Prince of Persia , ein Videospiel mit 2,5D-Grafik

Die 2,5D- Perspektive (ausgesprochen: zweieinhalbdimensional, zwei Punkt fünfdimensional ) bezieht sich auf das Gameplay oder die Bewegung in einem Videospiel oder einer virtuellen Realität , die auf eine zweidimensionale (2D) Ebene beschränkt ist und kaum oder gar keinen Zugang zu einer dritten Dimension in einem Raum bietet, der ansonsten dreidimensional erscheint und oft in einer digitalen 3D-Umgebung simuliert und gerendert wird .

Dies steht in Zusammenhang mit der Pseudo-3D-Perspektive (manchmal auch Dreiviertelansicht genannt, wenn die Umgebung aus einer schrägen Draufsicht dargestellt wird), ist aber davon zu unterscheiden. Bei der Pseudo-3D-Perspektive handelt es sich um 2D-Grafikprojektionen und ähnliche Techniken, die verwendet werden, um Bilder oder Szenen den Anschein von Dreidimensionalität (3D) zu erwecken, obwohl sie es in Wirklichkeit nicht sind.

Im Gegensatz dazu werden Spiele, Räume oder Perspektiven, die in 3D simuliert und gerendert und im 3D-Leveldesign verwendet werden, als echtes 3D bezeichnet , und 2D-gerenderte Spiele, die wie 2D aussehen sollen, ohne ein 3D-Bild anzunähern, werden als echtes 2D bezeichnet .

2,5D-Projektionen sind in Videospielen weit verbreitet und haben sich auch in der geografischen Visualisierung (GVIS) als nützlich erwiesen, um visuell-kognitive räumliche Repräsentationen oder 3D-Visualisierungen besser zu verstehen. [ 1 ]

Die Begriffe Dreiviertelperspektive und Dreiviertelansicht haben ihren Ursprung im Dreiviertelprofil in der Porträtfotografie und Gesichtserkennung , das das Gesicht einer Person in einer Zwischenstellung zwischen Frontal- und Seitenansicht darstellt. [ 2 ]

Computergrafik

Axonometrische und schräge Projektion

Bei der axonometrischen und der schrägen Projektion , zwei Formen der Parallelprojektion , wird der Blickpunkt leicht gedreht, um andere Aspekte der Umgebung sichtbar zu machen als in der Draufsicht oder Seitenansicht. Dadurch entsteht ein dreidimensionaler Effekt. Ein Objekt wird „als geneigt betrachtet, was zu einer Verkürzung entlang aller drei Achsen führt“ [ 3 ] , und das Bild ist eine „Darstellung eines dreidimensionalen Objekts auf einer Ebene (Zeichenfläche), das in einem Winkel zur Projektionsebene steht“ [ 3 ] . Senkrechte Linien zur Ebene werden zu Punkten, parallele Linien behalten ihre wahre Länge, und geneigte Linien werden verkürzt.

Diese Kameraperspektiven sind in 2D -Videospielen weit verbreitet, insbesondere in solchen, die für 16-Bit- oder ältere Konsolen und Handhelds erschienen sind , sowie in späteren Strategie- und Rollenspielen . Der Vorteil dieser Perspektiven liegt darin, dass sie die Übersichtlichkeit und Bewegungsfreiheit eines Top-Down-Spiels mit der Erkennbarkeit der Charaktere eines Side-Scrolling-Spiels kombinieren . So erhält der Spieler einen Überblick über die Spielwelt, da er sie mehr oder weniger von oben betrachtet und durch den Winkel zusätzliche Details in der Grafik erkennen kann: Anstatt einen menschlichen Charakter in der Top-Down-Perspektive nur als Kopf und Schultern darzustellen, kann bei Verwendung eines schrägen Winkels der gesamte Körper gezeichnet werden; dreht man einen Charakter, sieht man ihn von der Seite, von vorn und von hinten, während in der Top-Down-Perspektive immer nur Kopf und Schultern zu sehen sind.

Anatomie eines axonometrischen Sprites. Die 2D- Sprite -Koordinaten befinden sich links, die 3D-Modellkoordinaten rechts.

