漫谈第一人称射击游戏（FPS）中角色的机制设计

戏水蓝海豚

<hr/>前言

本文的起因是看某厂的一个FPS游戏设计的讲座视频，发现讲演者并没有对FPS游戏中角色的设计没有太大关注，但笔者认为这里能思考的东西还是不少的，所以就边想边写，比较发散，当作练笔也不投机核了。由于笔者的一些习惯，文章希望非FPS游戏玩家的读者也能看懂。
<hr/>角色

我们可以将第一人称射击游戏（FPS）的核心体验抽象为一句话：在3D世界中以第一人称操控角色，使用武器击中敌人，角色是这句话的重要关键词，在大多数FPS游戏中也是重要的系统。（抢滩登陆这种固定位置的不算）。
角色是我们在游戏世界里直接操控的对象，通常以人物的形式出现。我们可以从以下几个方面分析第一人称射击游戏中的角色系统。

• 移动
  
• 部位伤害
  
• 体积
  

<hr/>移动

移动速度和移动加速度
在游戏设计上，玩家对角色系统的第一体验是角色的移动体验，一个很明显的事情是，移动速度是我们讨论FPS游戏中的移动时需要分析的最基本的属性，这也得益于移动速度是一个一维的数值。角色的移动速度对游戏体验的影响分析如下：
首先，角色的移动速度越大，玩家体验越灵活。这里的移动速度越大是指通常情况下的大，不考虑角色移动速度大到玩家无法操控的情况，后文的表述都不会考虑极端情况。
由于快速的物体相比缓慢的物体更难以瞄准，如果角色的移动速度越大，角色整体上会更难被瞄准。
移动速度的影响：

• 角色的移动速度越大，玩家体验越灵活
  
• 角色的移动速度越大，角色整体上会更难被瞄准
  

玩家对游戏中角色速度的感受并不只来源于绝对的移动速度，因为游戏通常会存在移动加速度，在我们按下角色移动的按键时，角色的速度并不会马上达到游戏设定的移动速度，而是会根据移动加速度的值，逐渐变化到目标的移动速度。合适的移动加速度可以减少角色移动的机械感，给玩家角色加速减速的自然感受，同时让角色的移动容易被预测。另外由于角色速度有了更加精细的变化过程，玩家也可以更加精确地控制角色的位置。
同样，角色的移动加速度越大，玩家体验越灵活，但这一点并不只是因为更大的移动加速度能让玩家在开始和停止移动时更快达到目标速度，还因为更大的移动加速度能提高角色的变向速度。尤其在方向相反的变向中，角色需要在原方向速度归零后才能向目标方向移动，如果移动加速度较小，这种惯性在某些类型的FPS游戏中会尤为致命。
移动加速度的影响：

• 给玩家角色加速减速的自然感受，让角色的移动容易被预测
  
• 更加精确地控制角色的位置
  
• 角色的移动加速度越大，玩家体验越灵活，变向速度越快
  

关于移动速度和移动加速度我们有一个很好的例子：同为5v5战术射击游戏的《无畏契约》和《反恐精英》。
《反恐精英》中的人物行走速度比《无畏契约》中的快，而《无畏契约》中的变向速度比《反恐精英》更大。同为5v5战术射击游戏，两款游戏射击时人物必须静止才有一定精度，这使得两款游戏都要进行5v5战术射击游戏中的一个经典技术：急停，即在需要开火时让人物静止。由于《反恐精英》中较小的移动加速度，在玩家松开移动键时人物并不会马上静止，如果玩家在松开移动键的同时开火，那么第一发子弹将是不准的。所以，为了保持子弹精度并尽快开火，玩家需要在急停时松开当前移动键的同时轻点当前移动键反方向的移动键。



《反恐精英》中的急停素材来自B站up主ii干拉又白给了_CSGO

而《无畏契约》有着比《反恐精英》更快的变向速度，《无畏契约》中的急停只需要玩家松开移动键人物就能很快停下[1]。因此《无畏契约》的急停比《反恐精英》要容易很多。
另外一个有关移动加速度的例子是《守望先锋》，《守望先锋》有着极大的移动加速度，让游戏中的角色的移动难以被预测，这样的运动方式使得跟枪[2]变得更加困难。



