[其它] 热门3D游戏之原理与4大技术解析

C.R.CAN

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电梯直达

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发表于 2011-12-22 16:10:27 |只看该作者 |倒序浏览

游戏业界的3D革命

SONY，配合自己的3DTV，在游戏业推行3D方面最为积极。其理念是凭借家电和ps3打造最为昂贵豪华的3D效果。E3期间，索尼拿出自家《杀戮地带3》、《GT赛车5》等巨作来作为首批支持3D的游戏，可见力推3D的决心。
　　任天堂，不知不觉推出3DS掌机，虽然事先没怎么张扬，但是一点也不甘人后，3DS的裸眼3D，就是选择了一条和SONY完全不同的3D之路，追求的一种简便、低廉的3D方案。而且主机和掌机各执一方，目前也没有发生直接的竟争冲突。从3DS媒体试玩的反映来看，几乎没有失败的可能性。
　　微软，这一次好像是落在了后面，甚至在某些场合公开声称3D目前不会成为主流。而且从现在的宣传来看，微软确实一点也没有把3D做为重点来考虑。
　　各大制作人众说纷纭
　　针对3D和体感的话题，3D能否超越体感成为主流?来看各大制作人的反映。

　　人物：Sucker Punch's Chris Zimmerman—inFamous 2制作人
　　POINT 1：实现3D效果，会导致游戏开发难度增加。
　　POINT 2：实现3D效果，需要对游戏画面渲染两次，所以目前支持3D效果会致使游戏画面素质下降，但是游戏开发人员已经找到有效途径另差距最小化。
　　POINT 3：所有3D游戏都可以切换2D在普通电视上玩，来提升画面效果，3D是可选的。
　　3D游戏开发难吗?
　　是的，非常难。
　　听说游戏支持3D的话，会比没有3D效果时画面差?
　　是的，支持3D是个挑战，因此你必须把所有东西描绘两次，左眼一次，右眼一次，不过有些简便的方法，我想所有开发人员在经历这些复杂的开发后都会发现这些方法。3D效果看上去非常酷，关键是人们适应这种技术，找出如何利用展示出最好效果的方法。每代主机都有周期，但是往往游戏都超越主机循环周期，你有PS3/360，它们的规格都是一样的，硬件方面不可能有提升，最多是修补一些不足，在你拥有这些主机的5年里，6年里，7年里，八年里，游戏总是越来越好的。原因在于总有一些和我一样努力的开发人员，能够思考去提升游戏的各方面素质，3D也是一样的。今年我们将见证大量的3D游戏带来的震撼，再过2-3年，它们会越来越好，我们总是会发现为了实现最好的效果，我们该干什么，或者不该干什么。
　　KZ3开发人员好像工作得很痛苦，而且好像没有以前的画面出色，是因为它支持3D吗?
　　不是呀，那些家伙很棒(指KZ3开发人员)。他们做的是不可思议的工作，开发视频游戏越来越难。现在做PS3比PS2难，当时开发PS3肯定又比PS1难，这样必须要求增加开发人手。但是，开发团队规模一直没有变化，条件也不会有大的改善，所以很多开发组大浪淘沙已经不见了，但是KZ小组还存在。
　　你很自信，那这么说，KZ3支持3D也不会降低画质吗?
　　你知道我不知道的，如果你自己是开发人员在做3D游戏，那你就会知道，支持3D会有些不同的。有点像把游戏分屏多人玩一样，主要的精髓是不会变的，也不会降低游戏的素质。这只是不同的模式，可能支持3D在画面上有一点点损失，也许在描绘一辆车子时会降低一点点材质，也许爆炸效果没有特别亮。便是不会影响你在玩3D游戏时带给你最好的体验。如果实在不喜欢，你可以关闭3D模式，你知道，3D游戏都可以在普通HDTV上玩，支持3D效果都是可选的。总之我不认为支持3D就会比2D差。