Es gibt drei Hauptarten der axonometrischen Projektion: isometrisch (gleichmaßig), dimetrisch (symmetrisch und asymmetrisch) und trimetrisch (Ein- oder Zweiseitenansicht). Die gebräuchlichste Darstellungsart in technischen Zeichnungen ist die isometrische Projektion. Bei dieser Projektion sind die drei Achsen so geneigt, dass sie in Abständen von 120 Grad gleiche Winkel bilden. Dadurch werden alle drei Achsen gleichmäßig verkürzt. In Videospielen ist aufgrund von Problemen mit Kantenglättung und quadratischen Pixeln, die bei den meisten Computermonitoren auftreten, eine Form der dimetrischen Projektion mit einem Pixelverhältnis von 2:1 häufiger anzutreffen.

Bei der Schrägprojektion werden typischerweise alle drei Achsen ohne Verkürzung dargestellt. Alle parallelen Linien werden maßstabsgetreu gezeichnet, Diagonalen und Kurven hingegen verzerrt. Ein typisches Merkmal der Schrägprojektion ist, dass das zur Kamera gerichtete Gesicht seine rechten Winkel zur Bildebene beibehält.

Zwei Beispiele für schräge Projektion sind Ultima VII: The Black Gate und Paperboy . Beispiele für axonometrische Projektion sind SimCity 2000 sowie die Rollenspiele Diablo und Baldur’s Gate .

Werbetafeln

In dreidimensionalen Szenen bezeichnet der Begriff „Billboarding“ eine Technik, bei der Objekte durch zweidimensionale Bilder auf einem einzelnen Polygon dargestellt werden, das typischerweise senkrecht zur Blickrichtung ausgerichtet ist. Der Name rührt daher, dass die Objekte wie auf eine Werbetafel gezeichnet wirken . Diese Technik war in Videospielen der frühen 1990er-Jahre weit verbreitet, da die Konsolen damals noch nicht die nötige Hardwareleistung für die Darstellung vollständig dreidimensionaler Objekte besaßen. Man spricht hier auch von einem Hintergrund. Billboarding kann die Performance deutlich steigern, wenn die Geometrie weit genug entfernt ist, um nahtlos durch einen 2D- Sprite ersetzt zu werden . In Spielen wird diese Technik am häufigsten für Objekte wie Partikel (Rauch, Funken, Regen) und detailarme Vegetation eingesetzt. Mittlerweile ist sie Standard und findet sich in vielen Spielen wie Rome: Total War , wo sie genutzt wird, um Tausende einzelner Soldaten gleichzeitig auf einem Schlachtfeld darzustellen. Zu den frühen Beispielen zählen frühe Ego-Shooter wie Marathon Trilogy , Wolfenstein 3D , Doom , Hexen und Duke Nukem 3D sowie Rennspiele wie Carmageddon und Super Mario Kart und Jump-’n’-Run-Spiele wie Super Mario 64 .

Skyboxen und Skydome

Skyboxen und Skydomes sind Methoden, mit denen sich auf einfache Weise ein Hintergrund erstellen lässt, der ein Spiellevel größer wirken lässt, als es tatsächlich ist. Befindet sich das Level in einem Würfel, werden Himmel, entfernte Berge, Gebäude und andere unerreichbare Objekte mithilfe des sogenannten Cube Mappings auf die Würfelflächen projiziert . Dadurch entsteht die Illusion einer dreidimensionalen Umgebung. Ein Skydome nutzt dasselbe Prinzip, verwendet aber anstelle eines Würfels eine Kugel oder Halbkugel .

Bewegt sich ein Betrachter durch eine 3D-Szene, bleibt die Skybox oder Skydome üblicherweise relativ zum Betrachter stationär. Diese Technik erzeugt die Illusion, dass die Skybox sehr weit entfernt ist, da sich andere Objekte in der Szene zu bewegen scheinen, die Skybox selbst jedoch nicht. Dies ahmt die Realität nach, wo entfernte Objekte wie Wolken, Sterne und sogar Berge stationär erscheinen, wenn der Blickpunkt nur geringfügig verschoben wird. Im Grunde genommen wirkt alles in einer Skybox immer unendlich weit vom Betrachter entfernt. Aufgrund dieser Eigenschaft von Skyboxen sollten Designer darauf achten, nicht unbedacht Bilder einzelner Objekte in die Texturen einer Skybox einzufügen, da der Betrachter die Größenunterschiede dieser Objekte beim Durchqueren der Szene wahrnehmen könnte.

