7698753 画像処理プログラム、情報処理システム、情報処理装置、および、画像処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-06-17

(45)【発行日】2025-06-25

(54)【発明の名称】画像処理プログラム、情報処理システム、情報処理装置、および、画像処理方法

(51)【国際特許分類】

   G06T 15/60 20060101AFI20250618BHJP

【ＦＩ】

G06T15/60

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2024011042

(22)【出願日】2024-01-29

【審査請求日】2024-10-29

(73)【特許権者】

【識別番号】000233778

【氏名又は名称】任天堂株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100158780

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 亮

(74)【代理人】

【識別番号】100121359

【弁理士】

【氏名又は名称】小沢 昌弘

(74)【代理人】

【識別番号】100130269

【弁理士】

【氏名又は名称】石原 盛規

(72)【発明者】

【氏名】藤澤 保仁

(72)【発明者】

【氏名】宮北 大樹

【審査官】鈴木 明

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１４４７３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２３－１２７８３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２３－１５３５３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２３－１７８５１９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｔ １５／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

情報処置装置のコンピュータに、
仮想空間内のオブジェクトについて、デプスバッファを用いてデプステストを行いながらフレームバッファまたはＧバッファへ描画を行わせ、
前記オブジェクトのうち第１の種類の複数のオブジェクトについて、オブジェクト毎に、
前記仮想空間の一部であって、当該第１の種類のオブジェクトを内包する部分空間を設定させ、
前記部分空間に対する仮想光源を設定させて、当該仮想光源に基づいた前記部分空間における前記第１の種類のオブジェクトのシャドウマップである部分シャドウマップを生成させ、
前記部分空間の範囲内に対応する画素に関して、前記デプスバッファのデプスと前記部分シャドウマップのデプスに基づいて、前記第１の種類のオブジェクトの影の濃さを画素毎に決定させ、当該画素の影の濃さが、影の濃さを記憶する影バッファに記憶されている値より濃い影の値の場合に、当該影バッファに上書きして記憶させ、
前記フレームバッファと前記影バッファとに基づいて前記フレームバッファの画像に影を描画させる、または、前記Ｇバッファと前記影バッファとに基づいて影の付いた画像をフレームバッファに描画させる、画像処理プログラム。

【請求項2】

前記コンピュータに、
前記部分空間の範囲内に対応する画素毎の影の濃さを、前記デプスバッファのデプスと前記部分シャドウマップのデプスとを用いた分散シャドウマップの手法に基づいて、決定させる、請求項１記載の画像処理プログラム。

【請求項3】

前記第１の種類のオブジェクトは、平たい形状のオブジェクトである、請求項２記載の画像処理プログラム。

【請求項4】

前記仮想光源は、平行光源であって、
前記部分空間は、前記平行光源の光の方向に沿った辺を有する直方体形状である、請求項１記載の画像処理プログラム。

【請求項5】

仮想空間内のオブジェクトについて、デプスバッファを用いてデプステストを行いながらフレームバッファまたはＧバッファへ描画を行い、
前記オブジェクトのうち第１の種類の複数のオブジェクトについて、オブジェクト毎に、
前記仮想空間の一部であって、当該第１の種類のオブジェクトを内包する部分空間を設定し、
前記部分空間に対する仮想光源を設定して、当該仮想光源に基づいた前記部分空間における前記第１の種類のオブジェクトのシャドウマップである部分シャドウマップを生成し、
前記部分空間の範囲内に対応する画素に関して、前記デプスバッファのデプスと前記部分シャドウマップのデプスに基づいて、前記第１の種類のオブジェクトの影の濃さを画素毎に決定し、当該画素の影の濃さが、影の濃さを記憶する影バッファに記憶されている値より濃い影の値の場合に、当該影バッファに上書きして記憶し、
前記フレームバッファと前記影バッファに基づいて前記フレームバッファの画像に影を描画する、または、前記Ｇバッファと前記影バッファとに基づいて影の付いた画像をフレームバッファに描画する、情報処理システム。

【請求項6】

前記部分空間の範囲内に対応する画素ごと毎の影の濃さを、前記デプスバッファのデプスと前記部分シャドウマップのデプスとを用いた分散シャドウマップの手法に基づいて決定する、請求項５記載の情報処理システム。

【請求項7】

前記第１の種類のオブジェクトは、平たい形状のオブジェクトである、請求項６記載の情報処理システム。

【請求項8】

前記仮想光源は、平行光源であって、
前記部分空間は、前記平行光源の光の方向に沿った辺を有する直方体形状である、請求項５記載の情報処理システム。

【請求項9】

仮想空間内のオブジェクトについて、デプスバッファを用いてデプステストを行いながらフレームバッファまたはＧバッファへ描画を行い、
前記オブジェクトのうち第１の種類の複数のオブジェクトについて、オブジェクト毎に、
前記仮想空間の一部であって、当該第１の種類のオブジェクトを内包する部分空間を設定し、
前記部分空間に対する仮想光源を設定して、当該仮想光源に基づいた前記部分空間における前記第１の種類のオブジェクトのシャドウマップである部分シャドウマップを生成し、
前記部分空間の範囲内に対応する画素に関して、前記デプスバッファのデプスと前記部分シャドウマップのデプスに基づいて、前記第１の種類のオブジェクトの影の濃さを画素毎に決定し、当該画素の影の濃さが、影の濃さを記憶する影バッファに記憶されている値より濃い影の値の場合に、当該影バッファに上書きして記憶し、
前記フレームバッファと前記影バッファに基づいて前記フレームバッファの画像に影を描画する、または、前記Ｇバッファと前記影バッファとに基づいて影の付いた画像をフレームバッファに描画する、情報処理装置。

【請求項10】

前記部分空間の範囲内に対応する画素ごと毎の影の濃さを、前記デプスバッファのデプスと前記部分シャドウマップのデプスとを用いた分散シャドウマップの手法に基づいて決定する、請求項９記載の情報処理装置。

【請求項11】

前記第１の種類のオブジェクトは、平たい形状のオブジェクトである、請求項１０記載の情報処理装置。

【請求項12】

前記仮想光源は、平行光源であって、
前記部分空間は、前記平行光源の光の方向に沿った辺を有する直方体形状である、請求項９記載の情報処理装置。

【請求項13】

情報処理システムによって実行される画像処理方法であって、
前記情報処理システムは、
仮想空間内のオブジェクトについて、デプスバッファを用いてデプステストを行いながらフレームバッファまたはＧバッファへ描画を行い、
前記オブジェクトのうち第１の種類の複数のオブジェクトについて、オブジェクト毎に、
前記仮想空間の一部であって、当該第１の種類のオブジェクトを内包する部分空間を設定し、
前記部分空間に対する仮想光源を設定して、当該仮想光源に基づいた前記部分空間における前記第１の種類のオブジェクトのシャドウマップである部分シャドウマップを生成し、
前記部分空間の範囲内に対応する画素に関して、前記デプスバッファのデプスと前記部分シャドウマップのデプスに基づいて、前記第１の種類のオブジェクトの影の濃さを画素毎に決定し、当該画素の影の濃さが、影の濃さを記憶する影バッファに記憶されている値より濃い影の値の場合に、当該影バッファに上書きして記憶し、
前記フレームバッファと前記影バッファに基づいて前記フレームバッファの画像に影を描画する、または、前記Ｇバッファと前記影バッファとに基づいて影の付いた画像をフレームバッファに描画する、画像処理方法。

【請求項14】

前記情報処理システムは、前記部分空間の範囲内に対応する画素ごと毎の影の濃さを、前記デプスバッファのデプスと前記部分シャドウマップのデプスとを用いた分散シャドウマップの手法に基づいて決定する、請求項１３記載の画像処理方法。

【請求項15】

前記第１の種類のオブジェクトは、平たい形状のオブジェクトである、請求項１４記載の画像処理方法。

【請求項16】

前記仮想光源は、平行光源であって、
前記部分空間は、前記平行光源の光の方向に沿った辺を有する直方体形状である、請求項１３記載の画像処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、仮想空間内のオブジェクトに影を付した画像を生成するための画像処理プログラム、情報処理システム、情報処理装置、および、画像処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、仮想空間内のオブジェクトに影を付した画像を生成するために、シャドウマップを用いる技術がある（例えば、非特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【文献】“Ｃａｓｃａｄｅｄ Ｓｈａｄｏｗ Ｍａｐｓ”、［ｏｎｌｉｎｅ］、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、［令和５年１２月１９日検索］、インターネット＜https://learn.microsoft.com/en-us/windows/win32/dxtecharts/cascaded-shadow-maps＞

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

影を付した画像を生成するための処理によるコンピュータの処理負荷を軽減することが望まれる。

【0005】

それ故、本発明の目的は、影を付した画像を生成する際のコンピュータの処理負荷を軽減することが可能な画像処理プログラム、情報処理システム、情報処理装置、および、画像処理方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の課題を解決すべく、本発明は、以下の（１）－（４）の構成を採用した。

