Archief - Q: over 3D in games. Illusie of werkelijkheid?

Ik hoop dat ik m'n onderwerp in de juiste categorie zet. Ik wil voornamelijk toch enkele "specialisten" aanspreken, vandaar...

Ik heb een heel vage vraag over 3D in games.

Als je ziet naar de geschiedenis van 3D games, is de illusie van 'ruimtes' altijd beter geworden. Technieken om meer detail, licht en schaduw weer te geven zijn altijd verfijnd.
Nu zijn er mensen die beweren dat ergens onderweg zelfs een 'overschakeling' is geweest naar echt 3D. In die zin, dat er lang "3D" games geweest waren die geen echt 3D waren. (wolfenstein 3D etc...)
Waar ligt die grens?
Waarschijnlijk zoals het verschil tussen een cubus tekenen in illustrator en een kubus tekenen in maya. Maar is dat dan niet eveneens een illusie?
Of mag je dit echt :3D: noemen?
Wordt dat trouwens berekend via de regels van perspectief (uit de kunstwereld dan) of is dat een geheel ander paar mouwen?

vanwaar de interesse ?

wolfenstein en in dezelfde manier ook duke3d waren wel degelijk eerste 3d games, en al waren eigelijk enkel de omgevingen 3d en de wapens/effecte/characters etc niet het was toch al genoeg om heel revolutie in gang te zetten.
iets is 3d vanaf het moment dat ge zelf kunt bewegen en dingen bekijken van welke kant ge ook maar wil, en da kan in wolfenstein, ge kon door een gang lopen en aan de andere kant van de hoek gaan kijken en da was compleet nieuw voor toen

regels van perspectief uit kunstwereld ? kunstwereld heeft die regels ook maar van de natuur...perspectief is perspectief at the end he, wat ge op uw scherm maakt is zo en zo al wiskundig en perspectiefachtig juist want da doet achterliggende code

3D op een PC is totnogtoe altijd een illusie, hetgene wat wel kan verschillen is hoe het 3D beeld wordt opgebouwd.

Wolfenstein was hier de pionier in, deze gebruikt een soort van raytracing. Raytracing bouwt een 3D beeld op door letterlijk de CPU van de PC alles te laten berekenen.
[edit] Hoe dit werkt: stel dat je alle goniometrie van je "scene" (wereld) kent. Dan ga je stralen trekken vanuit je camera-beeld en ga je kijken waar deze botst in de scene. Je vindt een punt waar deze botst en gaat kijken hoe dat punt belicht is, welke kleur het heeft, welke texture. Dat punt kan je dan opslaan als een pixel op je scherm. Zo doorloop je dus alle pixels op je scherm tot je een 3D scene hebt opgebouwd.

De lijn stelt je pc scherm voor (zij-aanzicht) en de rays zijn de rays die ik uitlegde.

Er kwam dus geen 3D kaart aan te pas. Het nadeel hiervan was dat het dus veel CPU-tijd innam.

Daarna kwamen de 3D kaarten (jaaaren later) en ging het anders: een 3D kaart aanvaardt parameters en operaties van - bijvoorbeeld - een C++ programma. Je zegt de kaart dat je een driehoek wil tekenen op coordinaten xyz met een bepaald kleurtje en de kaart doet al de rest. Je moet zelf dus niet gaan berekenen hoe dat zou geprojecteerd worden op het scherm, wat met raytracing wel het geval is. (google maar es op raytracing)

Raytracing is wel oud, maar zeker niet achterhaald. Het wordt nog steeds gebruikt om high-res high-detail pics te maken met bvb 3DS Max en Maya. De films van Pixar zijn bijvoorbeeld dmv raytracing gemaakt (maar dan door imens grote pc-systemen met heel veel rekenkracht).

[edit]
Raytracing voorbeeld: http://www4.discreet.com/3dsmax/3dsmax.php?id=944
Raytracing uitgelegd: http://www.flipcode.com/articles/article_raytrace01.shtml

heel erg bedankt
hier kan ik zeker al iets mee doen

de interesse is er omdat ik meedoe aan een groepswerk over Ruimte, in de ruimste zin... dus ook de illusie van ruimte (wat eigenlijk meestal het geval is)
Ik vond alleen niks over die grens van echt computer 3D en 'vals' 3D in games, maar blijkbaar lijkt dat er dus niet echt te zijn...

dikke merci

Nog iets:

Er is ook een soort van 3D dat je kan genereren door 2D tiles(tegels) achter elkaar te zetten op een manier dat het lijkt alsof je dieptezicht hebt. Bijvoorbeeld in Sonic the hedgehoc. Dat noemt "side scrolling".
Hier is een voorbeeldspelletje:
http://www.play.vg/games/135-Sonic the Hedgehog.html


