En los videojuegos en 3D, un sistema de cámara virtual tiene como objetivo controlar una cámara o un conjunto de cámaras para mostrar una vista de un mundo virtual en 3D . Los sistemas de cámaras se utilizan en videojuegos donde su propósito es mostrar la acción en el mejor ángulo posible; de manera más general, se utilizan en mundos virtuales 3D cuando se requiere una vista en tercera persona.
A diferencia de los cineastas , los creadores de sistemas de cámaras virtuales tienen que lidiar con un mundo interactivo e impredecible. No es posible saber dónde estará el personaje del jugador en los próximos segundos; por lo tanto, no es posible planificar las tomas como lo haría un cineasta. Para solucionar este problema, el sistema se basa en ciertas reglas o inteligencia artificial para seleccionar las tomas más adecuadas.
Existen principalmente tres tipos de sistemas de cámaras. En los sistemas de cámara fija , la cámara no se mueve en absoluto y el sistema muestra el personaje del jugador en una sucesión de tomas fijas. Las cámaras de seguimiento , por otro lado, siguen los movimientos del personaje. Finalmente, los sistemas de cámaras interactivas están parcialmente automatizados y permiten al jugador cambiar directamente la vista. Para implementar sistemas de cámaras, los desarrolladores de videojuegos utilizan técnicas como solucionadores de restricciones , scripts de inteligencia artificial o agentes autónomos .
En tercera persona
En los videojuegos, "tercera persona" se refiere a una perspectiva gráfica representada desde una distancia fija detrás y ligeramente por encima del personaje del jugador. Este punto de vista permite a los jugadores ver un avatar más marcado y es más común en los juegos de acción y aventuras . Los juegos con esta perspectiva a menudo utilizan audio posicional, donde el volumen de los sonidos ambientales varía según la posición del avatar. [1]
Existen principalmente tres tipos de sistemas de cámaras en tercera persona: los "sistemas de cámaras fijas" en los que se establecen las posiciones de las cámaras durante la creación del juego; los "sistemas de cámara de seguimiento" en los que la cámara simplemente sigue el personaje del jugador; y los "sistemas de cámaras interactivas" que están bajo el control del jugador.
Reparado
Con un sistema de cámara fija, los desarrolladores establecen las propiedades de la cámara, como su posición, orientación o campo de visión , durante la creación del juego. Las vistas de la cámara no cambiarán dinámicamente, por lo que siempre se mostrará el mismo lugar bajo el mismo conjunto de vistas. Los juegos que usan cámaras fijas incluyen Grim Fandango (1998) y los primeros juegos de Resident Evil y God of War . [2]
Una ventaja de este sistema de cámara es que permite a los diseñadores de juegos usar el lenguaje de la película , creando un estado de ánimo a través del trabajo de cámara y la selección de tomas. Los juegos que utilizan este tipo de técnica a menudo son elogiados por sus cualidades cinematográficas. [3] Muchos juegos con cámaras fijas usan controles de tanque , por lo que los jugadores controlan el movimiento del personaje en relación con la posición del personaje del jugador en lugar de la posición de la cámara; [4] esto permite al jugador mantener la dirección cuando cambia el ángulo de la cámara. [5]
Seguimiento
Las cámaras de seguimiento siguen a los personajes desde atrás. El jugador no controla la cámara de ninguna manera; por ejemplo, no puede girarla o moverla a una posición diferente. Este tipo de sistema de cámara era muy común en los primeros juegos 3D como Crash Bandicoot o Tomb Raider, ya que es muy sencillo de implementar. Sin embargo, tiene varios problemas. En particular, si la vista actual no es adecuada (ya sea porque está ocluida por un objeto o porque no muestra lo que le interesa al jugador), no se puede cambiar ya que el jugador no controla la cámara. [6] [7] [8] A veces, este punto de vista causa dificultades cuando un personaje se gira o se para frente a una pared. La cámara puede sacudirse o terminar en posiciones incómodas. [1]
Interactivo
Este tipo de sistema de cámara es una mejora con respecto al sistema de cámara de seguimiento. Mientras la cámara sigue rastreando al personaje, se pueden cambiar algunos de sus parámetros, como su orientación o distancia al personaje. En las consolas de videojuegos , la cámara a menudo se controla con un stick analógico para proporcionar una buena precisión, mientras que en los juegos de PC generalmente se controla con el mouse . Este es el caso de juegos como Super Mario Sunshine o The Legend of Zelda: The Wind Waker . Los sistemas de cámaras completamente interactivos a menudo son difíciles de implementar de la manera correcta. Por lo tanto, GameSpot sostiene que gran parte de la dificultad de Super Mario Sunshine proviene de tener que controlar la cámara. [9] The Legend of Zelda: The Wind Waker tuvo más éxito en eso - IGN llamó al sistema de cámara "tan inteligente que rara vez necesita corrección manual". [10]