《守望先锋》素材来自油管管主Surefour

脚步声和移动方式

除了普通的移动，FPS游戏通常还会存在特殊的移动方式来丰富游戏的可玩性，[3]此处我们仅分析一些具有代表性的，用来方便后文我们对脚步声的讨论。

• 静步：移动速度比正常更慢，但不会发出声音，用以隐藏己方的位置，常见于5v5战术射击游戏中。
  
• 疾跑：移动速度比正常更快，通常会发出更大声音，通常与可开火状态不相容，用于快速转移。在许多FPS游戏系列中都有出现，如《使命召唤》、《战地》等。
  

来到脚步声[4]，脚步声是我们在多人FPS游戏中获取敌人位置信息的第二渠道，位置信息在多人FPS这一游戏类型中的重要性不言而喻，不同的移动方式在脚步声方面有不同表现，何时何地采取何种移动方式也是游戏中博弈的一环。
脚步声在FPS游戏中的实现有与速度绑定和直接与相关移动方式绑定，即根据角色速度发出脚步声或根据角色当前移动方式发出脚步声[5]。前者的优势是更加自然，后者则更加节省计算资源，但在当下5v5战术射击游戏这一品类中，前者的恰当设计是必要的。
脚步声与速度绑定的必要性在于：5v5战术射击游戏的一个核心技术Peek[6]依赖于具有一定速度来拉出掩体的无声移动，具有一定速度是Peek方能不被防守敌人轻易击杀的基础，而无声移动是Peek操作经济性的基础，如果这一行为会发出脚步声，那么如果Peek的方向不存在敌人，则相当于让自己处于了信息暴露的劣势。



《无畏契约》中的Peek素材来自B站up主大东彦

那么在脚步声与速度绑定，只有速度达到某个合适阈值才发出脚步声、且在配合合适移动加速度的情况下，使用正常速度的行走探出掩体，并在速度加速到阈值之前停下，这样就实现了具有一定速度来拉出掩体的无声移动。因此，脚步声阈值和移动加速度的恰当配合是5v5战术射击游戏移动机制的基础。
跳跃

跳跃大概是除了行走外FPS游戏中出现最多的角色动作了，它是角色在垂直方向上的移动。
跳跃机制的一个基本属性是跳跃高度，跳跃高度影响了角色在地图垂直方向的移动，所以跳跃高度的设置和关卡设计是相关的。
跳跃的另一个功能是躲避子弹，无数历史经验告诉我们，如果玩家可以快乐地跳着走，那他们就不会正常走路了。很多游戏里开发者为了避免这种玩家行为破坏游戏营造的氛围往往会取消游戏的跳跃功能或对跳跃进行限制，另外如果跳着走在某种FPS游戏模式下相比正常行走会在躲避子弹上取得太多优势，开发者也会对跳跃进行限制。
这种限制有跳跃疲劳：在短时间多次跳跃后玩家会跳不起来。也有跳跃减速：跳跃落地时会受到减速。



《无畏契约》中的跳跃减速

跳跃机制的一个容易被人忽略的机制是土狼时间(coyote time)机制。
土狼时间机制最早出现在平台跳跃游戏中，这个名字的土狼来自于经典动画片《乐一通》在土狼上使用的一种夸张效果，见图：



经典动画片《乐一通》



《蔚蓝》中的土狼时间

在平台跳跃游戏中，有时玩家会为了追求极限助跑到平台边缘进行跳跃，但由于人类手眼协调能力的不足，有时会出现玩家感官上认为自己在平台边缘按下了跳跃键，但是实际上玩家是在跑出了平台才按下的跳跃键，从而导致跳跃没有按照玩家的预期进行。为了避免这种错觉带来的挫败感，开发者会设定在玩家离开平台后的一小段时间内仍然可以跳跃。
虽然大部分FPS游戏不会有这种很快速的、边缘的跳跃，但由于在屏幕中的第一人称下，玩家更难以确定自身的位置，增加了这种误解的发生，所以土狼时间机制也在许多FPS游戏中得到了使用。



《APEX:英雄》中的土狼时间素材来自油管管主Treeree

<hr/>部位伤害

部位伤害也许是FPS中最同质化的机制了，非拟真类一般都是都是区分为头部、躯干、四肢，部分游戏会将双手归到躯干上，如《无畏契约》。
这种同质化的坚实基础来自于区分不同部位伤害的作用：奖励玩家射击敌人的某些部位，惩罚玩家射击敌人的某些部位。通常玩家命中头部的伤害比命中躯干的伤害高，而 命中四肢的伤害比命中躯干的伤害高，在大体上呈以头部为中心的扇形放射状，整体上，命中距离头部越近的部位造成的伤害越高，这给了玩家明确的瞄准目标和针对这一目标的奖惩机制。
但是这一奖惩机制并不是玩家瞄准点和头部间距离的简单函数关系，在这一点上，游戏设计师应该感谢造物主[7]把人类的头部这样一个致命的部位放在了人体的边缘，这增加了瞄准头部的风险，当玩家瞄准敌人头部下方10厘米的位置开火，玩家造成的是躯干伤害，但如果玩家瞄准敌人头部上方或是左右5厘米的位置开火，玩家将不会造成任何伤害。
另外，除了伤害[8]多少外，瞄准头部所带来的收益还要看击中头部是否能对满血敌人造成即死伤害，这是因为在大部分FPS游戏中，游戏不会根据玩家生命值对角色性能作出影响，一个只剩下1%生命值的玩家在许多情况下能做的事情和其他玩家是一样。所以造成即死伤害的收益要比造成99%生命值的伤害收益要大得多。
这种收益也并不是绝对的，比如在一名低生命值的玩家的角度中，如果选择瞄准敌人身体，意味着更长的TTK[9]，敌人也更可能有更多攻击己方的机会，而己方的生命值劣势可能支撑不了这个这个过程的血量互换。

