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PS1-era 3D|早期实时三维

PS1 画面中的边缘抖动、贴图变形和远处雾化,分别涉及实时绘制、美术选择与显示方式,低多边形模型不足以概括这些特征。

硬件与实时三维

第一代 PlayStation 于 1994 年在日本推出,使用 CD-ROM,拥有专门的图形处理器。它可持续更新包含碰撞、摄像机与角色移动的三维场景。光盘可以装下更多音乐、预渲染背景和语音,但每一帧仍需要在很小的内存和有限的计算精度中完成。

在今天的图形管线里,顶点要经过透视变换,纹理坐标也会按深度修正,屏幕上的三角形再进行光栅化。PlayStation 并不提供同样完整、精确的流程。开发者要提前把大量工作安排好:模型拆成适合处理的三角形,纹理做得足够小,场景用雾和分区减少远处的绘制,角色和镜头配合有限的帧率。

Evan-Amos,Sony PlayStation 与控制器,1994;公版图像。灰紫塑料外壳、光盘托盘与控制器。

镜头转动时,远景不一定连续出现;角色接近墙面时,纹理可能变形。早期控制器没有双摇杆,角色与镜头主要由方向键和肩键控制。

纹理插值与顶点精度

斜墙上的方格在透视投影中远密近疏。透视校正纹理映射在三角形内按深度修正纹理坐标;仿射纹理映射(affine texture mapping)则沿屏幕直线插值。斜面深度越大,近远处误差越明显。

顶点坐标也使用有限精度。相机轻轻移动,如果一个角点从屏幕坐标 127.9 跳到 128.1,它最后可能从第 127 列跳到第 128 列。低分辨率帧缓冲、最近邻采样和缺少现代过滤,会把这一下跳动保留下来。

交互示例可切换透视校正与 Affine 插值,并将顶点固定到整数屏幕坐标。拖动可比较右侧斜边;误差来自深度插值和坐标取整,并非随机噪声。

插件关闭时,下面的 SVG 给出同一件事的静态版本。

Atlas 静态图。左栏用透视校正表示远处更密的横线,中栏让网格保持近似直线,右栏以红点和虚线标出屏幕空间取整。它是解释图,不是任何一款游戏的截图。

历史游戏对低分辨率、顶点抖动和纹理稳定性有不同取舍,一些场景用暗处和雾减少几何问题的可见度。

Silent Hill 的雾与能见度

《Silent Hill》(1999)把整座小镇做成实时多边形空间。导演 Keiichiro Toyama 在 1999 年的采访中明确提到,雾、黑暗和能够穿过小镇的镜头是预渲染环境难以提供的效果;团队也承认无法把远处全部绘制出来。

《Silent Hill》(Konami,1999)游戏截图;LaunchBox Games Database,版权归 Konami。近处桥栏、人物和地面边缘清楚,远处街景逐渐变为灰紫色。

近处保持清楚以便转弯和判断碰撞,远景被雾遮住。声音可先于路牌和栏杆出现,敌人在能见度边缘被发现,玩家据此决定是否前进。

《Silent Hill》(Konami,1999)另一张截图;LaunchBox Games Database,版权归 Konami。地形断裂与远墙的清晰度不同,实时摄像机在狭窄路径中调整角度,能见范围影响探索节奏。

Toyama 还提到,团队希望先让小镇像真实存在的地方,再使用雾和黑暗。

Final Fantasy VII 的背景与实时角色

《Final Fantasy VII》(1997)大量使用预渲染背景。场景的光照、建筑细节和构图可以提前用更强的机器计算,再作为一张图放进游戏;角色、碰撞和菜单则需要实时运行。这样,玩家可以在很小的主机上走进细节丰富的房间,同时保留对话、战斗和路线选择。

《Final Fantasy VII》(Square,1997)教堂场景;LaunchBox Games Database,版权归 Square。高窗、木板和光柱属于预渲染背景,前景人物实时移动。

预渲染背景可以有柔和的光和复杂的纹理,却不能随玩家自由旋转;实时人物能够转身、碰撞和触发事件,光照精度却要服从主机的实时预算。人物脚下有时显得与地面不完全贴合,正是两种制作流程接在一起留下的缝。

《Final Fantasy VII》(Square,1997)场景与对话界面;LaunchBox Games Database,版权归 Square。注意蓝色对话框、实时人物与背景的清晰度差异:UI 需要稳定可读,背景可以承担更多颗粒和绘画式光影。
《Final Fantasy VII》(Square,1997)战斗画面;LaunchBox Games Database,版权归 Square。菜单、角色姓名和 HP 条置于固定深色框,背景闪电可短暂高亮,界面保持可读。

固定构图让团队控制房间视线,将入口、道具和人物放在预定位置。改为自由旋转的实时 3D 后,观看顺序也会改变。

WipEout 的赛道与界面

《WipEout》(1995)选择了另一条路。赛道需要高速滚动,飞船要在弯道和坡面上保持方向,界面必须让玩家在快速运动中立即读懂位置和圈数。Psygnosis 的团队把 CD-ROM、电子音乐和 3D 赛道放在同一个项目里,The Designers Republic 又为包装、标志与界面提供了完整的平面身份。

《WipEout》(Psygnosis,1995)游戏截图;LaunchBox Games Database,版权归 Psygnosis。弯曲赛道、速度条与“位置 6”同时出现,HUD、赛道边缘和高饱和色在高速中提供方向。

弯道使地平线偏向一侧,赛道纹样和边缘线提示转向,飞船、位置与速度条保持清楚。

WipEout 的“未来感”也不只来自多边形。标志、数字、斜体字和大量色块来自平面设计与音乐文化;游戏在 1995 年的英国文化环境里与 rave、电子音乐和杂志设计相遇。若做复古重建,至少要把赛道的空间图形与 HUD、字体和声音分开记录。

Low Poly 与其他复古三维

“Low Poly”只告诉我们模型面数少、轮廓简化;它不说明纹理如何采样、镜头怎样移动,也不说明显示器是否有 CRT 光晕。“N64-like”常涉及另一套纹理过滤、顶点色与雾的处理,不能用作 PS1 的同义词。后处理滤镜只能改变输出画面,无法代替预渲染背景、Affine 误差和输入方式。

与 Glitch and Datamosh 对照时,可以观察两种错误的时间位置:PS1 的抖动在实时绘制时发生,datamosh 的拖曳在帧间压缩和解码时发生。与 Brutalism 对照时,则可以看固定镜头怎样把高架平台、服务核心和混凝土阴影切成一段段可探索的场景。这些观察可记入 视觉词汇。

来源与图像 credits