एफपीएस गेम्स (प्रथम-व्यक्ति शूटर, प्रथम-व्यक्ति शूटर) 1992 में सबसे लोकप्रिय वोल्फेंस्टीन 3 डी के आगमन के बाद से वीडियो गेम उद्योग का एक अभिन्न अंग बन गए हैं। तब से, शैली विकसित हुई है: ग्राफिक्स में सुधार हुआ है, विकास बजट में वृद्धि हुई है, और ई-स्पोर्ट्स पारिस्थितिकी तंत्र विकसित हुआ है। लेकिन उनकी नींव शूटिंग यांत्रिकी के बारे में क्या? इस मोर्चे पर विकास कैसे हुआ? कुछ खेलों में हथियार असली क्यों लगते हैं, और दूसरों के खिलौनों की तरह?

Hitscan

पिछले युग में, 3 डी दृश्यों को 2 डी छवियों में प्रस्तुत करने के लिए कई गेमों में रेकास्टिंग नामक तकनीक का उपयोग किया गया था। रेकास्टिंग इंजन को पहले ऑब्जेक्ट को निर्धारित करने की अनुमति देता है जो बीम के साथ प्रतिच्छेद करता है। लेकिन तब डेवलपर्स ने सवाल पूछा: "क्या होगा यदि आप एक बुलेट का अनुकरण करने के लिए हथियार के बैरल से एक बीम छोड़ते हैं?" इस विचार के लिए धन्यवाद, एक हिटकैन का जन्म हुआ ("हिट स्कैनिंग")।


रेकास्टिंग उदाहरण

हिटस्कैन के साथ हथियारों के अधिकांश कार्यान्वयन में, जब कोई खिलाड़ी आग लगाता है, तो भौतिक इंजन निम्नलिखित ऑपरेशन करता है:

• उस दिशा को परिभाषित करता है जिसमें हथियार इंगित कर रहा है।
• पूर्व निर्धारित दूरी पर एक हथियार बैरल से एक बीम को मुक्त करता है।
• यह निर्धारित करने के लिए किरण का उपयोग करता है कि कोई किरण वस्तु से टकराई है या नहीं।

अगर इंजन यह निर्धारित करता है कि वस्तु आग की रेखा पर है, तो वह उसे यह कहते हुए सूचित करेगा कि गोली उसे "लगी"। फिर लक्ष्य क्षति को रिकॉर्ड करने के लिए आवश्यक सभी गणना कर सकता है।


एकता से । बिंदु A अधिकतम बीम तक बीम को उत्सर्जित करने वाले हथियार को दर्शाता है। बीम एक क्यूब से टकराता है जिससे इंजन को रिपोर्ट करता है कि यह मारा गया था।

हिटस्कैन स्वाभाविक रूप से सरल है, लेकिन अन्य तर्क जोड़ने के लिए कई अलग-अलग संशोधन किए जा सकते हैं:

• अगर हम बीम को उस पहली वस्तु से आगे बढ़ाते हैं जो हिट करती है, तो हम लाइन पर कई वस्तुओं को छेद सकते हैं, जैसे कि क्वेक में रेलगुन
• यदि हम बीम से अधिकतम सीमा को हटा देते हैं, तो हमें एक लेजर मिलता है जो हमेशा के लिए उड़ जाएगा जब तक कि यह कुछ हिट नहीं करता
• आप प्रोग्रामेटिक रूप से कुछ सतहों को परावर्तक बना सकते हैं ताकि गोलियों से उछलें

Overwatch। जेनजी चरित्र विक्षेपण क्षमता एक परावर्तक सतह का एक उदाहरण है।

रेकास्टिंग का मुख्य लाभ इसकी जबरदस्त प्रसंस्करण गति है। यह जल्दी से गणना की जाती है और एक नई भौतिक वस्तु बनाने के लिए अतिरिक्त मेमोरी या प्रोसेसर समय की आवश्यकता नहीं होती है। इसका मतलब है कि कई क्लाइंट को सिंक्रनाइज़ करने के लिए आवश्यक नेटवर्क कोड न्यूनतम होगा, क्योंकि सर्वर को केवल बीम की दिशा को ट्रैक करने की आवश्यकता होती है। रिकॉइल को भी बस महसूस किया जाता है, इस आशय का अनुकरण करने के लिए, यह हथियार की दृष्टि में थोड़ा विचलन जोड़ने के लिए पर्याप्त है।

