动作建模装置及方法、以及程序与流程

本发明是关于在具有通过关节结合于躯干的肢体的角色的动作建模中将于中途具有关节的各肢体的形状一体的定义并决定动作的建模。

背景技术：
随着近年计算机技术的高度发展，CG(ComputerGraphics)中已能在三次元中进行精细且写实的表现。且在CG领域中，是使用将在假想空间的角色例如人或动物等的动作以关节连结多个骨头来构成的骨骼模型(骨架模型,skeletonmodel)，在其关节使各骨头动作来进行表现。如上述，在假想三次元空间中动作的骨架模型，是依各关节设定其连结的骨头的可动范围，配合其关节的特性，使其可动范围的大小或动作自由度不同，以进行更具现实味道的动作。又，已揭示了一种方法，亦即为了表现更自然顺畅的骨架模型的动作，通过在各关节使用射影将球面上的点坐标转换于射影面上来设定可动范围，以设定以往的关节可动范围(参照专利文献1)。专利文献1：日本特开2010-170279号公报(段落0010等)

技术实现要素：
然而，专利文献1也是预备了各关节独立的活动范围模型。然而，现实的人类或动物等的关节动作，也有受到相邻关节的影响而动作受限制的情形。因此，在依其各活动范围进行建模相关计算时，也可考虑到四肢部前端会移动至不自然的位置。另一方面，若为了实现更自然的动作而增加变量的数目，则会导致需要复杂的数学模型来进行处置附加对应关系地存储的数据，特定部位定位构件，以上述第1关节的位置为基准决定上述特定部位的位置，以及第2关节定位构件，根据依照上述特定部位定位构件所决定的上述特定部位的位置而预先存储于上述存储装置的角度范围数据，决定上述第2关节的位置。本发明的目的在于，提供在对结合于躯干的各肢体建模动作的情形下，能一边减少特定该动作所需要的变量，一边建模出更接近现实动作的模型的动作的动作建模装置等。为了达成上述目的，本发明第1观点的动作建模装置，是对角色的动作进行建模的动作建模装置，该角色具有通过第1关节结合于躯干的同时在中途配置有第2关节、且能够以该第1关节为中心在规定的角度范围内旋转的肢体，其特征在于，包括：特定部位定位构件，以上述第1关节的位置为基准决定位于较上述肢体的上述第2关节之前的特定部位的位置；角度范围数据存储构件，将对能够使上述第2关节旋转的角度范围进行定义而成的角度范围数据相对于上述特定部位的从上述第1关节起的相对位置附加对应关系地存储；以及第2关节定位构件，基于依照上述特定部位定位构件所决定的上述特定部位的位置而存储于上述角度范围数据存储构件的角度范围数据，决定上述第2关节的位置。上述第1观点的动作建模装置，首先，针对通过第1关节结合于躯干的肢体，以该第1关节为基准决定位于较配置于该肢体中途的第2关节之前的特定部位的位置。在以第1关节为基准决定特定部位的位置后，相对依照该特定部位位置而设定的从第1关节起的相对位置，在第2关节的可旋转角度范围内决定第2关节的位置。也就是说，在以肢体中第1关节为基准决定特定部位的位置后，由于第2关节的关节角度被固定，因此接着决定以连结第1关节与特定部位的轴为中心的第2关节的旋转角度，借此能进行该肢体动作的建模。进而，第2关节的旋转角度，由于是在与特定部位位置对应的旋转角度的范围内被决定，因此能防止肢体相对特定部位位置的不自然动作。具体而言，如作为建模对象的现实中的人类的手肘或膝盖般，将具有仅于限定的方向作屈伸动作的关节的手腕或脚作为建模对象时，能防止该对象中的第2关节在位于第2关节之前的特定部位的位置不自然的弯曲，而能在该对象的肢体动作中做出无不协调感的建模。又，由于在该肢体动作的建模中，能仅使用特定部位的位置相关的信息与第2关节的旋转角度相关的信息来决定该肢体形状，因此能以较少的信息进行动作的建模。上述第1观点的动作建模装置中，上述角色是在游戏中出现的角色，上述动作建模装置还包括游戏状况判定构件，该游戏状况判定构件用以判定上述游戏的进行状况是否成为预先定义的多种状况中的何种状况，上述角度范围数据存储构件分别相对于上述多种状况，存储作为能够使上述第2关节旋转的角度范围定义不同角度范围而成的角度范围数据，上述第2关节定位构件根据上述角度范围数据存储构件所储存的多个角度范围的数据中的与由上述游戏状况判定构件判定的状况对应的角度范围数据，决定上述第2关节的位置。此情形下，能依照其游戏状况使第2关节的可旋转角度范围变化。借此，例如能在角色于游戏进行中负伤时将该负伤的肢体的第2关节的可旋转角度范围设定为较通常时狭窄，而能对角色进行与其游戏状况对应的自然动作的建模。