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动力模拟-设备调校 [FOV诠释]

翻译:@zoloat           原文出处:点击此处

简介

为何你要阅读这篇文章?为什么要了解FOV?大部分人都会忽视FOV数值,或者只是随意调整直至看到整个操控台和后视镜为止。但这样做是否正确?当然不能说错误——如果他们只想获得街机般的游戏体验,并不关心是否获得准确的外界视野——他们就是正确的。

但我们先进入正题。当然,FOV数值是作为获得真实模拟赛车体验中的重要组成部分。在接下来的几段内容,你会学习到FOV,如何根据你的赛车支架来进行正确的调整(包括只有桌面和单显示器加上方向盘套在上面,例如笔者!),并最后能够知道怎样在家里设置到尽量接近到真实的赛车体验。

顺便说一下:
为了获得最佳大屏幕显示体验,近乎180度的显示画面来覆盖你的余光,真正完整的速度感,就必须拿出一套三屏显示器或Oculus Rift(或类似的);这篇文章的下一部分将解释为何这是重要的。不管怎样,我的意见是,你不需要周边景色仍可以正常游玩,并获得准确的视野。通过设置正确的FOV我显著提升过很多次,它可以让你计算出刹车的准确时间来更好地通过弯心,而不偏离路线;比最佳数值更高的FOV会导致聚焦区域变得非常小,而且速度也感觉更慢,导致你偏离正确路线。而另一方面,数值过于小的FOV,感觉就像通过望远镜来驾驶,能够看到非常远的景物,但却看不到附近!

尽管这么说,如果你能获得一套三屏显示器,请务必不要拒绝。或者更好,能够获得Oculus Rift的话,不要犹豫!要说沉浸式体验的话它的确比三屏更好,但价格可能只有这些显示器的一半。

如果你只想设置你的FOV,并不关心技术环节的话,请跳过“如何判断正确FOV”部分,并获取参数。

FOV速成课

首要的是,我们来解释下误区。当大部分人讨论视野时,其实都在讨论视角(或AOV)。按照意义严格地说,FOV(或视野),是一定距离上投射的距离;在我的经验中(当我看着自己的显示器)距离在75cm,我的视野是34cm(我的显示器高度)以及25度的视角。然而,大多(近乎全部)玩家称FOV为度数,我们刚刚看到,AOV的单位才是度数,而不是FOV。但不管怎样,为了保持一致性,我们就称FOV为度数,如大部分人一样。

FOV,是一项难以理解的数值能够在大部分(但不是全部)模拟赛车游戏中设置,这项神秘甚至神圣的设定参数,并不是一个非常难理解的概念。的确,FOV是用来描述从一个具体的视点观察世界的范围。用外行人的话说,这就是一个人眼睛视锥的角度。

作为一款电脑赛车游戏,调整它的FOV数值就意味着有多少画面能够“塞进”电脑屏幕中去。想象这一点:如果显示屏是窗户,我的FOV就是作为进入窗户的25度。我们要做的就是让这个画面看起来与在座位上看真实的景色别无两样,好像前面浮动的一盏窗户。确实,目标就是当眼睛正对着窗户(显示器)将虚拟FOV匹配到现实FOV。当然,有一个根本上的问题,也就是你距离屏幕越远,FOV就应该越小。尝试站在你的卧室窗户向外观望,然后向后走,注意到外面的景物是否在减少?显示器也应该如此,距离越近,你能看到的虚拟世界应该越多。这也是为什么你最好一直保证,眼睛与显示器距离的一致性。

默认FOV

 

上面是法拉利F40的默认FOV。当然,你能看到整个仪表盘甚至一些左后视镜,但所有景色看起来非常、非常的小——特别是在聚焦区域,看起来弯道好像非常的远——如此很容易偏离路线。

25度FOV

 

上面的截图,在另一方面,展示了利用车内设置APP调整摄像机出来的经过数学计算过准确的FOV。在这个FOV和摄像机位置下,我的罗技G27与虚拟方向盘正好重合,但还不完美,毕竟F40的方向盘比G27要大很多。不管怎样,我感觉就像坐在F40内,尽管视野的盲区更大了。这也是为什么你与屏幕越近,FOV的数值就越大,当一套三屏显示器与你的距离很近,几乎就能达到完整的横向视野。

