De fleste computer og videospil oprettet i det 20. århundrede featured blokeret, pixeleret grafik. Hvis du ikke voksede op med dem (eller aldrig opmærksom på de tekniske detaljer), kan du måske undre sig over hvorfor. Vi vil undersøge oprindelsen af pixel kunst og hvordan grafik har eksploderet i kompleksitet over tid.
Det korte svar: Beslutning var begrænset af omkostninger og tilgængelig teknologi
Det pixelerede kunstværk i ældre videospil - hvor displayopløsningen er lav nok til, at pixlerne er indlysende og blocky-var stort set resultatet af fjernsynssæt og de høje omkostninger ved hukommelseschips og DIGITAL LOGIC. På det tidspunkt blev disse spil oprettet i dag.
Selv om det var muligt at oprette et HD-opløsning digital stillbillede i slutningen af 1970'erne, eksisterede teknologien til at animere den i realtid ikke før meget senere. En sådan teknologi var alt for dyrt at sætte i et masseproduceret underholdningsprodukt, som forbrugerne havde råd til indtil midten af 2000'erne.
Game Designer gjorde hvad de kunne med den begrænsede teknologi, der var tilgængelig på det tidspunkt, ved hjælp af mosaiklignende Blocky, pixeleret grafik til at illustrere deres spil til konsoller, som f.eks ATARI 2600. , NES, Sega Genesis og mange flere.
"Vi ville skitsere på grafpapir, og derefter digitalisere disse tegninger," siger Joe Decuir, der samfiniserede Atari 2600-spillekonsollen og programmeret et af sine tidligste spil. "Jeg husker levende, hvordan clunky tanke kiggede ind Bekæmpe . "
Selv kunstnere på pc-spillesiden måtte beskæftige sig med relativt lavopløsning, lavfarvede billeder i forhold til i dag. "At skulle arbejde i disse gigantiske mursten af solid farve og være begrænset til kun 16 forfærdelige farver, der var blevet valgt for os på forhånd, hvorfra der ikke var varierende, var en enorm hindring," siger Mark Ferrari, der tegnede EGA Graphics. For Lucasfilm spil på IBM PC som f.eks Zak mckracken. Vi Væv , og. Hemmeligheden bag Monkey Island .
Men kunstnere omfavnede begrænsningerne og gjorde alligevel tidløse klassikere. Lad os tage et dybere udseende, hvilke tekniske kapaciteter førte til disse begrænsninger, og hvorfor pixeleret spil kunst blev mindre nødvendigt over tid.
Hvordan video spil grafik arbejde
Digital Game Graphics handler om pixels-hvordan du gemmer dem, hvordan du behandler dem, og hvordan du viser dem. Flere pixels-per-tommer betyder flere detaljer , men jo flere pixels du har, jo mere hardwarekraft skal du køre dem.
Ordet "pixel" stammede som en forkortelse af udtrykket "billedelement", " mønter af computerforskere i 1960'erne . Pixels er den mindste mulige del af ethvert digitalt billede, uanset opløsning. I moderne computere repræsenteres de normalt som firkantede blokke-men ikke altid , afhængigt af naturen og Aspectforholdet mellem displayenheden .
I abstrakte termer fungerer mest videospilgrafik ved at lagre et gitter af pixels (kendt som en bitmap) i en del af videohukommelse kaldet a rammebuffer . Et specielt kredsløb læser derefter den hukommelse og oversætter det til et billede på skærmen. Mængden af detaljer (opløsning) og antallet af farver, du kan gemme i billedet, er direkte relateret til, hvor meget videohukommelse du har til rådighed i din computer eller spilkonsol.
Nogle tidlige konsol og arkadespil brugte ikke rammebuffere. Faktisk holdt ATARI 2600-konsollen, der blev udgivet i 1977, sine omkostninger lave af ved hjælp af dedikeret logik til at generere et signal på flugt Som tv-scanningslinjen flyttede ned skærmen. "Vi forsøgte at være billige, men det satte lodret i programmørernes hænder, som var meget smartere end hardwaredesignerne realiseret," siger Decuir of the 2600.
I tilfælde af præ-frame buffer spil var den grafiske detalje begrænset af omkostningerne ved understøttende kredsløb (som i Atari's tidlige diskrete logiske arkadespil ) eller størrelsen af programkoden (som i ATARI 2600).
Eksponentielle ændringer i hukommelse og opløsning
Forbedringskalaen i de tekniske muligheder for computere og spilkonsoller har været eksponentiel I løbet af de sidste 50 år, hvilket betyder, at omkostningerne ved digital hukommelse og computerkraft er faldet med en hastighed, der tåler sund fornuft.
Det er fordi forbedring af chipfabrikationsteknologier har tilladt producenterne at klare eksponentielt flere transistorer. ind i et givet område på et stykke silicium, hvilket tillader dramatiske stigninger i hukommelsen, CPU-hastighed og grafikchip kompleksitet.
