คอมพิวเตอร์และวิดีโอเกมส่วนใหญ่ที่สร้างขึ้นในศตวรรษที่ 20 ที่โดดเด่นกราฟิก Pixelated หากคุณไม่โตขึ้นกับพวกเขา (หรือไม่ให้ความสนใจกับรายละเอียดทางเทคนิค) คุณอาจสงสัยว่าทำไม เราจะสำรวจต้นกำเนิดของงานศิลปะพิกเซลและวิธีการที่กราฟิกระเบิดในความซับซ้อนเมื่อเวลาผ่านไป
คำตอบสั้น ๆ : การแก้ปัญหาถูก จำกัด ด้วยต้นทุนและเทคโนโลยีที่มีอยู่
งานศิลปะพิกเซลในวิดีโอเกมที่มีอายุมากกว่าซึ่งความละเอียดการแสดงผลต่ำพอที่พิกเซลนั้นชัดเจนและบล็อก - ส่วนใหญ่เป็นผลมาจากชุดโทรทัศน์ความละเอียดต่ำและชิปหน่วยความจำสูงและ ตรรกะดิจิตอล ในเวลาที่เกมเหล่านั้นถูกสร้างขึ้นเมื่อเทียบกับวันนี้
ในขณะที่มันเป็นไปได้ที่จะสร้างภาพนิ่งดิจิตอลความละเอียด HD ในช่วงปลายทศวรรษ 1970 เทคโนโลยีในการเคลื่อนไหวแบบเรียลไทม์ไม่ได้มีอยู่ในภายหลัง เทคโนโลยีดังกล่าวมีราคาแพงเกินไปที่จะนำไปสู่ผลิตภัณฑ์บันเทิงที่ผลิตจำนวนมากที่ผู้บริโภคสามารถจ่ายได้จนถึงกลางยุค 2000
นักออกแบบเกมทำสิ่งที่ทำได้ด้วยเทคโนโลยีที่ จำกัด ที่มีอยู่ในเวลาที่ใช้ เหมือนโมเสค กราฟิกบล็อกที่เป็นพิกเซลเพื่อแสดงให้เห็นถึงเกมของพวกเขาสำหรับคอนโซลเช่น Atari 2600 , NES, Sega Genesis และอีกมากมาย
"เราจะร่างบนกระดาษกราฟและจากนั้นแปลงร่างภาพเหล่านั้น" Joe Decuir ผู้ร่วมสร้างคอนโซลเกม Atari 2600 กล่าวและตั้งโปรแกรมหนึ่งในเกมแรกสุด "ฉันจำได้ชัดเจนว่า clunky tanks มองอย่างไร การต่อสู้ "
แม้แต่ศิลปินในด้านการเล่นเกมพีซีต้องจัดการกับภาพที่มีความละเอียดต่ำ แต่มีสีต่ำเมื่อเทียบกับวันนี้ "ต้องทำงานในอิฐสีทึบยักษ์เหล่านี้และ จำกัด เพียง 16 สีที่น่ากลัวที่ได้รับเลือกให้เราล่วงหน้าซึ่งไม่มีการแตกต่างกันเป็นอุปสรรคที่ยิ่งใหญ่" มาร์คเฟอร์รารีผู้ซึ่งดึง กราฟิก EGA สำหรับเกม Lucasfilm บนพีซี IBM เช่น zak mckracken , เครื่องทอผ้า , และ ความลับของเกาะลิง .
