Псевдотрёхмерность и 2,5D в Doom и других играх

В погоне за реалистичностью, графика в играх претерпела серьезные изменения. Игры с двухмерными спрайтами остались в прошлом, уступив место более современным технологиям.

Одной из вех в развитии игровой индустрии стало появление псевдотрёхмерности, или как ее еще называют, 2,5D.

Данный раздел погрузит вас в основы псевдотрёхмерности, раскроет ее принципы на примере культовой игры Doom.

Вы узнаете, как из двухмерных элементов создается иллюзия трёхмерного пространства, а также какие преимущества и недостатки имеет данный подход.

Технология воссоздания объёма

Виртуальные пространства стали заметно реалистичнее благодаря техникам имитации глубины. Одна из них – так называемая квазиобъёмность, позволяющая создавать эффект трёхмерного окружения из двумерных объектов.

Суть метода – в использовании заранее просчитанных изображений, показываемых под разными углами.

Это даёт ощущение глубины и объёма, хотя модели сами по себе плоские.

Так, в культовой игре 90-х все стены, монстры и предметы – на самом деле плоские спрайты, умело расположенные и обработанные для создания иллюзии объёма.

Добиться этого разработчикам удалось, используя сложную систему расчётов, позволяющую отображать объекты в зависимости от положения наблюдателя и его перемещений.

Такой подход не требовал высоких аппаратных ресурсов, что сделало технологию доступной даже на слабых компьютерах.

Сегодня квазитрёхмерность встречается редко, уступив место настоящим трёхмерным технологиям, но именно она заложила основы для революции в игровой графике и подготовки пользователей к переходу к более реалистичному виртуальному миру.

Зарождение трёхмерной иллюзии

Трансформация плоских миров в захватывающие объемные пространства навсегда изменила индустрию развлечений.

Первопроходцами в этой области стали изобретательные разработчики, которые нашли способы создавать иллюзию глубины без использования полноценного трехмерного рендеринга.

Такой подход, известный как псевдотрехмерная графика, стал мостом между двухмерными спрайтами и подлинной трехмерностью.

И хотя результаты были неидеальными, этот метод позволил погрузить игроков в новые захватывающие миры, расширяя границы возможного.

Вольфенштейн 3D: зачинатель пространственной революции

Игра обладала весьма примитивной графикой, но ей удалось создать полноценную иллюзию объёмного пространства.

Персонажи и декорации были представлены простыми геометрическими фигурами, но благодаря умелому использованию теней и освещения мир игры ощущался живым и динамичным.

Вольфенштейн 3D продемонстрировал потрясающие возможности в представлении трёхмерного мира, что произвело настоящую революцию в индустрии компьютерных игр.

Технология Raycasting и ее ограничения

Рэйкастинг - это техника рендеринга, которая используется в видеоиграх для создания иллюзии трехмерной среды. Она проецирует лучи из точки обзора игрока, определяя, какие объекты попадают в их поле зрения, и создает соответствующее изображение на экране.

Лучи испускаются из виртуальной камеры под различными углами, - это важное различие с другими технологиями, вроде трассировки лучей. Таким образом, лучи образуют виртуальный экран, который проецируется на монитор.

Рэйкастинг - мощная техника, но она имеет свои ограничения:

* **Сложность с динамическими объектами:** Обычно рэйкастинг не отслеживает движение объектов, что может привести к неточностям в рендеринге.

* **Ограниченные углы обзора:** Вид от первого лица, создаваемый рэйкастингом, ограничивает поле зрения игрока, что может повлиять на игровой процесс и восприятие окружающей среды.

* **Плоское освещение:** Рэйкастинг не учитывает влияние света на объекты, что может привести к неестественному освещению в виртуальной среде.

* **Невозможность создания действительно трехмерных объектов:** Рэйкастинг создает иллюзию трехмерной среды, но сам по себе не может генерировать настоящие трехмерные объекты, что может ограничивать сложность игрового мира.

Несмотря на ограничения, технология рэйкастинга является ценным инструментом для создания захватывающего и иммерсивного игрового опыта в двумерных и псевдотрехмерных играх.

Создание двумерного мира в трёхмерном измерении

Виртуальная вселенная компьютерных игр нередко расширяет границы двумерности и переносит нас в трехмерное пространство. Однако зачастую не желает полностью расставаться с классическими двумерными принципами.

В таких случаях разработчики прибегают к хитроумным приемам.

