الجزء 1. مقدمة
مرحبا اسمي بالدرك. لقد عملت كمبرمج رسومات لعدة سنوات ، لذلك على الرغم من أنني لست خبيرًا على الإطلاق ، يبدو أنني أفهم بالفعل الكثير عن كل ما يتعلق بالعمل مع الرسومات.
لطالما كانت فكرة هذه السلسلة من المنشورات تحوم في مكان ما على هامش ذهني ، وظهرت مرة أخرى بعد قراءة
مقال مثير مع تحليل أحدث Deus Ex .
يبدو لي أن الرسومات ، ولا سيما التعقيد الذي تحققه في الألعاب الحديثة ، هو موضوع مثير للاهتمام. قلة قليلة من الناس لديهم فضول للتعمق في جميع تفاصيله ، لكنني أعتقد أن هناك مواضيع تهم الجميع. أعتقد أن معظم الأشخاص الذين لعبوا الألعاب كانوا فضوليين حول كيفية الحصول على هذه التأثيرات أو تلك ، أو مع التكنولوجيا التي تمكنوا من إنشاء مثل هذه الرسومات المذهلة في لعبة جديدة.
هناك العديد من المكونات اللازمة لإنشاء لعبة ثلاثية الأبعاد بسيطة ، ناهيك عن مشروع مثل Watch Dogs.لدي فكرة عامة فقط عما يجب مراعاته في هذه المقالة ، ولكنها ستعتمد على المواضيع التي ستثير الاهتمام. ومع ذلك ، فإن الفكرة الرئيسية هي إنشاء وصف عام لما يحدث داخل اللعبة الحديثة دون تخويف أي من القراء - سأفترض أنك لا تملك معرفة بالرياضيات والبرمجة. إذا كنت تعرف الفرق بين وحدة المعالجة المركزية وبطاقة الرسومات ، وقمت بتمييز ذاكرة الوصول العشوائي من محرك الأقراص الثابتة ، فسيكون ذلك كافيًا ، وسأشرح الباقي.
سيتم تطوير هذه المقالة بما يتوافق مع الفيديو
التوضيحي الخاص بـ Chip & Ironicus's Let's Play of Watch Dogs ، من أجل تنظيم العرض التقديمي قليلاً. تشتهر اللعبة برسوماتها (ويمكن أن تكون الآراء حولها معاكسة تمامًا) ، وهناك العديد من الجوانب فيها التي يمكن اعتبارها مع أمثلة منفصلة. ربما سأتحدث عن ألعاب أخرى.
سأبدأ بشرح الأساسيات المتشابهة إلى حد كبير لكل لعبة ، لكنني سألقي نظرة أيضًا على بعض التقنيات والتأثيرات البصرية لـ Watch Dogs.
سأستخدم أداة تسمى
RenderDoc ، والتي كتبتها في وقت
فراغي . يتم استخدامه لتصحيح الأخطاء في الرسومات - تسمح لك الأداة بتحليل إطار رسومي إلى أجزاء ، وبفضل هذا سنرى كيف يتحد معًا.
تُظهر هذه الرسوم المتحركة جزءًا من إطار يتم إنشاؤه تدريجيًا في عملية عرضه باستخدام بطاقة رسومية.يعرف معظم الناس أن رسومات الكمبيوتر (ورسومات أي فيديو آخر) تتكون من سلسلة من الإطارات الثابتة ، يتم عرض كل منها لجزء معين من الثانية. في السينما ، يستخدم عادةً 24 إطارًا في الثانية (إطارات في الثانية ، FPS) ، في التلفزيون ، يكون التردد تقريبًا هو نفسه ، حوالي 24-30 إطارًا. في الألعاب ، يمكن تغيير FPS لأن الكثير من العمل يتم في كل إطار. انخفاض التردد أقل من 30 غير مرغوب فيه ، على الرغم من أنه يحدث في كثير من الأحيان. عادة الحد الأقصى لألعاب وحدة التحكم هو 60 إطارًا في الثانية. يسعى المطورون إلى تنفيذ تردد 30 أو 60 ، والذي يعتمد على أهداف اللعبة. على جهاز كمبيوتر ، مع شاشة ذات معدل إطار مرتفع ، يمكنك تحقيق 90 أو 120 أو حتى أعلى. سبب هذه الأرقام المحددة هو المزامنة الرأسية (vsync) ، والتي سنناقشها أدناه.
من الناحية العقلية ، يمكننا النظر إلى هذه المهمة من الجانب المقابل - بدلاً من النظر إلى مدى
ارتفاع تردد FPS ، ننظر إلى مقدار الوقت
القليل المخصص لكل إطار. إذا أردنا أن تعمل اللعبة بتردد 30 إطارًا في الثانية ، فلن يكون لدينا سوى 33 مللي ثانية لإكمال جميع الأعمال اللازمة للإطار. عند 60 إطارًا في الثانية ، يكون الوقت بنصف الوقت - حوالي 17 مللي ثانية. حتى بالنسبة للكمبيوتر ، هذه الفترة الزمنية ليست كبيرة جدًا ، نظرًا لكمية العمل التي يجب القيام بها. لإعطائك فكرة عن الكميات ، ثم ، وفقًا للتقديرات التقريبية ، تتحرك الرصاصة حوالي متر واحد لكل مللي ثانية.
سنتحدث بشكل أساسي عن أجهزة الكمبيوتر لأن هذه المنصة مفتوحة ، ولا يمكنني التحدث عن وحدات التحكم دون خوف من انتهاك اتفاقيات عدم الإفشاء (NDA). على أي حال ، سوف أتحدث بشكل أساسي عما لا يختلف كثيرًا عن وحدات التحكم ، ولكن إذا كان هناك شيء ما زال مختلفًا ، فسوف أؤكد ذلك. بالنسبة إلى الأنظمة الأساسية للجوّال ، فإن معظم الاختلافات بين أجهزة / أجهزة الكمبيوتر الشخصية والأجهزة المحمولة ليست ذات صلة بموضوع مقالتي.
بصراحة ، أضع هذه الصورة هنا حتى تفهم أن المقالة لن تحتوي فقط على نص.هذه هي المهمة التي تهمنا - لن نقلق بشأن كيفية إجراء جميع حسابات الذكاء الاصطناعي الخاصة بها ، أو كيفية إجراء المحاكاة المادية لتحريك الأشياء. حدود النظام التي تسمى "برمجة الرسومات" غير واضحة إلى حد ما ، لكنني سأقول أن برمجة الرسومات تبدأ عندما يكون لدينا جميع المعلومات اللازمة لبناء إطار: نحن نعرف ما يحدث ، جميع القوام والنماذج موجودة في الذاكرة (وليس على القرص ) ، الرسوم المتحركة متحركة بالفعل ، يتم حساب الفيزياء ، وعلينا فقط رسم إطار نهائي للعرض على الشاشة.
