Perché 90 ° horz / 60 ° vert è il campo visivo FPS predefinito?

A quanto ho capito, il campo visivo verticale dovrebbe essere regolato su:

fov = 2 * arctan(0.5*screenHeight / distanceEyeScreen);

Cioè, il campo visivo deve corrispondere alla distanza e alla dimensione dello schermo di un utente.

In molti FPS, esiste un valore predefinito di 90 ° per FoV orizzontale o 60 ° per FoV verticale (presupponendo 16: 9). Un esempio è CryEngine. Ma per uno schermo 16: 9 20 "(diagonale dell'area visibile, ovvero circa 40 cm x 25 cm), questo valore predefinito richiederebbe agli utenti di avere gli occhi a 20 cm dallo schermo per ottenere una visione prospetticamente corretta.

Quindi o ho fatto un errore nei miei calcoli, o ci deve essere un motivo per cui avresti scelto di proposito un valore FoV inadeguato.

Qual è la ragione di un FoV predefinito di 90 ° horz / 60 ° vert?

Penso che avere un FoV di 90 gradi sia ciò che sembra naturale quando cerchi di imitare "guardare attraverso gli occhi umani". I tuoi calcoli sarebbero corretti se utilizzassi lo schermo per simulare una finestra in un mondo virtuale, non in una prospettiva in prima persona. Immagine che dovresti vedere il mondo attraverso un telaio da 20 "a 80 cm dalla tua testa ...

Gran parte dell'effetto di FOV è sulla velocità con cui ti sembra di muoverti nel mondo (è sempre la stessa velocità; questo è puramente percettivo). Con un FOV orizzontale troppo largo sembrerai muoverti molto velocemente, con troppo stretto sembrerai muoverti molto lentamente. 90 gradi in orizzontale sembra essere il "punto debole", e lo sviluppatore del gioco può regolare la velocità di movimento desiderata per i singoli giochi da lì.

È anche il caso che 4 volte 90 gradi sia 360 gradi, che è un cerchio. Impostare il FOV orizzontale in modo che si adatti perfettamente ai quadranti anteriore / sinistro / posteriore / destro sembra avere senso.

E infine c'è la vecchia castagna di precedenza e inerzia. Non sono sicuro se qualche gioco offriva un FOV regolabile per il giocatore prima di Quake, ma Quake lo ha fatto e è passato a 90 gradi in orizzontale; è facile immaginare altri giochi che si stanno riprendendo a 90 gradi da lì.

Vale la pena notare che al giorno d'oggi 90 gradi sta diventando meno comune, con i giochi (in particolare i moderni FPS) impostati su un valore leggermente inferiore - in circa 80.

Se vuoi correggere l'aspetto del tuo FOV, puoi usare qualcosa del genere (non pretendo che sia l'unico o il modo migliore, ma è coerente con il calcolatore FOV su http://www.emsai.net/projects/widescreen / fovcalc / ; questo assume relativamente ad un rapporto di base di 4: 3 (è possibile regolare quello nella chiamata a CalcFovY di seguito))

float CalcFovX (float fov_y, float width, float height)
{
    float   a;
    float   y;

    if (fov_y < 1) fov_y = 1;
    if (fov_y > 179) fov_y = 179;

    y = height / tan (fov_y / 360 * M_PI);
    a = atan (width / y);
    a = a * 360 / M_PI;

    return a;
}

float CalcFovY (float fov_x, float width, float height)
{
    float   a;
    float   x;

    if (fov_x < 1) fov_x = 1;
    if (fov_x > 179) fov_x = 179;

    x = width / tan (fov_x / 360 * M_PI);
    a = atan (height / x);
    a = a * 360 / M_PI;

    return a;
}

Quindi chiamalo come:

// you should use #define of const instead of magic numbers here, which are just here for illustration purposes in this sample
fov_y = CalcFovY (playerAdjustableFOV, 4, 3); // this is your base aspect that adjusted FOV should be relative to
fov_x = CalcFovX (fov_y, width, height); // this is your actual window width and height

Fov_x e fov_y calcolati possono quindi essere inseriti nella seguente matrice prospettica (convenzione OpenGL):

1.0f / tan (DEG2RAD (fov_x) * 0.5f),
0,
0,
0,
0,
1.0f / tan (DEG2RAD (fov_y) * 0.5f),
0,
0,
0,
0,
(zFar + zNear) / (zNear - zFar),
-1,
0,
0,
(2.0f * zFar * zNear) / (zNear - zFar),
0

Questo ti darà un FOV orizzontale regolato dall'aspetto che mantiene il FOV verticale indipendentemente dalla risoluzione e dalle proporzioni.