แต่ศิลปินโอบกอดข้อ จำกัด และสร้างคลาสสิกที่ไร้กาลเวลาต่อไป ลองดูที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นในสิ่งที่ความสามารถทางเทคนิคนำไปสู่ข้อ จำกัด เหล่านั้นและทำไมศิลปะเกมพิกเซลที่มีความจำเป็นน้อยลงเมื่อเวลาผ่านไป
กราฟิกวิดีโอเกมทำงานอย่างไร
กราฟิกเกมดิจิตอลเป็นเรื่องเกี่ยวกับพิกเซล - วิธีที่คุณเก็บไว้ว่าคุณกำลังประมวลผลพวกเขาอย่างไรและคุณแสดงอย่างไร pixels ต่อนิ้วมากขึ้นหมายถึง รายละเอียดเพิ่มเติม แต่ยิ่งคุณมีพิกเซลมากเท่าไหร่พลังฮาร์ดแวร์ที่คุณต้องขับมากขึ้น
คำว่า "พิกเซล" มีต้นกำเนิดเป็นตัวย่อของคำว่า "องค์ประกอบรูปภาพ" ประกาศเกียรติคุณจากนักวิจัยคอมพิวเตอร์ในปี 1960 . พิกเซลเป็นส่วนที่เล็กที่สุดที่เป็นไปได้ของภาพดิจิตอลใด ๆ โดยไม่คำนึงถึงความละเอียด ในคอมพิวเตอร์สมัยใหม่พวกเขามักจะแสดงเป็นบล็อกสี่เหลี่ยม - แต่ ไม่เสมอ ขึ้นอยู่กับธรรมชาติและ อัตราส่วนภาพของอุปกรณ์แสดงผล .
ในแง่ที่เป็นนามธรรมกราฟิกวิดีโอเกมส่วนใหญ่ทำงานโดยการจัดเก็บตารางของพิกเซล (เรียกว่าบิตแมป) ในส่วนของหน่วยความจำวิดีโอที่เรียกว่า บัฟเฟอร์เฟรม . วงจรพิเศษจากนั้นอ่านหน่วยความจำและแปลเป็นภาพบนหน้าจอ จำนวนของรายละเอียด (ความละเอียด) และจำนวนสีที่คุณสามารถเก็บไว้ในภาพนั้นเกี่ยวข้องโดยตรงกับจำนวนหน่วยความจำวิดีโอที่คุณมีในคอมพิวเตอร์หรือคอนโซลเกมของคุณ
คอนโซลและเกมอาร์เคดบางเกมบางตัวไม่ได้ใช้บัฟเฟอร์เฟรม ในความเป็นจริงคอนโซล Atari 2600 เปิดตัวในปี 1977 เก็บค่าใช้จ่ายให้ต่ำโดย การใช้ตรรกะเฉพาะเพื่อสร้างสัญญาณในการบิน ในขณะที่สายสแกนโทรทัศน์ย้ายไปที่หน้าจอ "เราพยายามที่จะราคาถูก แต่นั่นทำให้แนวตั้งอยู่ในมือของโปรแกรมเมอร์ที่ฉลาดกว่านักออกแบบฮาร์ดแวร์ที่รับรู้" Decuir ของ 2600 กล่าว
ในกรณีของเกมบัฟเฟอร์ล่วงหน้ารายละเอียดแบบกราฟิกถูก จำกัด ด้วยค่าใช้จ่ายของวงจรสนับสนุน (เช่นเดียวกับ เกมอาร์เคดตรรกะที่ไม่ต่อเนื่องของ Atari ) หรือขนาดของรหัสโปรแกรม (เช่นใน Atari 2600)
การเปลี่ยนแปลงเลขชี้กำลังในหน่วยความจำและความละเอียด
ขนาดของการปรับปรุงในความสามารถทางเทคนิคของคอมพิวเตอร์และคอนโซลเกมได้รับ เลขชี้กำลัง ในช่วง 50 ปีที่ผ่านมาซึ่งหมายความว่าค่าใช้จ่ายของหน่วยความจำดิจิตอลและกำลังคอมพิวเตอร์ลดลงในอัตราที่ท้าทายสามัญสำนึก
