En los juegos de vídeo en 3D, un sistema virtual de cámara tiene por objeto controlar una cámara o un conjunto de cámaras para mostrar una vista 3D de un mundo virtual . Sistemas de cámaras se utilizan en los videojuegos en los que 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 directores de cine , creadores del sistema de cámara virtuales tienen que hacer frente a un mundo que es interactivo e impredecible. No es posible saber dónde está el personaje del jugador va a ser en los próximos segundos; Por lo tanto, no es posible planificar las tomas como un director de cine haría. Para resolver este problema, el sistema se basa en ciertas reglas o la inteligencia artificial para seleccionar las imágenes 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 juegos de vídeo, "tercera persona" se refiere a una perspectiva gráfica representan a partir de una distancia fija por detrás y ligeramente por encima del personaje del jugador. Este punto de vista permite a los jugadores para ver una más fuertemente caracterizado avatar , y es más común en los juegos de acción y los juegos de acción y aventura . 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 de las ventajas de este sistema de cámaras es que permite a los diseñadores de juegos que utilizan el lenguaje de la película , creando el estado de ánimo a través de cámara y selección de tiros. Los juegos que utilizan este tipo de técnica a menudo son elogiados por sus cualidades cinematográficas. [3] Muchos juegos con cámaras fijas utilizar los controles del tanque , donde los jugadores controlan caracteres movimiento con relación a la posición del personaje del jugador en lugar de la posición de la cámara; [4] Este permite al jugador para mantener la dirección cuando el ángulo de la cámara cambia. [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 en 3D como Crash Bandicoot o Tomb Raider ya que es muy fácil de implementar. Sin embargo, tiene varios problemas. En particular, si la vista actual no es adecuada (ya sea porque se ocluye por un objeto, o bien porque no está mostrando lo que el jugador está en interés), no se puede cambiar ya que el jugador no controla la cámara. [6] [7] [8] A veces este punto de vista causa dificultad cuando un personaje vueltas o soportes de cara hacia fuera contra 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 juegos de vídeo , la cámara es a menudo controlado por un stick analógico para proporcionar una buena precisión, mientras que en los juegos de PC por lo general es controlado por el ratón . Este es el caso de juegos como Super Mario Sunshine o La leyenda de 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 Super Mario Sunshine' dificultad proviene de tener que controlar la cámara. [9] La leyenda de Zelda: The Wind Waker fue más acertado en él - IGN llama el 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 lo 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 restricción solucionador es generar el mejor tiro posible teniendo en cuenta una serie de limitaciones visuales. En otras palabras, el solucionador de restricciones se le da una composición de la toma solicitada como "muestra este carácter y garantizar que cubre 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 script contendrá instrucciones para "disparar" una conversación de dos caracteres. Así, las vacunas serán una combinación de, por ejemplo, a través de los tiros de los hombros y de primer plano disparos. 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] La investigación posterior demostró cómo un sistema basado en la secuencia de comandos puede cambiar automáticamente las cámaras a ver las conversaciones entre los avatares de una aplicación en tiempo real de chat. [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 la visión estéreo por computadora y la luz estructurada ) dentro de una escena capturada, Kreylos demostró la capacidad del Kinect y la cámara virtual para permitir la navegación desde el punto de vista libre 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 rastreador de movimiento de libertad y un botón digital. [30]
Ver también
- Matriz de cámara
- Motor de juegos
- Cinematografía virtual
- Primera persona (videojuegos)
Referencias
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