<hr/>体积

如果将FPS游戏中的人物抽象成一个圆柱体，则可以从两个维度去分析角色体积：横向宽度和纵向高度。
由于绝大部分FPS游戏都发生在重力方向和角色竖直方向的场景，玩家的瞄准更多地发生在横向上，所以角色的横向宽度很大程度上影响了玩家的瞄准难度。
在许多竞技向的FPS游戏中，就有不少玩家在画面设置上选择比本身显示器更窄的分辨率，然后拉伸到整个显示器，这样画面中的敌人会相比正常的更矮胖，从而获得某种优势[10]。



正常情况



拉伸后

更大的横向宽度还意味着在正面Peek时，被Peek方能有更多的反应时间。因为更大的横向宽度意味着角色眼部所在的人物中轴离边缘的距离更大，Peek方在拉出掩体时[11][12]，被Peek方看见Peek方到Peek方看见被Peek方之间的时间差会更大，被Peek方会更具有优势。



防守方先看到Peek方探出的身体部位

相比之下角色的纵向高度就缺乏这样机制上的挖掘，笔者能想到的仅有更高的纵向高度可能会使单向烟这一5v5战术射击游戏中的战术更加容易实施。
我们以《无畏契约》中的单向烟为例子，单向烟的要点是覆盖敌方可能出现位置的头部高度位置但不覆盖躯干或下肢的高度位置，这样由于光的直线传播，当敌方从烟雾的位置走出时，给烟方可以看见敌方而敌方无法看见给烟方。



给出单向烟一方的视角



敌人的视角

如果角色有更大纵向高度，意味着人物的头部更高，更容易露出躯干或下肢，释放单向烟的容错率会增加。
也许关于角色的纵向高度还有没被人们挖掘到的东西。最近，我们就看到FPS+TPS游戏《卡拉彼丘》在角色的侧面面积上作出了创新的机制，角色在“弦化模式”下会变成纸片人，侧面面积大大减少，更加有利于玩家规避子弹。



《卡拉彼丘》

关于角色体积的另一个方向是人物各部位体积的占比，其中最值得关注的是头部占比。
由于头部通常比其他部位小，当玩家以头部为瞄准目标而不是身体时，就需要消耗更多的时间去瞄准[13]，同样瞄准失误的可能性也更高。
所以，头部体积与人物体积的比值，即头部占比，就是控制这种风险的其中一个属性。
<hr/>参考资料：

瓦罗兰特全Peek方式汇总，学会因地制宜的使用Peek！_电子竞技热门视频 (bilibili.com)
How would movement acceleration affect the game? -overwatch
为什么CFHD的竞技体验是失败的？上万小时竞技FPS玩家解析【FPS游戏杂谈04】_哔哩哔哩bilibili_CFHD_游戏资讯
The secret movement tech you've never heard of... Part 1 - YouTube
Why Does Celeste Feel So Good to Play? - YouTube
参考

• ^轻点反向移动键只会快10ms左右，可能都弥补不了按下按键的时间
  
• ^开火目标较长时间锁定在运动的物体上
  
• ^受限于笔者能力
  
• ^此处我们只讨论脚步声的音量，或者说有无
  
• ^也可以用前者实现后者的效果
  
• ^从掩体后向可能存在敌人的方向探出，并准备射击
  
• ^如果有的话
  
• ^在实际游戏中这种收益是由武器决定的
  
• ^Time to Kill，击杀敌人需要的时间
  
• ^关于这种设置是否违背了竞技游戏的公平性，大部分游戏都没有在职业比赛中禁止
  
• ^正面Peek这一场景本来就给予防守方在反应上的优势，在Peek出掩体时，防守方可以看到Peek方露出的身体部位，但Peek方要在眼部也探出后才能看见防守方
  
• ^但是这里也并不是绝对的，涉及到FPS在角度上的博弈，不过不影响此处的结论，因此不展开讨论
  
• ^也就更可能被敌方更多攻击