【0007】

（１）
本発明の一例は、情報処置装置のコンピュータに、次の処理を実行させる画像処理プログラムである。
・仮想空間内のオブジェクトについて、デプスバッファを用いてデプステストを行いながらフレームバッファまたはＧバッファへ描画を行う処理
・オブジェクトのうち第１の種類の複数のオブジェクトについて、オブジェクト毎に、仮想空間の一部であって、当該第１の種類のオブジェクトを内包する部分空間を設定する処理
・上記オブジェクト毎に、部分空間に対する仮想光源を設定して、当該仮想光源に基づいた部分空間における第１の種類のオブジェクトのシャドウマップである部分シャドウマップを生成する処理
・上記オブジェクト毎に、部分空間の範囲内に対応する画素に関して、デプスバッファのデプスと部分シャドウマップのデプスに基づいて、第１の種類のオブジェクトの影の濃さを画素毎に決定し、当該画素の影の濃さが、影の濃さを記憶する影バッファに記憶されている値より濃い影の値の場合に、当該影バッファに上書きして記憶する処理
・フレームバッファと影バッファとに基づいてフレームバッファの画像に影を描画する、または、Ｇバッファと影バッファとに基づいて影の付いた画像をフレームバッファに描画する処理

【0008】

上記（１）の構成によれば、オブジェクト毎の部分シャドウマップを用いることで、コンピュータの処理負荷を軽減することができる。

【0009】

（２）
上記（１）の構成において、画像処理プログラムは、コンピュータに、部分空間の範囲内に対応する画素毎の影の濃さを、デプスバッファのデプスと部分シャドウマップのデプスとを用いた分散シャドウマップの手法に基づいて決定させてもよい。

【0010】

上記（２）の構成によれば、ライトブリーディングを抑制しつつ、分散シャドウマップによって自然に見える影を表示することができる。

【0011】

（３）
上記（２）の構成において、第１の種類のオブジェクトは、平たい形状のオブジェクトであってもよい。

【0012】

上記（３）の構成によれば、ライトブリーディングが生じるおそれをより低減することができる。

【0013】

（４）
上記（１）の構成において、仮想光源は、平行光源であってもよい。部分空間は、平行光源の光の方向に沿った辺を有する直方体形状であってもよい。

【0014】

上記（４）の構成によれば、部分シャドウマップを生成するための計算を容易にすることができる。

【0015】

なお、本発明の別の一例は、上記（１）～（４）における処理を実行する情報処理装置または情報処理システムであってもよい。また、本発明の別の一例は、上記（１）～（４）における処理を実行する画像処理方法であってもよい。

【発明の効果】

【0016】

上記画像処理プログラム、情報処理システム、情報処理装置、および、画像処理方法によれば、コンピュータの処理負荷を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本体装置に左コントローラおよび右コントローラを装着した状態の一例を示す図

【図2】本体装置から左コントローラおよび右コントローラをそれぞれ外した状態の一例を示す図

【図3】本体装置の一例を示す六面図

【図4】左コントローラの一例を示す六面図

【図5】右コントローラの一例を示す六面図

【図6】本体装置の内部構成の一例を示すブロック図

【図7】本体装置と左コントローラおよび右コントローラとの内部構成の一例を示すブロック図

【図8】ゲーム画像の一例を示す図

【図9】仮想空間に配置される所定の種類のオブジェクトの一例を示す図

【図10】各オブジェクトに設定される部分空間の一例を示す図

【図11】本実施形態の変形例における部分空間の一例を示す図

【図12】光源と、オブジェクトと、当該オブジェクトの影が付される面との位置関係の一例を示す図

【図13】オブジェクトと、当該オブジェクトの影となる領域との一例を示す図

【図14】２つのオブジェクトの影が重なって表示される場合のゲーム画像の一例を示す図

【図15】影バッファを更新する一例を示す図

【図16】２つのオブジェクトの影が重なって表示される場合のゲーム画像の一例を示す図

【図17】ゲームシステムにおける情報処理に用いられる各種データを記憶する記憶領域の一例を示す図

【図18】ゲームシステムによって実行されるゲーム処理の流れの一例を示すフローチャート

【図19】図１８に示すステップＳ３のレンダリング処理の詳細な流れの一例を示すサブフローチャート

【図20】図１９に示すステップＳ１７の影バッファ更新処理の詳細な流れの一例を示すサブフローチャート

【図21】図２０に示すステップＳ２３の分散シャドウマップ処理の詳細な流れの一例を示すサブフローチャート

【図22】図１９に示すステップＳ１８のライティング処理の詳細な流れの一例を示すサブフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0018】

［１．ゲームシステムの構成］
以下、本実施形態の一例に係るゲームシステムについて説明する。本実施形態におけるゲームシステム１の一例は、本体装置（情報処理装置；本実施形態ではゲーム装置本体として機能する）２と左コントローラ３および右コントローラ４とを含む。本体装置２は、左コントローラ３および右コントローラ４がそれぞれ着脱可能である。つまり、ゲームシステム１は、左コントローラ３および右コントローラ４をそれぞれ本体装置２に装着して一体化された装置として利用できる。また、ゲームシステム１は、本体装置２と左コントローラ３および右コントローラ４とを別体として利用することもできる（図２参照）。以下では、本実施形態のゲームシステム１のハードウェア構成について説明し、その後に本実施形態のゲームシステム１の制御について説明する。

【0019】

図１は、本体装置２に左コントローラ３および右コントローラ４を装着した状態の一例を示す図である。図１に示すように、左コントローラ３および右コントローラ４は、それぞれ本体装置２に装着されて一体化されている。本体装置２は、ゲームシステム１における各種の処理（例えば、ゲーム処理）を実行する装置である。本体装置２は、ディスプレイ１２を備える。左コントローラ３および右コントローラ４は、ユーザが入力を行うための操作部を備える装置である。

【0020】

図２は、本体装置２から左コントローラ３および右コントローラ４をそれぞれ外した状態の一例を示す図である。図１および図２に示すように、左コントローラ３および右コントローラ４は、本体装置２に着脱可能である。なお、以下において、左コントローラ３および右コントローラ４の総称として「コントローラ」と記載することがある。

【0021】

図３は、本体装置２の一例を示す六面図である。図３に示すように、本体装置２は、略板状のハウジング１１を備える。本実施形態において、ハウジング１１の主面（換言すれば、表側の面、すなわち、ディスプレイ１２が設けられる面）は、大略的には矩形形状である。

【0022】

なお、ハウジング１１の形状および大きさは、任意である。一例として、ハウジング１１は、携帯可能な大きさであってよい。また、本体装置２単体または本体装置２に左コントローラ３および右コントローラ４が装着された一体型装置は、携帯型装置となってもよい。また、本体装置２または一体型装置が手持ち型の装置となってもよい。また、本体装置２または一体型装置が可搬型装置となってもよい。

【0023】

図３に示すように、本体装置２は、ハウジング１１の主面に設けられるディスプレイ１２を備える。ディスプレイ１２は、本体装置２が生成した画像を表示する。本実施形態においては、ディスプレイ１２は、液晶表示装置（ＬＣＤ）とする。ただし、ディスプレイ１２は任意の種類の表示装置であってよい。

【0024】

また、本体装置２は、ディスプレイ１２の画面上にタッチパネル１３を備える。本実施形態においては、タッチパネル１３は、マルチタッチ入力が可能な方式（例えば、静電容量方式）のものである。ただし、タッチパネル１３は、任意の種類のものであってよく、例えば、シングルタッチ入力が可能な方式（例えば、抵抗膜方式）のものであってもよい。

【0025】

本体装置２は、ハウジング１１の内部においてスピーカ（すなわち、図６に示すスピーカ８８）を備えている。図３に示すように、ハウジング１１の主面には、スピーカ孔１１ａおよび１１ｂが形成される。そして、スピーカ８８の出力音は、これらのスピーカ孔１１ａおよび１１ｂからそれぞれ出力される。

【0026】

また、本体装置２は、本体装置２が左コントローラ３と有線通信を行うための端子である左側端子１７と、本体装置２が右コントローラ４と有線通信を行うための右側端子２１を備える。

【0027】

図３に示すように、本体装置２は、スロット２３を備える。スロット２３は、ハウジング１１の上側面に設けられる。スロット２３は、所定の種類の記憶媒体を装着可能な形状を有する。所定の種類の記憶媒体は、例えば、ゲームシステム１およびそれと同種の情報処理装置に専用の記憶媒体（例えば、専用メモリカード）である。所定の種類の記憶媒体は、例えば、本体装置２で利用されるデータ（例えば、アプリケーションのセーブデータ等）、および／または、本体装置２で実行されるプログラム（例えば、アプリケーションのプログラム等）を記憶するために用いられる。また、本体装置２は、電源ボタン２８を備える。

【0028】

本体装置２は、下側端子２７を備える。下側端子２７は、本体装置２がクレードルと通信を行うための端子である。本実施形態において、下側端子２７は、ＵＳＢコネクタ（より具体的には、メス側コネクタ）である。上記一体型装置または本体装置２単体をクレードルに載置した場合、ゲームシステム１は、本体装置２が生成して出力する画像を据置型モニタに表示することができる。また、本実施形態においては、クレードルは、載置された上記一体型装置または本体装置２単体を充電する機能を有する。また、クレードルは、ハブ装置（具体的には、ＵＳＢハブ）の機能を有する。