Один из них - создание двумерного мира внутри трехмерного.

Это позволяет сохранить привычную плоскость, в которой перемещаются персонажи и разворачиваются основные действия.

При этом визуальные эффекты, детализация окружения и возможности взаимодействия приобретают объем и реалистичность.

Такой подход придает игре глубину и расширяет игровой опыт, не теряя традиционного двумерного очарования.

Перспектива от первого лица и пространственные ограничения

Надев на себя виртуальные "очки" протагониста, мы оказываемся в засаде старинных лабиринтов и коридоров, окружающий мир предстает перед нами со всей реалистичностью.

За счет эффекта присутствия и реалистичности среды, увлеченность происходящим достигает наивысшего предела.

Однако есть и обратная сторона медали - ограничение видимости.

Зрение персонажа, а следовательно, и наше, ограничено рамками виртуального шлема, что накладывает существенные ограничения на ориентирование в пространстве.

Мы становимся уязвимы для внезапных нападений из-за углов и из темных закоулков, что создает дополнительный вызов и элемент непредсказуемости.

Doom: Переворот в шутерах от первого лица

Doom - революция в шутерах от первого лица, перевернувшая представления о жанре. Игра поражала революционными технологиями, которые преобразили геймплей и графику.

Doom был первым шутером, создавшим симуляцию трёхмерного мира с использованием спрайтов. Персонажи, объекты и окружение казались объёмными, несмотря на двухмерную основу. Это достижение стало возможным благодаря движку, позволившему отрисовывать стены и полы с эффектом перспективы.

Революционное освещение полностью изменило подход к передаче глубины. С помощью всего лишь 32 цветов Doom создавал в помещениях полумрак и резкие тени. Такое решение не просто повысило реализм, но и добавило игре атмосферности и напряжения.

Звуковое сопровождение Doom стало ещё одним прорывом. Музыка, эффекты и голоса врагов создавали объёмный звуковой ландшафт, позволяя игрокам ориентироваться в трёхмерном пространстве. Звук в Doom не только дополнял картинку, но и стал неотъемлемой частью геймплея.

Doom стал основой для многих последующих шутеров, заложив стандарты жанра. Его влияние заметно и в современных играх - в свободе перемещения, проработанных локациях и напряжённой атмосфере.

Карта высот: создавая глубину для "псевдо-объёмных" миров

При обработке карты высот компьютер рассчитывает угол наклона каждой поверхности. Это позволяет применять различные эффекты, такие как затенение, которое усиливает ощущение глубины. В играх с "псевдо-объёмными" мирами, таких как Doom, карты высот используются для создания сложных и захватывающих ландшафтов, которые добавляют дополнительный уровень детализации и погружения в игровой процесс.

Общая идея этого раздела заключается в том, что карты высот - это эффективный способ создать иллюзию трёхмерности в "псевдо-объёмных" мирах, подобно тому, что встречается в классической игре Doom.

Реализация карт высот

В отличие от настоящих трёхмерных моделей, карты высот работают с плоскими объектами, управляя только их видимой поверхностью. Алгоритмы затенения применяются к вершинам объектов, расположенным на разных уровнях высоты, что создаёт эффект объёма. Этот подход значительно снижает требования к вычислительным мощностям и памяти, что делает карты высот идеальными для использования в играх с ограниченными ресурсами, таких как ранние выпуски FPS.

В дополнение к базовой реализации карт высот, некоторые движки игр используют более продвинутые техники для имитации дополнительных деталей. Например, сглаживание и антиалиасинг могут применяться для устранения ступенчатости на краях объектов, а текстурное наложение может добавлять вариативность внешнему виду поверхностей и создавать более естественную среду.

Преимущества карт высот

Карты высот предлагают ряд преимуществ для разработчиков игр и геймеров:

• Эффективная имитация глубины в "псевдо-объёмных" мирах
• Снижение требований к вычислительным мощностям и памяти
• Возможность создавать сложные и детальные ландшафты
• Простота интеграции в существующие игровые движки
• Совместимость со старыми системами с ограниченными возможностями

Секреты и скрытые жемчужины в квазитрёхмерных играх

В мире интерактивных развлечений скрывается множество уголков, недоступных поверхностному взгляду - тайные комнаты, невидимые пути и загадочные предметы.

Эти сюрпризы не только добавляют глубины игровому процессу, но и усиливают ощущение интриги и вознаграждают любопытных игроков.