سأضيف أنني سأفكر في لعبة ثلاثية الأبعاد مع عرض تقليدي إلى حد ما ، مثل Watch Dogs - العديد من المبادئ الأساسية تنطبق على الألعاب ثنائية الأبعاد ، ولكن من الصعب قليلاً توضيح المفاهيم عليها. سأشرح أيضًا (خاصة للمبرمجين الرسوميين) أنني أسعى في المقام الأول إلى الفهم ، لذلك ربما سأستخدم تفسيرات مشكوك فيها إلى حد ما إذا سمحوا لي بتحقيق هدفي.
الجزء 2. ما يتكون الإطار
في معظم الأحيان ، سننظر في إطار واحد فقط ونتحدث عن كتل البناء التي تستخدمها اللعبة لإنشاء إطار نهائي. أيضا في هذا الجزء سيكون هناك العديد من الصور الجميلة الجديدة.
هناك عدة طرق يتم من خلالها تجميع إطار من كتل البناء. لا يتم تقديم الصورة النهائية التي يراها المشغل على الفور. تم رسمها على الفور منذ سنوات عديدة ، ولكن محركات الرسومات الحديثة تستخدم دائمًا نوعًا ما من المعالجة المسبقة. قبل عرض الإطار النهائي على الشاشة ، يرسم محرك الرسومات العديد من الصور المتوسطة من مختلف الأنواع التي تساعد في حساب الصورة النهائية.
تعتمد هذه الصور بشكل كبير على نوع المحرك والتقنيات التي يحتاجها مبرمج الرسومات لتطبيقها. على سبيل المثال ، إذا أراد أن يقوم ضوء الشمس بإنشاء الظلال الصحيحة ، فستكون هناك حاجة إلى نوع واحد من الصور للظلال. قد يحتاج أيضًا إلى الانعكاسات الصحيحة على السيارة التي يقودها اللاعب ، ولهذا ، يحتاج أيضًا إلى صورة أخرى مع انعكاسات.
أمثلة مختلفة للصور الوسيطة المستخدمة في بناء إطار Watch Dogs.في هذه المقالة ، لن أفكر في كل من الصور المستخدمة في إطار Watch Dogs ، ولكن فقط الصور الأساسية ، بحيث يمكنك تعلم شيء ما. هذا هو المجال الذي تجري فيه أبحاث الرسومات باستمرار وتظهر تقنيات جديدة. تنشأ الابتكارات أيضًا على مستويات أصغر ، ولكن عندما يخبرك التسويق ببعض الوظائف الرسومية الجديدة ، فإنه يشير عادةً إلى مثل هذه التحسينات.
تم بناء كل من هذه الصور الوسيطة أيضًا من أجزاء أصغر. يتم إنشاء كل كائن في المشهد أو مجموعة من الكائنات ذات الصلة بشكل منفصل
كنموذج محكم . عند تطوير لعبة ، يقوم الفنانون ببناء هذه النماذج في محرر ثلاثي الأبعاد وإنشاء جميع الموارد اللازمة لهم. ثم يتم وضع هذه النماذج في العالم باستخدام محرر المستوى ويتم بناء مدينة افتراضية منها تدريجيًا.
على الأرجح ، يعرف الجميع ذلك تقريبًا ، وإذا شاهدت تطوير رسومات ثلاثية الأبعاد في الوقت الفعلي على مدار العشرين عامًا الماضية ، فأنت تعرف كم أصبحت النماذج الأكثر تعقيدًا اليوم. في المراحل الأولى من تكوين الرسومات ، كان رسم النسيج عملية مكلفة ، وإذا أمكن ، تم التخلص منها عن طريق طلاء الكائنات بنفس اللون. تركت القوام فقط لعناصر مثل العيون أو الوجوه التي تحتاج بالفعل إلى التفاصيل.
يتكون النموذج ثلاثي الأبعاد بالكامل من مثلثات مترابطة تشكل شكل الكائن. يحتوي كل مثلث على ثلاث نقاط تسمى القمم ، وبما أن المثلثات متصلة ببعضها البعض ، يمكن مشاركة القمم بواسطة عدة مثلثات. سنعود إلى هذا لاحقًا لأن القمم والمثلثات مهمة بما فيه الكفاية. من الجدير بالذكر أيضًا أن بعض الأشياء ، على سبيل المثال ، الشخصيات أو الأشجار ، يجب أن تكون متحركة قبل التقديم. يتم إنشاء النموذج في شكل ثابت قياسي ، ويتم تطبيق الرسوم المتحركة في كل إطار. سنعود إلى هذا أيضا.
هذا نموذج ثلاثي الأبعاد لرأس إيدن بيرس بعد الرسوم المتحركة. تظهر المثلثات لأنها مرسومة بشكل مسطح وليست متجانسة ، كما هو الحال عادةً.لإضافة المزيد من التفاصيل إلى النموذج ثلاثي الأبعاد ، يتم تركيب القوام. الزخرفة هي ملفات صور مسطحة عادية ، عادة ما تكون مربعة أو بسيطة الحجم ، مثل المستطيلات بنسبة 2: 1. يتم فرض القوام على النموذج ثلاثي الأبعاد باستخدام عملية أكثر تعقيدًا ، والتي سأناقشها بمزيد من التفصيل أدناه ، ولكنها من الناحية النظرية تشبه عملية تغليف الهدية. بدلاً من نمط تكرار بسيط لأغلفة الورق ، تتطابق الصورة تمامًا مع حجم الغلاف. إذا رأيت نماذج ورقية للتجميع باستخدام الغراء ، فإن المبدأ هو نفسه.
هذا التشبيه هو أكثر ملاءمة مما قد تعتقد ، لأن هذه الأنسجة عادة ما يتم إنشاؤها عن طريق "إلغاء" نموذج ثلاثي الأبعاد في فراغ مسطح ، كما هو الحال مع نموذج ورقي ، وبعد ذلك يتم رسم نسيج فوقه. غالبًا ما يتم تنفيذ هذا النشر تلقائيًا ، ولكن في حالة الكائنات المعقدة بشكل خاص ، يمكن إجراؤها يدويًا.
هذا هو النسيج المقابل لنموذج رأس أيدن بيرس الموضح أعلاه. هناك أجزاء للأسنان واللسان. لاحظ أن المنطقة الموجودة فوق جبهته ليست مزخرفة لأنها مغطاة بشكل دائم بغطاء بيسبول أسطوري ™ Eden Pearce.ملاحظة
عند الكشف ، تزداد بعض أجزاء الكائن التي تتطلب المزيد من التفاصيل ، بينما تنخفض أجزاء أخرى.
