- Спрайт (компьютерная графика)
-
Эта статья нуждается в дополнительных источниках для улучшения проверяемости.
Вы можете помочь улучшить эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Не подтверждённая источниками информация может быть поставлена под сомнение и удалена.Спрайт (англ. Sprite — фея; эльф) — графический объект в компьютерной графике.
Чаще всего — растровое изображение, свободно перемещающееся по экрану.[1] Наблюдение спрайта под несоответствующим углом приводит к разрушению иллюзии. То есть легче всего воспринимать спрайт как перемещающуюся в пространстве проекцию какого-то объёмного тела так, что разница незаметна.
Содержание
Происхождение термина
Слово «спрайт» придумал в 1970-е годы кто-то из Texas Instruments: их новая микросхема TMS9918 могла аппаратно отображать небольшие картинки поверх неподвижного фона.[2]
Спрайты в двухмерной графике
Изначально под спрайтами понимали небольшие рисунки, которые выводились на экран с применением аппаратного ускорения. На некоторых машинах (MSX 1, NES) программная прорисовка приводила к определённым ограничениям, а аппаратные спрайты этого ограничения не имели. Впоследствии с увеличением мощности центрального процессора, от аппаратных спрайтов отказались, и понятие «спрайт» распространилось на всех двумерных персонажей. В частности, в видеоиграх Super Mario и Heroes of Might and Magic вся графика спрайтовая.
К аппаратно ускоренным спрайтам вернулись в середине 1990-х годов — когда развитие мультимедиа и взрывное повышение разрешения и глубины цвета потребовало специализированный процессор в видеоплате. Именно тогда, как обёртка над аппаратным 2D-ускорителем, вышел DirectDraw. DirectX 8 ввёл общий API для двух- и трёхмерной графики, и в современных спрайтовых играх двухмерные спрайты выводятся точно так же, как и трёхмерные — как текстурированный прямоугольник.
CSS-спрайты
Применяются в вебе. Несколько изображений располагаются в одном графическом файле. Для того, чтобы вырезать из файла нужный кусок, применяется CSS — отсюда название технологии.
CSS-спрайты экономят трафик и ускоряют загрузку — браузеру потребуется запрашивать меньше файлов.
Спрайты в трёхмерной графике
Движки первого поколения
Спрайтовые персонажи в Doom. Обратите внимание на два совершенно одинаковых трупа.
В первых трёхмерных играх, например, Wolfenstein 3D (1992) и Doom (1993), персонажи представлялись в виде двумерных рисунков, изменяющих размер в зависимости от расстояния.
На 3D-акселераторах
На 3D-акселераторах применяется такая техника: объект рисуется в виде плоскости с наложенной на неё текстурой с прозрачными областями. Эта технология применяется в трёх случаях.
Оптимизация
Спрайты могут применяться для оптимизации графического ядра, когда отрисовка трёхмерной детализованной модели слишком накладна и может привести к сильному падению скорости рендеринга. Таковыми являются:
- Объекты, присутствующие в сцене в большом количестве и которые, будучи трёхмерными, имели бы большое количество граней и очень сильно влияли бы на производительность — например, публика (рис. 1), трава и т. д.
- Удалённые объекты, которые вблизи рисуются полигональными моделями.
Спецэффекты
Некоторые спецэффекты (например, огонь) выполняются спрайтами, так как полигональный огонь плохо смотрится. Сравните, например, взрывы в Quake 2 (рис. 2) и Unreal Tournament (рис. 3).
Для большей правдоподобности изображения используется большое количество сравнительно маленьких спрайтов (так называемая система частиц).
-
Рисунок 1.
Спрайтовая публика в Rally Trophy -
Рисунок 2.
Полигональный взрыв в Quake 2 -
Рисунок 3.
Спрайтовый дым и взрыв в Unreal Tournament -
Рисунок 4.
Живой актёр в трёхмерном кабинете в realMyst.
Живая съёмка
Изредка спрайты применяются для добавления в игру живого фото или видео. Например:
- Живые актёры, например в realMyst (рис. 4).
- Рычаги управления в симуляторах самолётов, поездов и т. д., сфотографированные в реальной кабине.
Стоит заметить, что в некоторых спрайтовых играх, таких, как Rise of the Triad, спрайты фотографировались с актёров, а не с моделей, игрушек или рисунков.
Появление шейдеров частично снимает потребность в живой съёмке — многие нюансы фотоизображения уже можно передать полигональными моделями в реальном времени.
Разрушение иллюзии
Наблюдение спрайта под несоответствующим углом приводит к разрушению иллюзии. В зависимости от математического аппарата рендеринга («движка»), разрушение может происходить двумя способами.
- «Эффект портрета». Спрайтовый объект постоянно держится к наблюдателю нормалью к поверхности, что приводит к тому, что он визуально «поворачивается» все время к нему «лицом». В небольших пределах это незаметно, но при взгляде, скажем, на монстра сверху он может оказаться «лежащим на спине» на горизонтальном полу и при этом перебирающим ногами, да еще и бегущим в нужном направлении, не меняя более чем странной позы. Для борьбы с этим эффектом применяются наборы из большого числа спрайтов, снятых с разных направлений, которые подменяют друг друга в зависимости от угла наблюдения, но момент перехода от спрайта к спрайту также весьма заметен.
- «Эффект Ельцина». Назван из-за сходства спрайта с картонными портретами первого президента РФ, предназначенными для фотографий-сувениров и устанавливавшимися в людных местах в 90-е годы, совпавшие с расцветом спрайтовых игр. Возникает, если спрайт не поворачивается нормалью к поверхности к наблюдателю, выдавая «плоскостность» объекта даже при небольших изменениях угла наблюдения. Характерен для аппаратно-рендеримых спрайтов, введенных в полигональный «движок» как вспомогательные.
Терминология
- Billboard — спрайт, постоянно повёрнутый лицом к камере (по аналогии с рекламными щитами на автодорогах, которые повёрнуты под наиболее выгодным углом).
- Impostor — спрайт, который заменяет трёхмерную модель на большом удалении.
Примечания
Ссылки
Категория:- Компьютерная анимация
Wikimedia Foundation. 2010.