Uno de los primeros juegos en ofrecer un sistema de cámara interactiva fue Super Mario 64 . El juego tenía dos tipos de sistemas de cámara entre los que el jugador podía cambiar en cualquier momento. El primero era un sistema de cámara de seguimiento estándar, excepto que estaba impulsado en parte por inteligencia artificial . De hecho, el sistema era "consciente" de la estructura del nivel y, por tanto, podía anticipar ciertos disparos. Por ejemplo, en el primer nivel, cuando el camino hacia la colina está a punto de girar a la izquierda, la cámara automáticamente comienza a mirar también hacia la izquierda, anticipando así los movimientos del jugador. El segundo tipo permite al jugador controlar la cámara en relación con la posición de Mario . Al presionar los botones izquierdo o derecho, la cámara gira alrededor de Mario, mientras que al presionar hacia arriba o hacia abajo, la cámara se acerca o aleja de Mario. [11] [12]
Implementación
Existe una gran cantidad de investigaciones sobre cómo implementar un sistema de cámara. [13] El papel de un software de resolución de restricciones es generar la mejor toma posible dado un conjunto de restricciones visuales. En otras palabras, el solucionador de restricciones recibe una composición de toma solicitada, como "mostrar este personaje y asegurarse de que cubra al menos el 30 por ciento del espacio de la pantalla". El solucionador utilizará varios métodos para intentar crear una toma que satisfaga esta solicitud. Una vez que se encuentra una toma adecuada, el solucionador genera las coordenadas y la rotación de la cámara, que luego puede ser utilizada por el renderizador del motor gráfico para mostrar la vista. [14]
En algunos sistemas de cámaras, si no se puede encontrar una solución, las restricciones se relajan. Por ejemplo, si el solucionador no puede generar una toma en la que el personaje ocupa el 30 por ciento del espacio de la pantalla, podría ignorar la restricción de espacio de la pantalla y simplemente asegurarse de que el personaje sea visible. [15] Estos métodos incluyen el alejamiento.
Algunos sistemas de cámaras usan guiones predefinidos para decidir cómo seleccionar la toma actual para escenarios de tomas comúnmente vistos llamados modismos cinematográficos. Normalmente, el script se activará como resultado de una acción. Por ejemplo, cuando el personaje del jugador inicia una conversación con otro personaje, se activará el guión de "conversación". Este guión contendrá instrucciones sobre cómo "disparar" una conversación de dos personajes. Por lo tanto, las tomas serán una combinación de, por ejemplo, tomas por encima del hombro y tomas de primeros planos. Dichos enfoques basados en secuencias de comandos pueden cambiar la cámara entre un conjunto de cámaras predefinidas o depender de un solucionador de restricciones para generar las coordenadas de la cámara para tener en cuenta la variabilidad en el diseño de la escena. Este enfoque con guión y el uso de un solucionador de restricciones para calcular cámaras virtuales fue propuesto por primera vez por Drucker. [16] Investigaciones posteriores demostraron cómo un sistema basado en guiones podía cambiar automáticamente de cámara para ver conversaciones entre avatares en una aplicación de chat en tiempo real. [17]
Bill Tomlinson utilizó un enfoque más original del problema. Ideó un sistema en el que la cámara es un agente autónomo con personalidad propia. El estilo de las tomas y su ritmo se verán afectados por su estado de ánimo. Por lo tanto, una cámara feliz "cortará con más frecuencia, pasará más tiempo en tomas de primeros planos, se moverá con un movimiento de rebote e iluminará la escena". [18]
Si bien gran parte del trabajo anterior en los sistemas de control de cámaras virtuales automatizadas se ha dirigido a reducir la necesidad de que un ser humano controle manualmente la cámara, la solución Director's Lens calcula y propone una paleta de tomas de cámara virtual sugeridas que dejan al operador humano para hacer lo creativo. selección de disparos. Al calcular las tomas de cámara virtual sugeridas posteriores, el sistema analiza las composiciones visuales y los patrones de edición de tomas grabadas anteriormente para calcular las tomas de cámara sugeridas que se ajustan a las convenciones de continuidad, como no cruzar la línea de acción, coincidir con la ubicación de los personajes virtuales para que parezcan lucirse. el uno al otro a través de cortes, y favorece los disparos que el operador humano había utilizado previamente en secuencia. [19]
