のＬ２／３の長さに対応する制御点６１の領域が、変更領域に設定される。なお、芯線の全長に対する割合は１／３以外（例えば５０％、１５％等）としてもよい。
【0095】
図１５に戻り、自由度設定処理部８１は、複数の制御点６１に対し、上記第２目標位置計算処理部７７により算出されたスキニング位置からの移動の自由度を、上記角度算出処理部７３により算出された曲げ角度に基づいて可変に設定する。自由度設定処理部８１は、制限値設定処理部９１と、割合設定処理部９３と、割合変更処理部９５とを有する。
【0096】
制限値設定処理部９１は、複数の制御点６１に対し、第２目標位置計算処理部７７により計算されたスキニング位置からの移動量の制限値を設定する。「移動量の制限値」は、前述した制御点６１の布シミュレーションによる目標位置をスキニング位置から所定の範囲内に制限するための当該所定の範囲を規定する値である。制限値設定処理部９１は、移動量の制限値を複数の制御点６１の各々に対して個別に設定するのではなく、複数の制御点６１に対して共通の値として設定する。移動量の制限値は、ゲームプログラムの設計者等により適切な値に調整されており、制限値設定処理部９１は当該調整結果に応じて制限値を可変に設定する。
【0097】
割合設定処理部９３は、複数の制御点６１の各々に対し、上記制限値設定処理部９１により設定された移動量の制限値を適用する割合（以下適宜「制限値の適用割合」という）を個別に設定する。制限値の適用割合は０～１の範囲の数値で設定されてもよいし、０～１００の範囲の数値（％）で設定されてもよい。例えば、制限値の適用割合が０とされた制御点６１の位置は、移動量の制限値の大小に関わらずスキニング位置に制限（固定）される。また、制限値の適用割合が０より大きな値に設定された制御点６１は、スキニング位置から移動量の制限値に割合を乗じた値の範囲内で、前述の布シミュレーションによる目標位置に応じて自由に動くことができる。すなわち、制限値の適用割合が小さくなるほど制御点６１のスキニング位置からの移動の自由度は小さくなり、制限値の適用割合が大きくなるほど制御点６１のスキニング位置からの移動の自由度は大きくなる。
【0098】
制限値の適用割合は複数の制御点６１の各々に対して個別に設定されるので、衣服オブジェクト３７の部位に応じて変化をつけることが可能である。例えば、衣服オブジェクト３７の固定された部分（例えば固定部８３）から自由に動くことが可能な部分（例えば可動部８５の下端）に向けて、制限値の適用割合が徐々に大きくなるように設定されてもよい。
【0099】
図２０に、この場合の制限値の適用割合の分布形状の一例を示す。図２０は、縦軸に制限値の適用割合（０～１）をとり、横軸に例えば芯線方向（例えば芯線ライン５７，５９のＸ軸方向）の位置をとったグラフである。図２０に示す例では、衣服オブジェクト３７の固定端（例えば固定部８３）から自由端（例えば可動部８５の下端）に向けて、制限値の適用割合が徐々に大きくなるように設定されている。
【0100】
このような割合分布の編集は、例えばゲームプログラムの設計者等により行われる。この際、例えば複数種類のカーブの中から特定のカーブを選択することで割合分布を編集可能としてもよいし、例えば図２０に示すようにカーブの両端や途中に複数の編集ポイント９７を設けておき、当該編集ポイント９７の値を変更することでカーブの形状を編集できるようにしてもよい。
【0101】
割合変更処理部９５は、上記割合設定処理部９３により設定された制限値の適用割合を、前述の角度算出処理部７３により算出された曲げ角度θに基づいて変更する。また割合変更処理部９５は、上記制限値の適用割合の変更の度合いを、前述の領域設定処理部７９により設定された変更領域における関節とは反対側の端部から関節側の端部に向けて、徐々に大きくなるように設定する。