นั่นเป็นเพราะการปรับปรุงเทคโนโลยีการผลิตชิปทำให้ผู้ผลิตเป็นผู้ผลิต ทรานซิสเตอร์มากขึ้นเรื่อย ๆ เป็นพื้นที่ที่กำหนดบนชิ้นส่วนของซิลิคอนช่วยให้มีการเพิ่มขึ้นอย่างมากในหน่วยความจำความเร็ว CPU และความซับซ้อนของชิปกราฟิก
"จริงๆแล้วคุณสามารถใช้ทรานซิสเตอร์ได้กี่ทรานซิสเตอร์" Steve Golson กล่าวผู้ร่วมออกแบบของ Atari 7800 ชิปกราฟิกและ ผู้ร่วมสร้างของ Ms. Pac-Man ท่ามกลางเกมอื่น ๆ "ด้วยทรานซิสเตอร์เพียงไม่กี่หมื่นคุณมี Atari 2600 ด้วยทรานซิสเตอร์หลายสิบพันล้านคนคุณจะได้รับคอนโซลที่ทันสมัย นั่นเป็นมากกว่าล้านครั้ง และความเร็วของนาฬิกาได้เพิ่มขึ้นจาก Megahertz เพียงไม่กี่ตัวไปยัง Gigahertz นั่นเพิ่มขึ้นเป็นพันเท่า "
ค่าใช้จ่ายของทรานซิสเตอร์ส่งผลกระทบต่อชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ทุกชิ้นที่ใช้รวมถึงชิปหน่วยความจำ RAM ที่รุ่งอรุณของคอนโซลเกมคอมพิวเตอร์ในปี 1976 หน่วยความจำดิจิตอลมีราคาแพงมาก NS fairchild channel f ใช้ RAM เพียง 2 กิโลไบต์เพื่อเก็บภาพบิตแมปของหน้าจอ - เพียง 128 × 64 พิกเซล (สามารถมองเห็น 102 × 58) ที่มีเพียงหนึ่งในสี่สีต่อพิกเซล แรมชิปที่มีความสามารถคล้ายกันกับ สี่แรมชิป ใช้ในช่อง f ขายปลีกประมาณ $ 80 ทั้งหมดในเวลา ซึ่งมีการปรับ $ 373 สำหรับเงินเฟ้อ
กรอไปข้างหน้าถึง 2021 เมื่อสวิตช์ Nintendo มี RAM 4 กิกะไบต์ที่สามารถแชร์ระหว่างหน่วยความจำทำงานและหน่วยความจำวิดีโอได้ มาสมมติว่าเกมใช้วิดีโอ RAM 2GB (2,000,000 กิโลไบต์) ในสวิตช์ ในราคา RAM ในปี 1976 RAM 2,000,000 กิโลไบต์จะมีราคา 80 ล้านดอลลาร์ในปี 1976 - นั่นคือ $ 373 ล้านวันนี้ บ้าใช่ไหม นั่นคือธรรมชาติที่ท้าทายตรรกะของการเปลี่ยนแปลงเลขชี้กำลัง
เนื่องจากราคาของหน่วยความจำได้ลดลงตั้งแต่ปี 1976 ผู้ผลิตคอนโซลสามารถรวม RAM วิดีโอได้มากขึ้นในคอนโซลของพวกเขาช่วยให้ภาพความละเอียดสูงขึ้นมาก ด้วยความละเอียดมากขึ้นพิกเซลส่วนบุคคลมีขนาดเล็กลงและยากที่จะมองเห็น
NS ระบบความบันเทิง Nintendo , วางจำหน่ายในปี 1985 สามารถผลิตภาพความละเอียด 256 × 240 (61,440 พิกเซล) วันนี้คอนโซล Sony Playstation 5 สามารถผลิตภาพ 3840 × 2160 (4K) และอาจเป็นหนึ่งเดียวกับ 7680 × 4320 (33,177,600 พิกเซล) นั่นเป็นความละเอียดคอนโซลวิดีโอเกมเพิ่มขึ้น 53,900% ในช่วง 36 ปีที่ผ่านมา
