TBSK 03 Teknik för Advancerade Datorspel

Transkript

1 TBSK 03 Teknik för Advancerade Datorspel

2 Bakgrund / Motivation Fler och fler system (NVIDIA 3D Vision, Playstation 3D, Nintendo 3DS, 3D Android phones,...) 1/17

3 Bakgrund / Motivation Fler och fler system (NVIDIA 3D Vision, Playstation 3D, Nintendo 3DS, 3D Android phones,...) Bara ett gimmick? Exempel visar att hårdvaran är redo 1/17

4 Bakgrund / Motivation Fler och fler system (NVIDIA 3D Vision, Playstation 3D, Nintendo 3DS, 3D Android phones,...) Bara ett gimmick? Exempel visar att hårdvaran är redo => Det är upp till speldesignern att använder dem rätt! 1/17

5 Bakgrund / Motivation Fler och fler system (NVIDIA 3D Vision, Playstation 3D, Nintendo 3DS, 3D Android phones,...) Bara ett gimmick? Exempel visar att hårdvaran är redo => Det är upp till speldesignern att använder dem rätt! 3D handlar om immersion, inte gameplay 1/17

6 Bakgrund / Motivation Fler och fler system (NVIDIA 3D Vision, Playstation 3D, Nintendo 3DS, 3D Android phones,...) Bara ett gimmick? Exempel visar att hårdvaran är redo => Det är upp till speldesignern att använder dem rätt! 3D handlar om immersion, inte gameplay Viktigaste uppgifter Höjer immersion Höjer användarens komfort Inte alltid motsatta mål 1/17

7 Bildskärmsteknik Många olika tekniker finns, vi ska kollar på: Glasögon-baserade system Virtuella realitets system Autostereoskopiska bildskärmar 2/17

8 Bildskärmsteknik Många olika tekniker finns, vi ska kollar på: Glasögon-baserade system Virtuella realitets system Autostereoskopiska bildskärmar Liknande egenskaper 2/17

9 Bildskärmsteknik Många olika tekniker finns, vi ska kollar på: Glasögon-baserade system Virtuella realitets system Autostereoskopiska bildskärmar Liknande egenskaper Alla system som finns att köper för vanliga konsumenter tillhöra de kategorier 2/17

10 Bildskärmsteknik Många olika tekniker finns, vi ska kollar på: Glasögon-baserade system Virtuella realitets system Autostereoskopiska bildskärmar Liknande egenskaper Alla system som finns att köper för vanliga konsumenter tillhöra de kategorier Bilder för vänster/höger ögon: sk vyer 2/17

11 Bildskärmsteknik Shutter glassögon: tidsmultiplex Visar olika vyer efter varandra Bara en ögon ser vyn, den annan ser ingenting 3/17

12 Bildskärmsteknik Shutter glassögon: tidsmultiplex Visar olika vyer efter varandra Bara en ögon ser vyn, den annan ser ingenting Glasögon behöver synkroniseringen med bildskärmen Inbyggt mottagare Behöver batterier 3/17

13 Bildskärmsteknik Shutter glassögon: tidsmultiplex Glasögon behöver synkroniseringen med bildskärmen Visar olika vyer efter varandra Bara en ögon ser vyn, den annan ser ingenting Inbyggt mottagare Behöver batterier PGA av svarta bilden: kan flimmer 3/17

14 Bildskärmsteknik Shutter glassögon: tidsmultiplex Visar olika vyer efter varandra Bara en ögon ser vyn, den annan ser ingenting Glasögon behöver synkroniseringen med bildskärmen Inbyggt mottagare Behöver batterier PGA av svarta bilden: kan flimmer Bildskärm billig, glassögon dyr 3/17

15 Bildskärmsteknik Shutter glassögon: tidsmultiplex Visar olika vyer efter varandra Bara en ögon ser vyn, den annan ser ingenting Glasögon behöver synkroniseringen med bildskärmen Inbyggt mottagare Behöver batterier PGA av svarta bilden: kan flimmer Bildskärm billig, glassögon dyr Användas i de flesta 3D bildskärmar på marknaden 3/17

16 Bildskärmsteknik Shutter glassögon: tidsmultiplex 3/17

17 Bildskärmsteknik Polarisations-baserade system Glasögon-baserad Använder ljus-polarisation för att separera bilderna 4/17

18 Bildskärmsteknik Polarisations-baserade system Glasögon-baserad Använder ljus-polarisation för att separera bilderna 4/17

