Tôi là người mới bắt đầu học về hoạt hình máy tính (cho các trò chơi). Cho đến nay, phương pháp duy nhất mà tôi đã bắt gặp là vẽ từng khung hình, mỗi khung hình cập nhật. Vì vậy, khi bắt đầu mọi khung hình, toàn bộ khung hình sẽ bị xóa, và sau đó những thứ cần thiết cho khung hình đó được vẽ lại.

Câu hỏi của tôi là liệu phương pháp này có phải là phương pháp duy nhất được sử dụng để tạo hoạt hình và trò chơi hay không. Có vẻ như nó là một chút không hiệu quả. Tôi cũng không hiểu phương pháp này sẽ hoạt động như thế nào đối với các trò chơi 3d . Ai đó có thể vui lòng giải thích điều này chi tiết hơn?

Các trò chơi rất cũ đã sử dụng một kỹ thuật trong đó chỉ những phần của khung được vẽ lại đã thay đổi trên khung đó. Những gì tôi có thể nhớ, trò chơi "Little Big Adventure" sử dụng kỹ thuật này (1994). Nhưng bạn có thể thấy rằng trò chơi này hầu hết thời gian là một camera tĩnh. Chỉ khi bạn di chuyển ra khỏi khu vực có thể nhìn thấy, cảnh mới được vẽ lại. Nếu bạn chơi trò chơi, bạn cũng sẽ nhận thấy một độ trễ nhỏ trên khung đó. Trên các GPU hiện đại với các công cụ trò chơi hiện đại, mọi thứ đã thay đổi. Tất cả mọi thứ được vẽ lại trên mỗi khung. Tùy thuộc vào kỹ thuật kết xuất, mọi thứ thậm chí có thể được kết xuất nhiều lần. Khả năng tính toán của GPU chỉ cực kỳ cao khi bạn sử dụng nó một cách chính xác. Nhưng tái sử dụng đang xảy ra. Ví dụ, một công cụ có thể quyết định chỉ cập nhật bản đồ bóng mỗi khung hình thứ 5. Hoặc ánh sáng không được cập nhật miễn là không có thay đổi trong nguồn sáng.

Không.

Ít nhất nếu bạn bao gồm các trò chơi cũ từ những năm 70 đã sử dụng màn hình vector.

Ví dụ, trò chơi Asteroid được biết đến rộng rãi, ban đầu được phát triển cho màn hình vector, một cách khác nhau về cơ bản để hiển thị đồ họa lên màn hình.

Màn hình vectơ cũng được sử dụng bởi một số trò chơi arcade từ cuối những năm 1970 đến giữa những năm 1980 như Asteroid, Tempest và Star Wars. Atari sử dụng thuật ngữ Quadrascan để mô tả công nghệ khi được sử dụng trong các trò chơi video của họ.

https://en.wikipedia.org/wiki/Vector_monitor

Đồ họa thời hiện đại được tạo ra khá nhiều 100% cho rasterizaton, theo định nghĩa, ghi nội dung của bộ đệm đồ họa vào màn hình mỗi khung hình.

Ở mức thấp nhất, bộ xử lý đồ họa trên máy của bạn thực sự sẽ tính toán từng khung hình từ đầu và gửi nó đến màn hình của bạn. Tuy nhiên, bạn sẽ chỉ được tiếp xúc với điều này, nếu bạn tự mình quản lý công cụ cấp thấp này [1] Bất kỳ công cụ đồ họa nào (và với điều đó, trò chơi-) sẽ xử lý những việc này cho bạn và bạn có thể tự do thể hiện cảnh trong điều kiện của nhiều thực thể mà bạn có thể sửa đổi giữa các khung, nhưng sẽ liên tục.

... phương pháp này sẽ hoạt động như thế nào đối với các trò chơi 3d ...

Các yếu tố trong không gian 3D vẫn tồn tại, một lần nữa, công cụ đồ họa sẽ tính toán lại hình ảnh trên màn hình của bạn cho bất kỳ thay đổi nào xảy ra (chuyển động của camera, v.v.)

[1] ... ví dụ nếu bạn viết công cụ của riêng mình [2] bằng một cái gì đó như OpenGL. Ngay cả trong trường hợp đó, bạn có thể sẽ lưu trữ những thứ liên tục giữa các khung.

[2] Đây không phải là một lựa chọn ở cấp độ kỹ năng hiện tại của bạn.

Câu trả lời ngắn gọn: Không.

Câu chuyện dài:

Khi tôi học một số chương trình trò chơi ở trường, chúng tôi được dạy làm như sau:

Quyết định tốc độ khung hình / giây mà chúng tôi muốn trong trò chơi (ví dụ 30).

Viết một số mã thêm 1 vào một bộ đếm cho mỗi khoảng (33 msec trong 30 khung hình / giây). Mã này chạy đồng thời với vòng lặp trò chơi.

Sau đó, vòng lặp trò chơi thực hiện các tính toán cho trò chơi (cập nhật trạng thái trò chơi) sẽ giảm cùng một bộ đếm cho mỗi khung hình. Nhưng các tính toán đồ họa và vẽ lên màn hình sẽ chỉ được thực hiện nếu bộ đếm ở mức 0.

Kết quả là tốc độ khung hình đồ họa sẽ điều chỉnh tùy thuộc vào mức độ cpu xử lý các tính toán trong trò chơi. Khi không có quá nhiều điều xảy ra trong trò chơi, việc tính toán rất dễ dàng và tốc độ khung hình đồ họa sẽ cao hơn so với cập nhật trạng thái trò chơi thực tế (về cơ bản lãng phí chu kỳ vì chúng ta vẽ cùng một trạng thái trò chơi nhiều lần trên màn hình).

