Система виртуальной камеры
 |
| Часть серии на |
| Видеоигра графика |
|---|
В 3D -видеоиграх виртуальная система камер направлена на управление камерой или набором камер для отображения вида 3D -виртуального мира . Системы камеры используются в видеоиграх, где их цель - показать действие под наилучшим углом; В более общем плане они используются в 3D виртуальных мирах, когда требуется представление третьего лица.
В отличие от кинематографистов, создателям виртуальной системы камеры приходится иметь дело с интерактивным и непредсказуемым миром. Невозможно узнать, где персонаж игрока будет в ближайшие несколько секунд; Следовательно, невозможно спланировать снимки , как это делал режиссер. Чтобы решить эту проблему, система опирается на определенные правила или искусственный интеллект , чтобы выбрать наиболее подходящие снимки.
В основном есть три типа систем камеры. В фиксированных системах камеры камера вообще не движется, а система отображает символ игрока в последовательности неподвижных снимков. Отслеживание камер , с другой стороны, следуйте движениям персонажа. Наконец, интерактивные системы камер частично автоматизированы и позволяют игроку напрямую изменять вид. Для реализации систем камеры разработчики видеоигр используют такие методы, как решатели ограничений , сценарии искусственного интеллекта или автономные агенты .
Взгляд третьего лица
[ редактировать ]В видеоиграх «третий человек» относится к графической перспективе, выведенной с фиксированного расстояния позади и немного выше персонажа игрока. Эта точка зрения позволяет игрокам видеть более сильную характеристику аватара и наиболее распространен в боевиках и боевиках . Игры с этой перспективой часто используют позиционное аудио, где объем окружающих звуков варьируется в зависимости от положения аватара. [ 1 ]
В основном существует три типа систем камер третьего лица: «фиксированные системы камеры», в которых позиции камеры устанавливаются во время создания игры; «Системы камер отслеживания», в которых камера просто следует персонажу игрока; и «интерактивные системы камер», которые находятся под управлением игрока.
Зафиксированный
[ редактировать ]
С помощью фиксированной системы камеры разработчики устанавливают свойства камеры, такие как ее положение, ориентация или поле зрения , во время создания игры. Виды камеры не будут изменяться динамически, поэтому одно и то же место всегда будет отображаться под одним и тем же набором представлений. Игры, в которых используются фиксированные камеры, включают Грим Фанданго (1998) и ранние жители зла и игры God of War . [ 2 ]
Одним из преимуществ этой системы камеры является то, что она позволяет игровым дизайнерам использовать язык пленки , создавая настроение с помощью операционной работы и выбора снимков. Игры, которые используют такую технику, часто хвалят за их кинематографические качества. [ 3 ] Многие игры с фиксированными камерами используют элементы управления танками , в результате чего игроки управляют движением персонажа по сравнению с положением персонажа игрока, а не в положении камеры; [ 4 ] Это позволяет игроку поддерживать направление при изменении угла камеры. [ 5 ]
Отслеживание
[ редактировать ]
Отслеживание камер следует за персонажами сзади. Игрок никоим образом не управляет камерой - он не может повернуть ее или перемещать в другую позицию. Этот тип системы камер был очень распространен в ранних 3D -играх, таких как Crash Bandicoot или Tomb Raider, так как ее очень просто реализовать. Тем не менее, есть ряд проблем с этим. В частности, если текущее представление не подходит (либо потому, что оно закрывается объектом, либо потому, что оно не показывает, что интересует игрок), его нельзя изменить, поскольку игрок не управляет камерой. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] Иногда эта точка зрения вызывает трудности, когда персонаж поворачивается или стоит лицом к стене. Камера может придумать или в конечном итоге в неловких положениях. [ 1 ]
Интерактивный
[ редактировать ]
Этот тип системы камеры является улучшением по сравнению с системой камеры отслеживания. В то время как камера все еще отслеживает символ, некоторые из его параметров, такие как его ориентация или расстояние до символа, могут быть изменены. На консолях видеоигр камера часто контролируется аналоговой палочкой , чтобы обеспечить хорошую точность, тогда как на ПК играх обычно контролируется мышью . Это относится к таким играм, как Super Mario Sunshine или The Legend of Zelda: The Wind Waker . Полностью интерактивные системы камеры часто трудно реализовать правильно. Таким образом, Gamespot утверждает, что большая часть сложности Super Mario Sunshine ' возникает из -за необходимости управления камерой. [ 9 ] Легенда о Zelda: Wind Waker был более успешным в этом - IGN назвал систему камеры «настолько умной, что она редко нуждается в ручной коррекции». [ 10 ]
