Изометрическая графика видеоигр - Isometric video game graphics

Vg graphics.svg
Часть серии по:
Графика видеоигр

Изометрическая графика видеоигр графика используется в видеоигры и пиксельная графика какой угол смотровая площадка раскрыть грани окружающей среды, которые не были бы видны из вид сверху вниз или же вид сбоку, тем самым создавая трехмерный эффект. Несмотря на название, изометрическая компьютерная графика не обязательно изометрический - т.е. оси x, y и z не обязательно ориентированы на 120 ° друг к другу. Вместо этого возникает множество углов; некоторая форма параллельная проекция, Такие как диметрическая проекция с соотношением пикселей 2: 1, является наиболее распространенным. Термины "перспектива 3/4", "2.5D "и" псевдо-3D "также иногда используются, хотя эти термины могут иметь несколько разные значения в других контекстах.

Когда-то распространенная изометрическая проекция стала более редкой с появлением более мощных 3D графика системы, и по мере того как игры стали больше сосредотачиваться на действиях и отдельных персонажах.[1] Однако видеоигры, использующие изометрическую проекцию, возродились с начала 2010-х годов, особенно в Kickstarter.[1][2]

Обзор

Изометрический куб
Истинный изометрический рисунок куба. Обратите внимание на углы 120 °, разделяющие Икс, у и z осей, а также равной длины каждого из ребер куба.
Диметрический куб
Распространенная форма диметрической проекции, используемая в видеоиграх и пиксельной графике. Угол 26,565 ° образует соотношение пикселей 2: 1 и равен .

Преимущества

Хорошо выполненная изометрическая система никогда не должна заставлять игрока думать о камере. Вы должны быть в состоянии быстро и интуитивно перемещать вид к тому, на что вам нужно смотреть, и никогда не учитывать механику камеры. Попытка запустить полноэкранную камеру во время тактического боя в реальном времени наверняка вызовет пожар шлема у новых игроков, поскольку они быстро подавляются механикой.

Трент Остер, соучредитель BioWare и основатель Beamdog[1]

В областях компьютерные и видеоигры и пиксельная графика, техника стала популярной из-за легкости, с которой 2D спрайт- и плиточный графики могут быть представлены для представления 3D игровая среда. Потому что параллельно проецируется объекты не меняют размер при перемещении по игровому полю, компьютер не нуждается в масштабировании спрайты или выполните сложные вычисления, необходимые для моделирования визуальная перспектива. Это позволило 8 бит и 16 бит игровые системы (а в последнее время портативный и мобильные системы), чтобы быстро и легко отображать большие трехмерные области. И пока проблемы путаницы глубины параллельной проекции иногда может быть проблемой, хороший игровой дизайн может решить эту проблему.

Использование изометрической или псевдоизометрической перспективы в видеоиграх также дает игровые преимущества. Например, по сравнению с чисто сверху вниз игры, они добавляют третье измерение, открывая новые возможности для прицеливания и платформер.[1] Во-вторых, по сравнению с первый- или же третье лицо игры, они позволяют вам более легко выставлять и контролировать большее количество дополнительных юнитов, таких как полный партия персонажей в ролевая игра.[1] Кроме того, они могут облегчить ситуации, когда игрок может отвлекаться от ядра игры. механика из-за необходимости постоянно управлять громоздкой 3D-камерой.[1] Т.е. игрок может сосредоточиться на самой игре, а не на перемещении и вращении камеры.[1]

Наконец, есть артистический преимущество. Хотя это не ограничивается строго изометрическими видеоиграми, предварительно обработанный 2D-графика может обладать более высокой точностью и использовать более продвинутые методы, чем это возможно на общедоступном компьютерном оборудовании, даже с Аппаратное ускорение 3D включено.[3] По аналогии с современными CGI используется в кинофильмы, графику можно визуализировать один раз на мощном супер компьютер или же рендеринг фермы, а затем отображается на менее мощном потребительском оборудовании, таком как планшетные компьютеры и Веб-браузеры. Это означает, что статическая предварительно отрендеренная изометрическая графика часто выглядит лучше по сравнению со своими аналогами, отрисованными в реальном времени, и со временем может стареть лучше по сравнению с аналогами.[2] Однако сейчас это преимущество может быть менее выражено, чем это было в прошлом.