Skalierung entlang der Z-Achse

In manchen Spielen werden Sprites je nach Entfernung zum Spieler vergrößert oder verkleinert, wodurch die Illusion einer Bewegung entlang der Z-Achse (vorwärts) entsteht. Segas Videospiel Out Run aus dem Jahr 1986, das auf der Sega OutRun- Arcade-Konsole lief , ist ein gutes Beispiel für diese Technik.

In Out Run fährt der Spieler einen Ferrari in die Tiefe des Spielfensters. Die Palmen links und rechts der Straße bestehen aus derselben Bitmap , sind aber unterschiedlich skaliert, wodurch die Illusion entsteht, dass manche näher sind als andere. Die Bewegungsrichtungen sind „links und rechts“ sowie „in die Tiefe“ (technisch wäre dies möglich, aber im Spiel waren weder U-Turns noch Rückwärtsfahren erlaubt, da dies dem rasanten Spielablauf und dem knappen Zeitlimit widersprach). Die Perspektive ist vergleichbar mit der eines Fahrers in der Realität . Position und Größe der Werbetafeln werden durch eine (vollständige 3D-)Perspektivtransformation generiert, ebenso wie die Eckpunkte der Polylinie, die die Straßenmitte darstellt. Die Straßenmitte wird oft als Spline gespeichert und so abgetastet, dass auf geraden Straßen jeder Abtastpunkt einer Scanzeile auf dem Bildschirm entspricht. Hügel und Kurven führen zu mehreren Punkten auf einer Linie, von denen einer ausgewählt werden muss. Oder eine Linie hat keinen Punkt und muss linear aus den benachbarten Linien interpoliert werden. In Out Run werden sehr speicherintensive Billboards verwendet, um Maisfelder und Wasserwellen darzustellen, die selbst bei größtem Betrachtungsabstand breiter als der Bildschirm sind, und auch in Test Drive , um Bäume und Klippen zu zeichnen.

Drakkhen war eines der ersten Rollenspiele mit einer dreidimensionalen Spielwelt. Es nutzte jedoch keine herkömmliche 3D-Engine, sondern emulierte diese mithilfe von Charakter-Skalierungsalgorithmen. Die Spielergruppe bewegt sich auf einem flachen Terrain aus Vektoren, auf dem 2D-Objekte vergrößert dargestellt werden. Drakkhen bietet einen animierten Tag-Nacht-Zyklus und die Möglichkeit, die Spielwelt frei zu erkunden – beides Seltenheiten für ein Spiel dieser Zeit. Diese Art von Engine wurde später im Spiel Eternam verwendet .

Einige mobile Spiele, die für die Java ME-Plattform erschienen, wie beispielsweise die mobilen Versionen von Asphalt: Urban GT und Driver: LA Undercover , nutzten diese Methode zur Darstellung der Umgebung. Die Technik ähnelt zwar einigen Arcade-Spielen von Sega, wie Thunder Blade und Cool Riders sowie der 32-Bit-Version von Road Rash , verwendet aber Polygone anstelle von Sprite-Skalierung für Gebäude und bestimmte Objekte, obwohl das Ergebnis flach schattiert wirkt. Spätere mobile Spiele (hauptsächlich von Gameloft), wie Asphalt 4: Elite Racing und die mobile Version von Iron Man 2 , verwenden eine Mischung aus Sprite-Skalierung und Texturierung für einige Gebäude und Objekte.