Одной из первых игр, предложившей интерактивную систему камер, был Super Mario 64 . В игре было два типа систем камер, между которыми игрок мог переключаться в любое время. Первым была стандартная система камер отслеживания, за исключением того, что она была частично обусловлена искусственным интеллектом . Действительно, система «осознала» структуру уровня и, следовательно, могла предвидеть определенные снимки. Например, на первом уровне, когда путь к холму собирается повернуть налево, камера автоматически начинает смотреть влево, тем самым предвидя движения игрока. Второй тип позволяет игроку управлять камерой относительно положения Марио . Нажав левую или правую кнопки, камера вращается вокруг Марио, а нажатие вверх или вниз перемещает камеру ближе или вдали от Марио. [ 11 ] [ 12 ]
Выполнение
[ редактировать ]Существует большое количество исследований о том, как реализовать систему камеры. [ 13 ] Роль программного обеспечения для решателя ограничений заключается в создании наилучшего возможного выстрела, учитывая набор визуальных ограничений. Другими словами, решатель ограничения дается запрошенная композиция выстрела, такую как «Показать этот персонаж и убедиться, что он охватывает не менее 30 процентов пространства экрана». Затем решатель будет использовать различные методы, чтобы попытаться создать снимок, который удовлетворит этот запрос. Как только подходящий выстрел найден, решатель выводит координаты и вращение камеры, которая затем может использоваться графическим рендерингом двигателя для отображения вида. [ 14 ]
В некоторых системах камеры, если решение не может быть найдено, ограничения расслаблены. Например, если решатель не может генерировать снимок, когда символ занимает 30 процентов пространства экрана, он может игнорировать ограничение пространства экрана и просто убедиться, что символ вообще видна. [ 15 ] Такие методы включают увеличение.
Некоторые системы камеры используют предопределенные сценарии, чтобы решить, как выбрать текущий снимок для общепринятых сценариев выстрела, называемых фильмами. Как правило, сценарий будет запускаться в результате действия. Например, когда персонаж игрока инициирует разговор с другим персонажем, сценарий «разговора» будет вызван. Этот сценарий будет содержать инструкции о том, как «снимать» разговор с двумя символами. Таким образом, выстрелы будут, например, сочетания на плече и крупных снимках. Такие подходы, основанные на сценариях, могут переключать камеру между набором предопределенных камер или полагаться на решатель ограничений, чтобы генерировать координаты камеры для учета изменчивости в макете сцены. Этот сценарий и использование решателя ограничений для вычисления виртуальных камер был впервые предложен Drucker. [ 16 ] Последующее исследование продемонстрировало, как система, основанная на сценариях, может автоматически переключать камеры для просмотра разговоров между аватарами в приложении в чате в реальном времени. [ 17 ]
Билл Томлинсон использовал более оригинальный подход к проблеме. Он разработал систему, в которой камера является автономным агентом с собственной личностью. Стиль снимков и их ритм повлияют на их настроение. Таким образом, счастливая камера "разрезает чаще, проводит больше времени на крупных снимках, двигайтесь с бодрым, туманным движением и ярко освещать сцену". [ 18 ]
В то время как большая часть предыдущей работы в автоматизированных системах управления виртуальной камерой была направлена на снижение необходимости того, чтобы человек вручную контролировал камеру, решение для линзы директора вычисляет и предлагает палитру предлагаемых виртуальных камеров, оставляя оператор человека, чтобы создать творческий Выбор выстрела. При вычислении последующих предложенных снимков виртуальной камеры система анализирует визуальные композиции и редактирование предварительных записанных снимков для вычисления предлагаемых снимков камеры, которые соответствуют конвенциям непрерывности, таким как не пересечение линии действия, соответствующие размещению виртуальных символов, поэтому они, кажется, смотрят друг на друга через порезы и благоприятствуют тем снимкам, которые человеческий оператор ранее использовал последовательно. [ 19 ]
В приложениях смешанной реальности
