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[技术交流]横版动作游戏中角色的移动逻辑

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发表于 2016-3-4 11:16:21 | 显示全部楼层 |阅读模式
  这里所说的横版动作游戏,包含且不限于2D横版动作游戏、横版跑酷游戏、横版格斗游戏,只要逻辑层是横板的,且对于判定需要及高精度的(比如在动作游戏中就是拳头命中身体才算中,而不是WoW中,虽然近战攻击有时候看起来还有点距离,但是服务器计算命中就算命中了)就属于“横版动作游戏”范畴。

  1、逻辑的世界
gameWorld.jpg

  在一个横版动作游戏中,我们就讨论这个移动问题,把世界拆散成三个,他们互相之间是并行的,由这些并行的世界,组成了玩家最后看到的游戏,事实上不同的游戏中并行的世界可能会有更多个。

  在这篇里,我主要说的就是移动世界,一个逻辑世界。在开发游戏的时候,当开发者处于这个世界时,会抛开一切攻防判定世界和贴图世界的信息。

  2、地形

  地形的定义我就不作出解释了,仅仅要说明的,地形并不仅仅是踩在脚下的。在横版动作游戏中,地形可以有以下一些信息:

  1)坐标点

  地形在这个世界上的点位置,一切地形相关的控制由这个点的变化来决定他的位置,坐标点不是一个2维的x,y,它还包含了一维inWorld,我们暂且这么称呼,表示他是否在世界上存在。坐标点(x,y)的作用大家肯定第一时间可以抽象的出来——就是在一些横版动作游戏中,有些会移动的岛屿,FC的冒险岛、超级马里奥开始就有。

movingterrain_mario.jpg

  这个很熟悉吧, 屏幕中间那两根会带着你往上或者往下走的地形,有时候角色踩上去还会自动往下掉。这就是(x,y)坐标在这里的作用。而会消失的地形,其实很多横版动作游戏也是有的,你接触的第一个这样的游戏可能就是……

contra_disappearterrain.jpg

  FC的经典大作魂斗罗,我们这一代游戏人都是玩这个长大的,不少人人生第一个游戏就是他,在刚开场没多久,你就能遇到一座桥,走过去的时候会爆炸,原本可以踩的地形inWorld变成false了,当然对于这个桥,更高效的处理是去掉这个地形信息,但是在另外一些动作游戏中,他会出现那种若隐若现的地形,出现的时候可以踩,但是消失了就会掉下去

chiying_terrain.jpg

  FC的赤影战士里面有很多这样的地形,另外也有成龙之龙等都会有这样的地形。

  2)天花板、充实体、墙壁

  这两个都是可选属性,且都是boolean的,天花板的概念很好理解,就是当角色起跳的时候,会因为顶到天花板而终止跳跃开始下落,这是最常见的,天花板其实还是限制版子边缘的东西,也就是角色无法往上走了。
最古老的天花板之一:

mario_roof.jpg

  超级马里奥开始的时候那些问号、砖头、顶掉问号后的铁块,都是天花板=true的,而魂斗罗中,大多地形天花板都是False的, 因此角色可以自下而上的跳跃。

  充实体则是角色往下跳的障碍,这个真不好找图(因为无法说明问题),但是相信每个人的游戏经历里面都会遇到:

  充实体=false的时候,角色按下和跳是会往下跳一层的。

  充实体=true的时候,角色按下跳,要么就是蹲着,要么就是原地跳起(根据游戏设定的按键反馈不同)。

  至于墙壁,就太好理解了,通常版子边缘,或者一些横向不让走过去的都是Wall=true的,比如上图玛丽奥里面的绿色水管就是个典型。

  3)体型


  这是地形最重要的属性,这决定了这块地形的大小。

  老式的游戏中,采用二维数组作为地图,依然是Tile Based,如超级马里奥系列,所以都是正方形。但是随着游戏精度要求越来越高,也出现了多边形的地形,并且世界不再是tile based。

snoic_terrain.jpg

  早在MD时代,索尼克已经采用了特殊形状的地形(可怜国游的跑酷还做不出来)。体型的作用是什么我这里就不多说了,核心在于不是矩形的体型与点的碰撞算法,是要数学功底的,这里我就不提供算法了,自己百度很容易搜到,都是初中、高中教程了。