Parallax-Scrolling

Drei verschiedene Bildebenen scrollen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten.
Ein Beispiel für Parallax-Scrolling

Parallaxe bezeichnet die Bewegung von 2D- Sprites oder Sprite-Ebenen unabhängig voneinander und/oder vom Hintergrund, um einen Tiefeneindruck zu erzeugen. [ 4 ] : 103 Dieser Tiefeneindruck entsteht durch die relative Bewegung der Ebenen. Die Technik entwickelte sich aus der Multiplan-Kameratechnik , die seit den 1940er Jahren in der traditionellen Animation verwendet wird. [ 5 ] Erstmals kam dieser Grafikeffekt 1982 im Arcade-Spiel Moon Patrol zum Einsatz . [ 6 ] Beispiele hierfür sind der Himmel in Rise of the Triad , die Arcade-Version von Rygar , Sonic the Hedgehog , Street Fighter II , Shadow of the Beast und Dracula X Chronicles sowie Super Mario World .

Modus 7

Der Modus 7 , ein Anzeigesystemeffekt, der Rotation und Skalierung beinhaltete, ermöglichte einen 3D-Effekt bei Bewegungen in jede Richtung ohne tatsächliche 3D-Modelle und wurde zur Simulation von 3D-Grafiken auf dem SNES verwendet .

Raycasting

Während Tricks wie das Scheren der Kamera (wie rechts zu sehen) manchmal verwendet werden, um eine Illusion der Rotation zu erzeugen, können Raycasting-Renderer die besagte Kamera nicht vertikal drehen [ 7 ] wie echte 3D-Renderer (links).

Raycasting ist eine Pseudo-3D-Technik in der Egoperspektive , bei der für jeden vertikalen Bildschirmausschnitt ein Strahl von der Kameraposition ausgesendet wird. Diese Strahlen breiten sich aus, bis sie auf ein Objekt oder eine Wand treffen, und der entsprechende Wandabschnitt wird in diesem vertikalen Bildschirmausschnitt gerendert. [ 8 ] Aufgrund der eingeschränkten Kamerabewegung und der intern zweidimensionalen Darstellung wird dies oft als 2,5D bezeichnet. [ 9 ]

Bump-, Normal- und Parallaxen-Mapping

Bump Mapping , Normal Mapping und Parallax Mapping sind Techniken, die in 3D-Rendering- Anwendungen wie Videospielen auf Texturen angewendet werden , um Unebenheiten und Falten auf der Oberfläche eines Objekts zu simulieren, ohne zusätzliche Polygone zu verwenden . Für den Endnutzer bedeutet dies, dass Texturen wie Steinmauern eine größere Tiefenwirkung und somit einen höheren Realismus aufweisen, ohne die Simulationsleistung wesentlich zu beeinträchtigen.

Bump Mapping wird erreicht, indem die Oberflächennormalen eines Objekts verändert und bei der Beleuchtungsberechnung ein Graustufenbild sowie die veränderte Normale verwendet werden. Das Ergebnis ist eine scheinbar unebene, nicht perfekt glatte Oberfläche, obwohl die Oberfläche des zugrunde liegenden Objekts tatsächlich unverändert bleibt. Bump Mapping wurde 1978 von Blinn eingeführt. [ 10 ]

Eine Kugel ohne Bump-Mapping (links). Das auf die Kugel anzuwendende Bump-Mapping (Mitte). Die Kugel mit angewendetem Bump-Mapping (rechts).

Beim Normal Mapping wird der Einheitsvektor vom Schattierungspunkt zur Lichtquelle mit dem Einheitsvektor der Flächennormalen multipliziert . Das Skalarprodukt ergibt die Lichtintensität auf dieser Fläche. Stellen Sie sich ein polygonales Kugelmodell vor – die Oberflächenform lässt sich nur annähernd darstellen. Durch die Verwendung einer 3-Kanal-Bitmap-Textur, die über das Modell gelegt wird, können detailliertere Normalenvektorinformationen kodiert werden. Jeder Kanal der Bitmap entspricht einer räumlichen Dimension ( x , y und z ). Diese räumlichen Dimensionen beziehen sich bei Objektraum-Normalmaps auf ein konstantes Koordinatensystem, bei Tangentenraum-Normalmaps hingegen auf ein stetig variierendes Koordinatensystem (basierend auf den Ableitungen der Position nach den Texturkoordinaten). Dies verleiht der Oberfläche eines Modells deutlich mehr Details, insbesondere in Verbindung mit fortgeschrittenen Beleuchtungstechniken.

