Псевдотрёхмерность и 2,5D — принципы и применение в Doom и других играх

Игры прошлого пленили нас не только ностальгией, но и своей первобытной графикой. Одна из самых прорывных технологий того времени – имитация трёхмерного пространства на двумерной плоскости. Давайте окунёмся в историю и узнаем, как это происходило!

Технология, известная как псевдотрёхмерность, создавала иллюзию объёма без использования настоящих трёхмерных моделей. Игры, применявшие этот подход, словно оживали на экранах, погружая игроков в виртуальные миры, полные глубины и реализма. Одной из самых известных игр, популяризировавших эту технологию, был Doom. Но не только этот шедевр покорил сердца геймеров, многие другие игры также активно использовали псевдотрёхмерность, чтобы расширить границы игрового восприятия.

Иллюзия трёхмерности в Doom

Пространство будто оживает перед глазами в играх с «квазитрёхмерной» графикой. Этот визуальный фокус заставляет плоское двухмерное изображение казаться объёмным.

Методы создания иллюзии глубины разнообразны.

Doom погружает в виртуальный мир с помощью хитроумной техники.

Трёхмерные спрайты врагов и объектов оживают благодаря потолку, полу и стенам, к которым они привязаны.

Персонажи возвышаются над лабиринтом коридоров, а препятствия отбрасывают тени, создавая глубину и драматизм.

Что такое псевдотрёхмерность?

Представьте себе мир, который выглядит так, будто у него есть глубина и объём, но на самом деле это всего лишь иллюзия. Вот что такое псевдотрёхмерность.

Чтобы создать этот эффект, игры используют множество трюков.

Они используют перспективу, чтобы создать впечатление глубины.

А затем они используют затенение, чтобы сделать объекты более реалистичными.

И, наконец, они используют спрайты, чтобы добавить в сцену ощущение движения.

Результат — игра, которая выглядит почти так же, как настоящая трёхмерная игра, но на самом деле намного проще в создании и выполнении.

2,5D-графика в Doom

2,5D-графика в Doom достигается путем создания двухмерных спрайтов и отображения их на трехмерной карте.

Спрайты представляют собой графические изображения объектов, а карта определяет расположение этих объектов в игровом пространстве.

Когда игрок перемещается по карте, спрайты прокручиваются и масштабируются, создавая иллюзию трехмерного мира.

Спрайты и карта

Спрайты в Doom создаются с использованием двухмерной графики. Они могут содержать прозрачные пиксели, позволяющие им смешиваться с фоном.

Карта, с другой стороны, представляет собой двухмерную сетку, которая определяет расположение стен, полов и потолков в игровом пространстве.

Рендеринг

Рендеринг сцены в Doom осуществляется процессором игры. Спрайты прокручиваются и масштабируются в соответствии с их положением на карте, а затем накладываются на фон.

Игра использует технику под названием отсечение видимости, которая удаляет из отрисовки спрайты, находящиеся за стенами и другими непрозрачными объектами.

Ограничения

Хотя 2,5D-графика позволяет Doom создавать иллюзию трехмерного мира, она имеет свои ограничения.

Объекты в игре могут быть видны только с одной перспективы, а движение ограничено двухмерной плоскостью.

Особенности 2,5D

Технология 2,5D предлагает ряд преимуществ и недостатков.

С одной стороны, она даёт ощущение объёмного пространства.

С другой, ограничение движений в плоскости делает геймплей более линейным.

Кроме того, приходится мириться с лесенками на текстурах из-за отсутствия сглаживания.

Тем не менее, относительно простая реализация 2,5D позволяет компьютерам и консолям того времени обрабатывать сцены с большим количеством объектов и создавать впечатление просторных трёхмерных миров.

Альтернативный взгляд на 2,5D

Технология 2,5D оказалась настолько эффективной, что нашла применение не только в шутерах от первого лица. Разберем её проявления в других жанрах.

В платформерах, таких как Mario 64 и Donkey Kong 64, она позволила создавать более реалистичные и динамичные уровни с возможностью перемещения в трёх плоскостях.