[ редактировать ]В 2010 году Microsoft была выпущена Microsoft в качестве гибридного периферийного устройства 3D-сканера / веб-камеры , которое обеспечивает обнаружение полного тела игроков Xbox 360 и управление пользовательскими интерфейсами видеоигр и другого программного обеспечения на консоли. Позже это было изменено Оливером Крейлосом [ 20 ] в Калифорнийского университета Дэвиса серии видео на YouTube, в которых он показал, что он объединяет Kinect с виртуальной камерой на основе ПК. [ 21 ] Поскольку Kinect способен обнаружить полный диапазон глубины (через компьютерное стереозвуковое зрение и структурированный свет ) в захваченной сцене, Kreylos продемонстрировал емкость Kinect и виртуальной камеры, чтобы обеспечить свободное просмотр навигации в диапазоне глубины, хотя и Камера может разрешить только захват видео сцены, как показано на передней части Kinect, что приводит к полям черного, пустого пространства, где камера не смогла снять видео в поле глубины. Позже Kreylos продемонстрировал дальнейшую разработку модификации путем объединения видеопотоков двух кинектов, чтобы еще больше улучшить захват видео в виде виртуальной камеры. [ 22 ] Развития Kreylos с использованием Kinect были рассмотрены среди работ других в сообществе Kinect Hacking и Homebrew в статье New York Times . [ 23 ]
Запись в реальном времени и отслеживание движения
[ редактировать ]Были разработаны виртуальные камеры, которые позволяют режиссеру снять съемку движения и просматривать движения цифрового персонажа в режиме реального времени [ 24 ] в предварительно построенной цифровой среде, такой как дом или космический корабль. [ 25 ] Resident Evil 5 была первой видеоигры, которая использовала эту технологию, [ 26 ] который был разработан для фильма «Аватар» 2009 года . [ 25 ] [ 27 ] Использование захвата движения для управления положением и ориентацией виртуальной камеры позволяет оператору интуитивно перемещать и направить виртуальную камеру, просто ходя и повернув виртуальную камеру. Виртуальная камера состоит из портативного монитора или планшетного устройства, датчиков движения, дополнительной структуры поддержки и дополнительных элементов управления джойстика или кнопок, которые обычно используются для запуска или прекращения записи и регулировки свойств объектива. [ 28 ] В 1992 году Майкл МакКенна из MiT Media Lab продемонстрировал самую раннюю задокументированную виртуальную камеру, когда он зафиксировал датчик магнитного движения Pollemus и 3,2 -дюймовый портативный ЖК -телевизор с деревянным правителем. [ 29 ] Прохождение прохождения в Университете Северной Каролины в Чапел-Хилле выпустило ряд физических устройств для управления виртуальным видом на камеру, включая двойные трех осевых джойстиков и бильярд в форме мяча, известную как глазное яблоко UNC, в котором были встроенные шести градусов Freedom Motion Tracker и цифровая кнопка. [ 30 ]
Смотрите также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а беременный Роллинги, Эндрю; Эрнест Адамс (2006). Основы игрового дизайна . Прентис Холл. ISBN 9780131687479 Полем Архивировано из оригинала 17 февраля 2009 года . Получено 24 марта 2009 г.
- ^ Касамассина, Мэтт. «Фиксированная камера» . Giantbomb.
- ^ Касамассина, Мэтт. "Resident Evil Review" . Магнитный Архивировано из оригинала 25 марта 2009 года . Получено 22 марта 2009 года .
- ^ «Реализация для управления резервуаром» . ПК Геймер . 20 февраля 2015 года . Получено 5 марта 2018 года .
- ^ Матулеф, Джеффри (26 января 2015 г.). «Выхватывает мертвых: Тим Шефер размышляет о Грим Фанданго» . Еврогамер . Получено 5 марта 2018 года .
- ^ "Sonic Adventure Review" . Магнитный Архивировано из оригинала 11 февраля 2008 года . Получено 22 марта 2009 года .
- ^ "Tomb Raider: последний обзор откровения" . Магнитный 11 декабря 1999 года . Получено 22 марта 2009 года .
- ^ Карл, Крис. «Введите обзор Matrix» . Магнитный Архивировано из оригинала 25 марта 2009 года . Получено 22 марта 2009 года .
- ^ Герстманн, Джефф (4 октября 2002 г.). «Super Mario Sunshine Review для GameCube» . Gamepot. Архивировано с оригинала 26 марта 2009 года . Получено 22 марта 2009 года .
- ^ Касамассина, Мэтт (25 марта 2003 г.). «Легенда о Zelda: обзор Wind Waker» . Магнитный Архивировано с оригинала 26 марта 2009 года . Получено 22 марта 2009 года .
- ^ «15 самых влиятельных видеоигр всех времен: Super Mario 64» . Gamepot. Архивировано с оригинала 26 марта 2009 года . Получено 22 марта 2009 года .
- ^ «Основная 50 Часть 36: Super Mario 64 от» . 1Up.com . Получено 22 марта 2009 года .
- ^ «CamerAcontrol.org: библиография управления виртуальной камерой» . Архивировано из оригинала 13 августа 2011 года . Получено 6 мая 2011 года .
