アイソメトリックなビデオゲームグラフィック

アイソメトリック ビデオ ゲーム グラフィックスは、ビデオ ゲームやピクセル アートで使用されるグラフィックスで、平行投影を使用しますが、視点を傾けることで、上からの視点や側面からの視点では見えない環境の側面を明らかにし、3 次元 (3D) 効果を生み出します。名前にもかかわらず、アイソメトリック コンピュータ グラフィックスは必ずしも真のアイソメトリックではありません。つまり、x、y、z軸は必ずしも互いに 120° の方向を向いているわけではありません。代わりに、さまざまな角度が使用され、最も一般的なのは二次元投影と 2:1 のピクセル比です。「3/4 パースペクティブ」、「3/4 ビュー」、「 2.5D 」、「疑似 3D」という用語も時々使用されますが、これらの用語は他のコンテキストでは少し異なる意味を持つことがあります。

かつては一般的だったアイソメトリック投影は、より強力な3Dグラフィックシステムの登場と、ビデオゲームがアクションや個々のキャラクターに重点を置くようになったことで、あまり使用されなくなりました。^[1]しかし、アイソメトリック投影を使用するビデオゲーム、特にコンピュータロールプレイングゲームは、近年、インディーゲームシーンで復活しています。^{[1] [2]}

コンピュータゲームやビデオゲーム、ピクセルアートの分野では、 2D スプライトやタイルベースのグラフィックスを簡単に作成して3Dゲーム環境を表現できるため、この手法が人気を博しています。平行投影されたオブジェクトは、領域内を移動してもサイズが変わらないため、コンピュータでスプライトを拡大縮小したり、視覚的な遠近感をシミュレートするために必要な複雑な計算を行う必要がありません。これにより、8 ビットや16 ビットのゲームシステム (最近ではハンドヘルドやモバイルのシステム) で、大規模なゲーム領域を迅速かつ簡単に描写できるようになりました。平行投影の奥行きの混乱の問題が問題になることがありますが、優れたゲームやレベルのデザインによってこの問題を軽減できます。

さらに、厳密にはアイソメトリック ビデオ ゲーム グラフィックスに限定されませんが、プリレンダリングされた2D グラフィックスは、一般的なコンピューター ハードウェア ( 3D ハードウェア アクセラレーションを使用) で可能なものよりも高い忠実度を持ち、より高度なグラフィック テクニックを使用できます。^[4]映画で使用される最新のCGIと同様に、グラフィックスは強力なスーパー コンピューターまたはレンダリング ファームで 1 回レンダリングされ、その後、テレビ、タブレット コンピューター、スマートフォンなどのそれほど強力ではない消費者向けハードウェアで何度も表示できます。つまり、静的なプリレンダリングされたアイソメトリック グラフィックスは、現代のリアルタイム レンダリングされたグラフィックスに比べて見栄えがよく、時間の経過とともに同等のグラフィックスに比べて古くなる可能性があります。^{[2]ただし、グラフィックス技術の発達により}収益が均等化または減少し、現在のレベルのグラフィックス忠実度が多くの人にとって「十分」になるため、この利点は過去ほど顕著ではない可能性があります。 ^[要出典]

最後に、ビデオゲームでアイソメトリックまたは準アイソメトリックの視点を使用すると、ゲームプレイ上の利点もあります。たとえば、純粋なトップダウンゲームと比較して、3次元が追加され、エイミングとプラットフォームの新しい道が開かれます。^[1] 2番目に、一人称または三人称のビデオゲームと比較して、コンピューターロールプレイングゲームのキャラクターのフルパーティーやリアルタイム戦略ゲームのミニオンの軍隊など、多数のユニットをより簡単に配置して制御できます。^[1]さらに、扱いにくい3Dカメラを常に管理する必要があるためにプレーヤーがゲームのコアメカニズムから気を散らされる可能性がある状況を軽減する場合があります。 ^[1]つまり、プレーヤーはゲームのカメラを操作するのではなく、ゲーム自体のプレイに集中できます。^[1]

今日では、アイソメトリック投影の復活は、単なるノスタルジーの源ではなく、実際の具体的なデザイン上の利点の結果です。^[1]

