ビデオゲームのグラフィック

ビデオゲームの歴史を通じて、ビデオゲームのコンテンツを表示するためにさまざまなコンピュータグラフィック技術が使用されてきました。個々の技術の優位性は、主にハードウェアの進歩と、中央処理装置やグラフィックス処理装置の処理能力などの制限により、時間の経過とともに進化してきました。

最も初期のビデオゲームには、ビットマップやベクターグラフィックの代わりにテキスト文字を使用するテキストゲームやテキストベースのゲームがあった。例としては、プレイヤーが部屋、オブジェクト、他のプレイヤー、仮想世界で行われたアクションの描写を読んだり表示したりできるMUD (マルチユーザーダンジョン)や、多くのモンスター、アイテム、環境効果を特徴とし、ランダム性、再プレイ性、永久的な死に重点を置いたロールプレイングビデオゲームのサブジャンルであるローグライクなどがある。最も初期のテキストゲームのいくつかは、ビデオディスプレイをまったく持たないコンピュータシステム用に開発された。

テキストゲームは一般的にグラフィカルゲームよりも書きやすく、処理能力も少なくて済むため、1970年から1990年にかけてはより一般的でした。しかし、ターミナルエミュレーターは現在でも使用されており、人々はMUDをプレイし、インタラクティブフィクションを探求し続けています。多くの初心者プログラマーは、プログラミング言語に慣れるために今でもこれらのタイプのゲームを作成しており、7日間などの短い期間内にローグライクプログラミングを完了できる人を競うコンテストが今日でも開催されています。^[1]

ベクターグラフィックスとは、解像度に依存するビットマップグラフィックスの代わりに、点、線、曲線などの幾何学的プリミティブ（つまり、数式に基づく形状）を使用してコンピュータグラフィックスで画像を表現することです。ビデオゲームではこのタイプの投影はあまり一般的ではありませんが、 FlashとHTML5 Canvasの登場により、ベクターグラフィックスをネイティブにサポートするブラウザベースのゲームでは近年一般的になっています。パーソナルコンピュータの初期の例としては、Starglider（1986）があります。

ベクターゲームは、レーザーショーのように、ピクセルの代わりに電子ビームを使用して画像を描画するベクターグラフィックディスプレイを使用するビデオゲームを指すこともあります。多くの初期のアーケードゲームは、当時のハードウェアでラスターディスプレイよりも詳細な画像を表示できたため、このようなディスプレイを使用していました。多くのベクターベースのアーケードゲームは、通常はモノクロのベクター画像を補完するためにフルカラーオーバーレイを使用していました。これらのオーバーレイの他の用途としては、静的なゲーム環境の非常に詳細な描画があり、動くオブジェクトはベクタービームで描画されました。このタイプのゲームは、主にAtari、Cinematronics、およびSegaによって制作されました。ベクターゲームの例としては、Asteroids、Armor Attack、Aztarac、Eliminator、Lunar Lander、Space Fury、Space Wars、Star Trek、Tac/Scan、Tempest 、およびZektorなどがあります。Vectrexホームコンソールもベクターディスプレイを使用しました。1985年以降、スプライトテクノロジの向上により、ベクターグラフィックスの使用は大幅に減少しました。ラスタライズされた3D塗りつぶしポリゴングラフィックスがアーケードに戻ってきて、ベクターグラフィックスが太刀打ちできないほど人気を博しました。^[2]

フルモーションビデオ( FMV ) ゲームは、ゲーム内のアクションを表示するために、スプライト、ベクター、または 3D モデルではなく、事前に録画されたテレビまたは映画品質の録画とアニメーションに依存するビデオ ゲームです。FMV ベースのゲームは、 CD-ROMとレーザーディスクがリビングルームに普及し、当時のほとんどのコンソールの低容量ROM カートリッジの代替品となった 1990 年代初期に人気がありました。FMV ベースのゲームは、当時の多くのスプライト ベースのゲームよりも見栄えが良かったものの、ニッチな市場を占めていました。また、FMV ゲームの大部分はリリース時に酷評され、多くのゲーマーがこれらのゲームに固有のインタラクションの欠如を嫌悪しました。その結果、この形式はビデオ ゲームにおける失敗としてよく知られるようになり、より高度なコンソールが広く利用できるようになり始めた 1995 年以降、FMV ゲームの人気は大幅に低下しました。