Одним из недостатков предварительно обработанной графики является то, что разрешение дисплея продолжать увеличиваться, статические 2D-изображения в идеале должны быть повторно отрисованы, чтобы не отставать, иначе пострадают от пикселизация. Однако это не всегда возможно; как это было в 2012 году, когда BioWare с Baldur's Gate (1998) был переделал в Baldur's Gate: Расширенное издание студией Beamdog. Новый разработчик выбрал простой Масштабирование 2D-графики, или «масштабирование» без повторного рендеринга игровых спрайтов, поскольку в них отсутствовали оригинальные художественные ресурсы игры. (Исходные данные были потеряны в результате наводнения.[4]По сравнению с этим, изменение разрешения рендеринга игры в реальном времени тривиально.

Отличия от «истинной» изометрической проекции

Соответствующие углы поворота 3D-камеры для истинной изометрической проекции (слева) и формы диметрической перспективы, обычно встречающейся в видеоиграх и пиксельной графике (справа).[5] Угол 35,264 ° равен .

Проекция, обычно используемая в видеоиграх, немного отличается от "истинной" изометрии из-за ограничений растровая графика. Линии в Икс и у направления не следовали бы аккуратному пиксельному узору, если бы их рисовали под требуемыми 30 ° к горизонтали. Хотя современные компьютеры могут устранить эту проблему, используя сглаживание, более ранняя компьютерная графика не поддерживала достаточное количество цветов или не обладала достаточной мощностью процессора для этого. Вместо этого для рисования рисунка будет использоваться соотношение пикселей 2: 1. Икс и у осевые линии, в результате чего эти оси проходят под углом 26,565 ° () угол к горизонтали. (Игровые системы, не использующие квадратные пиксели может, однако, давать разные углы, включая «истинную» изометрию.) Следовательно, эту форму проекции более точно описать как разновидность диметрическая проекция, так как только два из трех углов между осями равны друг другу (116,565 °, 116,565 °, 126,870 °).

История изометрических видеоигр

В то время как история компьютерных игр видел некоторые истинное 3D игры уже в начале 1970-х, первыми видеоиграми, в которых использовался отчетливый визуальный стиль изометрической проекции в описанном выше значении, были аркадные игры начала 1980-х.

1980-е

Использование изометрической графики в видеоиграх началось с появления Sega с Zaxxon,[6][7] выпущен как аркадная игра в январе 1982 г.[8] Это изометрический стрелок где игрок летит на космическом самолете прокрутка уровни. Это также одна из первых видеоигр, в которых отображаются тени.[6] Data East's Остров сокровищ использовала изометрические изображения в 1981 году, но, возможно, не была выпущена во всем мире.[9]

Еще одна ранняя изометрическая игра Q * bert,[10] который Уоррен Дэвис и Джефф Ли начал программировать в апреле 1982 года и выпустил его в октябре / ноябре 1982 года.[11] Q * bert показывает статическую пирамиду в изометрической перспективе, где игрок управляет персонажем, который может прыгать по пирамиде.[6]

В марте 1983 г. изометрический платформер аркадная игра Конго Бонго был выпущен на том же оборудовании, что и Zaxxon.[12] Это позволяет персонажу игрока перемещаться по более крупным изометрическим уровням, включая истинное трехмерное лазание и падение. То же самое возможно в названии аркады Мраморное безумие, выпущенный в 1984 году.

2D (слева) и 3D (справа) координаты типичного диметрического спрайта видеоигры.

В то время изометрические игры больше не были эксклюзивными для аркадного рынка, а также вошли в домашние компьютеры с выпуском Синий Макс для Семейство 8-битных Atari и Атака муравьев для ZX Spectrum в 1983 г. Атака муравьев, игрок мог двигаться вперед в любом направлении игры с прокруткой, предлагая полное свободное движение, а не фиксированное на одной оси, как в Zaxxon. Взгляды также могут быть изменены вокруг Ось 90 градусов.[13] В ZX Crash Журнал впоследствии наградил ее 100% в категории графики за эту новую технику, известную как «Soft Solid 3-D».[14]

Год спустя ZX Spectrum увидел выпуск Knight Lore, который обычно считается революционным названием[15] это определило последующий жанр изометрических приключенческих игр.[16] Следующий Knight Lore, многие изометрические заголовки были замечены на домашних компьютерах - до такой степени, что когда-то считалось вторым по популярности клонируемым программным обеспечением после WordStar, по словам исследователя Яна Крикке.[17] Другими примерами из них были Встреча на шоссе (1985), Бэтмен (1986), На каблуках (1987)[18] и La Abadía del Crimen (1987). Однако изометрическая перспектива не ограничивалась аркадными / приключенческими играми; например, стратегическая игра 1989 года Густонаселенная использовалась изометрическая перспектива.

