Fysik Ragdoll (ragdoll) är en typ av proceduranimation som har kommit att ersätta statisk pre-render-animation. Namnet kommer från den engelska frasen trasdocka ( trasa är en trasa, docka är en docka), vilket är anledningen till att på ryska denna typ av animation ofta kallas "trasdocka".
Två enkla kopplingar mellan två fysiska kroppar, vars användning är tillräcklig för att simulera Ragdoll-fysik oavsett komplexitet.
Tidiga 3D -datorspel använde förskapad animation för att visa karaktärer döende. För att skildra en döende karaktär användes en uppsättning förrenderade animationer, denna metod kännetecknas av låga CPU- kostnader . När kraften hos datorer ökade blev det möjligt att skapa simuleringar av fysik i realtid, med vissa begränsningar. Vid detta skede var Ragdoll en uppsättning stela kroppar , var och en motsvarande ett ben i grafikmotorns skelettanimationssystem , sammanlänkade med hjälp av ett tvångssystem. Den bestämmer i vilka vinklar varje kropp kan avvika från sin granne så att bilden förblir realistisk.
Termen " trasdocka " dök upp på grund av felaktig funktion av artikulationssystemet. På grund av implementeringsbegränsningar hade några av modellens leder liten eller ingen stelhet, vilket fick henne att falla som en riktig trasdocka , vilket ofta orsakade en komisk effekt på grund av den obekväma ställningen.
Det första spelet som använde ragdoll -fysik var ett projekt baserat på Jurassic Park - universumet , spelet Jurassic Park: Trespasser , som orsakade diametralt motsatta åsikter, varav de flesta var negativa. Men medan Trespasser hade många buggar , är spelet ihågkommet som en pionjär inom dataspelsfysik. Nu används "trasdockan" inte bara för att visa döden: det finns kampspel där spelaren kontrollerar en lem, och resten av kroppen rör sig efter den ( Rag Doll Kung Fu ); eller till och med racingspel , där förarmodellen vid en allvarlig kollision flyger genom vindrutan och sedan beter sig i enlighet med fysikens lagar ( Flatout- serien ). Moderna proceduranimationstekniker (som de som NaturalMotions underprogram Euphoria är baserat på ) tillåter utveckling av spel som gör handlingen på skärmen trovärdig genom att simulera både musklerna och nervsystemet . Om vi jämför detta med arkaisk konstgjord animation, så kan vi säga att ett betydande steg har tagits i utvecklingen av videospel.
Användningen av den senaste tekniken baserad på ragdoll- animation kan ses i spel som Rockstar Games Grand Theft Auto IV , LucasArts Indiana Jones and the Staff of Kings och LucasArts Star Wars: The Force Unleashed .
Ragdoll - tekniken fungerar baserat på principerna för Featherstone-algoritmen och fjäder - dämparkontakter . [1] Det finns också en alternativ lösning som använder ett begränsningssystem och idealiserade kontakter. [2] Medan Bounded Solids är ganska nära en "ragdoll", finns det också " pseudo -ragdoll "-teknologier.
Werlet integration Används i Hitman: Codename 47 och blev populär av Thomas Jakobsen [3] . I denna teknik modelleras varje teckenben som en punkt kopplad till ett godtyckligt antal andra punkter genom enkla begränsningar. Verlet-begränsningar är mycket enklare och mycket snabbare att beräkna än de som används i ett helt simulerat system med stel kropp, vilket resulterar i mindre CPU-overhead. Invers kinematik Avser efterbehandlingsteknologier och användes i Halo : Combat Evolved . Med hjälp av en förskapad dödsanimation beräknar spelmotorn kroppens slutliga position, vilket skulle tillfredsställa en realistisk visning. När det gäller invers kinematik kan döende karaktärer delvis passera genom världens geometri, men i slutändan kommer alla ben i modellen att ligga på en giltig plats. Blandad Ragdoll Denna teknik kombinerar en förgjord animation med ett begränsningssystem. Således återges karaktärsdöd överlagt, men fysikmotorn kontrollerar giltigheten av varje drag. Mixed Ragdoll visar sig vara mycket dyrare när det gäller datorresurser än den vanliga "trasdockan", men överträffar den med en storleksordning i ökad realism av displayen. Ett exempel på tillämpning kan ses i spelet Halo 2 . Proceduranimering NaturalMotionUrsprungligen användes sådan teknik för att skapa filmer , reklamfilmer och tv-program , men med tiden hittade de sin väg in i datorspel. Ett nyckelelement i denna proceduranimering är den utökade simuleringen av människokroppen. Euphoria -teknik , vid bearbetning av animation, reproducerar inte bara benen , utan också musklerna och nervsystemet , vilket lägger till den korrekta interaktionen med omvärlden till scenen. På grund av detta skiljer sig varje ny visning av scenen från den föregående, vilket ökar fascinationen av att spela om spelet. NaturalMotion -teknik kan ses i GTA IV och Star Wars: The Force Unleashed
Eftersom realtidsfysikberäkningar förbrukar en betydande del av processorkraften använder många spel en förenklad "ragdoll"-skelettstruktur. Särskilt:
Den största fördelen med ragdoll- animering jämfört med traditionell animering är mycket mer korrekt interaktion med miljön. Om du försöker skapa en animation för alla möjliga spelfall kommer det att ta väldigt lång tid, och tack vare ragdoll-fysiken kan spelmotorn generera extremt exakta scener i farten.