又，其它作为此种的游戏状态，有角色于身体安装的物的状态或在假想空间中的角色的周围环境等。上述第1观点的动作建模装置中，还包括活动范围数据存储构件，该活动范围数据存储构件存储能够使上述特定部位位于从上述第1关节起的相对位置的对该特定部位的活动范围进行定义而成的活动范围数据，上述特定部位定位构件根据存储于上述活动范围数据存储构件的活动范围数据决定上述特定部位的位置，上述角度范围数据存储构件将对能够使上述第2关节旋转的角度范围进行定义而成的角度范围数据相对于上述活动范围数据存储构件所存储的活动范围内的位置附加对应关系地存储。此情形下，是在被定义的活动范围决定特定部位的位置，并在与该位置对应的第2关节的可旋转角度范围决定第2关节的位置。借此，在例如以人型角色的手腕部或脚部作为建模对象时，能在该手腕部或脚部的手脖子或脚脖子位置在现实上能到达的范围作决定。因此，由于能依照其位置，防止关节不自然的弯曲的动作的建模，进而也能防止肢体到达现实上不可能到达的位置，因此能对人型角色建模出更自然的人的动作。上述第1观点的动作建模装置中，上述角色是在游戏中出现的角色，上述动作建模装置还包括游戏状况判定构件，该游戏状况判定构件用以判定上述游戏的进行状况是否成为预先定义的多种状况中的何种状况，上述活动范围数据存储构件分别相对于上述多种状况，存储作为上述特定部位的活动范围定义不同活动范围而成的多个活动范围数据，上述特定部位定位构件根据上述活动范围数据存储构件所储存的多个活动范围数据中的与由上述游戏状况判定构件判定的状况对应的活动范围数据，决定上述特定部位的位置。此情形下，能依照其游戏状况使特定部位的活动范围变化。借此，例如能在角色于游戏进行中负伤时将该负伤的肢体的特定部位的活动范围设定为较通常时狭窄，而能对角色进行与其游戏状况对应的自然动作的建模。上述第1观点的动作建模装置中，还包括：肢体长度变化构件，维持上述第1关节至上述第2关节的长度与上述第2关节至上述特定部位的长度的比例的同时，使上述肢体的长度变化，以及角度范围数据修正构件，依据通过上述肢体长度变化构件被变更的上述肢体的长度，修正与上述角度范围数据附加对应关系地储存在上述角度范围数据存储构件中的上述特定部位的从上述第1关节起的相对位置，上述特定部位定位构件以上述第1关节的位置为基准特定通过上述肢体长度变化构件使长度变化后的上述肢体的上述特定部位的位置，上述第2关节定位构件根据通过上述角度范围数据修正构件修正上述特定部位的从上述第1关节起的相对位置后的角度范围数据，决定上述第2关节的位置。此外，还包括上述活动范围数据存储构件的动作建模装置中，上述活动范围数据修正构件，依据被上述肢体长度变化构件变化后的上述肢体的长度，修正于上述活动范围数据存储构件被与上述活动范围数据附加对应关系而储存的上述特定部位从上述第1关节起的相对位置；上述特定部位定位构件，根据被上述活动范围数据修正构件修正上述特定部位从上述第1关节起的相对位置后的活动范围数据，决定上述特定部位的位置。此情形下，能使肢体的长度在使第1关节至第2关节、第2关节至特定部位的各个长度的比例保持于一定的状态下变化。又，在使肢体长度变化时，是依据该肢体长度修正第1关节至特定部位的相对位置。借此，不仅是随时均是相同大小的角色，即使对变化成各种大小的角色也能进行相同的自然动作的建模。在使肢体长度变化前决定特定部位的位置及第2关节的位置(被决定的位置，是在肢体长度被变化前能存在的位置)后使肢体长度变化时，有时在长度已被变化的肢体会有特定部位或第2关节存在于无法存在的位置(例如冲撞于障碍物的位置等)的情形，而必须再度重新决定特定部位的位置或第2关节的位置。此处，通过以角度范围数据修正构件修正被与角度范围修正数据附加对应关系而储存的特定部位从第1关节起的相对位置，而能在先使肢体长度变化后决定特定部位的位置及第2关节的位置，此种用以决定位置的处理只要一次即可。上述第1观点的动作建模装置中，还包括：肢体长度变化构件，使上述肢体的长度变化，上述角度范围数据存储构件相对于能够通过上述肢体长度变化构件被变更的上述肢体的长度范围中的多个范围，存储作为能够使上述第2关节旋转的角度范围定义不同角度范围而成的多个角度范围数据，上述特定部位定位构件以上述第1关节的位置为基准特定通过上述肢体长度变化构件使长度变化后的上述肢体的上述特定部位的位置，上述第2关节定位构件根据与通过上述肢体长度变化构件被变更的上述肢体的长度对应的角度范围数据，决定上述第2关节的位置。