この形式を利用したゲームは数多くあります。画面の指示に従ってタイミングよくボタンを押すという、現代の音楽/ダンス ゲームに似たゲームもあります。また、 Tomcat Alley、Surgical Strike、Sewer Sharkなどの初期のレール シューティング ゲームもあります。フル モーション ビデオは、The Beast Within: A Gabriel Knight MysteryやPhantasmagoriaなどのいくつかのインタラクティブ ムービーアドベンチャー ゲームでも使用されました。

平行投影を利用するゲームでは、通常、3D レンダリングされた三角形ベースのジオメトリではなく、 2 次元のビットマップ グラフィックスを使用します。これにより、開発者は、アートをスプライトまたはタイルに分割して繰り返し再利用することで、大規模で複雑なゲームワールドを効率的に、比較的少ないアート アセットで作成できます (ただし、いくつかのゲームでは、さまざまな手法を組み合わせて使用​​します)。

トップダウン視点は、鳥瞰図、オーバーワールド、ゴッドビュー、オーバーヘッドビュー、ヘリコプタービューとも呼ばれ、ビデオゲームの文脈で使用される場合、プレイヤーとその周囲の領域を上空から表示するカメラアングルを指します。平行投影を使用するビデオゲームに限定されるわけではありませんが、かつては2D ロールプレイングビデオゲーム、ウォーゲーム、シムシティ、ポケモン、レールロードタイクーンなどの建設および管理シミュレーションゲーム、および初期のゼルダの伝説、メタルギア、グランドセフトオートゲームなどのアクションゲームやアクションアドベンチャーゲームで一般的でした。

横スクロール ゲームまたはサイドスクローラーは、視点が横から取られ、画面上のキャラクターが通常左または右にしか移動できないビデオ ゲームです。このタイプのゲームでは、スクロールコンピューター ディスプレイ技術が使用され、奥行き感を表現するために 視差スクロールが使用されることもあります。

多くのゲームでは、画面はプレイヤーキャラクターを追従し、プレイヤーキャラクターは常に画面の中央付近に配置されます。他のゲームでは、画面の位置はプレイヤーキャラクターの動きに応じて変化し、プレイヤーキャラクターは中央から外れ、キャラクターの後ろよりも前に多くのスペースが表示されます。画面は、プレイヤーキャラクターの移動速度と方向に合わせて前方にスクロールするだけでなく、ステージの以前に訪れた部分まで後方にスクロールすることもあります。他のゲームやステージでは、画面は前方にのみスクロールし、後方にはスクロールしないため、一度ステージを通過するとそのステージにはもうアクセスできません。R -typeのようなシューティングゲームでは、画面は一定の速度で前方にスクロールするため、プレイヤーは画面に遅れずについていき、障害物を回避したり、画面から消える前に物を収集したりする必要があります。

横スクロール ゲームの例としては、ソニック・ザ・ヘッジホッグやオリとくらやみの森などのプラットフォーム ゲーム、人気のダブルドラゴンやバトルトードなどの格闘ゲーム、R-Typeや (最近では)ジェッツ アンド ガンズなどのシューティング ゲームなどがあります。スーパー マリオ ブラザーズシリーズでは、その歴史上、3 種類の横スクロールがすべて使用されました。

2.5D（「2.5次元」）、3/4透視図法、疑似3Dは、通常は何らかの形の平行投影を使用して3次元性を「偽装」しようとするグラフィカル投影および手法を説明するために使用される非公式な用語です。平行投影では、視点は固定された視点ですが、オブジェクトの複数の面も表示されます。疑似3D手法の例には、等角投影、斜投影、正投影、ビルボード、視差スクロール、スケーリング、スカイボックス、スカイドームなどがあります。さらに、バンプマッピングや視差マッピングなどの3Dグラフィカル手法は、ポリゴンの数（「ポリゴン数」とも呼ばれる）の増加によって生じる計算オーバーヘッドを大幅に増やすことなく、3次元の錯覚を拡張するためによく使用されます。

