基本信息
原書名： Real-Time Cameras
作者： Mark Haigh-Hutchinson [作譯者介紹]
譯者： 劉禕
出版社：清華大學出版社
ISBN：9787302273929
上架時間：2012-1-9
出版日期：2011 年12月
開本：16開
頁碼：293
版次：1-1
所屬分類： 計算機
內容簡介
《實時相機處理技術》詳細闡述了與實時相機相關的高效解決方案及相應的數據結構和算法，主要包括遊戲概述、相機基礎知識、電影技術、相機設計、相機設計方案、相機腳本、位置和方向、漫遊和遮擋技術、移動和碰撞、相機數學知識以及相機實現方案等內容。此外，本書還提供了相應的算法、代碼以及偽代碼，以幫助讀者進一步理解相關方案的實現過程。
《實時相機處理技術》適合作為高等院校計算機及相關專業的教材和教學參考書，也可作為相關開發人員的自學教材和參考手冊。
作譯者
本書提供作譯者介紹
Mark Haigh-Hutchinson就職於Retro Studios Inc，該公司坐落於德克薩斯州首府奧斯汀。Mark H-H於1984年便從事視頻遊戲的設計和開發工作，而他對遊戲的痴迷則可追溯到1979年。Mark H-H曾參與了40多款視頻遊戲的開發工作，其飾演的角色也不一而同，包括程式設計師、設計人員以及項目負責人，其中，較為著名的作品包括星球大戰系列遊戲，即《星球大戰：俠盜中隊》、《星戰前傳1：極速飛車》、《星球大戰：帝國的陰影》以及《星球大戰：絕地大反攻》。除此之外，其他作品還包括《殭屍鄰居》、《薩姆和馬克斯：開始流浪》以及
目錄
《實時相機處理技術》
第1部分：核心概念
第1章 遊戲概述 3
實時應用程式 3
遊戲系統 3
遊戲的循環更新結構 4
輸入 6
對象的思考步驟 6
對象的移動 7
訊息機制 7
相機 8
相機後處理 8
渲染器 8
常見的性能問題 9
相機系統 9
控制操作 10
腳本設計 11
本章小結 12
第2章 相機基礎知識 13
真實的相機系統 13
.用途和屬性 14
電影投影 15
遊戲相機 15
基本技術 16
相機系統 17
遊戲相機 17
表現風格 17
相機行為 17
第一人稱相機和第三人稱相機 17
電影相機和互動式相機 18
觀察位置 18
期望位置 18
方向 18
偏航角 19
仰角 19
旋轉角 19
期望方向 19
旋轉操作 19
視見體 19
視口 19
視域 20
寬高比 20
刷新率和幀速率 21
安全區和安全幀 21
刷新率和運動模糊 22
顯示撕裂 23
玩家角色人物 23
目標對象 23
插值計算 23
投影 24
視差 24
相機轉換 24
相機約束條件 24
移動約束條件 25
方向約束條件 25
相機的表現風格 26
正交表現方式（2d） 26
透視表現方式（3d） 27
混合表現方式（2.5d） 28
相機行為 29
視頻相機 29
第一人稱/視點 30
第三人稱/分離視角 31
後定位 33
肩部定位 33
腳部可見 33
遠距離定位 34
角色相關 34
靜態相機 34
路徑定位 34
混合fp/tp相機 35
預視相機和反饋相機 36
預測人物的移動方式 37
預測相機的路徑 37
路徑搜尋方案 38
數據驅動與規劃方案 38
方向預測 38
視見生成 38
視錐體 40
視見轉換 40
投影轉換 41
玩家控制操作 41
本章小結 42
第3章 電影技術 43
術語 43
標準電影術語 44
移動拍攝 44
搖動鏡頭 44
鏡頭傾斜 45
跟蹤拍攝 45
景深 45
淡入/淡出效果 46
鏡頭眩光效果 46
旁跳鏡頭 46
插入鏡頭 46
跳接鏡頭 47
180°規則/動作作用線 47
鏡頭視點 47
升降鏡頭 47
特寫鏡頭 48
反轉鏡頭 48
30°規則 48
強迫透視 48
實時電影技術 48
電影 48
互動式電影技術 49
電影攝像機 50
攝像機的移動 50
攝像機的方向 51
動態生成畫面/回放攝像機 51
再現型攝像機/關鍵幀攝像機 52
腳本型攝像機 52
動態生成畫面 53
結束畫面 53
開始畫面 54
回放相機的效果 54
重定向 54
攝像機抖動效果 54
相機的搖動效果 55
視域/景深 55
腳本機制 55
剪輯操作 56
鏡頭選取 57
取景/合成操作 57
場景轉換 57
跳轉鏡頭 58
淡入/淡出轉換 58
圈入/圈出轉換 58
劃接 58
視口轉換 59
工具 59
本章小結 60
第2部分：設計原理
第4章 相機設計 63
互動式2d相機系統 63
期望特徵 64
確定視見內容 65
2d電影相機系統 66
互動式3D相機系統 67
透視投影 68
平行投影 68
3d電影視頻相機系統 70
2.5d相機系統 71
遊戲設備 71
寬高比 72
調整尺寸 72
鏡頭的搖動和掃描 72
拉伸效果 72
相機設計 72
遊戲以及技術需求 73
設計概覽 73
考察高層設計目標 73
評估玩家角色行為 74
確定場景環境範圍 74
定義基本的相機行為 74
特定區域範圍內的場景需求 74