プリレンダリングされたアイソメトリックグラフィックスの欠点としては、ディスプレイの解像度やアスペクト比が進化し続けるため、静的な 2D 画像はそのペースに追いつくために毎回再レンダリングする必要があり、そうしないとピクセル化の影響を受け、アンチエイリアシングが必要になる可能性があることが挙げられます。ただし、ゲームのグラフィックスを再レンダリングすることは常に可能であるとは限りません。2012 年にBeamdog が BioWare のBaldur's Gate (1998) をリメイクしたときがそうでした。Beamdog は元の開発者のクリエイティブ アート アセットを欠いていたため (元のデータは洪水で失われました^{[5] )、ゲームのスプライトを再レンダリングせずに、単純な}2D グラフィックスのスケーリングと「スムージング」を選択しました。その結果、元のゲームのグラフィックスに比べて、ある種の「ぼやけ」や「鮮明さ」の欠如が生じました。^[要出典]ただし、リアルタイムでレンダリングされるポリゴン等角投影ビデオ ゲームでは、表示解像度やアスペクト比の変更は比較的簡単なので、これは影響しません。

ビデオ ゲームで一般的に使用される投影は、ラスター グラフィックスの制限により、「真の」等角投影からわずかに外れます。x方向とy方向の線は、水平に対して必要な 30° で描画すると、きれいなピクセル パターンにはなりません。最近のコンピューターはアンチエイリアシングを使用してこの問題を排除できますが、以前のコンピューター グラフィックスは、これを実現するのに十分な色をサポートしていなかったり、CPU パワーがなかったりしました。代わりに、2:1 のピクセル パターン比を使用してx軸とy軸の線を描画し、これらの軸が水平に対して ≈26.565° ( arctan(1/2) ) の角度に従うことになります。 (ただし、正方形のピクセルを使用しないゲーム システムでは、「真の」等角投影を含むさまざまな角度が生成される可能性があります。) したがって、この形式の投影は、軸間の 3 つの角度のうち 2 つだけが互いに等しい (つまり、(≈116.565°、≈116.565°、≈126.870°))ため、より正確には二等角投影のバリエーションとして説明されます。

3Dゲームは 1970 年代にはすでにいくつかリリースされていましたが、上記の意味でアイソメトリック投影の独特な視覚スタイルを採用した最初のビデオ ゲームは、1980 年代初頭の アーケード ゲームでした。

ビデオゲームにおけるアイソメトリックグラフィックスの使用は、データイーストのDECOカセットシステムのアーケードゲーム『宝島』から始まりました。^[6]日本で1981年9月に発売されましたが、^[7]国際的には1982年6月まで発売されませんでした。^[8]国際的に発売された最初のアイソメトリックゲームは、はるかに人気と影響力のあるセガのザクソン^{でした。 [9] [10]}日本で1981年12月に発売され、 ^[11]国際的には1982年4月に発売されました。 ^[8] ザクソンは、プレイヤーがスペースプレーンを操縦してスクロールするレベルを進むアイソメトリックシューティングゲームです。また、影を表示する最初のビデオゲームの1つでもあります。^[9]

もう一つの初期のアイソメトリックゲームはQ*bertです。^[12] ウォーレン・デイビスとジェフ・リーは1982年4月頃にコンセプトのプログラミングを開始しました。ゲームの制作は夏に始まり、1982年10月か11月にリリースされました。^[13] Q*bertは等角投影の静的ピラミッドを表示し、プレイヤーはピラミッド上を飛び回ることができるキャラクターを操作します。^[9]

1983年2月、^[8]に、アイソメトリックプラットフォームゲームアーケードゲームCongo Bongoがリリースされました。これは、Zaxxonと同じハードウェアで実行されました。[ ^{14]これにより、プレイヤーキャラクターは、3次元の登り降りを含む、スクロールしないアイソメトリックレベルを移動できます。同じことは、1984年にリリースされたアーケードタイトル}Marble Madnessでも可能です。

1983年、アイソメトリックゲームはもはやアーケード市場だけのものではなく、家庭用コンピュータにも参入し、Atari 8ビットコンピュータ用のBlue MaxとZX Spectrum用のAnt Attackがリリースされました。Ant Attackでは、プレイヤーはスクロールゲームのどの方向にも前進でき、 Zaxxonのように1つの軸に固定されるのではなく、完全に自由な動きを提供します。ビューは90度の軸を中心に変更することもできます。^[15] ZX SpectrumマガジンCrashは、この新しい技術「Soft Solid 3-D」にグラフィックスカテゴリで100％の賞を与えました。^[16]