これらの用語には、本来は 3D であるゲームでのゲームプレイが強制的に 2 次元平面に制限されるという 2 番目の意味が付けられることがあります。

疑似 3D 技術を使用するゲームの例としては、Zaxxon、The Sims、Diablo (等角投影/軸測投影)、Ultima VII、Paperboy (斜投影)、Sonic the Hedgehog、Street Fighter II (視差スクロール)、Fonz、Space Harrier (スケーリング)、Half-Life 2 (スカイボックス) などがあります。軸測投影に加えて、The SimsやFinal Fantasy Tacticsなどのゲームでは、通常のように 2D スプライトのみに依存するのではなく、事前に描画された 2D スプライトとリアルタイムのポリゴン グラフィックスの組み合わせも使用しています。

3D アクセラレーション グラフィックスの登場により、ビデオ ゲームは、従来のグラフィックス技術の典型的なスプライト ベースの 2D グラフィックスを超えて、以前のものよりも現実に忠実で生き生きとしたビューを表現できるようになりました。フェデリカ ロマニョーリは、高予算の 3D ゲーム グラフィックスは、複雑な映画撮影やCGキャラクターをレンダリングする機能と、そのようなコンテンツを処理できるようにビデオ ゲーム コンソールとPC が最適化されているため、 「かつて映画でよく見られた芸術性のレベルを示す」と述べています^{[ 3]。}透視投影は、移動能力が制限された固定された (したがってハードウェアへの負荷がやや少ない) 視点から 3D ビューを提示するために、以前のタイトルでも使用されていました。

ボクセル エンジンは、三角形メッシュを使用する代わりに、ボクセルを使用します。

固定 3Dとは、ゲーム ワールドの 3 次元表現を指します。通常、前景オブジェクト (ゲーム キャラクターなど) は、静的な背景に対してリアルタイムでレンダリングされます。この手法の主な利点は、最小限のハードウェアで高度な詳細を表示できることです。主な欠点は、プレーヤーの参照フレームが常に固定されているため、プレーヤーが複数の視点から環境を調べたり移動したりできないことです。

固定遠近法の3Dゲームの背景は、プリレンダリングされた2次元画像であることが多いが、リアルタイムでレンダリングされることもある（例：ブレードランナー）。 SimCity 4の開発者は、プレイヤーが見ることができないオブジェクトの裏側にテクスチャを適用しないことで（それによってレンダリングを高速化することで）、固定遠近法を利用した。 ^[4]固定遠近法は、プレイヤーがアクセスできない領域を「偽装」するためにも使用されることがある。たとえば、ゼルダの伝説 時のオカリナ はほぼ完全な3Dだが、固定3Dを使用して多くの建物の内部と1つの町全体を表現している（この手法は、ゲームの後継作であるゼルダの伝説 ムジュラの仮面ではフル3Dに置き換えられた）。 同様の手法であるスカイボックスは、リアルタイムでレンダリングする価値がない遠くの背景オブジェクトを表現するために、多くの3Dゲームで使用されている。

サバイバルホラーのジャンルで頻繁に使用される固定 3D は、1990 年代初頭にInfogramesのAlone in the Darkシリーズで初めて登場し、 Ecstaticaなどのタイトルで模倣されました。その後、 CapcomのResident Evilシリーズで復活しました。ゲームプレイの点では、固定 3D ゲームとその前身である 2D ゲームの間にほとんど違いはありません。プレイヤーがシーン内を移動する能力は依然として制限される傾向があり、ゲーム世界とのインタラクションは主に「ポイント アンド クリック」のままです。

その他の例としては、PlayStation時代のファイナルファンタジーシリーズ ( Square )、ロールプレイング ゲームのParasite EveおよびParasite Eve II ( Square )、アクション アドベンチャー ゲームのEcstaticaおよびEcstatica 2 (Andrew Spencer/ Psygnosis )、 Little Big Adventure ( Adeline Software International )、グラフィック アドベンチャーのGrim Fandango ( LucasArts )、および3D Movie Maker ( Microsoft Kids )などがあります。

事前にレンダリングされた背景は、ロールプレイング ゲーム「The Temple of Elemental Evil」 ( Troika Games ) や「Baldur's Gate」シリーズ ( BioWare ) などのアイソメトリック ビデオ ゲームにも見られますが、これらの場合、使用されるグラフィック投影の形式は変わりません。

