Майкл Моррисон - Создание игр для мобильных телефонов

Анимация и частота обновления кадров

В случае телевидения иллюзия движения создается за счет быстрой смены изображений, немного отличающихся друг от друга. Человек из-за низкой остроты зрения воспринимает эти изменения как движение. Наши глаза очень легко обмануть и заставить поверить в иллюзию анимации. Если говорить более подробно, то человеческий глаз воспринимает смену изображений как анимацию, если изменения происходят не менее 12 раз в секунду. Неудивительно, что это значение минимально для большей части компьютерной анимации. Скорость анимации измеряется в кадрах в секунду (fps, frames per second).

Хотя 12 кадров в секунду – технически достаточная скорость, чтобы обмануть ваши глаза, такая анимация будет очень прерывистой. Следовательно, для создания более качественной анимации требуется более высокая частота обновления кадров. Например, телевидение работает на частоте 30 кадров в секунду. В кино вы смотрите фильмы, в которых частота смены кадров равна 24 кадрам в секунду. Очевидно, что этого вполне достаточно, чтобы привлечь ваше внимание и создать иллюзию движения.

В отличие от телевидения и кинофильмов, мобильные игры имеют гораздо больше ограничений по частоте обновления кадров. Большая частота означает высокую загрузку процессора, поэтому разработчикам мобильных игр приходится искать компромисс между частотой обновления кадров и ограниченной производительностью и ресурсами устройства. Вероятно, при разработке игры вам придется упрощать графику с целью увеличения частоты обновления кадров и получения плавной анимации.

При программировании анимации для мобильных устройств вы можете самостоятельно изменять частоту обновления кадра. Наиболее очевидное ограничение частоты обновления кадров – это скорость, с которой мобильный телефон может создавать и отображать картинки. На самом деле это ограничение должно рассматриваться разработчиками вне зависимости от платформы или используемого языка программирования. При определении частоты обновления кадров в игре целесообразно понизить частоту смены кадров и разгрузить процессор устройства. Но пока не беспокойтесь об этом. Просто помните, что, создавая анимацию в играх, вы, словно волшебник, создаете иллюзию движения.

Шаг в направлении компьютерной анимации

Большинство методик, применяемых для создания компьютерной анимации, были заимствованы или основаны на аналогичных техниках создания анимации в мультфильмах. Классический подход при создании анимации – это создавать фон отдельно от движущихся объектов. Объекты анимации рисуются на отдельных целлулоидных листах так, чтобы их можно было разместить поверх фоновой картинки и перемещать независимо от нее. Этот тип анимации носит название буферной анимации (cel animation). Такая анимация помогает художникам сэкономить массу времени, необходимо лишь перерисовывать объекты, которые изменяют свою форму, размер или положение от фрейма к фрейму. Это объясняет, почему во многих мультфильмах хорошо проработано фоновое изображение, а герои столь просты. Спрайты, применяемые в компьютерных играх, о которых вы узнали чуть ранее в этой главе, – это те же самые традиционные движущиеся объекты в буферной анимации.

С ростом производительности компьютерных систем за последние два десятилетия аниматоры увидели возможность автоматизации многих этапов, выполняемых вручную. Например, с появлением компьютеров стало возможным сканировать изображения и накладывать их на другие с использованием настроек прозрачности. Это похоже на буферную анимацию, но с одним значительным отличием: компьютер не ограничивает количество накладываемых объектов. Буферная анимация ограничена количеством целлулоидных листов, которые можно наложить друг на друга. Как вы вскоре узнаете, техника наложения объектов с применением прозрачности является основополагающей формой компьютерной анимации.

Хотя компьютеры используют методы создания анимации, применявшиеся ранее, возможности разработчиков компьютерных игр более гибкие. Как программист вы можете получить доступ к любому пикселю растрового изображения и изменять его в соответствии с потребностями.

2D против 3D

Перед тем как приступить к созданию игры, вам необходимо выбрать один из двух существующих типов анимации: 2D или 3D. В случае 2D-анимации объекты перемещаются в плоскости. Объекты при таком типе анимации могут быть трехмерными, они просто не могут перемещаться в третьем измерении. Большинство методик двумерной анимации имитируют трехмерную анимацию, придавая объектам глубину. Например, чтобы создать иллюзию того, что автомобиль уезжает, его изображение можно просто уменьшать пропорционально увеличению расстояния. Тем не менее не нужно использовать 3D-анимацию, поскольку вы добиваетесь желательного трехмерного эффекта, используя простое масштабирование. Хотя эффект трехмерный, машина – двухмерный объект.

В отличие от 2D-анимации трехмерная анимация размещает объекты и работает с ними в трехмерном мире. Трехмерный объект определяется моделью, а не изображением, поскольку любое изображение – это плоский объект. 3D-модель определяет форму объекта и число точек в пространстве. Иначе говоря, трехмерная модель – это математическое представление объекта. Поэтому 3D-графика и анимация могут быть весьма сложными и зачастую связаны с большим объемом математических вычислений.