实时相机处理技术

2011年清华大学出版社出版的图书，作者是MarkHaigh-Hutchinson。

• 书名 实时相机处理技术
• 作者 Mark Haigh-Hutchinson
• 出版社 清华大学出版社
• 出版时间 2011 年12月
• 页数 293 页

内容介绍

　　《实时相机处理技术》详细阐述了与重精祝实时相机相关的高效解决方案及相应的数据结构和驼兆拒算法，主供双外尔织要包括游戏概述、相机基础知识、电影技术、相机设计、相机设计方案、相机脚本、位置和方向、漫游和遮挡技术、移动和碰撞、相机数学知识以及相机实现方案等内容。此外，本书还坑浆提供了相应的算法、代码以及伪代码，以帮助读者进一步理解相关方案的实现过程。

　　《实时相机处理技术》适合作为高等院校计算机及相关专业的教材和教学参考书，也可作为相关开发人员的自学教材和参考手册。

作译者

　　本来自书提供作译者介绍

　　Mark Haigh-Hutchinson就职背户去于Retro Studios Inc，该公司坐落于德克萨斯叶失形宜州首府奥斯汀。Mark 效策触科委青走H-H于1984年便从事视频游戏的设计和开发工作，而他对史程易更灯乎圆河收路磁游戏的痴迷则可追溯到1979年。Mark H-H曾参与了40多款视频游戏的开发工作，其饰演的角色也不一而同，包括程序员、设计人员以及项目负责人，其中，较为著名的作品包括星球大战系列游戏，即《星球大战:侠盗中队》、《星战前传1:极速飞车》、《星球大战:帝国的阴影》以及《星球大战:绝地大反攻》。除此之外，其他作品还包买击原右终井诗青练括《僵尸邻居》、《萨姆和马克斯:开始流浪》以及