一旦你正确的调整好了FOV,记住利用箭头调整你的摄像机,如此你的真实方向盘能与虚拟方向盘重合;然后,对所有车都进行过调整后,就可以在菜单设定里关掉虚拟方向盘显示。

iRacing – NASCAR Gen 6 Ford Fusion

这段视频很好的证明了我的理论。这是根据正确设置FOV得出的最好例子。这个人利用三屏显示器封闭了车手的整个视野,将方向盘放到屏幕跟前,而基座就在中央显示器的下面。如此带来了惊人的沉浸度,只有投影仪或Oculus Rift才能与其媲美。

F1模拟器

 

 

需要专业的示例?好的,同样的概念——尽管这些公司不会发布他们的规格,但我们知道如何实现。只需要一套正确座舱的摆设和FOV。上面的视频中,Fabio Onidi正在赛车座舱中练习。从Fabio的视点中,赛道与轮胎看起来就像是真实的,至少从比例上。这就是我们打算实现的。能够注意到上一部视频中只是普通的设备,说明他的设置已经达到了专业级。

理解FOV的方程式

提示:如果你对视角的运作方式不感兴趣的话,直接跳到“如何制定具体的FOV”。

当我第一次看到FOV的方程式,我跟自己说:“太酷了!数学真的是非常有用和多样性的,几乎就是万能的!当然除了用来找女朋友。事实上,玩这些游戏越多……等一下,作者是如何获得这套数学公式的?我又如何证明它是正确的并应用起来?”

如此我的研究就开始了。结果,并没有我想象的那么复杂。只不过我该重温一下三角函数了,我已经忘记了许多,由于我的主修是英文与经济学(我在经济学上用微积分)。

准备好了,因为接下来的信息中包括了非常有用的内容,是你在模拟赛车界之外所找不到的!也有可能我不太会用搜索引擎,导致我必须自己来解答这个问题。当然是开玩笑的,我十分想完全了解FOV以及它的数学组成部分,自学是最好的答案。不过话说回来,我在凌晨两点还在研究,并很疲劳,所以花了点时间。也许我是完全错误的,不过我很确定那是不可能的。但我真的跑题了!

基本三角函数:

函数 描述
Sine(正弦) SIN ϴ
或 H / 2
或 对边 / 斜边
Cosine(余弦) COS ϴ
或 D
或 相邻 / 斜边
Tangent(切线) SIN ϴ / COS ϴ
或 (H / 2) / D
或 对边 / 相邻
或 斜边斜率
Arctangent(反正切) TAN^(-1)
或 ARCTAN
或 切线倒数
或 FOV 1/2 角度

 

ϴ = Theta
D = COS,眼睛到显示器的距离,个人举例75cm
H = SIN * 2,显示器高度,个人举例34cm
H / 2 = SIN,显示器高度的一半,是我们右侧三角形的对线

 

做好了这些定义,我们就可以利用三角函数来测定FOV了。如果我们想象将我们的双眼中线与显示器高度所组成一个三角形,我们知道FOV就是这两条线当中的角度(如示意图中的蓝色线)。为了使三角函数起作用,需要对这个三角形边线的长度与组成三角形的角度来建立起关系;也就是说,我们将(绿色)线作为眼睛到显示器中央的直接距离,然后(蓝色)线作为眼睛到显示器顶端的距离,如此就组成了想象中的三角形。

现在,我们需要运用所有手头上的数据来获得没有的数据(FOV角度)。我们知道绿线是D,橙色的线是H,而蓝色线的斜面是TAN ϴ。

根据定义,切线是SIN ϴ / COS ϴ,外行人解释起来就是对边 / 相邻的ϴ,因此

TAN ϴ = (H / 2) / D

TAN ϴ = 0.5 * H / D

对我们来说就是
TAN ϴ = 0.5 * 34 / 75
TAN ϴ = 0.226

注意我们需要H的一半来做成右三角,那么我们来相乘H * 0.5。

我们拥有直角三角形斜边的斜面。为了寻找ϴ的角度,我们要使用切线的倒数,ARCTAN。

ϴ = ARCTAN (TAN ϴ)