【0029】

図４は、左コントローラ３の一例を示す六面図である。図４に示すように、左コントローラ３は、ハウジング３１を備える。本実施形態においては、ハウジング３１は、縦長の形状、すなわち、上下方向（すなわち、図１および図４に示すｙ軸方向）に長い形状である。左コントローラ３は、本体装置２から外された状態において、縦長となる向きで把持されることも可能である。ハウジング３１は、縦長となる向きで把持される場合に片手、特に左手で把持可能な形状および大きさをしている。また、左コントローラ３は、横長となる向きで把持されることも可能である。左コントローラ３が横長となる向きで把持される場合には、両手で把持されるようにしてもよい。

【0030】

左コントローラ３は、アナログスティック３２を備える。図４に示すように、アナログスティック３２は、ハウジング３１の主面に設けられる。アナログスティック３２は、方向を入力することが可能な方向入力部として用いることができる。ユーザは、アナログスティック３２を傾倒することによって傾倒方向に応じた方向の入力（および、傾倒した角度に応じた大きさの入力）が可能である。なお、左コントローラ３は、方向入力部として、アナログスティックに代えて、十字キーまたはスライド入力が可能なスライドスティック等を備えるようにしてもよい。また、本実施形態においては、アナログスティック３２を押下する入力が可能である。

【0031】

左コントローラ３は、各種操作ボタンを備える。左コントローラ３は、ハウジング３１の主面上に４つの操作ボタン３３－３６（具体的には、右方向ボタン３３、下方向ボタン３４、上方向ボタン３５、および左方向ボタン３６）を備える。さらに、左コントローラ３は、録画ボタン３７および－（マイナス）ボタン４７を備える。左コントローラ３は、ハウジング３１の側面の左上に第１Ｌボタン３８およびＺＬボタン３９を備える。また、左コントローラ３は、ハウジング３１の側面の、本体装置２に装着される際に装着される側の面に第２Ｌボタン４３および第２Ｒボタン４４を備える。これらの操作ボタンは、本体装置２で実行される各種プログラム（例えば、ＯＳプログラムやアプリケーションプログラム）に応じた指示を行うために用いられる。

【0032】

また、左コントローラ３は、左コントローラ３が本体装置２と有線通信を行うための端子４２を備える。

【0033】

図５は、右コントローラ４の一例を示す六面図である。図５に示すように、右コントローラ４は、ハウジング５１を備える。本実施形態においては、ハウジング５１は、縦長の形状、すなわち、上下方向に長い形状である。右コントローラ４は、本体装置２から外された状態において、縦長となる向きで把持されることも可能である。ハウジング５１は、縦長となる向きで把持される場合に片手、特に右手で把持可能な形状および大きさをしている。また、右コントローラ４は、横長となる向きで把持されることも可能である。右コントローラ４が横長となる向きで把持される場合には、両手で把持されるようにしてもよい。

【0034】

右コントローラ４は、左コントローラ３と同様、方向入力部としてアナログスティック５２を備える。本実施形態においては、アナログスティック５２は、左コントローラ３のアナログスティック３２と同じ構成である。また、右コントローラ４は、アナログスティックに代えて、十字キーまたはスライド入力が可能なスライドスティック等を備えるようにしてもよい。また、右コントローラ４は、左コントローラ３と同様、ハウジング５１の主面上に４つの操作ボタン５３－５６（具体的には、Ａボタン５３、Ｂボタン５４、Ｘボタン５５、およびＹボタン５６）を備える。さらに、右コントローラ４は、＋（プラス）ボタン５７およびホームボタン５８を備える。また、右コントローラ４は、ハウジング５１の側面の右上に第１Ｒボタン６０およびＺＲボタン６１を備える。また、右コントローラ４は、左コントローラ３と同様、第２Ｌボタン６５および第２Ｒボタン６６を備える。

【0035】

また、右コントローラ４は、右コントローラ４が本体装置２と有線通信を行うための端子６４を備える。

【0036】

図６は、本体装置２の内部構成の一例を示すブロック図である。本体装置２は、図３に示す構成の他、図６に示す各構成要素８１－８５、８７、８８、９１、９７、および９８を備える。これらの構成要素８１－８５、８７、８８、９１、９７、および９８のいくつかは、電子部品として電子回路基板上に実装されてハウジング１１内に収納されてもよい。

【0037】

本体装置２は、プロセッサ８１を備える。プロセッサ８１は、本体装置２において実行される各種の情報処理を実行する情報処理部であって、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）のみから構成されてもよいし、ＣＰＵ機能、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）機能等の複数の機能を含むＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ－ｏｎ－ａ－ｃｈｉｐ）から構成されてもよい。プロセッサ８１は、記憶部（具体的には、フラッシュメモリ８４等の内部記憶媒体、あるいは、スロット２３に装着される外部記憶媒体等）に記憶される情報処理プログラム（例えば、ゲームプログラム）を実行することによって、各種の情報処理を実行する。

【0038】

本体装置２は、自身に内蔵される内部記憶媒体の一例として、フラッシュメモリ８４およびＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）８５を備える。フラッシュメモリ８４およびＤＲＡＭ８５は、プロセッサ８１に接続される。フラッシュメモリ８４は、主に、本体装置２に保存される各種のデータ（プログラムであってもよい）を記憶するために用いられるメモリである。ＤＲＡＭ８５は、情報処理において用いられる各種のデータを一時的に記憶するために用いられるメモリである。

【0039】

本体装置２は、スロットインターフェース（以下、「Ｉ／Ｆ」と略記する。）９１を備える。スロットＩ／Ｆ９１は、プロセッサ８１に接続される。スロットＩ／Ｆ９１は、スロット２３に接続され、スロット２３に装着された所定の種類の記憶媒体（例えば、専用メモリカード）に対するデータの読み出しおよび書き込みを、プロセッサ８１の指示に応じて行う。

【0040】

プロセッサ８１は、フラッシュメモリ８４およびＤＲＡＭ８５、ならびに上記各記憶媒体との間でデータを適宜読み出したり書き込んだりして、上記の情報処理を実行する。

【0041】

本体装置２は、ネットワーク通信部８２を備える。ネットワーク通信部８２は、プロセッサ８１に接続される。ネットワーク通信部８２は、ネットワークを介して外部の装置と通信（具体的には、無線通信）を行う。本実施形態においては、ネットワーク通信部８２は、第１の通信態様としてＷｉ－Ｆｉの規格に準拠した方式により、無線ＬＡＮに接続して外部装置と通信を行う。また、ネットワーク通信部８２は、第２の通信態様として所定の通信方式（例えば、独自プロトコルによる通信や、赤外線通信）により、同種の他の本体装置２との間で無線通信を行う。なお、上記第２の通信態様による無線通信は、閉ざされたローカルネットワークエリア内に配置された他の本体装置２との間で無線通信可能であり、複数の本体装置２の間で直接通信することによってデータが送受信される、いわゆる「ローカル通信」を可能とする機能を実現する。

【0042】

本体装置２は、コントローラ通信部８３を備える。コントローラ通信部８３は、プロセッサ８１に接続される。コントローラ通信部８３は、左コントローラ３および／または右コントローラ４と無線通信を行う。本体装置２と左コントローラ３および右コントローラ４との通信方式は任意であるが、本実施形態においては、コントローラ通信部８３は、左コントローラ３との間および右コントローラ４との間で、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）の規格に従った通信を行う。

【0043】

プロセッサ８１は、上述の左側端子１７、右側端子２１、および下側端子２７に接続される。プロセッサ８１は、左コントローラ３と有線通信を行う場合、左側端子１７を介して左コントローラ３へデータを送信するとともに、左側端子１７を介して左コントローラ３から操作データを受信する。また、プロセッサ８１は、右コントローラ４と有線通信を行う場合、右側端子２１を介して右コントローラ４へデータを送信するとともに、右側端子２１を介して右コントローラ４から操作データを受信する。また、プロセッサ８１は、クレードルと通信を行う場合、下側端子２７を介してクレードルへデータを送信する。このように、本実施形態においては、本体装置２は、左コントローラ３および右コントローラ４との間で、それぞれ有線通信と無線通信との両方を行うことができる。また、左コントローラ３および右コントローラ４が本体装置２に装着された一体型装置または本体装置２単体がクレードルに装着された場合、本体装置２は、クレードルを介してデータ（例えば、画像データや音声データ）を据置型モニタ等に出力することができる。

【0044】

ここで、本体装置２は、複数の左コントローラ３と同時に（換言すれば、並行して）通信を行うことができる。また、本体装置２は、複数の右コントローラ４と同時に（換言すれば、並行して）通信を行うことができる。したがって、複数のユーザは、左コントローラ３および右コントローラ４のセットをそれぞれ用いて、本体装置２に対する入力を同時に行うことができる。一例として、第１ユーザが左コントローラ３および右コントローラ４の第１セットを用いて本体装置２に対して入力を行うと同時に、第２ユーザが左コントローラ３および右コントローラ４の第２セットを用いて本体装置２に対して入力を行うことが可能となる。