แม้ว่ามันจะเป็นไปได้ที่จะแสดงกราฟิกความละเอียดสูงในปี 1980 ไม่มีวิธีที่จะย้ายภาพเหล่านั้นจากหน่วยความจำและทาสีลงบนหน้าจอที่ 30 หรือ 60 ครั้งต่อวินาที "พิจารณาภาพยนตร์สั้นอนิเมชั่นที่ยอดเยี่ยมของพิกซาร์ การผจญภัยของAndré & amp; เก่ง B. "โกลสันกล่าว "ในปี 1984 ภาพยนตร์เรื่องนี้ต้องการ Supercomputer Cray $ 15 ล้านเพื่อสร้าง"
สำหรับ การผจญภัยของAndré & amp; เก่ง B. , พิกซาร์แสดงให้เห็นรายละเอียดความละเอียด 512 × 488 เฟรมในอัตรา ประมาณหนึ่งเฟรมต่อ 2-3 ชั่วโมง . งานที่มีความละเอียดสูงขึ้นพยายามใช้ในภายหลังใช้เวลานานขึ้นเรนเดอร์และอุปกรณ์ระดับโลกหลายล้านดอลลาร์ ตาม Golson เมื่อมันมาถึงกราฟิก Photorealistic แบบเรียลไทม์ "มันไม่สามารถทำได้โดยใช้ฮาร์ดแวร์ที่มีอยู่ในปี 1984 ให้อยู่คนเดียวที่จุดราคาที่จะขายให้กับผู้บริโภค"
ความละเอียดชุดทีวีอยู่ในระดับต่ำ จำกัด รายละเอียด
แน่นอนสำหรับคอนโซลที่จะแสดงภาพที่มีความละเอียด 4K เช่นคอนโซลระดับไฮเอนด์ในปัจจุบันคุณต้องมีการแสดงผลที่สามารถทำเช่นนั้นซึ่งไม่มีอยู่ในปี 1970 และยุค 80
ก่อน ยุค HDTV เกมคอนโซลส่วนใหญ่ใช้เทคโนโลยีการแสดงผลที่ค่อนข้างโบราณพัฒนาในปี 1950 - นานก่อนที่ทุกคนคาดการณ์การเล่นเกมโฮมวิดีโอความละเอียดสูง ชุดทีวีเหล่านั้นถูกออกแบบมาเพื่อรับการออกอากาศทางอากาศผ่านเสาอากาศที่เสียบเข้ากับด้านหลัง
"วิธีเดียวที่จะเชื่อมต่อกับทีวีผ่านอินพุตเสาอากาศ" สตีฟโกลสันจำงานของเขาใน Atari 7800 ในปี 1984 "ดังนั้นคอนโซลจึงต้องสร้างสัญญาณที่เข้ากันได้ที่ดูเหมือนว่ามันมาจากเสาอากาศของคุณ ดังนั้นคุณจึงถูก จำกัด ด้วยความละเอียดที่เป็นไปได้ของอะนาล็อก สัญญาณออกอากาศ NTSC "
เป็นการดีที่สัญญาณทีวีอะนาล็อก NTSC สามารถจัดการกับเส้นที่เชื่อมต่อกันได้ประมาณ 486 เส้นที่กว้างประมาณ 640 พิกเซล (แม้ว่าสิ่งนี้จะแตกต่างกันไปตามการใช้งานเนื่องจากลักษณะอะนาล็อกของมาตรฐาน) แต่เร็วนักออกแบบคอนโซลเกมค้นพบว่าพวกเขาสามารถบันทึกความทรงจำได้โดยใช้เพียงครึ่งหนึ่งของเขตข้อมูลที่เชื่อมต่อกันของ NTSC - ต่อวินาทีเพื่อสร้างภาพสูง 240 พิกเซลที่มีเสถียรภาพมาก ตอนนี้เรียกว่า "240p" ในหมู่ผู้ที่ชื่นชอบ . เพื่อให้อัตราส่วนภาพ 4: 3 พวกเขาจำกัดความละเอียดในแนวนอนเป็นประมาณ 320 พิกเซลแม้ว่าหมายเลขที่แน่นอนนี้จะแตกต่างกันมากระหว่างคอนโซล