CAPCOM与SQUAREENIX谈3D未来

　　POINT 4：3D不会取代体感，也许3D会更有未来。

人物：CAPCOM 松山和巧舟—《逆转裁判》《GHOST TRICK》制作人
　　—今年在体感和3D技术之间都有很大的突破，你更看好哪一个，想说点什么?
　　松山：体感现在还胜过3D，因为3D很有冲击力，你看很棒，但是对于人们是不是真的必要呀。体感可以把人们更多带入游戏中，体感正是这样有创新性的东西，因为它让你作了新尝试，而这种尝试是你自己可以做到的。
　　巧舟：最终3D将获胜，因为现在体感不是那么精准。而且有很多WII的模仿者，如果在体感上没有什么创新的操作，也不会获得什么大的成功。所以3D是我们更为关注的技术。
　　人物：Guerrilla Games 的 Hermen Hulst—《杀戮地带3》
　　POINT 5：不用担心支持3D会降低主机处理能力。
　　—从一开始你就准备在游戏里运用3D吗?
　　是的，从第一天起
　　—支持3D是否会减低主机的处理能力?
　　3D是完全不同的渲染，我不认为会减弱表现力，在全程游戏你都可以感觉到游戏的纵深感。所有你要求的方面都不会让你失望。但是3D不同现在普遍的游戏，不是那种你必需得到的东西。KZ3几个月后就将ALPHA测试，它已经能运行得非常流畅了。在这方面你不必担心任何问题。

人物：SQUAREENIX田中弘道—《最终幻想XIV》制作人
　　POINT 6：今年是3D年，3D技术很适合运用在MMO游戏里。
　　—3D游戏有不可预知的乐趣，从设计游戏的角度，你如何发现3D的作用以及为什么要在游戏里运用3D?
　　因为这是个MMO，MMO很强调你在游戏世界里，3D在这方面真有加强作用，真的好像把你置于MMO的世界里，我想今年对业界来说是3D年，我们想尽于尝试，去体会3D技术的发展。

今年3D大战开始在游戏业是种趋势

　　POINT 7：3D可以强化对传统游戏的体验。

人物：KT社 Makoto Shibata—《量子理论》制作人
　　—今年E3像是关于3D对决体感，你认为今年哪个更能引人关注?
　　我个人对3D更感兴趣，体感是很有趣，但是3D是完全不同于体感的游戏体验。眼下的3D游戏都是拥有更强纵深感的传统游戏，对于传统游戏来说，是加强了以前完全没有的新鲜感，所以我更对3D有兴趣。你看过3DS了吗?一旦你拿在手上，你就明白我在说什么。

人物：High Voltage 的 Bill Sullivan—导管2设计师
　　POINT 8：Bill Sullivan是明显的FANBOY，不能相信他。
　　我对3DS很有兴趣，我很想知道他们在做什么，听到令人惊讶的事情。
　　但是对于不是3DS的其它3D，他说“我不是3D饭，我宁愿看没有3D的电影，我想那些才是真正质量过硬的电影，我认为额外用电脑绘画出很酷的效果，阿凡达有很好的3D效果，但是我们真的必须要把反它拍成3D吗?这有更好的体验吗?你可以自己决定是不是戴着眼镜看来整场电影。”
　　我宁愿看人们耍体感，像很多人做得那样，不过我更喜欢按键，我用NATAL可玩不了一个简单的射击游戏，也许你可以，只是我没有想好如何去制作一个好的体感游戏，怎么去提升它的互动水平，我现在只能思考我们怎么去开发体感，了解别人都做了些什么。
　　我记得DS发售时，我们都拉下了脸，但是过了段时间，我们变得需要DS了，当你第一次被问起时，你也许会说“我什么都不知道”，但一旦你静下来思考，你会发现你能在DS上做很多事。我想3D也是一样的情况。