此外，还包括上述活动范围数据存储构件的动作建模装置中，上述活动范围数据修正构件，对能通过上述肢体长度变化构件变化的上述肢体的长度范围中的多个范围，存储定义有不同活动范围作为上述特定部位的活动范围的多个活动范围数据；上述特定部位定位构件，根据与存储于上述活动范围数据存储构件的多个活动范围数据中被上述肢体长度变化构件变化后的上述肢体的长度对应的活动范围数据，决定上述特定部位的位置。此情形下，能使肢体的长度、即第1关节至第2关节、第2关节至特定部位的各个长度变化。又，在已使肢体长度变化时，在第1关节至特定部位的相对位置中，能适用与该肢体长度对应的不同的第2关节的可旋转角度范围。借此，不仅是随时均是相同大小或形状的角色，即使对变化成各种大小或形状的角色也能在相同过程中进行配合其肢体大小、形状的适当动作的建模。为了达成上述目的，本发明第2观点的动作建模方法，是在计算机装置中对角色的动作进行建模，该角色具有通过第1关节结合于躯干的同时在中途配置有第2关节、且能够以该第1关节为中心在规定的角度范围内旋转的肢体，其特征在于，包括：预先将角度范围数据存储在上述计算机装置所具有的存储装置的步骤，该角度范围数据是将对能够使上述第2关节旋转的角度范围进行定义而成的角度范围数据相对于位于较上述肢体的上述第2关节之前的特定部位的从上述第1关节起的相对位置附加对应关系地存储的数据，以上述第1关节的位置为基准，通过上述计算机装置所具有的处理装置进行规定运算以决定上述特定部位的位置的步骤，以及依照上述决定的上述特定部位的位置，由上述计算机装置所具有的处理装置参照存储于上述存储装置的角度范围数据，决定上述第2关节的位置的步骤。为了达成上述目的，本发明第3观点的程序，是用以计算机装置对角色的动作进行建模，该角色具有通过第1关节结合于躯干的同时在中途配置有第2关节、且能够以该第1关节为中心在规定的角度范围内旋转的肢体，其特征在于，该程序使上述计算机装置发挥下述构件的功能：角度范围数据存储构件，预先将角度范围数据存储在上述计算机装置所具有的存储装置，该角度范围数据是将对能够使上述第2关节旋转的角度范围进行定义而成的角度范围数据相对于位于较上述肢体的上述第2关节之前的特定部位的从上述第1关节起的相对位置附加对应关系地存储的数据，特定部位定位构件，以上述第1关节的位置为基准决定上述特定部位的位置，以及第2关节定位构件，根据依照上述特定部位定位构件所决定的上述特定部位的位置而预先存储于上述存储装置的角度范围数据，决定上述第2关节的位置。上述第3观点的程序，也可以记录于计算机可读取记录媒体来提供。此计算机可读取记录媒体，可以是构成为能拆装于上述计算机装置，而与上述计算机装置个别提供的记录媒体。此计算机可读取记录媒体也可以是设于上述计算机装置内、与上述计算机装置一起被提供的硬盘装置等记录媒体。上述第3观点的程序，也可以从存在于网络上的服务器装置将其数据讯号重迭于载波并通过网络对上述计算机装置传送。又，将上述第3观点的程序所含的各构件执行的处理作为各步骤的处理的方法也包含于本发明的范围。附图说明图1是显示适用于本发明的实施形态的视频游戏装置构成的方块图。图2是针对本发明的实施形态的游玩角色显示骨架模型的右手脖子的可到达范围的图。图3是显示在已决定前端部位置时的中间部的旋转态样的图。图4是显示前端部到达点、和所存放的中间部的活动范围的图。图5是显示在负伤时的游玩角色的前端部到达范围及中间部的活动范围的图。图6是显示用以决定右手腕部形状的处理的流程图。【主要组件符号说明】100视频游戏装置101视频游戏装置本体103控制部105RAM107HDD109声音处理部111图形处理部112帧存储器113DVD/CD-R驱动器115通讯接口117接口部119内部总线121显示装置122显示画面125声音输出装置131记录媒体151网络161输入部162存储卡具体实施方式以下，参照附图说明本发明的实施形态。图1是显示适用于本实施形态的视频游戏装置构成的方块图。如图标，视频游戏装置100是以装置本体101为中心建构。此装置本体101，包含连接于其内部总线119的控制部103、RAM(RandomAccessMemory)105、硬盘(HDD)107、声音处理部109、图形处理部111、DVD/CD-R驱动器113、通讯接口115、以及接口部117。