19 Bildskärmsteknik Polarisations-baserade system Glasögon-baserad Använder ljus-polarisation för att separera bilderna Billiga glasögon, dyra bildskärmar Behöver dubbel så höga upplösning Används i 3D biografer 4/17

20 Bildskärmsteknik Virtual Reality Glasögon med egen bildskärm för varje öga 5/17

21 Bildskärmsteknik Virtual Reality Glasögon med egen bildskärm för varje öga 5/17

22 Bildskärmsteknik Virtual Reality Baserat på sk. Side-by-side Sedan 1840 (dvs även äldre än fotografi!) 5/17

23 Bildskärmsteknik Virtual Reality Glasögon med egen bildskärm för varje öga Stor, tungt Dyr Kan inte användas som vanligt bildskärm men väldig bra immersion 5/17

24 Bildskärmsteknik Autostereokopiska bildkärmer Använder sig av optiska element för att sända ljus i olika håll 6/17

25 Bildskärmsteknik Autostereokopiska bildkärmer Använder sig av optiska element för att sända ljus i olika håll Inga glasögon men betraktaren måste vara i sweetspot Och upplösningen halveras (el. sämre) 6/17

26 Limiteringar Crosstalk / Ghosts Ljus som läcker från en vy till en annan Shutter-glasögon: bythastighet av bildskärmen, synkroniseringen Polarisation: noggrannhet av bildskärmstillverkning, LED utstrålning på sidan Autostereoskopiska display: om inte precis i sweetspot, LED utstrålning på sidan 7/17

27 Limiteringar Crosstalk / Ghosts Ljus som läcker från en vy till en annan Shutter-glasögon: bythastighet av bildskärmen, synkroniseringen Polarisation: noggrannhet av bildskärmstillverkning, LED utstrålning på sidan Autostereoskopiska display: om inte precis i sweetspot, LED utstrålning på sidan Mindre Illumination Shutter-glasögon: svarta perioder Andra: optiska filter 7/17

28 Limiteringar Crosstalk / Ghosts Mindre Illumination Ljus som läcker från en vy till en annan Shutter-glasögon: bythastighet av bildskärmen, synkroniseringen Polarisation: noggrannhet av bildskärmstillverkning, LED utstrålning på sidan Autostereoskopiska display: om inte precis i sweetspot, LED utstrålning på sidan Shutter-glasögon: svarta perioder Andra: optiska filter Trade-off: illumination vs. crosstalk 7/17

29 Limiteringar Eye strain: Överansträngningen av ögonen Kan händer med alla sorts bildskärmar, men: 8/17

30 Limiteringar Eye strain: Överansträngningen av ögonen Kan händer med alla sorts bildskärmar, men: Stereoskopiska bildskärmar är särskilt benägen PGA vergence / accomodation konflikt 8/17

31 Depth cues 9/17

32 Depth cues Principiellt: allt som hjälpa ögon att bedöma djupet 9/17

33 Depth cues Principiellt: allt som hjälpa ögon att bedöma djupet Avändades från konstnärer i bokstavligen hundratals år 9/17

34 Depth cues Principiellt: allt som hjälpa ögon att bedöma djupet Avändades från konstnärer i bokstavligen hundratals år De mest intressanta (för oss): Stereoskopi Ocklusion Motion parallax (mer om detta senare) Skuggor Distans-oskärpa 9/17

35 Depth cues Principiellt: allt som hjälpa ögon att bedöma djupet Avändades från konstnärer i bokstavligen hundratals år De mest intressanta (för oss): Stereoskopi Ocklusion Motion parallax (mer om detta senare) Skuggor Distans-oskärpa Få inte motsäger varann 9/17

36 Depth cues Principiellt: allt som hjälpa ögon att bedöma djupet Avändades från konstnärer i bokstavligen hundratals år De mest intressanta (för oss): Stereoskopi Ocklusion Motion parallax (mer om detta senare) Skuggor Distans-oskärpa Få inte motsäger varann Men: om de stämmer överens, kan de minskar stressen för ögonen 9/17

37 Depth cues Motion Parralax: effekten att byta scenens perspektiv baserade på betraktarens rörelse 11/17

38 Depth cues Motion Parralax: effekten att byta scenens perspektiv baserade på betraktarens rörelse Relaterat: Parallax Scrolling (sedan 1982) 11/17

39 Design Riktlinjer Grafiska algoritmer: undvik allt som skapa ett fusk djup 12/17

40 Design Riktlinjer Grafiska algoritmer: undvik allt som skapa ett fusk djup Undvik billboards Billboard clouds kan fungerar dock 12/17