目录

　　《实时相机处理技术》

　　第1部分:来自核心概念

　　第1章 游戏概述 3

　　实时应用程序 3

　　游戏系统 3

　　游戏的循环更新结构 4

　　输入 6

　　对捉全采壳象的思考步骤 6

　　对象的移动 7

　　消息机制 7

　　相机 8

　　相机后处理 8

她密束滑湖　　渲染器 8

　　常见的性能问题 9

　　相机系统 9

　　控制操作 10

　　脚本设计 11

　　本章小结 12

　　第2章 相机基础知识 13

　　真实的相机系统 13

　　.用途和属性 14

　　电影投影 15

　　游戏相机 15

　　基本技术 16

　　相机系统 17

　　游360百科戏相机 17

　　表现风格 17

　季时言沿南分剧　相机行凶束茅白为 17

　　第一皮表财也晶建情人称相机和第三人称相机 17

　　电影相机和交互式相机 18

　　观察位置 18

　　期望位置 18

　　方向 18

　　偏航角 19

　　仰角 19

　　旋转角 19

　　期望方向 19

　　旋转操作 19

　　视见体 19

　　视口 19

　　视域 20

　　宽高比 20

　　刷新率和帧速率 21

　　安全区和安全帧 21

　　刷新率和运动模糊 22

　　显示撕裂 23

　　玩家角色人物 23

　　目标错写对象 23

　　插值计算 23

　　投影 24

　　视差 24

　　相机转换 24

　　相机约束条件 24

　　移动约束条件 25

　　方向约束条件 25

　　相机的表现风格 26

　　正交表现方式(2d) 26

历　　透视表现方式(3d) 27

　　混合表现方式却势正胞(2.5d) 28

　　相机你区获坏品法收菜绿观行为 29

　　视频相机 29

　　第一人称/视点 30

云器翻会困表重行　　第三人称/分离视角 31

　　后定位 33

　　肩部定位 33

　　脚部可见 33

　　远距离定位 34

　　角色相关 34

　　静态相机 34

　　路径定位 34

　　混合fp/tp相机 35

　　预视相机和反馈相机 36

　　预测人物的移动方式 37

　　预测相机的路径 37

　　路径搜索方案 38

　　数据驱动与规划方案 38

　　方向预测 38

　做注银　视见生成 38

　　视锥体 40

　　视见转换 40

　　投影转换 41

　　玩家控制操作 41

　　本章小结 42

　　第3章 电影技术 43

　　术语 43

　　标准电影药端让得系促空数侵企术语 44

　　移动拍摄 44

　　摇动镜头 44

　　镜头倾斜 45

　　跟踪拍摄 45

　　景深 45

　　频手则初热保袁淡入/淡出效果 46

　　镜头眩光效果 46

　　旁跳镜头 46

　　插入镜头 4蒸染压6

　　跳接镜头 47

　　180°规则/动作作用线 47

　　镜头视点 47

　　升降镜头 47

　　特写镜头 48

　　反转镜头 48

　　30°规则 48

　　强迫透视 48

　　实时电影技术 48

　　电影 48

　　交互式电影技术 49

　　电影摄像机 50

　　摄像机的移动 50

　　摄像机的方向 51

　　动态生成画面/回放摄像机 51

　　再现型摄像机/关键帧摄像机 52

　　脚本型摄像机 52

　　动态生成航节土务决花座画面 53

　　结束画面 53

　　开始画面 54

　　回放相机误儿补营宣弦的效果 54

　　重定向 54

　　摄像机抖动效果 54

　　相机的摇动效果 55

　　视域/景深 55

　　脚本机制 55

　　剪辑操作 56

　　镜所压民头头选取 57

　　取问观毫城稳逐苦眼良攻景/合成操作 57

　　场景转换 57

　　跳转镜头 5虽室贵在鲜胡8

　　淡入/淡出转换 58

　　圈入/圈出转换 58

　　划接 58

　　视口转换 5不9

　　工具 59

　　本章小结 60

　　第2部分:设计原理

　　第4章 相机设计 63

　　交互式2d相机系统 63

　　期望特征 64

　　确定视见内容 65

　　2d电影相机系统 66

　　交互式3d相机系统 67

　　透视投影 68

　　平行投影 68

　　3d电影视频相机系统 70

　　2.5d相机系统 71

　　游戏设备 71

　　宽高比 72

　　调整尺寸 72

　　镜头的摇动和扫描 72

　　拉伸效果 72

　　相机设计 72

　　游戏以及技术需求 73

　　设计概览 73

　　考察高层设计目标 73

　　评估玩家角色行为 74

　　确定场景环境范围 74

　　定义基本的促榆提相机行为 74

　　特定区域范围内的场景需求 74

　　相机系统的技术评估 75

　　游戏设计原则 78

　　本章小结 80

　　第5章 相机设计方案 81

　　基于游戏类型的相机设计方案 81

　　第一人称射击/冒险类游戏 81

　　相机的定位方案 81

　　角色类/动作类冒险游戏 84

　　3d平台 86

　　角色饰演类游戏/在线多人游戏 88

　　滚屏机制 88

　　竞技类游戏 89

　　单玩家竞技类游戏 90

　　双人或4人竞技类游戏 90

　　团队竞技类游戏 90

　　室内场地类游戏 91

　　室外竞技类游戏 91

　　抽象功能 92

　　赛车类游戏 92

　　地面(或表面)机动设备 93

　　即时战略游戏 93

　　飞行模拟 94

　　具有真实效果的飞行模型 94

　　非真实相机模型 95

　　人工水平仪 95

　　运动感 95

　　冒险类游戏 95

　　拼图类/party类/棋盘类游戏 96

　　格斗类游戏/近战游戏 97

