スカイボックス（ビデオゲーム）

スカイボックスは、ビデオゲームの レベルを実際よりも大きく見せるための背景を作成する方法です。 ^[1]スカイボックスを使用すると、レベルは直方体で囲まれます。空、遠くの山、遠くの建物、その他の手の届かないオブジェクトが立方体の面に投影され（キューブマッピングと呼ばれる手法を使用）、遠くの3次元環境の錯覚を作り出します。スカイドームも同じ概念を採用していますが、立方体の代わりに 球体または半球体を使用します。

3D グラフィックスの処理は、特にリアルタイム ゲームでは計算コストが高く、さまざまな制限があります。レベルを非常に高速に処理する必要があるため、広大な空の景色をリアルタイムでレンダリングするのは困難です。さらに、リアルタイム グラフィックスには通常、ビット深度が制限された深度バッファーがあり、これにより、遠くでレンダリングできる詳細の量に制限が課せられます。

これらの問題を回避するために、ゲームではスカイボックスがよく使用されます。伝統的に、スカイボックスは、面に最大 6 つの異なるテクスチャが配置された単純な立方体です。注意深く配置することで、スカイボックスのちょうど真ん中にいる視聴者は、6 つの面で構成された実際の 3D ワールドが周囲にあるような錯覚を覚えます。

視聴者が 3D シーン内を移動する場合、スカイボックスは視聴者に対して静止したままになるのが一般的です。この手法では、スカイボックス内のオブジェクトは視差運動を示さないため、無限に遠くにあるという錯覚が生まれます。一方、視聴者に近い 3D オブジェクトは動いているように見えます。これは多くの場合、現実に近いものであり、視点が比較的小さな距離だけ移動した場合、雲、星、山などの遠くのオブジェクトは静止しているように見えます。ただし、設計者は固定スカイボックスにどのオブジェクトを含めるかについて注意する必要があります。既知のサイズのオブジェクト (車など) がテクスチャに含まれていて、視聴者が近くにあると認識できるほど大きい場合、視差運動がないと非現実的または紛らわしいと認識される可能性があります。

スカイボックスのソースは、写真、手描き画像、または事前にレンダリングされた 3D ジオメトリなど、あらゆる形式のテクスチャにすることができます。通常、これらのテクスチャは、90 度の視野角 (立方体の 6 つの面をカバーする) で 6 方向に作成され、整列されます。

シンプルなテクスチャベースのスカイボックスには、重大な欠点がありました。アニメーション化できず、すべてのオブジェクトが無限遠で等距離に表示されます。見た目はシンプルで、一定の制限があるため、デザイナーがこの機能で創造性を発揮するのは困難でした。しかし、1990 年代後半から、一部のゲーム デザイナーは、遠くにあるオブジェクト用の従来のスカイボックスに加えて、スカイボックスに表示する少量の 3D ジオメトリを構築して、奥行きの錯覚をより良く作り出しました。このように構築されたスカイボックスは、プレイヤーがスカイボックスに触れないように、通常はレベルのプレイ可能な部分の境界外の手の届かない場所に配置されました。

この技術の古いバージョン、たとえばゲームUnrealで紹介されていたものなどでは、これは雲の動きなど、空の動きに限定されていました。要素はレベルごとに変更でき、たとえば星の位置や空の色などを変更して、昼から夜への段階的な変化の錯覚を与えることができます。このゲームのスカイボックスは、3D ジオメトリを含んでいても、プレイヤーがレベル内を移動しても視点が移動しないため、依然として無限に遠くにあるように見えます。

Source エンジンなどの新しいエンジンでもこのアイデアは引き継がれており、スカイボックスはプレイヤーと一緒に移動できますが、速度は異なります。奥行きはオブジェクトの動きの比較によって認識されるため、スカイボックスをレベルよりも遅く移動すると、スカイボックスは遠くにあるように見えますが、無限に遠くにあるわけではありません。また、アクセス可能なプレイ環境を取り囲む、到達不可能な建物や山などの 3D ジオメトリを含めることもできますが、必須ではありません。これらは、通常 1/16 の小さいスケールで設計およびモデル化され、その後、エンジンによってレンダリングされてはるかに大きく表示されます。これにより、フルサイズでレンダリングする場合よりも CPU 要件が少なくなります。この効果は「3D スカイボックス」と呼ばれます。

ゲームHalf-Life 2では、このエフェクトはCity 17の中心にある巨大な建造物であるThe Citadel の表示に広く使用されました。ゲームの終盤では、プレイヤーが Citadel に向かって街を移動しますが、スカイボックス エフェクトにより、プレイヤーの動きに合わせて Citadel が徐々に大きくなり、完全にレベルの一部のように見えます。プレイヤーが Citadel の基部に到達すると、Citadel は 2 つの部分に分割されます。小さな下部セクションはメイン マップの一部であり、上部セクションは 3D スカイボックス内にあります。2 つのセクションはシームレスにブレンドされ、1 つの構造物のように見えます。

• キューブマッピング
• パララックススクロール

• スカイボックス (2D) (Valve 開発者コミュニティ)
• OpenGL 3.3 でスカイボックスを作成する (チュートリアル 25: スカイボックス)