في كثير من الأحيان يتحدثون عن "جلود" نماذج مختلفة ، خاصة في حالة الشخصيات القابلة للتخصيص. اليوم ، ما يسمى بـ "الجلد" يشير عادةً إلى التغييرات الصغيرة في النموذج - حزام جديد أو قبعة مختلفة - ولكن في البداية ظهر هذا المصطلح لأنه تم استخدام نفس النموذج ، ولكن تغير النسيج (أو "الجلد" - يُترجم حرفياً على أنه "الجلد") لإنشاء شخصية تبدو مختلفة. حتى اليوم ، وبمساعدة مثل هذه المواد ، يمكنك إنشاء تنوع كبير في الشخصيات غير القابلة للعب أو الأشياء ، مما يوفر الوقت والمال - لا تحتاج إلى إنشاء العديد من النماذج ثلاثية الأبعاد الفريدة. غالبًا ما تكون الملابس المختلفة التي يمكن أن يرتديها Aiden مجرد مواد مختلفة من نفس الطراز.
هنا مقتطف موجز لتدوير رأس 3D. تراكب الملمس فقط ، ولا أكثر.في الإطار الذي نفكر فيه ، هناك ما يقرب من 1700 كائن معروض في جزء العرض الرئيسي. بعضها سيكون نفس النماذج - الأشياء مثل الزهور في الأواني وعلب القمامة لم يتم إنشاؤها في الواقع بشكل منفصل ، وهذا نموذج واحد أو عدة نماذج موضوعة في أماكن مختلفة. ومع ذلك ، فإن الكمية التقريبية من الكائنات المرسومة لإكمال الإطار قريبة من
4700 - وهذا يعطينا فكرة عن مقدار العمل الإضافي الذي يجب القيام به إلى جانب تقديم جميع هذه النماذج.
دعونا نلقي نظرة على مثال آخر لجسم - قبعة بيسبول ترتديها إيدن.
هذا هو نسيج وقبعة قبعة بيسبول محكم. يمكن ملاحظة أن النسيج مبني من أجزاء منفصلة متصلة بالنموذج.ملاحظة
لا يلمس الحاجب والجزء الرئيسي من قبعة البيسبول على الملمس ، لأن المسح يمكن أن يكون معقدًا للغاية ، وإذا لزم الأمر ، يمكن إجراؤه في عدة أجزاء مختلفة. في بعض الأحيان ، تتطلب بنية نموذج معقد بدون مشاكل ودروز مرئية قدرًا لا بأس به من المهارة.
تنطبق نفس المبادئ التي رأيناها برأس إيدن على الغطاء. في الواقع ، إذا تجاهلنا الملمس والأرقام المحددة اللازمة لإجراء عملية التفكيك ، فإن المبدأ هو نفسه دائمًا.
لإظهار ما يمكن أن يحدث خطأ أثناء التطوير ، ولإثبات كيف يمكنك الاستمتاع عند برمجة الرسومات ، يمكننا إجراء تجربة صغيرة. نظرًا لأن معظم القوام لها حجم مربع قياسي ، وطريقة التفاف القوام على النموذج هي نفسها أيضًا ، فلماذا لا تلعب بها قليلاً؟ ماذا يحدث إذا طبقنا نسيج رأس إيدن على نموذج قبعة البيسبول؟
بالفعل لا تشبه إلى حد كبير قبعة البيسبول الأسطورية Aiden Pierce.حيث يوجد شعار على نسيج قبعة البيسبول ، توجد الأذن والأسنان على نسيج الرأس. حيث كان هناك حاجب ، كان هناك شعر فقط على نسيج الرأس. التراكب هو نفسه تمامًا ، ولكن يتم استخدام نسيج مختلف. بالطبع ، سيكون هذا المثال خطأ في اللعبة ، ولكن فكر في ما يمكن فعله إذا قمت بتحريك الملمس أو جعلته يومض - في الألعاب يتم استخدام هذه الأشياء لتأثيرات مختلفة يمكنك ملاحظتها الآن. على وجه الخصوص ، تستخدم لعبة Saint's Row 4 مماثلة للتأثيرات الخاصة لـ "المحاكاة".
سيكون من المفيد أيضًا التفكير في عواقب ذلك - فالألعاب تجمع بعناية شديدة بين أزواج من النماذج والأنسجة ، أي أن أكثر النماذج تميزًا يجب أن تتطابق مع أنسجتها الفريدة.
بالطبع ، هذه القاعدة ليست مطلقة - في بعض الحالات ، لتوفير المساحة ، يكون الملمس نمطًا متكررًا قياسيًا يمكن استخدامه للعديد من الكائنات. يمكن لمجموعات الأشياء المرتبطة - على سبيل المثال ، بائعو الصحف - استخدام نفس النسيج للصحف المختلفة ، حيث تأخذ كل صحيفة جزءًا صغيرًا من النسيج.
ومع ذلك ، هذا يعني أنه من أجل بناء الصورة النهائية ، يجب أن تكون جميع كتل البناء موجودة ، أي نتيجة لذلك ، يمكن الحصول على الكثير من النماذج والقوام المطلوبة. في الجزء التالي ، سنتحدث عن سبب صعوبة تنفيذ بعض الجوانب ، مثل التفكير ، بشكل صحيح. سأتحدث أيضًا عن كيفية استخدام الألعاب للحيل الصغيرة لتوفير الوقت والموارد.
الجزء 3. ما لا تحتاج إلى رسم
غالبًا ما تكون رسومات البرمجة هي مهمة موازنة عشرات القيود المختلفة للحصول على حل وسط مثالي. في الجزء الأخير ، رأينا أنه في كل مرة يتم رسم المشهد ، يتم تجميعه من العديد من كتل البناء الصغيرة - الأشخاص والسيارات وعلامات الطرق والمباني. كل شيء موجود على الشاشة يتكون من مكونات فردية تحتاج إلى رسم. هناك العديد من عمليات الموازنة الدقيقة التي سنناقشها هنا.
يعمل المعالج المركزي وبطاقة الرسومات معًا على عرض الإطار. يتم تنفيذ بقية اللعبة في وحدة المعالجة المركزية ، لذلك فهي تقرر أي الكائنات التي يجب رسمها في الإطار الحالي ، ومكان الكاميرا ، والرسوم المتحركة التي يتم تشغيلها. إن البطاقة الرسومية عبارة عن "حصان عمل" يقوم بجميع الأعمال المعقدة التي تنطوي عليها عملية عرض وحدات البكسل ، وهذا هو السبب في أنها جهاز متخصص منفصل.
اتضح أن كل من وحدة المعالجة المركزية وبطاقة الرسومات لها قيود على سرعة أو مقدار العمليات الحسابية ، ولكن هذه أنواع مختلفة من القيود.