इसलिए, यह आश्चर्यजनक नहीं है कि हिटस्कैन का उपयोग कई खेलों के शूटिंग तर्क में किया जाता है। क्लासिक उदाहरण वोल्फेंस्टीन 3 डी और डूम हैं , लेकिन इस तकनीक का उपयोग आधुनिक खेलों में भी किया जाता है। सोल्जर 76, मैकक्री और ओवरवॉच डूम विडो जैसे अक्षर हिट्सकैन के साथ हथियारों का उपयोग करते हैं, और कॉल ऑफ ड्यूटी में अधिकांश हथियार भी हिटस्कैन पर आधारित हैं ।




ओवरवॉच, कॉल ऑफ ड्यूटी, वोल्फेंस्टीन 3 डी

तो सभी खेलों में इस दृष्टिकोण का उपयोग क्यों नहीं किया जाता है?

सबसे पहले, जैसा कि आपने शायद देखा था, किरणों में गति की एक असीम उच्च गति होती है, अर्थात वे तुरंत अंतिम बिंदु तक पहुंचते हैं। गोली चलाने और किसी वस्तु को टकराने के बीच गोली के चलने का समय नहीं है। इसका मतलब यह है कि यदि कोई किरण किसी वस्तु से टकराती है, तो गोली से बचना असंभव है, भले ही लक्ष्य खिलाड़ी से कई किलोमीटर दूर हो।


हेलो। ध्यान दें कि थूथन फ्लैश और जमीन से टकराने के प्रभाव एक साथ होते हैं।

दूसरे, ज्यादातर हिटस्कैन कार्यान्वयन प्रत्यक्ष बीम का उपयोग करते हैं। इसका मतलब है कि हवा, गुरुत्वाकर्षण और अन्य बाहरी कारकों को ध्यान में रखना मुश्किल है जो ट्रंक से बाहर उड़ान भरने के बाद गोली को प्रभावित कर सकते हैं। प्रोग्रामर सभी प्रकार की चाल जोड़ सकते हैं ताकि बीम असली गोलियों का अनुकरण करे, लेकिन जैसे ही खिलाड़ी बीम को "शॉट" करता है, बीच में अपना रास्ता बदलने का कोई तरीका नहीं है।

कई आकस्मिक खेलों में, हिटस्कैन का उपयोग अभी भी किया जाता है क्योंकि यह अधिकांश नए खिलाड़ियों के लिए सीखने की अवस्था को सरल करता है। लेकिन शूटिंग के "असली" सनसनी को व्यक्त करने के लिए खेल के बारे में क्या? ऐसे प्रतिबंधों के साथ, यह हासिल करना असंभव है, इसलिए एक अलग विधि की आवश्यकता है।

एक फ्लाइंग ऑब्जेक्ट की गेंदबाज़ी

यह शब्द जटिल लग सकता है, लेकिन एक सार स्तर पर, विचार काफी सरल है। हथियार से दागी गई प्रत्येक गोली या प्रक्षेप्य दृश्य में एक नई भौतिक वस्तु बनाती है। इसके पास संपर्क (हिटबॉक्स) का अपना द्रव्यमान, गति और बाउंडिंग बॉक्स है, जिसे गेम इंजन द्वारा ट्रैक किया जाता है।


