La maggior parte dei giochi informatici e videogiochi creati nel 20 ° secolo in evidenza blocco, grafica pixelata. Se non sei cresciuto con loro (o mai prestato attenzione ai dettagli tecnici), potresti chiederti perché. Esploreremo le origini di Pixel Art e come la grafica è esplosa in complessità nel tempo.
La risposta breve: la risoluzione è stata limitata dal costo e dalla tecnologia disponibile
Le opere d'arte pixelated nei videogiochi più anziani, dove la risoluzione del display è sufficientemente bassa che i pixel sono ovvi e bloccanti, è stato in gran parte il risultato di televisori a bassa risoluzione e il costo elevato dei chip di memoria e logica digitale Al momento in cui quei giochi sono stati creati rispetto a oggi.
Mentre è stato possibile creare un'immagine digitale a risoluzione HD ancora alla fine degli anni '70, la tecnologia per animarla in tempo reale non esisteva fino a molto più tardi. Tale tecnologia era troppo costosa da mettere in un prodotto di intrattenimento prodotto in serie che i consumatori potrebbero permettersi fino a metà degli anni 2000.
I progettisti di gioco hanno fatto ciò che potevano con la tecnologia limitata disponibile al momento, usando mosaico-simile Blocky, grafica pixelata per illustrare i loro giochi per console, come il Atari 2600. , NES, Genesi Sega, e molti altri.
"Schizzeremmo su carta millimetrata, quindi digitalizzamo questi disegni", afferma Joe Decuir, che ha co-creato la console di gioco Atari 2600 e programmato uno dei suoi primi giochi. "Ricordo vividamente come cleunky i carri armati guardati Combattere . "
Persino gli artisti sul lato di gioco del PC hanno dovuto affrontare immagini relativamente a bassa risoluzione ea basso colore rispetto a oggi. "Dover lavorare in questi mattoni giganti di colore solido ed essere limitato a soli 16 colori terribili che erano stati scelti per noi in anticipo, dal quale non c'era alcun valore, era un ostacolo tremendo", dice Mark Ferrari, che ha disegnato il Grafica EGA. Per i giochi di Lucasfilm sul PC IBM come Zak McKracken. , Telaio , e Il segreto dell'isola di scimmia .
Ma gli artisti abbracciavano comunque i limiti e fecero i classici senza tempo. Facciamo un'occhiata più profonda in quali funzionalità tecniche hanno portato a tali limitazioni e perché il gioco pixelato è diventato meno necessario nel tempo.
Come funziona la grafica dei videogiochi
La grafica del gioco digitale è tutto sui pixel, come li memorizzi, come li elaborerai e come li visualizzi. Più pixels-per-pollice significa più dettaglio , Ma più pixel che hai, più è la potenza dell'hardware che devi guidarli.
La parola "pixel" ha originato come abbreviazione del termine "elemento immagine" coniato dai ricercatori informatici negli anni '60 . I pixel sono la parte più piccola possibile di qualsiasi immagine digitale, indipendentemente dalla risoluzione. Nei moderni computer, di solito sono rappresentati come blocchi quadrati, ma non sempre , a seconda della natura e della natura Rapporto di aspetto del dispositivo di visualizzazione .
In termini astratti, la maggior parte delle grafiche del videogioco lavora conservando una griglia di pixel (conosciuta come una bitmap) in una porzione di memoria video chiamata a BUFFER DEL FRAME. . Un circuito speciale quindi legge quella memoria e lo traduce in un'immagine sullo schermo. La quantità di dettaglio (risoluzione) e il numero di colori che è possibile memorizzare in quell'immagine sono direttamente correlati a quanta memoria video disponibile nel computer o nella console di gioco.
Alcuni giochi in anticipo e giochi arcade non hanno usato i buffer del fotogramma. Infatti, la console Atari 2600, pubblicata nel 1977, ha mantenuto i costi bassi Usando la logica dedicata per generare un segnale al volo Poiché la linea di scansione televisiva è andata giù sullo schermo. "Stavamo cercando di essere economici, ma che mettono la verticale nelle mani dei programmatori, che erano molto più intelligenti dei progettisti dell'hardware realizzati", afferma Decuir del 2600.
Nei casi di giochi di buffer pre-frame, il dettaglio grafico era limitato dal costo del circuito di supporto (come in I primi giochi arcade discreti di Atari ) o la dimensione del codice del programma (come in Atari 2600).
Cambiamenti esponenziali in memoria e risoluzione
La scala del miglioramento delle funzionalità tecniche dei computer e delle console di gioco è stata Esponenziale Negli ultimi 50 anni, il che significa che il costo della memoria digitale e della potenza di calcolo è diminuita ad una velocità che sfida il buon senso.
Questo perché il miglioramento delle tecnologie di fabbricazione dei chip ha permesso ai produttori di cram Esponenziale più transistor In una determinata area su un pezzo di silicio, consentendo aumenti drammatici della memoria, della velocità della CPU e della complessità del chip grafica.
