A Physics Ragdoll (ragdoll) egyfajta procedurális animáció , amely a statikus, renderelés előtti animációt váltotta fel. A név az angol rag doll ( rag is a rag, doll is a doll) kifejezésből származik, ezért az orosz nyelvben ezt a típusú animációt gyakran „rongybabának” nevezik.
Két egyszerű kapcsolat két fizikai test között, amelyek használata elegendő a Ragdoll-fizika bármilyen bonyolultságú szimulálásához.
A korai 3D -s számítógépes játékok előre elkészített animációt használtak a haldokló karakterek bemutatására. Egy haldokló karakter ábrázolásához egy sor előre renderelt animációt használtak, ezt a módszert alacsony CPU -költségek jellemzik . A számítógépek teljesítményének növekedésével lehetővé vált a fizika valós idejű szimulációinak létrehozása , bizonyos korlátozásokkal. Ebben a szakaszban a Ragdoll merev testek halmaza volt , amelyek mindegyike a grafikus motor csontváz-animációs rendszerének egy-egy csontjának felelt meg , és egy kényszerrendszer segítségével kapcsolták össze őket. Meghatározza, hogy az egyes testek milyen szögekben térhetnek el szomszédjuktól, hogy a kép valósághű maradjon.
A " rongybaba " kifejezés az artikulációs rendszer helytelen működése miatt jelent meg. A megvalósítási korlátok miatt a modell egyes ízületei alig vagy egyáltalán nem merevek, amitől úgy zuhant, mint egy igazi rongybaba , ami gyakran komikus hatást vált ki a kapott póz kínos volta miatt.
Az első ragdoll -fizikát használó játék a Jurassic Park univerzumra épülő projekt volt, a Jurassic Park: Trespasser játék , amely merőben ellentétes véleményeket váltott ki, amelyek többsége negatív volt. De míg a Trespassernek számos hibája volt , a játékot a számítógépes játékok fizikájának úttörőjeként emlegetik. A "rongybabát" ma már nem csak a halál megjelenítésére használják: vannak harci játékok , amelyekben a játékos az egyik végtagot irányítja, a test többi része pedig utána mozog ( Rag Doll Kung Fu ); vagy akár versenyjátékok , ahol súlyos ütközés esetén a vezetőmodell átrepül a szélvédőn, majd a fizika törvényeinek megfelelően viselkedik ( Flatout sorozat ). A modern procedurális animációs technológiák (például azok, amelyekre a NaturalMotion Euphoria alprogramja épül ) olyan játékok fejlesztését teszik lehetővé , amelyek az izmok és az idegrendszer szimulálásával hihetővé teszik a képernyőn megjelenő műveleteket . Ha ezt összevetjük az archaikus ember alkotta animációval, akkor elmondhatjuk, hogy jelentős lépés történt a videojátékok fejlesztésében.
A legújabb, rongybaba -animációra épülő technológia alkalmazása olyan játékokban tetten érhető, mint a Rockstar Games Grand Theft Auto IV , a LucasArts Indiana Jones and the Staff of Kings és a LucasArts Star Wars: The Force Unleashed .
A ragdoll technológia a Featherstone algoritmus és a rugó - csillapító érintkezők elvein alapul . [1] Van egy alternatív megoldás is, amely kényszerrendszert és idealizált érintkezőket használ. [2] Míg a Bounded Solids meglehetősen közel áll a "ragdollhoz", vannak " pszeudo -ragdoll " technológiák is.
Werlet integráció Használta a Hitman: Codename 47 -ben, és Thomas Jakobsen tette népszerűvé [3] . Ebben a technikában minden karaktercsont olyan pontként modellezhető, amely tetszőleges számú másik ponthoz kapcsolódik egyszerű megszorítások révén. A Verlet-korlátok sokkal egyszerűbbek és sokkal gyorsabban kiszámíthatók, mint a teljesen szimulált merev testrendszerekben használtak, ami kevesebb CPU-ráfordítást eredményez. Inverz kinematika Utófeldolgozási technológiákra utal, és a Halo : Combat Evolvedben használták . Egy előre elkészített halál-animáció segítségével a játékmotor kiszámítja a test végső helyzetét, amely kielégíti a valósághű megjelenítést. Inverz kinematika esetén a haldokló karakterek részben áthaladhatnak a világ geometriáján, de végül a modell összes csontja érvényes helyre kerül. Vegyes Ragdoll Ez a technika egy előre elkészített animációt egy kényszerrendszerrel kombinál. Így a karakterhalál előre megfontoltan történik, de a fizikai motor minden egyes lépés érvényességét ellenőrzi. A Mixed Ragdoll számítási erőforrások tekintetében sokkal drágábbnak bizonyul, mint a szokásos "rongybaba", de a megjelenítés megnövekedett valósághűségében egy nagyságrenddel felülmúlja azt. Alkalmazási példa látható a Halo 2 játékban . Eljárási animáció NaturalMotionKezdetben az ilyen technológiákat filmek , reklámok és televíziós programok készítésére használták , de idővel a számítógépes játékokban is megtalálták az utat. Ennek az eljárási animációnak kulcseleme az emberi test kiterjesztett szimulációja. Az Euphoria technológia az animáció feldolgozása során nemcsak a csontokat , hanem az izmokat és az idegrendszert is reprodukálja, és a környező világgal való megfelelő interakciót adja a jelenethez. Ennek köszönhetően a jelenet minden új megjelenítése eltér az előzőtől, ami növeli a játék újrajátszásának varázsát. A NaturalMotion technológia a GTA IV -ben és a Star Wars: The Force Unleashedben látható
Mivel a valós idejű fizikai számítások felemésztik a processzor feldolgozási teljesítményének jelentős részét , sok játék egyszerűsített „rongybaba” vázszerkezetet használ. Különösen:
A ragdoll animáció fő előnye a hagyományos animációval szemben a sokkal korrektebb interakció a környezettel. Ha minden lehetséges játékesethez megpróbálsz animációt készíteni, az nagyon sokáig tart, és a ragdoll fizikának köszönhetően a játékmotor rendkívül pontos jeleneteket tud generálni menet közben.