人物：Crytek CEO Cevat Yerli — 《孤岛危机2》
　　POINT 9：360也可以3D，效果绝对不会比PS3差。
　　—在360上不能实现3D是不是有些误解?
　　是的!理论上也许不行，但只是件事情。
　　—你们能做些什么?
　　很神奇，我们发现了这技术，可以普遍用在PC/PS3/360上，都可以达到别另人吃惊的3D效果。对运行游戏几乎没有影响。
　　—就是跨平台的3D技术?
　　是的
　　—在PS3上会表现得更好点吗?
　　绝对不是，实际上很多人都认为在PS3上能实现更好3D效果。就像下面展示的一个我不愿提起名字的游戏，我不知道你是不是看过，当他们说他们是3D时，不知道有没有见识过其它的~~~
　　—我看到索尼发布会上的KZ3，孤岛危机2要比KZ3的3D还要出色?
　　我想那很不错，不过我只是听说，我没有机会看到KZ3的3D效果，我希望我能见到，但是他们不让我看。
　　—为什么不让你看
　　你猜猜
　　—那很傻哟，在索尼发布会上人人都已经见识过了。
　　孤岛危机2会超越，会是主机上最好的3D游戏，我们的3D是超越现在的另一个水平的，也许PC版还要好。
　　—3D会影响硬件处理吧，支持3D视觉会损失吧。你们怎么处理这情况的。
　　对我们的影响是百分之1.5，你玩2D和3D的没有区别，人们问起我们是怎么做的，我会说，是我施了小魔法。
　　—你们相对其它开发者有什么秘密技术吗?
　　没有，不过我们可以在360上运用3D，人们总是在PS3和它的3D方案上投资。想着360没法做，我说，我们证明了，我们在360上做了不可能做的事，而且三个平台一样好。对游戏运行只有一秒0.1帧的影响，你要知道，一秒0.4帧以内的你根本察觉不到。
　　这个游戏里，这种技术是“免费的”，而且我们只渲染一次，那不是魔法，我们是在一次创造二幅图画，这就是我们魔法。2年前我们就开始相关的研究。我们是第一个在全平台实现相同3D效果的，大家都在做，他们用他们自己的方式，我用我们自己的。
　　总结：
　　可以看出来，3D在游戏业是一种趋势，这种趋势几乎是肯定的。
　　索尼PS3，这位3D先锋，很可能会因其3D方案的昂贵费用而试验失败。那真不是一般人能消费得起的(电视就要多少钱?)。从一无所有算起实现3D方案：(电视+PS3)2万元左右。
　　任天堂3DS，索尼为其做了免费宣传，“裸眼3D”好像听起来更为高级的概念，得到了众口一致的好评和期待，以后应该没有失败的可能。从一无所有算起实现3D方案：3DS主机2000元左右。
　　微软360，没有计划是静观其变的态度，也许有朝一日，会坐收渔人也未可知。
　　让我们一起期待今年的3D大战，有竞争是好事，受益的也是玩家。

3D技术的发展历史

　　原理—视觉移位创造真实场景
　　3D就是three-dimensional的缩写，意思就是三维图形， 1839年英国科学家查理-惠斯顿爵士根据“人类两只眼睛的成像是不同的”发明了一种立体眼镜，让人们的左眼和右眼在看同样图像时产生不同效果，这就是当今3D眼镜的基础原理。
　　要说3D影像因何而生?归结起来就是“视觉移位”。
　　我们就从人眼谈起。人的两眼相隔在6厘米左右，这意味着假如你看着一个物体，两只眼睛是从左右两个视点分别观看的。左眼将看到物体的左侧，而右眼则会看到她的中间或右侧。当两眼看到的物体在视网膜上成像时，左右两面的印象合起来，就会得到最后的立体感觉。而这种获得立体感的效应就是“视觉位移”。
　　而拍摄影像时，只要用两台摄影机模拟左右两眼视差，分别拍摄两条影片，然后将这两条影片同时放映到银幕上，放映时加入必要的技术手段，让观众左眼只能看到左眼图像，右眼只能看到右眼图像。最后两幅图像经过大脑叠合后，我们就能看到具有立体纵深感的画面。这就是我们所说的3D影像。

