enkla texturbaserade skyboxar hade allvarliga nackdelar. De kunde inte animeras, och alla objekt verkar lika avlägsna i oändligheten. Från och med slutet av 1990-talet byggde vissa speldesigners små mängder 3D-geometri för att visas i skybox för att skapa en bättre illusion av djup, förutom en traditionell skybox för objekt väldigt långt borta. Denna konstruerade skybox placerades på en oåtkomlig plats, vanligtvis utanför gränserna för den spelbara delen av nivån, för att förhindra att spelare vidrör skybox.

i äldre versioner av denna teknik, som de som presenterades i spelet Unreal, var detta begränsat till rörelser på himlen, till exempel molnens rörelser. Element kan ändras från nivå till nivå, till exempel positionerna för stjärnobjekt eller himmelens färg, vilket ger en illusion av den gradvisa förändringen från dag till natt. Skybox i det här spelet verkar fortfarande vara oändligt långt borta, eftersom skybox, även om den innehåller 3D-geometri, inte rörde betraktningspunkten tillsammans med spelarens rörelse genom nivån.

nyare motorer, som Source-motorn, fortsätter med den här tanken, så att skybox kan röra sig med spelaren, men med en annan hastighet. Eftersom djupet uppfattas på objektets jämförda rörelse, gör skybox att flytta långsammare än nivån att skybox visas långt borta, men inte oändligt så. Det är också möjligt, men inte nödvändigt, att inkludera 3D-geometri som omger den tillgängliga spelmiljön, såsom oåtkomliga byggnader eller berg. De är utformade och modellerade i mindre skala, vanligtvis 1/16, sedan gjorda av motorn för att verka mycket större. Detta resulterar i färre CPU-krav än om de gjordes i full storlek. Effekten kallas en”3D skybox”.

i spelet Half-Life 2 användes denna effekt i stor utsträckning för att visa citadellet, en enorm struktur i centrum av City 17. I spelets avslutande kapitel reser spelaren genom staden mot citadellet, skybox-effekten gör att den blir större och större gradvis med spelarens rörelse, vilket helt verkar vara en del av nivån. När spelaren når basen av Citadellet är den uppdelad i två delar. En liten nedre del är en del av huvudkartan, medan den övre delen är i 3D skybox. De två sektionerna blandas sömlöst samman för att visas som en enda struktur.