1990-е

Пиксель арт
Телевизор, изображенный в почти изометрии 2: 1 пиксельная графика. (Увеличено, чтобы показать структуру пикселей.)[19]
Рендеринг сцены, имитирующей перспективу Fallout 2
3D рендеринг подражание Выпадать 'использование триметрическая проекция и шестиугольная сетка.

На протяжении 1990-х годов некоторые успешные игры, такие как SimCity 2000 (1994), Цивилизация II (1996), X-COM (1994), и Diablo (1996) использовали фиксированную изометрическую перспективу. Но с появлением 3D ускорение на персональных компьютерах и игровых консолях игры, ранее использовавшие 2D-перспективу, обычно начинали превращаться в истинное 3D (например, перспективная проекция ) вместо. Это можно увидеть в преемниках вышеперечисленных игр: например SimCity (2013), Цивилизация VI (2016), XCOM: Enemy Unknown (2012) и Diablo III (2012) все используют полное 3D; и пока Diablo II (2000) использовали фиксированную перспективу, как и его предшественник, но при желании позволяли масштабировать перспективу спрайтов на расстоянии, чтобы придать им «псевдо-3D» вид.[20]

Также в 1990-х годах изометрическая графика начала использоваться для японских ролевые видеоигры (JRPG) на консольные системы, особенно тактические ролевые игры, многие из которых до сих пор используют изометрическую графику. Примеры включают Передняя миссия (1995), Тактика Огре (1995) и Final Fantasy Tactics (1997) - последний из которых использовал 3D графика чтобы создать среду, в которой игрок может свободно вращать камеру. Другие названия, такие как Вандальные сердца (1996) и Дыхание огня III (1997) тщательно подражали изометрической проекции, но фактически использовали перспективную проекцию.

Infinity Engine

Black Isle Studios и BioWare помог популяризировать использование изометрической проекции в ролевых играх в конце 1990-х - начале 2000-х годов. Эти студии использовали Infinity Engine игровой движок в нескольких своих названиях, разработанных BioWare для Baldur's Gate (1998). Этот движок получил значительную популярность среди игроков, и с тех пор многие разработчики пытались имитировать и улучшать его различными способами.[1] Сам Infinity Engine также был переработан и модернизирован Beamdog в рамках подготовки к Baldur's Gate: Расширенное издание (2012), а также их переделывает из нескольких других классических игр Infinity Engine.

Две другие игры от Black Isle Studios, Выпадать (1997) и Fallout 2 (1998), б / у триметрическая проекция.

Kickstarter

Изометрическая проекция сохраняет свою актуальность в новом тысячелетии с выпуском нескольких новыхкраудфандинговый ролевые игры на Kickstarter.[1] К ним относятся Shadowrun Returns серия (2013-2015) по Заядлые схемы; то Столпы Вечности серии (2015-2018) и Тирания (2016) автор: Обсидиан Развлечения; и Мучение: Приливы Нуменеры (2017) автор: inXile Entertainment. И Obsidian Entertainment, и inXile Entertainment наняли или были основаны бывшими участниками Black Isle Studios и Interplay Entertainment; и Obsidian Entertainment, в частности, хотели «вернуть внешний вид игр Infinity Engine, таких как Baldur's Gate, Долина Ледяного Ветра, и Planescape: Torment " с Столпы Вечности.[1] Наконец, несколько псевдоизометрических 3D-ролевых игр, таких как Божественность: первородный грех (2014), Пустошь 2 (2014) и Мертвое состояние (2014), также в последние годы финансировались краудфандингом с помощью Kickstarter. Однако эти игры отличаются от вышеперечисленных игр тем, что в них используется перспективная проекция вместо параллельной.

Возрождение изометрической проекции, основанное не только на ностальгии, - это также результат реальных, ощутимых преимуществ.[1]

Подобные прогнозы

Термин «изометрическая перспектива» часто неправильно применяют к любой игре с - обычно фиксированным - углом обзора сверху, который сначала кажется «изометрическим». К ним относятся игры, в которых триметрическая проекция, Такие как Выпадать (1997)[21] и SimCity 4 (2003);[22] игры, которые используют косая проекция, Такие как Божественная Божественность (2002)[23] и Ultima Online (1997);[24] и игры, в которых используется комбинация перспективная проекция и с высоты птичьего полета, Такие как Тихая буря (2003),[25] Факел (2009)[26] и Божественность: первородный грех (2014).[27] Есть также заголовки, в которых используется полигональная трехмерная графика, но визуализация этой графики на экране выполняется с использованием параллельной проекции вместо перспективной. К ним относятся Синдикат войны (1996), Хранитель подземелья (1997) и Глубины опасности (2007). И есть ряд игр, в которых используется комбинация изометрической графики, предварительно обработанной и визуализируемой в реальном времени, например Храм стихийного зла (2003) и Мучение: Приливы Нуменеры (2017), в которых используются предварительно обработанные двухмерные фоны и трехмерные модели персонажей, отображаемые в реальном времени; и Final Fantasy Tactics (1997) и Disgaea: Час тьмы (2003), в которых используются 3D-фоны, визуализируемые в реальном времени, и нарисованные от руки 2D-спрайты персонажей.

