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가상 카메라 시스템

Virtual camera system
조정할 수 있는 카메라의 매개 변수를 보여주는 가상 카메라 시스템 데모.
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3D 비디오 게임에서 가상 카메라 시스템은 카메라나 카메라 세트를 제어하여 3D 가상 세계를 보는 것을 목표로 한다.카메라 시스템은 가능한 최상의 각도로 동작을 보여주기 위한 비디오 게임에 사용된다. 보다 일반적으로 3인칭 뷰가 필요할 때 3D 가상 세계에서 사용된다.

영화제작자들과는 반대로, 가상 카메라 시스템 제작자들은 상호작용이 가능하고 예측할 수 없는 세계를 다루어야 한다.앞으로 몇 초 안에 플레이어가 어디에 등장할지 알 수 없기 때문에 영화 제작자가 할 것처럼 샷을 계획하는 것은 불가능하다.이 문제를 해결하기 위해 시스템은 특정 규칙이나 인공지능에 의존해 가장 적절한 샷을 선택한다.

카메라 시스템에는 주로 세 종류가 있다.고정 카메라 시스템에서는 카메라가 전혀 움직이지 않고 연속 스틸샷으로 플레이어의 캐릭터를 표시한다.반면에 추적 카메라는 등장인물의 움직임을 따른다.마지막으로 대화형 카메라 시스템은 부분적으로 자동화되어 있으며 플레이어가 보기를 직접 변경할 수 있다.카메라 시스템을 구현하기 위해 비디오 게임 개발자들은 제약 해결사, 인공지능 스크립트 또는 자율 에이전트와 같은 기술을 사용한다.

제3인칭뷰

비디오 게임에서, "3인"은 플레이어 캐릭터보다 약간 위와 뒤쪽으로 일정한 거리를 두고 구현된 그래픽 관점을 말한다.이러한 관점은 플레이어가 더욱 강하게 특징지어지는 아바타를 볼 수 있게 하며, 액션 게임과 액션 어드벤처 게임에서 가장 흔하다.이러한 관점을 가진 게임들은 종종 아바타의 위치에 따라 주변 소리의 볼륨이 달라지는 위치 오디오를 사용한다.[1]

3인 카메라 시스템에는 주로 게임 생성 시 카메라 위치를 설정하는 '고정 카메라 시스템'과 카메라가 단순히 플레이어의 캐릭터를 따라가는 '추적 카메라 시스템', 플레이어의 통제 하에 있는 '인터랙티브 카메라 시스템' 등 3가지가 있다.

고정된

긴장감을 조성하기 위한 레지던트 이블 2의 샷 선택.

개발자들은 고정 카메라 시스템으로 게임을 만드는 동안 위치, 방향, 시야 등 카메라의 속성을 설정한다.카메라 뷰는 동적으로 변경되지 않으므로 동일한 뷰 집합에서 항상 동일한 위치가 표시된다.고정 카메라를 사용하는 게임으로는 그림 판당고(1998)와 초기 레지던트 이블과 전쟁의 신 게임이 있다.[2]

이 카메라 시스템의 한 가지 장점은 게임 디자이너들이 필름의 언어를 사용할 수 있게 하여 카메라 작업과 샷 선정을 통해 분위기를 조성한다는 것이다.이런 기법을 사용하는 게임들은 종종 영화적 특성으로 찬사를 받는다.[3]고정 카메라가 장착된 많은 게임들은 탱크 컨트롤을 사용하여 플레이어가 카메라 위치가 아닌 플레이어 캐릭터의 위치에 따라 캐릭터 움직임을 제어한다.[4] 이것은 플레이어가 카메라 각도가 바뀔 때 방향을 유지할 수 있게 해준다.[5]

추적

플레이어가 조종하는 주인공과 바로 뒤에 있는 추적 카메라의 그림, 약간 위, 그리고 그 캐릭터를 향해 약간 아래를 향한다.

추적 카메라는 등장인물들을 뒤에서 따라온다.플레이어는 카메라를 어떤 식으로든 제어하지 않는다. 예를 들어 회전하거나 다른 위치로 이동할 수 없다.이런 유형의 카메라 시스템은 구현이 매우 간단하기 때문에 크래시 반디쿠트나 툼 레이더와 같은 초기 3D 게임에서 매우 흔했다.그러나 그것에는 여러 가지 문제가 있다.특히 현재의 시야가 적합하지 않은 경우(물체에 가려져 있거나 플레이어가 관심 있는 것을 보여주지 않기 때문에) 카메라를 조절하지 않기 때문에 변경할 수 없다.[6][7][8]때때로 이 관점은 캐릭터가 벽에 부딪히거나 얼굴을 내밀 때 어려움을 야기한다.카메라가 흔들리거나 어색한 자세로 끝날 수 있다.[1]

상호적인

카메라는 마리오 뒤에 머물지 않고 지능적으로 회전해 길을 보여준다(슈퍼 마리오 64).