　　多玩家相机处理方案 98

　　单屏技术 99

　　分屏技术 100

　　全屏与分屏之间的转换 101

　　分屏与全屏之间的转换 101

　　本章小结 102

　　第6章 相机脚本 103

　　相机脚本概述 103

　　脚本类型 103

　　脚本语言 104

　　基于文本的脚本语言 104

　　通用编程语言 104

　　自定义脚本语言 105

　　有限状态机 106

　　可视化脚本语言 107

　　脚本语言中的问题 108

　　事件消息机制 108

　　混合脚本方案 110

　　脚本对象 110

　　对象关系 111

　　相机脚本机制 115

　　相机脚本方法 115

　　相机控制 116

　　第三人称脚本机制 116

　　第一人称脚本机制 116

　　非交互式电影脚本 118

　　经验方法 118

　　本章小结 121

　　第3部分:相机工程

　　第7章 位置和方向 125

　　坐标方案 125

　　世界空间 125

　　相机(视见)空间 125

　　屏幕空间 126

　　局部(角色)空间 126

　　对象相关 126

　　期望位置 126

　　第一人称相机定位方式 127

　　第三人称相机定位方式 127

　　期望位置的确定方法 128

　　静态相机 129

　　伺服/跟踪操作 130

　　基于世界坐标系统的偏移量 130

　　基于世界坐标系统的角偏移量 131

　　基于世界对象 131

　　局部偏移量 132

　　局部角偏移量 132

　　相对于角色的偏移量 132

　　相对于角色的角偏移量 133

　　相对于对象的偏移量 133

　　路径 134

　　路径类型 135

　　线性类型 135

　　圆形/椭圆形/螺旋形路径 135

　　样条 136

　　方向 144

　　方向表现方法 145

　　欧拉角 146

　　转换矩阵 146

　　轴角 146

　　四元数 147

　　期望方向的确定方案 147

　　固定方向 147

　　跟踪目标对象或位置 148

　　视见偏移相对于角色的偏移量 148

　　锁定视点位置 149

　　目标对象位置预测 149

　　对象取景 150

　　视见位置的确定方案 150

　　美学条件与游戏体验需求 150

　　回放相机 151

　　视域 151

　　角色的空闲状态 151

　　自动方向操控 152

　　第一人称相机与第三人称相机之间的转换 153

　　第三人称相机与第一人称相机之间的转换 153

　　重定向方案 153

　　旋转操作的应用 154

　　均匀角速度 154

　　加速和减速 154

　　角速度阻尼效果 154

　　全视角阻尼效果 154

　　降低突然转向的发生几率 155

　　第三人称自由视角 158

　　玩家移动 158

　　自由视角定向方案 158

　　常见方向问题 159

　　万向节死锁 159

　　垂直转向 159

　　倾斜操作 160

　　方向噪声 160

　　快速方向变化 160

　　玩家角色的视锥体剪裁 161

　　本章小结 161

　　第8章 漫游和遮挡技术 163

　　将相机视为ai游戏对象 163

　　漫游技术 164

　　动态漫游技术 164

　　预定义漫游技术 168

　　流场 171

　　影响力地图 171

　　势场 171

　　环境遮挡 172

　　如何看待环境遮挡问题 172

　　场景遮挡确定方案 173

　　光线投射技术 173

　　空间体投射 174

　　渲染技术 174

　　遮挡预测方案 175

　　预测视点位置 175

　　视线 175

　　处理视线问题 176

　　预测方案 176

　　图形变化 176

　　获取期望位置 177

　　瞬移/跳转操作 177

　　保持控制方向 177

　　生成路径 177

　　跟随角色移动 178

　　凸起地形 178

　　回避纵向柱状体 179

　　预计算方案 179

　　防止丢失los 179

　　瞬间移动 180

　　淡化遮挡几何体或对象 180

　　无须渲染遮挡几何体或对象 180

　　渲染图形元素且忽略遮挡现象 180

　　可见性预计算方案 180

　　安全检测 181

　　安全检测方案 182

　　本章小结 182

　　第9章 移动和碰撞 183

　　相机移动序列 183

　　人物移动 184

　　第一人称相机 184

　　第三人称相机 184

　　移动方案 186

　　瞬间移动 186

　　锁定相机 186

　　比例控制器 187

　　物理模拟 188

　　弹性机制(弹簧) 189

　　pid控制器 189

　　圆周运动 190

　　插值计算 191

　　平滑效果和阻尼技术 192

　　阻尼技术 192

　　移动过滤器 193

　　移动约束条件 194

　　纵向移动约束条件 194

　　渲染几何体的接近程度 195

　　距离约束条件 195

　　平面约束条件 196

　　表面约束条件 196

　　空间约束条件 196

　　玩家操控方式 197

　　相机位置的控制方案 197

　　观察相机 198

　　相机移动确认方案 198

　　位置控制约束条件 199

　　相机位置控制方案 200

　　相机方向控制 201

　　第一人称相机 201

　　第三人称相机 201

　　相机的自动定位和定向方案 202

　　基于玩家控制器的反馈 202

　　基于游戏体验需求的反馈 203

　　调试相机的操控方式 203

　　相机碰撞 204

　　相机碰撞的重要性 204

　　碰撞检测的必要性 205

　　碰撞确定方案 206

