遊戲中的牛頓力學，簡析遊戲物理機制

前文：遊戲的藝術修養：加速通脹的內部經濟機制

遊戲的藝術修養第二彈來了，前文對內部經濟機制進行了剖析，本文就來講講遊戲的物理機制，純手打，希望夥計們點個贊哈

在遊戲的藝術修養：加速通脹的內部經濟機制一文中，在之前的文章中，我們其實探討了一些遊戲的內部經濟機制內容，內部經濟機制和遊戲角色的成長往往建立十分密切的聯絡，從而發揮機制的作用。但顯然，遊戲的內部經濟機制無法承載整個遊戲的內容，遊戲開發者必須在遊戲裡嵌入其他的機制從而使遊戲擁有可玩性。而我們今天探討的內容，就和遊戲的另一機制——物理機制有關。


物理機制是什麼呢？

我們都學過物理，簡單點兒講，物理就關於運動和力的科學。當然，這裡主要是說傳統物理，量子物理超出了傳統物理學範疇，就不是我們討論的範疇了。

遊戲的物理機制可以描述為決定遊戲中物理特性的機制，當開發者創造了一個遊戲世界，創造了一個遊戲角色，你總得讓這個遊戲角色在這個遊戲世界裡做點什麼吧，比如左右移動，跳上跳下，或是駕駛交通工具。在這個過程中，物體的位置、移動方向以及物體之間的重疊碰撞會使這個遊戲產生什麼樣的變化呢？我們總不能在遊戲開始之前，就預測出所有的玩家行為，並將這些行為當成輸入，一一對應的編寫一套輸出吧！這個計算任務量，用膝蓋想都覺得腦殼疼，況且玩家行為是不可能完整預測的。


既然無法控制輸入，就只能在機制暗箱裡設定一套規則，這就是遊戲的物理機制，一如我們開始所介紹的，這個機制決定了物體的物理特性，使物體（角色）能夠按照規則進行運動，不論玩家進行了怎樣的行為輸入，都會被投入到規則套組中，最終得出一個值，不會出現無解的情況。可以說，從超現實主義風格的第一人稱射擊遊戲到《憤怒的小鳥》這樣的物理益智遊戲，物理機制都扮演著重要角色。


那麼，物理機制是如何發揮作用的呢？

人們的思維會不自覺受到現實習慣的影響，在現實生活中我們怎麼移動，怎麼跳起、落下，怎麼翻越高牆，物體摔落時會不斷加速，扔出時會呈現一條拋物線，這些現實中司空見慣的場景已經深深刻印在我們的腦中，以至於在見到那些反常的物理運動，總會下意識地張開嘴，情不自禁來一聲“哇哦”！

我的意思是說，當開發者去設計物理機制時，首先會想到將現實生活中的經驗應用到遊戲世界當中，也就是說很多時候，遊戲的物理機制都會以牛頓力學理論為基礎進行設計，這便是物理機制發揮作用的第一步，引進機制設計理論。


我記得在大學時期，智慧手機剛剛興起地時候，像《割繩子》、《鱷魚洗澡》這樣的益智手機遊戲和《憤怒的小鳥》一起獲得了不少擁躉，我們終於可以通過一個遊戲來展示自己當時的物理學習水平。



當我們用牛頓力學理論去審視諸多我們曾流連忘返的遊戲時，發現如果嚴格按照現實中的物理理論去設計遊戲世界的物理特性，那些飛簷走壁、徒手攀巖、空中變向等等匪夷所思的遊戲動作都將不復存在，雖然讓遊戲照進現實也是當下遊戲設計的一種趨勢，但那種跳出現實的新鮮感對玩家來說同樣不可或缺，只要不是過於離譜，讓玩家們感受到智商被侮辱，玩家們還是很樂意在遊戲裡扮演超人，飛天遁地、無所不能。

這就涉及物理機制發揮作用的第二步，理論改造。通常開發者們需要修改牛頓的力學理論，使其能夠配合遊戲玩法，比如將重力常數降低，使引力變得更小，角色跳的更高，獲得更長滯空時間；修改摩擦力的計算公式，使得摩擦力變大，讓角色即便在光滑的峭壁上也能毫不費力地攀爬。如果沒有這些改動，恐怕我們也無法在《塞爾達傳說·曠野之息》裡走過千山萬水，在《鬼泣5》裡華麗地拔刀亂斬。


完成了理論改造，還要注意什麼呢？最近通關了《巫師3》，除了那些精緻流暢的畫面，引人入勝的劇情設計，讓我印象深刻的還有傑洛特的老寒腿。最年老的獵魔人維瑟米爾在對抗狂獵的凱爾莫罕保衛戰裡犧牲了，於是傑洛特離最年老的獵魔人又進了一步，這讓我常常懷疑，CDPR給了傑洛特一雙不太利落的腿腳就是為了告訴我們，傑洛特其實已經不再年輕？

這當然是玩笑話，從傑洛特背後那兩把鋥亮的長劍、滿布兜的戰利品，還有滿世界找女術士打樁的軼聞趣事，可以證明，老傑洛特依然生猛。可就是這麼生猛的傑洛特，稍微高點的斷壁殘垣就攀不上去，跳三尺高，動不動還得來個前滾翻緩衝；稍微抖點兒的山坡，往往快走上去了，就給你來個不小心打滑，一溜煙滑到山腳下，姿勢還挺帥氣，說實話，我都要氣炸了。


漸漸的，我開始琢磨出一點這裡面的套路，如果有一天老傑洛特也能飛簷走壁了，那某些很難的任務就會變得非常簡單，甚至毫無意義；而如果讓老傑洛特的老寒腿更嚴重一些，那麼有些任務你無論如何都難以完成。也就是說，物理機制和地形必須互相進行配合，來實現某些特定的玩法。這便是我想說的第三點，物理機制的延伸。

通過123，齊步走，角色的物理特性才能正確服務於玩法，從而創造一個更加有趣的遊戲！

來源：NowGame
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