بشكل عام ، تكون وحدة المعالجة المركزية أكثر اهتمامًا بالجزء الخاص بها من العمل: كم عدد الكائنات التي نحتاج إلى رسمها بشكل إجمالي؟ ما مدى
اختلاف هذه الأشياء - هل هي 100 ضوء متطابق ، أو 100 شجيرة / نباتات / أشجار؟ هل هذه الأشياء متحركة ، هل تتحرك ديناميكيًا ، وأي منها ثابتة أو غير متحركة؟
أول شيء نقوم به لتقليل الحمل قدر الإمكان هو رسم ما هو مرئي على الشاشة فقط. يبدو هذا واضحًا ، لكن التنفيذ يتطلب عملًا دقيقًا. لا تنس أننا نبني كل إطار من الصفر ، لذلك نحتاج
في كل إطار إلى النظر في كل كائن وتحديد ما إذا كان مرئيًا أم لا. هذا يعني أنه في كل لعبة يوجد فراغ أسود في كل مكان يتبع اللاعب ، وعندما لا ينظر إلى الأشياء والأشخاص ، فإنهم يتوقفون عن الوجود.
في هذه الرسوم المتحركة ، نقوم بتدوير الكاميرا ، لإظهار الفراغ خلف المشغل. سيلاحظ المشاهدون اليقظون أنه ليس فارغًا تمامًا ...من الصعب تطوير أي قواعد عملية في هذه الحالة ، ولكن بشكل عام ، يمكنك رسم حوالي 1000 عنصر في المشهد دون القلق بشأن نقص المساحة. ومع ذلك ، إذا كنت بحاجة إلى تقديم 5000 كائن ، فعليك التفكير في استخدام الحيل. لا تنس أنه في معظم الألعاب حيث يمكن للاعب التحكم في الكاميرا ، لا يمكننا معرفة الزاوية التي سيبدو عليها ، لذلك تحتاج إلى توفير مساحة للمناورة.
اتضح أن هناك الكثير من الحيل التي تسمح لك باستخدام مورد صالح تمامًا تقريبًا ، وهي مهمة بشكل خاص في ألعاب مثل Watch Dogs. كلما اقتربت من الحدود وكلما زادت الجودة المرئية التي يمكنك الحصول عليها من نفس العدد من الأشياء ، كانت اللعبة تبدو أفضل.
حتى إذا نظرت إلى ما هو أمامك في المشهد ، فهذا لا يعني أنه من الضروري رسم المدينة بأكملها. إذا كان هناك مبنى ضخم على اليسار أو اليمين ، فإن كل شيء خلفه يصبح غير مرئي ، لذلك لا يمكنك رسمه.
وبالمثل ، تصبح بعض الأشياء في المسافة صغيرة جدًا ، لذلك لا داعي للقلق بشأن رسم نباتات وشجيرات صغيرة في المسافة.تظهر هذه الرسوم المتحركة أنه إذا ذهبت إلى الشارع أبعد مما نراه ، فلن يكون هناك شيء في الشوارع الجانبية ، ولكن على مسافة كبيرة تصبح التفاصيل أصغر.في الواقع ، لا يزال هناك الكثير من الأشياء في هذا المشهد والتي ستصبح غير مرئية نتيجة لذلك. لا يزال هناك الكثير لاستكشافه في هذا المجال ويجب تطبيق تقنيات متطورة مختلفة. يجب عليك دائمًا تقديم تنازلات ، ولكن إذا كان بإمكانك قضاء بعض الوقت ، أو ابتكار طريقة ذكية جدًا لتجنب عرض 100 عنصر بدون أي جهد إضافي تقريبًا ، فيمكننا جعل المشهد أكثر تعقيدًا أو كثافة.أيضا ، هناك مشكلة صغيرة أخرى. في بعض الحالات ، يجب أن نرسم مبنى بالكاد يمكن رؤيته على الشاشة ويتجاوزه. يهدر الموارد. يمكننا دائمًا تقسيم هذه الأشياء إلى عدة أجزاء ، ثم يمكن رسم كل جزء أو تخطيه ، أي سيكون هناك نفايات أقل. ومع ذلك ، قمنا الآن بزيادة إجمالي عدد الكائنات المرسومة عندما تكون على الشاشة ، وخلقنا المشكلة المعاكسة!هذا المثال هو واحد من بين المئات ، ولكن من السهل شرحه عن القرارات التي يجب اتخاذها والتجارب التي يجب إجراؤها للعثور على نقطة التوازن المثالية لكل لعبة.نظرًا لأن لقطة لقطتنا من Watch Dogs تتم في المدينة ، يمكننا النظر إليها من الأعلى لفهم ما يتم رسمه بالضبط. في هذه الصورة الثابتة ، من الملاحظ بشكل خاص أن Watch Dogs تقوم بالعمل ربع سنويًا.ننتقل الآن لإظهار المنطقة المرئية أمام الكاميرا (آسف للتثبيت لتوفير الوقت).يتم فرض مساحة تقريبية لرؤية الكاميرا على الصورة. يعتمد عرض هذا المثلث على مجال العرض - في بعض الأحيان يكون هذا خيارًا مخصصًا ، وأحيانًا قيمة ثابتة.هنا عرض سلكي للمشهد ، مجال رؤية الكاميرا يقتصر على الأبيض.