ϴ = ARCTAN (0.5 * H / D)

ϴ = ARCTAN (0.226)
ϴ = 12.77

 

如果你看到了第二张示意图,你会注意到ϴ就是最左边三角形的角度。那么既然它们都是右边的三角形,而左右三角形都是对称的,拥有同样的ϴ角度,于是

FOV = 2 * ϴ

FOV = 2 * 12.77
FOV = 25.54 度

总结来说,为了获得FOV我们所做的就是从视野椎体中找出一个右三角形,然后再利用相邻和对立的两边来获得切线(斜边斜率),接着我们使用ARCTAN函数找到这个右三角形的角度,最后将它乘以2来得到锥体的角度(FOV)。

最终使用的方程式看起来就像这样:

FOV = 2 * ϴ

FOV = 2 * ARCTAN (0.5 * H / D)

如何制定FOV——单显示器

阅读过这些信息,又或者你刚才全部跳过,现在你应该想知道如何根据自己的设备来获得真正的FOV。事实上有两种简单方式来得到数学中准确的视野。方法2是通过一道公式来实现,而方法1则是通过在线FOV计算器(其实就是一个前端的算法公式)来取得。

  • 方法1:

使用Project Immersion的FOV计算器。我尝试过用方法2的公式,以及方法1中的FOV计算器,得到的数值一样。

  • 方法2:

这种方法,你需要取得你的显示器高度数值,眼睛距离显示器的距离,然后使用公式则会得出视角。你可以动手测量显示器,或者参照这个网页的表格得到数值。找到你的显示器标准对角线英寸(或cm),然后按照表格给出的屏幕比例寻找数值。按照我的例子,我的27寸显示器使用16:9比例,那么我的屏幕高度就是34厘米。

FOV = 2 * (ARCTAN (H / (D * 2)))

H = 显示器高度,用自己熟悉的测量单位
D = 当你坐在方向盘后面,眼睛与显示器屏幕的距离,单位与高度一致。
ARCTAN =切线的反函数。你可以使用科学计算器的tan^(-1),或者你也可以使用反正切函数计算器,地址如下:
ARCTAN计算器

实例:我的屏幕是27寸游戏显示器,它在与我眼睛距离75cm的位置,高度34cm(并不是从顶部到底部的测量得出,而是通过垂直线和未定义斜率得出的)。边框并没有包括在测量范围内!

如此,我们代入数据:

FOV = 2 * (ARCTAN (H / (D * 2)))
FOV = 2 * (arctan (34 / (75 * 2)))
FOV = 2 * (arctan (34 / (150))
FOV = 2 * (arctan (0.226))
FOV = 2 * (12.77)
FOV = 25.54 度

我强烈建议你使用方法1和方法2来确认你的FOV数值是否正确。

如何制定FOV——三屏显示器

这么说你有三台屏幕,真是幸运的家伙。那么开始用泡沫包裹这些显示器,然后装入纸箱,把邮寄地址写成我的。好吧,别这么看着我,我在开玩笑呢。

菜单选项

为了设置准确的FOV,你需要让游戏知道你有三台显示器。如此先进入到开始画面的选项菜单,然后在Display的选项卡下,选择合适的分辨率、渲染模式、以及是否要打开全屏渲染。

Resolution比较简单,如果你的三台显示器都是同一型号,或至少这些显示器都设置为一样的原始分辨率。如果三台显示器都是1080P,一般会选择5760 x 1080的分辨率,原因是1920(分辨率宽度)x 3 = 5760像素。其它游戏通常都是这个情况。

Rendering Mode更明显;如果是三屏就选“Triple Screen”。

那么现在,Full-screen Rendering,容易被忽视的选项。我自己无法证实,但是使用不同分辨率显示器的一些人,告诉我不打开此选项会获得更好的结果。如果你的三个屏幕型号相同我建议你使用全屏渲染,当然除非你有更好的理由。一旦设置好了之后,选择赛车、赛道、进入到游戏中。