"Davvero, è quanti transistor potresti usare?" dice Steve Golson, co-designer del Atari 7800. Chip grafico e a co-creatore di Sig.ra Pac-Man , tra gli altri giochi. "Con poche decine di migliaia di transistor, hai l'Atari 2600. Con decine di miliardi di transistor, ottieni console moderne. Questo è un milione di volte di più. E le velocità dell'orologio sono aumentate da alcuni megahertz a pochi Gigahertz. Questo è un aumento di mille volte. "
Il costo dei transistor ha influenzato ogni componente elettronico che li ha utilizzati, compresi i chip di memoria RAM. All'alba della console di gioco computerizzata nel 1976, la memoria digitale era molto costosa. Il Fairchild Channel F. Utilizzato un semplice 2 kilobyte di RAM per memorizzare un'immagine bitmappata dello schermo-solo 128 × 64 pixel (visibile 102 × 58), con solo uno dei quattro colori per pixel. Ram chip di capacità simili al Quattro patatine fritte usato nel canale f Vendita al dettaglio per circa $ 80 in totale al momento , che è rettificato $ 373 per l'inflazione.
Avanti veloce a 2021, quando l'interruttore Nintendo include 4 gigabyte di RAM che possono essere condivisi tra la memoria di lavoro e la memoria video. Assumiamo un gioco utilizza 2 GB (2.000.000 di kilobyte) di video RAM nell'interruttore. Ai prezzi dei RAM del 1976, quei 2.000.000 di Kilobyte di RAM avrebbero costato $ 80 milioni nel 1976, oggi oltre 373 milioni di dollari. Folle, giusto? Questa è la natura di sfidazione della logica del cambiamento esponenziale.
Poiché il prezzo della memoria è sceso dal 1976, i produttori di console sono stati in grado di includere più RAM video nelle loro console, consentendo immagini molto più elevate di risoluzione. Con una maggiore risoluzione, i singoli pixel sono diventati più piccoli e più difficili da vedere.
Il Nintendo Entertainment System. , pubblicato nel 1985, potrebbe produrre un'immagine di risoluzione da 256 × 240 (61.440 pixel). Oggi, una console Sony PlayStation 5 può produrre un'immagine 3840 × 2160 (4K) e potenzialmente, una più alta come 7680 × 4320. (33.177.600 pixel). Questo è un aumento del 53,900% della risoluzione della console di videogiochi negli ultimi 36 anni.
Anche se fosse possibile visualizzare grafica ad alta definizione negli anni '80, non c'era modo di spostare quelle immagini dalla memoria e dipingerle su uno schermo a 30 o 60 volte al secondo. "Considera il meraviglioso cortometraggio animato di Pixar Le avventure di André & AMP; Wally B. ", Dice Golson. "Nel 1984, questo film ha richiesto un supercomputer cray da 15 milioni di dollari per creare".
Per Le avventure di André & AMP; Wally B. , Pixar ha reso dettagliato dettagliato 512 × 488 fotogrammi a una velocità di approssimativamente un fotogramma per 2-3 ore . Lavori a risoluzione più elevata tentati in seguito ha richiesto un tempo di rendering molto più lungo e l'attrezzatura di livello mondiale del dollaro multimiliario. Secondo Golson, quando è arrivato alla grafica fotorealistica in tempo reale, "Semplicemente non poteva essere fatto usando l'hardware disponibile nel 1984. Per non parlare di un punto di prezzo da vendere ai consumatori".
La risoluzione del televisore è stata bassa e limitatrice dei dettagli
Naturalmente, per una console per visualizzare un'immagine con una risoluzione 4K come le console di fascia alta di oggi, hai bisogno di un display in grado di farlo, che non esisteva negli anni '70 e '80.
Prima del ERA HDTV. , la maggior parte delle console di gioco utilizzava una tecnologia di visualizzazione relativamente antica sviluppata negli anni '50, davanti a chiunque abbia anticipato la riproduzione di videogiochi home ad alta risoluzione. Questi televisori sono stati progettati per ricevere trasmissioni oltre l'aria tramite un'antenna che collegava la schiena.
"L'unico modo per connettersi alla TV era attraverso l'ingresso dell'antenna", afferma Steve Golson, richiamando il suo lavoro sull'Atari 7800 nel 1984. "Così la console ha dovuto generare un segnale compatibile che sembrava proveniente dalla tua antenna. Quindi sei stato limitato dalla possibile risoluzione di un analogico NTSC Broadcast Signal. . "
Idealmente, il segnale TV analogico NTSC può gestire circa 486 linee interlacciate che sono larghe circa 640 pixel (sebbene questo varia in base all'attuazione dovuta alla natura analogica dello standard). Ma presto, i progettisti della console di gioco hanno scoperto che potrebbero salvare la memoria usando la metà dei due campi intrecciati di NTSC per il secondo per creare un'immagine molto alta di 240 pixel, ora chiamato "240p" tra gli appassionati . Per mantenere il rapporto di aspetto 4: 3, hanno limitato la risoluzione orizzontale a circa 320 pixel, sebbene questo numero esatto variava notevolmente tra console.