"Virkelig, det er, hvor mange transistorer du kan bruge?" siger Steve Golson, meddesigner af ATARI 7800. S grafikchip og a co-creator af Fru Pac-Man , Blandt andet spil. "Med et par titusinder af transistorer har du ATARI 2600. Med titus af milliarder transistorer får du moderne konsoller. Det er en million gange mere. Og urhastigheder er steget fra et par megahertz til et par gigahertz. Det er en tusind gange stigning. "
Omkostningerne ved transistorer påvirket hver elektronisk komponent, der udnyttede dem, herunder RAM-hukommelseschips. Ved begyndelsen af den computeriserede spilkonsol i 1976 var digital hukommelse meget dyrt. Det Fairchild kanal F. Brugte kun en 2 kilobytes RAM til at gemme et bitmappet billede af skærmen-kun 128 × 64 pixels (102 × 58 synlige), med kun en af fire farver pr. Pixel. Ram chips af lignende kapacitet til fire ram chips bruges i kanalen F retailed for omkring $ 80 total på det tidspunkt , som er $ 373 justeret for inflationen.
Hurtigt frem til 2021, når Nintendo-kontakten indeholder 4 gigabyte RAM, der kan deles mellem arbejdshukommelse og videohukommelse. Lad os antage, at et spil bruger 2 GB (2.000.000 kilobytes) af video RAM i kontakten. Ved 1976 RAM-priser ville de 2.000.000 kilobytes RAM have kostet $ 80 millioner i 1976 - det er over 373 millioner dollars i dag. Sindssyg, ikke? Det er den logiske-defyende karakter af eksponentiel forandring.
Da prisen på hukommelsen er faldet siden 1976, har Console Makers været i stand til at inkludere mere video RAM i deres konsoller, hvilket giver mulighed for mange billeder af højere opløsning. Med mere opløsning er individuelle pixels blevet mindre og sværere at se.
Det Nintendo Entertainment System , frigivet i 1985, kunne producere et billede på 256 × 240 opløsning (61.440 pixels). I dag kan en Sony PlayStation 5-konsol producere et 3840 × 2160 billede (4k) og potentielt en så høj som 7680 × 4320. (33.177.600 pixels). Det er en 53,900% stigning i videospilkonsolopløsning i løbet af de sidste 36 år.
Selvom det var muligt at vise HD-grafik i 1980'erne, var der ingen måde at flytte disse billeder fra hukommelsen og male dem på en skærm ved 30 eller 60 gange et sekund. "Overvej Pixar's vidunderlige animerede kortfilm Anvendelser af André & Amp; Wally B. , "Siger Golson. "I 1984 krævede denne film en $ 15 millioner cray supercomputer at skabe."
Til Anvendelser af André & Amp; Wally B. , Pixar gengivet detaljeret 512 × 488 opløsningsrammer med en hastighed på Omkring en ramme pr. 2-3 timer . Højere-opløsning værker forsøgt senere tog langt længere rengøringstid og multi-million dollar verdensklasse udstyr. Ifølge Golson, da det kom til realtid fotorealistisk grafik, "kunne det simpelthen ikke gøres ved hjælp af den tilgængelige hardware i 1984. Lad være alene til et prispunkt, der skal sælges til forbrugerne."
Tv-appel opløsning var lav, begrænsende detaljer
Selvfølgelig, for en konsol at vise et billede med en 4K-opløsning som dagens high-end konsoller, har du brug for en skærm, der kan gøre det, hvilket ikke eksisterede i 1970'erne og 80'erne.
Forud for HDTV ERA , De fleste spilkonsoller udnyttede relativt antikke displayteknologi udviklet i 1950'erne-lange, før nogen forventede at spille high-resolution Home Video Games. Disse tv-apparater blev designet til at modtage udsendelser over luften via en antenne, der plugged i ryggen.
"Den eneste måde at oprette forbindelse til tv'et var gennem antenneindgangen," siger Steve Golson, der minder om sit arbejde på ATARI 7800 i 1984. "Således måtte konsollen generere et kompatibelt signal, der så ud som om det kom fra din antenne. Så du var begrænset af den mulige opløsning af en analog NTSC Broadcast Signal. . "
Ideelt set kan NTSC-analogt tv-signalet håndtere ca. 486 interlaced linjer, der er omkring 640 pixels brede (selv om dette varierer baseret på implementering på grund af standardens analoge natur). Men tidligt opdagede Game Console Designers, at de kunne gemme hukommelsen ved kun at bruge halvdelen af NTSC's to interlaced felter-pr. Sekund for at lave et meget stabilt 240 pixel-høj billede, Nu kaldes "240p" blandt entusiaster . For at holde 4: 3-billedforholdet begrænsede de den horisontale opløsning til ca. 320 pixels, selv om dette nøjagtige antal varierede betydeligt mellem konsoller.