【0102】
図２１に、割合変更処理部９５により実行される制限値の適用割合の変更内容の具体例を示す。図２１に示すように、関節の曲げ角度θが１８０°から小さくなるほど、制限値の適用割合も小さくなるように変更される。すなわち、関節の曲がり具合が大きくなるほど制御点６１のスキニング位置からの移動の自由度が小さくなる。図２１に示す例では、例えば曲げ角度θが１８０°の場合には適用割合は１００％となり、曲げ角度θが１５０°以上１８０°未満の場合には適用割合は８０％となり、曲げ角度θが１２０°以上１５０°未満の場合には適用割合は７０％となり、曲げ角度θが９０°以上１２０°未満の場合には適用割合は５０％となり、曲げ角度θが４５°以上９０°未満の場合には適用割合は３０％となり、曲げ角度θが４５°未満の場合には適用割合は０％となる。なお、上記の制限値の適用割合の変更内容は一例であり、上記以外の変更内容としてもよい。
【0103】
図２２に、割合変更処理部９５により変更された制限値の適用割合の分布形状の一例を示す。なお、図２２の分布形状は前述の図２０に対応している。図２２に示す例では、制限値の適用割合は、芯線Ａ及び芯線Ｂが共有する関節近傍に設定された変更領域において、例えば関節の曲げ角度θが９０°であることにより変更前の値（図２２の破線９９で示す）の５０％に変更されている（図２２の破線１０２）。このとき、制限値の適用割合が急激に変化すると衣服オブジェクト３７の動き（硬さ）が急激に変化することとなり、衣服オブジェクト３７の動きが不自然となる。このため、割合変更処理部９５により、制限値の適用割合の変更の度合いは、変更領域における関節とは反対側の端部から関節側の端部に向けて、徐々に大きくなるように設定される。図２２に示す例では、芯線Ａ側の変更領域において、制限値の適用割合は関節とは反対側の端部から関節側の端部に向けて変更前の値の５０％に漸減している（図２２の実線１０４）。また、芯線Ｂ側の変更領域において、制限値の適用割合は関節とは反対側の端部から関節側の端部に向けて変更前の値の５０％に漸減している（図２２の実線１０４）。これにより、衣服オブジェクト３７の動き（硬さ）を緩やかに変化させることができ、衣服オブジェクト３７の動きをより自然に表現することができる。
【0104】
図１５に戻り、制御点更新処理部３１は、前述の自由度設定処理部８１により設定された自由度に基づいて、複数の制御点６１の位置を、前述の第１目標位置計算処理部７５により計算された布シミュレーションによる目標位置に近づくようにそれぞれ更新する。具体的には、制御点更新処理部３１は、制限値の適用割合が適用されたスキニング位置からの移動量の制限値の範囲内で、複数の制御点６１の位置を布シミュレーションによる目標位置に近づくようにそれぞれ更新する。すなわち、制御点６１の布シミュレーションによる動きがスキニング位置から制限値の範囲内に制限される。
【0105】
画像生成処理部３３は、上記制御点更新処理部３１により更新された制御点６１の位置に基づいて衣服オブジェクト３７の画像を生成する。また画像生成処理部３３は、身体オブジェクト３５の画像も生成する。
【0106】
なお、以上説明した各処理部における処理等は、これらの処理の分担の例に限定されるものではなく、例えば、更に少ない数の処理部（例えば１つの処理部）で処理されてもよく、また、更に細分化された処理部により処理されてもよい。また、上述した各処理部の機能は、後述するＣＰＵ１０１（後述の図２４参照）が実行するゲームプログラムにより実装されるものであるが、例えばその一部がＡＳＩＣやＦＰＧＡ等の専用集積回路、その他の電気回路等の実際の装置により実装されてもよい。
【0107】
（２－２．情報処理装置が実行する処理手順）