【0045】

また、ディスプレイ１２は、プロセッサ８１に接続される。プロセッサ８１は、（例えば、上記の情報処理の実行によって）生成した画像および／または外部から取得した画像をディスプレイ１２に表示する。

【0046】

本体装置２は、コーデック回路８７およびスピーカ（具体的には、左スピーカおよび右スピーカ）８８を備える。コーデック回路８７は、スピーカ８８および音声入出力端子２５に接続されるとともに、プロセッサ８１に接続される。コーデック回路８７は、スピーカ８８および音声入出力端子２５に対する音声データの入出力を制御する回路である。

【0047】

本体装置２は、電力制御部９７およびバッテリ９８を備える。電力制御部９７は、バッテリ９８およびプロセッサ８１に接続される。また、図示しないが、電力制御部９７は、本体装置２の各部（具体的には、バッテリ９８の電力の給電を受ける各部、左側端子１７、および右側端子２１）に接続される。電力制御部９７は、プロセッサ８１からの指令に基づいて、バッテリ９８から上記各部への電力供給を制御する。

【0048】

また、バッテリ９８は、下側端子２７に接続される。外部の充電装置（例えば、クレードル）が下側端子２７に接続され、下側端子２７を介して本体装置２に電力が供給される場合、供給された電力がバッテリ９８に充電される。

【0049】

図７は、本体装置２と左コントローラ３および右コントローラ４との内部構成の一例を示すブロック図である。なお、本体装置２に関する内部構成の詳細については、図６で示しているため図７では省略している。

【0050】

左コントローラ３は、本体装置２との間で通信を行う通信制御部１０１を備える。図７に示すように、通信制御部１０１は、端子４２を含む各構成要素に接続される。本実施形態においては、通信制御部１０１は、端子４２を介した有線通信と、端子４２を介さない無線通信との両方で本体装置２と通信を行うことが可能である。通信制御部１０１は、左コントローラ３が本体装置２に対して行う通信方法を制御する。すなわち、左コントローラ３が本体装置２に装着されている場合、通信制御部１０１は、端子４２を介して本体装置２と通信を行う。また、左コントローラ３が本体装置２から外されている場合、通信制御部１０１は、本体装置２（具体的には、コントローラ通信部８３）との間で無線通信を行う。コントローラ通信部８３と通信制御部１０１との間の無線通信は、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）の規格に従って行われる。

【0051】

また、左コントローラ３は、例えばフラッシュメモリ等のメモリ１０２を備える。通信制御部１０１は、例えばマイコン（マイクロプロセッサとも言う）で構成され、メモリ１０２に記憶されるファームウェアを実行することによって各種の処理を実行する。

【0052】

左コントローラ３は、各ボタン１０３（具体的には、ボタン３３－３９、４３、４４、および４７）を備える。また、左コントローラ３は、アナログスティック（図７では「スティック」と記載する）３２を備える。各ボタン１０３およびアナログスティック３２は、自身に対して行われた操作に関する情報を、適宜のタイミングで繰り返し通信制御部１０１へ出力する。

【0053】

通信制御部１０１は、各入力部（具体的には、各ボタン１０３、および、アナログスティック３２）から、入力に関する情報（具体的には、操作に関する情報、またはセンサによる検出結果）を取得する。通信制御部１０１は、取得した情報（または取得した情報に所定の加工を行った情報）を含む操作データを本体装置２へ送信する。なお、操作データは、所定時間に１回の割合で繰り返し送信される。なお、入力に関する情報が本体装置２へ送信される間隔は、各入力部について同じであってもよいし、同じでなくてもよい。

【0054】

上記操作データが本体装置２へ送信されることによって、本体装置２は、左コントローラ３に対して行われた入力を得ることができる。すなわち、本体装置２は、各ボタン１０３およびアナログスティック３２に対する操作を、操作データに基づいて判別することができる。

【0055】

左コントローラ３は、電力供給部１０８を備える。本実施形態において、電力供給部１０８は、バッテリおよび電力制御回路を有する。図示しないが、電力制御回路は、バッテリに接続されるとともに、左コントローラ３の各部（具体的には、バッテリの電力の給電を受ける各部）に接続される。

【0056】

図７に示すように、右コントローラ４は、本体装置２との間で通信を行う通信制御部１１１を備える。また、右コントローラ４は、通信制御部１１１に接続されるメモリ１１２を備える。通信制御部１１１は、端子６４を含む各構成要素に接続される。通信制御部１１１およびメモリ１１２は、左コントローラ３の通信制御部１０１およびメモリ１０２と同様の機能を有する。したがって、通信制御部１１１は、端子６４を介した有線通信と、端子６４を介さない無線通信（具体的には、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）の規格に従った通信）との両方で本体装置２と通信を行うことが可能であり、右コントローラ４が本体装置２に対して行う通信方法を制御する。

【0057】

右コントローラ４は、左コントローラ３の各入力部と同様の各入力部を備える。具体的には、各ボタン１１３、および、アナログスティック５２を備える。これらの各入力部については、左コントローラ３の各入力部と同様の機能を有し、同様に動作する。

【0058】

右コントローラ４は、電力供給部１１８を備える。電力供給部１１８は、左コントローラ３の電力供給部１０８と同様の機能を有し、同様に動作する。

【0059】

［２．ゲームシステムにおける処理の概要］
以下、ゲームシステム１によって実行される、ゲーム画像の生成処理について説明する。本実施形態においては、ゲームシステム１は、ゲーム空間である３次元の仮想空間にオブジェクトを配置し、オブジェクトに影が付された仮想空間を示すゲーム画像を生成して表示する。図８は、ゲーム画像の一例を示す図である。図８に示すように、本実施形態においては、仮想空間に配置される所定の種類のオブジェクトについて、影が付されて（つまり、影の領域が暗くなるように）表示される。図８に示す例においては、２つのオブジェクト２０１および２０２について、それぞれ影２０３および２０４が付されている。本実施形態においては、上記所定の種類のオブジェクトには、プレイヤによって操作されるプレイヤキャラクタと、ゲームシステム１によって動作が制御されるノンプレイヤキャラクタが含まれる。なお、ゲームシステム１は、仮想空間に配置される任意のオブジェクトについて影を付してよく、全てのオブジェクトについて影を付してもよい。

【0060】

図９は、仮想空間に配置される所定の種類のオブジェクトの一例を示す図である。本実施形態においては、上記所定の種類のオブジェクトは、図９に示すオブジェクト２０１のように平らな形状を有する。具体的には、オブジェクト２０１は、本体部分（具体的には、頭、胴体、および、足を含む部分）２１１と、右腕部分２１２と、左腕部分２１３とを有する。各部分２１１－２１３はそれぞれ平面状の形状である。なお、図９においては、各部分２１１－２１３が若干の厚みを有するように示しているが、各部分２１１－２１３は厚みを有していなくてもよい。また、本実施形態においては、各部分２１１－２１３は、厚み方向にずれて配置される（図９参照）。したがって、オブジェクト２０１は全体として若干の厚みを有する。なお、他の実施形態においては、オブジェクトは、全体として平面状の形状であってもよい。また、他の実施形態においては、オブジェクトは、平らでない形状であってもよい。

【0061】

本実施形態においては、仮想空間に配置される複数の上記所定の種類のオブジェクトについて影を付す場合、ゲームシステム１は、影となる領域を計算する処理をオブジェクト毎に実行する。以下、図１０－図１６を参照して、この処理について説明する。

【0062】

本実施形態においては、ゲームシステム１は、上記所定の種類のオブジェクト毎に部分空間を設定し、部分空間を用いてオブジェクト毎のシャドウマップ（以下、「部分シャドウマップ」と呼ぶ。）を生成する。図１０は、各オブジェクトに設定される部分空間の一例を示す図である。図１０に示す例では、オブジェクト２０１について部分空間２２１が設定され、オブジェクト２０２について部分空間２２２が設定されている。

【0063】

部分空間は、対応するオブジェクト（つまり、当該部分空間を用いて影を付す対象となるオブジェクト）を内包するように設定される（図１０参照）。部分空間の大きさは、対応するオブジェクトを内包する任意の大きさでよい。部分空間は、対応するオブジェクトが内包されればよいので、例えば複数のオブジェクトを内包するような大きな部分空間を設定する必要はない。そのため、部分シャドウマップが大きくなることを抑制でき、部分シャドウマップに用いられるメモリ領域が増加することを抑制することができる。

【0064】

本実施形態においては、部分空間は、光源の光線方向に沿った辺（より具体的には、光線方向に平行な辺）を有する直方体形状である（図１０参照）。詳細は後述するが、部分空間を上記の形状とすることで、部分空間に対応する範囲の部分シャドウマップを生成するための計算が容易になる。なお、本実施形態においては、影を付すための光源は平行光源である。したがって、各オブジェクトに設定される部分空間は、それぞれ同じ向きとなる（図１０参照）。なお、部分空間の形状は任意であり、他の実施形態においては、直方体以外の形状であってもよい。

