Οι περισσότεροι υπολογιστές και βιντεοπαιχνίδια που δημιουργήθηκαν στον 20ό αιώνα εμφανίζονται μπλοκάρι, pixelated γραφικά. Αν δεν μεγαλώσατε μαζί τους (ή ποτέ δεν έδωσαν προσοχή στις τεχνικές λεπτομέρειες), μπορεί να αναρωτηθείτε γιατί. Θα διερευνήσουμε την προέλευση της τέχνης pixel και πώς τα γραφικά έχουν εξερράγη σε πολυπλοκότητα με την πάροδο του χρόνου.
Η σύντομη απάντηση: η ανάλυση περιορίστηκε από το κόστος και την διαθέσιμη τεχνολογία
Το Pixelated Artwork σε παλαιότερα βιντεοπαιχνίδια - όπου η ανάλυση οθόνης είναι αρκετά χαμηλή ώστε τα εικονοστοιχεία να είναι προφανείς και μπλοκάρει - ήταν σε μεγάλο βαθμό αποτέλεσμα τηλεοπτικών ομάδων χαμηλής ανάλυσης και το υψηλό κόστος των τσιπ μνήμης και το υψηλό κόστος των τσιπ μνήμης και ψηφιακή λογική Την εποχή εκείνη τα παιχνίδια δημιουργήθηκαν σε σχέση με σήμερα.
Ενώ ήταν δυνατή η δημιουργία ψηφιακής εικόνας ψηφιακής εξαγωγής HD από τα τέλη της δεκαετίας του 1970, η τεχνολογία για να το ζωγραφίσει σε πραγματικό χρόνο δεν υπήρχε μέχρι πολύ αργότερα. Η τεχνολογία αυτή ήταν πολύ δαπανηρή για να τεθεί σε ένα μαζικό προϊόν ψυχαγωγίας που οι καταναλωτές θα μπορούσαν να αντέξουν οικονομικά μέχρι τα μέσα του 2000.
Οι σχεδιαστές παιχνιδιών έκαναν ό, τι μπορούσαν με την περιορισμένη τεχνολογία που διατίθενται εκείνη τη στιγμή, χρησιμοποιώντας μωσαϊκό μπλοκάρει, pixelated γραφικά για να απεικονίσει τα παιχνίδια τους για κονσόλες, όπως το Atari 2600 , Nes, Sega Genesis, και πολλά άλλα.
"Θα σχεδιάζαμε σε χαρτί γραφημάτων και στη συνέχεια ψηφιοποιήσαμε αυτά τα σχέδια", λέει ο Joe Decuir, ο οποίος συνυπάρχει την κονσόλα παιχνιδιών Atari 2600 και προγραμματίστηκε ένα από τα πρώτα παιχνίδια του. "Θυμάμαι έντονα πόσο clunky οι δεξαμενές έψαξαν Μάχη . "
Ακόμη και οι καλλιτέχνες στην πλευρά του παιχνιδιού του υπολογιστή έπρεπε να ασχοληθούν με σχετικά χαμηλής ανάλυσης, χαμηλής χρωστικής εικόνων σε σύγκριση με σήμερα. "Έχοντας να δουλέψει σε αυτά τα γιγαντιαία τούβλα στερεών χρώματος και να περιορίζονται σε μόλις 16 τρομερά χρώματα που είχαν επιλεγεί για εμάς μπροστά από το χρόνο, από το οποίο δεν υπήρχε διαφορετικό, ήταν ένα τεράστιο εμπόδιο", λέει ο Mark Ferrari, ο οποίος επέστησε το EGA γραφικά για τα παιχνίδια Lucasfilm στον υπολογιστή IBM, όπως Zak McKracken , Αργαλειός , και Το μυστικό του νησιού Monkey .
Αλλά οι καλλιτέχνες αγκάλιασαν τους περιορισμούς και έκαναν διαχρονικά κλασικά ούτως ή άλλως. Ας πάρουμε μια βαθύτερη ματιά σε ποιες τεχνικές δυνατότητες οδήγησαν σε αυτούς τους περιορισμούς και γιατί η καλλιεργημένη τέχνη παιχνιδιών έγινε λιγότερο απαραίτητη με την πάροδο του χρόνου.
