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【海外】深访:《愤怒的小鸟AR:猪之岛》如何将虚拟对象完美嵌入真实世界中?


游戏介绍:

《愤怒的小鸟AR猪之岛》是以愤怒的小鸟为原形制作的一款虚拟现实类玩法的AR休闲手游,全新的AR模式让你能够体验到第一人称下的小鸟视角,你将会和这些捣蛋猪们来进行战斗,发射小鸟来摧毁捣蛋猪们的城堡,还能够体验到360度全方位的自由战斗,在AR模式中玩家能够在任何地方结合实景来进行战斗。
AR(增强现实)技术为开发者创造了惊人的机遇,使视频游戏首次进入现实世界。但是,AR构建也伴随着一系列全新的挑战:你如何创造一个存在于玩家周围360度的体验?你如何考虑室内障碍物的因素?你应该怎么做来反映现实世界的照明和颜色?

不同以往的游戏,AR游戏需要创造一种有意义的沉浸感,将现实和虚拟世界融合在一起。《愤怒的小鸟AR:猪之岛》背后的团队分享了让AR(增强现实)感觉更像现实的秘诀。

#1

阴  影

每个艺术家都知道阴影对于创造一个可信的世界至关重要,但是当将数字对象放入物理空间时,您需要如何以不同的方式思考它们?环境光遮蔽是这个解决难题的关键 ——它允许创作者在任何位于地面上的物体下面放一个小斑点阴影,使阴影不仅附着在物体上,而且清楚地连接到它投射的表面。

静态和动态对象都可以从环境光遮蔽中受益,但每种对象的方法都需要略有不同。

环境光遮蔽通常通过烘焙灯光或类似方法自动实现,但是为了将这种效果用于静态对象,我们在道具周围构建了几何体,并且该几何体成为环境光遮蔽。因此,我们所有的静态道具周围都有我们所说的"环境光遮蔽裙"。通过这种方式,我们可以调整环境光遮蔽,使其在每种情况下看起来都符合我们的意愿。

对于动态对象,我们通过使用正交摄像头从底部向上查找水平块来实现环境光遮蔽。这将创建一个深度缓冲区,其中黑色表示阴影。黑色越深,块越靠近地面。

例如,我们将阴影绘制成 32x32 像素纹理,然后将其转换为具有简单模糊的 128x128 黑白纹理。这将创建一个漂亮而柔和的环境光遮蔽阴影。然后,我们在地平面上的透明四边形上绘制了128x128纹理。

#2

遵循大自然的光照线索

光照是每个游戏开发者都熟悉的东西,但不得不面对现实世界中光照的现实,以及如何根据这些可变条件调整你的方法。在为AR项目创建照明时,您需要根据房间内发生的情况实时调整虚拟对象的光强度。如果有人在明亮的房间里玩游戏,他们的游戏看起来应该与在黑暗的房间里玩游戏的人不同。正如您可以想象的那样,照明还有很多其他因素需要考虑。

在《愤怒的小鸟AR:猪之岛》中,我们在设置中使用了两个光源:定向光和环境光。ARKit 为我们提供了一个介于0和1之间的光照估计值,但在我们将其提供给场景中的光源之前,我们稍微调整了此估计值,以获得所需的精确光强度。我们还根据设备的光温估计值调整灯光的颜色,包括环境和方向灯光。
其他值得考虑的照明技巧之一是使用ARKit生成的环境纹理作为天空盒来影响场景中的照明,从而使感觉反射在环境中的颜色出现,而不是让对象显示与环境脱节的颜色,否则会十分突兀。如果你使用环境纹理恰到好处,颜色可以更好地反映环境不同

但当环境可能非常明亮或非常黑暗,这一技术可能会难以实现。

#3

为房间添加同色滤镜

颜色在游戏呈现方式中起着不可或缺的作用,但虚拟对象的颜色与现实世界的颜色混合的方式很容易被忽视。

通过更改视频源以与场景适当匹配的方式为现实世界着色,您可以实现统一融洽的色调以避免破整体坏氛围。这是一个简单的解决方案,虽然感觉更像是照片共享应用程序领域而不是游戏开发,但不可否认的是,色彩滤镜在提高沉浸感方面创造了奇迹


显示不同的主题环境,并为视频源提供相应的彩色滤镜

#4

增强现实世界

用颜色设置色调是一回事,但是仅仅通过调整其存在方式管场景中的真实世界对象呢?您可以使用完全相同的视频源来修改这些对象,方法是使用折射着色器。

首先将视频源呈现为背景。然后渲染所有不透明对象并抓取渲染缓冲区以用作纹理。现在,使用该渲染缓冲区纹理作为折射着色器的输入。 

在上面的案例中,随着视角移动顶部的冰块上会出现对面植物的动态倒影!AR不仅仅是将虚拟对象放入真实环境中,还涉及修改我们周围的现实世界。你做得越多,你的AR项目就越可信。

#5

使用粒子创建空间感知

很少有东西能在AR中创造出沉浸感,同时让玩家觉得他们需要在镜头外进行探索。粒子可以非常有效地实现这种感觉。想想房间里飘落的雪花,或者夜空中落下的星尘。

像这样的元素对玩家产生了非常直接的影响,使他们想要四处走动以查看更多内容 ——几乎就像自己可以抓住它们一样。

#6

注意来自现实世界的遮挡

现实世界中的不同物体很容易打破出色的AR体验。当你移动你的设备,现实的家具可能会挡住虚拟的物体。这一切都归结为一个词:遮挡。


遮挡器表面是将虚拟对象隐藏在真实对象后面或下方的方式。你不会总是想这样(毕竟,你会希望你的游戏在桌子上玩,而不是隐藏在桌子下面),但如果用户的设备可以扫描现实世界的表面并检测深度,你可以使用这个深度作为缓冲区来掩盖现实世界中的任何内容。这在AR游戏诞生之初是不可能实现的,但越来越多的设备具有这些功能,应当于予以注意。
 
围绕增强现实的技术也在不断发展。随着手机系留眼镜的出现,以及来自高通(Qualcomm)和Niantic等公司的新开发套件的推出,将有很多新的方式来构建直接进入房间的沉浸式体验。是,无论技术将我们带到哪里,上面的提示都应该为创建玩家可以享受,体验和完全沉浸在其中的AR游戏提供良好的基础。

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