이러한 유형의 카메라 시스템은 추적 카메라 시스템보다 개선된 것이다.카메라가 여전히 캐릭터를 추적하는 동안, 그것의 방향이나 캐릭터와의 거리 같은 그것의 매개변수들 중 일부를 변경할 수 있다.비디오 게임기에서 카메라는 좋은 정확도를 제공하기 위해 아날로그 스틱에 의해 제어되는 경우가 많은 반면, PC 게임에서는 보통 마우스에 의해 제어된다.슈퍼 마리오 선샤인이나 젤다의 전설 같은 게임에서는 다음과 같은 경우가 있다. 바람의 위커.완전한 쌍방향 카메라 시스템은 종종 올바른 방법으로 구현하기 어렵다.따라서 게임스팟은 슈퍼 마리오 선샤인의 어려움의 상당 부분이 카메라를 제어해야 하는 데서 비롯된다고 주장한다.[9]젤다의 전설: 윈드위커는 더 성공적이었다 - IGN은 카메라 시스템을 "수동 교정이 거의 필요 없을 정도로 똑똑하다"[10]고 말했다.

쌍방향 카메라 시스템을 최초로 선보인 게임 중 하나는 슈퍼 마리오 64였다.이 게임은 플레이어가 언제든지 전환할 수 있는 두 종류의 카메라 시스템을 가지고 있었다.첫 번째는 인공지능에 의해 부분적으로 구동된다는 점을 제외하면 표준 추적 카메라 시스템이었다.실제로 이 시스템은 레벨의 구조를 "인식"하고 있었기 때문에 특정 샷을 예상할 수 있었다.예를 들어 1단계에서는 힐로 가는 길이 좌회전하려 할 때 카메라도 자동으로 좌회전하기 시작하므로 선수의 움직임이 기대된다.두 번째 타입은 플레이어가 마리오의 포지션에 맞춰 상대적으로 카메라를 조절할 수 있게 한다.왼쪽이나 오른쪽 버튼을 누르면 카메라가 마리오 주위를 회전하는 반면 위나 아래로 누르면 마리오와 가까워지거나 멀어진다.[11][12]

실행

카메라 시스템을 어떻게 구현할 것인가에 대한 연구 주체가 많다.[13]제약조건 해결사 소프트웨어의 역할은 일련의 시각적 제약조건이 주어졌을 때 가능한 최선의 샷을 생성하는 것이다.즉 제약 해결사에게는 "이 캐릭터를 보여주고 화면 공간의 최소 30%를 커버하도록 한다"는 등 요청된 샷 구성이 주어진다.해결사는 이 요청을 만족시킬 수 있는 샷을 만들기 위해 다양한 방법을 사용할 것이다.적절한 샷이 발견되면 해결사가 카메라의 좌표와 회전을 출력하고, 이를 그래픽 엔진 렌더러가 사용해 보기를 표시할 수 있다.[14]

일부 카메라 시스템에서는 해결책을 찾을 수 없을 경우 제약이 완화된다.예를 들어, 캐릭터가 화면 공간의 30%를 차지하는 곳에서 해결사가 샷을 생성할 수 없는 경우, 화면 공간 제약을 무시하고 단순히 캐릭터가 전혀 보이는지 확인할 수 있다.[15]그러한 방법에는 줌 아웃이 포함된다.

일부 카메라 시스템은 필름 관용구라고 불리는 흔히 볼 수 있는 샷 시나리오에 대해 현재 샷을 선택하는 방법을 결정하기 위해 미리 정의된 스크립트를 사용한다.일반적으로 스크립트는 동작의 결과로 트리거된다.예를 들어, 플레이어의 캐릭터가 다른 캐릭터와 대화를 시작할 때, "전환" 스크립트가 트리거된다.이 스크립트에는 두 글자의 대화를 "촬영"하는 방법에 대한 지침이 포함되어 있다.따라서, 예를 들어 어깨 너머로 쏘는 샷과 클로즈업 샷의 조합이 될 것이다.이러한 스크립트 기반 접근방식은 사전 정의된 카메라 세트 간에 카메라를 전환하거나 장면 레이아웃의 가변성을 설명하기 위해 카메라 좌표를 생성하기 위해 제약 조건 해결기에 의존할 수 있다.이러한 스크립트로 작성된 접근법과 가상 카메라를 계산하기 위한 제약 해결사의 사용은 Drucker에 의해 처음 제안되었다.[16]후속 연구는 스크립트 기반 시스템이 어떻게 실시간 채팅 어플리케이션에서 아바타들 사이의 대화를 보기 위해 카메라를 자동으로 전환할 수 있는지를 보여주었다.[17]

빌 톰린슨은 그 문제에 대해 좀 더 독창적인 접근법을 사용했다.그는 카메라가 그 자신만의 개성을 가진 자율적인 대리점이라는 시스템을 고안했다.샷의 스타일과 리듬은 분위기에 영향을 받을 것이다.따라서 해피 카메라는 "더 자주 자르고, 클로즈업 촬영에 더 많은 시간을 할애하며, 바운시 동작으로 움직이고, 장면을 밝게 비춘다"[18]고 할 것이다.