Edit: Je kan ook vermelden dat "echt" en "vals" subjectief zijn. Wat is "echt" en wat is "vals"? Het is altijd een illusie, dus het is altijd vals. Echte 3D bestaat nog niet (tenzij dan met die speciale hologram-schermen, maar dat is nog volop in ontwikkeling en is nog niet toegepast in games).

maybe kan je daarnaast ook iets doen met die semi 3d games, zoals bv top down isometrische real time strategy games
langs de ene kant 3d, want de tanks etc zijn echt 3d modellen maar het terrain is bv 2d met 3d collision data en je kunt je camera nooit roteren om eens aan andere kant te kijken (eg total annihilation)
sommige adventure games hebbe ook iets gelijkaardig, in theorie 3d en 3d gemaakt en gerenderd maar soms stille images, gewoon renders van 3d, je kijkt eigelijk naar afbeeldinge van 3d objecten (eg atlantis of myst games ofzo)
dan wordt het wel heel semi 3d imo..

vorige week geleerd in de les over illusie

we moesten een scene maken in 3D met sneeuwval. Voor de sneeuw worden particles gebruikt met sprites als vormgeving en op de sprites plak je een 2D PS texture van een sneeuwvlok. Als je nu de camera draaide in Maya leek het of het vlokje volume had, maar eigenlijk draaide de sprite altijd met de camera mee.

Maar dit eigenlijk een beetje

fixer187 zei:

vorige week geleerd in de les over illusie

we moesten een scene maken in 3D met sneeuwval. Voor de sneeuw worden particles gebruikt met sprites als vormgeving en op de sprites plak je een 2D PS texture van een sneeuwvlok. Als je nu de camera draaide in Maya leek het of het vlokje volume had, maar eigenlijk draaide de sprite altijd met de camera mee.

Maar dit eigenlijk een beetje

Klik om te vergroten...

billboarding dus

MCCCXXXVII zei:

vanwaar de interesse ?

wolfenstein en in dezelfde manier ook duke3d waren wel degelijk eerste 3d games, en al waren eigelijk enkel de omgevingen 3d en de wapens/effecte/characters etc niet het was toch al genoeg om heel revolutie in gang te zetten.

Klik om te vergroten...

Moet je eigenlijk geen verschil maken tussen wolfenstein en duke3D. In wolfenstein was er immers eigenlijk maar 1 niveau waar alles zich op afspeelde. Zoiets als verschillende verdiepen en hoogteverschillen was nog niet mogelijk met die engine, dus in bepaalde opzichten zou je toch kunnen zeggen dat het nog 2d was. Bij duke3D daarintegen was het wel mogelijk om u in de 3 dimensies te bewegen.

ja ok zo wel, daar had ik niet op gelet
zat eerder naar overeenkomsten tussen 3d levels en 2d enemies en andere zaken te kijken maar idd, duke had hoogtes

dan nog is wolfenstein 3d tho, ook al kon je niet naar boven kijken
je kon achter een object gaan kijken, dat is 3d want dan is er dus diepte, en dat is de 3de as

3d is nog altijd een illusie in de modernste games. De bumpmapping technieken in bv doom3 geven de illusie van een heel gedetailleerde oppervlakken, terwijl ze eigenlijk vlak zijn. Dit wordt bereikt door een valse belichting die het oog verward

pericolos0 zei:

3d is nog altijd een illusie in de modernste games. De bumpmapping technieken in bv doom3 geven de illusie van een heel gedetailleerde oppervlakken, terwijl ze eigenlijk vlak zijn. Dit wordt bereikt door een valse belichting die het oog verward

Klik om te vergroten...

hebben ze van elk model niet gewoon 2 models gemaakt? één gewoon (voor ingame te gebruiken) en één enorm gedetailleerd waarmee ze de normals voor da model berekenen. Ingame wordt dan het low-poly model getoond, maar de belichting wordt wel berekend aan de hand van de normal map van het high-poly model.

Reck zei:

hebben ze van elk model niet gewoon 2 models gemaakt? één gewoon (voor ingame te gebruiken) en één enorm gedetailleerd waarmee ze de normals voor da model berekenen. Ingame wordt dan het low-poly model getoond, maar de belichting wordt wel berekend aan de hand van de normal map van het high-poly model.

Klik om te vergroten...

Das nog een andere techniek denk ik, maar deze heeft niets met bump-mapping te maken.
Of om het in schoon Engels te zeggen:

Bump mapping is a special form of specular or diffuse environment mapping that simulates the reflections of finely tessellated objects without requiring extremely high polygon counts. Bump mapping in Microsoft® Direct3D® can be accurately described as per-pixel texture coordinate perturbation of specular or diffuse environment maps, because you provide information about the contour of the bump map in terms of delta values, which the system applies to the u and v texture coordinates of an environment map in the next texture stage.

Klik om te vergroten...

