18新利最新登入布娃娃物理学是如何工作的

几十年来，电子游戏制造商一直在尝试重现现实世界的物理。他们使用模拟的物理引擎建立…的原则重力速度，碰撞检测和动量，影响你的赛车，飞机，甚至马里奥在地下世界跳跃和挣扎。如果没有这些元素，游戏玩法就没有真正意义上的规则或界限。

角色死亡也是如此。在原始游戏中，角色总是死于预先编写好的静态动画中。在更简单的时代，这是很好的，但改进的硬件为更好的全面图形性能腾出了空间。专用的图形处理卡片可以减轻CPU的负担，从而实现更复杂的游戏玩法，以及更好的死亡动画。

《光晕》系列和《英雄本色》(Max Payne)等游戏的特点是身体被子弹撞击时的逼真动作。Rockstar Games凭借其“侠盗猎车手”系列游戏一举成名，该游戏充满了自然的灯光效果和近乎惊人的准确性的人体动作。在某种程度上，多亏了布娃娃物理，而不是固定的图像，程序员可以制作出实时响应屏幕上其他元素的角色，从墙壁到炸弹再到子弹。

《杀手:代号47》是最早使用布娃娃物理的游戏之一。在你使对手丧失行动能力后，你可以拖着没有生命的滚动身体，然后偷他的衣服作为伪装。子弹以惊人的力量击中身体。这些元素并不完全令人信服，但它们增加了一层新的可信度，这是游戏玩法中缺失的。

“杀手”Verlet集成这是一种用于将牛顿运动方程融入计算机动画等应用程序的算法。动画骨架的每个部分都被定义为与其他点相连的点，并有一些基本规则作为指导方针。这种算法相对简单，这意味着它比其他技术使用更少的CPU处理时间。

混合布偶猫在《侏罗纪公园:入侵者》等游戏中，物理学将实时物理处理与预制动画相结合。静态动画与环境的交互更加真实;动画角色不会直接倒下。他们的碰撞和弯曲更像真正的人类。但仍有一些视觉缺陷对人脑来说是无法理解的。看起来不够自然。

程序性动画是最新和最具沉浸感的游戏物理类型。这里没有预先确定的动画。相反，所有角色和大部分环境都在不断地响应游戏内部物理。当然，这也适用于死亡动画，但这也让游戏的其他方面更具说服力。

如果物理引擎是舞台，那么动画角色是木偶。布娃娃的物理结构看起来很逼真，因为这些角色是由刚性部件组成的，它们彼此连接在一个类似于现实世界骨骼的系统中。当身体受损时，它们会在屏幕上倒下、耷拉着、弹跳着。

其中的数学和物理非常复杂，即使是现在，CPU的能力和处理算法也没有找到一种方法来完美地模拟一个崩溃的人形。因此，当角色的四肢以各种不切实际和荒谬的方式扭曲和弹跳时，就像一个布娃娃被扔下楼梯一样，笑声往往随之而来。目前许多在线游戏，如“快乐车轮”利用了这一效应，本质上提供了碰撞测试假人，让你折磨和抛过各种愚蠢和奇怪的场景。

许多简单的当代游戏利用布娃娃物理作为制作屏幕动作的方式更少的暴力而且更卡通，更有趣。然而，娱乐和娱乐因素掩盖了当代游戏的物理复杂性。

最复杂的动画引擎之一是Euphoria，由NaturalMotion制作。Euphoria被用于一些非常流行的游戏中，如“星球大战:原力释放”，“荒野大镖客救赎”和“侠盗猎车手4”。

NaturalMotion宣称Euphoria能够实时模拟每个场景的每个部分的身体动作，包括角色的肌肉和运动系统。例如，角色可能会被机关枪的爆炸声吓到，或者当他们从移动的车辆上摔倒时试图停下来。最后，这类游戏提供了更吸引人的游戏体验。

布娃娃物理只是制作逼真动画的一个方面。许多游戏使用骨骼动画为角色提供真实感。骨骼动画包含两个主要元素，包括表面或网格(你可以看到的皮肤或装甲)和钻机或骨架(支撑皮肤并使其移动的刚性底层结构)。这是一个清晰的表达本体-与关节连接的刚性部件。

程序员为钻机设置限制和约束条件。例如，头部不能360度旋转，也不能扑向胸部。手腕可以旋转和摆动，但只能旋转到一定的角度，然后就会停止，就像真人一样。

一旦游戏的骨架系统构建完成，开发者就可以使用相同的基础来创建多个角色，只需改变表面外观就可以充实虚拟世界的人口。

与真实的骨骼一样，骨骼动画是基于运动链或树，所以棋子的移动是层级的一部分。简而言之，这只是意味着所有的“骨头”都是连接的。例如，当大腿上部的骨头移动时，小腿也会移动。

在数字角色中编写这种动作-反应动作是很困难的。开发人员使用各种技术来完成这项任务。一种常见的方法是基于费瑟斯通的算法，该算法以关节体算法专家罗伊·费瑟斯通的名字命名。

这种动态建模需要大量数据来让角色看起来可信。程序员需要考虑几何以及身体各部位的相对位置。他们必须制定限制和规则关节而且连接，以及空间惯性．

所有这些因素都必须用数学算法和物理来描述。然后动画师使用类似cad的软件，一个关节一个关节地构建几何人物，直到他们真正构建出一个数字人物。然后这个存在就可以被插入到数字环境中。

不管是谁制作的游戏，物理都是现代电子游戏的驱动力。这些物理内容是否真实或有趣并不重要，重要的是让游戏玩起来更有趣。随着他们拥有更大的预算和更强大的硬件，你可以期待物理引擎会变得更加复杂和优雅。