قد يفكر بعضكم بالفعل في خدعة صغيرة تسمح لك بالتغلب على قيود عرض عدد معين من الأشياء - فلماذا لا تجعل الأشياء مزيجًا معقدًا للغاية من كل شيء في منطقة صغيرة ، وصولًا إلى الأوراق الفردية؟ ثم سيكون رسم 1000 كائن أكثر من كاف.لكننا نواجه هنا مجموعة مختلفة تمامًا من القيود - تتميز بطاقات الرسومات بأداء محدود ، وكلما كان الكائن أكثر تعقيدًا ، كلما استغرق الرسم وقتًا أطول. أي أنه حتى كائن واحد ، إذا كان معقدًا جدًا ، فيمكنه تقليل معدل إطارات اللعبة إلى 20 إطارًا في الثانية. بما في ذلك هذا ، قلت إن الحد الأقصى لعدد الأشياء غامض إلى حد ما.يعتمد مقدار الوقت الذي يقضيه على كائن على تعقيد وتفاصيل النماذج والقوام ، وكذلك على تعقيد الإضاءة والظلال. هذا هو السبب أيضًا في أن الألعاب التي تحاول تنفيذ رسومات أكثر تعقيدًا أو تعقيدًا تميل إلى استخدام مشاهد أقل تعقيدًا وتفصيلًا - موازنة تغير المقاييس في اتجاه واحد أو آخر ، حتى تتمكن من توفير مساحة أكبر للمناورة ، والتضحية بما هو غير مهم للعبة .هذا هو نوع من الخريطة الحرارية ، التي تظهر فيها أجزاء من المشهد هناك نماذج معقدة بشكل خاص. لاحظ عدد المشاكل التي يمكن أن تسببها الأشجار والنباتات.هناك مجموعة أخرى من التقنيات تسمى "مستوى التفاصيل" (LOD) ، والتي تم تصميمها خصيصًا لحل مثل هذه المشاكل. على غرار حقيقة أنه يمكننا تحسين عدد الكائنات ، وقطع كل شيء غير ضروري ، يمكننا زيادة المعروض من "التعقيد" ، والقضاء على غير الضروري.إحدى الحيل معروفة جيدًا - وهذا يغير دقة القوام. يتقاطع هذا الموضوع عادةً مع العديد من الموضوعات الأخرى ، لذلك سأحاول شرحه بطريقة يمكن الوصول إليها.عادة ما تكون القوام في الألعاب مستطيلات بأحجام تساوي قوة اثنين - 512 ، 1024 ، 2048 ، 4096. هناك العديد من الأسباب لذلك ، لكن إحدى مزايا ذلك هي أنه يمكنك أخذ نسيج بحجم 1024x1024 وإنشاء نسخة أصغر بسهولة بحجم 512x512 .للأسباب التي سأناقشها أدناه ، من الضروري دائمًا أن يحتوي النسيج على جميع أنواع الإصدارات الأصغر. أي أن النسيج بحجم 1024 × 1024 سيكون له إصدارات أصغر من 512 × 512 ، 256 × 256 ، 128 × 128 ، 64 × 64 ، 32 × 32 ، 16 × 16 ، 8 × 8 ، 4 × 4 ، 2 × 2 و 1 × 1. ومع ذلك ، فإن إحدى مزايا ذلك هي أنه إذا كانت الأشياء البعيدة صغيرة على الشاشة ، فإن تطبيق نسيج 1024 × 1024 عليها يعني إهدار الموارد. يمكننا الحفظ باستخدام إصدارات أصغر من نفس النسيج.وبالمثل ، حتى الأشياء القريبة يمكن اعتبارها غير مهمة للغاية وتستخدم مواد أصغر لها.ملاحظة
عادة ، عندما يقترب اللاعب من كائن ، يتم استخدام أكبر مادة ، ولكن كما شاهد معظم الناس في لعبة معينة ، لا يحدث هذا دائمًا وتبدو القوام ضبابية جدًا قبل التحميل. يحدث هذا عادةً لأنه لا يمكن تحميل الزخارف من قرص DVD أو محرك أقراص ثابت مباشرة في ذاكرة بطاقة الرسومات للعرض. يحدث هذا غالبًا عندما يغير اللاعب موقفه فجأة ، على سبيل المثال ، عند إعادة التنفس أو تحميل مستوى جديد أو حركة سريعة جدًا. في جميع الحالات الأخرى ، يتم عادةً تحميل القوام تدريجيًا ، في عملية تحريك اللاعب حول العالم.
يمكنك أيضًا تطبيق عملية التبسيط هذه على النماذج المستخدمة في اللعبة ، على الرغم من أنه من الصعب القيام بذلك. من خلال إنشاء إصدارات مبسطة من الكائنات المعقدة ، يمكنك التأكد من أنها على مسافة بعيدة لا تأكل جزءًا من كمية محدودة من التعقيد.بفضل الأشياء المبسطة والنماذج المقصوصة ، يمكنك توفير الكثير من المال وعليك استخدام هذا النهج في أي لعبة مثل Watch Dogs. ولكن في الوقت نفسه ، يمكن أن يكون إهدارًا كبيرًا للموارد. من الضروري اتخاذ قرار مدروس ومتوازن للغاية حول عدد الإصدارات المبسطة من النماذج المطلوبة. إذا كان هناك عدد قليل جدًا منها ، فلن تتمكن من التوفير كثيرًا ، أو ستكون هناك قفزات ملحوظة في الجودة عند تغييرها. إذا كان هناك الكثير منها ، فسوف تضيع الذاكرة وتقضي ساعات العمل اللازمة لإنشاء الأشياء.هذه هي الطريقة التي تبدو بها الأشياء والشخصيات المعقدة من مسافة بعيدة عندما لا يمكن تمييزها عن إصداراتها التفصيلية للغاية.
آمل أن تكون قد حصلت الآن على فكرة عن المشاكل التي يحاول المبرمجون والفنانون ومصممو المستوى الجمع بين الرسومات عالية الجودة والسرعة العالية. على وحدات التحكم ، هذه المعادلة أسهل قليلاً في حلها على الكمبيوتر ، لأن المعدات ثابتة.في الجزء السابق ، قلت إنني سأتحدث عن سبب صعوبة تنفيذ التأملات والأشياء المماثلة الأخرى بشكل صحيح. والسبب بسيط للغاية - لا تتغير احتياطيات الإنتاجية والموارد التي أتحدث عنها باستمرار اعتمادًا على ما إذا كان لديك انعكاس أم لا. إذا كنت ترغب في إنشاء انعكاس يمكنه عرض المشهد بأكمله مرة أخرى ، فيجب عليك إعادة كل العمل الذي تحدثت عنه. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الانعكاسات تعتمد إلى حد كبير على الزاوية التي ننظر إليها بها ، لذا للحصول على انعكاسات دقيقة لكل كائن عاكس ، يجب أن تكون خاصة بها!يمكن أن يخرج هذا عن السيطرة بسرعة كبيرة ، وعادة ما تسمح الألعاب التي توجد فيها انعكاسات لنفسها بحريات أو افتراضات معينة. نادرا ما تخلق الألعاب انعكاسات في بيئات معقدة ، الحد الأقصى الذي يمكن أن تكون فيه مرآة في الحمام ، حيث لا يوجد الكثير من الأشياء ، وتعقيد المشهد صغير ، وبالتالي يمكنك تحمل نفقات إضافية. ربما تكون الانعكاسات الحقيقية في اللعبة فقط على الأسطح غير المستوية أو المتموجة للماء ، بحيث يكفي حتى المشهد القاسي والمنخفض التفاصيل لإنشاء انعكاسات مقنعة.