1年後、ZX SpectrumのゲームKnight Loreがリリースされました。これは一般に革命的なタイトルと見なされ、 ^[17]その後のアイソメトリックアドベンチャーゲームのジャンルを定義しました。^[18] Knight Loreに続いて、多くのアイソメトリックタイトルが家庭用コンピュータで見られ、研究者Jan Krikkeによると、 WordStarに次いで2番目に多くクローンされたソフトウェアと見なされたほどでした。^[19]それらの他の例としては、Highway Encounter（1985年）、Batman（1986年）、Head Over Heels（1987年）^[20]、La Abadía del Crimen（1987年）などがあります。アイソメトリックパースペクティブはアーケード/アドベンチャーゲームに限定されませんでした。たとえば、1989年の戦略ゲームPopulousはアイソメトリックパースペクティブを使用していました。

1990年代を通じて、Syndicate (1993)、SimCity 2000 (1994)、Civilization II (1996)、X-COM (1994)、Diablo (1996) などのいくつかのヒットゲームは、固定等角投影法を採用していました。しかし、パソコンやゲーム機での3Dアクセラレーションの登場により、以前は2Dの視点を使用していたゲームは、一般的に真の3D (および透視投影) に切り替わり始めました。これは、上記のゲームの後継作にも見られます。たとえば、SimCity (2013)、Civilization VI (2016)、XCOM: Enemy Unknown (2012)、Diablo III (2012) はすべて3Dポリゴングラフィックを使用しています。また、Diablo II (2000) は、前作と同様に固定視点の2D視点を採用していましたが、オプションで遠方のスプライトの遠近法のスケーリングを可能にして、「疑似3D」の外観を実現しました。^[22]

また、1990年代には、コンソールシステム上の日本のロールプレイングビデオゲーム（JRPG）、特にタクティカルロールプレイングゲームでアイソメトリックグラフィックスが使用され始め、その多くは今日でもアイソメトリックグラフィックスを使用しています。例としては、フロントミッション（1995年）、タクティクスオウガ（1995年）、ファイナルファンタジータクティクス（1997年）などがあり、最後のゲームでは3Dグラフィックスを使用して、プレーヤーが自由にカメラを回転できる環境を作成しました。ヴァンダルハーツ（1996年）やブレスオブファイアIII（1997年）などの他のタイトルは、アイソメトリックビューまたは平行ビューを慎重にエミュレートしましたが、実際には透視投影を使用していました。

アイソメトリック、または類似の視点は、フォールアウトやバルダーズゲートなどのロールプレイングビデオゲームで人気を博しています。場合によっては、これらのロールプレイングゲームは、より大規模な戦闘を可能にするアイソメトリック視点によって定義されるようになりました。^[1]

等角投影は、Kickstarterで新たにクラウドファンディングされたロールプレイングゲームがいくつかリリースされたことで、新世紀においても引き続き重要性を増しています。^[1]これらには、Harebrained SchemesによるShadowrun Returnsシリーズ（2013-2015）、Obsidian EntertainmentによるPillars of Eternityシリーズ（2015-2018）およびTyranny（2016）、inXile EntertainmentによるTorment: Tides of Numenera（2017）が含まれます。^[要出典] Obsidian EntertainmentとinXile Entertainmentはどちらも、Black Isle StudiosとInterplay Entertainmentの元メンバーが雇用されているか、または元メンバーによって設立されました。Obsidian Entertainmentは特に、「Baldur's Gate、Icewind Dale、Planescape: TormentなどのInfinity Engineゲームの外観と雰囲気を復活させたい」と考えていました。^{[1]最後に、} Divinity: Original Sin (2014)、Wasteland 2 (2014)、Dead State (2014)など、いくつかの疑似アイソメトリック 3D RPG がKickstarter を使用してクラウドファンディングされています。ただし、これらのタイトルは、平行投影ではなく透視投影を使用している点で上記のゲームとは異なります。^[要出典] 。Project Zomboidなど、最新のアイソメトリック ゲームの例もあります。

「等角投影法」という用語は、一見「等角」のように見える、通常は固定された角度の俯瞰図を持つゲームによく誤って適用されます。これには、前述の二等辺三角形に投影されたビデオゲーム、Fallout (1997) ^[23]やSimCity 4 (2003) ^[24]などの三等辺三角形投影を使用するゲーム、Ultima Online (1997) ^[25]やDivine Divinity (2002) ^{[26]などの斜投影を使用するゲーム、} Silent Storm (2003) ^{[27] 、} Torchlight (2009) ^[28]やDivinity: Original Sin (2014) ^[29]などの透視投影と鳥瞰図の組み合わせを使用するゲームが含まれます。