此装置本体101的声音处理部109连接于扬声器即声音输出装置125，图形处理部111连接于具有显示画面122的显示装置121。于DVD/CD-R驱动器113能安装记录媒体(本实施形态中为DVD-ROM或CD-ROM)131。通讯接口115连接于网络151。于接口部117连接有输入部(控制器)161与存储卡162。控制部103包含CPU(CentralProcessingUnit)或ROM(ReadOnlyMemory)等，执行存储于HDD107或记录媒体131上的程序，进行装置本体101的控制。控制部103包括内部定时器。RAM105是控制部103的工作区，后述的与游玩角色的手脖子的活动范围或手轴、膝盖的弯折角度等相关的信息暂存于RAM105。HDD107是用以保存程序或数据的存储区域。声音处理部109，在通过控制部103执行的程序指示进行声音输出时，即译码该指示，对声音输出装置125输出声音讯号。图形处理部111，依据从控制部103输出的描绘命令，于帧存储器112(图中虽描绘于图形处理部111外侧，但实际上设于构成图形处理部111的芯片所含的RAM内)展开影像数据，输出于显示装置121的显示画面122上显示影像的视频讯号。从图形处理部111输出的视频讯号所含的影像的1帧时间，例如是60分之1秒。帧存储器112设有两组，数据的写入用与读出用依每个帧期间被切换。图形处理部111，生成将存在于假想三次元空间的对象(游玩角色、非游玩角色、以及角色以外的对象)通过假想摄影机透视转换而成的二次元影像的影像数据，写入帧存储器112。DVD/CD-R驱动器113是对记录媒体131进行程序及数据的读出。通讯接口115连接于网络151，与其它计算机进行通讯。输入部161包括方向键及复数个操作按钮。游玩角色在假想三次元空间的位置，是通过从输入部161的方向键输入的指示而移动。接口部117将来自输入部161的输入数据输出至RAM105，控制部103将其译码而实施运算处理。接口部117又根据来自控制部103的指示使RAM105所存储的显示游戏进行状况的数据保存于存储卡162，读出保存于存储卡162的中断时的游戏数据，传送至RAM105。用以以视频游戏装置100进行游戏的程序及数据，最初例如存储于记录媒体131。作为存储于记录媒体131的数据，包含用以构成游戏空间(假想三次元空间)的对象的图形数据。存储于记录媒体131的程序及数据，在执行时通过DVD/CD-R驱动器113读出，载入至RAM105。控制部103处理加载RAM105的程序及数据，将描绘命令输出至图形处理部111，将声音输出的指示输出至声音处理部109。在控制部103进行处理的期间的中间数据存储于RAM105。本实施形态的视频游戏，于作为游戏空间的假想三次元空间存在多数个三次元对象，将这些对象通过假想摄影机透视转换后的影像作为游戏的影像显示于显示装置121的显示画面122。作为存在于假想三次元空间的对象，包含通过玩家对输入部161的输入而动作的游玩角色、游玩角色以外的角色即非游玩角色(敌方角色等。通过控制部103而动作)等，这些角色通过进行战斗来进行游戏。在战斗中，会彼此攻击，直到其中一方无法战斗为止。又，也有游玩角色因来自敌方角色的攻击而负伤的情形，也有因此使动作被迫成为不自由的情形。又，关于该游玩角色的动作，游玩角色是通过玩家对输入部161的输入来执行已建模的动作。在此动作的建模中，形成其一连串动作的该游玩角色在各时间点的形状中，游玩角色各四肢部的形状是在该四肢部的各个被建模。以下，针对游玩角色的动作建模中四肢部的形状建模作说明。首先，作为形状建模对象的四肢部，是指该游玩角色的骨架模型中上手腕与下手腕、或大腿与小腿之类由两根骨骼构成的部位。又，游玩角色的该四肢部的形状的建模顺序，首先是从以依四肢部各个定义的固定部位(例如，若是手腕部的话则是肩膀，若是脚部的话则是大腿等。以下称为固定部)为中心的前端部(例如，若是手腕部的话则是手脖子，若是脚部的话则是脚脖子等。以下称为前端部)的到达范围内，决定该前端部的位置。接着，针对该四肢部中间的关节部(若是手腕部的话则是手肘，若是脚部的话则是膝盖。以下称为中间部)位置，从中间部的活动范围内决定以将固定部与前端部连结的轴为中心的旋转角(扭动角度)。以下，以右手腕部为例详细说明四肢部的建模顺序。图2是显示骨架模型与该骨架模型右手腕部中的右手脖子(前端部)的到达范围。如图示，右手腕部中，以肩膀部(固定部)为中心定义有前端部的到达范围。