【0065】

図１１は、本実施形態の変形例における部分空間の一例を示す図である。図１１に示す変形例においては、影を付すための光源として点光源が用いられるものとする。このとき、ゲームシステム１は、点光源の位置に基づいて錐台形状の部分空間２２５および２２６を各オブジェクト２０１および２０２に対してそれぞれ設定してもよい。具体的には、部分空間２２５および２２６は、点光源の位置を頂点とする四角錐から、同じ頂点であって当該四角錐を相似に縮小した四角錐を取り除いた錐台である。点光源が用いられる場合には、上記の部分空間を設定することでオブジェクト毎の部分シャドウマップを生成することができる。

【0066】

本実施形態においては、上記部分空間に基づいて部分シャドウマップが部分空間毎に生成される（図１０参照）。部分シャドウマップは、光線方向から見たときの部分空間内における各位置のデプス（換言すれば、深度）を示す。本実施形態においては平行光源が用いられるので、上記デプスは、所定の基準位置（すなわち、光源の位置）から当該位置までの光線方向に関する距離として算出される。なお、基準位置は任意の位置であってよい。

【0067】

なお、部分シャドウマップのデプスは、上記部分空間に対応するオブジェクトのみを対象として算出される。つまり、部分シャドウマップにおいて、光線方向から見たときにオブジェクトが存在する位置については、デプスは、所定の基準位置から当該オブジェクトの位置までの光線方向に関する距離として算出される。また、部分シャドウマップにおいて、光線方向から見たときにオブジェクトが存在しない位置については、デプスは最大値に設定される。したがって、本実施形態においては、光線方向から見たときに上記オブジェクトの手前または奥に他のオブジェクトが配置されていたとしても、当該他のオブジェクトは考慮せずに部分シャドウマップのデプスが算出される。

【0068】

ゲームシステム１は、部分空間が設定されるオブジェクト毎に部分シャドウマップを生成する。なお、本実施形態においては、ゲームシステム１は、１つのオブジェクトについて部分シャドウマップを生成すると、当該部分シャドウマップに基づく影バッファの更新処理（詳細は後述する）を実行し、その後に別のオブジェクトについて部分シャドウマップを生成する。つまり、ゲームシステム１は、部分シャドウマップの生成処理と、部分シャドウマップに基づく影バッファの更新処理とを、オブジェクト毎に繰り返し実行する。これによれば、メモリ領域に同時に記憶される部分シャドウマップは１つのみとなるので、部分シャドウマップのためのメモリ領域を節約することができる。なお、他の実施形態においては、部分シャドウマップの生成処理と影バッファの更新処理とを実行する順序は任意であり、ゲームシステム１は、各オブジェクトについての部分シャドウマップをそれぞれ生成した後で、各部分シャドウマップに基づいて影バッファの更新処理を実行してもよい。

【0069】

ゲームシステム１は、生成された部分シャドウマップに基づいて影バッファを更新する。影バッファは、ゲーム画像の画素毎に影の濃さ（換言すれば、明るさ）を格納するバッファである。ゲームシステム１は、影バッファにおける各画素のうち、部分空間に対応する画素（すなわち、部分空間内の位置を表示される画素）における影の濃さを、当該部分空間についての部分シャドウマップを用いて算出する。つまり、１つの部分シャドウマップに基づく影バッファの更新処理においては、当該部分シャドウマップに対応する部分空間内の領域に対応する画素について影の濃さが更新される。

【0070】

本実施形態においては、分散シャドウマップの手法を用いて影の濃さが算出される。分散シャドウマップの手法では、画素に対応する位置が影となる確率をチェビシェフの不等式によって表し、当該確率に応じた濃さとなるように（つまり、影となる確率が高い箇所は影が濃くなり、影となる確率が低い箇所は影が薄くなるように）、影の濃さを算出する。具体的には、本実施形態においては、画素における影の濃さを示す変数Ｐは、次の式（１）に従って算出される。
Ｐ=σ^２／｛σ^２+（ｔ－Ｅ(ｘ)）^２｝ …（１）
詳細は後述するが、上記変数Ｐは、値が小さいほど影が濃い（すなわち、暗い）ことを示す。

【0071】

図１２は、光源と、オブジェクトと、当該オブジェクトの影が付される面（例えば、仮想空間における地面）との位置関係の一例を示す図である。上式（１）における変数ｔは、当該画素に対応する位置（例えば、図１２に示す位置Ａ）のデプスである。ここで、上式（１）におけるデプスとは、光源を基準としたときのデプス（つまり、光源の位置から当該画素に対応する位置までのデプス）である。変数ｔは、仮想カメラを基準としたデプスｄを、光源を基準としたデプスに変換することで得られる（図１２参照）。なお、仮想カメラを基準としたデプスｄは、デプスバッファに格納されている。デプスバッファに格納されるデプスの値は、従来の方法によって算出されてよい。

【0072】

上式（１）における変数ｘは、部分シャドウマップに格納される、当該画素に対応する位置におけるデプスである。つまり、変数ｘは、光源を基準としたときのデプスであり、光源の位置と当該画素に対応する位置（例えば、図１２に示す位置Ａ）との間にオブジェクトが存在する場合は、変数ｘは、光源の位置から当該オブジェクトの位置（例えば、図１２に示す位置Ｂ）までの距離となる。

【0073】

上式（１）における関数Ｅ（ｘ）は、上記デプスｘに所定の平滑化フィルタを適用した結果の値を示す。また、上式（１）における変数σ^２は、当該画素に対応する位置のデプスの分散値（より具体的には、当該画素の周囲における局所的な分散値）である。具体的には、変数σ^２は、次の式（２）によって算出される。
σ^２＝ Ｅ（ｘ^２）－Ｅ（ｘ）^２ …（２）
なお、本実施形態においては、上式（１）および（２）における関数Ｅ（ｘ）は、デプスに平滑化フィルタを適用した結果を表す関数であるが、他の実施形態においては、関数Ｅ（ｘ）は、上記デプスの平均値（例えば、当該画素を含む所定範囲内の画素におけるデプスの平均値）を表す関数であってもよい。

【0074】

ここで、光源から当該画素への直線上にオブジェクトが存在する場合は、変数ｔが上記Ｅ（ｘ）よりも大きくなる（図１２参照）。この場合、当該画素は、オブジェクトの影が描画される画素となる。一方、光源から当該画素への直線上にオブジェクトが存在しない場合は、変数ｔは上記Ｅ（ｘ）以下となる。この場合、当該画素は、オブジェクトの影が描画されない画素となる。したがって、ゲームシステム１は、変数ｔがＥ（ｘ）よりも大きい場合、上式（１）によって変数Ｐを算出する。一方、変数ｔがＥ（ｘ）以下となる場合、変数Ｐを算出しない。この場合、影バッファにおける当該画素の値は更新されないこととなる。なお、他の実施形態においては、ゲームシステム１は、変数ｔとＥ（ｘ）とを比較することに代えて、変数ｔと変数ｘとを比較するようにしてもよい。

【0075】

図１３は、オブジェクトと、当該オブジェクトの影となる領域との一例を示す図である。図１３においては、仮想空間における地面のうちの領域２３１が、オブジェクト２０１の影が描画される領域であるとする。ここで、上式（１）によって算出される変数Ｐは、値が大きいほど明るい（換言すれば、影が薄い）ことを示す変数である。上式（１）によれば、オブジェクト２０１の影となる領域２３１の縁付近の位置では、分散σ^２が大きくなることから、変数Ｐの値が大きくなる。なお、上記の位置で分散σ^２が大きくなる理由は、当該位置の周囲には、変数ｘが光源からオブジェクトまでのデプスとなる位置（すなわち、影となる位置）と、変数ｘが光源から地面までのデプスとなる位置（すなわち、影とならない位置）とが含まれることから、変数ｘの値のばらつきが大きくなるためである。上記より、オブジェクト２０１の影となる領域２３１の縁付近の位置では、影は薄くなる（図１３参照）。一方、上記領域２３１の縁から離れた内側の位置では、当該位置の周囲において変数ｘは光源からオブジェクトまでのデプスとなるので、変数ｘの値のばらつきが小さいために分散σ^２が小さくなることから、変数Ｐの値が小さくなる。したがって、上記領域２３１の縁から離れた内側の位置では、影は濃くなる（図１３参照）。以上より、分散シャドウマップの手法によれば、影の輪郭がぼかされることで影の縁においてジャギーが生じにくく、また、自然に見える影を表示することができる。