Стратегии в реальном времени, вроде StarCraft и Command & Conquer, стали гораздо зрелищнее благодаря 2,5D-графике.

Ролевые игры тоже не остались в стороне: изометрическая проекция Baldur’s Gate и Neverwinter Nights оказалась идеальным сочетанием детализации и игрового комфорта.

В гонках, таких как Ridge Racer и OutRun, эта технология позволила создать трассы с плавными подъёмами и спусками, сделав гонки более захватывающими.

Пример из авиасимуляторов

Нельзя обойти вниманием и авиасимуляторы. Игры вроде Flight Simulator X и X-Plane используют 2,5D-графику для высокоточного отображения ландшафта и городов, что делает полёты максимально реалистичными.

Влияние лжеобъёмности на планировку уровней

Сочетание плоских спрайтов и высоты в лжеобъёмных играх создает особую динамику, которая влияет на дизайн уровней.

Полноценное третье измерение позволило бы элементам вращаться и свободно перемещаться, но ограничения лжеобъёмности не предоставляют такой возможности.Вместо этого дизайнеры уровней компенсировали это, используя высоту как способ разграничения пространства. Различные уровни платформ, лестниц и подъемов создают вертикальную ось, которая добавляет глубину и сложность игровому процессу.

Препятствия, выстроенные по вертикали, усиливают разнообразие и непредсказуемость. Игрок вынужден учитывать не только горизонтальные, но и вертикальные угрозы, что требует более сложной стратегии выживания.

Роль шейдеров в иллюзии объёма

Шейдеры играют решающую роль в создании иллюзии глубины в двухмерной среде.

Они преобразуют плоские спрайты в фигуры с видимой толщиной.

Изменяя яркость и цвет пикселей, шейдеры создают градиенты и тени, имитирующие объём.

Они также могут изменять текстуры и геометрию объектов в зависимости от угла обзора, что усиливает эффект глубины.

Во многих псевдотрёхмерных играх используются продвинутые шейдерные техники, такие как буфер глубины и пиксельные шейдеры, для достижения максимального погружения и реалистичности.

Физика и освещение в 2,5D

В то время как графика 2,5D создает иллюзию глубины, физика и освещение играют решающую роль в повышении реализма и погружения.

Физика в 2,5D-играх, как и в трехмерных, управляет взаимодействием объектов в виртуальном мире.

Освещение, с другой стороны, определяет, как свет влияет на сцену, создавая тени и блики.

Сочетание физических законов и реалистичного освещения оживляет мир 2,5D, делая его более захватывающим и интерактивным для игроков.

Физика

Физика 2,5D-игр может имитировать гравитацию, столкновения и силу.

Игровые персонажи и объекты взаимодействуют с окружающей средой в соответствии с физическими законами.

Например, в игре может быть реализована симуляция тряпичной куклы, где игровые персонажи реагируют на силу тяжести и внешние воздействия, создавая ощущение реалистичных движений.

Освещение

Освещение в 2,5D может быть динамическим или статическим.

Динамическое освещение изменяется в реальном времени, реагируя на действия игрока и изменения в окружающей среде.

Статическое освещение предварительно вычисляется и остается неизменным на протяжении всего уровня.

Оба типа освещения могут создавать различные эффекты, такие как тени, блики и отражения, которые добавляют глубину и реализм виртуальному миру.

Современные игры с нотками 2,5D

В плену между 2D и 3D, 2,5D-игры обрели новую жизнь, возрождая классические идеи в современной интерпретации.

От ретро-шутеров до изобретательных платформеров, 2,5D-игры обогащают игровой ландшафт неповторимым шармом.

Окна в виртуальные миры, эти игры не ограничены статичными спрайтами, а гармонично сочетают элементы 2D-перспективы и 3D-глубины.

Такие игры как Cuphead и Shovel Knight покорили сердца геймеров красочной анимацией и скрупулёзно проработанным дизайном уровней.

