Physics Ragdoll (ragdoll) este un tip de animație procedurală care a ajuns să înlocuiască animația statică, înainte de randare. Numele provine de la expresia engleză rag doll ( cârpă este o cârpă, păpușa este o păpușă), motiv pentru care în rusă acest tip de animație este adesea numit „păpușă de cârpă”.
Două conexiuni simple între două corpuri fizice, a căror utilizare este suficientă pentru a simula fizica Ragdoll de orice complexitate.
Primele jocuri 3D pe computer foloseau animații pre-create pentru a arăta personajele pe moarte. Pentru a descrie un personaj pe moarte, a fost folosit un set de animații pre-redate , această metodă este caracterizată de costuri scăzute ale procesorului . Pe măsură ce puterea computerelor a crescut, a devenit posibil să se creeze simulări ale fizicii în timp real, cu unele limitări. În această etapă, Ragdoll -ul era un set de corpuri rigide , fiecare corespunzând unui os din sistemul de animație scheletică al motorului grafic , legate între ele folosind un sistem de constrângeri. Determină în ce unghiuri fiecare corp se poate abate de la vecinul său, astfel încât imaginea să rămână realistă.
Termenul de „ păpușă de cârpă ” a apărut din cauza funcționării incorecte a sistemului de articulare. Datorită limitărilor de implementare, unele dintre articulațiile modelului au avut puțină sau deloc rigiditate, făcând-o să cadă ca o adevărată păpușă de cârpă , provocând adesea un efect comic datorită stânjenii ipostazei rezultate.
Primul joc care a folosit fizica ragdoll a fost un proiect bazat pe universul Jurassic Park , jocul Jurassic Park: Trespasser , care a provocat opinii diametral opuse, majoritatea negative. Dar, în timp ce Trespasser a avut numeroase erori , jocul este amintit ca fiind un pionier în fizica jocurilor pe computer. Acum, „păpușa de cârpă” este folosită nu numai pentru a afișa moartea: există jocuri de luptă în care jucătorul controlează un membru, iar restul corpului se mișcă după el ( Păpușa de cârpă Kung Fu ); sau chiar jocuri de curse , unde în cazul unei coliziuni grave, modelul șoferului zboară prin parbriz și apoi se comportă în conformitate cu legile fizicii ( seria Flatout ). Tehnologiile moderne de animație procedurală (cum ar fi cele pe care se bazează subprogramul Euphoria al NaturalMotion ) permit dezvoltarea unor jocuri care fac acțiunea de pe ecran credibilă prin simularea atât a mușchilor , cât și a sistemului nervos . Dacă comparăm acest lucru cu animația arhaică creată de om, atunci putem spune că s-a făcut un pas semnificativ în dezvoltarea jocurilor video.
Utilizarea celei mai recente tehnologii bazate pe animația ragdoll poate fi văzută în jocuri precum Rockstar Games „ Grand Theft Auto IV ” , LucasArts Indiana Jones și Staff of Kings și LucasArts „ Star Wars: The Force Unleashed” .
Tehnologia ragdoll funcționează pe baza algoritmului Featherstone și a contactelor arc - amortizor . [1] Există, de asemenea, o soluție alternativă folosind un sistem de constrângeri și contacte idealizate. [2] În timp ce Bounded Solids sunt destul de aproape de un „ragdoll”, există și tehnologii „ pseudo -ragdoll ”.
integrarea Werlet Folosit în Hitman: Codename 47 și făcut popular de Thomas Jakobsen [3] . În această tehnică, fiecare os caracter este modelat ca un punct conectat la un număr arbitrar de alte puncte prin constrângeri simple. Constrângerile Verlet sunt mult mai simple și mult mai rapid de calculat decât cele utilizate într-un sistem de corp rigid simulat complet, rezultând o supraîncărcare a CPU mai mică. Cinematică inversă Se referă la tehnologiile de post-procesare și a fost folosit în Halo : Combat Evolved . Folosind o animație a morții pre-creată, motorul de joc calculează poziția finală a corpului, ceea ce ar satisface o afișare realistă. În cazul cinematicii inverse, personajele muribunde pot trece parțial prin geometria lumii, dar în final, toate oasele modelului se vor afla într-un loc valabil. Ragdoll mixt Această tehnică combină o animație prefabricată cu un sistem de constrângeri. Astfel, moartea personajului este premeditată, dar motorul fizic verifică valabilitatea fiecărei mișcări. Mixed Ragdoll se dovedește a fi mult mai scump din punct de vedere al resurselor de calcul decât „păpușa de cârpă” obișnuită, dar o depășește cu un ordin de mărime în ceea ce privește realismul crescut de afișare. Un exemplu de aplicație poate fi văzut în jocul Halo 2 . Animație procedurală NaturalMotionInițial, astfel de tehnologii au fost folosite în crearea de filme , reclame și programe de televiziune , dar de-a lungul timpului și-au găsit drumul în jocurile pe calculator. Un element cheie al acestei animații procedurale este simularea extinsă a corpului uman. Tehnologia Euphoria , atunci când procesează animația, reproduce nu numai oasele , ci și mușchii și sistemul nervos , adăugând în scenă interacțiunea corectă cu lumea înconjurătoare. Datorită acestui fapt, fiecare nouă afișare a scenei este diferită de cea anterioară, ceea ce crește fascinația de a rejuca jocul. Tehnologia NaturalMotion poate fi văzută în GTA IV și Star Wars: The Force Unleashed
Deoarece calculele fizice în timp real consumă o parte semnificativă din puterea de procesare a procesorului , multe jocuri folosesc o structură simplificată a scheletului „ragdoll”. În special:
Principalul avantaj al animației ragdoll față de animația tradițională este interacțiunea mult mai corectă cu mediul. Dacă încercați să creați o animație pentru fiecare caz posibil de joc, va dura foarte mult timp, iar datorită fizicii ragdoll, motorul de joc poate genera scene extrem de precise din mers.