【0076】

なお、分散シャドウマップの手法では、１つのオブジェクトの影の領域における縁の部分は影が薄く（つまり、明るく）なりやすいので、２つのオブジェクトの影が重なって表示される場合には、当該縁の部分において暗く表示されるべき箇所が明るく表示される現象（いわゆる、ライトブリーディング）が生じるおそれがある。図１４は、２つのオブジェクトの影が重なって表示される場合のゲーム画像の一例を示す図である。図１４に示す例は、オブジェクト２０１の影２０３とオブジェクト２０２の影２０４とが重なって表示されている状況である。このような状況において、影２０４の領域の縁が明るく表示されてしまい、影２０３と影２０４との境界部分において影２０４の輪郭が明るく表示されるといった、不自然な表示となるおそれがある。例えば、（本実施形態のようにオブジェクト毎の複数の部分シャドウマップを生成することとは異なり、）仮想空間における描画範囲の全体について単一のシャドウマップを生成し、当該シャドウマップを用いて分散シャドウマップの手法によって影の濃さを算出する場合には、ライトブリーディングが生じるおそれがある。本実施形態においては、上記のような不自然な影が表示されるおそれを低減するべく、ゲームシステム１は次のように処理を行う。

【0077】

図１５は、影バッファを更新する一例を示す図である。図１５に示す例は、１つ目のオブジェクト２０１についての部分シャドウマップに基づく影の濃さの値が影バッファに格納された後において、２つ目のオブジェクト２０２についての部分シャドウマップを用いて影バッファが更新される例である。

【0078】

図１５に示す（ａ）の状態は、２つ目のオブジェクト２０２についての部分シャドウマップを用いて影バッファが更新される前の状態、すなわち、１つ目のオブジェクト２０１の影２４１のみが影バッファに描画された状態である。

【0079】

２つ目のオブジェクト２０２についての部分シャドウマップを用いて影バッファが更新される場合には、影バッファの各画素のうちで、当該オブジェクト２０２の部分空間に対応する領域２４２内の画素について影の濃さの更新が判定される。具体的には、ゲームシステム１は、領域２４２内の画素のうち、上述したように、オブジェクト２０２の影の領域外となる画素（すなわち、変数ｔがＥ（ｘ）以下となる画素）については、更新を行わない。また、ゲームシステム１は、領域２４２内の画素のうち、オブジェクト２０２の影の領域内となる画素（すなわち、変数ｔがＥ（ｘ）よりも大きくなる画素）については、上式（１）に従って算出された変数Ｐが、影バッファに格納されている値よりも小さい場合（つまり、算出された影の濃さが、影バッファに格納されている濃さよりも濃い値を示す場合）、影バッファの値を更新する。したがって、１つ目のオブジェクト２０１の影２４１内の画素が、２つ目のオブジェクト２０２の影２４３内の位置である場合には、影２４１における濃さよりも、影２４３における濃さが濃ければ、当該画素の値が更新され、影２４１における濃さよりも、影２４３における濃さが薄ければ、当該画素の値は更新されない。上記によれば、例えば、２つ目のオブジェクト２０２の影２４３の縁の画素において影が薄く算出されたとしても、影バッファに格納されている値（すなわち、１つ目のオブジェクト２０１の影２４１の濃さを示す値）が影が濃いことを示す場合は更新されないので、当該画素においては影が濃いことを示す値が格納されたままとなる。

【0080】

上記によれば、２つのオブジェクトの影が重なって表示される場合において上記のライトブリーディングが生じるおそれを低減することができる。図１６は、２つのオブジェクトの影が重なって表示される場合のゲーム画像であって、本実施形態における処理によって生成されるゲーム画像の一例を示す図である。図１６に示す例においては、図１４に示す例とは異なり、オブジェクト２０１の影２０３とオブジェクト２０２の影２０４との境界部分は暗く表示されている。このように、本実施形態においては、部分シャドウマップ毎に影バッファの更新を行うとともに、影バッファに格納されている値よりも影が濃い場合に更新を行うことによって、ライトブリーディングが生じるおそれを低減することができる。

【0081】

なお、１つの部分空間に複数のオブジェクトが含まれる場合においても、ある位置とその周囲の位置とで光源を基準としたデプスが大きく異なると、上述の分散σ^２が大きくなる結果、その位置においてライトブリーディングが生じるおそれがある。これに関して、本実施形態においては、上述したように、部分シャドウマップのデプスは、部分空間に対応するオブジェクトのみを対象として算出される。これによっても、部分シャドウマップにおける各デプスの差が大きくなる可能性を低減できるので、分散σ^２が大きくなる結果としてライトブリーディングが生じるおそれを低減することができる。

【0082】

また、本実施形態においては、影が付される所定の種類のオブジェクトは平らな形状である。そのため、部分シャドウマップにおけるデプスは連続的に変化する、あるいは、ある位置とその周囲の位置とでデプスが大きくは変化しないので、分散σ^２は大きくなりにくい。本実施形態においては、これによってもライトブリーディングが生じるおそれを低減することができる。また、平らなオブジェクトが光線方向に対して平行に近い向きとなる状態では、部分シャドウマップにおけるデプスの変化量は大きくなる。ただし、本実施形態においては当該オブジェクトが平らであるため、この状態においては影は細くなることから、影が不自然に見えるといった問題は生じにくいと言うことができる。

【0083】

ゲームシステム１は、オブジェクト毎の部分シャドウマップを用いて影バッファを順次更新することで、影バッファの更新を行う。そして、更新された影バッファを用いて、フレームバッファに描画されたゲーム画像に対するライティング処理を行うことで、影が付されたゲーム画像を生成する。なお、ライティング処理の具体的な内容は任意であり、従来の方法が用いられてよい。

【0084】

［３．情報処理システム／ゲームシステムにおける処理の具体例］
次に、図１７－図２２を参照して、ゲームシステム１における情報処理の具体例について説明する。

【0085】

図１７は、ゲームシステム１における情報処理に用いられる各種データを記憶する記憶領域の一例を示す図である。図１７に示す各記憶領域は、本体装置２がアクセス可能な記憶媒体（例えば、フラッシュメモリ８４、ＤＲＡＭ８５、および／または、スロット２３に装着されたメモリカード等）に設けられる。図１７に示すように、上記記憶媒体には、ゲームプログラムが記憶されるゲームプログラム領域が設けられる。ゲームプログラムは、本実施形態におけるゲーム処理（具体的には、図１８に示すゲーム処理）を実行するためのものである。また、上記記憶媒体には、フレームバッファ、デプスバッファ、Ｇバッファ、影バッファ、および、部分シャドウマップ領域が設けられる（図１７参照）。

【0086】

図１８は、ゲームシステム１によって実行されるゲーム処理の流れの一例を示すフローチャートである。ゲーム処理の実行は、例えば、上記ゲームプログラムの実行中において、プレイヤの指示に応じてゲームが開始されたことに応じて開始される。

【0087】

なお、本実施形態では、本体装置２のプロセッサ８１が、ゲームシステム１に記憶されている上記ゲームプログラムを実行することによって、図１８に示す各ステップの処理を実行するものとして説明する。ただし、他の実施形態においては、上記各ステップの処理のうちの一部の処理を、プロセッサ８１とは別のプロセッサ（例えば、専用回路等）が実行するようにしてもよい。また、ゲームシステム１が他の情報処理装置（例えば、サーバ）と通信可能である場合、図１８に示す各ステップの処理の一部は、他の情報処理装置において実行されてもよい。また、図１８に示す各ステップの処理は、単なる一例に過ぎず、同様の結果が得られるのであれば、各ステップの処理順序を入れ替えてもよいし、各ステップの処理に加えて（または代えて）別の処理が実行されてもよい。

【0088】

また、プロセッサ８１は、図１８に示す各ステップの処理を、メモリ（例えば、ＤＲＡＭ８５）を用いて実行する。すなわち、プロセッサ８１は、各処理ステップによって得られる情報（換言すれば、データ）をメモリに記憶し、それ以降の処理ステップにおいて当該情報を用いる場合には、メモリから当該情報を読み出して利用する。

【0089】

図１８に示すステップＳ１において、プロセッサ８１は、プレイヤによる指示を示す上記操作データを取得する。すなわち、プロセッサ８１は、コントローラ通信部８３および／または各端子１７および２１を介して各コントローラから受信される操作データを取得する。ステップＳ１の次にステップＳ２の処理が実行される。

【0090】

ステップＳ２において、プロセッサ８１は、仮想空間に配置されるオブジェクトの動作を制御する。例えば、プロセッサ８１は、ステップＳ１で取得された操作データに基づいてプレイヤキャラクタの動作を制御したり、ゲームプログラムにおいて定められているアルゴリズムに従ってノンプレイヤキャラクタの動作を制御したりする。ステップＳ２の次にステップＳ３の処理が実行される。

【0091】

ステップＳ３において、プロセッサ８１は、所定の種類のオブジェクトに影を付す処理を含むレンダリング処理を実行する。ステップＳ３のレンダリング処理では、ステップＳ２の処理結果が反映された仮想空間について、上記所定の種類のオブジェクト等に関する描画が行われる。以下、図１９を参照して、ステップＳ３のレンダリング処理の詳細について説明する。

【0092】

図１９は、図１８に示すステップＳ３のレンダリング処理の詳細な流れの一例を示すサブフローチャートである。レンダリング処理においては、まずステップＳ１１において、プロセッサ８１は、描画を行う対象となるオブジェクトを指定する。ステップＳ１１においては、今回のステップＳ１１－Ｓ１６の処理ループにおいてまだ処理対象となっていないオブジェクトが指定される。ステップＳ１１の次に、ステップＳ１２の処理が実行される。