　　历史—不断进化的3D实现方法
　　● 早期黑白立体影像：红绿滤色透镜
　　我们可以自己试着分别用红笔和绿笔在一张白纸上写字，透过红色镜片后，白纸也变成了红色，就看不到红色笔写下的字，但是可以看到绿笔写下的字。而透过绿色镜片看纸当然就看不到绿字，只能看到红笔的字迹。根据这个原理通过红绿眼镜的过滤处理，两只眼睛各自就看到了由两部摄影机拍摄的不太一样的画面，最终两幅画面的叠加就形成了立体视觉，这是早期立体电影红绿滤色透镜技术。这种技术实现起来比较简单，而且造价低廉。
　　● 早期彩色立体影像：分像偏光立体影像
　　普通的光线是沿波浪状路线前进的，如果让光波通过一种特制的镜片，只允许某一种特定的振动光波通过，这种特制的镜片就称为“偏光镜”。而早期彩色立体电影的效果就是利用光的偏振现象形成的。
　　● 目前主流影院采用：主动式数字立体电影
　　现在国内电影院大多使用这种3D电影成像原理，2005年，美国NuVision公司推出XpanD/NuVision主动式数字立体电影系统。XpanD/NuVision主动式数字立体电影系统除一台数字电影放映机外，还包括了3D电影同步分配模块和3D电影红外发射器，观众则需佩戴3D电影主动式液晶同步开关眼镜才能获得立体图像。
　　● 国际流行：被动式DLP圆偏振技术
　　这种被动式DLP 3D数字电影技术是目前国际上主要应用的3D电影技术，使用的眼镜应该叫圆偏振技术眼镜。观看效果上比线偏振有了质的飞跃。观众的左右眼分别看到的是左旋偏振光和右旋偏振光带来的不同画面，通过人的视觉系统产生立体感。
　　● 最方便的观看：裸眼3D立体图像
　　对于已经是近视的朋友来说，再戴一副3D眼镜真的非常痛苦，而最理想的3D观影效果是什么哪?肯定是裸眼就能看出3D效果。“裸眼”3D技术目前还没有成熟，但科学家们也在尝试利用全息成像技术来实现立体效果，后者已经在一些大型活动中成功运用。而在影院方面，美国Real D公司宣布要在10年内让观众摘下3D眼镜直接观看立体电影。终有一天，《少数派报告》里用手触控全息影像，在家中观看3D真实画面的情况将会出现。

3D原理:3D跟2D就是多了一个距离感

最近3D真是火啊，连微硬也来搞3D了，看了在论坛里面大家的回帖，很多都是对3D技术不是很了解的，所以互喷现象很多，所以我在这里以简单的语言、生动的比喻加上简单的图像来描述下3D的原理、实现跟现在各种3D技术。其实我只是希望大家能了解3D的原理后再去对各种帖子进行评价。大家想知道的“凸3D”、“在视频里看不到3D”等言论我的帖子里也有解释。
● 3D的原理
　　为什么人类看东西是3D立体的呢? 3D跟2D就是多了一个距离感，也就是远近。从生物学的角度来说，人们分辨远近主要有两个方面。
　　1 两眼的角度跟接收的画面

● 感到立体感的原因
　　两眼的角度不同，两眼接受的画面不同，两个图像经过大脑运算组合，就成为了3D图像。
　　2 眼睛的焦距
　　人即使是一只眼睛也是能感到远近距离感的，为什么呢?就是因为焦距。
　　以相机来比喻说明，相机是需要对焦的，人眼也是，焦距对上了看的东西才会清晰，人们眼睛的焦距会传达到大脑中，令我们知道距离感。这个要配图的话得涉及到眼睛内部结构我就不画了，反正现在的3D技术跟这个无关系。
　　这里大家可以做一个小小的实验，1闭上一只眼，拿起你身边的一样东西。想必大家都很轻而易举吧。2闭上一只眼，拿起两只笔，慢慢的将笔尖对碰，大家是不是感觉有点困难?然后睁开两只眼睛再做1次，是不是简单了很多?
　　这里可以看出来，焦距所感到的距离不是十分精确的，精度没有两只眼睛所达到的要高。
　　下面开始说说3D技术。
　　3D技术的实现
　　怎样才能在屏幕上看到3D画面呢?答案就是让两只眼睛看到不同的画面。

凸出来的3D

凹进去的3D
　　看到这里，大家应该不会再去分什么凸出来的3D跟凹进去的3D了吧，其实这个只是眼睛的角度问题。

3D四大技术介绍

目前的3D就是利用各种技术来令两只眼睛分别看到不同的影像来制造3D感。
　　1 偏振技术
　　光是一种电磁波，而振动方向和光波前进方向构成的平面叫做振动面，通常光源发出的光，它的振动面不只限于一个固定方向而是在各个方向上均匀分布的。这种光叫做自然光。偏振光就是光的振动面只限于某一固定方向，可以使天然光变成偏振光的光学元件叫偏振片。