En aplicaciones de realidad mixta
En 2010, Microsoft lanzó el Kinect como un dispositivo periférico híbrido de escáner 3D / cámara web que proporciona detección de cuerpo completo de jugadores de Xbox 360 y control de manos libres de las interfaces de usuario de videojuegos y otro software en la consola. Esto fue modificado más tarde por Oliver Kreylos [20] de la Universidad de California, Davis en una serie de videos de YouTube que lo mostraban combinando el Kinect con una cámara virtual basada en PC. [21] Debido a que el Kinect es capaz de detectar un rango completo de profundidad (a través de visión estéreo por computadora y luz estructurada ) dentro de una escena capturada, Kreylos demostró la capacidad del Kinect y la cámara virtual para permitir la navegación desde puntos de vista libres del rango de profundidad, aunque la cámara solo podía permitir una captura de video de la escena como se muestra en el frente del Kinect, lo que resulta en campos de espacio vacío negro donde la cámara no pudo capturar video dentro del campo de profundidad. Más tarde, Kreylos demostró una mayor elaboración de la modificación al combinar las secuencias de video de dos Kinects para mejorar aún más la captura de video dentro de la vista de la cámara virtual. [22] Los desarrollos de Kreylos usando Kinect fueron cubiertos entre los trabajos de otros en la comunidad de piratería y homebrew de Kinect en un artículo del New York Times . [23]
Grabación y seguimiento de movimiento en tiempo real
Se han desarrollado cámaras virtuales que permiten a un director filmar la captura de movimiento y ver los movimientos de los personajes digitales en tiempo real [24] en un entorno digital preconstruido, como una casa o una nave espacial. [25] Resident Evil 5 fue el primer videojuego en utilizar la tecnología, [26] que fue desarrollada para la película Avatar de 2009 . [25] [27] El uso de la captura de movimiento para controlar la posición y la orientación de una cámara virtual permite al operador mover y apuntar intuitivamente la cámara virtual simplemente caminando y girando la plataforma de la cámara virtual. Una plataforma de cámara virtual consta de un monitor portátil o una tableta, sensores de movimiento, marco de soporte opcional y controles de botón o joystick opcionales que se utilizan comúnmente para iniciar o detener la grabación y ajustar las propiedades de la lente. [28] En 1992, Michael McKenna del Media Lab del MIT demostró el equipo de cámara virtual más antiguo documentado cuando fijó un sensor de movimiento magnético Polhemus y un televisor LCD portátil de 3,2 pulgadas en una regla de madera. [29] El Proyecto Walkthrough de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill produjo una serie de dispositivos de entrada física para el control de la vista de la cámara virtual, incluidos joysticks duales de tres ejes y un accesorio en forma de bola de billar conocido como UNC Eyeball que incluía seis -Grado de libertad de seguimiento de movimiento y un botón digital. [30]
Ver también
- Matriz de cámara
- Motor de juegos
- Cinematografía virtual
- Primera persona (videojuegos)
Referencias
- ^ a b Rollings, Andrew; Ernest Adams (2006). Fundamentos del diseño de juegos . Prentice Hall. ISBN 9780131687479.
- ^ Casamassina, Matt. "cámara fija" . bomba gigante.
- ^ Casamassina, Matt. "Revisión de Resident Evil" . IGN. Archivado desde el original el 25 de marzo de 2009 . Consultado el 22 de marzo de 2009 .
- ^ "Un elogio para los controles de tanques" . Jugador de PC . 20 de febrero de 2015 . Consultado el 5 de marzo de 2018 .
- ^ Matulef, Jeffrey (26 de enero de 2015). "Sacando a los muertos: Tim Schafer reflexiona sobre Grim Fandango" . Eurogamer . Consultado el 5 de marzo de 2018 .
- ^ "Revisión de Sonic Adventure" . IGN. Archivado desde el original el 11 de febrero de 2008 . Consultado el 22 de marzo de 2009 .
- ^ "Tomb Raider: The Last Revelation Review" . IGN . Consultado el 22 de marzo de 2009 .
- ^ Carle, Chris. "Entrar en la revisión de la matriz" . IGN. Archivado desde el original el 25 de marzo de 2009 . Consultado el 22 de marzo de 2009 .
- ^ Gerstmann, Jeff (4 de octubre de 2002). "Revisión de Super Mario Sunshine para GameCube" . GameSpot. Archivado desde el original el 26 de marzo de 2009 . Consultado el 22 de marzo de 2009 .
- ^ Casamassina, Matt (25 de marzo de 2003). "La leyenda de Zelda: la revisión de Wind Waker" . IGN. Archivado desde el original el 26 de marzo de 2009 . Consultado el 22 de marzo de 2009 .
- ^ "Los 15 videojuegos más influyentes de todos los tiempos: Super Mario 64" . GameSpot. Archivado desde el original el 26 de marzo de 2009 . Consultado el 22 de marzo de 2009 .