Il segnale NTSC ha anche limitato il numero di colori che potresti generare senza averli sanguinare insieme o lavare. "E dovevi farlo sembrare carino per le molte persone che avevano ancora TV in bianco e nero! Questo ha ulteriormente limitato le tue scelte di colore ", dice Golson.
Per aggirare questa restrizione, i personal computer hanno iniziato a utilizzare display non televisivi a risoluzione superiore nei primi anni '80. "Il PC IBM e i suoi cloni hanno ispirato un grande mercato per monitor a colori separati che potrebbero gestire almeno VGA (640 x 480)", aggiunge Joe Decuir. "Tuttavia, i giocatori di gioco non hanno ottenuto quelli fino agli anni '90, per il gioco connesso a PC."
Alcuni giochi arcade vintage, come Nintendo Popeye. (1982), ha approfittato di risoluzioni molto più elevate (512 × 448) rese possibile con monitor arcade utilizzando una modalità video interlacciata non standard, ma quei giochi non possono essere giocati su console di gioco in casa al momento senza compromessi grafici quando tradotto in console domestiche.
Inoltre, i display sono diversi oggi in nitidezza e precisione, esagerando l'effetto pixelation su alcuni giochi più grandi. Quello che sembra quadrato e blocco su un moderno monitor LCD era Spesso levigato quando viene visualizzato su un monitor CRT vintage o TV.
Spazio di archiviazione Impostare i limiti della complessità grafica, anche
In sia console che per i giochi per computer, la complessità della grafica era limitata non solo tramite funzionalità di visualizzazione e velocità logica, ma anche da come sono state memorizzate su supporti rimovibili che potrebbero essere distribuiti ai clienti.
"In questi giorni, le persone non iniziano davvero a capire quale ambiente limitato stavamo lavorando in termini di spazio di archiviazione e tempo di elaborazione", afferma Mark Ferrari. "Lo spazio su disco era davvero prezioso in quei giorni".
A quel tempo Ferrari disegnò la sua grafica per Lucasfilm, un gioco doveva adattarsi a una manciata di dischetti Questo potrebbe memorizzare solo circa 1,4 megabyte a testa. Anche se LucasFilm comprendeva la sua opera d'arte del gioco, la limitazione su quanto dettagliata Ferrari potrebbe includere non è solo dalla risoluzione della scheda grafica IBM PC, ma anche dalla capacità di stoccaggio dei floppy disk stessi.
Ma, come i prezzi della memoria, il costo di memorizzazione dei dati grafici su supporti rimovibili è diminuito anche in modo esponenziale. Sul lato della console delle cose, una cartuccia di Fairchild Channel F ha tenuto circa 2 kilobyte di dati nel 1976, mentre le schede di gioco Switch Nintendo possono memorizzare fino a 32.000.000 di kilobyte di dati (32 GB). Questo è 16 milioni di volte più spazio di archiviazione, fornendo molto più spazio per i dati grafici dettagliati.
La fine del pixel visibile ... e un nuovo inizio
Nel 2010, Apple introdotto un "display retina" su iPhone 4 -Una schermo con una risoluzione abbastanza in alto che l'occhio nudo (ad una distanza di visualizzazione standard) non poteva più distinguere i singoli pixel. Da allora, questi display ultra high-res sono stati spostati in tablet, desktop e computer portatili.
Per un po ', sembrava che forse i giorni di Pixel Art erano finalmente finiti. Ma l'arte dei pixel a basso res non è scomparsa. In effetti, è su un aumento.
A partire dalla fine degli anni 2000, gli sviluppatori di giochi indie hanno iniziato ad abbracciare l'estetica dell'arte del pixel retrò sul serio. Lo hanno parzialmente per ragioni nostalgiche, e anche perché in alcuni casi, è più facile per un piccolo team di sviluppatori di creare una grafica di blocco più semplici rispetto alle illustrazioni dettagliate e ad alta risoluzione che sembrano professionali. (Come per tutto, ci sono delle eccezioni, la creazione di animazioni convincenti e levigate con sprite 2D è un processo molto intensivo di lavoro, ad esempio.)
Giochi di Blocky-Pixel come Stardew Valley. e Minecraft evocare sentimenti di un tempo più semplice, fornendo anche le comodità che vengono fornite con il design moderno del gioco.
Mark Ferrari guarda a questi artisti dei pixel moderni con Awe and Reverence. "Stavo facendo arte pixel perché non c'era alternativa. Non era una scelta, era una necessità ", afferma la Ferrari. "Le persone che fanno pixel art ora stanno facendo tutto per scelta. Non c'è un imperativo tecnico nel mondo in questo momento fare più il pixel art. Ma stanno scegliendo questo come un'estetica perché lo amano. "
Quindi, anche se l'arte del pixel era una volta una restrizione, ora è un'estetica d'arte preziosa che probabilmente non scomparirà mai, ed è tutto grazie a quel periodo molto breve nella storia quando gli artisti hanno potuto avere la tecnologia limitata del tempo. Pixel per sempre!