- ^ Барес, Уильям; Скотт МакДермотт; Кристина Будро; Соминг Таинимит (2000). «Виртуальная 3D -композиция камеры из ограничений кадров» (PDF) . Международная мультимедийная конференция . Калифорния, США: Марина Дель Рей: 177–186. Архивировано из оригинала (PDF) 10 июля 2010 года . Получено 22 марта 2009 года .
- ^ Друкер, Стивен . Дэвид Зельцер (1995). Camdroid: система для реализации интеллектуального управления камерой (PDF) . ISBN 978-0-89791-736-0 Полем Архивировано из оригинала (PDF) 5 июня 2011 года . Получено 22 марта 2009 года .
{{cite book}}:|journal=игнорируется ( помощь ) - ^ Drucker, Steven M.; Дэвид Зельцер (1995). Camdroid: система для реализации интеллектуального управления камерой (PDF) . ISBN 978-0-89791-736-0 Полем Архивировано из оригинала (PDF) 5 июня 2011 года . Получено 15 марта 2015 года .
{{cite book}}:|journal=игнорируется ( помощь ) - ^ Он, Ли-Вай; Майкл Ф. Коэн ; Дэвид Х. Селсейн (1996). «Виртуальный кинематографист: парадигма для автоматического управления и направления камеры в реальном времени» (PDF) . Международная конференция по компьютерной графике и интерактивным методам . 23 -й Нью -Йорк: 217–224. Архивировано из оригинала (PDF) 28 августа 2008 года . Получено 22 марта 2009 года .
- ^ Томлинсон, Билл; Брюс Блумберг; Delphine Nain (2000). «Экспрессивная автономная кинематография для интерактивных виртуальных сред». Материалы Четвертой Международной конференции по автономным агентам (PDF) . Тол. 4 -й Барселона, Испания. С. 317–324. Citeseerx 10.1.1.19.7502 . doi : 10.1145/336595.337513 . ISBN 978-1-58113-230-4 Полем S2CID 5532829 . Архивировано (PDF) из оригинала 29 марта 2005 года . Получено 22 марта 2009 года .
{{cite book}}: CS1 Maint: местоположение отсутствует издатель ( ссылка ) - ^ Лино, Кристоф; Марк Кристи; Роберто Ранон; Уильям Барес (1 декабря 2011 г.). «Объектив режиссера». Материалы 19 -й Международной конференции ACM по мультимедиа . ACM. С. 323–332. doi : 10.1145/2072298.2072341 . ISBN 9781450306164 Полем S2CID 14079689 .
- ^ «Домашняя страница Оливера Крелоса» . Архивировано из оригинала 23 декабря 2010 года . Получено 8 марта 2011 года .
- ^ Кевин Пэрриш (17 ноября 2010 г.). «Kinect используется в качестве инструмента захвата 3D -видео» . Аппаратное обеспечение Тома.
- ^ Тим Стивенс (29 ноября 2010 г.). «Два Kinects объединяют усилия, чтобы создать лучшее 3D -видео, взорвать наши умы (видео)» . Engadget.
- ^ Дженна Уортэм (21 ноября 2010 г.). «С контроллером Kinect хакеры берут свободы» . New York Times .
- ^ HSU, Джереми (27 февраля 2009 г.). « Виртуальная камера» отражает движения актеров для Resident Evil 5 » . Популярная наука . Архивировано из оригинала 2 марта 2009 года.
- ^ Jump up to: а беременный Левинский, Джон Скотт (27 февраля 2009 г.). «Resident Evil 5 предлагает подглянуть к« виртуальной камере »Аватара » . Проводной . Получено 25 февраля 2015 года .
- ^ Лоу, Скотт (27 февраля 2009 г.). «Технология RE5» . Магнитный Получено 24 февраля 2015 года .
- ^ Томпсон, Энн (1 января 2010 г.). «Как инновационная новая 3D -технология Джеймса Кэмерона создала аватар» . Популярная механика . Получено 25 февраля 2015 года .
- ^ "OptiTrack Insightvcs" . Получено 15 марта 2015 года .
- ^ Майкл МакКенна (март 1992 г.). «Интерактивное управление точки зрения и трехмерные операции». Материалы симпозиума 1992 года по интерактивной 3D -графике - Si3d '92 . ACM. С. 53–56. Citeseerx 10.1.1.132.8599 . doi : 10.1145/147156.147163 . ISBN 978-0897914673 Полем S2CID 17308648 .
- ^ Фредерик Брукс -младший (июнь 1992 г.). «Окончательный технический отчет - Проект прохождения» (PDF) . TR92-026 . Университет Северной Каролины в Чапел -Хилл. Архивировано (PDF) из оригинала 23 сентября 2015 года . Получено 23 марта 2015 года .