【0093】

ステップＳ１２において、プロセッサ８１は、ステップＳ１１で指定したオブジェクトのポリゴンのうちで、描画を行う対象となるポリゴンを指定する。ステップＳ１２においては、今回のステップＳ１２－Ｓ１５の処理ループにおいてまだ処理対象となっていないポリゴンが指定される。ステップＳ１２の次に、ステップＳ１３の処理が実行される。

【0094】

ステップＳ１３において、プロセッサ８１は、ステップＳ１２で指定されたポリゴンについてデプステストを行ってデプスバッファの更新を行う。すなわち、プロセッサ８１は、デプスバッファに格納されている画素毎のデプス値が、当該ポリゴンのうちの当該画素における位置のデプス値よりも大きい場合、当該ポリゴンのデプス値となるようにデプスバッファを更新する。ステップＳ１２の次に、ステップＳ１３の処理が実行される。

【0095】

ステップＳ１４において、プロセッサ８１は、ステップＳ１２で指定されたポリゴンについてＧバッファ（ジオメトリバッファ）の更新を行う。すなわち、プロセッサ８１は、当該ポリゴンに対応する画素について、描画に用いられる情報（例えば、当該ポリゴンの位置、法線、および、色等の情報）をＧバッファに書き込む。ステップＳ１４の次に、ステップＳ１５の処理が実行される。

【0096】

ステップＳ１５において、プロセッサ８１は、ステップＳ１１で指定したオブジェクトの各ポリゴンについてステップＳ１２－Ｓ１４の一連の処理が完了したか否かを判定する。ステップＳ１５の判定結果が肯定である場合、ステップＳ１６の処理が実行される。一方、ステップＳ１５の判定結果が否定である場合、ステップＳ１２の処理が再度実行される。

【0097】

ステップＳ１６において、プロセッサ８１は、レンダリング処理の対象となる各オブジェクトについてステップＳ１１－Ｓ１５の一連の処理が完了したか否かを判定する。ステップＳ１６の判定結果が肯定である場合、ステップＳ１７の処理が実行される。一方、ステップＳ１６の判定結果が否定である場合、ステップＳ１１の処理が再度実行される。

【0098】

ステップＳ１７において、プロセッサ８１は、影バッファを更新する影バッファ更新処理を実行する。影バッファ更新処理は、上記所定の種類のオブジェクトについての影を示すように影バッファの値を更新する処理である。以下、図２０を参照して、ステップＳ１７の影バッファ更新処理の詳細について説明する。

【0099】

図２０は、図１９に示すステップＳ１７の影バッファ更新処理の詳細な流れの一例を示すサブフローチャートである。影バッファ更新処理においては、まずステップＳ２１において、プロセッサ８１は、影の描画を行う対象となるオブジェクトを指定する。ステップＳ２１においては、所定の種類のオブジェクトのうちで、今回のステップＳ２１－Ｓ２９の処理ループにおいてまだ処理対象となっていないオブジェクトが指定される。ステップＳ２１の次に、ステップＳ２２の処理が実行される。

【0100】

ステップＳ２２において、プロセッサ８１は、ステップＳ２１で指定されたオブジェクトについて部分シャドウマップを生成する。すなわち、プロセッサ８１は、当該オブジェクトについて上述の部分空間を設定し（図１０参照）、設定された部分空間に基づいて部分シャドウマップを生成する。なお、本実施形態においては、設定された部分空間とは異なる他の部分空間に関する値を示す部分シャドウマップが上述の部分シャドウマップ領域に記憶されている場合、新たに生成された部分シャドウマップの内容となるように部分シャドウマップ領域を上書きして更新する。ステップＳ２２の次に、ステップＳ２３の処理が実行される。

【0101】

ステップＳ２３において、プロセッサ８１は、上述の分散シャドウマップの手法によって影の濃さを算出する分散シャドウマップ処理を実行する。分散シャドウマップ処理においては、ステップＳ２１で指定されたオブジェクトについて画素毎に影の濃さが算出され、算出された影の濃さに応じて影バッファが更新される。以下、図２１を参照して、ステップＳ２３の分散シャドウマップ処理の詳細について説明する。

【0102】

図２１は、図２０に示すステップＳ２３の分散シャドウマップ処理の詳細な流れの一例を示すサブフローチャートである。分散シャドウマップ処理においては、まずステップＳ３１において、プロセッサ８１は、影バッファにおける画素のうちから、処理の対象となる１つ画素を指定する。ステップＳ３１においては、今回のステップＳ３１－Ｓ３８の処理ループにおいてまだ処理対象となっていない画素が指定される。ステップＳ３１の次に、ステップＳ３２の処理が実行される。

【0103】

ステップＳ３２において、プロセッサ８１は、ステップＳ３１で指定された画素が、ステップＳ２１で指定されたオブジェクトについて設定された部分空間に対応する画素であるか否かを判定する。なお、部分空間に対応する画素とは、部分空間内の位置を示す画素、あるいは、光源方向から見たときに当該画素が示す位置の手前に部分空間が配置されるような画素である。ステップＳ３２の判定結果が肯定である場合、ステップＳ３３の処理が実行される。一方、ステップＳ３２の判定結果が否定である場合、後述するステップＳ３８の処理が実行される。

【0104】

ステップＳ３３において、プロセッサ８１は、ステップＳ３１で指定された画素について、光源を基準としたデプスを算出する。すなわち、プロセッサ８１は、デプスバッファに格納されている、仮想カメラを基準としたデプス（図１２に示すｄ）を、光源を基準としたデプス（図１２に示すｔ）に変換する。ステップＳ３３の次に、ステップＳ３４の処理が実行される。

【0105】

ステップＳ３４において、プロセッサ８１は、ステップＳ３３で算出されたデプスｔが、部分シャドウマップに格納されるデプスｘに基づくＥ（ｘ）よりも大きいか否かを判定する。ステップＳ３４の判定結果が肯定である場合、ステップＳ３５の処理が実行される。一方、ステップＳ３４の判定結果が否定である場合、後述するステップＳ３８の処理が実行される。

【0106】

ステップＳ３５において、プロセッサ８１は、ステップＳ３１で指定された画素についての影の濃さを算出する。具体的には、プロセッサ８１は、影の濃さを示す変数Ｐを上式（１）に従って算出する。ステップＳ３５の次に、ステップＳ３６の処理が実行される。

【0107】

ステップＳ３６において、プロセッサ８１は、ステップＳ３１で指定された画素について、ステップＳ３５で算出された影の濃さを示す値が、影バッファに格納されている当該画素の値よりも小さいか否か（つまり、算出された影の濃さが、影バッファに格納されている濃さよりも濃い値を示すか否か）を判定する。ステップＳ３６の判定結果が肯定である場合、ステップＳ３７の処理が実行される。一方、ステップＳ３６の判定結果が否定である場合、後述するステップＳ３８の処理が実行される。

【0108】

ステップＳ３７において、プロセッサ８１は、ステップＳ３１で指定された画素について、影バッファに格納されている値を、ステップＳ３５で算出された値に更新する。ステップＳ３７の次に、ステップＳ３８の処理が実行される。

【0109】

ステップＳ３８において、プロセッサ８１は、影バッファの各画素についてステップＳ３１－Ｓ３７の一連の処理が完了したか否かを判定する。ステップＳ３８の判定結果が否定である場合、ステップＳ３１の処理が再度実行される。一方、ステップＳ３８の判定結果が肯定である場合、プロセッサ８１は分散シャドウマップ処理を終了する。

【0110】

図２０の説明に戻り、分散シャドウマップ処理（ステップＳ２３）の次に、ステップＳ２４の処理が実行される。ステップＳ２４において、プロセッサ８１は、影の描画を行う対象となる各オブジェクトについて、ステップＳ２１－Ｓ２３の一連の処理が完了したか否かを判定する。ステップＳ２４の判定結果が否定である場合、ステップＳ２１の処理が再度実行される。一方、ステップＳ２４の判定結果が肯定である場合、プロセッサ８１は影バッファ更新処理を終了する。

【0111】

図１９の説明に戻り、影バッファ更新処理（ステップＳ１７）の次に、ステップＳ１８の処理が実行される。ステップＳ１８において、プロセッサ８１は、ライティング処理を実行する。ライティング処理においては、仮想空間における光源を考慮した各画素の画素値が算出される。以下、図２２を参照して、ステップＳ１８のライティング処理の詳細について説明する。

【0112】

図２２は、図１９に示すステップＳ１８のライティング処理の詳細な流れの一例を示すサブフローチャートである。ライティング処理においては、まずステップＳ４１において、プロセッサ８１は、フレームバッファにおける画素のうちから、画素値を算出する対象となる画素を指定する。ステップＳ４１においては、今回のステップＳ４１－Ｓ４４の処理ループにおいてまだ処理対象となっていない画素が指定される。ステップＳ４１の次に、ステップＳ４２の処理が実行される。