Πώς λειτουργούν τα γραφικά βίντεο
Τα ψηφιακά γραφικά παιχνιδιών είναι όλα σχετικά με τα pixels - πώς τα αποθηκεύετε, πώς τα επεξεργάζεστε και πώς τα εμφανίζετε. Περισσότερα εικονοστοιχεία-ανά ίντσα μέσα περισσότερη λεπτομέρεια , αλλά τα περισσότερα εικονοστοιχεία που έχετε, τόσο πιο δύναμη υλικού πρέπει να τα οδηγήσετε.
Η λέξη "pixel" προέρχεται ως συντομογραφία του όρου "στοιχείο εικόνας" Συνεχωθεί από ερευνητές υπολογιστών στη δεκαετία του 1960 . Τα εικονοστοιχεία είναι το μικρότερο δυνατό μέρος οποιασδήποτε ψηφιακής εικόνας, ανεξάρτητα από την ανάλυση. Στους σύγχρονους υπολογιστές, συνήθως αντιπροσωπεύονται ως τετράγωνα μπλοκ - αλλά δεν είναι πάντα , ανάλογα με τη φύση και Αναλογία διαστάσεων της συσκευής οθόνης .
Σε αφηρημένους όρους, τα περισσότερα γραφικά παιχνιδιών βίντεο που αποθηκεύουν ένα πλέγμα των εικονοστοιχείων (γνωστό ως bitmap) σε ένα τμήμα της μνήμης βίντεο που ονομάζεται a ρυθμιστικό πλαίσιο πλαισίου . Ένα ειδικό κύκλωμα στη συνέχεια διαβάζει αυτή τη μνήμη και μεταφράζεται σε μια εικόνα στην οθόνη. Η ποσότητα λεπτομέρειας (ανάλυση) και ο αριθμός των χρωμάτων που μπορείτε να αποθηκεύσετε σε αυτή την εικόνα σχετίζονται άμεσα με το πόση μνήμη βίντεο που διαθέτετε στον υπολογιστή ή την κονσόλα παιχνιδιών σας.
Ορισμένες πρώτες κονσόλα και παιχνίδια arcade δεν χρησιμοποιούσαν ρυθμιστικά διαλύματα πλαισίων. Στην πραγματικότητα, η κονσόλα Atari 2600, που κυκλοφόρησε το 1977, κράτησε το κόστος της χαμηλό χρησιμοποιώντας ειδική λογική για να δημιουργήσετε ένα σήμα στη μύγα Καθώς η γραμμή σάρωσης της τηλεόρασης μετακινήθηκε στην οθόνη. "Προσπαθόμασταν να είμαστε φτηνοί, αλλά αυτό έβαλε την κάθετη στα χέρια των προγραμματιστών, οι οποίοι ήταν πολύ πιο έξυπνοι από τους σχεδιαστές υλικού που πραγματοποίησαν", λέει ο Decuir των 2600.
Στις περιπτώσεις των προσωρινών παιχνιδιών προ-πλαισίου, η γραφική λεπτομέρεια περιορίστηκε από το κόστος του κυκλώματος υποστήριξης (όπως στο Τα πρώτα διακριτά λογικά παιχνίδια arari ) Ή το μέγεθος του κώδικα του προγράμματος (όπως στην Atari 2600).
Εκθετική Αλλαγές στη μνήμη και το ψήφισμα
Η κλίμακα βελτίωση των τεχνικών δυνατοτήτων των ηλεκτρονικών υπολογιστών και κονσόλες παιχνιδιών έχει εκθετικός κατά τα τελευταία 50 χρόνια, πράγμα που σημαίνει ότι το κόστος της ψηφιακής μνήμης και υπολογιστική ισχύ έχει μειωθεί σε ένα ρυθμό που αψηφά την κοινή λογική.