  体型当然不是一个简单的polygon就了事而得,他还有一个offset坐标,这个坐标的x,y是与坐标属性的x,y产生关系的,已决定这个地形出现在哪儿。我们刚说了移动地形。

  4)强制位移、溜滑、弹性。

  严格的来说,溜滑、弹性是强制位移的一种,但是概念上来说还是要把它们分开。

  强制位移,是指当角色处于这个地形的时候,会收到一个外力(forceMoveX, forceMoveY),这些外力会导致角色的移动在x,y方向上受到力的作用:

chipdale_moveterrain.jpg

  最常见到的是传送带,但是松鼠大战中著名的强制移动地形不仅仅是传送带,还有电风扇。核心在于你往一个方向走会很慢,但是往另一个方向走却会很快。这里要特别注意的是,一些游戏中实现Y方向的强制移动可能是增加角色的重力或者跳跃力。

  溜滑属性(通常是float)他的作用是让角色在停止移动的时候,还会逐渐保持一个减速的ForceMoveX效果:

island_ice.jpg


  早在FC的冒险岛1代,我们就遇到过这种溜滑的地形。

  而弹跳属性(通常也是float),则是给角色强加一个jump的力度,最常见的是:

mario_tanhuang.jpg

  注意到屏幕中间那个弹簧了么,就是他!

  5)位移轨迹node,可携带性。

  一些地形有自移动的能力,他们通常会跟随一定的轨迹移动,而这些地形通常也会需要设定一个可携带性,可携带性决定了角色在地形上是否会跟随地形的位移而位移。而地形位移的信息,除了坐标的移动轨迹、每两个轨迹间的tick长度外(这时候inWorld属性也就起作用了,你可以设计一个地形移动到一个地方突然没有了),还要设定一个可携带性,因为并不是所有的地形都要带着上面的角色走的(这个自开脑洞吧)。

chipdale.jpg


  松鼠大战里面的小板车是“最不标准”的位移地形(可携带)。当可携带为true的时候,我这个地形这一帧的位移,也会成为ForceMove传递给角色(所以通常循环里面地形的位移在前,别问我为啥这么不严谨,因为大家都喜欢偷懒)。

  6)其他属性

  之所以归纳为其他属性,是因为根据游戏的不同,你还可以给地形带上一些其他的属性来丰富他,但是这些属性通常与现在正在讨论的位移这件事情没什么大关系。比如你给地形带来一个烧伤力,角色走上去会受伤,并且受到吹飞力等影响,的确这个吹飞力会影响到角色的移动,但这个逻辑并不属于这一层,而是属于攻防判断层带来的影响。

rockman.jpg  


  比如洛克人的钉板就会让角色直接挂了(至于图里面为啥没挂,你懂得)

  3、角色

  在位移这件事情上,角色又有哪些属性呢?

  1)坐标与体型

  早期的游戏中,也包括现在很多比较粗糙的游戏中,角色移动是一个矩形,通过这个矩形与地形(通常也都是矩形,既然这么做了肯定是效率优先,自然都用矩形)之间的关系来实现位移的每一个细节。

  而好一点的游戏,却采用了点阵和法线:

points.jpg

  一个角色通常有若干个点来组成,这是在地形(位移)判定的时候用的,而不是攻击框,这些点共同组成了一个多边形,这个多边形,决定了角色与地形的碰撞关系,而在角色中心会有一条法线(视觉上也是这个,但别跟法线贴图搞混了,完全没任何关系的),这跟法线是在角色ScaleX(左右反转)的时候使用的,让这些逻辑点的坐标也发生Scale,通常法线只是一个概念(并不存在实体数据),因为我们在设定角色的每一个动作的点阵(这个点阵是跟动作而非动作的每一帧的,有些游戏是跟角色的,都不分布道动作)的每一个点的坐标的时候,会把发现当做Y轴。而作为角色坐标的那个点,通常也是脚下那个X=0的点。

  2)移动相关参数

  角色本身(请一定注意“本身”)在一帧内移动相关的参数包括:

  玩家期望位移(x, jump):这个是根据操作传过来的x,y方向的唯一,y方向的位移通常为跳跃力(一些游戏中根据你按跳的时间长度不同,跳跃力是不同的,超级马里奥就是一个代表,对于玩家来说甚至是一个技巧活)。一些游戏中,角色在空中可以受到按键影响改变跳跃的方向,也就是因为“角色腾空后”依然接受x方向处理。

  来自动作的强制位移(forceMoveX, forceMoveY, ignoreFloor):强制位移主要是x,y方向上的,通常来说,会多一个ignoreFloor,但不会有ignoreWall或者ignoreRoof这种,当然成为ignoreFloor也不太科学,他的本意是——当我强制位移中,是否还受到正常的重力影响,典型的是侍魂中的不意打,这是一个非跳跃动作,但他有真的起跳了。还有DNF一些角色的后跳技能。

  3)角色在这一帧的位置变化一审(李狗海看多了)

  角色的位移,分为2个:X方向和Y方向。

  X方向的位移距离=玩家期望X(通常这里是经过buff等计算的最终X方向的速度)+自身动作forceMoveX+地形ForceMoveX+游戏其他因素ForceMoveX。

  Y方向的位移距离=-起跳力(这里有2个做法都不能说错,一些游戏中先运算了起跳力-重力,而一些则是在下一步运算,这两个都OK,看coder和designer的想法了)+本身ForceMoveY(如果是Jump变化则为-)+地形ForceMoveY+游戏设定ForceMoveY。

  4)角色的位移定案

  当我们知道了角色在2个方向上的移动距离以后,我们就要进行碰撞判断,决策是否最终能够去到那个点。
一些老的游戏的做法,现在可能并不是最合适,但是也是比较好用的是:直接判断这个点是否能放角色(马里奥做法),如果可以就过去,否则这次位移的目标点变成角色当前所在点。

  更好的做法(恶魔城GBA开始的做法)则是:

truemove.jpg


  我们来看图1,好的做法(也是适合与任何角度地形的)是将角色的碰撞点当前位置与目标位置相连,并计算这些直线与阻挡的关系。我们在图2中可以看到,蓝色的阻挡横向的如果是一个天花板,那正确的做法,角色还是应该继续向上,顶到天花板后才开始下落,但如果采用马里奥的做法,就会定不到天花板(正巧马里奥是tile的,大多时候避免了这个问题);而另一些游戏则是角色的头顶会超出天花板一点(其实这也完全可以接受)。但是如果做一条线段去判断,则可以返回出顶端的点(这里所有的具体算法都是高中数学水平的,我就不写了自行百度吧,或者找你家数值策划去),当然这不是唯一的好处。

  我们再仔细看图2,假如世界上有2中地行,他是橙色的线条,而且她的宽度恰好是橙色线条这么宽,按照马里奥的算法,在速度够快(移动距离够大)的时候,我们会穿过这条线,形成“穿墙”,所以我们必须做出这样一条射线(其实还是线段,毕竟两头都知道了,但我们还是需要方向的),以保证不发生这样的bug,而不是无端的把墙壁变粗,关卡设计毕竟有她的巧妙性,而且你也没法保证角色的速度不会这么快对吧?尤其是跑酷游戏。

  关于角色位移,这么小的一件事情,背后就是这么复杂的东西,有太多需要思考的东西,太多太多了。而且要注意的是,这里并没有说的是,角色之间还有碰撞,当角色之间还有碰撞的时候,其他角色的碰撞框对“我”来说就是地形(墙壁为True,至于充实体和天花板就看你游戏多么恶搞了)。所以,真不要小看了动作游戏里面的角色移动,跟回合制游戏的概念是完全不同的!
相关阅读:方块的战争:浅谈格斗游戏的攻击判定方法

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发表于 2016-3-4 12:58:35 | 显示全部楼层
写的不错,顶一个~看到好多儿时的经典游戏

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发表于 2016-3-4 14:04:49 来自手机 | 显示全部楼层
写得很好,提醒了我很多。
但很遗憾,其实身体碰撞还是采用框形的,见以前写的kof分析。这样一只脚站出去外面的时候还能站在平台上。
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