此种四肢部的前端部的到达范围，于四肢部各个均相同的被定义。作为右手腕部的建模顺序，首先是在此前端部的到达范围内决定前端部的位置。此时，只要前端部的位置设定于到达范围内，则虽会在该定位前端部的位置，但设定于到达范围外时，该前端部的位置则会被修正而决定成在离该位置最近的距离的到达范围。在决定前端部的位置后，于右手腕部，从固定部与位置已决定的前端部决定由上手腕与下手腕作成的手肘部(中间部)关节角的形状。其次，从前端部或以固定部为中心的中间部的旋转角、详细而言是从以将前端部与固定部直线连结的轴作为中心的中间部的旋转角范围，来决定该中间部的位置。图3是显示图2所示的骨架模型的右手腕部及以将固定部与前端部直线连结的轴作为中心的中间部的旋转。如图标，在决定了两端部的位置后，中间部的位置，是仅从以相对该轴从中间部引出的垂线与轴的交点为中心的圆周上来决定。又，于此圆周上所决定的中间部的位置，是在与该前端部的位置对应的旋转角的范围内，从该前端部的位置使用以往的方法(例如逆运动学等。详细说明省略)来决定。此处，在决定中间部的旋转角时，其旋转方向是以轴的前端部往作为行进方向的右螺旋方向的旋转作为正向。接着，将以轴与右手腕部(上手腕、下手腕的各边)作出的平面与定义于右手腕部的局部坐标(x,y,z)的z轴平行的中间部的位置，作为其中间部的旋转角会成为0的基准点，决定该中间部的旋转角的活动范围。此外，关于中间部的旋转基准点的定义，并不限于此，只要相对该基准点来特定活动范围即可。其次，说明与此前端部的位置对应的活动范围。图4(a)是显示将图标的肩膀部作为定义于右手腕部的局部坐标(x,y,z)的中心(0,0,0)而设定为格子状的前端部到达位置的一部分。于此设定为格子状的前端部到达位置定义有中间部的活动范围。又，图4(b)是显示存储于RAM105的该前端部的到达位置各个的中间部的活动范围。如图4(a)所示，定义有中间部的活动范围的前端部能到达的位置(黑圆圈)，是在以右手腕部的固定部(肩膀：局部坐标(0,0,0))为中心的局部三次元坐标中设定为格子状。又，在不能到达的位置的坐标中则未设定定义有中间部的活动范围的位置。接着，如图4(b)所示，于RAM105，存储有图4(a)所示的各位置坐标中定义的中间部的活动范围。实际上，当前端部位于此定义有此中间部的活动范围的坐标时，是在该活动范围内决定中间部的位置。此时，只要中间部的位置设定于活动范围内，则虽在该定位中间部的位置，但设定于活动范围外时，该中间部的位置则会被修正而决定成在离该位置最近的活动范围。根据此点，将前端部的坐标定位为(0,1,0)，其次在0～35(deg)的范围内决定中间部的活动范围，借此决定右手腕部的形状。如此，右手腕部的形状，是从在手脖子的可到达范围的位置的3变数与手肘的旋转角的1变数的合计4变数来建模。此外，当前端部的位置为前端部的到达范围内且不位于定义有此中间部的活动范围的坐标时，则会将从该前端部的位置起距离最近的定义于该坐标的中间部的活动范围内决定为在该前端部的位置的中间部的活动范围。又，游玩角色会有在游戏进行过程中经过与敌方角色的战斗而负伤的情形，使此种游玩角色进行的动作的建模，会以反应该负伤的方式来进行。将此种负伤是对游玩角色的右上手腕部产生时的右手腕部的动作建模相关的骨架模型的右手脖子到达范围显示于图5(a)、将手肘部的活动范围显示于图5(b)。当于游玩角色的右上手腕部产生负伤时，如图示，右手脖子的到达范围，设定成较图2所示的到达范围小。接着，图5(b)所示的右上手腕部产生负伤时的中间部的活动范围，设定成较图4(b)所示的通常时的中间部的活动范围狭窄。其原因与实际上人类因负伤而导致行动不自由同样的，因游玩角色的右上手腕部的负伤，导致四肢部能建模的动作范围变得狭窄。其次，说明视频游戏装置100的处理。图6是显示在此视频游戏装置100中执行的四肢部的建模处理的流程图。首先，此四肢部的建模处理中，控制部103进行游玩角色是否在四肢部的有负伤的判定(步骤S101)。若判定为负伤中，则控制部103即针对前端部的到达范围及中间部的活动范围设定适用于游玩角色负伤时的到达范围及活动范围(步骤S102)。在步骤S101中，被判定为未负伤或在步骤S102中设定负伤时适用的到达范围及活动范围后，其次，控制部103依照玩家对输入部161的操作设定前端部的位置(步骤S103)。在设定前端部的位置后，进行被设定的位置是否位于前端部的到达范围内的判定(步骤S104)。