Als dat niet veel verduidelijkt weet ik het ook niet meer

Wat ze bedoelen met echte 3d en niet echte 3D is of de ruimte werkelijk 3D in alle richtingen is.

Wolfenstein 3D, Doom 1&2, Duke Nukem3D gebruikten altijd een plattegrond om het level te designen. In deze engines kon je geen 2 ruimtes boven mekaar plaatsen. Pas vanaf Quake/Unreal kwam daar verandering in.

duke had hoogteverschille
als ge ne gang hebt uit wolfenstein hebt ge 3 assen, ge ziet de muur das dus horziontale as , daar loodrecht verticale as op voor hoogte, en dan gaat muur diepte in, is een gang, das dus as 3
3 assen gebruik = 3d

gang op zich is al een 3d object, daar moet niks meer bove of onder zitte om het 3d te make

3D in games wordt eigenlijk vooral veroorzaakt door z-axis clipping, perspectief en lighting (en bijhorende schaduwen):
clipping zorgt dat objecten die op zelfde 2D positie (x,y assen) pos liggen maar verschillende positie op de diepte as (Z) juist worden weergegeven (dichste object over verste).
perspectief: hoe dichter hoe groter en vice versa .
lighting: benadrukt meer het perspectief en realisme, geeft in combinatie met schaduwen een nog reëler dieptebeeld.

Dit alles wordt nog realistischer gemaakt doordat deze systemen aanpasbaar zijn (minder-meer licht/translaties en rotaties voor beweging/verplaatsen-wijzigen van de objecten voor animaties/...):
"vooruitlopen" bv. betekent dan dat objecten die eerste verder op de diepteas lagen dichter komen en oa groter worden weergegeven. Dit geeft een relatief realistisch beeld.

simplistisch: 2 assen worden dus onmiddelijk weergegeven op het scherm (noem ze x en y) en de diepte as (z) zorgt ervoor dat de afbeeldingen correct (perspectivisch) worden weergegeven.

Het werken met 3 assen is dus in principe compleet imaginair aangezien alles toch wordt herleid naar 2D. De meeste gamers en devvers echter denken totaal niet meer in 2D en zien echt een 3D wereld voor hen .

my 2 cents

edit: dit is zeer simplistische voorstelling, vooral bekeken uit programmeurs-standpunt.

Brillantino zei:

Wordt dat trouwens berekend via de regels van perspectief (uit de kunstwereld dan) of is dat een geheel ander paar mouwen?

Klik om te vergroten...

da wordt berekend door nen helen hoop matrices die door den API behandeld worden (ge moet dus ni zelf matrices zitten berekenen, alhoewel ge nen custom rotation matrix kunt schrijven met quaternionen als ge uwen pc wa minder sinuskes wilt laten berekenen)

MCCCXXXVII zei:

vanwaar de interesse ?

wolfenstein en in dezelfde manier ook duke3d waren wel degelijk eerste 3d games, en al waren eigelijk enkel de omgevingen 3d en de wapens/effecte/characters etc niet het was toch al genoeg om heel revolutie in gang te zetten.
iets is 3d vanaf het moment dat ge zelf kunt bewegen en dingen bekijken van welke kant ge ook maar wil, en da kan in wolfenstein, ge kon door een gang lopen en aan de andere kant van de hoek gaan kijken en da was compleet nieuw voor toen

regels van perspectief uit kunstwereld ? kunstwereld heeft die regels ook maar van de natuur...perspectief is perspectief at the end he, wat ge op uw scherm maakt is zo en zo al wiskundig en perspectiefachtig juist want da doet achterliggende code

Klik om te vergroten...

juist waarom zijn wolf3d en duke3d eigelijk geen echt 3d, vermits alles buiten de wereld zelf nog sprites zijn, die ge nie van alle kanten kon bekijken

nee maar de wereld wel, en de gameplay was ook 3d
dus die spelle waren 3d, ge gaat altijd elemente vinde die niet 3d zijn ma da maakt het spel ni automatisch 2d, in moderne games zitte ook nog meer dan genoeg sprites
duke speelt als 3d spel en heeft 3d omgevinge, de ervaring zowel gameplaymatisch as visueel is 3d en dast belangrijkste

Reck zei:

hebben ze van elk model niet gewoon 2 models gemaakt? één gewoon (voor ingame te gebruiken) en één enorm gedetailleerd waarmee ze de normals voor da model berekenen. Ingame wordt dan het low-poly model getoond, maar de belichting wordt wel berekend aan de hand van de normal map van het high-poly model.

Klik om te vergroten...

Ik dacht dat die techniek van de Unreal 3 engine kwam:
http://www.unrealtechnology.com/html/technology/ue30.shtml
Een van de laatste onderwerpen onderaan

Mischien dat je daar wat info kan uithalen.