Αυτό συμβαίνει γιατί η βελτίωση των τεχνολογιών κατασκευής τσιπ έχουν επιτρέψει στους κατασκευαστές να χώνω εκθετικά περισσότερα τρανζίστορ σε μια δεδομένη περιοχή σε ένα κομμάτι του πυριτίου, επιτρέποντας δραματικές αυξήσεις στη μνήμη, την ταχύτητα της CPU, και την πολυπλοκότητα chip γραφικών.
«Πραγματικά, είναι πόσα τρανζίστορ θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε;» λέει ο Steve Golson, συν-σχεδιαστή του Atari 7800 «S τσιπ γραφικών και ένα συν-δημιουργός του Η κα Pac-Man , Μεταξύ άλλων παιχνιδιών. «Με μερικές δεκάδες χιλιάδες τρανζίστορ, έχετε το Atari 2600. Με δεκάδες δισεκατομμύρια τρανζίστορ, θα έχετε τις σύγχρονες κονσόλες. Αυτό είναι ένα εκατομμύριο φορές περισσότερο. Και ταχύτητες ρολογιού έχουν αυξηθεί από λίγα megahertz σε μερικά gigahertz. Αυτό είναι χίλιες φορές αύξηση.»
Το κόστος του τρανζίστορ κρούση κάθε ηλεκτρονικό εξάρτημα ότι αυτά χρησιμοποιούνται, συμπεριλαμβανομένων των τσιπ μνήμης RAM. Στην αυγή του μηχανογραφικού κονσόλα παιχνιδιών το 1976, ψηφιακή μνήμη ήταν πολύ ακριβό. ο Fairchild κανάλι F χρησιμοποιείται μια απλή 2 kilobytes της RAM για να αποθηκεύσει μια bitmapped εικόνα των οθόνης-ακριβώς 128 × 64 εικονοστοιχεία (102 × 58 ορατό), με μόνο μία από τις τέσσερις χρώματα ανά pixel. RAM chips παρόμοιας χωρητικότητας με το τέσσερα τσιπ μνήμης RAM που χρησιμοποιούνται για την Μάγχη F λιανικώς για περίπου $ από 80 συνολικά κατά το χρόνο , Το οποίο είναι $ 373 προσαρμοσμένο για τον πληθωρισμό.
Γρήγορη κίνηση προς τα εμπρός με το 2021, όταν η Nintendo Switch περιλαμβάνει 4 gigabytes μνήμης RAM που μπορεί να μοιραστεί μεταξύ της μνήμης και της μνήμης βίντεο εργασίας. Ας υποθέσουμε ότι ένα χρήσεις παιχνίδι 2GB (2.000.000 kilobytes) της RAM βίντεο στο διακόπτη. Κατά το 1976 οι τιμές RAM, αυτά τα 2.000.000 kilobytes της μνήμης RAM θα έχει κόστος $ 80 εκατομμύρια το 1976, που είναι πάνω από 373 εκ $ και σήμερα. Παράφρων, έτσι δεν είναι; Αυτή είναι η λογική που αψηφούν τη φύση της εκθετικής μεταβολής.
Δεδομένου ότι η τιμή της μνήμης έχει μειωθεί από το 1976, οι κατασκευαστές κονσόλα ήταν σε θέση να συμπεριλάβει περισσότερα βίντεο RAM σε κονσόλες τους, επιτρέποντας εικόνες πολύ υψηλότερης ανάλυσης. Με περισσότερα ανάλυση, μεμονωμένα pixel έχουν γίνει μικρότερο και πιο δύσκολο να δούμε.
ο Nintendo Entertainment System , Κυκλοφόρησε το 1985, θα μπορούσε να παράγει μια ανάλυση εικόνας 256 × 240 (61,440 pixels). Σήμερα, μια κονσόλα Sony PlayStation 5 μπορεί να παράγει μια εικόνα 3840 × 2160 (4K), και ενδεχομένως, ένα όσο πιο ψηλά 7680 × 4320 (33.177.600 pixels). Αυτή είναι μια αύξηση 53,900% σε video game ανάλυση κονσόλα κατά τα τελευταία 36 χρόνια.