只要判定为不在到达范围内，则控制部103将前端部的位置修正并设定于离该位置最近的到达范围内(步骤S105)。在步骤S104中被判定为前端部的位置位于到达范围内或在步骤S105中被修正并设定前端部的位置后，其次，控制部103在该被设定的定位前端部的位置(步骤S106)。在决定前端部的位置后，控制部103依照玩家对输入部161的操作，使用逆运动学等的以往方法设定中间部的位置(步骤S107)。在设定中间部的位置后，进行被设定的位置是否位于中间部的活动范围内的判定(步骤S108)。只要判定为不在活动范围内，则控制部103将中间部的位置修正并设定于离该位置最近的活动范围内(步骤S109)。在步骤S108中被判定为中间部的位置位于活动范围内或在步骤S109中被修正并设定中间部的位置后，其次，控制部103在该被设定的定位中间部的位置(步骤S110)。如以上所说明，在本实施形态，游玩角色的动作建模中，首先，针对四肢部，以其固定部为基准决定前端部的位置。在决定前端部的位置后，在依照该前端部的位置所定义的中间部的活动范围内决定中间部的位置。也就是说，在四肢部中以固定部为基准决定前端部的位置后，决定中间部的关节角度，并在与前端部的位置对应的活动范围内决定以将固定部与前端部连结的轴为中心的中间部的旋转角度，借此能进行该四肢部的动作建模。借此，能防止在游玩角色的四肢部作屈伸动作的手肘或膝盖等关节在该四肢部的手脖子或脚脖子等位置不自然的弯曲，能在该游玩角色的四肢部动作中进行无不协调感的建模。又，在该四肢部动作的建模中，能仅使用前端部的位置相关的信息与中间部的旋转角度相关的信息决定该四肢部的形状，因此能以较少的信息进行动作的建模。如此般减少建模所需的信息，在配合游戏进行的实时处理中非常有利。又，前端部的位置在到达范围内被决定，定义有与该到达范围内的位置对应的中间部的活动范围。借此，只要是人型的游玩角色，其手腕部或脚部中手脖子或脚脖子的位置能在现实上能到达的范围决定，进而能按照该位置防止关节不自然弯曲的动作建模，能对此种人型角色建模出更自然的人的动作。又，游玩角色在与敌方角色的战斗中负伤时，会因该负伤使前端部的到达范围及中间部的活动范围较通常时狭窄。借此，能对游玩角色进行配合其游戏状况的自然动作的建模。本发明不限于上述的实施形态，能作各种变形、应用。以下，说明能适用于本发明的上述实施形态的变形态样。上述实施形态中，虽未特别说到游玩角色的四肢部的长度，但在进行游玩角色的动作建模的过程中，四肢部的长度也可以是会变化的。此情形下，四肢部的长度可以是使固定部至中间部、中间部至前端部的各长度比例保持于一定并同时变化，或也可以使四肢部的长度变化成其比例也变化。在游玩角色整体放大、缩小的情形，如上述是使固定部至中间部、中间部至前端部的各长度比例保持于一定并同时变化四肢部的长度。当如上述在固定部至中间部、中间部至前端部的各长度比例保持于一定的状态下四肢部(或角色整体)变大的情形，前端部的到达范围变广时，一并进行数据的修正以增大图4(a)所示的定义有中间部的活动范围的格子间的间隔(当四肢部变小时则进行数据的修正以缩小格子间的间隔)。例如，当游玩角色大小变成2倍而四肢部的长度也变成2倍时，局部坐标为(1,0,2)的格子的点的局部坐标被修正为(2,0,4)。通过进行此种修正，能在原本大小的情形下完全不决定游玩角色的四肢部的位置(前端部及中间部)的状态下，先使四肢部的长度变化如使游玩角色放大、缩小等。接着，针对四肢部的长度已变化的游玩角色决定四肢的前端部的位置(被决定的各前端部的位置不成为因冲撞于障碍物等而不能存在的位置)。其后，使用上述修正后的数据决定四肢的中间部的位置。此外，通过四肢部的长度变化，在前端部的规定位置的中间部的活动范围变化的情形，当该中间部位置会存在于活动范围外时，则也可以与上述实施形态同样的将该中间部的位置修正成最近的活动范围的位置。此变形例中，是适用修正后的数据，先使四肢部的长度变化，决定前端部的位置及第2关节的位置。在使四肢部的长度变化前决定前端部的位置及中间部的位置(所决定的位置是在肢体长度被变化前能存在的位置)后直接使游玩角色放大等而使四肢部的长度变化时，在长度变化后的四肢部，有时会有前端部存在于不能存在的位置如冲撞于障碍物的位置等。也有中间部存在于不能存在的位置的情形。此种情形，必须重新决定前端部的位置或中间部的位置。另一方面，如此变形例般修正格子间的数据并能适用修正后的数据，借此能在使四肢部的长度变化如使游玩角色放大、缩小等后，以变化后的长度决定四肢部各个的前端部及中间部的位置。