Всем привет!
Как большой любитель игр, всегда интересовался тем, как игровой движок понимает, что выстрел из виртуального ружья попал в цель, как это рабоатет? На этот вопрос ответит метод регистрации попаданий (hit detection).
Hit detection – это важный аспект игровых механик, особенно в шутерах и файтингах, где точность попадания по противнику напрямую влияет на игровой процесс.
Я думаю многим геймерам будет интересно узнать основные принципы, на которых построена эта система (многие и так скорее всего это знают).
Давайте же рассмотрим основные аспекты того, как работает система регистрации попаданий.
Регистрация попаданий – это процесс определения столкновения условного снаряда с условной целью. На примере игр, это может быть пуля, стрела, меч или любой другой объект, который должен взаимодействовать с другим объектом (например, другим игроком или NPC (ботами)).
Схематичный пример прокладывания лучей (векторов)
Один из самых популярных методов для стрельбы в играх. Луч направляется от оружия игрока к цели, и если луч пересекает модель противника, то засчитывается попадание. Это самый простой метод регистарцции попаданий, при котором просто проводится вектор с началом в некоторой заданной точке и анализируем с какими объектами в пространстве он пересекается.
Пример "оболочки" вокруг модели персонажа
В этом подходе каждая модель персонажа или объекта имеет невидимую сетку или "оболочку" вокруг себя, которая определяет область поражения. Если снаряд попадает в эту область, засчитывается попадание, области в свою очередь деляться на 2 типа:
- Hitbox: Простая форма (обычно прямоугольник или круг), охватывающая часть модели.
- Hitmesh: Более сложная сетка, повторяющая форму модели, что делает регистрацию более точной.Этот подход часто применяется в файтинг-играх, например, Street Fighter или Tekken, а также в некоторых RPG.
Этот метод может работать в связке с первым, тогда мы сможет понимать какой урон наносится и куда именно было совершено попадание, например в Counter Strike движок именно так и работает.
В современных движках хитбоксы почти повторяют контуры модели, что делает процесс регистрации более точным (и трудоемким).
c. Physics-based Collision Detection
Это самый сложный метод, который использует физический движок игры для расчета столкновений между объектами. Тут полноценно просчитывается физика объекта. Например, при использовании такого метода в игре с мячами, каждый шар будет как-бы физически сталкиваться с другими объектами, и при столкновении с целью будет регистрироваться попадание. Тут уже может учитываться и вес и структура и много чего еще, да хот все свойства реальных объектов.
3. Точность и Реализм
Разные методы могут давать разный уровень точности и реализма.
В шутерах важно точно определять, попала ли пуля в цель, поэтому здесь чаще всего используются лучи (raycasting). Это позволяет избежать ситуаций, когда игрок промахивается, хотя визуально кажется, что попал.
Файтинги требуют точного отслеживания ударов, поэтому они используют хитбоксы или хитмеши, чтобы гарантировать, что удары регистрируются только тогда, когда персонаж действительно касается врага.
Более сложные проекты, где нужно взаимодействовать с окружением используют уже полноценную физику.
Хотя, по факту все работает на комбинации этих подходов, в той или иной степени, тут смотря что за проект и что нужно к конрернтной ситуции.
4. Латентность и онлайн-игры
В многопользовательских играх задержка сети (латентность) играет важную роль. Игроки могут испытывать проблемы с регистрацией попаданий, если их действия не синхронизируются с действиями других игроков должным образом. Для решения этой проблемы разработчики применяют различные техники компенсации задержки, такие как экстраполяция движений и интерполяцию данных.
5. Учет скорости движения
Важной частью системы регистрации попаданий является учет движения объектов. Например, если игрок стреляет в быстро двигающегося противника, нужно учитывать его траекторию, чтобы правильно зарегистрировать попадание. Это достигается за счет предсказания положения цели на момент выстрела (на помощь тут приходит линейная алгебра).
Заключение
Вот мы кратко и познакомились с основными подходами, некоторыми нюансами, которые исопльзуются современных (и не очень) движках.
Система регистрации попаданий – это ключевой элемент игрового процесса, обеспечивающий справедливость и реалистичность взаимодействия персонажей и объектов. Разработчики постоянно совершенствуют эти механизмы, стремясь сделать игру максимально комфортной и увлекательной для пользователей.
Если кому интересно обсудить игры, или предложить что-то интересное, связанное с играми, или во что можно поиграть, то можно меня найти ВОТ ТУТ =)
Спасибо за прочтение и уделенное время, до скорых встреч!