次に、図２３を用いて、第２実施形態に係る情報処理装置３によって実行される処理手順の一例について説明する。
次に、図２３を用いて、第２実施形態に係る情報処理装置３によって実行される処理手順の一例について説明する。
【0108】
ステップＳ１０５では、情報処理装置３は、芯線設定処理部１３により、身体オブジェクト３５に複数の関節を結ぶ芯線５１を設定する。なお、前述の第１実施形態のようにオフセット距離が設定される場合には、芯線５１は関節の位置からオフセット距離だけオフセットした位置に設定されてもよい。
【0109】
ステップＳ１１０では、情報処理装置３は、角度算出処理部７３により、１つの関節を共有する２つの隣接する芯線５１の相対角度に基づいて曲げ角度θを算出する。
【0110】
ステップＳ１１５では、情報処理装置３は、領域設定処理部７９により、複数の制御点６１のうち、上記ステップＳ１１０で算出した曲げ角度に基づいて第２目標位置からの移動の自由度を変更する対象となる制御点６１の変更領域を設定する。
【0111】
ステップＳ１２０では、情報処理装置３は、第１目標位置計算処理部７５により布シミュレーションを実行し、衣服オブジェクト３７に設定された複数の制御点６１の布シミュレーションによる目標位置（第１目標位置）をそれぞれ計算する。
【0112】
ステップＳ１２５では、情報処理装置３は、第２目標位置計算処理部７７により、複数の制御点６１の各々に対して設定されたウェイト情報に基づいて、複数の制御点６１のスキニング位置（第２目標位置）をそれぞれ計算する。
【0113】
ステップＳ１３０では、情報処理装置３は、制限値設定処理部９１により、複数の制御点６１に対し、上記ステップＳ１２５で計算したスキニング位置からの移動量の制限値を設定する。
【0114】
ステップＳ１３５では、情報処理装置３は、割合設定処理部９３により、複数の制御点６１の各々に対し、上記ステップＳ１３０で設定した移動量の制限値を適用する割合を個別に設定する。
【0115】
ステップＳ１４０では、情報処理装置３は、割合変更処理部９５により、上記ステップＳ１１５で設定した変更領域内の各制御点６１に対し、上記ステップＳ１３５で設定した制限値の適用割合を、前述のステップＳ１１０で算出した曲げ角度に基づいて変更する。
【0116】
ステップＳ１４５では、情報処理装置３は、制御点更新処理部３１により、上記ステップＳ１３５で設定され上記ステップＳ１４０で変更された制限値の適用割合が適用されたスキニング位置からの移動量の制限値の範囲内で、複数の制御点６１の位置を上記ステップＳ１２０で計算した布シミュレーションによる目標位置に近づくようにそれぞれ更新する。
【0117】
ステップＳ１５０では、情報処理装置３は、画像生成処理部３３により、上記ステップＳ１４５で更新された制御点６１の位置に基づいて衣服オブジェクト３７の画像を生成する。また画像生成処理部３３は、身体オブジェクト３５の画像も生成する。以上により、本フローチャートを終了する。
【0118】
なお、上述した処理手順は一例であって、上記手順の少なくとも一部を削除又は変更してもよいし、上記以外の手順を追加してもよい。また、上記手順の少なくとも一部の順番を変更してもよいし、複数の手順が単一の手順にまとめられてもよい。
【0119】
（２－３．第２実施形態の効果）