NTSC-signalet begrænsede også antallet af farver, du kunne generere, uden at de blæste sammen eller vaskes ud. "Og du var nødt til at få det til at se godt ud for de mange mennesker, der stadig havde sort-hvide tv'er! Dette begrænsede yderligere dine farvevalg, "siger Golson.
For at komme rundt om denne begrænsning begyndte personlige computere at bruge ikke-tv-skærme i højere opløsning i begyndelsen af 1980'erne. "IBM-pc'en og dens kloner inspirerede et stort marked for separate farvemonitorer, der kunne klare mindst VGA (640 x 480)," tilføjer Joe Decuir. "Men spil spillere fik ikke dem indtil 1990'erne, til PC-Connected Gaming."
Nogle vintage arkadespil, som Nintendo's Skipper Skræk (1982), udnyttede meget højere opløsninger (512 × 448) muliggjort med arkade skærme ved hjælp af en ikke-standard interlaced video-tilstand, men disse spil kunne ikke afspilles på hjemmekonsoller på det tidspunkt uden grafiske kompromiser. når oversættes til hjemmekonsoller.
Displays er også forskellige i dag i skarphed og nøjagtighed, overdrivelse af pixelationseffekten på nogle ældre spil. Hvad ser firkantet ud og blokeret på en moderne LCD-skærm var ofte udglattet, når den vises på en vintage CRT-skærm eller tv-apparat.
Opbevaringsplads sæt grænser for grafisk kompleksitet, også
I både konsol og computerspil var grafikkompleksiteten begrænset ikke blot ved hjælp af displayet kapaciteter og logisk hastighed, men også ved hvordan de blev gemt på flytbare medier, der kunne distribueres til kunderne.
"I disse dage begynder folk ikke rigtig at forstå, hvad et begrænset miljø vi arbejdede i med hensyn til lagerplads og behandlingstid," siger Mark Ferrari. "Diskplads var virkelig dyrebar i disse dage."
På det tidspunkt tog Ferrari sin grafik til Lucasfilm, et spil måtte passe på en håndfuld af Floppy disks. der kun kunne gemme ca. 1,4 megabyte stykke. Selvom Lucasfilm komprimerede sit spil kunstværk, blev begrænsningen på, hvor meget detaljer Ferrari kunne omfatte, ikke kun fra opløsningen af IBM PC Graphics-kortet, men også fra opbevaringskapaciteten af floppy diskene selv.
Men ligesom hukommelsespriser er omkostningerne ved lagring af grafikdata på flytbare medier også faldet eksponentielt. På konsolens side af ting holdt en FairChild-kanal F-patron omkring 2 kilobyta data i 1976, mens Nintendo Switch-spilkort kan gemme op til 32.000.000 kilobytes data (32 GB). Det er 16 millioner gange mere lagerplads, der giver meget mere plads til detaljerede grafikdata.
Slutningen af den synlige pixel ... og en ny begyndelse
I 2010, Apple introducerede en "retina display" på iPhone 4 -A skærm med en opløsning høj nok til, at det blotte øje (ved en standard visningsafstand) ikke længere kunne skelne mellem individuelle pixels. Siden da har disse Ultra High-Res-skærme flyttet til tabletter, desktops og bærbare computere.
I et stykke tid så det ud som måske Pixel Art's Days var endelig over helt. Men lav-res pixel kunst er ikke forsvundet. Faktisk er det på en opsving.
Begyndende i slutningen af 2000'erne begyndte Indie Game-udviklere at omfavne retro pixel kunst æstetik i alvor. De gjorde det delvis af nostalgiske grunde, og også fordi det i nogle tilfælde er lettere for et lille team af udviklere at skabe enklere blokgrafik end detaljerede, højopløselige illustrationer, der ser professionelle ud. (Som med alt er der undtagelser - skaber overbevisende og glatte animationer med 2D sprites er en meget arbejdskrævende proces, for eksempel.)
Blocky-pixel spil som Stardew Valley. og MINECRAFT. fremkalde følelser af en enklere tid, samtidig med at de leverer de bekvemmeligheder, der følger med moderne spildesign.
Mark Ferrari ser på disse moderne pixelkunstnere med ærefrygt og ærbødighed. "Jeg lavede pixel kunst, fordi der ikke var noget alternativ. Det var ikke et valg, det var en nødvendighed, "siger Ferrari. "Folk, der laver pixel kunst, gør det nu alle efter eget valg. Der er ikke en teknisk imperativ i verden lige nu for at gøre pixel kunst længere. Men de vælger dette som en æstetisk, fordi de elsker det. "
Så selvom pixel kunst engang var en begrænsning, er det nu en værdifuld kunst æstetisk, der sandsynligvis aldrig vil forsvinde, og det er alt takket være den meget korte periode i historien, når kunstnere gjorde, hvad de kunne med den begrænsede teknologi af tiden. Pixels for evigt!