عادة ما يكون من الصعب تجنب الأسطح العاكسة تمامًا ، ولهذا السبب تستخدم الألعاب صورًا مسبقة الصنع للبيئة المباشرة ، مما يعطي نتيجة "جيدة إلى حد معقول". لكنهم لا يقفون تدقيقًا دقيقًا ، وإذا نظرت عن كثب إلى التأملات ، سترى أن هذا تقليد. هناك تقنيات حديثة تساعد على خلق انعكاسات في ظروف معينة ، وربما أتحدث عنها لاحقًا ، ولكن لا تزال هناك حاجة إلى مثل هذه الصور المقدمة مسبقًا ("المقدمة مسبقًا").تسمى هذه الصورة المقدمة "خريطة المكعب". ليس دقيقًا تمامًا فيما يتعلق بالمكان الذي يقف فيه إيدن ، ولكنه قريب بما فيه الكفاية.مشاهدة الكلاب تقدم تأملات في الوقت الحقيقي. لم أحقق في هذه المشكلة بالتفصيل ، لكنني أعتقد أنها يتم عرضها دائمًا عندما تكون الشخصية في الشارع ، ويتم استخدامها بشكل أساسي للحصول على انعكاساته الدقيقة على السيارة التي يجلس فيها ، لتحسين الصورة وإعطائه إحساسًا بسيطًا بالواقع . نظرًا لأن اللاعب يركز دائمًا على سيارته وبيئته المباشرة ، فإن حقيقة التفكير غير الصحيح في السيارات الأخرى بالكاد ملحوظة.هناك العديد من التقريبات المتاحة لتسريع تقديم هذه الانعكاسات. على سبيل المثال ، يتم عرض عدد أقل بكثير من الكائنات في الانعكاس مما هو موجود في المشهد الحقيقي - حوالي 350 في المجموع - والعديد منها مبسط للغاية مقارنة بالإصدارات الكاملة. أظن أن الأشياء المعقدة ، مثل الأشخاص ، يتم التخلص منها تمامًا بغض النظر عن المسافة ، لكنني لم أختبر هذه النظرية. بالإضافة إلى ذلك ، لا توجد ظلال على هذه الأشياء ، والإضاءة بسيطة للغاية - فقط تلك التي تأتي من الشمس والسماء. يتم تقديم الانعكاسات من الأرض كما هو الحال في عدسة "عين السمكة" ، أي أن انعكاسات الأرض نفسها مستحيلة ، وما هو قريب منها يحتوي على تفاصيل منخفضة جدًا.ولكن حتى مع كل هذه التبسيطات ، فإن التأملات تتعامل فقط مع ما هو مقصود. إذا كنت تقود تحت القضبان ، يمكنك الحصول على الانعكاس الصحيح مع إطلالة على السيارة ، والتي لن تعمل في الواقع.كان هذا القرار مقصودًا وليس من السهل اتخاذه. المخزون هو قيمة ثابتة ، لذلك إذا تركت مساحة لهذه الانعكاسات ، فأنت بحاجة للتضحية بشيء آخر.فيما يلي مشهد "مريب" للغاية للمشهد حول إيدن مع منظر سفلي ، مخصص للتأملات. يمكنك التنقل على طول الأضواء والقضبان في القطار.
هناك جزء آخر من العمل الذي أود أن أذكره هنا - الظلال. في وقت لاحق ، أخطط للحديث عن كيفية عمل الظلال ، لأن هذا موضوع مثير للاهتمام ، ولكن الآن أهم شيء هو تذكر أن الظلال تشبه إلى حد كبير الانعكاسات. يجب على كل مصدر ضوء يلقي ظلًا تقديم صورة مشهد من وجهة نظره. هذه المرة لا توجد طرق عديدة لتبسيط العمل - من أجل الحساب الصحيح للظلال ، يجب أن يكون لكل مصدر ضوء هذه الصورة.ملاحظة
, . , «» , . , , .
إن المصدر الأكثر وضوحًا والأكثر أهمية لإضاءة الظل هو الشمس (أو القمر ، إذا حدث الشيء في الليل). نظرًا لأن الشمس ضخمة ، يتم تقديم 3-5 صور لها ، وليست واحدة ، كما هو الحال في المصابيح الأمامية أو مصباح يدوي.لسوء الحظ ، هذه إحدى الحالات التي لا تستطيع فيها Watch Dogs أن تكون مثالاً جيدًا. حساب الظلال في اللعبة معقد للغاية ، ويبدو لي ، تم تحسينه خصيصًا لحالة صب الظلال في المدينة. لذلك ، من الأفضل التبديل إلى Far Cry 4 والنظر في حساب الظلال على مثال إطار من هذه اللعبة.هنا مشهد من لعبة Far Cry 4 التي أستخدمها كمثال.هذه صورة تحتوي على معلومات حول ظلال هذا المشهد - يتطلب كل منها عرضًا جديدًا تمامًا للمشهد.لذلك ، عندما نحتاج إلى إضافة صب الظل إلى مصدر الضوء ، سيتعين علينا عرض المشهد مرة أخرى. هنا ، يمكنك أيضًا استخدام بعض التقريبات المستخدمة في حالة الانعكاسات ، إلا أنها أصغر بكثير. يمكنك تخطي الأشياء الصغيرة أو البعيدة ، ولكن ضع في اعتبارك أن هذه الكائنات لن تظهر للظلال. يمكنك جعل الصورة صغيرة جدًا ، ولكن بعد ذلك ستصبح الظلال حبيبية وتفاصيل منخفضة. عادة ، لا يمكن استخدام نسخة مبسطة جدًا من الكائن ، لأنه بعد ذلك سيبدو أن الكائن يلقي بظلاله على نفسه ، أو تظهر فجوات بين الكائن وظله.
نتيجة أخرى من السهل جدا تفويتها هي الحاجة إلى إنشاء صور تظليل لكل مصدر ضوء. في كثير من الحالات ، من الممكن تبسيط مصادر الإضاءة من خلال دمجها - في Watch Dogs يحدث هذا مع المصابيح الأمامية للسيارة.
عندما يكون كلا المصباحين قيد التشغيل ، يتم رسم مصدر ضوء واحد فقط ، ولكن له شكل خاص ، والذي يبدو وكأنه شعاعان. إذا كانت المصابيح الأمامية لها ظلال ، فهذا ليس من السهل القيام به ، وسيكون أكثر وضوحًا - عندما يمر اللاعب أمام السيارة ، سيأتي الضوء من مكان ما بين المصباحين. ربما ستضطر بعد ذلك إلى فصل المصابيح الأمامية ، ولكن في نفس الوقت ، لن تكون هناك تكاليف إضافية لحساب الظلال فحسب ، بل سيكون عليك أيضًا رسم إضاءة جديدة.
الشيء الرئيسي الذي أردت التأكيد عليه مع كل هذا كان الحل الوسط. يمكننا بالتأكيد التخلص من كل هذه التقريبات ، ولكن سيتعين علينا إنفاق احتياطياتنا من الموارد على هذا ، أي التضحية بشيء آخر. يجب على كل مطور لعبة أن يقرر ما هو مهم بالنسبة له للتركيز عليه في اللعبة ، وما هو أكثر ما يثير إعجاب اللاعب أو يزعجه.
الجزء 4. تحريك القمم
في هذا الجزء سوف أتحدث أكثر عن التفاصيل الفنية للأجسام المتحركة في المشهد.