Ακόμη και αν ήταν δυνατό να εμφανιστεί υψηλής ευκρίνειας γραφικά στη δεκαετία του 1980, δεν υπήρχε τρόπος να προχωρήσουμε αυτές τις εικόνες από τη μνήμη και το χρώμα τους σε μια οθόνη 30 ή 60 φορές το δευτερόλεπτο. «Σκεφτείτε το υπέροχο κινουμένων σχεδίων μικρού μήκους ταινία της Pixar Οι περιπέτειες του André & amp? Wally Β ,»Λέει ο Golson. «Το 1984, η ταινία απαιτεί μια $ 15 εκατομμύρια Cray υπερυπολογιστή για να δημιουργήσει.»
Για Οι περιπέτειες του André & amp? Wally Β , Pixar τους έγιναν λεπτομερείς 512 × 488 καρέ ανάλυση σε ποσοστό περίπου ένα καρέ ανά 2-3 ώρες . εργασίες υψηλότερης ανάλυσης προσπάθησε αργότερα πήρε πολύ περισσότερο χρόνο και πολλών εκατομμυρίων εξοπλισμό παγκόσμιας κλάσης δολαρίου παρέχουν. Σύμφωνα με Golson, όταν ήρθε σε πραγματικό χρόνο φωτορεαλιστικά γραφικά, «Είναι απλά δεν θα μπορούσε να γίνει με τη χρήση του υλικού διαθέσιμη το 1984. Πόσο μάλλον σε ένα σημείο τιμή που θα πωλούνται στους καταναλωτές.»
Τηλεόραση Ψήφισμα σετ ήταν χαμηλή, Περιορισμός Λεπτομέρειες
Φυσικά, για μια κονσόλα για να εμφανιστεί μια εικόνα με ανάλυση 4K όπως η σημερινή high-end κονσόλες, θα πρέπει να έχετε μια επίδειξη θέση να το πράξουν, η οποία δεν υπήρχε στις δεκαετίες του 1970 και '80.
Πριν απο εποχής HDTV , Οι περισσότερες κονσόλες παιχνιδιών που χρησιμοποιούνται σχετικά παλαιά τεχνολογία οθόνης που αναπτύχθηκε στη δεκαετία του 1950, πολύ πριν ο καθένας αναμένεται να παίζουν υψηλής ανάλυσης στο σπίτι βιντεοπαιχνίδια. Αυτές οι τηλεοράσεις έχουν σχεδιαστεί για να λαμβάνετε μεταδόσεις μέσω του αέρα μέσω μιας κεραίας που συνδέεται στο πίσω μέρος.
«Ο μόνος τρόπος για να συνδεθεί με την τηλεόραση ήταν μέσω της εισόδου κεραίας», λέει ο Steve Golson, υπενθυμίζοντας την εργασία του σχετικά με το Atari 7800 στο 1984. «Έτσι, η κονσόλα έπρεπε να δημιουργήσουν ένα συμβατό σήμα που έμοιαζε σαν να ερχόταν από την κεραία σας. Έτσι θα περιορίζονταν από την πιθανή επίλυση ενός αναλογικού σήμα εκπομπής NTSC . "
Στην ιδανική περίπτωση, το NTSC αναλογικό τηλεοπτικό σήμα μπορεί να χειριστεί περίπου 486 interlaced γραμμές που είναι περίπου 640 pixels πλάτος (αν και αυτό ποικίλει ανάλογα με την εφαρμογή λόγω του αναλογικού χαρακτήρα του προτύπου). Αλλά πολύ νωρίς, οι σχεδιαστές κονσόλα παιχνιδιών ανακάλυψε ότι θα μπορούσε να σώσει τη μνήμη χρησιμοποιώντας μόνο το ήμισυ των δύο interlaced πεδίων ανά δευτερόλεπτο του NTSC για να κάνει μια πολύ σταθερή 240 pixel-υψηλή εικόνα, που σήμερα ονομάζεται «240p» μεταξύ των ενθουσιωδών . Για να διατηρήσετε την αναλογία εικόνας 4: 3, που περιόρισε την οριζόντια ανάλυση περίπου 320 pixels, αν και αυτή η ακριβής αριθμός ποικίλλει σημαντικά μεταξύ των κονσολών.