游戏中选项

提示:很多人回复到游戏内并不是“即插即玩”,意味着不进行测量直接开始游戏可能会得不到完美的体验。我建议输入你的准确数值,如果不太满意看到的画面,然后再调整滑动条。而输入准确的数值就说明离完美不远了。

当你进入到游戏中,你会看到车辆在第一或第三人称视角。确保摄影机在舱内视角,按住F1一直切换就可。接下来,来到屏幕右侧滑动滚轮,寻找APP图标。现在找到三屏APP——如果在菜单选择了三屏渲染就会出现。点击它就会出现一个窗口,以及许多选项。

默认选项

 

首先你能看到的是目前设定自顶向下的透视图。换句话说,就是在游戏中显示你现实里的赛车支架。然后,能分别看到四个选项:ROTATION_SPINNERDISTANCE_SPINNERSPINNER_SCREEN_WIDTH MARGIN_SPINNER所有的选项都会在下方解释。

旋转滑动条

 

旋转滑动条表示你的中央显示器(被标记为绿色)以及两个侧边显示器(被标记为红色)之间的角度。这种情况下,我将显示器设置为45度。

距离滑动条

距离滑动条是游戏中计算你的眼睛与中央显示器的距离。用卷尺来测量,单位是毫米。我建议在保证健康的前提下拉近你与显示器的距离;就如黄金法则所述,如果你能将方向盘安装到距离屏幕只有数厘米的位置,基座放在显示器的下方,别犹豫。在速成课章节中的第一段视频就是最好的例子。我的个人设置,从默认的1000mm调成了500mm,因人而异。

屏幕宽度滑动条

 

屏幕宽度滑动条计算每一个显示器的距离宽度,不包括边框;用卷尺测量的直线距离,而不是对角线。也就是说,如果屏幕是足球场,那么两边球门的距离是多少?我的个人设置,设定为了1430mm。

 

边距滑动条

边距滑动条计算屏幕的边框厚度,输入以毫米为单位的数值。这个滑动条很奇怪可以输入进负数,我完全没有头绪这怎么用。可能这是BUG,也或许其他人能够用到。

当一切都正确调整过后,你的设备应该看起来与现实非常接近。等你按照如此设置过了FOV,确保使用车内设定APP并移动摄像机使你的方向盘与虚拟方向盘重合,然后就完成了!这项摄像机设定对每一辆车都是独立的,所以你必须为每一辆赛车都设置一遍,并按SAVE键保存。

如何制定FOV——Oculus Rift

在渲染模式的子菜单中选择“Oculus Rift”。由于游戏本身就支持Oculus Rift,FOV应该马上就可以用。目前还未嵌入DK2版本的支持。

 如何获得最真实的体验

这么说你想体验当迈克尔.舒马赫和米卡.哈基宁的感觉,对吗?的确有一些技巧可以用来试试,而不需要8位数的银行存款,或者成为赛车神童。这个章节是一段附录,作为获取真实感给你的一些能够做到的建议。

  • 使用27寸或更大的显示器。
  • 使用三台27寸或更大的显示器,强烈推荐。
  • 做一套赛车座舱,确保两腿中间没有任何支撑柱,如此可以随意使用左脚操控刹车与离合。
  • 使用投影仪设备
  • 增加一副弧形投射版来接收你的投影仪设备。
  • 使用Oculus Rift
  • 使用5.1或7.1环绕声系统
  • 使用高保真立体声耳机,当你不想影响到其他人时。我从资料上看到,5.1环绕耳机只是一个噱头,所以推荐使用铁三角、森海塞尔等品牌的耳机。
  • 使用SimVibe设备或其他音频震动设备,来“感受”赛车。
  • 使用风扇并感受空气流动,如果你想要“真实感”的话。
  • 找一个女朋友,让她穿上赛车女郎的服装,让你感觉像一个真正的赛车手。
  • 如果前面提到的都没用,找一个女朋友。

 

*最后两项是用来娱乐的,如果你还没发现的话。不过她们的确能提高一个体验度,也可能降低,这要根据女友。

希望这个指南对你能有帮助,喜欢的话可以收藏和点赞。祝你玩得开心!

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