Parallax Mapping (auch Offset Mapping oder virtuelles Displacement Mapping genannt ) ist eine Erweiterung des Bump Mappings und des Normal Mappings. Dabei werden die Texturkoordinaten an einem Punkt des gerenderten Polygons um eine Funktion des Blickwinkels im Tangentialraum (dem Winkel relativ zur Oberflächennormalen) und des Wertes der Höhenkarte an diesem Punkt verschoben. Bei steileren Blickwinkeln werden die Texturkoordinaten stärker verschoben, wodurch durch Parallaxeneffekte beim Ändern des Blickwinkels eine Tiefenwirkung entsteht .

Film- und Animationstechniken

Der Begriff bezeichnet auch einen Animationseffekt , der häufig in Musikvideos und vor allem in Titelsequenzen zum Einsatz kommt. Bekannt wurde er durch den Film „ The Kid Stays in the Picture“ , eine Verfilmung der Memoiren des Filmproduzenten Robert Evans . Dabei werden zweidimensionale Bilder übereinandergelegt und im dreidimensionalen Raum animiert. Frühere Beispiele dieser Technik sind Liz Phairs Musikvideo „Down“ (Regie: Rodney Ascher ) und „A Special Tree“ (Regie: Giorgio Moroder ).

Im größeren Maßstab verwendete der 2018 erschienene Film „ In Saturns Ringen“ über 7,5 Millionen einzelne zweidimensionale Bilder, die im Weltraum oder mit Teleskopen aufgenommen wurden und mithilfe von Mehrebenenanimationstechniken zusammengesetzt und bewegt wurden. [ 11 ]

Grafikdesign

Der Begriff bezeichnet auch einen häufig verwendeten Effekt im Design von Icons und grafischen Benutzeroberflächen (GUIs). Dabei wird eine leichte 3D-Illusion durch eine virtuelle Lichtquelle links (oder in manchen Fällen rechts) oberhalb des Bildschirms erzeugt . Die Lichtquelle selbst ist unsichtbar, ihre Wirkung zeigt sich jedoch in den helleren Farben oben und links, die Reflexionen simulieren, und den dunkleren Farben rechts und unterhalb solcher Objekte, die Schatten darstellen.

Eine weiterentwickelte Version dieser Technik findet sich in spezialisierter Grafikdesign-Software wie beispielsweise ZBrush von Pixologic . Die Idee besteht darin, dass die Leinwand des Programms eine normale 2D-Malfläche darstellt, die Datenstruktur, die die Pixelinformationen speichert, aber auch Informationen bezüglich eines Z-Index sowie Materialeinstellungen, Glanz usw. speichern kann. Mit diesen Daten lassen sich wiederum Beleuchtung, Schatten und weitere Effekte simulieren.