因此不需重复几次来决定四肢部各个的前端部及中间部的位置而可一次决定，能缩小处理负担。又，即使需要格子间数据的修正，其处理负担也极小，因此与在先决定前端部及中间部的位置后使四肢部的长度变化的情形会产生的处理负担相较，不会成为大问题。又，在使四肢部的长度变化的情形，于上述实施形态中说明的图4(a)所示的各位置坐标中被定义的中间部的活动范围的数据，当作为存储有与其长度变化对应的多个活动范围的数据者使四肢部的长度变化时，能依照该长度变化使中间部的活动范围变化。上述者也可以是如游玩角色整体放大、缩小的情形般使固定部至中间部、中间部至前端部的各长度比例保持于一定并同时变化四肢部的长度者，也可以是固定部至中间部、中间部至前端部的各长度比例会变化者。再者，即使是四肢部的长度于整体不变化而固定部至中间部、中间部至前端部的各长度比例会变化的情形，四肢部的长度会变化者也包含于此例。通过上述方式，在游戏进行中不仅能随时使相同形状的角色动作，也可以变化成各种形状，且对该变化后的角色也能进行与其四肢部的大小、形状配合的适当动作建模。又，由于能一边使游玩角色进行自然的动作、一边使游玩角色变化成各种形状，因此玩家可得到作为游戏的趣味。例如，当仅有游玩角色的手伸长而能攻击敌方角色的情形，即能建模出手伸得越长手肘的活动范围就越小的样子。此外，四肢部的长度，在固定部至中间部、中间部至前端部的各长度比例为一定的情形与会变化的情形，即使该四肢部本身的长度相同，其前端部的到达范围也可以不同。此点，例如只要是上述实施形态中以图2的骨架模型所示的右手腕部的手脖子的到达范围，则在固定部至中间部、中间部至前端部的各长度比例为一定的情形其整体的到达范围会变宽广，相对于此，在比例会变化的情形，也可以有如骨架模型背面侧的到达范围会变宽广之类的到达范围的变化。藉由此方法，本发明中建模出四肢部的动作的角色能使用相对于躯干仅有四肢部的大小、形状会变化的虚拟角色、例如手腕部极端长的角色，能设定配合该角色躯干与四肢部的适当的四肢部的前端部的到达范围及中间部的活动范围。借此，即使是例如具有一部分极端大的四肢部、或具有四肢部中固定部至中间部、中间部至前端部的比例在变化前后会改变的四肢部的虚拟角色，也能进行配合其四肢部的大小、形状的适当动作建模。又，在使四肢部(或角色整体)大小、形状变化时，其大幅变化的情形，一般而言动作会变迟钝，其结果也可以定义成四肢部的前端部的到达范围及中间部的活动范围变狭窄。另一方面，在小幅变化的情形，一般而言动作会变迅速，其结果也可以定义成四肢部的前端部的到达范围及中间部的活动范围变宽广。上述实施形态中，针对四肢部的动作建模，是显示了人型角色的手腕部或脚部之类的关节是1个的四肢部的动作建模的例子，但即使是关节有2个以上的情形，也可以将中间部的活动范围定义为该关节角的形状的组合，以适用上述实施形态。上述实施形态中，在右上手腕部负伤的情形，虽显示了前端部的到达范围及中间部的活动范围变狭窄的情形的1个例子，但如上述负伤的情形的前端部的到达范围及中间部的活动范围变狭窄的范围，也可以依照负伤程度来变化。例如，负伤程度重时的前端部的到达范围及中间部的活动范围，也可以定义成较负伤程度轻时的前端部的到达范围及中间部的活动范围狭窄。借此，玩家能得到自己所操作的游玩角色的动作的真实性。又，如前端部的到达范围及中间部的活动范围会变化的游戏状况，不限于游玩角色负伤的情形，例如也可以是游玩角色能装备武器或防具的情形下该武器或防具种类变化的情形。若更详细的说明，就是在装备较重的武器或防具时，前端部的到达范围及中间部的活动范围被定义成较狭窄，相反的，在装备较轻的武器或防具时，前端部的到达范围及中间部的活动范围被定义成较宽广。又，同样的，在游玩角色设定有各种现状的情形，例如该现状所显示的状态是中毒的状态或麻痹的状态时，前端部的到达范围及中间部的活动范围也可以定义成较狭窄。又，在现状中显示游玩角色的心情或感受的状态的情形，也可以在心情或感受是低落的状态时，前端部的到达范围及中间部的活动范围被定义成较狭窄，相反的，在心情或感受是愉悦的状态时，前端部的到达范围及中间部的活动范围被定义成较宽广。又，在使游玩角色动作的假想三次元空间中的状况是会对游玩角色行动产生影响的情形，也可以使前端部的到达范围及中间部的活动范围变化。