相機系統的技術評估 75
遊戲設計原則 78
本章小結 80
第5章 相機設計方案 81
基於遊戲類型的相機設計方案 81
第一人稱射擊/冒險類遊戲 81
相機的定位方案 81
角色類/動作類冒險遊戲 84
3d平台 86
角色飾演類遊戲/線上多人遊戲 88
滾屏機制 88
競技類遊戲 89
單玩家競技類遊戲 90
雙人或4人競技類遊戲 90
團隊競技類遊戲 90
室內場地類遊戲 91
室外競技類遊戲 91
抽象功能 92
賽車類遊戲 92
地面（或表面）機動設備 93
即時戰略遊戲 93
飛行模擬 94
具有真實效果的飛行模型 94
非真實相機模型 95
人工水平儀 95
運動感 95
冒險類遊戲 95
拼圖類/party類/棋盤類遊戲 96
格鬥類遊戲/近戰遊戲 97
多玩家相機處理方案 98
單屏技術 99
分屏技術 100
全螢幕與分屏之間的轉換 101
分屏與全螢幕之間的轉換 101
本章小結 102
第6章 相機腳本 103
相機腳本概述 103
腳本類型 103
腳本語言 104
基於文本的腳本語言 104
通用程式語言 104
自定義腳本語言 105
有限狀態機 106
可視化腳本語言 107
腳本語言中的問題 108
事件訊息機制 108
混合腳本方案 110
腳本對象 110
對象關係 111
相機腳本機制 115
相機腳本方法 115
相機控制 116
第三人稱腳本機制 116
第一人稱腳本機制 116
非互動式電影腳本 118
經驗方法 118
本章小結 121
第3部分：相機工程
第7章 位置和方向 125
坐標方案 125
世界空間 125
相機（視見）空間 125
螢幕空間 126
局部（角色）空間 126
對象相關 126
期望位置 126
第一人稱相機定位方式 127
第三人稱相機定位方式 127
期望位置的確定方法 128
靜態相機 129
伺服/跟蹤操作 130
基於世界坐標系統的偏移量 130
基於世界坐標系統的角偏移量 131
基於世界對象 131
局部偏移量 132
局部角偏移量 132
相對於角色的偏移量 132
相對於角色的角偏移量 133
相對於對象的偏移量 133
路徑 134
路徑類型 135
線性類型 135
圓形/橢圓形/螺旋形路徑 135
樣條 136
方向 144
方向表現方法 145
歐拉角 146
轉換矩陣 146
軸角 146
四元數 147
期望方向的確定方案 147
固定方向 147
跟蹤目標對象或位置 148
視見偏移相對於角色的偏移量 148
鎖定視點位置 149
目標對象位置預測 149
對象取景 150
視見位置的確定方案 150
美學條件與遊戲體驗需求 150
回放相機 151
視域 151
角色的空閒狀態 151
自動方向操控 152
第一人稱相機與第三人稱相機之間的轉換 153
第三人稱相機與第一人稱相機之間的轉換 153
重定向方案 153
旋轉操作的套用 154
均勻角速度 154
加速和減速 154
角速度阻尼效果 154
全視角阻尼效果 154
降低突然轉向的發生幾率 155
第三人稱自由視角 158
玩家移動 158
自由視角定向方案 158
常見方向問題 159
萬向節死鎖 159
垂直轉向 159
傾斜操作 160
方向噪聲 160
快速方向變化 160
玩家角色的視錐體剪裁 161
本章小結 161
第8章 漫遊和遮擋技術 163
將相機視為ai遊戲對象 163
漫遊技術 164
動態漫遊技術 164
預定義漫遊技術 168
流場 171
影響力地圖 171
勢場 171
環境遮擋 172
如何看待環境遮擋問題 172
場景遮擋確定方案 173
光線投射技術 173
空間體投射 174
渲染技術 174
遮擋預測方案 175
預測視點位置 175
視線 175
處理視線問題 176
預測方案 176
圖形變化 176
獲取期望位置 177
瞬移/跳轉操作 177
保持控制方向 177
生成路徑 177
跟隨角色移動 178
凸起地形 178
迴避縱向柱狀體 179
預計算方案 179
防止丟失los 179
瞬間移動 180
淡化遮擋幾何體或對象 180
無須渲染遮擋幾何體或對象 180
渲染圖形元素且忽略遮擋現象 180
可見性預計算方案 180
安全檢測 181
安全檢測方案 182
本章小結 182
第9章 移動和碰撞 183
相機移動序列 183
人物移動 184
第一人稱相機 184
第三人稱相機 184
移動方案 186
瞬間移動 186
鎖定相機 186
比例控制器 187
物理模擬 188
彈性機制（彈簧） 189
pid控制器 189
圓周運動 190
插值計算 191
平滑效果和阻尼技術 192
阻尼技術 192
移動過濾器 193
移動約束條件 194
縱向移動約束條件 194
渲染幾何體的接近程度 195
距離約束條件 195
平面約束條件 196
表面約束條件 196
空間約束條件 196
玩家操控方式 197
相機位置的控制方案 197
觀察相機 198