자동화된 가상 카메라 제어 시스템의 이전 작업 대부분은 인간이 수동으로 카메라를 제어해야 하는 필요성을 줄이는 데 초점이 맞춰져 있지만, 디렉터의 렌즈 솔루션은 인간 운영자가 창의적인 샷 선택을 하도록 내버려 둔 제안된 가상 카메라 사진의 팔레트를 계산하고 제안한다.이후 제안된 가상 카메라 샷을 계산할 때, 시스템은 이전 기록 사진의 시각적 구성과 편집 패턴을 분석하여 행동선을 넘지 않는 것, 가상 캐릭터의 매치 배치와 같은 연속성 규약에 부합하는 제안된 카메라 샷을 계산하여 컷 전체에 걸쳐 서로를 바라보는 것처럼 보이도록 한다.그리고 인간 운영자가 이전에 순차적으로 사용했던 샷을 선호한다.[19]

혼합현실 애플리케이션에서

2010년, 키넥트는 마이크로소프트에 의해 Xbox 360 플레이어의 전신 검출과 콘솔의 비디오 게임 및 기타 소프트웨어의 사용자 인터페이스를 핸즈프리 제어하는 3D 스캐너/웹캠 하이브리드 주변 장치로 출시되었다.이것은 나중에 데이비스 캘리포니아 대학의 올리버 크레이로스에[20] 의해 그가 키넥트와 PC 기반의 가상 카메라를 결합하는 것을 보여주는 일련의 유튜브 동영상에서 수정되었다.[21]Kinect는 캡처된 장면 내에서 (컴퓨터 스테레오 비전과 구조화된 빛을 통해) 전체 깊이 범위를 탐지할 수 있기 때문에, 카메라는 보여지는 것처럼 장면의 비디오 캡처를 허용할 수 있을 뿐이지만, Kinect와 가상 카메라의 용량으로 깊이 범위의 자유 뷰포인트 항법(free-viewpoint navigation)을 가능하게 했다.o 키넥트의 전면, 그 결과 카메라는 깊이의 영역 내에서 비디오를 캡처할 수 없는 검은색 빈 공간의 장이 형성된다.이후 크레이로스는 가상 카메라의 시야 안에서 비디오 캡처를 더욱 강화하기 위해 두 개의 키넥트의 비디오 스트림을 결합하여 수정에 대한 보다 정교한 기술을 시연하였다.[22]키넥트를 이용한 크릴로스의 개발은 뉴욕 타임즈 기사에서 키넥트 해킹과 홈브류 커뮤니티의 다른 사람들의 작품들 가운데서도 다루어졌다.[23]

실시간 기록 및 모션 추적

감독이 집이나 우주선 등 사전 구축된 디지털 환경에서 모션 캡처를 촬영하고 디지털 캐릭터의 움직임을 실시간으로[24] 볼 수 있는 가상 카메라가 개발됐다.[25]레지던트 이블 5는 2009년 영화 아바타를 위해 개발된 이 기술을 사용한 최초의 비디오 게임이다.[26][25][27]가상 카메라의 위치와 방향을 제어하기 위해 모션 캡처를 사용하면 운영자가 가상 카메라 리그를 돌아다니고 돌리면 직관적으로 가상 카메라를 이동하고 조준할 수 있다.가상 카메라 리그는 휴대용 모니터나 태블릿 장치, 동작 센서, 옵션 지원 프레임워크, 그리고 녹화를 시작하거나 중지하고 렌즈 속성을 조정하는 데 흔히 사용되는 옵션 조이스틱이나 버튼 컨트롤로 구성되어 있다.[28]1992년 MIT 미디어랩의 Michael McKenna는 폴헤머스 자기동작 센서와 3.2인치 휴대용 LCD TV를 나무 자판기에 고정할 때 가장 먼저 기록된 가상 카메라 장비를 시연했다.[29]노스캐롤라이나 대학의 채플힐 워크스루 프로젝트는 이중 3축 조이스틱과 UNC 안구라고 알려진 당구공 모양의 프로펠러를 포함한 가상 카메라 뷰 제어를 위한 다수의 물리적 입력 장치를 생산했다.[30]