- ^ "The Essential 50 Part 36: Super Mario 64 de" . 1UP.com . Consultado el 22 de marzo de 2009 .
- ^ "Cameracontrol.org: La bibliografía de control de cámara virtual" . Consultado el 6 de mayo de 2011 .
- ^ Bares, William; Scott McDermott; Christina Boudreaux; Somying Thainimit (2000). "Composición de la cámara virtual 3D a partir de restricciones de fotogramas" (PDF) . Congreso Internacional de Multimedia . California, Estados Unidos: Marina del Rey: 177–186. Archivado desde el original (PDF) el 10 de julio de 2010 . Consultado el 22 de marzo de 2009 .
- ^ Drucker, Steven M .; David Zeltzer (1995). CamDroid: un sistema para implementar el control de cámara inteligente (PDF) . Simposio de Gráficos 3D Interactivos . ISBN 978-0-89791-736-0. Consultado el 22 de marzo de 2009 .
- ^ Drucker, Steven M .; David Zeltzer (1995). CamDroid: un sistema para implementar el control de cámara inteligente (PDF) . Simposio de Gráficos 3D Interactivos . ISBN 978-0-89791-736-0. Consultado el 15 de marzo de 2015 .
- ^ Él, Li-wei; Michael F. Cohen ; David H. Salesin (1996). "El director de fotografía virtual: un paradigma para el control y la dirección automáticos de la cámara en tiempo real" (PDF) . Congreso Internacional de Gráficos por Computadora y Técnicas Interactivas . Nueva York. 23 : 217-224. Archivado desde el original (PDF) el 28 de agosto de 2008 . Consultado el 22 de marzo de 2009 .
- ^ Tomlinson, Bill; Bruce Blumberg; Delphine Nain (2000). Cinematografía autónoma expresiva para entornos virtuales interactivos (PDF) . Actas de la IV Conferencia Internacional sobre Agentes Autónomos . 4to . Barcelona, España. CiteSeerX 10.1.1.19.7502 . doi : 10.1145 / 336595.337513 . ISBN 978-1-58113-230-4. S2CID 5532829 . Consultado el 22 de marzo de 2009 .
- ^ Lino, Christophe; Marc Christie; Roberto Ranon; William Bares (28 de noviembre - 1 de diciembre de 2011). La lente del director: un asistente inteligente para la cinematografía virtual . Actas de la XIX Conferencia Internacional ACM sobre Multimedia (MM '11) . ACM. págs. 323–332. doi : 10.1145 / 2072298.2072341 . ISBN 9781450306164. S2CID 14079689 .
- ^ "Página de inicio de Oliver Krelos" .
- ^ Kevin Parrish (17 de noviembre de 2010). "Kinect utilizado como herramienta de captura de vídeo 3D" . Hardware de Tom.
- ^ Tim Stevens (29 de noviembre de 2010). "Dos Kinects unen fuerzas para crear un mejor video en 3D, volarnos la cabeza (video)" . Engadget.
- ^ Jenna Wortham (21 de noviembre de 2010). "Con Kinect Controller, los piratas informáticos toman libertades" . New York Times .
- ^ Hsu, Jeremy (27 de febrero de 2009). " " Cámara virtual "captura los movimientos de los actores para Resident Evil 5" . Ciencia popular . Archivado desde el original el 2 de marzo de 2009.
- ^ a b Lewinski, John Scott (27 de febrero de 2009). "Resident Evil 5 ofrece Sneak Peek en 'la cámara virtual de Avatar ' " . Cableado . Consultado el 25 de febrero de 2015 .
- ^ Lowe, Scott (27 de febrero de 2009). "La tecnología detrás de RE5" . IGN . Consultado el 24 de febrero de 2015 .
- ^ Thompson, Anne (1 de enero de 2010). "Cómo la innovadora tecnología 3D de James Cameron creó Avatar" . Mecánica popular . Consultado el 25 de febrero de 2015 .
- ^ "Optitrack InsightVCS" . Consultado el 15 de marzo de 2015 .
- ^ Michael McKenna (marzo de 1992). "Control interactivo del punto de vista y operaciones tridimensionales". Actas del simposio de 1992 sobre gráficos interactivos en 3D - SI3D '92 . Actas del Simposio de 1992 sobre gráficos interactivos en 3D (I3D '92) . ACM. págs. 53–56. CiteSeerX 10.1.1.132.8599 . doi : 10.1145 / 147156.147163 . ISBN 978-0897914673. S2CID 17308648 .
- ^ Frederick Brooks, Jr. (junio de 1992). "Informe técnico final - Proyecto de recorrido" (PDF) . Tr92-026 . Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill . Consultado el 23 de marzo de 2015 .