　　那么，如果给光源带上偏振片，那么这个光呢，就是在一个方向上的，然后你眼镜在带上这个方向上的偏振片就能看到这个光，要是带上方向垂直于光源的偏振片，那么就啥看不到。
　　以前的3D电影院是有两个投影仪的，每个投影仪播放一只眼睛的影像，然后分别装上方向垂直的偏振片，然后观众带上的眼镜，也是两块不同方向的偏振片，那么就能两只眼睛观看不同的影像形成3D了。
　　优点：效果很好，眼镜轻巧便宜
　　缺点：需要双投影仪，个人感觉比较难制造到显示器上。
　　总结：以前的3D影院都是这个技术，几十年前的老技术反而是效果最好的，科学家们情何以堪啊。。。
　　2 红蓝技术

　　利用滤色来达到两眼不同画面
　　优点：简单便宜，只需一个几块钱的眼镜即可实现
　　缺点：要带眼镜，偏色严重，有漏色现象导致重影
　　总结：这个技术效果很差，没有什么价值，大家平时在家无聊可以玩玩。
　　3 分时技术

　　眼镜跟屏幕是同步的，在奇数帧关闭右眼视觉，打开左眼视觉，屏幕播放左眼应该看到的影像;在偶数帧关闭左眼视觉，打开右眼视觉，屏幕播放右眼应该看到的影像
　　优点：效果不错
　　缺点：要带眼镜，还是个不便宜的眼镜，而且因为每只眼镜只有一半的时间是能看到画面的，可能导致亮度不够，而且屏幕刷新率要在120HZ以上不然可能会感觉到不顺畅。
　　总结：目前各地的3D电影院基本都是利用这个技术，观众纷纷表示影像比较暗。
　　4各种裸眼技术

这里不讲技术(技术有很多而且很复杂)只讲原理，裸眼技术就是用各种火星技术控制光线方向，令左眼应该看到的影像只能在左眼的位置才能看到，右眼依然。
　　优点：不用带眼镜，效果很好
　　缺点：贵(?)，只能在固定方向看
　　总结：目前的新技术，个人认为应该有很大的发展空间。
　　目前的3D技术来说无论是那样都只是利用了1(全息技术例外，那个已经是制造实际影像了)而没有2，所以这也就是3D看久了人会头晕的原因。
　　目前除了全息投影貌似还没有什么火星科技可以同时满足上面的1跟2，这也是3D技术不足的地方。
　　各厂家的3D技术简介
　　任天堂的3DS是裸眼技术
　　SONY的3D是分时技术，其实这种分时眼镜很久之前在电脑上就有了
　　微硬的3D也是裸眼技术，在屏幕前加一个貌似玻璃的板子控制光线方向
　　问题解答：为啥我在视频里看不到3D咧?
　　答：你用摄像机拍人物，给你拍的那个人不是3D的吗?怎么你回家电脑上看就平面了咧?
　　原因解释：摄像机只有一个镜头，就是“一只眼”，3D的东西照出来就变成2D的了。

CAPCOM与SQUAREENIX谈3D未来

　　POINT 4：3D不会取代体感，也许3D会更有未来。

人物：CAPCOM 松山和巧舟—《逆转裁判》《GHOST TRICK》制作人
　　—今年在体感和3D技术之间都有很大的突破，你更看好哪一个，想说点什么?
　　松山：体感现在还胜过3D，因为3D很有冲击力，你看很棒，但是对于人们是不是真的必要呀。体感可以把人们更多带入游戏中，体感正是这样有创新性的东西，因为它让你作了新尝试，而这种尝试是你自己可以做到的。
　　巧舟：最终3D将获胜，因为现在体感不是那么精准。而且有很多WII的模仿者，如果在体感上没有什么创新的操作，也不会获得什么大的成功。所以3D是我们更为关注的技术。
　　人物：Guerrilla Games 的 Hermen Hulst—《杀戮地带3》
　　POINT 5：不用担心支持3D会降低主机处理能力。
　　—从一开始你就准备在游戏里运用3D吗?
　　是的，从第一天起
　　—支持3D是否会减低主机的处理能力?
　　3D是完全不同的渲染，我不认为会减弱表现力，在全程游戏你都可以感觉到游戏的纵深感。所有你要求的方面都不会让你失望。但是3D不同现在普遍的游戏，不是那种你必需得到的东西。KZ3几个月后就将ALPHA测试，它已经能运行得非常流畅了。在这方面你不必担心任何问题。