Geschichte

Die ersten Videospiele mit Pseudo-3D-Grafik waren vorwiegend Arcade-Spiele . Die frühesten bekannten Beispiele stammen aus der Mitte der 1970er-Jahre, als dort Mikroprozessoren zum Einsatz kamen . 1975 veröffentlichte Taito „Interceptor “ [ 12 ] , einen frühen Ego-Shooter und Kampfflugsimulator. Der Spieler steuerte einen Kampfjet und zielte mit einem Acht-Wege -Joystick über ein Fadenkreuz auf feindliche Flugzeuge, die in Zweierformationen flogen und deren Größe sich je nach Entfernung zum Spieler veränderte. [ 13 ] 1976 veröffentlichte Sega „Moto-Cross“ , ein frühes Schwarz-Weiß- Motorradrennspiel , basierend auf dem Motocross- Wettbewerb. Es war vor allem für die Einführung einer frühen dreidimensionalen Third-Person- Perspektive bekannt. [ 14 ] Später im selben Jahr brachte Sega-Gremlin das Spiel unter dem Namen „Fonz“ neu auf den Markt , als Begleitprodukt zur beliebten Sitcom „Happy Days“ . [ 15 ] Beide Versionen des Spiels zeigten eine sich ständig verändernde, vorwärts scrollende Straße und das Motorrad des Spielers aus der Third-Person-Perspektive. Objekte in der Nähe des Spielers wurden größer dargestellt als solche am Horizont. Ziel war es, das Fahrzeug im Zeitfahren über die Straße zu steuern und dabei entgegenkommenden Motorrädern auszuweichen oder von der Straße abzukommen. [ 14 ] [ 15 ] Im selben Jahr erschienen außerdem zwei Arcade-Spiele, die das Subgenre der Autorennen in die dritte Dimension mit einer First-Person-Perspektive erweiterten : Segas Road Race , das eine sich ständig verändernde, vorwärts scrollende, S-förmige Straße mit zwei Hindernisrennwagen zeigte, die der Spieler im Zeitfahren umfahren musste, [ 16 ] und Ataris Night Driver , das eine Reihe von Pfosten am Straßenrand präsentierte, jedoch ohne Sicht auf die Straße oder das Fahrzeug des Spielers. Spiele mit Vektorgrafiken hatten den Vorteil, Pseudo-3D-Effekte zu erzeugen. Der Film Speed ​​Freak aus dem Jahr 1979 stellte die Perspektive von Night Driver detaillierter dar.

1979 veröffentlichte Nintendo Radar Scope , ein Shoot 'em up , das die dreidimensionale Third-Person-Perspektive in das Genre einführte. Jahre später folgten Shooter wie Konamis Juno First und Activisions Beamrider diesem Beispiel . [ 17 ] 1980 gelang Atari mit Battlezone ein Durchbruch im Bereich der Pseudo-3D-Spiele. Das Spiel schuf eine 3D-Perspektive mit beispiellosem Realismus, obwohl das Gameplay weiterhin zweidimensional war. Im selben Jahr erschien Red Baron , ein Rail-Shooter mit Vorwärts-Scrolling, der skalierte Vektorgrafiken nutzte .

Segas Arcade-Shooter Space Tactics , erschienen 1980, ermöglichte es den Spielern, mit einem Fadenkreuz auf herannahende Gegner zu zielen und Laser auf den Bildschirm abzufeuern, wodurch ein früher 3D-Effekt erzeugt wurde. [ 18 ] Anfang der 1980er-Jahre folgten weitere Arcade-Shooter mit Ego-Perspektive, darunter Taitos Space Seeker ( 1981 ) [ 19 ] und Segas Star Trek (1982). [ 20 ] Segas SubRoc-3D (1982) bot ebenfalls eine Ego-Perspektive und führte stereoskopisches 3D mithilfe eines speziellen Okulars ein. [ 21 ] Segas Astron Belt (1983) war das erste Laserdisc-Videospiel , das Full-Motion-Video nutzte, um die Grafik aus der Ego-Perspektive darzustellen. [ 22 ] Auch Third-Person -Rail-Shooter erschienen damals in Spielhallen, darunter Segas Tac/Scan (1982), [ 23 ] NECs Ambush (1983), [ 24 ] Nichibutsus Tube Panic (1983) [ 25 ] und Segas Buck Rogers: Planet of Zoom ( 1982 ) , [ 26 ] der sich durch schnelles Pseudo-3D-Skalieren und detaillierte Sprites auszeichnete. [ 27 ]

1981 war Segas Turbo das erste Rennspiel, das Sprite- Skalierung mit Vollfarbgrafik nutzte. [ 27 ] Pole Position von Namco war eines der ersten Rennspiele mit dem heute so bekannten „Trailing Camera“-Effekt. In diesem Beispiel wurde der Effekt durch Zeilenscrollen erzeugt – das unabhängige Scrollen jeder einzelnen Zeile, um das Bild zu verzerren. Die Verzerrung simulierte Kurven und Lenkbewegungen. Um den Eindruck zu erwecken, die Straße bewege sich auf den Spieler zu, wurden Farbänderungen pro Zeile verwendet, obwohl viele Konsolenversionen stattdessen auf Palettenanimation setzten .

