FPS游戏的方框透视 + 自瞄原理

 

可以结合源码看教程，源码下载链接：https://download.csdn.net/download/a893574301/12006821

目录

 

一，自瞄

准备工作：

计算工作：

二，方框透视

准备工作：

计算工作：

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一，自瞄

基于所有的FPS游戏，都有一个人物结构，包含人物在地图上的三维坐标，人物的准心数据。

而实现内存自瞄就是通过查找自己和敌人之前的三维坐标数据，将三维坐标数据转换为二维的准心数据。

准备工作：

1.查找人物的三维坐标数据：

以CS为例子，进入游戏搜索未知的初始值，一般找一个有箱子或者地势有高低差的位置，先查找Z坐标数据（在游戏中一般X,Y,Z坐标是挨着一起的+0，+4，+8的关系），跳到箱子上或走向更高的位置，搜索增加的数值，减少高度搜索减少的数值（浮点型），重复最后找到坐标的基址。

2.查找鼠标的准心坐标数据：

一般游戏鼠标准心Y坐标向上会减少，游戏鼠标准心向下会增加，这样就可以搜索到鼠标的准心Y坐标，-4一般就是X坐标。

3.游戏的俯仰角，偏转角，翻滚角：

俯仰角：用CS举例就是抬头或者低头的时候角度变换，转换到游戏的准心数据就是准心Y，一般游戏为-90° --- 90°的范围

偏转角：CS中就是人物视角转动，比如打转，这个便是游戏的准心数据的X，一般游戏是0° --- 360°

翻滚角：这个举例就是吃鸡里面的左右摇头角度变换

计算工作：

计算出敌我的X差值 △X，以及Y和Z的差值△Y,△Z。

1.计算出准心的X偏转角度：

通过arctan(△Y / △X)就可以计算出角α的大小，这里可能会想到α的角度在一三和二四象相的tan都一样的情况：

那么在2象相：

用反正切函数计算出的角度是一个负数，这个时候就应该加上一个180°，得到正确的角度值。

同样在三象限得到的α值是一个整数，但是应该加上180°才能得到β的正确角度。

2.计算出准心的Y偏转角度：

因为这是一个三维空间，所以就拿正方体求斜边一样，要先求到二维距离（sqrt(x²+y²)）在根据△z求到角度值：

通过arctan(△Z / 二维距离)可以求得α角大小，这个时候要判断游戏向上俯仰角是减少还是增加，在CS中向上为负数，向下为整数，所以这个α就是一个负的角度

3.移动鼠标准心

求得了以上的两个角度数据之后，修改准心数据为求得的角度数据，就可以实现自瞄。

 

二，方框透视

方框透视同样需要敌人与自己的坐标数据以及准心数据，只是将这些数据进行转换为二维的屏幕坐标数据。

准备工作：

1，摄像机视角概念：

在3D游戏中摄像机视角：

 

游戏中摄像机的作用就是移动将摄像机视角中的三维空间中的内容投影到一个平面上，然后显示给玩家观看。

2，FOV视场角：

就是摄像机和屏幕的夹角，为FOV，视场角，我们比如CS游戏中准心在屏幕中心起始就是在FOV角的一半位置。

而摄像机对应的屏幕大小就是显示给我们的分辨率大小，比如1024*768就是长和宽的大小，而当FOV为90°时候，准心中间与屏幕的垂线构成等边45°直接三角形，这个时候摄像机到屏幕的距离就是一半屏幕长度的大小，要实现方框透视就要将求得的X,Y,Z坐标数据以及准心数据转换为在屏幕上的坐标，从而实现画方框。

 

计算工作：

1，计算出在屏幕上的方框X坐标：

由图分析可以知道：

△X / B = △Y / A    ----》  B = △X / △Y * A

而 △X / △Y就是tan α 的值，A就是一半屏幕长度的值 * 90 / fov，所以重点就是求α。

α角是鼠标准心X角度和自己和敌人的夹角β的差值（在fov的左边应该为负数，这样算出来的tan才是负数，最后加上一半距离才是正确的屏幕坐标X），这个很容易就求得。最后还应该加上屏幕的另一部分，结果就是在屏幕上的X坐标，最后的公式如下：

X_POS  =   tan α   *  （屏幕坐标长度一半）* （90° / fov）

 

1，计算出在屏幕上的方框Y坐标：

α角就是鼠标的Y角度数据，这里要和游戏中的相反，向上应该是正，因为这里要求长度。

A还是摄像机和屏幕的距离：

则有：(C+△Z) / high = C / tan α   /  A    + 一半的屏幕高度     （ A就是一半屏幕长度的值 * 90 / fov ）

最后可以求得:

坐标Y = (tan α + tan β）* A + 一半屏幕的高度

通俗一点的理解就是：

坐标Y = （tan 鼠标Y角度(向上为正，向下为负) + tan 敌我Y夹角）* 一半屏幕长度 * 90 / fov + 一半屏幕高度

 

最后：

求得了屏幕的X,Y坐标，就能绘制三角形了，至于方框缩放问题，距离越远方框越小，所以我用反函数来实现，自己游戏中取两组三维距离和方框长度匹配的数据，计算一下K就行。