Nhưng sau đó, có rất nhiều điều đang xảy ra trong trò chơi, cpu sẽ có nhiều việc phải làm hơn và các cập nhật trạng thái trò chơi sẽ được ưu tiên hơn so với vẽ trên màn hình.

Hầu hết thời gian, trò chơi sẽ tiếp tục cập nhật với tốc độ dự định, nhưng sẽ xuất hiện "lag" vì bạn sẽ không thấy mỗi bản cập nhật trên màn hình. Điều này có thể thích hợp hơn khi toàn bộ trò chơi bị chậm lại vì bạn buộc nó phải rút ra từng bản cập nhật trên màn hình.

Tất cả điều này được thực hiện với C ++ và không có công cụ trò chơi, cũng như card đồ họa. Tất cả mọi thứ chạy trên một cpu lõi đơn. Chúng tôi đã sử dụng một số thư viện cho đồ họa 2d.

Trước khi người ta có thể nói liệu trò chơi video có "vẽ" màn hình ở mọi khung hình hay không, trước tiên cần xác định nghĩa là "vẽ". Chắc chắn có nhiều trò chơi video chắc chắn không phải tất cả đều vẽ mọi khung hình bằng cách lắp ráp một bitmap từ đầu; thật vậy, nhiều nền tảng chơi game không bao giờ lắp ráp bitmap đầy đủ cả .

Có một vài cách tiếp cận trò chơi video có thể thực hiện để tạo màn hình. Một số rất nhỏ có CPU bật và tắt chùm tia điện tử hoặc cho mỗi pixel hoặc, đối với các trò chơi quét vectơ, đặt tọa độ XY của mỗi dấu chấm được vẽ. Hầu hết các trò chơi làm điều này phần lớn nhằm mục đích chứng minh rằng CPU đủ nhanh. Các trò chơi thông thường hơn sẽ có phần cứng, trong trường hợp không có sự tham gia của CPU, sẽ xuất ra một số mẫu pixel hoặc vectơ để hiển thị nhiều lần. Mẫu này có thể được tạo ra bằng cách đọc dữ liệu tuần tự từ một vùng bộ nhớ và diễn giải từng bit hoặc nhóm bit dưới dạng màu pixel (cái này được gọi là hiển thị bản đồ bit). Trong một số trường hợp, phần cứng có thể đọc một byte bộ nhớ cho mỗi 8x8, 16x16, hoặc khu vực kích thước khác của màn hình và sau đó sử dụng byte đó để chọn một phạm vi bộ nhớ để đọc dữ liệu pixel (điều này thường được gọi là hiển thị bản đồ ký tự). Một số nền tảng phần cứng có thể phủ nhiều màn hình bitmap với các vị trí có thể định cấu hình. Chúng được gọi là sprite.

Một số nền tảng không cho phép thay đổi mẫu hiển thị trong khi nó được gửi đến màn hình, nhưng thay vào đó yêu cầu tất cả các cập nhật xảy ra sau khi chùm tia đã vẽ xong một khung hình nhưng trước khi nó bắt đầu vẽ tiếp theo. Trên các nền tảng như vậy, mọi thứ sẽ xuất hiện trên một khung cần phải được tải vào phần cứng màn hình trước khi bắt đầu khung đó và màn hình sẽ bị giới hạn hiển thị một mẫu có thể được thiết lập cùng một lúc. Nếu CPU ngừng chạy trong khi khung hình đang được hiển thị, thì khung hình đó sẽ tiếp tục được hiển thị vô thời hạn. Các nền tảng khác cho phép thay đổi hoặc cấu hình lại mô hình trong khi nó được vẽ lên màn hình. Điều này cho phép hiển thị một màn hình phức tạp hơn nhiều so với mạch video có thể tự xử lý.

Hầu hết các trò chơi máy tính cá nhân sử dụng phần cứng được cấu hình để vẽ một màn hình bitmap, sau đó vẽ lên màn hình đó bất cứ thứ gì cần phải khác với những gì đã có. Đôi khi có thể dễ dàng hơn để vẽ mọi thứ mà không cần quan tâm đến việc nó có thực sự cần thiết trong một trường hợp cụ thể hay không, nhưng nếu mã có thể dễ dàng nói rằng không có lý do nào để một phần của màn hình thay đổi, hiệu suất có thể được cải thiện bằng cách bỏ qua phần đó. Các nền tảng ngày nay thường đủ nhanh để chúng có thể vẽ toàn bộ màn hình nhiều lần trong suốt quá trình của một khung, nhưng trong lịch sử thì không phải vậy. Ví dụ, mã nhanh nhất có thể để ghi tất cả các pixel trên màn hình độ phân giải cao của máy tính Apple II sẽ mất nhiều hơn hai khung hình và mã nhanh nhất có thể để sao chép tất cả các pixel trên máy tính Apple II ' Màn hình độ phân giải cao từ bộ đệm khác sẽ mất gấp đôi. Để có được hiệu suất tốt đòi hỏi các trò chơi chỉ cập nhật những thứ thực sự thay đổi, và đó là những gì các trò chơi hay thường làm.

Nói ngắn gọn, tôi muốn nói rằng không phải tất cả các khung hình đều được vẽ mà chỉ là những khung hình được yêu cầu để trình bày câu chuyện hoặc chủ đề trò chơi hoặc trò chơi của bạn. Cộng với thời gian của những điều bạn muốn xảy ra trong một số trường hợp nhất định sẽ có vấn đề.