Еще одно преимущество сверху вниз косая проекция заключается в том, что изображения более плотно помещаются в квадратную графическую плитку, тем самым используя меньше памяти.

Экран привязки к мировым координатам

Поиск мировых координат
Сравнение нескольких видов графическая проекция. Наличие одного или нескольких углов 90 ° часто является хорошим показателем того, что используется перспектива. косая проекция.

Одна из наиболее распространенных проблем при программировании игр, в которых используются изометрические (или, скорее, диметрические) проекции, - это способность отображать события, происходящие во 2-й плоскости экрана, и фактическое местоположение в изометрическом пространстве, называемом мировым пространством. Типичный пример - выбор плитки, которая находится прямо под курсором, когда пользователь щелкает мышью. Один из таких методов использует тот же матрицы вращения который изначально создавал изометрический вид в обратном порядке, чтобы превратить точку в координатах экрана в точку, которая будет лежать на поверхности игровой доски до ее поворота. Затем мировые значения x и y могут быть вычислены путем деления на ширину и высоту плитки.

Другой способ, который требует меньших вычислительных затрат и может дать хорошие результаты, если наш метод вызывается для каждого кадра, основан на предположении, что квадратная доска была повернута на 45 градусов, а затем сжата до половины своей исходной высоты. Виртуальная сетка накладывается на проекцию, как показано на диаграмме, с осями virtual-x и virtual-y. Если щелкнуть любую плитку на центральной оси доски, где (x, y) = (tileMapWidth / 2, y), будет получено одно и то же значение плитки как для мира-x, так и для мира-y, которое в этом примере равно 3 (0 проиндексировано). . Выбор плитки, которая находится на одну позицию справа в виртуальной сетке, фактически перемещает на одну плитку меньше в мире-y и на одну плитку больше в мире-x. Это формула, которая вычисляет мир-x, беря виртуальный-y и добавляя виртуальный-x из центра доски. Точно так же world-y вычисляется путем взятия virtual-y и вычитания virtual-x. Эти вычисления производятся от центральной оси, как показано на рисунке, поэтому результаты должны быть переведены на половину доски. Например, на языке программирования C:

плавать virtualTileX = экран / virtualTileWidth;плавать virtualTileY = экранный / virtualTileHeight;// некоторые системы отображения имеют начало в нижнем левом углу, а тайловая карта - в верхнем левом углу, поэтому нам нужно перевернуть yплавать inverseTileY = numberOfTilesInY - virtualTileY;плавать isoTileX = inverseTileY + (virtualTileX - numberOfTilesInX / 2);плавать isoTileY = inverseTileY - (virtualTileX - numberOfTilesInY / 2);

Поначалу этот метод может показаться нелогичным, поскольку берутся координаты виртуальной сетки, а не исходного изометрического мира, и между виртуальными и изометрическими плитками нет однозначного соответствия. Плитка в сетке будет содержать более одной изометрической плитки, и в зависимости от того, где по ней щелкнуть, она должна отображаться в разных координатах. Ключевым моментом в этом методе является то, что виртуальные координаты представляют собой числа с плавающей запятой, а не целые числа. Виртуальные значения x и y могут быть (3.5, 3.5), что означает центр третьей плитки. На диаграмме слева это попадает в 3-ю плитку на y в деталях. Когда virtual-x и y должны в сумме равняться 4, мир x также будет равен 4.

