固定视角游戏中，摄像机对关卡设计的作用

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大家好啊我是《噬莱姆计划》的制作人蛋饺！
随着噬莱姆进入关卡堆量阶段，对关卡素质的考验就逐渐展现出来了，策划对设计方法的总结显得很重要。最近，我们经常在讨论摄像机，摄像机有很多参数，有视角，视野大小，摄像机位置等。这些参数的合理运用都会产生不同的效果，从而服务游戏的设计目的。因此，本文以噬莱姆和其他优秀游戏为例，结合噬莱姆的关卡设计经验，分享固定视角的游戏中，摄像机对关卡设计的作用，总结摄像机的多种使用方法。
议题1：固定视角 VS 自由视角
视角通常是三维空间里的概念，在3D游戏里它通常指摄像机观察3D世界的角度，可以有固定视角（或者几乎固定的视角）和自由视角（也分XY轴或XYZ轴自由视角）；而在绝大多数2D游戏里，可以看作摄像机时刻正对2D平面拍摄，所以也是固定视角。这两种视角的游戏都各有庞大的受众，如何选择，只是取决于游戏玩法、游戏受众和开发商成本考量而已，并无优劣之分。
固定视角：塞尔达智慧的再现，采用3D建模和光照，但控制摄像机固定为斜俯视视角：

空洞骑士这样的纯2D游戏，自然也是固定视角：

自由视角：超级马力欧奥德赛，采用3D建模和光照，允许玩家在水平和竖直方向自由调整摄像机，视角的集合是球面

自由视角允许玩家从任意角度观察世界，给玩家带来极高的自由度体验，但这也带来了玩家上手门槛更高、建模更复杂、战斗设计更困难、信息控制更困难的问题。而固定视角或者2D游戏，玩家更易上手，开发成本更低，也让某些创意关卡更容易落地。
议题2：摄像机参与设计的重要性：SCC法则
根据我大量的GameJam经历和噬莱姆的开发经历，可以得出，在开始做一款固定视角独立游戏的时候，牢记SCC法则来进行原型设计和素材预生产非常重要。SCC即
Scene（场景）
Camera（摄像机）
Character（角色）
这个法则的作用是：在制作关卡原型时，根据游戏玩法目的，反复思考合适的  场景 : 摄像机 : 角色  比例，可以明晰关卡设计的方向，以及大大降低素材返工的概率。
以《空洞骑士》为例，在所有情况下，Camera：Player 比例固定，这是均衡了平台跳跃、战斗、探索体验、辨识度的前提下，得出的相对优雅的比例

《空洞骑士》BOSS战——乌姆
Scene：Camera：BOSS ≈ 24：6：1（如下图）

《空洞骑士》BOSS战——吸虫之母
Scene：Camera：BOSS ≈ 24：8：1（如下图）

这两个都是空洞骑士BOSS房中比较少见的Scene：Camera > 1:1的大场景情况。
但对于BOSS角色的大小设计和构图位置，却有很大的不同。
乌姆的BOSS面积更小，且行动方式为随机飞行；破局关键的爆炸水母，面积也很小，且在地下随机上升——这都导致了玩家的目标元素，出现在视野边缘或者外部的情况：

而吸虫之母选择了增大BOSS的面积，且把它置于Scene的正中央，结合Scene：Camera ≈ 4：1的比例，玩家无论在哪个角落，都能时刻观测到吸虫之母的位置：

当然大家肯定都知道，吸虫之母BOSS战最棘手的是解决乱飞的吸虫，吸虫之母起到的作用更多是确定飞虫生成的方向。
这种大场景模式的BOSS战，战斗循环通常是【发现目标点】——【前往目标点】——【解决问题/破招】——【对核心BOSS造成打击】，这注定了玩家具有高频的跑图操作，在俯视角游戏很容易，而在平台跳跃则需要检验跳跃操作了。
再看看《空洞骑士》BOSS战——大黄蜂（又称：假装自己玩上了丝之歌），这是常见的BOSS房，Scene：Camera = 1:1，摄像机的【坐标】不会移动，我们称之为【机位固定】

