聚光灯Devlog Week 1：操控的自由度和现实世界的模拟
游戏应该是现实世界的抽象，而非模拟（但有时候可以模拟一下）。
每天写Devlog实在太累了，一周一篇已经是极限hhh。
独自开发游戏的同时还要上班，兼顾生活和项目真的是一件极具挑战性的事情。
特别是那些有团队支持的人，每天都能快速更新进度，简直让我既羡慕又佩服。尤其是有美术宣传（美宣）老师的团队，能够时不时分享速写图、讨论美术风格，还能实时更新工作组的状态。（美宣老师，快来联系我吧！我的项目周期长、缺人手，特别需要你们这样的大佬支援。）
跳过抱怨的部分，虽然开发很辛苦，但我在一开始就清晰地规划好了玩法机制，因此设计这部分倒不算特别复杂。
设计元素
游戏玩法设计的早期原型阶段，最关键的往往是几个核心元素，我从Richard的《妙趣横生的游戏制作之旅》中得到了不少启发。
Richard提到在原型阶段，游戏设计的关键在于三个“C”：Camera（镜头）、Control（操控）和 Character（角色）。我也在开发中对这三点有了深刻的思考：
- Camera（镜头）：镜头在游戏中起到至关重要的作用。它不仅仅是视角的展示，更是玩家与游戏世界互动的桥梁。实际上，很多游戏甚至可以不需要操作角色，但镜头永远是必不可少的。如果没有镜头，那可能就是一个纯粹基于触觉或其他交互方式的游戏，那绝对是极简但极具创新的设计了。
- Control（操控）：控制是游戏与其他艺术形式最大的区别。虽然有一些游戏可以没有明显的操控系统，比如互动电影类型的游戏，但我一直坚信这句话：“如果你可以用其他艺术形式传达内容，那么就不需要做成一个游戏。”游戏的核心在于交互，它赋予了玩家主动参与、掌控体验的机会，这也是其他形式难以替代的地方。
- Character（角色）：角色通常是指玩家直接控制的虚拟角色，但在不同类型的游戏中，这个定义是可以被拓展的。比如在RTS游戏中，玩家的角色既可以是指个体单位，也可以指代整个场景中的镜头。对于我的游戏来说，角色其实非常简单，就是迷宫和球。虽然表面上角色系统看起来很基础，但它依然是游戏设计中不可或缺的一部分。
在我的项目中，这三个元素的难度和重要性是不同的：
- Camera（镜头）：镜头在游戏中起到至关重要的作用。它不仅仅是视角的展示，更是玩家与游戏世界互动的桥梁。实际上，很多游戏甚至可以不需要操作角色，但镜头永远是必不可少的。如果没有镜头，那可能就是一个纯粹基于触觉或其他交互方式的游戏，那绝对是极简但极具创新的设计了。
- Control（操控）：控制是游戏与其他艺术形式最大的区别。虽然有一些游戏可以没有明显的操控系统，比如互动电影类型的游戏，但我一直坚信这句话：“如果你可以用其他艺术形式传达内容，那么就不需要做成一个游戏。”游戏的核心在于交互，它赋予了玩家主动参与、掌控体验的机会，这也是其他形式难以替代的地方。
- Character（角色）：角色通常是指玩家直接控制的虚拟角色，但在不同类型的游戏中，这个定义是可以被拓展的。比如在RTS游戏中，玩家的角色既可以是指个体单位，也可以指代整个场景中的镜头。对于我的游戏来说，角色其实非常简单，就是迷宫和球。虽然表面上角色系统看起来很基础，但它依然是游戏设计中不可或缺的一部分。
这里岔开一句：其实相对于大制作，独立游戏、尤其是gamejam作品对于3C的取舍显得更为重要。
且不说3A游戏逐年同质化，大部分3A游戏对于3C功能几乎无法取舍：你能想象没有敌人的《荒野大镖客》续作，或者没有输入控制的《塞尔达传说》续作吗？
但独立游戏、尤其是gamejam作品，是有这个自由的：平台跳跃相比横版过关，可以删去除了玩家角色以外的character；固定关卡的平台跳跃相比卷轴式的，又可以简化镜头的运动（不运动）。
在我之前的gamejam项目里很多时候就是犯了这个错误：把3C中的每一个元素视作理所应当，导致最终游戏在一个非常庞大的基础上发展，注定导致项目过于冗杂。事实上反过来说，如果3C里的元素不进行精简，游戏也很难精简到一个合适的体量。
迷宫球操作的复杂性：探索自由度的极限
你可能会惊讶地发现，迷宫球的操控自由度（DoF，Degrees of Freedom）比一般3D 3A游戏要多得多，甚至可以达到13个之多！
我们先来看看3A游戏通常有多少操作自由度：
- 镜头：通常有两个自由度，分别是pitch（俯仰）和yaw（水平旋转），大多数游戏并不会让玩家控制roll（翻滚）方向。镜头通常跟随玩家角色，并通过类似Spring Arm的方式调整远近，这一部分也没有太多自由度变化。
