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[技术] 通往下一代动画技术之路

  • TA的每日心情
    开心
    2018-7-8 11:26
  • 发表于 2018-7-8 11:03:15 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    1:通往下一代动画技术之路

    Ubisoft于2016年发售的荣耀战魂中,最受瞩目的是角色动作系统,动作反馈自然响应性很高。无论任何状态切换,动作自然真实,可以灵敏的反应玩家的操作。

        2:Motion Matching动画技术

    GDC2016上,Simon Clavet提出了运动匹配与通往下一代动画技术之路,这个技术的优点是,可以实现支持灵敏操作的高品质动画,以及减轻手动工作。这个方法和以前的动画系统完全不同,以前从一个动画Clip转移到另外一个动画Clip,和现在这种运动匹配方法在结果上就不用说了。即便制作捕捉数据的人,也无法事先预测帧与帧之间的变化。

          这也就是,很多游戏同样使用运动捕捉,游戏动作还是趋于僵硬切换,过渡不自然的原因。从运动原理角度分析,游戏内的状态机切换都必须要符合运动原理的淡出淡入原则,而不是单纯切换状态机来切换完成不衔接相对独立的动画资源。(因此游戏内动作切换僵硬除了从动作质量上找原因外,还需要从状态机的机制上分析问题)而从荣耀战魂的角色手感体验与战斗体验的结果上看,移动动作,在各种情况,各种瞬间,都是以往游戏没有的自然运动。方向转换和加速减速动作的关联,也看不出是多个动画组合而成的那样自然。而且对玩家操作可以快速反应,提供了毫无压力的正确的游戏性。

       3:数据检索理论

    这个理论也是我最感兴趣的,Clavet所说的【愚蠢又有力的的动画系统】的方法,原理上简单得惊人。在每帧里,检索全部的动作捕捉数据,发现最适合的一帧动画时,就进行动画的转移。

          通过一个很长动画的非结构化列表(Unstructuredlistof animations)。预处理方面,你可以在动画数据库里预处理,对每个位置都找到它可以跳转到的其他位置。这样就可以设置在姿势匹配的位置。如果姿势可以很好对应的话,速度也几乎相同的话,那么就有了动画的过渡点。

        例如【疲劳状态的走动】动作。游戏中使用的是,把演员动作的微妙变化全部保存在5分钟的运动数据里。同样的动作,手足位置,腰的高低,头的方向等有微妙的不同,是一连串的运动数据。


        然后并不把它分割成多个动画Clip,而是一个整体就直接在游戏中使用就是重点了。在这5分钟的动画数据中,按帧的单位检索,向最适合需要的动作范围进行转移就可以了。不再需要人手工的制作转移图了!

        当然因为实现这种方法的负荷很高。使用大量运动数据的话,数据容量会变得非常大,为了最佳动画帧的检索需要有很强力的CPU,完全是面向次世代机的技术。但这确实是真正革命性的游戏动画系统。

    以下图为例,你的动画在任何时候都可以开始动画过渡,然后通过一个可能性的列表来决定移动到哪里。那么可以在这些动画中漫游,并按图表中的路径提供动画。

           这里有一些方法可以选择的,其中一个是方法是利用机器学习的概念中增强学习(reinforcementlearning)的方法。这个概念,它与最近的热门话题-AI人工智能也有相识之处。是通过原始的庞大运动数据,创作出新的连续动作的系统。如果可以【学习】新的运动,这样对应动画的精度也会提升。通过预处理,可以观察一个动画过渡到特殊目标的表现是否足够好,为每一个需要转化的离散方向的目标进行预处理操作,譬如说你要往左转,那么将动画切成一小块一小块,然后判断每一小块到转向的变化是否足够好。

    Michael Buttner在3年前的讲座里讨论过他在【杀手5:赦免(Hitman: Absolution)】中使用的相关技术。而他现在也在多伦多并受雇于育碧。他在工作室中开发他自己版本的动作匹配(MotionMatching),实际上在育碧里4到5个不同的项目组,也正在研究这类技术。

          4:以前动画系统的问题

    以往的动作系统,走,跑,停止,转向等各个动作的连接单纯的线性变化,只用少数几个模板怎么也无法实现的。而角色现在的情况是,要正确的再现玩家输入的变化,动画转移的入口和出口变的非常的大,用手工来连接是很勉强的。

        因此,以前的游戏,采取的是动画的衔接部分通过程序在方向和力上做修正,动态的来近似的方法。用这种方法,会出现脚无法很好的贴合地面,以及滑步移动的绘制情况。

    目前动作开发思维都是偏向于比较线性的,甚至还会因为手感体验问题删减过渡动作,而不是从根源上解决问题,所以才会导致动作硬切跳帧严重的问题。



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    6 小时前
  • 发表于 2018-7-10 11:27:33 | 显示全部楼层
    感觉资源需求量很大
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