สัญญาณ NTSC ยัง จำกัด จำนวนสีที่คุณสามารถสร้างได้โดยไม่ต้องมีเลือดออกด้วยกันหรือล้างออก "และคุณต้องทำให้มันดูดีสำหรับคนจำนวนมากที่ยังคงมีทีวีสีดำและสีขาว! สิ่งนี้ จำกัด การเลือกสีของคุณเพิ่มเติม "Golson กล่าว
เพื่อให้ได้ข้อ จำกัด นี้คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลเริ่มใช้จอแสดงผลที่ไม่ใช่โทรทัศน์ความละเอียดสูงในช่วงต้นทศวรรษ 1980 "พีซี IBM และโคลนเป็นแรงบันดาลใจให้กับตลาดใหญ่สำหรับจอภาพสีแยกต่างหากที่สามารถจัดการอย่างน้อย VGA (640 x 480)" เพิ่ม Joe Decuir "อย่างไรก็ตามผู้เล่นเกมไม่ได้รับเหล่านั้นจนถึงปี 1990 สำหรับการเล่นเกมที่เชื่อมต่อกับพีซี"
เกมอาร์เคดวินเทจบางเกมเช่น Nintendo's ป๊อปอาย (1982) ใช้ประโยชน์จากความละเอียดที่สูงขึ้น (512 × 448) ทำให้เป็นไปได้ด้วยจอภาพอาร์เคดโดยใช้โหมดวิดีโอแบบอินเตอร์เลซที่ไม่ได้มาตรฐาน แต่เกมเหล่านั้นไม่สามารถเล่นบนหน้าแรกเกมคอนโซลในเวลานั้น ไม่มีการประนีประนอมแบบกราฟิก เมื่อแปลเป็นคอนโซลหน้าแรก
นอกจากนี้จอแสดงผลยังแตกต่างกันในวันนี้ในความคมชัดและความแม่นยำเกินจริงเอฟเฟกต์พิกเซลในเกมที่เก่ากว่าบางเกม สิ่งที่ดูสแควร์และบล็อกบนหน้าจอ LCD ที่ทันสมัยคือ มักจะเรียบเมื่อแสดง บนจอภาพ CRT โบราณหรือชุดทีวี
พื้นที่เก็บข้อมูลกำหนดขีด จำกัด ของความซับซ้อนกราฟิกเช่นกัน
ในเกมคอนโซลและคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนของกราฟิกนั้น จำกัด ไม่เพียงโดยความสามารถในการแสดงผลและความเร็วในการตรรกะ แต่ยังรวมถึงวิธีที่พวกเขาถูกเก็บไว้ในสื่อแบบถอดได้ที่สามารถแจกจ่ายให้กับลูกค้าได้อย่างไร
"วันนี้ผู้คนไม่ได้เริ่มเข้าใจว่าสภาพแวดล้อมที่ จำกัด ที่เราทำงานในแง่ของพื้นที่เก็บข้อมูลและเวลาในการดำเนินการ" Mark Ferrari กล่าว "พื้นที่ดิสก์มีค่าจริงๆในสมัยนั้น"
ในเวลานั้น Ferrari ดึงกราฟิกของเขาสำหรับ Lucasfilm เกมต้องพอดีกับกำมือ ฟลอปปี้ดิสก์ ที่สามารถเก็บได้เพียงประมาณ 1.4 เมกะไบต์ แม้ว่าลูซัสฟิล์มจะบีบอัดงานศิลปะของเกม แต่ข้อ จำกัด ในรายละเอียดของเฟอร์รารีสามารถรวมถึงไม่เพียง แต่จากความละเอียดของการ์ดกราฟิก IBM PC แต่ยังจากความจุของฟลอปปุกรมแพร้ม