За спрятанными стенами и в неприметных проходах разработчики мастерски размещают бонусы, новые уровни и даже совершенно иной игровой опыт.

Однако обнаружение этих секретов часто требует не только внимательности, но и сообразительности. Игрокам приходится решать головоломки, проходить скрытые маршруты или даже использовать "глитчи".

В играх, где каждый угол может скрывать что-то неожиданное, поиск секретов становится неотъемлемой частью погружения в игровой мир.

Отличительные особенности 2,5D и истинных 3D-игр

Суть различия сводится к подходу к визуализации пространства. В 2,5D-играх, несмотря на иллюзию объёма, окружение в основном плоское, с ограниченной свободой перемещения. Истинные 3D-миры же позволяют персонажам и объектам свободно перемещаться в трёхмерном пространстве.

Точки обзора

В 2,5D-играх персонаж обычно рассматривается в изометрической проекции, с фиксированным углом обзора. В 3D-играх угол обзора динамический, позволяя игроку исследовать окружение со всех сторон.

Взаимодействие с окружением

В 2,5D-играх окружение часто статично и не поддаётся манипуляциям. В 3D-играх объекты и персонажи могут взаимодействовать с миром, создавая более динамичный и интерактивный игровой опыт.

Персонажи и объекты

В 2,5D-играх спрайты персонажей и объектов обычно рисуются с ограниченным количеством кадров. В 3D-играх персонажи и объекты моделируются с использованием сложных многоугольных моделей, что позволяет добиться более реалистичной анимации и визуальных эффектов.

## Современное преломление квазитрехмерности

Невзирая на технический прогресс в мире видеоигр, квазитрехмерность продолжает жить и в XXI веке. Подобно переплетению нитей, она изящно вплетается в современные проекты, наполняя их очарованием ретроспективности и предоставляя художникам и дизайнерам новые способы выразить свои идеи.

### Эстетическая ностальгия

Квазитрехмерность вызывает у игроков сентиментальную привязанность к эпохе первых шутеров, вызывая ностальгические чувства. В то время как современные игры уделяют больше внимания реалистичности и погружению, квазитрехмерность предлагает иной опыт.

### Художественная экспрессивность

В условиях отсутствия необходимости в пространственном моделировании, квазитрехмерность дарует художникам большую свободу экспериментов со стилем и дизайном. Стены могут внезапно возвышаться, углы закругляться, а текстуры - переплетаться, создавая сюрреалистические и захватывающие игровые пространства.

### Создание атмосферы

Ограничения и условности квазитрехмерности позволяют дизайнерам умело выстраивать атмосферу в играх. Узкие коридоры и лабиринты усиливают ощущение клаустрофобии и опасности, а открытые пространства создают чувство свободы и простора.

### Табличное сравнение современных и классических квазитрехмерных игр:

| Признак | Классическая квазитрехмерность | Современная квазитрехмерность |

|-------------------------------------|-----------------------------------|--------------------------------------|

| Графическое разрешение | Низкое | Высокое |

| Число полигонов | Незначительное | Значительное |

| Текстурирование | Плоское | Процедурное |

| Освещение | Статичное, предопределенное | Динамическое, отражающее |

| Физика | Отсутствует | Реалистичная, использующая расчеты |

| Управление | 2D-управление | 3D-управление |

Новинка в ретро-графике: возрождение объёма

Ретро-стиль возвращается в моду, вновь привлекая внимание любителей ностальгии. Возможность пережить эмоции из детства вдохновляет разработчиков создавать новые проекты с классической эстетикой. Не осталась в стороне и ретро-графика, в частности, возрождается популярность объёмных решений.

Обманчивая перспектива - это то, что отличает классику от современной графики. На плоском двумерном пространстве создаётся эффект объёмности, который позволяет игрокам погрузиться в мир игры. Впервые этот приём был использован ещё во времена игровых приставок NES и Sega Mega Drive, таких как в культовой игре Doom.

Возвращение к истокам

Современные технологии позволяют расширить возможности классической графики. Разработчики по-новому экспериментируют с объёмом, добавляя дополнительные эффекты и улучшая детализацию. Это открывает новые творческие горизонты, позволяющие создавать уникальные визуальные стили, которые сочетают в себе ретро-эстетику с современным игровым опытом.

Новое дыхание для старых жанров

Объёмность вносит новую жизнь в классические жанры, даря им свежее звучание. Платформеры и шутеры от первого лица обретают обновлённую привлекательность, позволяя игрокам испытать ностальгию и в то же время наслаждаться современными игровыми технологиями.

