G动画的主要区别是,cG动画是渲染后的像素影片,而游戏画面是由计算机CUP和GPU实时处理演算出的图像,对实时性要求很高,虽然今天计算硬件尤其是计算机图形显示卡的三维运算能力已经很强,但依然需要在游戏设计中尽量优化模型,减少对GPU压力尤其是对GPU显存的消耗,目前三维游戏一般在建模过程中会使用低面数模型来减少多边形数量,从而降低GPU的运算负荷,通过优化算法和贴图及材质的细节处理来弥补三维低模角色视觉效果的不足。
在Unity3D引擎中,没有具体的参数要求规定模型最佳的面数大小,通过建立实际的游戏场景进行相关程序测试,使用高模、中模、低模对引擎进行渲染效率统计,得到模型数与渲染效率中间的曲线图及线性关系。
(原始统计数据见附录中的附录A) 模型蕊数与FPs线性关系图 瑚 2SO ….3 气、 ~∑≤兰~‘. 2∞ 譬 “ l∞ 心\\●一~… l∞ 50 ’—~ ; ■ i = ! i一一 一 _ 曩 曩 l O -SO lO 柏 ∞ 柏 ∞ ∞ 70 ∞ ∞ l∞ ··-{斑模F巧 306 187 l壹S l傩 盯 7t 62 钳 49 4S -●卜中模FPs 228 133 舛 73 蛐 鹌 42 37 33 拍 —●一离目睇Ps 17S % 鹋 S3 4l 3S 拍 25 22 20 图3一l模型面数与FPS线性关系图 通过统计表看出,模型面数与FPS之间呈现明显线性关系,在模型数量成比增加时,渲染帧数FPS值呈线性下降趋势。
通过统计测试方法,可以找出特定硬件条件下适合于某具体游戏场景的模型面数的值的范围。
7 第3章三维游戏动作处理的技术步骤与研究内容3.1.2骨骼动画对引擎渲染效率的影响 另一方面,在角色建模完成后,游戏中的角色动作设计一般都使用骨骼动画技术,相对关键帧动画,骨骼动画更加真实的模拟自然界动物的骨骼系统,使3D角色的动画更加流畅真实,而同时只需要占用很少的显存。
通过在Unity3D中建立实际的测试场景,统计不同长度骨骼动画对系统渲染性能带来的影响,得到骨骼动画长度与系统渲染性能的关系图表。
在本游戏场景中,使用Unity程序脚本动态调用了六种不同帧长度序列的骨骼动画,分别为:150帧长度的跳舞动作、390帧的欢呼动作、240帧的环顾动作、250帧的下蹲动作、25帧的跑步动作和60帧的跳跃动作。
通过比较统计图可以看出,不同长度的骨骼动画在相同硬件与软件环境下对游戏最终渲染速度没有任何影响。
(原始统计数据见附录中的附录B) 骨骼动作序列数与F陌的关系统计图 ,。
, ^ … 7\ \ 拿lO 2∞ / 套 /、一 \ 京 。
z∞ 蚺 l∞ / 。
. 。
\ . 。
龟 no …二……一二…一.二 : \: 二… 一 -……一 一 \≯—‘… ∞ lO 睫■ 黢吁 环颤 下奠 毫步蔑跃 一蔫梗 42 42 42 4l 12 42 —-一串梗 的 的 ” S9 靼 59 +低橇 87 秘 船 船 87 船 +供数量 l铀 3∞ 2柏 2SO 2S ∞ 图3-2骨骼动作序列数与FPS的关系统计图3.2建模阶段制作具有真实感的三维游戏人物动作方法研究 在建模和动作设计阶段,生成具有真实感的游戏动作有三种方法,一是依靠制作人员娴熟的技巧和经验,通过建模和动作软件设计制作。
这种方法对设计人员技术水平要求很高,需要耗费很长时间。
第二种方法是通过专用的动作捕捉系统完成,这种方法需要较高的设备投入和硬件成本,效率高,技术要求低。
第三种方法是使用自然动作模拟软件,通过软件模拟力的作用生成拟真度较高的角色动作,这种方法是一种相对效率高、成本低、技术难度低的方案。
3.2.1硬件解决方案:动作捕捉技术 运动捕捉技术(Motion capture)技术从应用角度来看主要有表情捕捉和身体运动捕捉两类:从实时性来看,可分为实时捕捉系统和非实时捕捉系统两种。
8 第3章三维游戏动作处理的技术步骤与研究内容到目前为止,常用的运动捕捉技术从原理上说可分为机械式、声学式、电磁式和光学式。
同时,不依赖于专用传感器,而直接识别人体特征的运动捕捉技术也在走向实用。
目前光学式运动捕捉在虚拟现实系统和互动式游戏中应用最为广泛。
3.2.2软件解决方案:自然动作模拟生成技术 通过使用Natural Motion的Endorphin等角色动作生成软件,在人工智能、生物动力学、基因演算条件下,赋予角色较真实的动作及受力模拟、通过参数设置动态改变外力作用效果,可实时创建真实复杂的动画角色,,实时预览动画结果。
3.3游戏引擎中人物动作控制与处理技术的研究内容 在游戏动作设计完成后,就需要将动作数据在游戏引擎中进行处理。
这是游戏动作处理过程中最复杂的部分,主要可以分解为动作导入,动作处理,动作控制,场景互动和动作融合五个方面。
3.3.1动作导入 动作导入指将建模软件中设计完成的模型和动作以及相应的贴图材质等数据导入到游戏引擎中,转换为游戏引擎可以识别和控制的数据格式。
动作导入的成功与否取决于建模时所使用的模型格式与引擎的匹配性。
动作导入过程中,一般可以将角色的模型、材质、贴图(一般仅限固有贴图)、骨骼动画和摄像机视角信息等导入到引擎中。
大部分引擎都支持的动作导入格式是FBX,该格式几乎已经成为行业.
上一篇:
基于Web的学生作业管理系统
下一篇:
计算机仿真论文1