मैक्स पायने 3

बैलिस्टिक के लाभ उन खेलों में पूरी तरह से प्रकट होते हैं जिनमें यथार्थवाद की सर्वोच्च प्राथमिकता होती है। चूँकि प्रत्येक उड़ने वाली वस्तु अपने आप ही मौजूद होती है, हम हवा, घर्षण, गुरुत्वाकर्षण, तापमान के प्रभाव को ध्यान में रख सकते हैं - कोई भी बल जो बुलेट पर कार्य करे। अब जब हम भौतिकी को बदलने में सक्षम हैं, तो खिलाड़ी अधिक विविध हथियारों का उपयोग कर सकते हैं, न कि केवल साधारण पिस्तौल और लेजर; हम अपने शस्त्रागार में हथगोले और रॉकेट जोड़ सकते हैं।

चूंकि इस तरह की प्रणाली में गोलियां प्रकाश की गति से नहीं चलती हैं, इसलिए लौकिक गुणों का एहसास करना भी संभव है:

• मैक्स पायने , स्निपर एलीट और सुपरहॉट द्वारा उपयोग किया जाने वाला बुलेट टाइम।
• बुलेट यात्रा का समय, यानी लंबी दूरी पर फायरिंग करते समय (या धीरे-धीरे चलने वाले प्रोजेक्टाइल को फायर करते समय), प्रिमेन्शन क्रिटिकल हो जाता है।
• विलंबित शैल विस्फोट, जैसे कि ग्रेनेड

इन अतिरिक्त गणनाओं के कारण, हिटस्कैन का उपयोग करने की तुलना में प्रसंस्करण अधिक महंगा हो जाता है। सिंक्रनाइज़ेशन सुनिश्चित करने के लिए, सर्वरों को बहुत अधिक काम करना पड़ता है, क्लाइंट पक्ष में तर्क में विसंगतियों या संघर्ष को खत्म करना आवश्यक है, ताकि एक ही सर्वर के भीतर सभी खिलाड़ी एक ही स्थिति में हों।




सुपरहॉट, बैटलफील्ड 1, ओवरवॉच

उत्पादकता को अधिकतम करने के लिए कई वर्कअराउंड हैं। उदाहरण के लिए, इंजन खेल की शुरुआत से पहले भरी हुई वस्तुओं के एक पूल को स्टोर कर सकता है और आवश्यकतानुसार उन्हें "चालू" कर सकता है। सतह से टकराने के बाद, आप बैलिस्टिक के एनीमेशन को खेल सकते हैं और बुलेट को बंद कर सकते हैं, इसे भविष्य के लिए बचा सकते हैं। यह विधि आपको कई संसाधनों और वस्तुओं के विनाश द्वारा कब्जा किए गए कंप्यूटिंग संसाधनों और स्मृति को बचाने की अनुमति देती है।

गणना करने के कई तरीके भी हैं, लेकिन उच्च स्तर पर, यह अंतर है कि वे खेल की "रणनीति" को संसाधित करने का निर्णय लेते हैं - समय की एक इकाई:

• घड़ी की गणना रेंडर लॉजिक से अलग से की जाती है, यानी फ्रेम के छोड़े जाने पर भी गेम में ऑब्जेक्ट का अधिक सटीक प्रजनन होगा। पिछले रेंडरिंग के बाद समाप्त हुए समय की गणना करने के लिए अधिक तर्क की आवश्यकता है।
• प्रत्येक फ्रेम में एक माप की गणना; बंधन भौतिकी फ्रेम दर के लिए। यदि आप अधिकतम फ्रेम दर पर प्रतिबंध को अक्षम कर देते हैं या यदि खेल तख्ते को छोड़ना शुरू कर देता है, तो दुनिया की भौतिकी में तेजी आएगी या धीमा होगा।

आंदोलन को उपायों से जोड़ने के प्रभाव स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं जब गोले उपायों के बीच काफी बड़ी दूरी की यात्रा करने के लिए पर्याप्त तेजी से आगे बढ़ते हैं। स्थिति तब उत्पन्न हो सकती है जब ऑब्जेक्ट एक-दूसरे के माध्यम से "पास" करते हैं, क्योंकि इंजन में वे कभी भी इंटरसेक्ट नहीं होते हैं।