แต่เช่นเดียวกับราคาหน่วยความจำค่าใช้จ่ายในการจัดเก็บข้อมูลกราฟิกบนสื่อแบบถอดได้ได้ลดลงเช่นกัน ในด้านคอนโซลของสิ่งต่าง ๆ คาร์ทริดจ์ Fairchild Channel F จัดเก็บข้อมูลประมาณ 2 กิโลไบต์ในปี 1976 ในขณะที่ Nintendo Switch Game การ์ดสามารถเก็บข้อมูลได้ถึง 32,000,000 กิโลไบต์ (32GB) นั่นคือพื้นที่เก็บข้อมูลมากกว่า 16 ล้านครั้งให้พื้นที่มากขึ้นสำหรับข้อมูลกราฟิกที่มีรายละเอียดมากขึ้น
จุดสิ้นสุดของพิกเซลที่มองเห็นได้ ... และการเริ่มต้นใหม่
ในปี 2010 Apple แนะนำ "จอแสดงผลเรตินา" บน iPhone 4 - หน้าจอที่มีความละเอียดสูงพอที่ตาเปล่า (ในระยะการรับชมมาตรฐาน) ไม่สามารถแยกแยะพิกเซลแต่ละพิกเซลได้อีกต่อไป ตั้งแต่นั้นมาจอแสดงผลความละเอียดสูงพิเศษเหล่านี้ได้ย้ายไปที่แท็บเล็ตเดสก์ท็อปและคอมพิวเตอร์แล็ปท็อป
ในขณะที่ดูบางทีวันพิกเซลในที่สุดก็จบลงอย่างสมบูรณ์ แต่ศิลปะพิกเซลความละเอียดต่ำไม่ได้หายไป ในความเป็นจริงมันกำลังสูงขึ้น
เริ่มต้นในช่วงปลายยุค 2000 นักพัฒนาเกมอินดี้เริ่มโอบกอดความงามศิลปะพิกเซลย้อนยุคอย่างจริงจัง พวกเขาทำบางส่วนด้วยเหตุผลที่คิดถึงและเพราะในบางกรณีมันง่ายกว่าสำหรับทีมนักพัฒนาขนาดเล็กในการสร้างกราฟิกบล็อกที่ง่ายกว่าภาพประกอบที่มีความละเอียดสูงและมีความละเอียดสูงที่ดูเป็นมืออาชีพ (เช่นเดียวกับทุกสิ่งมีข้อยกเว้นการสร้างภาพเคลื่อนไหวที่น่าเชื่อถือและราบรื่นกับ 2D Sprites เป็นกระบวนการที่ใช้แรงงานมากเช่น)
เกมบล็อกพิกเซลเช่น หุบเขา Stardew และ minecraft ทำให้เกิดความรู้สึกของเวลาที่ง่ายขึ้นในขณะที่ยังให้ความสะดวกสบายที่มาพร้อมกับการออกแบบเกมที่ทันสมัย
Mark Ferrari ดูที่ศิลปินพิกเซลสมัยใหม่เหล่านี้ด้วยความกลัวและความเคารพ "ฉันทำศิลปะพิกเซลเพราะไม่มีทางเลือก มันไม่ใช่ทางเลือกมันเป็นสิ่งจำเป็น "เฟอร์รารีกล่าว "ผู้คนทำศิลปะพิกเซลตอนนี้ทั้งหมดทำโดยตัวเลือก ตอนนี้มีความจำเป็นทางเทคนิคในโลกที่จะทำพิกเซลศิลปะอีกต่อไป แต่พวกเขากำลังเลือกสิ่งนี้เป็นสุนทรียศาสตร์เพราะพวกเขารักมัน "
ดังนั้นถึงแม้ว่างานศิลปะพิกเซลครั้งหนึ่งเคยมีข้อ จำกัด แต่ตอนนี้เป็นสุนทรียศาสตร์ศิลปะที่มีค่าที่อาจจะไม่หายไปและมันก็ขอขอบคุณที่เป็นช่วงเวลาสั้น ๆ ในประวัติศาสตร์เมื่อศิลปินทำสิ่งที่พวกเขาสามารถทำได้ด้วยเทคโนโลยีที่ จำกัด ของเวลา พิกเซลตลอดไป!