这么设计的原因是，BOSS本体具有很高的机动性，玩家需要时刻注意BOSS的行为轨迹，使用适当的操作进行躲避、攻击、骗招。因此，玩家需要稳定的摄像机视野来专注于敌人的行为或场景的变化。
事实上，在《蔚蓝》的大多数关卡中，也达到了机位固定的效果——玩家在一个不会移动位置的摄像机下游玩关卡：

但事实上蔚蓝的一个章节大部分地图连贯，只是采用了【玩家到达边缘】——【摄像机切动】的方式，达到机位固定的目的而已。
那既然地图本身以及做成连贯的了，《蔚蓝》为什么还要做成机位固定？为什么《空洞骑士》大部分地图就不做机位固定，而是跟随玩家呢？
接下来，我将深入研究摄像机的【位置】和【视野】如何共同决定关卡体验，分析【跟随机位】和【固定机位】的区别。
摄像机参数
摄像机的表现通常由：位置（坐标）、视野（长宽或缩放系数）、角度（2D的Z轴旋转或3D的XYZ轴旋转）这几个参数决定，用合理的算法计算这些参数可以大大优化游戏表现
摄像机位置（下称“机位”）是摄像机效果最重要的决定因素。
大家可以参考这篇文章，文章提到了玩家接受游戏画面时的神经学背景，也全面地讲述了不同游戏设计引申出的不同机位方案，帮大家从硬件历史和游戏设计上全面地数理各种方案的来源： 译介|横版游戏的摄像机移动理论与实践 | 机核 GCORES 
借用文章的观点，引申出了设计机位时，需要解决的“三个问题”：
注意力:利用摄像机提供有效的游戏信息显示和反馈(玩家需要看到些什么)
互动感:把玩家所作的操作清晰的反馈出来，让背景变化变得可预测，并且与操作紧密相连(玩家想要看到些什么)
舒适度:根据背景变化的前后关系进行调整或减缓背景的变化速率(如何让摄像机平稳舒适的移动以满足视觉上的需求)
所以，接下来将结合我们的设计经历，和大家探讨如何解决以上的“三个问题”
议题3：跟随机位设计方案
1、跟随物体
方案（1）强制跟随主角：在刚开始制作游戏时，我会不经思考地直接采用这种方式，让摄像机坐标 = 主角坐标，因为它实现起来最方便：

我们用上面的“三个问题”来反问自己，这种方案怎么样？
注意力：玩家（这里指游玩游戏的人）通常最关心主角（这里指玩家操控的游戏角色）和主角周边的情况。这种方案下，主角时刻处于画面重心，摄像机及时刷新主角周边的信息，有利于玩家专注主角的情况
互动感：摄像机的移动趋势和主角的移动趋势完全相同，可以清晰地反馈玩家的操作
舒适度：因为主角的移动是高频操作，所以在这种方案下，画面的移动也同样变成高频操作，持续高频的画面移动也许会让玩家感到疲劳和不适，而这取决于画面移动的速度
方案（2）缓动跟随主角
这种方案，在摄像机坐标更新到主角坐标的过程中增加了插值，让跟随变得具有延迟且缓和：

它在 舒适度 层面，相较于方案（1）的强制绑定有所优化，因为缓动跟随，在结果上消减了主角高频移动所导致的画面高频移动
但缓动的延迟程度也需要控制：如果缓动过程过于冗长，主角移动和画面移动出现了严重的反馈延迟，操作与视觉反馈不一致，则可能在 互动感+舒适度 层面造成副作用
方案（3）摄像机窗体跟随主角
我们给定一个固定于摄像机窗口内的窗体，指定窗体相对摄像机的坐标、窗体的大小，当主角到达窗体边缘时，摄像机才朝着玩家的方向进行跟随

这种方案下，玩家只要在窗体内互动，摄像机都不会出现移动，有效降低了过度高频的画面移动带来的 舒适度 问题。
但窗体方案也容易造成新的 注意力 问题——窗体跟随意味着主角必须走到窗体边缘时，摄像机才发生跟随，也就是说 玩家的移动意图 和 摄像机的跟随反馈 出现了更大的延迟，即 主角前方视野的信息（道路情况、怪物情况等）变少了，玩家的注意力达到高度紧张状态，这不符合大多数情况下的游戏体验（某些游戏，例如恐怖游戏，可以反着利用这个特点，刻意遮蔽前方可见信息，来造成焦虑不安的体验）