以上説明したように、第２実施形態のゲームプログラムは、情報処理装置３を、身体オブジェクト３５が備える関節の曲げ角度を算出する角度算出処理部７３、身体オブジェクト３５を覆う衣服オブジェクト３７を変形させるための所定のシミュレーション処理（布シミュレーション処理）により、衣服オブジェクト３７に設定された複数の制御点６１の第１目標位置（布シミュレーションによる目標位置）をそれぞれ計算する第１目標位置計算処理部７５、複数の制御点６１の各々に対して設定された、関連付けされた少なくとも１つの基準点８９及び当該基準点８９ごとの関連度合いを含むウェイト情報に基づいて、複数の制御点６１の第２目標位置（スキニング位置）をそれぞれ計算する第２目標位置計算処理部７７、複数の制御点６１に対し、第２目標位置からの移動の自由度を曲げ角度に基づいて可変に設定する自由度設定処理部８１、設定された自由度に基づいて、複数の制御点６１の位置を第１目標位置に近づくようにそれぞれ更新する制御点更新処理部３１、制御点６１の更新された位置に基づいて、衣服オブジェクト３７の画像を生成する画像生成処理部３３、として機能させる。
以上説明したように、第２実施形態のゲームプログラムは、情報処理装置３を、身体オブジェクト３５が備える関節の曲げ角度を算出する角度算出処理部７３、身体オブジェクト３５を覆う衣服オブジェクト３７を変形させるための所定のシミュレーション処理（布シミュレーション処理）により、衣服オブジェクト３７に設定された複数の制御点６１の第１目標位置（布シミュレーションによる目標位置）をそれぞれ計算する第１目標位置計算処理部７５、複数の制御点６１の各々に対して設定された、関連付けされた少なくとも１つの基準点８９及び当該基準点８９ごとの関連度合いを含むウェイト情報に基づいて、複数の制御点６１の第２目標位置（スキニング位置）をそれぞれ計算する第２目標位置計算処理部７７、複数の制御点６１に対し、第２目標位置からの移動の自由度を曲げ角度に基づいて可変に設定する自由度設定処理部８１、設定された自由度に基づいて、複数の制御点６１の位置を第１目標位置に近づくようにそれぞれ更新する制御点更新処理部３１、制御点６１の更新された位置に基づいて、衣服オブジェクト３７の画像を生成する画像生成処理部３３、として機能させる。
【0120】
例えば、キャラクタの肘や膝等の関節付近では身体の動きの変化が大きいため、衣服の中にある身体が衣服を突き抜けて飛び出してしまう現象が発生し易い。特に、キャラクタの肘や膝は関節を曲げたときの形状が突き出した形状となるため、形状的にも上記現象が顕著となり易い。
【0121】
本実施形態では、衣服オブジェクト３７の複数の制御点６１の各々に対し、関連付けされた少なくとも１つの基準点８９及び当該基準点８９ごとの関連度合いを含むウェイト情報を設定しておく。そして、当該ウェイト情報に基づいて複数の制御点６１の第２目標位置をそれぞれ計算する。基準点８９は身体オブジェクト３５の動きに応じて移動し、各制御点６１の第２目標位置もそれに追従するように所定の方向に所定の量だけ移動する。
【0122】
このとき、ウェイト情報は各制御点６１の第２目標位置が身体オブジェクト３５に干渉しないように設定される。その上で、本実施形態では身体オブジェクト３５が備える関節の曲げ角度を算出し、衣服オブジェクト３７の複数の制御点６１に対し、第２目標位置からの移動の自由度を角度に基づいて可変に設定する。例えば、自由度を高く設定した場合には制御点６１の第２目標位置からの移動量が大きくなり（突き抜け現象が発生し易くなる）、自由度を低く設定した場合には制御点６１の第２目標位置からの移動量が小さくなる（突き抜け現象が発生し難くなる）。したがって、例えば関節の曲げ角度が大きい場合には、自由度を低くするように変更することで、肘や膝などの関節付近においてキャラクタの身体が衣服を突き抜ける現象の発生を抑制することができる。
【0123】
また本実施形態において、ゲームプログラムは、情報処理装置３を、複数の制御点６１のうち、曲げ角度に基づいて第２目標位置からの移動の自由度が変更される対象となる制御点６１の領域を、関節近傍の所定の領域に設定する領域設定処理部７９、としてさらに機能させてもよい。
【0124】