Το σήμα NTSC περιορίζεται επίσης τον αριθμό των χρωμάτων που θα μπορούσε να δημιουργήσει χωρίς να χρειάζεται να αιμορραγεί από κοινού ή πλύνετε έξω. «Και θα έπρεπε να κάνει το βλέμμα συμπαθητικό για τους πολλούς ανθρώπους που είχαν ακόμα μαύρο και άσπρο τηλεοράσεις! Αυτό περιόρισε περαιτέρω τις επιλογές σας χρώμα «, λέει ο Golson.
Για να πάρετε γύρω από αυτόν τον περιορισμό, προσωπικούς υπολογιστές άρχισαν να χρησιμοποιούν υψηλότερης ανάλυσης μη-οθόνες τηλεόρασης στις αρχές της δεκαετίας του 1980. «Η IBM PC και τους κλώνους του ενέπνευσε μια μεγάλη αγορά για ξεχωριστό χρώμα οθόνες που θα μπορούσε να χειριστεί τουλάχιστον VGA (640 x 480),» προσθέτει ο Τζο Decuir. «Ωστόσο, οι παίκτες το παιχνίδι δεν πήρε αυτά που μέχρι τη δεκαετία του 1990, για PC με σύνδεση τυχερών παιχνιδιών.»
Μερικά εκλεκτής ποιότητας arcade παιχνίδια, όπως της Nintendo Popeye (1982), εκμεταλλεύτηκε την πολύ υψηλότερη ανάλυση (512 × 448) κατέστη δυνατή με οθόνες arcade χρησιμοποιώντας μια μη-τυπική λειτουργία interlaced βίντεο, αλλά αυτά τα παιχνίδια δεν θα μπορούσε να παίξει σε κονσόλες έδρας παιχνίδι κατά το χρόνο χωρίς γραφικά συμβιβασμούς όταν μεταφράζεται στο σπίτι κονσόλες.
Επίσης, οθόνες είναι διαφορετικά σήμερα στην ευκρίνεια και ακρίβεια, υπερβάλλοντας την επίδραση εμφάνιση κόκκων σε μερικά μεγάλα παιχνίδια. Εμφάνιση πλατεία και θολή σε μια σύγχρονη οθόνη LCD ήταν συχνά εξομαλύνονται όταν εμφανίζονται σε ένα vintage οθόνη CRT ή τηλεόραση σύνολο.
Αποθήκη θέσει όρια στο γραφικό Πολυπλοκότητα, Πάρα
Και στις δύο κονσόλα και παιχνίδια στον υπολογιστή, η πολυπλοκότητα των γραφικών περιορίστηκε όχι μόνο από τις δυνατότητες της οθόνης και τη λογική ταχύτητα, αλλά και από τον τρόπο που ήταν αποθηκευμένα σε αφαιρούμενο μέσο που θα μπορούσε να διανεμηθεί στους πελάτες.
«Αυτές τις μέρες, οι άνθρωποι δεν είναι πραγματικά αρχίζουν να καταλαβαίνουν τι ένα περιορισμένο περιβάλλον που εργάζονταν στην άποψη του χώρου αποθήκευσης και του χρόνου επεξεργασίας», λέει ο Mark Ferrari. «Ο χώρος του δίσκου ήταν πραγματικά πολύτιμη σε εκείνες τις ημέρες.»
Κατά τη στιγμή της Ferrari επέστησε γραφικά του για Lucasfilm, ένα παιχνίδι έπρεπε να χωρέσει σε μια χούφτα δισκέτες ΟΤΙ μπορούσε να αποθηκεύσει μόνο περίπου 1,4 megabytes ανά τεμάχιο. Ακόμα κι αν Lucasfilm συμπιεσμένο έργα τέχνης από το παιχνίδι, ο περιορισμός σχετικά με το πόσο λεπτομερώς η Ferrari θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν όχι μόνο ήρθε από την ανάλυση της κάρτας γραφικών IBM PC, αλλά και από την ικανότητα αποθήκευσης των ίδιων των δισκετών.