غالبًا ما يتحدث مبرمجو الرسومات عن "خط أنابيب الرسومات". الرسومات ثلاثية الأبعاد تشبه إلى حد ما خط التجميع مع حركة محددة بوضوح من مرحلة إلى أخرى ، لكنها لا تعمل مع كائن واحد فقط في كل مرة.
تحتوي جميع بطاقات الجرافيكس الحديثة على نفس الحزام الناقل تقريبًا ، ولديها معدات وبرامج خاصة تومض مباشرة "في السليكون" لزيادة سرعة الناقل إلى أقصى حد. بالطبع ، هناك العديد من الاختلافات بين الشركات المصنعة المختلفة وعائلات بطاقات الرسومات ، ولكن عادة لا داعي للقلق بشأن
كيفية عملها على هذا المستوى.
ملاحظة
إذا كنت مهتمًا بكيفية عمل كل شيء على مستوى الأجهزة المجردة ، فإنني أوصي بسلسلة من المقالات التي كتبها فابيان جيسين على خط الرسومات . هذه السلسلة من المقالات أكثر تفصيلاً وتتطلب فهمًا أكبر بكثير من مشاركتي.
سوف أتخطى العديد من التفاصيل لشرح مبادئ مثيرة للاهتمام ومهمة. في هذا الجزء ، سنلقي نظرة على الجزء الأول من خط الأنابيب ، والذي يسمى
Vertex Shader .
أصبح Shaders منتشرًا منذ حوالي 16 عامًا ، بعد إصدار DirectX 9 ، الذي ظهر فيه تظليل الرأس والبيكسل. لشرح مظللاتهم ومقارنتهم بما كانوا عليه ، سأتحدث عن العمل الذي يقومون به.
رأس عيدن العظمي معنا مرة أخرى.دعني أذكرك أننا في الجزء الثاني ، درسنا النماذج التي تم إنشاء عالم اللعبة منها. تتكون هذه الأنماط من نقاط فردية تسمى الذروات متصلة في مثلثات. قلت إنني سأخبركم المزيد عنهم فيما بعد ، والآن أفي بوعدي.
نظرًا لأن كل شيء في عالم اللعبة يتكون من القمم ، يجب تنفيذ كل ما يجب القيام به باستخدام هذه النماذج باستخدام القمم. عندما يتعلق الأمر ببطاقة الرسوميات ، كل ما تراه هو قائمة طويلة من القمم. بالنسبة لها ، لا توجد أشياء مثل تشغيل الرسوم المتحركة ، أو تتمايل أوراق الأشجار ، أو أي مفاهيم مجردة أخرى.
دعونا نلقي نظرة على مثال بسيط لما يتعين علينا القيام به - تحريك ووضع الأشياء في العالم. بادئ ذي بدء ، دعنا نأخذ حالة بسيطة ، وليس شخصية.
عند إنشاء كائنات في برامج التحرير ثلاثية الأبعاد مثل Maya و 3D Studio Max ، فإن الفنانين يبنون دائمًا في عالم منفصل خاص بهم. لم يتم إنشاء هذه الأشياء على الفور في محيط شيكاغو ، بل تبدو محيطها "غرفة بيضاء فارغة" من Matrix. يقع كل كائن في مركز الفراغ المطلق.
هنا إشارة ضوئية في اللعبة في مكان ما تحت القضبان ، وهي تقع في عالمها الخاص.عند الحفظ على القرص ، ليس لدى النموذج أي فكرة عن مكان وجوده في العالم ومتى سيتم تنزيله ونقله إلى بطاقة الرسومات. هذا يعني أنه عندما يحين الوقت لرسم الأشياء ، نحتاج إلى نقلها من عالمنا إلى المشهد الذي نرسمه. يحدث هذا مع كل شيء يتم رسمه ، وحتى الأشياء غير المتحركة مثل المباني والجسور تنتقل أيضًا من عالمها الخاص إلى المشهد في كل إطار.
نرى هنا العديد من إشارات المرور الموضوعة بالفعل في مشهد نهائي تم بناؤه جزئيًا.كما ذكرت أعلاه ، فإن الأشياء الوحيدة التي يمكننا العمل معها هي القمم. لا يمكننا أن نقول فقط لبطاقة الرسوميات: "هل يمكنك وضع إشارة المرور هذه تحت الجسر؟ ثم ضع واحدة أخرى أبعد قليلاً؟ رائع! "
لذلك ، بدلاً من إخبار البطاقة الرسومية بما يجب أن تفعله مع الكائن نفسه ، نحتاج إلى أن نقول ما يجب القيام به مع جميع رؤوسها. اتضح أنه في هذه الحالة يصبح كل شيء بسيطًا جدًا. إذا قمنا بتغيير جميع القمم بالطريقة نفسها تمامًا وبقيت بلا حراك بالنسبة لبعضها البعض ، فإن هذا يشبه تحريك الجسم ككل. كل ما علينا القيام به هو معرفة ما يسمى "التغيير" التحول.
ملاحظة
الحسابات الرياضية لكل هذا ليست معقدة بشكل خاص ، ولكنها تتجاوز نطاق المقالة. إذا كنت قد درست بالفعل الجبر الخطي ، فمن المحتمل أنك تعرف كل ما تحتاجه - كل هذا يرجع أساسًا إلى مضاعفة مصفوفة المتجهات.
قبل ظهور أجهزة تظليل الذروة ، كانت الخيارات الممكنة لتحويل القمم في بطاقة الرسومات محدودة للغاية. كان متاحًا تحريك وتدوير الأشياء ، بالإضافة إلى بعض العمليات الأخرى ، ولكن لا يوجد شيء فائض أو معقد بشكل خاص.
تظليل Vertex هي برامج كمبيوتر صغيرة تعمل على بطاقة رسومات. يتخذون قمة واحدة ، ويقومون
بأي إجراءات ضرورية معها ويصدرون رأس إخراج. لا يمكنهم فقط تحريكها ، ولكن أيضًا جعلها تقفز لأعلى ولأسفل ، وتبتعد عن أقرب قمة ، وتتأرجح اعتمادًا على الرياح ، وتكون متحركة وأكثر من ذلك بكثير.
أخذت واحدة من تظليل الذروة التي يتم استخدامها في Watch Dogs وتجربتها قليلاً لإظهار ما تفعله. هذه مهمة شاقة للغاية ، لكنني تمكنت من العثور على أداة تظليل الرأس المستخدمة في الشخصيات وتغييرها. هناك أداة تظليل قمة أخرى تستخدم للبشرة ، على سبيل المثال ، للوجه واليدين ، ولكنك ستفهم المبدأ بسرعة.
