待优化：一个双人决斗的摄像机算法
发表于2019-01-21
一年多以前在公司做的一个摄像机算法，当时有点问题没有解决。现在有空闲了写出来想一想思路做做积累，看看能不能再优化一下。
适用范围：场景内只有2人，或一直注视主目标的状态
擅长处理：宏观视角，第三人称的注视视角
最初原型：火影忍者究极风暴的摄像头，可以在一定范围内来回跑动而不会频繁转动摄像机
设计思路：
- 摄像机永远注视敌我双方连线中点（待优化部分）；
- 摄像机按照敌我之间距离的不同有着处理形式的变化；
- 摇杆操作方向的前方永远是当前摄像机视角的前方；
正文：
（注：因为GAD本身的文本编辑原因，Word中所有公式和向量都无法正常显示，请记住这里的线是向量表示）
（注2：为了避免麻烦，本文首发于indienova和奶牛关，我自己3个地方3个号用的名字和头像都不同，转到这里也只是为了多些人看到方便一起交流优化，最终完成这个摄像机。希望别闹出自己抄自己这种乌龙出来。。。）
- 初始变量：我方角色O，敌方角色E，OE中点M，相机在地面的投影C，初始角度θ'；
- 取EO与MC夹角θ，初始化摄像机位置C在|θ| = θ'，偏向角色一方（暂定右），与M距离为length的位置上；
- 随着OE的相对位置变化，M的位置也会有相应变化，C的位置取决于如下规则：
- |θ| <= θ0时，不改变MC的朝向，以当前角度θ进行平移；
- |θ| > θ0时，保持这一最大角度，令MC相对EO进行旋转；
- 注意旋转后，EO和MC的相对位置必须和转动前相同，不能出现转动后越轴的情况；
- 如图1所示，即使C'处在了另外一个轴上，因为未超出最大容忍角θ0，MC的朝向依然不会改变；
- z 此套2D规则基础上，为C添加高度hight，即可得到C的三维坐标，此时摄像机永远位于C点，注视M点；
- 另外该摄像机会根据r的长度，给予不同的θ0、length和hight值：
- r < rmin时，极限角度θ0 = θmin，距离l = lmin，高度h = hmin；
- r <= rmin && r <= rmin 时，计算出percent = (r - rmin) / (rmax - rmin)，极限角度θ0 = θmin + percent * (θmax - θmin)，距离l、高度h亦作相同处理；
- r > rmax时，极限角度θ0= θmax，距离l = lmax，高度h = hmax；
需要开放的可调整数据：
- 距离范围rmin和rmax；
- EO和MC的初始夹角θ'和夹角θmin、θmax；
- MC距离lmin和lmax；
- 摄像机高度hmin和hmax；
优化思路：
目前可以想到的一个优化点就是，其实M点（注视点）的位置，也是一个可以控制的变量。当我更倾向于注视敌人时，可以将M点推到E的位置，这样就和传统的敌人——我——摄像机三点一线的设计比较接近，同时保证了有一定的容忍角度θ0。更倾向于自己时，则可以把注视点回拉，大概也能有不错的视角。
尚存问题：
当双方距离过近时，其实会存在一个圆形范围，即使双方位置任意调转摄像机也不会跟随转动，虽然不会导致过于眩晕的情况，但之后远离怎么恢复原始角度，包括正向越轴（双方面对面行走直至穿插远离，行走射线与屏幕朝向呈90°角的情况）会导致摄像机瞬间转向的问题，如何优化还是未知数。