相機移動確認方案 198
位置控制約束條件 199
相機位置控制方案 200
相機方向控制 201
第一人稱相機 201
第三人稱相機 201
相機的自動定位和定向方案 202
基於玩家控制器的反饋 202
基於遊戲體驗需求的反饋 203
調試相機的操控方式 203
相機碰撞 204
相機碰撞的重要性 204
碰撞檢測的必要性 205
碰撞確定方案 206
對象碰撞 206
環境碰撞 206
碰撞圖元 207
碰撞幾何體設計 207
避免緊湊型封閉空間 208
向相機提供足夠的空間 208
陡峭的階梯 208
突兀地形 208
低矮的天花板 208
入口 208
採用簡單的碰撞網格 209
針對相機的獨立碰撞格線 209
圓角對象 209
碰撞決定方案 209
保持靜止 209
部分移動 210
移動變換 210
鏡頭跳轉 210
禁用碰撞檢測 210
避免相機碰撞 211
玩家的未來位置 212
預測潛在碰撞 212
碰撞預測 213
對象排斥 213
朝向相機移動 214
第10章 相機數學知識 215
基礎相機數學 215
相機位置 215
相機方向 215
相機移動 216
渲染操作 216
通用相機數學 216
相機問題以及修正方案 216
常見數值技術 216
相機的視見位置 217
避免傾斜旋轉 217
降低突然轉向的發生幾率 218
世界空間與螢幕空間之間的轉換 218
四元數 221
指數曲線 222
比例曲線 222
球體線性插值計算 222
超越函式 223
分段樣條曲線 223
彈性機制（彈簧） 223
數字濾波器 224
低通濾波器 224
高通濾波器 225
帶通濾波器 225
有限脈衝反應濾波器 225
無限脈衝反應濾波器 226
樣條曲線 227
相機樣條套用 227
三次多項式 228
樣條類型 228
線性類型 229
分段式hermite曲線 229
catmull-rom樣條曲線 230
圓角catmull-rom樣條曲線 231
kochanek-bartels樣條曲線 232
bezier曲線 232
均勻三次b樣條 234
非均勻有理B樣條 234
連續性 235
樣條定義 235
樣條計算 235
控制點生成方式 236
參數化弧長 236
全部樣條長度 236
最近位置 236
樣條編輯 237
插值計算 237
插值的含義 238
相機屬性插值計算 238
位置插值計算 239
方向插值計算 239
方向插值特徵 241
側旋插值計算 242
fov插值計算 242
視口插值計算 243
玩家控制插值計算 243
第一人稱相機 244
第三人稱相機 244
插值選擇方案 245
線性插值 245
源值 245
目標值 246
插值算法 246
分段式插值 246
插值方案 247
線性時間插值 247
參數函式 248
球體線性插值計算 248
潛在插值問題 248
美學問題 248
數值問題 250
插值中斷 251
切換過程 251
切換過程中的位置數據 251
切換過程中的方向數據 252
相機數學問題 252
浮點精確度 252
使用epsilon值 252
編譯器偏差 253
硬體fpu偏差 253
向量標準化操作 253
矩陣累積浮點誤差 253
定期修複數值 253
第11章 相機實現方案 255
遊戲引擎體系結構 255
遊戲更新循環結構 255
遊戲系統管理器 256
時間間隔 257
輸入處理機制 257
相機系統體系結構 257
視口管理器 258
視口 259
視口切換 259
渲染管理器 260
相機管理器 260
相機更新循環結構 261
提示管理器 261
震動管理器 262
相機震動操作 262
隆聲/力反饋效果控制器 262
遊戲相機 263
繼承的相機行為 263
基於組件的相機行為 264
電影視頻相機 264
調試型相機 265
腳本機制實現方案 265
相機腳本對象 265
相機提示對象 265
觸發體 266
渲染/光照效果 266
訊息延遲 266
序列事件計時器 266
通用路徑 267
腳本邏輯排序 267
訊息機制 267
優先權 267
插值計算 268
性能問題 268
分攤機制 268
預處理機制 269
開發工具 269
場景編輯器 269
相機碰撞格線 270
相機調試技術 270
互動式調試技術 271
獨立型調試相機 271
控制遊戲刷新率 272
通用相機狀態 272
相機屬性的視覺表現 272
屬性滯後現象 273
移動約束條件 273
視線 273
基於行為的渲染操作 274
腳本調試 274
數據日誌 274
遊戲回放機制 275
本章小結 275
參考文獻 277
ai和漫遊技術 277
電影技術 277
相機設計 278
遊戲設計 278
圖形學和渲染技術 279
數學 279
其他資源 280
線上資源 280
附錄a 術語表 281
附錄b 輔助材料 291
視覺感知 291
移動敏感度 291
刷新敏感度 291
色彩敏感度 292
深度感 292