人物：SQUAREENIX田中弘道—《最终幻想XIV》制作人
　　POINT 6：今年是3D年，3D技术很适合运用在MMO游戏里。
　　—3D游戏有不可预知的乐趣，从设计游戏的角度，你如何发现3D的作用以及为什么要在游戏里运用3D?
　　因为这是个MMO，MMO很强调你在游戏世界里，3D在这方面真有加强作用，真的好像把你置于MMO的世界里，我想今年对业界来说是3D年，我们想尽于尝试，去体会3D技术的发展。

3D四大技术介绍

目前的3D就是利用各种技术来令两只眼睛分别看到不同的影像来制造3D感。
　　1 偏振技术
　　光是一种电磁波，而振动方向和光波前进方向构成的平面叫做振动面，通常光源发出的光，它的振动面不只限于一个固定方向而是在各个方向上均匀分布的。这种光叫做自然光。偏振光就是光的振动面只限于某一固定方向，可以使天然光变成偏振光的光学元件叫偏振片。

　　那么，如果给光源带上偏振片，那么这个光呢，就是在一个方向上的，然后你眼镜在带上这个方向上的偏振片就能看到这个光，要是带上方向垂直于光源的偏振片，那么就啥看不到。
　　以前的3D电影院是有两个投影仪的，每个投影仪播放一只眼睛的影像，然后分别装上方向垂直的偏振片，然后观众带上的眼镜，也是两块不同方向的偏振片，那么就能两只眼睛观看不同的影像形成3D了。
　　优点：效果很好，眼镜轻巧便宜
　　缺点：需要双投影仪，个人感觉比较难制造到显示器上。
　　总结：以前的3D影院都是这个技术，几十年前的老技术反而是效果最好的，科学家们情何以堪啊。。。
　　2 红蓝技术

　　利用滤色来达到两眼不同画面
　　优点：简单便宜，只需一个几块钱的眼镜即可实现
　　缺点：要带眼镜，偏色严重，有漏色现象导致重影
　　总结：这个技术效果很差，没有什么价值，大家平时在家无聊可以玩玩。
　　3 分时技术

　　眼镜跟屏幕是同步的，在奇数帧关闭右眼视觉，打开左眼视觉，屏幕播放左眼应该看到的影像;在偶数帧关闭左眼视觉，打开右眼视觉，屏幕播放右眼应该看到的影像
　　优点：效果不错
　　缺点：要带眼镜，还是个不便宜的眼镜，而且因为每只眼镜只有一半的时间是能看到画面的，可能导致亮度不够，而且屏幕刷新率要在120HZ以上不然可能会感觉到不顺畅。
　　总结：目前各地的3D电影院基本都是利用这个技术，观众纷纷表示影像比较暗。
　　4各种裸眼技术

这里不讲技术(技术有很多而且很复杂)只讲原理，裸眼技术就是用各种火星技术控制光线方向，令左眼应该看到的影像只能在左眼的位置才能看到，右眼依然。
　　优点：不用带眼镜，效果很好
　　缺点：贵(?)，只能在固定方向看
　　总结：目前的新技术，个人认为应该有很大的发展空间。
　　目前的3D技术来说无论是那样都只是利用了1(全息技术例外，那个已经是制造实际影像了)而没有2，所以这也就是3D看久了人会头晕的原因。
　　目前除了全息投影貌似还没有什么火星科技可以同时满足上面的1跟2，这也是3D技术不足的地方。
　　各厂家的3D技术简介
　　任天堂的3DS是裸眼技术
　　SONY的3D是分时技术，其实这种分时眼镜很久之前在电脑上就有了
　　微硬的3D也是裸眼技术，在屏幕前加一个貌似玻璃的板子控制光线方向
　　问题解答：为啥我在视频里看不到3D咧?
　　答：你用摄像机拍人物，给你拍的那个人不是3D的吗?怎么你回家电脑上看就平面了咧?
　　原因解释：摄像机只有一个镜头，就是“一只眼”，3D的东西照出来就变成2D的了。

来源：3D中国