【0113】

ステップＳ４２において、プロセッサ８１は、上述のデプスバッファおよびＧバッファに基づいて、ステップＳ４１で指定された画素の画素値を算出する。ここで算出される画素値は、上述の影バッファによる影が反映される前の画素値である。なお、所定の種類のオブジェクトの部分空間に対応する光源（本実施形態においては、上述の平行光源）とは異なる他の光源が仮想空間に設定される場合、プロセッサ８１は、本ステップＳ４２の処理において当該他の光源を考慮して画素値を算出してもよい。プロセッサ８１は、算出された画素値を格納するようにフレームバッファを更新する。ステップＳ４２の次に、ステップＳ４３の処理が実行される。

【0114】

ステップＳ４３において、プロセッサ８１は、上述の影バッファに基づいて、フレームバッファの画像に影を付すシャドウイングを実行する。すなわち、プロセッサ８１は、ステップＳ４１で指定された画素について、ステップＳ４２で算出された画素値に基づいて、影バッファに格納されている当該画素における影の濃さが反映された画素値を算出する。プロセッサ８１は、算出された画素値を格納するようにフレームバッファを更新する。ステップＳ４３の次に、ステップＳ４４の処理が実行される。

【0115】

ステップＳ４４において、プロセッサ８１は、フレームバッファの各画素についてステップＳ４１－Ｓ４３の一連の処理が完了したか否かを判定する。ステップＳ４４の判定結果が否定である場合、ステップＳ４１の処理が再度実行される。一方、ステップＳ４４の判定結果が肯定である場合、プロセッサ８１はライティング処理を終了する。ライティング処理の終了によって、図１９に示すレンダリング処理が終了される。なお、本実施形態においては、図１９に示すレンダリング処理はＧバッファを用いたディファードレンダリングによって行われるが、他の実施形態においては、当該レンダリング処理はフォワードレンダリングによって行われてもよい。すなわち、本実施形態においては、プロセッサ８１は、上記レンダリング処理（図１９参照）においてＧバッファへ描画を行うとともに、上記ライティング処理（図２２参照）において、Ｇバッファと影バッファとに基づいて影の付いた画像をフレームバッファに描画するが、他の状態形態においては、上記レンダリング処理においてフレームバッファへ描画を行うとともに、上記ライティング処理において、当該フレームバッファと影バッファとに基づいて当該フレームバッファの画像に影を描画するようにしてもよい。

【0116】

図１８の説明に戻り、レンダリング処理（ステップＳ３）の次に、ステップＳ４の処理が実行される。ステップＳ４において、プロセッサ８１は、ステップＳ３のレンダリング処理で描画されないオブジェクト（例えば、背景等）についてレンダリング処理を実行する。例えば、上記ステップＳ３のレンダリング処理がディファードレンダリングによって実行され、上記ステップＳ４のレンダリング処理がフォワードレンダリングによって実行されてもよい。ステップＳ４の次に、ステップＳ５の処理が実行される。

【0117】

ステップＳ５において、プロセッサ８１は、ポストプロセス処理を実行する。ポストプロセス処理の具体的な内容は任意である。プロセッサ８１は、ステップＳ３およびＳ４の処理によって生成されたゲーム画像に対して、例えば、フィルタを用いてエフェクトをかけたり、明度や彩度等の調整を行ったりする。ステップＳ５の次に、ステップＳ６の処理が実行される。

【0118】

ステップＳ６において、プロセッサ８１は、ステップＳ５の処理後のゲーム画像を表示装置へ出力する。これによって、表示装置にゲーム画像が表示される。なお、ゲーム画像が出力される表示装置は、本体装置２のディスプレイ１２であってもよいし、本体装置２に接続される上述の据置型モニタであってもよい。ステップＳ６の次に、ステップＳ７の処理が実行される。

【0119】

ステップＳ７において、プロセッサ８１は、ゲーム処理を終了するか否かを判定する。例えば、プロセッサ８１は、ゲームを終了するための所定の操作入力がプレイヤによって行われた場合、ゲームを終了すると判定する。ステップＳ７の判定結果が否定である場合、ステップＳ１の処理が再度実行される。以降、ステップＳ７においてゲームを終了すると判定されるまで、ステップＳ１～Ｓ７の一連の処理が繰り返し実行される。一方、ステップＳ７の判定結果が肯定である場合、プロセッサ８１は、図１８に示すゲーム処理を終了する。

【0120】

［４．本実施形態の作用効果および変形例］
上記実施形態においては、画像処理プログラム（一例として、ゲームプログラム）は、情報処置装置のコンピュータ（一例として、本体装置２のプロセッサ８１）に、次の処理を実行させる構成である。
・仮想空間内のオブジェクトについて、デプスバッファを用いてデプステストを行いながらフレームバッファまたはＧバッファへ描画を行う処理（ステップＳ１４）
・オブジェクトのうち第１の種類の複数のオブジェクトについて、オブジェクト毎に、仮想空間の一部であって、当該第１の種類のオブジェクトを内包する部分空間を設定する処理（ステップＳ２２）
・上記オブジェクト毎に、部分空間に対する仮想光源を設定して、当該仮想光源に基づいた部分空間における第１の種類のオブジェクトのシャドウマップである部分シャドウマップを生成する処理（ステップＳ２２）
・上記オブジェクト毎に、部分空間の範囲内に対応する画素に関して、デプスバッファのデプスと部分シャドウマップのデプスに基づいて、第１の種類のオブジェクトの影の濃さを画素毎に決定して（ステップＳ３５）、当該画素の影の濃さが、影の濃さを記憶する影バッファに記憶されている値より濃い影の値の場合に、当該影バッファに上書きして記憶する処理（ステップＳ３７）
・フレームバッファと影バッファとに基づいてフレームバッファの画像に影を描画する、または、Ｇバッファと影バッファとに基づいて影の付いた画像をフレームバッファに描画する処理（ステップＳ４３）

【0121】

上記の構成によれば、オブジェクト毎の部分シャドウマップを用いることで、描画範囲の全体についてのシャドウマップを生成する必要がないので、シャドウマップのためのメモリ領域を減少させたり、コンピュータの処理負荷を軽減したりすることができる。

【0122】

上記実施形態においては、影が付された仮想空間の画像を生成する画像処理プログラムとして、ゲーム画像を生成するゲームプログラムを例として説明を行ったが、画像処理プログラムはゲームプログラムに限定されない。上記実施形態における画像処理は、仮想空間を示す画像を生成するための任意の情報処理プログラムに適用することが可能である。

【0123】

上記実施形態においては、分散シャドウマップの手法に基づき画素毎の影の濃さを算出したが、影の濃さを算出する具体的な方法はこれに限らず、任意の方法で影の濃さが算出されてもよい。なお、上記実施形態によれば、部分シャドウマップを用いることで、分散シャドウマップの手法を用いる場合でも上述のライトブリーディングを抑制することができる。そのため、ライトブリーディングを抑制するために追加の処理を行う必要がなく、自然に見える影を表示することができる。

【0124】

なお、上記の実施形態において、ある情報処理装置においてデータ（プログラムを含む意味である）を用いて処理が実行される場合、当該処理に必要なデータの一部が、当該ある情報処理装置とは異なる他の情報処理装置から送信されてもよい。このとき、当該ある情報処理装置は、他の情報処理装置から受信されたデータと、自身に記憶されているデータとを用いて上記処理を実行してもよい。

【0125】

なお、他の実施形態において、情報処理システムは、上記実施形態における構成の一部を備えていなくてもよいし、上記実施形態において実行される処理の一部を実行しなくてもよい。例えば、情報処理システムは、上記実施形態における一部の特定の効果を奏するためには、当該効果を奏するための構成を備え、当該効果を奏するための処理を実行すればよく、その他の構成を備えていなくてもよいし、その他の処理を実行しなくてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0126】

上記実施形態は、コンピュータの処理負荷を軽減すること等を目的として、例えばゲームシステムやゲームプログラムに利用することが可能である。

【符号の説明】

【0127】

１ ゲームシステム
２ 本体装置
８１ プロセッサ
２０１，２０１ オブジェクト
２２１，２２２ 部分空間

【要約】

【課題】コンピュータの処理負荷を軽減する。
【解決手段】オブジェクトのうち第１の種類の複数のオブジェクトについて、オブジェクト毎に、仮想空間の一部であって、当該第１の種類のオブジェクトを内包する部分空間が設定される。オブジェクト毎に、情報処理システムは、部分空間に対する仮想光源を設定させて、当該仮想光源に基づいた部分空間における第１の種類のオブジェクトのシャドウマップである部分シャドウマップを生成する。オブジェクト毎に、情報処理システムは、部分空間の範囲内に対応する画素に関して、デプスバッファのデプスと部分シャドウマップのデプスに基づいて、第１の種類のオブジェクトの影の濃さを画素ごと毎に決定し、当該画素の影の濃さが、影の濃さを記憶する影バッファに記憶されている値より濃い影の値の場合に、当該影バッファに上書きして記憶する。影バッファに基づいて影の付いた画像が描画される。
【選択図】図１０

【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】