참고 항목

참조

  1. ^ a b Rollings, Andrew; Ernest Adams (2006). Fundamentals of Game Design. Prentice Hall. ISBN 9780131687479.
  2. ^ Casamassina, Matt. "fixed-camera". giantbomb.
  3. ^ Casamassina, Matt. "Resident Evil Review". IGN. Archived from the original on 25 March 2009. Retrieved 22 March 2009.
  4. ^ "A eulogy for tank controls". PC Gamer. 20 February 2015. Retrieved 5 March 2018.
  5. ^ Matulef, Jeffrey (26 January 2015). "Bringing out the Dead: Tim Schafer reflects back on Grim Fandango". Eurogamer. Retrieved 5 March 2018.
  6. ^ "Sonic Adventure Review". IGN. Archived from the original on 11 February 2008. Retrieved 22 March 2009.
  7. ^ "Tomb Raider: The Last Revelation Review". IGN. 11 December 1999. Retrieved 22 March 2009.
  8. ^ Carle, Chris. "Enter the Matrix Review". IGN. Archived from the original on 25 March 2009. Retrieved 22 March 2009.
  9. ^ Gerstmann, Jeff (4 October 2002). "Super Mario Sunshine Review for GameCube". GameSpot. Archived from the original on 26 March 2009. Retrieved 22 March 2009.
  10. ^ Casamassina, Matt (25 March 2003). "The Legend of Zelda: The Wind Waker Review". IGN. Archived from the original on 26 March 2009. Retrieved 22 March 2009.
  11. ^ "15 Most Influential Video Games of All Time: Super Mario 64". GameSpot. Archived from the original on 26 March 2009. Retrieved 22 March 2009.
  12. ^ "The Essential 50 Part 36: Super Mario 64 from". 1UP.com. Retrieved 22 March 2009.
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  15. ^ Drucker, Steven M.; David Zeltzer (1995). CamDroid: A System for Implementing Intelligent Camera Control (PDF). Symposium on Interactive 3D Graphics. ISBN 978-0-89791-736-0. Retrieved 22 March 2009.
  16. ^ Drucker, Steven M.; David Zeltzer (1995). CamDroid: A System for Implementing Intelligent Camera Control (PDF). Symposium on Interactive 3D Graphics. ISBN 978-0-89791-736-0. Retrieved 15 March 2015.
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  18. ^ Tomlinson, Bill; Bruce Blumberg; Delphine Nain (2000). Expressive Autonomous Cinematography for Interactive Virtual Environments (PDF). Proceedings of the Fourth International Conference on Autonomous Agents. Vol. 4th. Barcelona, Spain. CiteSeerX 10.1.1.19.7502. doi:10.1145/336595.337513. ISBN 978-1-58113-230-4. S2CID 5532829. Retrieved 22 March 2009.
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  20. ^ "Oliver Krelos' Homepage".
  21. ^ Kevin Parrish (17 November 2010). "Kinect Used As 3D Video Capture Tool". Tom's Hardware.
  22. ^ Tim Stevens (29 November 2010). "Two Kinects join forces to create better 3D video, blow our minds (video)". Engadget.
  23. ^ Jenna Wortham (21 November 2010). "With Kinect Controller, Hackers Take Liberties". The New York Times.
  24. ^ Hsu, Jeremy (27 February 2009). ""Virtual Camera" Captures Actors' Movements for Resident Evil 5". Popular Science. Archived from the original on 2 March 2009.
  25. ^ a b Lewinski, John Scott (27 February 2009). "Resident Evil 5 Offers Sneak Peek at Avatar's 'Virtual Camera'". Wired. Retrieved 25 February 2015.
  26. ^ Lowe, Scott (27 February 2009). "The Tech Behind RE5". IGN. Retrieved 24 February 2015.
  27. ^ Thompson, Anne (1 January 2010). "How James Cameron's Innovative New 3D Tech Created Avatar". Popular Mechanics. Retrieved 25 February 2015.
  28. ^ "Optitrack InsightVCS". Retrieved 15 March 2015.
  29. ^ Michael McKenna (March 1992). "Interactive viewpoint control and three-dimensional operations". Proceedings of the 1992 symposium on Interactive 3D graphics - SI3D '92. Proceedings of the 1992 Symposium on Interactive 3D Graphics (I3D '92). ACM. pp. 53–56. CiteSeerX 10.1.1.132.8599. doi:10.1145/147156.147163. ISBN 978-0897914673. S2CID 17308648.
  30. ^ Frederick Brooks, Jr. (June 1992). "Final Technical Report – Walkthrough Project" (PDF). Tr92-026. University of North Carolina at Chapel Hill. Retrieved 23 March 2015.