Αλλά, όπως και οι τιμές της μνήμης, το κόστος της αποθήκευσης δεδομένων γραφικών σε αφαιρούμενα μέσα έχει μειωθεί ραγδαία, καθώς και. Από την πλευρά της κονσόλας των πραγμάτων, ένα φυσίγγιο Fairchild κανάλι F κατέχει περίπου 2 kilobytes δεδομένων το 1976, ενώ η Nintendo Switch κάρτες παιχνίδι μπορεί να αποθηκεύσει έως και 32.000.000 kilobytes δεδομένων (32GB). Αυτό είναι 16 εκατομμύρια φορές περισσότερο αποθηκευτικό χώρο, προσφέροντας πολύ περισσότερο χώρο για τα αναλυτικά στοιχεία γραφικών.
Το τέλος του ορατού pixel ... και μια νέα αρχή
Το 2010, η Apple εισήγαγε μια "οθόνη αμφιβληστροειδούς" στο iPhone 4 -Α οθόνη με ανάλυση αρκετά υψηλό ώστε το γυμνό μάτι (σε μια τυπική απόσταση προβολής) να μην διακρίνει πλέον μεμονωμένα εικονοστοιχεία. Έκτοτε, αυτές οι εξαιρετικά υψηλές εμφανίσεις έχουν μετακινηθεί σε δισκία, επιτραπέζιους υπολογιστές και φορητούς υπολογιστές.
Για λίγο, φαινόταν ότι ίσως οι ημέρες της τέχνης pixel τελικά τελείωσαν τελείως. Αλλά η τέχνη Pixel Low-Res δεν έχει εξαφανιστεί. Στην πραγματικότητα, είναι σε μια ανάκαμψη.
Ξεκινώντας στα τέλη της δεκαετίας του 2000, οι προγραμματιστές παιχνιδιών Indie άρχισαν να αγκαλιάζουν την αισθητική τέχνης ρετρό pixel σε σοβαρά. Το έκαναν εν μέρει για τους νοσταλγικούς λόγους, αλλά και επειδή σε ορισμένες περιπτώσεις, είναι ευκολότερο για μια μικρή ομάδα προγραμματιστών να δημιουργήσουν απλούστερα γραφικά μπλοκ από τις λεπτομερείς, τις εικονογραφήσεις υψηλής ανάλυσης που φαίνονται επαγγελματίες. (Όπως συμβαίνει με τα πάντα, υπάρχουν εξαιρέσεις - η δημιουργία πειστικών και ομαλών κινούμενων σχεδίων με 2D sprites είναι μια πολύ ένταση εργασίας, για παράδειγμα.)
Blocky-Pixel παιχνίδια όπως Κοιλάδα Stardew και Μνημείο Αντιμετωπίστε τα συναισθήματα ενός απλούστερου χρόνου, παρέχοντας επίσης τις ανέσεις που έρχονται με το σύγχρονο σχεδιασμό παιχνιδιών.
Ο Mark Ferrari εξετάζει αυτούς τους σύγχρονους καλλιτέχνες pixel με δέος και σεβασμό. "Έκανα την τέχνη pixel επειδή δεν υπήρχε εναλλακτική λύση. Δεν ήταν μια επιλογή, ήταν μια αναγκαιότητα ", λέει η Ferrari. "Οι άνθρωποι που κάνουν την τέχνη pixel τώρα το κάνουν τώρα με επιλογή. Δεν υπάρχει τεχνική επιταγή στον κόσμο τώρα να κάνουμε πια την τέχνη pixel. Αλλά επιλέγουν αυτό ως αισθητικό επειδή το αγαπούν ».
Έτσι, παρόλο που η Art Pixel ήταν κάποτε περιορισμένη, είναι τώρα μια αισθητική τέχνης που πιθανότατα δεν θα εξαφανιστεί ποτέ, και είναι όλα χάρη σε αυτό το πολύ σύντομο χρονικό διάστημα στην ιστορία όταν οι καλλιτέχνες έκαναν ό, τι μπορούσαν με την περιορισμένη τεχνολογία του χρόνου. Pixels Forever!