この場合、衣服オブジェクト３７の全体ではなく、関節の近傍の領域のみ、関節の曲げ角度に応じて自由度を変更することができる。これにより、例えば関節の曲げ角度が大きい場合に衣服の関節部分のみ自由度を低くする（動きが少なくなり硬くなる）ことが可能となり、関節から離れた部分では自由度を高い状態に保持する（動きが大きく柔らかい）ことが可能となるので、衣服オブジェクト３７の動きをより自然に表現することができる。
【0125】
また本実施形態において、ゲームプログラムは、情報処理装置３を、身体オブジェクト３５が備える複数の関節を結ぶ芯線５１を設定する芯線設定処理部１３、としてさらに機能させてもよく、その場合には、角度算出処理部７３は、１つの関節を共有する２つの隣接する芯線５１の相対角度に基づいて曲げ角度θを算出し、自由度設定処理部８１は、複数の制御点６１に対し、第２目標位置からの移動量の制限値を設定する制限値設定処理部９１と、複数の制御点６１の各々に対し、移動量の制限値を適用する割合を個別に設定する割合設定処理部９３と、割合を曲げ角度に基づいて変更する割合変更処理部９５と、を有し、制御点更新処理部３１は、割合が適用された第２目標位置からの移動量の制限値の範囲内で、複数の制御点６１の位置を第１目標位置に近づくようにそれぞれ更新してもよい。
【0126】
この場合、制限値の適用割合の設定により、複数の制御点６１の各々に対して適用する移動量の制限値を異ならせることができる。これにより、例えば関節の曲げ角度が大きい場合に、衣服オブジェクト３７の各制御点６１に対し、関節に近い部位は動きにくく、関節から遠い部位は自由に動きやすくする等が可能となる。その結果、肘や膝などの関節付近において身体が衣服を突き抜ける現象の発生を抑制できると共に、衣服オブジェクト３７の自然な動きを表現することができる。
【0127】
また本実施形態において、割合変更処理部９５は、制限値の適用割合の変更の度合いを、所定の領域における関節とは反対側の端部から関節側の端部に向けて、徐々に大きくなるように設定してもよい。
【0128】
移動量の制限値を適用する割合が急激に変化すると、衣服オブジェクト３７の動き（硬さ）が急激に変化することとなり、衣服オブジェクト３７の動きが不自然となる。本実施形態の場合、設定された所定の領域において、制限値の適用割合の変更の度合いを関節とは反対側から関節側に向けて漸増できるので、衣服オブジェクト３７の動き（硬さ）を緩やかに変化させることができ、衣服オブジェクト３７の動きをより自然に表現することができる。
【0129】
＜３．変形例等＞
なお、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。
なお、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。
【0130】
以上では、第１オブジェクトがキャラクタの身体である場合について説明したが、第１オブジェクトは身体オブジェクトに限定されるものではない。第１オブジェクトは、「関節」に相当する「相対的に動作する要素を連結する連結部」を備えるオブジェクトであればよく、そのようなオブジェクトに対して以上説明した処理を適用してもよい。
【0131】
また以上では、キャラクタが身にまとう衣服オブジェクトのシミュレーションを例にとって説明したが、第２オブジェクトは衣服に限定されるものではない。例えば、布製の装備品（鉢巻、バンダナ等）や布製又は紙製の所持アイテム（布切れ、巻物、旗等）等、キャラクタに付随する柔軟なオブジェクトや、毛髪等の身体の一部である柔軟なオブジェクトに対して以上説明した処理を適用してもよい。毛髪等のオブジェクトである場合には、「所定のシミュレーション処理」は紐やロープ等のオブジェクトの変形をシミュレート可能ないわゆる紐シミュレーション処理が好適である。
【0132】