لقد أجريت تغييرًا بسيطًا للغاية يضيف منحنى إلى نموذج الشخصية ، ولكن يتم استخدام كل شيء آخر كالمعتاد.تظهر الرسوم المتحركة أعلاه أن الشخصيات مشوهة بشكل غريب إلى حد ما. هذا يعيدنا إلى مبدأ "إذا قمت بتحريك كل قمة ، فهذا يشبه تحريك الكائن بأكمله." يعمل التغيير الذي تم إجراؤه على جهاز تظليل الرأس فقط مع قمة واحدة في كل مرة ، ولكن نظرًا لأنها تعمل جميعها بنفس التشويه ، يتم تطبيق التأثير على الكائن بأكمله.
يمكنك أيضًا إجراء تغييرات على جزء التحول ، المسؤول عن "الانتقال ببساطة إلى مكانه" ، بحيث بدلاً من وضع الشخصية في المكان الصحيح ، ترفعه فوق الأرض. لا تتم محاكاة هذا بمساعدة الفيزياء ، لذلك لا علاقة له بالجاذبية أو التصادمات مع أشياء أخرى - إذا أردنا ، يمكننا أن نجعل الجميع يرتفع في الهواء.
في هذه الرسوم المتحركة ، جعلنا جهاز تظليل الرأس يرفع الكائن ويخفضه تدريجيًا.من الواضح أن كل هذا ليس بناءًا للغاية ، ولكنه يعطينا فكرة عامة عن كيفية عمل تظليل الرأس - إذا أردنا الآن تحريك الأوراق على الأشجار بحيث تتأرجح ، فسوف نفعل نفس الشيء. فقط بدلاً من رفعها وخفضها سوف تتأرجح في اتجاه الريح. ثم يمكننا تغيير قوة الرياح بحيث تتمايل الأشجار أكثر أو أقل.
هنا نرى ما يحدث عندما يزيد كل شيء بحوالي سبع مرات.أبسط قليلاً ، ولكن في الأساس مهمة معظم أجهزة تظليل الرأس هي "تحريك الأشياء إلى مكانها". الاستثناء هو جميع الكائنات المتحركة - الأشخاص والحيوانات ، وكذلك الأشياء مثل الحبال المتأرجحة ، وارتداء الملابس المترفقة ، إلخ.
يرتبط تحريك الناس بفكرة استخدام الهيكل العظمي و "الجلد". الهيكل العظمي هو وصف بسيط لشخصية متحركة. في هذه المرحلة ، نحن لسنا قلقين بشأن الأبازيم أو القبعات أو الجينز غير المتحركة - فقط الحركات المهمة الأكثر ملاءمة للهيكل العظمي البشري هي المهمة بالنسبة لنا.
يظهر هنا هيكل عظمي بسيط لشخصية بشرية. لم يتم أخذها من Watch Dogs ، لأنه يصعب تصور الهيكل العظمي خارج محرر 3D.صورة مرخصة بواسطة Attribution-ShareAlike CC BY-SA © MakeHuman team 2001-2014هذه هي وضعية المفاجئة أو T-pose التي توضح كيف تبدو الشخصية دون استخدام الرسوم المتحركة.الرسوم المتحركة - الجري والمشي والقفز - تنطبق فقط على هذا الهيكل العظمي. هذا يجعل العملية برمتها بسيطة للغاية ، لأننا بحاجة إلى التفكير في حوالي مائة عظمة فقط بدلاً من آلاف وآلاف القمم.
بعد إنشاء الهيكل العظمي ، يتم ربط كل قمة بعظمة واحدة أو أكثر في هذه الوضعية الثابتة ، ويسمى هذا الاتصال "السلخ". في وقت Half-Life 1 ، عندما بدأ استخدام هذه التقنية ، يرتبط كل قمة بعظم واحد فقط. في الوقت الحاضر ، يمكنهم حتى الانضمام إلى أربعة عظام ، بينما يتم إعطاء وزن لكل عظمة ، والتي تعتمد عليها درجة تأثير العظم على قمة الرأس. بفضل هذا ، يمكنك الحصول على رسم متحرك أكثر سلاسة ، مما يسمح للعظام بالتقاطع في مناطق مختلفة دون إنشاء زوايا حادة عند تحريك الذراعين أو الساقين.
هذا هو الهيكل العظمي الموضح أعلاه مع تحول عظم الفخذ. تظهر الألوان وزن عظم الورك بالنسبة إلى قمم النموذج.صورة مرخصة بواسطة Attribution-ShareAlike CC BY-SA © MakeHuman team 2001-2014هذه التكنولوجيا لها حدودها ، خاصة في الأماكن التي يتم فيها ضغط الملابس والجلد أو تمددها على مفصلات ، على سبيل المثال ، في المرفقين والكتفين. هذه طريقة غير كاملة ، ولكنها فعالة جدًا لتحريك. أخطر شيء هو أنه من الصعب جدًا إنشاء رسوم متحركة للوجه مقنعة بهذه الطريقة. يمكنك إنشاء الكثير من العظام "المزيفة" على وجهك ، على سبيل المثال للحاجبين وحول الفم ، ولكن هذا سيكون مجرد تقريب تقريبي للعضلات والجلد.
ميزة أخرى مهمة في هذه التقنية هي أن مقارنة الرأس والعظام محددة للغاية وترتبط بكيفية إجراء هذه المقارنة. من الممكن استخدام الرسوم المتحركة للعديد من النماذج المختلفة ، ولكن يجب أن يرتبط كل نموذج فردي تريد استخدام الهيكل العظمي فيه بالعظام. السبب هو أن الرسوم المتحركة تحريك القمم من موقعها الأصلي نسبةً إلى هياكلها العظمية. إذا لم تكن القمم في المواضع المتوقعة ، فستظهر المشاكل.
إذا لم يتطابق النموذج مع الهيكل العظمي الذي تستخدمه ، فستكون الرسوم المتحركة غير صحيحة تمامًا .إذا جعلنا الشخصية ضعف عرضها ، نحصل على تأثير مشابه لـ Drake "الكعك الزائد" ، ولكن من الملاحظ أن الرسوم المتحركة تصبح أقرب إلى الفرشاة لأنها أبعد ما تكون عن مواضعها الأصلية.قد تبدو الرسوم المتحركة الأولى غريبة بالنسبة لك - تحدث هذه الرسوم المتحركة في الألعاب في كثير من الأحيان. عادة ما يكون سببها حقيقة أن الرسوم المتحركة غير الصحيحة يتم تطبيقها على الهيكل العظمي ، أو أن النموذج يستخدم الهيكل العظمي الخاطئ. كما هو الحال مع القوام والنماذج ، يجب مقارنة الهيكل العظمي والجلد والنموذج بعناية شديدة ، وإلا فإن النتائج ستصبح حزينة بسرعة.
آمل أن تكون لديك فكرة عن الغرض من تظليل الذروة وفهم كيفية استخدام الرسوم المتحركة لتحويل النموذج الثابت إلى شخصية حية.