Будущее псевдообъёмной графики

В индустрии видеоигр наблюдается тенденция к возрождению ретро-стилей. Дизайнеры черпают вдохновение в культовой классике, внедряя современные технологии в классические форматы. Псевдообъёмная графика, впервые прославившаяся в эпоху Doom, вновь пробивает себе дорогу на вершины индустрии.

Технология пережила небольшие изменения, оставшись верна своим основным принципам. При рендеринге используется набор двумерных изображений, создающих иллюзию глубины. Современные технологии позволяют сделать этот эффект ещё более убедительным. Появились новые возможности манипулировать перспективой и освещением, добиваясь более реалистичного восприятия трёхмерности.

Несмотря на то, что псевдообъёмная графика не может сравниться с настоящим 3D по сложности и свободе действий, у неё есть свои уникальные преимущества. Она не требует огромных ресурсов, что делает её доступной для разработчиков с ограниченным бюджетом. Кроме того, ограниченная сложность графики позволяет художникам сосредоточиться на создании захватывающего и детализированного игрового опыта.

Не будем забывать и об эстетической привлекательности. Ретро-стиль обладает особым очарованием, которое вызывает ностальгию у старшего поколения и привлекает внимание молодых геймеров, открывающих для себя классику. Сочетание современной технологии и винтажного визуального стиля создаёт уникальное и запоминающееся впечатление.

Псевдообъёмная графика не собирается сдавать свои позиции. Она нашла свою нишу в ретро-игре, инди-проектах и даже крупных AAA-играх. По мере развития технологий мы увидим ещё больше инноваций в этой области. Не исключено, что псевдообъёмная графика станет частью будущих игровых шедевров.

Вопрос-ответ:

Что такое псевдотрехмерность и как она работает?

Псевдотрехмерность (2,5D) — это техника в дизайне игр, которая создает иллюзию трехмерного пространства, используя двухмерные спрайты и ограничения камеры. В Doom игра отображается сверху вниз, но спрайты вращаются, чтобы имитировать движение в трехмерном пространстве, а ограничения камеры предотвращают просмотр по вертикали.

Какие преимущества дает псевдотрехмерность?

Псевдотрехмерность позволяет добиться достаточно убедительного ощущения глубины и перспективы в играх, не требуя больших вычислительных мощностей. Это делало ее особенно популярной в эпоху ранних ПК и консолей.

Какие ограничения у псевдотрехмерности?

Псевдотрехмерность имеет несколько ограничений. Например, объекты могут выглядеть искаженными при взгляде на них под определенными углами. Кроме того, вертикальное движение ограничено, что может создать проблемы в определенных игровых ситуациях.

В каких играх использовалась псевдотрехмерность?

Псевдотрехмерность использовалась во многих играх, включая классические шутеры от первого лица, такие как Doom, Wolfenstein 3D и Duke Nukem 3D. Она также применялась в ролевых играх, таких как Diablo и Baldur’s Gate, и в стратегических играх, таких как Warcraft и StarCraft.

Какова важность псевдотрехмерности в истории видеоигр?

Псевдотрехмерность была важным этапом в развитии видеоигр. Она позволила разработчикам создавать более захватывающие и иммерсивные игровые миры, чем это было возможно ранее с помощью чисто двухмерной графики. Эта техника была особенно влиятельной в жанре шутеров от первого лица, где она помогла определить внешний вид и игровой процесс многих популярных игр.

Как работает псевдотрёхмерность?

Псевдотрёхмерность, или 2,5D, — это техника создания иллюзии глубины в 2D-среде. Она достигается путем проецирования двумерных спрайтов на карту глубины, создавая эффект трехмерного пространства. В Doom лифты и двери кажутся трехмерными, хотя на самом деле они просто сшиваются из двумерных изображений.

В каких еще играх используется псевдотрёхмерность?

Псевдотрёхмерность была популярной техникой в ранних трёхмерных играх, включая Wolfenstein 3D, Duke Nukem 3D и Quake 1. Она также использовалась в некоторых современных играх, таких как Cave Story и Fez, для создания ретро-эстетики.

Видео:

DOOM: Как играть в настольную игру | Видео-правила настольной игры