Примеры

Диметрическая проекция

Косая проекция

Перспективная проекция

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм час я j k Синьор, Джереми (19 декабря 2014 г.). «Ретронавты: неизменная актуальность изометрических игр». usgamer.net. Сеть геймеров. Получено 2017-04-01.
  2. ^ а б Вас, Герго (18 марта 2013 г.). «Самые красивые изометрические игры». kotaku.com. Gizmodo Media Group. Получено 2017-04-01.
  3. ^ Вас, Герго (10 мая 2013 г.). «Видеоигры с самым запоминающимся предварительно обработанным фоном». Kotaku.com. Gizmodo Media Group. Получено 2017-04-01.
  4. ^ Грейсон, Натан (2016-04-01). "Борьба за возвращение ворот Балдура спустя 17 лет". Kotaku.com. Gizmodo Media Group. Получено 2017-04-11. Это было большой проблемой, потому что все исходные ресурсы Baldur's Gate, такие как 3D-модели, составляющие эти спрайты, 3D-модели уровней в оригинальной игре, эти архивы были потеряны.
  5. ^ Примечание: синие векторы указывают на положения камеры. Красные дуги представляют вращения вокруг горизонтальной и вертикальной осей. Белое поле соответствует тому, что показано на изображении вверху статьи. Обратите внимание, как на левом изображении вектор камеры проходит через две противоположные вершины куба.
  6. ^ а б c Бернар Перрон и Марк Дж. П. Вольф (2008), Читатель теории видеоигр второй, п. 158, Тейлор и Фрэнсис, ISBN  0-415-96282-X
  7. ^ Zaxxon на Убийственный список видеоигр
  8. ^ "Zaxxon". История аркад. 17 октября 2010 г.. Получено 26 сентября 2011.
  9. ^ Остров сокровищ на Убийственный список видеоигр
  10. ^ Q * bert на Убийственный список видеоигр
  11. ^ Дэвис, Уоррен. "Создание Q * Bert". Coinop.org. Получено 26 сентября 2011.
  12. ^ Конго Бонго на Убийственный список видеоигр
  13. ^ «Создайте новую форму спектрумовских игр». Пользователь Sinclair (21). Декабрь 1983 г.. Получено 2009-03-02.
  14. ^ "Мягкая твердая трехмерная атака муравьев". КРУШЕНИЕ (1). Февраль 1984 г.. Получено 2008-09-29.
  15. ^ «Окончательный вариант игры - обзор компании». Ретро Микроигры Экшен - Лучшее из игрTM Ретро Том 1. Highbury Entertainment. 2006. с. 25.
  16. ^ Стивен Коллинз. «Игровая графика в эпоху 8-битных компьютеров». Информационные бюллетени по компьютерной графике. СИГГРАФ. Архивировано из оригинал на 2012-09-09. Получено 2007-08-16.
  17. ^ Крикке, Дж. (Июль – август 2000 г.). «Аксонометрия: вопрос перспективы». Компьютерная графика и приложения. IEEE. 20 (4): 7–11. Дои:10.1109/38.851742. "Считалось, что Knight Lore - вторая по популярности часть программного обеспечения после текстового редактора Word Star."
  18. ^ «Ищу старый угол». КРУШЕНИЕ (51). Апрель 1988 г.. Получено 2008-09-29.
  19. ^ Примечание. Шаблон 2: 1 пикселей на почти изометрическом изображении позволяет получить более гладкие линии, чем на изометрическом.
  20. ^ «Diablo II близится к завершению, поскольку Blizzard готовится к заключительному этапу бета-тестирования». НайтиСтатьи. Деловая сеть BNET. Marketwire. Май 2000 г. Архивировано с оригинал на 2012-07-10. Получено 2008-09-29.
  21. ^ Грин, Джефф (2000-02-29). «Предварительный просмотр GameSpot: Arcanum». GameSpot. CNET Networks, Inc. Получено 2008-01-10.
  22. ^ Баттс, Стив (09.09.2003). «SimCity 4: предварительный просмотр в час пик». IGN PC. IGN Entertainment, Inc. Получено 2008-01-10.
  23. ^ Уокер, Трей (2002-07-12). «Божественное божество становится золотым». GameSpot. CBS Interactive. Получено 2017-04-11.
  24. ^ Грили, Дэйв; Бен Сойер (1997-08-19). «Создал ли Origin первый настоящий мир онлайн-игр?». Гамасутра. CMP Media LLC. Получено 2007-12-17.
  25. ^ О'Хаган, Стив (2007-08-07). «Превью для ПК: Тихая буря». ComputerAndVideoGames.com. Future Publishing Limited. Получено 2007-12-13.
  26. ^ Макдугалл, Джаз (4 ноября 2009 г.). «Обзор Torchlight». Игры Радар. Получено 2009-11-06.
  27. ^ Гамильтон, Кирк (2014-07-03). «Я рад, что они все еще создают игры, подобные Divinity: Original Sin». Котаку. Gizmodo Media Group. Получено 2017-04-11.

внешняя ссылка