- 角色：一般是三个自由度，即XY轴的平移和Z轴的跳跃（或动作）。很多游戏虽然存在跳跃功能，但其实是将二维的操作映射到三维空间中，真正的三维操控并不多。
所以，一个3D 3A游戏通常只有5个控制自由度。
而迷宫球的情况要复杂得多（意外）。经过我对迷宫球在现实世界的分析：
- 镜头：有4个自由度，分别是pitch、yaw、roll，以及SpringArm的变焦功能。镜头的变换是相对于世界坐标系进行的，这意味着镜头不会移动，只是进行旋转和拉近拉远的调整。
- 迷宫：有9个自由度，分别在相对坐标系、世界坐标系和镜头坐标系下的pitch、yaw和roll。虽然迷宫不会在世界坐标系下进行平移，但它在不同坐标系下的旋转操作带来了相当复杂的操控。
显然，玩家不可能同时处理这么多复杂的自由度（毕竟不够鱿型）。
在我的观察中，即使是经验丰富的玩家，操作的同时也只会使用少数几个控制输入。
我还专门观察了我的对象玩游戏时的操作习惯，我还专门观察了我的对象玩游戏时的操作习惯，她在使用键盘时，通常每次只会按下1～2个按键，和我差异还挺大（进一步说明了游戏设计师不能以自己的操作习惯带入玩家）。
于是，我开始对自由度进行精简。经过一轮深入观察和思考，我决定去掉以下几个自由度：
- 镜头自己的roll：体验不佳，玩家几乎不会通过左右摇摆头部来观察迷宫。
- 镜头自己的yaw：很少有玩家会围绕迷宫球绕圈观察，这与现实操作习惯不符。
- 迷宫的local pitch和roll：当迷宫发生旋转时，局部坐标系下的操作会显得非常不直观，反馈很差。
- 迷宫的世界yaw和pitch：玩家并不会习惯性地围绕世界坐标旋转迷宫，这种操作方式几乎没有实际应用。
- 迷宫的世界roll：这种反馈非常奇怪，尤其是在和镜头交互时，体验极差。
最后保留下的自由度有：
- 镜头：世界坐标系下的pitch（通过鼠标Y轴平移控制）、SpringArm变焦（鼠标滚轮控制，待开发），以及可能会加入的X轴平移功能（尚未完成）。
- 迷宫：镜头坐标系下的pitch（W/S键控制）和roll（A/D键控制），本地坐标系下的yaw（Q/E键或者鼠标X轴平移控制）。
比例尺、力矩和重力的优化：如何让操作更跟手？
在确定了基本的操作框架后，我开始对操作感进行优化。
起初，迷宫球的手感显得非常沉重，尤其是在旋转迷宫时，球的惯性显得不自然。为了改善这一问题，我尝试调整物理参数，例如降低加速度和调整扭矩，但依然无法彻底解决问题。
直到某天，我对象提出了一个非常有趣的问题： “你的游戏里的迷宫是什么尺寸的？” 说真的我愣了一下，才意识到自己游戏中的迷宫和球的尺寸过大（1米的球和1.2米宽的迷宫，倒也不是故意的，只是UE默认的球体就是1米直径）。而现实世界玩的迷宫球玩具，小球的直径只有0.5厘米左右。
受到启发，我将迷宫和球的比例缩小到了1/10，即10厘米的球体。结果让我非常惊喜：球体的运动变得更加自然，迷宫旋转时的响应也更加灵敏。经过进一步分析，我发现这是因为球体变小后，质量和力矩也相应减小，导致球受到的力变小，重力效果更为显著。这样一来，球的反应就更加贴合预期。
接下来计划和面临的挑战
随着操作系统的优化，我接下来的重点将是完善以下几个方面：
- 机制：我计划加入三种不同的游戏机制，目前还未开发完成。
- 关卡：很明显1个关卡的游戏是没有办法玩下去的。
- 音效：音效是非常重要的部分，并且**总是**被独立游戏开发者（比如我自己）忽视。事实上，音效不仅仅是最后加的装饰，而是从原型阶段就应该融入的核心要素。
- 场景：目前的背景场景过于简陋，导致玩家很难准确定位迷宫的上下左右方位。我需要更加精细的场景设计来提升游戏体验，让我们期待一下UE Marketplace每月免费资源的魔力！
- 风格化：如何短时间内让你的UE模板项目味道满满的独立游戏看起来风味十足：尝试像素化效果！至少我目前是这么想的。
- UI：目前的UI设计（大约是Word文档水平）足够应付交互，但UMG系统还未实装，可能的坑还非常多。
现有Bug和问题
当然，游戏目前还存在一些Bug：
- 一个频繁的报错，但暂时对游戏没有实质影响，我也不打算修复了（gamejam spirit!）。
- 生成的FBX文件有些UV错误，这个已经找到解决方案（感谢在主线项目的UE大哥），但我还未验证：似乎是fusion 360导出的fbx模型uv channel 0在ue内不可用，导致必须把material转到channel 1才行。
最后，期待迷宫球后续的更新吧～