为了解决上述信息传达的问题，我们可以引入 偏移 来尝试解决
方案（4）跟随主角 + 固定偏移
偏移的意思是，让摄像机坐标在跟随主角坐标的前提下，再增加偏移。偏移同时适用于强制跟随主角或窗体跟随。上面提到，摄像机一般都不能成为干扰玩家获取前方信息的因素，因此偏移的设计要考量（1）主角当前的前进方向（2）主角前方视野希望一次性容纳的信息数量（3）主角后方预留的视野大小。

例如《空洞骑士》，偏移的方向会和小骑士朝向同步：

方案（5）跟随主角 + 定制化偏移
很多开发者在关卡里预设了多样的定制化的偏移，来更灵活地适应不同的关卡内容，让游戏出现电影的观感。
例如《Inside》就充斥着大量的定制化摄像机偏移：

翻越栅栏前后的偏移变化：翻越前隐藏前方信息，翻越后展开前方信息

高墙前的偏移变化：稍微露出高墙前方视野提供目标信息，然后留出大量的后方视野，引导玩家注意关键物品

我们在制作《噬莱姆计划》时，也适当运用了这样的偏移：右侧箱庭谜题中，需要利用右上角的怪物破解谜题，因此在玩家进入右侧Trigger后，利用向上偏移，让怪物这种新的信息进入玩家视野，引起玩家注意

总结：在摄像机跟随角色进行移动时，我们需要
（1）首先明确关卡设计目的
（2）结合【注意力】【互动性】【舒适度】三个维度，来对摄像机进行跟随方案的调整，以达到最佳的信息传递目的

议题4：固定机位与跟随机位的思路差异
固定机位，是指摄像机位置不会跟随某个物体，而是根据预设好的条件固定在某个位置
《空洞骑士》为什么采用跟随摄像机方案？而《动物井》和《蔚蓝》为什么采用固定摄像机+切屏方案？
《空洞骑士》大部分情况都是跟随机位：玩家被驱动在探索遭遇战斗（遇到问题）——战斗（解决问题）推进探索的核心循环中，而游戏地图绝大部分的怪物设计都是小怪，侧重玩家行动技能与战斗的结合，玩家沉浸在巨大的圣巢世界，在移动中持续观察环境、敌人与路径，对前方视野外的内容时刻保持好奇与警惕，适配其以战斗为主的体验。

这些最小问题单元是离散均匀分布在地图里的，因此使用顺滑流畅的跟随机位更合适
（但如果是BOSS设计或小怪车轮战，则通常又把玩家限定在“BOSS房”中，让战斗区域与外界产生解耦，因此这也穿插进了一些固定机位）
而对《动物井》来说，玩家被驱动在探索遭遇谜题（遇到问题）——解谜（解决问题）推进探索的核心循环中，而解谜，通常涉及多机关、多空间的联动，这样的谜题就是“最小问题单位“，则会发现这个最小问题单位大得多，并且和地形密切相关！

因此，用固定切屏制造限定视野，将信息严格框在单屏内，强迫玩家专注细节解谜。玩家更需要记忆房间布局与机关联动，贴合其密室式迷宫地图。
那么对于《蔚蓝》而言，它的“最小问题单位”就是1个屏的闯关了，这通过研究蔚蓝的存档点投放可以轻易得知。玩家需要一个稳定的摄像机，牢牢记住画面内的路径、冲刺点、跳跃点......来闯关，如果采用跟随摄像机，则玩家还需要肩负预判视野外信息这一高难操作。

当然，使用固定机位+切屏式方案，也会一定程度降低游戏世界的沉浸感，开发者需要均衡使用。
因此，当我们在设计跟随机位和固定机位时，需要从（1）最小问题的单位投放规律（2）玩家信息负担情况（3）世界沉浸感等方面综合考量，才能营造给玩家最舒适、最惊艳的游戏体验。
本文的内容就分享到这里，我们首先探讨了游戏屏幕的各种元素是怎么和摄像机产生关系的，设计师要怎么利用设计不同元素的大小比例来达成设计目的；接着探讨了摄像机的运动对玩家体验带来的影响，以噬莱姆和其他游戏为例给出了一些摄像机算法的解决方案，并针对不同游戏类型的地图和问题投放案例进行了分析，最终得出了固定视角游戏中，摄像机设计的几大考量角度，希望能对你有帮助！