　　对象碰撞 206

　　环境碰撞 206

　　碰撞图元 207

　　碰撞几何体设计 207

　　避免紧凑型封闭空间 208

　　向相机提供足够的空间 208

　　陡峭的阶梯 208

　　突兀地形 208

　　低矮的天花板 208

　　入口 208

　　采用简单的碰撞网格 209

　　针对相机的独立碰撞网格 209

　　圆角对象 209

　　碰撞决定方案 209

　　保持静止 209

　　部分移动 210

　　移动变换 210

　　镜头跳转 210

　　禁用碰撞检测 210

　　避免相机碰撞 211

　　玩家的未来位置 212

　　预测潜在碰撞 212

　　碰撞预测 213

　　对象排斥 213

　　朝向相机移动 214

　　第10章 相机数学知识 215

　　基础相机数学 215

　　相机位置 215

　　相机方向 215

　　相机移动 216

　　渲染操作 216

　　通用相机数学 216

　　相机问题以及修正方案 216

　　常见数值技术 216

　　相机的视见位置 217

　　避免倾斜旋转 217

　　降低突然转向的发生几率 218

　　世界空间与屏幕空间之间的转换 218

　　四元数 221

　　指数曲线 222

　　比例曲线 222

　　球体线性插值计算 222

　　超越函数 223

　　分段样条曲线 223

　　弹性机制(弹簧) 223

　　数字滤波器 224

　　低通滤波器 224

　　高通滤波器 225

　　带通滤波器 225

　　有限脉冲反应滤波器 225

　　无限脉冲反应滤波器 226

　　样条曲线 227

　　相机样条应用 227

　　三次多项式 228

　　样条类型 228

　　线性类型 229

　　分段式hermite曲线 229

　　catmull-rom样条曲线 230

　　圆角catmull-rom样条曲线 231

　　kochanek-bartels样条曲线 232

　　bezier曲线 232

　　均匀三次b样条 234

　　非均匀有理b样条 234

　　连续性 235

　　样条定义 235

　　样条计算 235

　　控制点生成方式 236

　　参数化弧长 236

　　全部样条长度 236

　　最近位置 236

　　样条编辑 237

　　插值计算 237

　　插值的含义 238

　　相机属性插值计算 238

　　位置插值计算 239

　　方向插值计算 239

　　方向插值特征 241

　　侧旋插值计算 242

　　fov插值计算 242

　　视口插值计算 243

　　玩家控制插值计算 243

　　第一人称相机 244

　　第三人称相机 244

　　插值选择方案 245

　　线性插值 245

　　源值 245

　　目标值 246

　　插值算法 246

　　分段式插值 246

　　插值方案 247

　　线性时间插值 247

　　参数函数 248

　　球体线性插值计算 248

　　潜在插值问题 248

　　美学问题 248

　　数值问题 250

　　插值中断 251

　　切换过程 251

　　切换过程中的位置数据 251

　　切换过程中的方向数据 252

　　相机数学问题 252

　　浮点精确度 252

　　使用epsilon值 252

　　编译器偏差 253

　　硬件fpu偏差 253

　　向量标准化操作 253

　　矩阵累积浮点误差 253

　　定期修复数值 253

　　第11章 相机实现方案 255

　　游戏引擎体系结构 255

　　游戏更新循环结构 255

　　游戏系统管理器 256

　　时间间隔 257

　　输入处理机制 257

　　相机系统体系结构 257

　　视口管理器 258

　　视口 259

　　视口切换 259

　　渲染管理器 260

　　相机管理器 260

　　相机更新循环结构 261

　　提示管理器 261

　　震动管理器 262

　　相机震动操作 262

　　隆声/力反馈效果控制器 262

　　游戏相机 263

　　继承的相机行为 263

　　基于组件的相机行为 264

　　电影视频相机 264

　　调试型相机 265

　　脚本机制实现方案 265

　　相机脚本对象 265

　　相机提示对象 265

　　触发体 266

　　渲染/光照效果 266

　　消息延迟 266

　　序列事件计时器 266

　　通用路径 267

　　脚本逻辑排序 267

　　消息机制 267

　　优先权 267

　　插值计算 268

　　性能问题 268

　　分摊机制 268

　　预处理机制 269

　　开发工具 269

　　场景编辑器 269

　　相机碰撞网格 270

　　相机调试技术 270

　　交互式调试技术 271

　　独立型调试相机 271

　　控制游戏刷新率 272

　　通用相机状态 272

　　相机属性的视觉表现 272

　　属性滞后现象 273

　　移动约束条件 273

　　视线 273

　　基于行为的渲染操作 274

　　脚本调试 274

　　数据日志 274

　　游戏回放机制 275

　　本章小结 275

　　参考文献 277

　　ai和漫游技术 277

　　电影技术 277

　　相机设计 278

　　游戏设计 278

　　图形学和渲染技术 279

　　数学 279

　　其他资源 280

　　在线资源 280

　　附录a 术语表 281

　　附录b 辅助材料 291

　　视觉感知 291

　　移动敏感度 291

　　刷新敏感度 291

　　色彩敏感度 292

　　深度感 292