Zaxxon , ein 1982 von Sega veröffentlichter Shooter, war das erste Spiel, das die isometrische axonometrische Projektion nutzte , von der sich auch der Name ableitet. Obwohl das Spielfeld von Zaxxon semantisch dreidimensional ist, weist das Spiel viele Einschränkungen auf, die es als 2,5D klassifizieren: ein fester Blickwinkel, Szenenkomposition aus Sprites und Bewegungen wie beispielsweise Schüsse, die auf geradlinige Bewegungen entlang der Achsen beschränkt sind. Es war außerdem eines der ersten Videospiele, das Schatten darstellte. [ 28 ] Im darauffolgenden Jahr veröffentlichte Sega mit Congo Bongo den ersten pseudo-3D- Plattformer mit isometrischer Darstellung . [ 29 ] Ein weiteres frühes pseudo-3D -Plattformspiel, das im selben Jahr erschien, warKonamis Antarctic Adventure , in dem der Spieler einen Pinguin in einer vorwärts scrollenden Third-Person-Perspektive steuert und dabei über Gruben und Hindernisse springen muss. [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] Es war eines der ersten Pseudo-3D-Spiele für Computer und erschien1983 für den MSX. [ 32 ] Im selben Jahr veröffentlichte Irem mit Moon Patrol einen Side-Scrolling- Run-and-Gun -Plattform-Shooter, der die Verwendung von mehrschichtigem Parallax-Scrolling zur Erzeugung eines Pseudo-3D-Effekts einführte. [ 33 ] 1985 präsentierte Space Harrier Segas „ Super Scaler “-Technologie, die Pseudo-3D -Sprite-Skalierung bei hohen Bildraten ermöglichte [ 34 ] unddie Skalierung von 32.000 Sprites sowie deren Darstellung in einer sich bewegenden Landschaft erlaubte. [ 35 ]

Das erste Heimkonsolenspiel mit Pseudo-3D-Grafik und gleichzeitig das erste, das mehrere Kameraperspektiven in Fernsehübertragungen von Sportübertragungen einblendete, war „Intellivision World Series Baseball “ (1983) von Don Daglow und Eddie Dombrower , veröffentlicht von Mattel . Der Darstellungsstil, der an Fernsehübertragungen von Sportübertragungen angelehnt war, wurde später von 3D- Sportspielen übernommen und wird heute von nahezu allen großen Mannschaftssportspielen verwendet. 1984 portierte Sega mehrere Pseudo-3D-Arcade-Spiele auf die Sega SG-1000- Konsole, darunter eine gelungene Umsetzung des Third-Person-Rail-Shooters „ Buck Rogers: Planet of Zoom“ in Pseudo-3D-Optik . [ 34 ]

Bis 1989 bestanden 2,5D-Darstellungen aus Oberflächen mit Tiefeninformationen und waren Bestandteil von Grafikbibliotheken wie GINO. [ 36 ] 2,5D wurde auch in der Geländemodellierung mit Softwarepaketen wie ISM von Dynamic Graphics, GEOPAK von Uniras und dem Intergraph DTM-System eingesetzt. [ 36 ] 2,5D-Oberflächentechniken gewannen in der Geographie an Popularität, da sie das in vielen geografischen Modellen übliche Verhältnis von Dicke zu Fläche visualisieren konnten. Dieses Verhältnis war sehr klein und spiegelte die geringe Dicke des Objekts im Verhältnis zu seiner Breite wider, wodurch es in einer bestimmten Ebene realistisch wirkte. [ 36 ] Diese Darstellungen waren insofern axiomatisch, als dass nicht der gesamte Untergrundbereich genutzt oder rekonstruiert werden konnte; daher wurde nur eine Oberfläche verwendet, und eine Oberfläche ist nur ein Aspekt, nicht die vollständige 3D-Struktur. [ 36 ]

Der Begriff „Two-and-a-half-D“ wurde bereits 1994 von Warren Spector in einem Interview in der ersten nordamerikanischen Ausgabe des PC Gamer Magazins verwendet. Damals bezog sich der Begriff speziell auf Ego-Shooter wie Wolfenstein 3D und Doom , um sie von der „echten“ 3D-Engine von System Shock abzugrenzen .