41 Design Riktlinjer Grafiska algoritmer: undvik allt som skapa ett fusk djup Undvik billboards Billboard clouds kan fungerar dock Var aktsam med 2D effekter HDR effekter som t.ex. blooming Particle effekter Bump mapping 12/17

42 Design Riktlinjer Grafiska algoritmer: undvik allt som skapa ett fusk djup Undvik billboards Var aktsam med 2D effekter Billboard clouds kan fungerar dock HDR effekter som t.ex. blooming Particle effekter Bump mapping Skyboxes: placera så lång borta som möjlig Distans-oskärpa kan motverka möjliga problem 12/17

43 Design Riktlinjer Grafiska algoritmer: undvik allt som skapa ett fusk djup Undvik billboards Var aktsam med 2D effekter HDR effekter som t.ex. blooming Particle effekter Bump mapping Skyboxes: placera så lång borta som möjlig Billboard clouds kan fungerar dock Distans-oskärpa kan motverka möjliga problem Använd så mycket realistisk geometri som möjlig 12/17

44 Design Riktlinjer Använd Anti-Aliasing Alias väldig irriterande om olika för båda ögon Distans oskärpa kan minska effekten, eftersom den oftast uppstå pga av geometri som är lång borta av betraktaren Att blanda bilderna på skärmen (som t.ex. i autostereoskopiska bildskärmar) kan introducera alias-effekter När bilderna blandas på skärmen: anti-alias kan göras i samma steg 13/17

45 Design Riktlinjer Hantera Ghosts Undvik stora kontraster i närliggande pixler Beräkna anti-ghosts om möjligt 14/17

46 Design Riktlinjer Hantera Ghosts Undvik stora kontraster i närliggande pixler Beräkna anti-ghosts om möjligt Fast: det behövs att veta precis hur bildskärmen är byggt, vad betraktaren kommer att se Fungerar inte för alla ghosts 14/17

47 Design Riktlinjer Framför / Bakom bildskärmen? Objekten framför häftigare Men också jobbigare för ögonen Wander off problem 15/17

48 Design Riktlinjer Framför / Bakom bildskärmen? Objekten framför häftigare Men också jobbigare för ögonen Wander off problem 15/17

49 Design Riktlinjer Om bildskärmen används för input (touchscreen): Input-element skulle läggas på bildskärmen DVS inte bakom eller framför Men skulle inte bli blockerat av andra element Eller blockera andra element som ligger framför bildskärmen 16/17

50 Design Riktlinjer Om bildskärmen används för input (touchscreen): Input-element skulle läggas på bildskärmen DVS inte bakom eller framför Men skulle inte bli blockerat av andra element Eller blockera andra element som ligger framför bildskärmen => Alla andra objekten skulle ligga bakom bildskärmen 16/17

51 Design Riktlinjer Om bildskärmen används för input (touchscreen): Input-element skulle läggas på bildskärmen DVS inte bakom eller framför Men skulle inte bli blockerat av andra element Eller blockera andra element som ligger framför bildskärmen => Alla andra objekten skulle ligga bakom bildskärmen Generellt: Lägg allt bakom bildskärmen Spara objekten som ligger framför för chock-element Kommer då vara ännu häftigare Ser till att de funkar ihop med input-elementen 16/17

52 Konklusion Inte överanvänder effekten 17/17

53 Konklusion Inte överanvänder effekten Minskar eye strain så mycket som möjlig 17/17

54 Konklusion Inte överanvänder effekten Minskar eye strain så mycket som möjlig Använd korrekta Depth Cues 17/17

55 Konklusion Inte överanvänder effekten Minskar eye strain så mycket som möjlig Använd korrekta Depth Cues Kollar på forskningen inom video-kompression (där finns mycket mer publikationer än inom 3D spel, de flesta går att använder direkt) 17/17

56 Konklusion Inte överanvänder effekten Minskar eye strain så mycket som möjlig Använd korrekta Depth Cues Kollar på forskningen inom video-kompression (där finns mycket mer publikationer än inom 3D spel, de flesta går att använder direkt) Ta reda på vilka effekter fungerar med 3D, och vilka inte (och hur man kan modifiera dem så att de fungerar) 17/17

57 Konklusion Inte överanvänder effekten Minskar eye strain så mycket som möjlig Använd korrekta Depth Cues Kollar på forskningen inom video-kompression (där finns mycket mer publikationer än inom 3D spel, de flesta går att använder direkt) Ta reda på vilka effekter fungerar med 3D, och vilka inte (och hur man kan modifiera dem så att de fungerar) Inte alla spel ägnar sig åt 3D 17/17