例如，可以在假想三次元空间中的状况是气温寒冷的状况时，前端部的到达范围及中间部的活动范围被定义成较狭窄，或因重力或乘坐于移动体时产生的负荷使前端部的到达范围及中间部的活动范围被定义成较狭窄。又，在假想三次元空间中的状况是水中的状况时，也可以使前端部的到达范围及中间部的活动范围变化。又，也可以在游玩角色自身的动作状态中使前端部的到达范围及中间部的活动范围变化。例如，由于游玩角色跑步中的状态时两手腕的前端部的到达范围及中间部的活动范围现实上也会受到限制，因此也可以将其到达范围、活动范围定义成较狭窄。又，例如在两手脖子被捆绑的情形，可想见其中一手腕的动作会因受到来自另一手腕的影响而被限制，因此也可以依照另一手腕的形状将其中一方的中间部的活动范围定义成较狭窄。又，由于在现实的四肢部的动作中也同样的，若大力的挥动也能使四肢部在较通常更宽广的范围动作，因此上述实施形态中的游玩角色也可以依照之前的动作的速度使前端部的到达范围及中间部的活动范围更宽广。上述实施形态中，虽是以右手腕为例于各四肢部定义有前端部的到达范围及中间部的活动范围，但不限于此，也可以在四肢部中仅于两手腕定义有前端部的到达范围及中间部的活动范围。上述实施形态中，虽是以右手腕为例定义与前端部的到达范围及前端部的位置对应的中间部的活动范围，并针对其它四肢部就该四肢部各个定义到达范围、活动范围，但只要在两手腕的单手腕定义有前端部的到达范围、中间部的活动范围的数据，则也可以将其反转后的数据适用于另一手腕。借此，不需要保存各自独立的到达范围、活动范围的数据，能减轻信息量。又，此种信息量的减轻，同样能适用于具有左右对称的四肢部者、例如其它哺乳类或虫类、或昆虫等。上述实施形态中，是将游玩角色作为模型显示建模顺序，但非游玩角色也同样的可以建模其动作。上述实施形态中，针对躯干是说明了四肢部、例如腕部、脚部等的动作建模。其原因在于例如两手腕的动作范围只要肩关节的位置相同，则不大会受到躯干动作(扭动等)的影响。另一方面，由于人类足部(膝下)的动作范围即使在空间上位于相同位置，也会因腿部(膝上)的动作受到相当的影响，因此一般来说，无法将上述实施形态直接适用于以膝盖位置为基准的指尖的位置或脚脖子角度的建模。不过若考虑原本人类坐在椅子上的姿势，则腿部由于被固定，因此几乎能忽视相对于足部的动作范围的腿部动作。因此，例如在以人型角色坐在椅子上为前提对足部的动作进行建模时，则能将腿部当作躯干、将足部当作结合于躯干的肢体，将膝关节适用于上述实施形态中的肩关节、将指尖适用于上述实施形态中的手脖子、将脚脖子适用于上述实施形态中的手肘，而能通过与上述实施形态相同的方法建模出足部的动作。上述实施形态中，虽是依照玩家的操作及游戏进行来对游玩角色四肢部的动作进行建模，但也可以预先建模出与玩家操作及游戏进行对应的游玩角色的动作，并将该建模出的动作配合玩家的操作及游戏进行来执行。上述实施形态中，虽显示了以人型游玩角色的四肢部为例的动作建模，但不限于此，也可以将具有四肢部的例如具有骨胳的脊椎动物或甲壳类等所有动物作为模型来进行动作的建模，此外，也可以适用于挖土机、机器手臂之类的非生物。上述实施形态中，是适用于在视频游戏中进行本发明的角色动作相关的建模，作为各玩家进行游戏所使用的终端装置是适用游戏专用机的视频游戏装置100。相对于此，本发明只要是三次元计算机图像的建模，也可以适用于视频游戏以外、角色动作相关的建模的情形。又，以本发明的方法进行建模的处理的装置，只要是包括与视频游戏装置100相同的构成要素者，则也可以适用通用的个人计算机等。只要有能处理三次元计算机图像的能力，也可以适用具有将显示装置121及声音输出装置125与装置本体101收纳于相同壳体内的构成的携带游戏机(包含具有应用程序执行功能的携带电话)。作为记录媒体131，能取代DVD-ROM或CD-ROM而适用半导体存储卡。也可以取代DVD/CD-R驱动器113而设置用以插入此存储卡的卡槽。当是通用个人计算机的情形，也可以不将本发明的程序及数据存放于记录媒体131来提供，而是预先存放于HDD107来提供。用以存放本发明的程序及数据来提供的记录媒体，能按照硬件的物理形态及流通形态来适用任何物。上述实施形态中，视频游戏装置100的程序及数据，是存放于记录媒体131来发送。相对于此，也可以将这些程序及数据存放于网络151上存在的服务器装置所具有的硬盘装置，并过网络151来配送至装置本体101。视频游戏装置100中，通讯接口115从服务器装置接收的程序及数据，能保存于HDD107，在执行时加载至RAM105。