यह सब जटिल लगता है, इसलिए कई लोग सोचते हैं कि यह एक अपेक्षाकृत नई विधि है; हालाँकि, यह वास्तव में हिटस्कैन से पहले आया था! एफपीएस गेम्स से पहले, क्षुद्रग्रह , अंतरिक्ष आक्रमणकारी या गैलेक्सियन जैसे कई टॉप-डाउन शूटर थे। ये 70 के दशक के आर्केड खेल हैं, जिसमें गोले के बैलिस्टिक पहले से ही लागू किए गए हैं, हालांकि काफी आदिम हैं।


क्षुद्र ग्रह। गोले देखने में बहुत कठिन हैं, लेकिन वे हैं!

लेकिन इन सभी विशेषताओं के बावजूद, हम वास्तविक दुनिया के एक यथार्थवादी मॉडल को फिर से नहीं बना सकते हैं। क्या दोनों तरीकों का लाभ उठाने का कोई तरीका है?

हाइब्रिड सिस्टम

अधिकांश गेम इंजन दोनों प्रकार के बुलेट सिमुलेशन से निपटने में सक्षम हैं: हिटस्कैन और बैलिस्टिक। यह आपको हथियारों के एक विशाल चयन का एहसास करने की अनुमति देता है; हेलो , जीटीए और हॉफ-लाइफ जैसे खेलों में ऐसे हथियार हैं जो दोनों प्रकार के भौतिकी का समर्थन कर सकते हैं।



हेलो। असॉल्ट राइफल हिट्सकैन का उपयोग करता है; नीडलर प्रोजेक्टाइल बैलिस्टिक का उपयोग करता है

डेवलपर्स प्रत्येक प्रणाली की कमजोरियों को कवर करने और अधिक यथार्थवादी व्यवहार प्रदान करने के लिए दोनों तकनीकों का मिश्रण भी कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, वस्तुओं को एक दूसरे के माध्यम से पारित करने की समस्या को खत्म करने के लिए, इंजन के प्रत्येक चक्र में प्रत्येक गोली एक बीम का उत्सर्जन कर सकती है। यह इंजन को यह देखने की अनुमति देता है कि क्या कोई किरण हवा में टकराकर, उपायों के बीच अंतर करती है या नहीं।

उन्हें खेल की विशेषताओं को बेहतर बनाने के लिए भी जोड़ा जा सकता है। इसका एक बड़ा उदाहरण स्निपर एलीट श्रृंखला है; ट्रिगर खींचने के बाद, इंजन यह निर्धारित करने के लिए हिटस्कैन का उपयोग करता है कि क्या शॉट धीमी गति को ट्रिगर करने के लिए किसी भी पता लगाने योग्य वस्तु के लिए पर्याप्त करीब है। यदि ऐसा है, तो "बुलेट-टाइम" मोड में बैलिस्टिक्स की गणना के साथ एक गोली चलाई जाती है।


निशानची कुलीन

इसलिए, हमने वीडियो गेम में गोलियों के व्यवहार की मूल बातों की जांच की! दिलचस्प है, इस क्षेत्र में सुधार मुख्य रूप से छोटे अनुकूलन और सुधारों में हैं, न कि बड़े पैमाने पर प्रसंस्करण में। पहले कुछ क्रांतिकारी खेलों की रिहाई के बाद, हमने कोई महत्वपूर्ण कदम या सफलता नहीं बनाई।

आगे क्या? भविष्य में यह क्षेत्र कैसे विकसित होगा?

मुझे नहीं लगता कि निकट भविष्य में हाइब्रिड दृष्टिकोण गायब हो जाएगा, क्योंकि यह अतिरिक्त लाभ प्रदान करता है। लेकिन मैं भविष्यवाणी करता हूं कि गोले के बैलिस्टिक के हिस्से में कई सुधार होंगे। घड़ी की गणना की आवृत्ति में वृद्धि जारी है (क्योंकि सीपीयू शक्ति बढ़ रही है), और हम "वास्तविक दुनिया" बुलेट के अनुकरण की असममित सीमा के करीब पहुंच सकते हैं।