また、以上では、画像生成プログラムがゲームプログラムである場合について説明したが、画像生成プログラムは、ゲーム以外の技術分野、例えばＣＧアニメーション、コンピュータ・シミュレーション、ＣＡＤ等にも適用可能である。
【0133】
また、以上既に述べた以外にも、上記各実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。その他、一々例示はしないが、上記実施形態や各変形例は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
【0134】
＜４．情報処理装置のハードウェア構成＞
次に、図２４を用いて、上記で説明したＣＰＵ１０１等が実行するプログラムにより実装された各処理部を実現する情報処理装置３のハードウェア構成の一例について説明する。
次に、図２４を用いて、上記で説明したＣＰＵ１０１等が実行するプログラムにより実装された各処理部を実現する情報処理装置３のハードウェア構成の一例について説明する。
【0135】
図２４に示すように、情報処理装置３は、例えば、ＣＰＵ１０１と、ＲＯＭ１０３と、ＲＡＭ１０５と、ＧＰＵ１０６と、例えばＡＳＩＣ又はＦＰＧＡ等の特定の用途向けに構築された専用集積回路１０７と、入力装置１１３と、出力装置１１５と、記録装置１１７と、ドライブ１１９と、接続ポート１２１と、通信装置１２３を有する。これらの構成は、バス１０９や入出力インターフェース１１１等を介し相互に信号を伝達可能に接続されている。
【0136】
ゲームプログラムは、例えば、ＲＯＭ１０３やＲＡＭ１０５、ハードディスク等の記録装置１１７等に記録しておくことができる。
【0137】
また、ゲームプログラムは、例えば、フレキシブルディスクなどの磁気ディスク、各種のＣＤ、ＭＯディスク、ＤＶＤ等の光ディスク、半導体メモリ等のリムーバブルな記録媒体１２５に、一時的又は永続的（非一時的）に記録しておくこともできる。このような記録媒体１２５は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することもできる。この場合、これらの記録媒体１２５に記録されたゲームプログラムは、ドライブ１１９により読み出されて、入出力インターフェース１１１やバス１０９等を介し上記記録装置１１７に記録されてもよい。
【0138】
また、ゲームプログラムは、例えば、ダウンロードサイト、他のコンピュータ、他の記録装置等（図示せず）に記録しておくこともできる。この場合、ゲームプログラムは、ＬＡＮやインターネット等のネットワークＮＷを介し転送され、通信装置１２３がこのプログラムを受信する。そして、通信装置１２３が受信したプログラムは、入出力インターフェース１１１やバス１０９等を介し上記記録装置１１７に記録されてもよい。
【0139】
また、ゲームプログラムは、例えば、適宜の外部接続機器１２７に記録しておくこともできる。この場合、ゲームプログラムは、適宜の接続ポート１２１を介し転送され、入出力インターフェース１１１やバス１０９等を介し上記記録装置１１７に記録されてもよい。
【0140】
そして、ＣＰＵ１０１が、上記記録装置１１７に記録されたプログラムに従い各種の処理を実行することにより、前述の芯線設定処理部１３、太さ設定処理部１５、オフセット設定処理部１７、目標位置計算処理部１９、第１目標位置拘束処理部２１、第２目標位置拘束処理部２３、第３目標位置拘束処理部２５、第４目標位置拘束処理部２７、第５目標位置拘束処理部２９、制御点更新処理部３１、画像生成処理部３３、角度算出処理部７３、第１目標位置計算処理部７５、第２目標位置計算処理部７７、領域設定処理部７９、自由度設定処理部８１等による処理が実現される。この際、ＣＰＵ１０１は、例えば、上記記録装置１１７からプログラムを、直接読み出して実行してもよく、ＲＡＭ１０５に一旦ロードした上で実行してもよい。更にＣＰＵ１０１は、例えば、プログラムを通信装置１２３やドライブ１１９、接続ポート１２１を介し受信する場合、受信したプログラムを記録装置１１７に記録せずに直接実行してもよい。