Будущее квазиобъёмной графики

Квазиобъёмная графика, объединившая в себе черты двух и трёх измерений, прочно заняла свою нишу в игровой индустрии. Её потенциал ещё не исчерпан, и в будущем мы можем рассчитывать на появление новых проектов, использующих эту технику.

Ностальгический аспект

Квазиобъёмная графика обладает особым шармом, который навевает ностальгию по эпохе пионеров видеоигр. С её помощью можно создавать игры, стилизованные под ретро, вызывая ностальгические чувства у геймеров старшего поколения и знакомя молодых игроков с истоками игровой культуры.

Футуристическая эстетика квазиобъёмной графики, её угловатые формы и простые текстуры вполне могут лечь в основу дизайна прогрессивных инди-проектов. Кроме того, такая графика открывает простор для экспериментов с нестандартными художественными решениями.

Благодаря простоте реализации квазиобъёмной графики её могут осваивать начинающие разработчики, желающие создавать собственные игры без внушительных материальных затрат. Это способствует развитию игровой индустрии, расширяя круг её участников и позволяя талантливым людям заявить о себе.

Эксперименты и инновации

Вспоминая о квазиобъёмной графике, нельзя обойти стороной её потенциал для использования в экспериментальных и инновационных игровых проектах. Её условность позволяет художникам и дизайнерам отходить от реализма и создавать воистину уникальные визуальные решения.

Квазиобъёмная графика может стать инструментом для выхода за рамки привычных игровых жанров и создания новых форм повествования. Её гибкость позволяет реализовывать нестандартные механики и способы взаимодействия с игровым миром.

Кто знает, какими будут квазиобъёмные игры будущего? Возможно, они будут похожи на классические шутеры от первого лица, возможно, они выйдут за рамки привычных представлений, предлагая игрокам необычные и захватывающие впечатления. Одно можно сказать наверняка: квазиобъёмная графика ещё не исчерпала свой потенциал и обещает нам немало интересных открытий в будущем.

Вопрос-ответ:

Что такое "псевдотрёхмерность"?

Псевдотрёхмерность - это метод создания иллюзии трёхмерности в двухмерных играх. Применяется путём использования специальных графических приёмов и математических вычислений для моделирования глубины и объёма. Объекты в псевдотрёхмерном пространстве, воспринимаются глазом как трёхмерные, хотя в реальности они представляют собой двухмерные изображения.

Как Doom использует псевдотрёхмерность?

В Doom используется проекционный метод псевдотрёхмерности. Двухмерные спрайты объектов (стены, монстры) проецируются на двумерную плоскость карты, создавая иллюзию трёхмерного пространства. Таким образом, игрок может перемещаться по уровню во всех направлениях, но при этом все объекты и персонажи остаются двухмерными.

Чем отличается 2,5D от псевдотрёхмерности?

2,5D - это более продвинутая форма псевдотрёхмерности. В 2,5D играх, помимо проекции спрайтов на плоскость, также используются многоуровневая архитектура и элементы высоты. Это позволяет создавать более реалистичные трехмерные пространства и добавлять вертикальность в геймплей.

Почему Doom считается пионером в использовании псевдотрёхмерности?

Doom был одним из первых шутеров от первого лица, в котором использовался мощный движок, способный быстро и эффективно отображать большие уровни с использованием псевдотрёхмерности. Революционный игровой процесс, основанный на быстром перемещении и перестрелках в трёхмерном пространстве, и впечатляющая для своего времени графика, сделали Doom одним из самых влиятельных и успешных видеоигр всех времен.

В каких играх ещё использовалась псевдотрёхмерность?

Псевдотрёхмерность была широко распространена в играх 90-х годов. К популярным примерам относятся Wolfenstein 3D, Duke Nukem 3D, Quake и Descent. В настоящее время псевдотрёхмерность практически не используется, уступив место настоящей трёхмерной графике.

Что такое "псевдотрёхмерность"?

В псевдотрёхмерных играх трёхмерный мир имитируется с помощью двумерной графики. Объекты в игре выглядят трехмерными, но их геометрия на самом деле двухмерная. Это достигается путем построения карт высот, создания двухмерных спрайтов или использования таких техник, как альфа-смешивание и технология z-буфера.

Видео:

Эмулятор DOS для игр Doom, Quake, Dune, Wolfenstein 3D, Fallout на Windows 10, 8 или 7