一人称視点とは、プレイヤーキャラクターの視点からレンダリングされたグラフィックの視点を指します。多くの場合、これは車両のコックピットからの視点です。アドベンチャー ゲーム、フライト シミュレーター、非常に人気のある一人称シューティングゲームなど、さまざまなジャンルで一人称視点が使用されています。

一人称視点のゲームは通常アバターベースで、プレイヤーのアバターが自分の目で見るものを表示する。多くのゲームでは、プレイヤーはアバターの体を見ることはできないが、アバターの武器や手は見えるかもしれない。この視点は、フライトシミュレータやレーシングシミュレータなど、車両内のドライバーの視点を表現するためにもよく使用される。また、プレイヤーのアバターに対する位置に応じて周囲の音の音量が変化するポジショナルオーディオを使用することも一般的である。^[5]

一人称視点のゲームでは、プレイヤーのアバターに複雑なアニメーションは必要なく、三人称視点のように手動または自動のカメラ制御スキームを実装する必要もありません。^[5]一人称視点では、プレイヤーの視界を遮るアバターの表現がないため、狙いを定めるのが容易になります。ただし、アバターが存在しないと、プラットフォーム間をジャンプするために必要なタイミングと距離を習得するのが難しくなり、一部のプレイヤーに乗り物酔いを引き起こす可能性があります。 ^[5]

プレイヤーは一人称視点のゲームではオブジェクトが適切なサイズに正確にスケーリングされることを期待するようになりました。しかし、ドロップされたアイテムやレバーなどの重要なオブジェクトは、視認性を向上させるために誇張されることがあります。^[5]

三人称視点とは、プレイヤーのキャラクターから少し離れたところ（通常は背後とやや上方）からレンダリングされたグラフィカルな視点を指す。 ^[5]この視点では、プレイヤーはより特徴的なアバターを見ることができるため、アクションゲームやアクションアドベンチャーゲームで最も一般的である。^[5]ただし、この視点では、プレイヤーが向きを変えたり、壁に背を向けて立ったりすると、カメラが揺れたり、不自然な位置になったりするなどの問題が発生する。開発者は、インテリジェントカメラシステムを実装するか、プレイヤーにカメラの制御権を与えることで、この問題を軽減しようとしてきた。^[5]三人称カメラシステムには、ゲーム作成中にカメラの位置が設定される「固定カメラシステム」、カメラがプレイヤーのキャラクターを単純に追う「トラッキングカメラシステム」、プレイヤーが制御する「インタラクティブカメラシステム」の3つの主要なタイプがある。

三人称視点を採用したゲームの例としては、スーパーマリオ64、トゥームレイダーシリーズ、ゼルダの伝説シリーズの3D版、クラッシュ・バンディクーなどがあります。

立体視ビデオ ゲームは、立体視技術を使用して、あらゆる形式の立体表示によってプレイヤーに奥行きの知覚を作成します。このようなゲームは、画面上にグラフィックスを表示するものの、画面を超えた奥行きの錯覚を与えない 3D コンピューター グラフィックスを使用するビデオ ゲームと混同しないでください。

バーチャルリアリティ ゲームのグラフィックスは、クローズアップ ディスプレイにフィットする特殊なステレオ 3D グラフィックスで構成されています。また、バーチャルリアリティ酔いの可能性を減らすために、レイテンシー要件も高くなっています。

多くのゲームでは、マルチモニター設定を実行して非常に高いディスプレイ解像度を実現できます。この方法でゲームを実行すると、たとえばビデオ レース ゲームやフライト シミュレーターをプレイしているときに、より高い没入感を生み出したり、視野が広くなるため戦術的な優位性を得たりすることができます。

拡張現実ゲームでは通常、スマートフォンやタブレットの単一のフラットスクリーン、またはヘッドマウントディスプレイで 3D グラフィックを使用します。ヘッドマウントデバイスで AR ゲームをプレイする場合、ビジュアルは透明なガラスに表示され、現実世界に重ねて表示され、立体表示によって 3D の奥行きが表現されます。