【0141】
また、ＣＰＵ１０１は、必要に応じて、前述のゲームコントローラ５を含む、例えばマイク、マウス、キーボード等（図示せず）の入力装置１１３から入力する信号や情報に基づいて各種の処理を行ってもよい。
【0142】
ＧＰＵ１０６は、ＣＰＵ１０１からの指示に応じて例えばレンダリング処理などの画像表示のための処理を行う。
【0143】
そして、ＣＰＵ１０１及びＧＰＵ１０６は、上記の処理を実行した結果を、例えば前述の表示装置７を含む、出力装置１１５から出力する。さらにＣＰＵ１０１及びＧＰＵ１０６は、必要に応じてこの処理結果を通信装置１２３や接続ポート１２１を介し送信してもよく、上記記録装置１１７や記録媒体１２５に記録させてもよい。
【符号の説明】
【0144】
１ ゲームシステム
３ 情報処理装置
５ ゲームコントローラ
７ 表示装置
１３ 芯線設定処理部
１５ 太さ設定処理部
１７ オフセット設定処理部
１９ 目標位置計算処理部
２１ 第１目標位置拘束処理部
２３ 第２目標位置拘束処理部
２５ 第３目標位置拘束処理部
２７ 第４目標位置拘束処理部
２９ 第５目標位置拘束処理部
３１ 制御点更新処理部
３３ 画像生成処理部
３５ 身体オブジェクト（第１オブジェクト）
３７ 衣服オブジェクト（第２オブジェクト）
３９Ｌ，３９Ｒ 肩関節
４１Ｌ，４１Ｒ 肘関節
４３Ｌ，４３Ｒ 手首関節
４５Ｌ，４５Ｒ 股関節
４７Ｌ，４７Ｒ 膝関節
４９Ｌ，４９Ｒ 足首関節
５１ｓ 始端位置（一方側の端部）
５１ｍ 中間位置（中間部）
５１ｅ 終端位置（他方側の端部）
５１Ａ～５１Ｈ 芯線
６１ 制御点
６３ 法線
６５ 最近接点
６９ 太さにより定まる形状
７３ 角度算出処理部
７５ 第１目標位置計算処理部
７７ 第２目標位置計算処理部
７９ 領域設定処理部
８１ 自由度設定処理部
８９ 基準点
９１ 制限値設定処理部
９３ 割合設定処理部
９５ 割合変更処理部
１２５ 記録媒体
ｄ１～ｄ３ 距離
Ｌｉｍｄ１ 上限値
Ｌｉｍｄ２ 上限値
Ｌｉｍｄ３ 上限値
ＯｆｆｓｅｔＤ オフセット距離
θ 曲げ角度
３ 情報処理装置
５ ゲームコントローラ
７ 表示装置
１３ 芯線設定処理部
１５ 太さ設定処理部
１７ オフセット設定処理部
１９ 目標位置計算処理部
２１ 第１目標位置拘束処理部
２３ 第２目標位置拘束処理部
２５ 第３目標位置拘束処理部
２７ 第４目標位置拘束処理部
２９ 第５目標位置拘束処理部
３１ 制御点更新処理部
３３ 画像生成処理部
３５ 身体オブジェクト（第１オブジェクト）
３７ 衣服オブジェクト（第２オブジェクト）
３９Ｌ，３９Ｒ 肩関節
４１Ｌ，４１Ｒ 肘関節
４３Ｌ，４３Ｒ 手首関節
４５Ｌ，４５Ｒ 股関節
４７Ｌ，４７Ｒ 膝関節
４９Ｌ，４９Ｒ 足首関節
５１ｓ 始端位置（一方側の端部）
５１ｍ 中間位置（中間部）
５１ｅ 終端位置（他方側の端部）
５１Ａ～５１Ｈ 芯線
６１ 制御点
６３ 法線
６５ 最近接点
６９ 太さにより定まる形状
７３ 角度算出処理部
７５ 第１目標位置計算処理部
７７ 第２目標位置計算処理部
７９ 領域設定処理部
８１ 自由度設定処理部
８９ 基準点
９１ 制限値設定処理部
９３ 割合設定処理部
９５ 割合変更処理部
１２５ 記録媒体
ｄ１～ｄ３ 距離
Ｌｉｍｄ１ 上限値
Ｌｉｍｄ２ 上限値
Ｌｉｍｄ３ 上限値
ＯｆｆｓｅｔＤ オフセット距離
θ 曲げ角度
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】