[Перевод] Overmare Studios: Трудности четырёхногих персонажей

Доброго времени суток. Команда The Overmare Studios, занимающаяся разработкой компьютерной игры по культовому фанатскому рассказу «Fallout: Equestria», опубликовала очередную новость. В этот раз Хэмиш, тимлид команды кодеров, рассказывает нам о нюансах и сложностях передвижения четырёхногих персонажей. По ходу разработки было проработано несколько вариантов, какие были решения и почему — с иллюстрациями рассказывается в переводе под катом, добро пожаловать.




Привет народ, Хемиш программист снова на связи, чтобы рассказать вам о интересных технических особенностях наших систем, а конкретней о том, как мы прорабатывали движение квадропеда (четырёхногого персонажа) в режимах от первого и третьего лица. Первая версия системы, описывающей движение, была настроена мной год назад в демо второй волны, думаю она будет интересна всем, кто хочет узнать как именно двигается Литлпип, а особенно тем, кто хотел бы создать подобную игру с персонажами пони.

Для начала, почему эта тема вообще требует внимания? Что делает квадропедов необычными и сложными для использования в игре? Ответ очевиден — их форма. Гуманоидный персонаж стоит прямо и его форма хорошо покрывается вертикальной «капсулой», как показано ниже. Мы называем её «колайдером» (англ. «to collide» — сталкиваться, ударяться), потому что именно она физически взаимодействует с окружением и другими объектами.



Это делает работу программиста гораздо проще, потому что не важно как вы перемещаетесь или на какой вы поверхности — форма и пространственная ориентация капсулы всегда остаются одинаковыми; её просто нужно перемещать с нужной скоростью и держать на земле. Учитывая форму, поворот капсулы происходит быстро и персонаж может сразу же двигаться в направлении поворота.

Это типичный и широко распространённый вариант, поэтому Unity предоставляет готовый компонент для подобного перемещения персонажа, называемый «CharacterController».



Но нюанс в том, что квадропед плохо вписывается в форму такой капсулы. В наших ранних прототипах капсула просто принудительно растягивалась в большую сферу, вот так:



Это не идеальное решение, потому что приходится использовать коллайдер фактически гораздо больший, чем сам объект. Такой излишний размер коллайдера означал, что пони не смогли бы подойти впритык друг к другу или пролезть сквозь узкие проходы. А если бы мы сделали его радиус меньше, то он перестал бы покрывать всю модель персонажа и другие объекты наоборот стали частично пересекаться с персонажем. Поэтому мы сделали специальную трёхмерную форму для коллайдера, которая гораздо лучше подходит для четырёхногого пони.



Использование низкополигональной сетки позволяет гораздо быстрее симулировать физику, соответствующую такой форме тела.

Мы уже не могли использовать CharacterController, но было нетрудно написать немного кода для «ручного» перемещения модели. Проблема возникла, когда началась работа над движением головы. Мы могли бы просто поворачивать всё тело и оставить голову всегда смотреть прямо, но очевидно это далеко не лучший вариант. Управляться это будет неплохо, но выглядеть довольно топорно.

Нам нужно поворачивать и анимировать голову отдельно, что означает, что тело и его коллайдер могут поворачиваться в другую сторону, нежели направление взгляда (Мы зовём это «танкоподобное движение»)



Разумеется, мы допускаем это только при повороте до 90 градусов в одну из сторон, а дальше поворачиваем уже всё тело.

В связи с таким решением возник новый вопрос, в каком направлении мы будем двигаться, когда игрок нажмёт «Вперёд»: в направлении взгляда или в направлении поворота тела? При нашей первой проработке кода, ответственного за движение, мы склонились ко второму варианту, т.к. посчитали, что он более реалистично отражает движение. Пони может двигаться изначально просто прямо, затем повернуть свою голову и через некоторое время полностью развернуться в этом направлении.



При этом возникает две проблемы: первая — вы неожиданно обнаружите, что идёте не совсем туда, куда рассчитываете, вторая — это ещё и чувствуется довольно деревянно, особенно от первого лица, когда вы не видите куда фактически развёрнуто тело. Попыткой решить эти проблемы стало размещение камеры на голове персонажа, но это привело лишь к ощущению «разобщённости» игрока и персонажа. Такой вариант привёл ко множеству замечаний и предложений к нашим демо 1-й и 2-й волны; это фактически стало одной из самых частых тем получаемого нами фидбека.

Мы внесли несколько изменений в демо 2-й волны, но это всё были костыли, не исправлявшие фундаментально неудачную систему. Поэтому мы полностью отказались от того что было на тот момент и начали с чистого листа, настроившись на то, чтобы сделать игрока максмально единым с персонажем и сделать ощущения похожими на традиционный FPS (шутер от первого лица).

В этот раз мы взяли за основной принцип "при любых условиях камера должна вести себя так, словно персонаж бипед (двуногий)". Игрок должен идти в ту сторону, куда он предполагает идти и смотреть в ту сторону, куда он предполагает смотреть — по крайней мере если нет каких-то особенных игровых причин этому мешаюших (таких как стена или сила, толкнувшая его назад). Как было сказано, наши персонажи сами по себе уникальные и мы желали чтобы и стиль управления ими это передавал — хотя бы визуально.

В новой системе камера не прикреплена к голове. Вместо этого она перемещается независимо, кружа вокруг центра тела персонажа. Модель головы поворачивается отдельно к точке на которую смотрит камера. Схожим образом мы двигаем всего персонажа к этой точке, плавно поворачивая тело, но оставляя направление движения неизменным.



Отзывы на наши последующие демки показали, что такая система оказалась намного лучше.
Есть ещё парочка вещей, которые мне стоит пояснить. Первое это то, как мы поступаем в случае стрейфинга (когда игрок жмёт не прямо или вбок, а по диагонали); на данный момент при таком перемещении желаемый угол поворота тела основан на конкретно прожатом направлении, как показывает схема ниже.



Стоит указать на то, что в отличие от большинства других FPS игр, вы можете бежать во время такого «стрейфа» так же быстро, как если бы бежали прямо. Мы посчитали, что в случае квадропеда нет смысла ограничивать его скорость при таком перемещении. В дальнейшем мы может добавим специальные анимации для такого перемещения, которые будут использованы, когда персонаж участвует в бою и старается не подставиться врагу.

И наконец, наклонные поверхности. В случае с бипедом всё что нужно это выровнять его стопы, игрок даже не заметит, если только не будет специально рассматривать с видом от третьего лица. Но для квадропеда нужно поворачивать всё тёло. Чтобы корректно это делать, мы измеряем расстояние между передними и задними ногами и высчитываем разницу в градусах по этой оси и той по которой нужно повернуть. Ну а затем плавно поворачиваем, но достаточно быстро, чтобы изменения успевали за рельефом.



Отметим, что в таком случае меняется позиция головы и положение камеры. Для бипеда это не происходит, потому что высота тела при выравнивании на любой поверхности остаётся неизменной, но в случае с пони при резком повороте тела возникнет небольшой, но заметный сдвиг камеры. Это небольшая проблема, но её решения мы пока так и не нашли.

Ну вот в целом и всё по нашей сегодняшней теме! Надеюсь вы нашли эту статью в чём-то интересной и/или полезной для себя. Дайте нам знать, если вам понравилось и хочется ещё. Посмотрите наше последнее демо, если вам интересно попробовать описанное вживую, ну а я постараюсь вернуться к вам с новыми подробностями поскорее!

Ссылка на оригинальный пост