また、すべての「アイソメトリック」ビデオ ゲームが、事前にレンダリングされた 2D スプライトのみに依存しているわけではありません。たとえば、Syndicate Wars (1996)、Dungeon Keeper (1997)、Depths of Peril (2007) など、ポリゴン 3D グラフィックを完全に使用しながらも、透視投影ではなく平行投影を使用してグラフィックをレンダリングするタイトルがあります。The Temple of Elemental Evil (2003)、Torment: Tides of Numenera (2017) など、事前にレンダリングされた 2D 背景とリアルタイムでレンダリングされた 3D キャラクター モデルを組み合わせて使用​​するゲーム、 Final Fantasy Tactics (1997)、Disgaea: Hour of Darkness (2003) など、リアルタイムでレンダリングされた 3D 背景と手描きの 2D キャラクター スプライトを組み合わせたゲームもあります。

他の近似等角投影法と比較したトップダウン斜投影の利点の 1 つは、オブジェクトが重なり合わない正方形のグラフィカル タイル内にぴったり収まるため、計算で追加のZ オーダーが不要になり、必要なピクセル数が少なくなる可能性があることです。

等角投影 (または、おそらくは二等角投影) を使用するゲームをプログラミングする際の最も一般的な問題の 1 つは、画面の 2D 平面で発生するイベントと、ワールド空間と呼ばれる等角空間の実際の位置との間のマッピング機能です。一般的な例としては、ユーザーがクリックしたときにカーソルの真下にあるタイルを選択することが挙げられます。このような方法の 1 つは、等角投影ビューを最初に生成したのと同じ回転マトリックスを逆に使用して、画面座標の点を、回転前のゲーム ボード表面にある点に変換することです。次に、タイルの幅と高さで割ることで、ワールドの x 値と y 値を計算できます。

計算負荷が少なく、フレームごとにメソッドが呼び出される場合に良い結果が得られる別の方法は、正方形のボードが 45 度回転され、元の高さの半分に押しつぶされたという仮定に基づいています。図に示すように、仮想グリッドが投影にオーバーレイされ、軸は仮想 x 軸と仮想 y 軸です。ボードの中心軸で (x, y) = (tileMapWidth / 2, y) である任意のタイルをクリックすると、ワールド x とワールド y の両方に同じタイル値が生成されます。この例では、3 (インデックスは 0) です。仮想グリッドで 1 つ右の位置にあるタイルを選択すると、実際にはワールド y のタイルが 1 つ少なくなり、ワールド x のタイルが 1 つ多く移動します。これは、仮想 y を取得し、ボードの中心からの仮想 x を追加することでワールド x を計算する式です。同様に、ワールド y は仮想 y を取得し、仮想 x を減算することで計算されます。これらの計算は、図に示すように中心軸から測定されるため、結果はボードの半分だけ変換する必要があります。たとえば、C プログラミング言語では次のようになります。

フロート仮想タイルX = screenx /仮想タイル幅;フロート仮想タイルY = screeny /仮想タイル高さ;     
     

// 一部の表示システムでは、原点が左下にあり、タイル マップが左上にあるため、y を反転する必要があります。
float inverseTileY = numberOfTilesInY - virtualTileY ;     

フロートisoTileX = inverseTileY + (仮想タイルX -タイルの数/ 2 );フロートisoTileY = inverseTileY - (仮想タイルX -タイルの数/ 2 );         
         

この方法は、元の等角投影世界ではなく仮想グリッドの座標が取得され、仮想タイルと等角投影タイルの間に 1 対 1 の対応がないため、最初は直感に反しているように見えるかもしれません。グリッド上のタイルには複数の等角投影タイルが含まれ、クリックした場所に応じて異なる座標にマップされます。この方法の鍵となるのは、仮想座標が整数ではなく浮動小数点数であることです。仮想 x と y の値は (3.5, 3.5) となり、これは 3 番目のタイルの中心を意味します。左の図では、これは y の 3 番目のタイルに詳細に該当します。仮想 x と y を合計すると 4 になる必要があるため、ワールド x も 4 になります。

• 
  LinCity-NG (2005)、タイルベースの 都市建設ゲーム
• 
  FreeCol (2003) は4X 戦略ビデオ ゲームです。

• 
  タイルベースの 都市建設ゲーム「Micropolis」（2008年）

• 
  0 ADはリアルタイム戦略ビデオ ゲームです。
• 
  3D WebGLクライアントで実行されるFreeciv -web
• 
  UFO: エイリアン侵略2.4 戦術モード

• クリッピング
• フィルメーションエンジン
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