Mit dem Aufkommen von Konsolen und Computersystemen , die mehrere Tausend Polygone (das grundlegendste Element der 3D-Computergrafik ) pro Sekunde verarbeiten konnten , und dem Einsatz spezialisierter 3D -Grafikprozessoren wurde Pseudo-3D überflüssig. Doch auch heute noch gibt es Computersysteme wie Mobiltelefone, die oft nicht leistungsstark genug sind, um echte 3D-Grafiken darzustellen, und daher auf Pseudo-3D zurückgreifen. Viele Spiele aus der Pseudo-3D-Arcade-Ära der 1980er-Jahre und der 16-Bit-Konsolenära werden auf diese Systeme portiert, wodurch die Hersteller die Möglichkeit erhalten, mit jahrzehntealten Spielen noch Einnahmen zu erzielen.

Durchfliegen Sie das Trenta-Tal

Das Wiederaufleben der 2,5D- oder visuellen Analyse in den Natur- und Geowissenschaften hat die Rolle von Computersystemen bei der Erstellung räumlicher Informationen für die Kartierung verstärkt. [ 1 ] GVIS ermöglicht die Suche nach Unbekanntem, die Echtzeit-Interaktion mit räumlichen Daten und die Kontrolle über die Kartendarstellung und legt dabei besonderes Augenmerk auf dreidimensionale Darstellungen. [ 1 ] Die Bemühungen im Bereich GVIS zielen darauf ab, höhere Dimensionen zu erweitern und sichtbarer zu machen; die meisten Ansätze konzentrieren sich darauf, das menschliche Auge zu täuschen, sodass es drei Dimensionen in einer 2D-Ebene wahrnimmt. [ 1 ] Ähnlich wie bei 2,5D-Darstellungen, bei denen die Oberfläche eines dreidimensionalen Objekts dargestellt wird, die Positionen innerhalb des Körpers jedoch verzerrt oder nicht zugänglich sind. [ 1 ]

Technische Aspekte und Verallgemeinerungen

Der Grund für die Verwendung von Pseudo-3D anstelle von „echter“ 3D-Computergrafik liegt darin, dass das System, das eine 3D-ähnliche Grafik simulieren soll, nicht leistungsstark genug ist, um die rechenintensiven Routinen der 3D-Computergrafik auszuführen. Es kann jedoch Tricks zur Modifizierung von 2D-Grafiken wie Bitmaps anwenden . Einer dieser Tricks besteht darin, eine Bitmap schrittweise zu strecken und sie dadurch mit jedem Schritt zu vergrößern, um den Eindruck zu erwecken, dass sich ein Objekt dem Spieler immer weiter nähert.

Selbst einfache Schattierungen und die Größe eines Bildes können als Pseudo-3D betrachtet werden, da Schattierungen es realistischer wirken lassen. Wäre das Licht in einem 2D-Spiel zweidimensional, wäre es nur an den Konturen sichtbar, und da Konturen oft dunkel sind, wären sie kaum erkennbar. Jede sichtbare Schattierung deutet jedoch auf die Verwendung von Pseudo-3D-Beleuchtung und Pseudo-3D-Grafiken hin. Durch Ändern der Bildgröße kann der Eindruck entstehen, dass sich das Bild nähert oder entfernt, was als Simulation einer dritten Dimension interpretiert werden kann.

Dimensionen sind die Variablen der Daten und können bestimmten Positionen im Raum zugeordnet werden; 2D-Daten erhalten ein 3D-Volumen, indem man der x- , y- oder z -Ebene einen Wert hinzufügt. Die „Zuweisung von Höhen zu 2D-Bereichen einer topografischen Karte“, also die Verknüpfung jeder 2D-Position mit einem Höhenwert, erzeugt eine 2,5D-Projektion; diese gilt zwar nicht als „echte 3D-Darstellung“, wird aber wie eine 3D-Visualisierung verwendet, um die visuelle Verarbeitung von Bildern und die daraus resultierende räumliche Wahrnehmung zu vereinfachen.

Siehe auch

Referenzen

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