Рэгдолл физика
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( июль 2011 г. ) |
Физика Рэгдолла — это тип процедурной анимации , используемый физическими движками , который часто используется в качестве замены традиционной статической анимации смерти в видеоиграх и анимационных фильмах . По мере увеличения мощности компьютеров появилась возможность выполнять ограниченное физическое моделирование в реальном времени , что сделало анимацию смерти более реалистичной.
В ранних видеоиграх использовалась вручную созданная анимация сцен смерти персонажа. Преимущество этого заключалось в низкой загрузке ЦП , поскольку данные, необходимые для анимации «умирающего» персонажа, выбирались из заданного количества заранее нарисованных кадров. Напротив, тряпичная кукла представляет собой совокупность нескольких твердых тел (каждое из которых обычно привязано к кости графического движка в системе скелетной анимации ), связанных между собой системой ограничений, ограничивающих перемещение костей относительно друг друга. Когда персонаж умирает, его тело начинает рушиться на землю, соблюдая эти ограничения на движение каждого сустава, что часто выглядит более реалистично.
Термин «рэгдолл» возник из-за проблемы, заключающейся в том, что шарнирные системы из-за ограничений используемых решателей имеют тенденцию иметь небольшую или нулевую жесткость суставов/ скелетных мышц , что приводит к коллапсу персонажа, очень похожему на игрушечную тряпичную куклу , часто в комично невероятные или комично невероятные состояния. компромиссные позиции. Современное использование физики тряпичных кукол выходит за рамки сцен смерти.
История
[ редактировать ]В «Парк юрского периода» лицензионной игре Jurassic Park: Trespasser в 1998 году была продемонстрирована физика тряпичной куклы, но мнения были очень поляризованы; большинство из них были отрицательными, поскольку в игре было большое количество ошибок. Однако его запомнили как пионера в области физики видеоигр . [ 1 ]
Существуют файтинги, в которых игрок управляет одной частью тела бойца, а остальные следуют за ним, например Rag Doll Kung Fu , а также гоночные игры, такие как серия FlatOut .
Новейшие технологии процедурной анимации, такие как те, которые используются в NaturalMotion от программном обеспечении Euphoria , позволили разрабатывать игры, которые в значительной степени полагаются на приостановку неверия, чему способствует реалистичная физика мышц всего тела / нервной тряпичной куклы как неотъемлемая часть захватывающего игрового процесса. , в отличие от устаревших методов стандартной анимации. Это можно увидеть в Grand Theft Auto IV , Grand Theft Auto V , Red Dead Redemption , Max Payne 3 и Red Dead Redemption 2, а также в таких играх, как LucasArts Star Wars: The Force Unleashed от и Kontrol от Puppet Army Faction , в которых используется 2D-технология. передвижение рэгдолла по неровным или движущимся поверхностям.
Подходы
[ редактировать ]Рэгдоллы были реализованы с использованием алгоритма Физерстоуна и пружинно-демпферных контактов. [ 2 ] Альтернативный подход использует решатели ограничений и идеализированные контакты. [ 3 ] Хотя подход к рэгдоллам с ограниченным жестким телом является наиболее распространенным, « псевдо использовались и другие методы -рэгдолла»:
- Интеграция с Verlet : используется Hitman: Codename 47 и популяризируется Томасом Якобсеном . [ 4 ] этот метод моделирует каждую кость персонажа как точку, соединенную с произвольным количеством других точек посредством простых ограничений. Ограничения Верле гораздо проще и быстрее решать, чем большинство ограничений в полностью смоделированной системе твердого тела, что приводит к гораздо меньшему потреблению ресурсов ЦП для персонажей.
- обратной кинематики Постобработка : используется в Halo: Combat Evolved . Эта техника основана на воспроизведении предварительно установленной анимации смерти, а затем на использовании обратной кинематики, чтобы заставить персонажа занять возможную позицию после завершения анимации. Это означает, что во время анимации персонаж может прорезать геометрию мира, но после того, как он остановится, все его кости окажутся в допустимом пространстве. Ограничения могут заставлять части тела проходить друг через друга неестественным образом; например, рука персонажа может лежать на груди в анимации смерти, но затем рука перемещается через сундук на землю под ним с помощью обратной кинематики.
- Смешанная тряпичная кукла: эта техника использовалась в Halo 2 , Halo 3 , Call of Duty 4: Modern Warfare , Left 4 Dead , Medal of Honor: Airborne , Team Fortress 2 и Uncharted: Drake's Fortune . Он работает, воспроизводя заранее созданную анимацию, а затем привязывая тряпичную куклу к последнему кадру анимации. Иногда кажется, что модель игрока-рэгдолла растягивается и вращается в разных направлениях, как если бы персонаж был сделан из резины. Такое беспорядочное поведение наблюдалось в играх, использующих определенные версии движка Havok , таких как Halo 2 и Fable II .
- Активная тряпичная кукла: используется в основном в играх Unreal Engine, таких как Unreal Tournament 3 и Killing Floor 2 . Он работает, воспроизводя заранее созданную анимацию, но ограничивая вывод этой анимации тем, что позволяет физическая система. Это помогает облегчить ощущение тряпичной куклы у персонажей, внезапно обмякших, а также обеспечивает правильное взаимодействие с окружающей средой. Это требует как обработки анимации, так и обработки физики, что делает его даже медленнее, чем просто традиционная тряпичная кукла, хотя преимущества дополнительных визуальных эффектов, похоже, затмевают снижение скорости обработки. См. Также: Эйфория (программное обеспечение)
- Процедурная анимация : традиционно используемая в средствах массовой информации, не работающих в реальном времени (кино/телевидение и т. д.), эта техника (используется в серии Medal of Honor , начиная с European Assault и далее) использует многослойные физические модели неигровых персонажей (кости / мышцы / нервные системы), а также деформируемые сценические элементы из «моделированных материалов» в транспортных средствах и т. д. Благодаря отказу от использования предварительно созданной анимации каждая реакция, видимая игроком, становится уникальной, но при этом все еще детерминированной.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]
- ^ Вайкофф, Ричард (14 мая 1999 г.). «Вскрытие: нарушитель DreamWorks Interactive» . Разработчик игр.
- ^ US 6067096 , Нэгл, Джон, «Способ и система для создания реалистичных столкновений в графическом моделировании», опубликовано 23 мая 2000 г.
- ^ Барафф, Дэвид и Уиткин, Эндрю (1997). «Физически обоснованное моделирование: принципы и практика» . Учеб. СИГГРАФ '97 . СИГРАФ 97 . Лос-Анджелес: Специальная группа по графике Ассоциации вычислительной техники.
- ^ «Продвинутая физика персонажей» . Teknikus.dk. Архивировано из оригинала 10 апреля 2008 года . Проверено 30 ноября 2008 г.