Physics Ragdoll (ragdoll) je typ procedurální animace , která nahradila statickou animaci před vykreslením. Název pochází z anglické fráze rag doll ( hadr je hadr, panenka je panenka), proto se v ruštině tento typ animace často nazývá „hadrová panenka“.
Dvě jednoduchá spojení mezi dvěma fyzickými těly, jejichž použití stačí k simulaci fyziky Ragdoll jakékoli složitosti.
Rané 3D počítačové hry používaly předem vytvořenou animaci, aby ukázaly umírání postav. K zobrazení umírajícího charakteru byla použita sada předrenderovaných animací, tato metoda se vyznačuje nízkými náklady na CPU . Jak se výkon počítačů zvyšoval, bylo možné vytvářet simulace fyziky v reálném čase s určitými omezeními. V této fázi byl Ragdoll souborem tuhých těl , z nichž každé odpovídalo kosti v kosterním animačním systému grafického enginu , propojených pomocí systému omezení. Určuje, v jakých úhlech se může každé těleso odchýlit od svého souseda, aby obraz zůstal realistický.
Výraz " hadrová panenka " se objevil kvůli nesprávné činnosti kloubového systému. Kvůli implementačním omezením měly některé klouby modelky malou nebo žádnou ztuhlost, což způsobilo, že spadla jako skutečná hadrová panenka , což často způsobilo komický efekt kvůli neobratnosti výsledné pozice.
První hrou, která používala fyziku ragdollů , byl projekt založený na univerzu Jurského parku , hra Jurský park: Trespasser , který vyvolal diametrálně odlišné názory, z nichž většina byla negativní. Ale zatímco Trespasser měl četné chyby , hra je připomínána jako průkopník ve fyzice počítačových her. Nyní se „hadrová panenka“ používá nejen k zobrazení smrti: existují bojové hry , ve kterých hráč ovládá jednu končetinu a zbytek těla se pohybuje po ní ( Rag Doll Kung Fu ); nebo i závodní hry , kde v případě vážného střetu model řidiče proletí čelním sklem a následně se chová v souladu s fyzikálními zákony ( série Flatout ). Moderní procedurální animační technologie (jako jsou ty, na kterých je založen podprogram Euphoria NaturalMotion ) umožňují vývoj her , díky nimž je akce na obrazovce uvěřitelná tím, že simuluje svaly i nervový systém . Pokud to porovnáme s archaickou umělou animací, pak můžeme říci, že ve vývoji videoher byl učiněn významný krok.
Využití nejnovější technologie založené na ragdoll animaci lze vidět ve hrách jako Grand Theft Auto IV od Rockstar Games , Indiana Jones and the Staff of Kings od LucasArts a Star Wars: The Force Unleashed od LucasArts .
Ragdoll technologie funguje na principu Featherstone algoritmu a kontaktů pružina - tlumič . [1] Existuje i alternativní řešení využívající omezovací systém a idealizované kontakty. [2] Zatímco Bounded Solids jsou poměrně blízko „ragdoll“, existují také „ pseudo -ragdoll “ technologie.
Integrace Werlet Použito v Hitman: Codename 47 a zpopularizováno Thomasem Jakobsenem [3] . V této technice je každá kost postavy modelována jako bod spojený s libovolným počtem dalších bodů pomocí jednoduchých vazeb. Omezení Verlet jsou mnohem jednodušší a mnohem rychlejší na výpočet než omezení používaná v plně simulovaném systému tuhého těla, což vede k menší režii CPU. Inverzní kinematika Odkazuje na technologie následného zpracování a byl použit v Halo : Combat Evolved . Pomocí předem vytvořené animace smrti vypočítá herní engine konečnou polohu těla, která by uspokojila realistické zobrazení. V případě inverzní kinematiky mohou umírající postavy částečně procházet geometrií světa, ale nakonec budou všechny kosti modelu ležet na platném místě. Smíšený ragdoll Tato technika kombinuje předpřipravenou animaci se systémem omezení. Smrt postavy je tedy vykreslena předem, ale fyzikální engine kontroluje platnost každého pohybu. Mixed Ragdoll se ukazuje jako mnohem dražší, pokud jde o výpočetní zdroje, než obvyklý „hadrový panáček“, ale ve zvýšené realističnosti zobrazení jej řádově předčí. Příklad aplikace můžeme vidět ve hře Halo 2 . Procedurální animace NaturalMotionZpočátku se tyto technologie používaly při tvorbě filmů , reklam a televizních programů , ale postupem času si našly cestu i do počítačových her. Klíčovým prvkem této procedurální animace je rozšířená simulace lidského těla. Technologie Euphoria při zpracování animace reprodukuje nejen kosti , ale i svaly a nervový systém a dodává scéně správnou interakci s okolním světem. Díky tomu je každé nové zobrazení scény jiné než to předchozí, což zvyšuje fascinaci z opakovaného hraní hry. Technologie NaturalMotion je k vidění v GTA IV a Star Wars: The Force Unleashed
Vzhledem k tomu , že výpočet fyziky v reálném čase spotřebovává významnou část výpočetního výkonu procesoru , mnoho her používá zjednodušenou strukturu kostry „ragdoll“. Zejména:
Hlavní výhodou ragdoll animace oproti tradiční animaci je mnohem korektnější interakce s prostředím. Pokud se pokusíte vytvořit animaci pro každý možný herní případ, bude to trvat velmi dlouho a díky fyzice ragdoll dokáže herní engine generovat extrémně přesné scény za chodu.