Hầu hết các trò chơi máy tính và video được tạo ra vào thế kỷ 20 đều có đồ họa khối, pixelated. Nếu bạn không lớn lên với họ (hoặc không bao giờ chú ý đến các chi tiết kỹ thuật), bạn có thể tự hỏi tại sao. Chúng ta sẽ khám phá nguồn gốc của Pixel Art và cách đồ họa đã phát nổ trong sự phức tạp theo thời gian.
Câu trả lời ngắn gọn: Nghị quyết bị giới hạn bởi chi phí và công nghệ có sẵn
Các tác phẩm nghệ thuật pixel trong các trò chơi video cũ, trong đó độ phân giải màn hình đủ thấp để các pixel rõ ràng và khối chủ yếu là kết quả của các bộ truyền hình độ phân giải thấp và chi phí cao của chip bộ nhớ và logic kỹ thuật số Vào thời điểm những trò chơi đó được tạo ra so với ngày nay.
Mặc dù có thể tạo ra hình ảnh kỹ thuật số độ phân giải HD vào cuối những năm 1970, công nghệ để làm động nó trong thời gian thực không tồn tại cho đến sau nhiều. Công nghệ như vậy quá đắt để đưa vào một sản phẩm giải trí được sản xuất hàng loạt mà người tiêu dùng có thể đủ khả năng cho đến giữa những năm 2000.
Các nhà thiết kế trò chơi đã làm những gì họ có thể với công nghệ hạn chế tại thời điểm đó, sử dụng Mosaic giống như Đồ họa Blocky, Pixelated để minh họa các trò chơi của họ cho các bảng điều khiển, chẳng hạn như Atari 2600. , NES, Sega Genesis, và nhiều hơn nữa.
"Chúng tôi sẽ phác thảo trên giấy biểu đồ, và sau đó số hóa những bản vẽ đó", Joe Decuir, người đồng tạo bảng điều khiển trò chơi Atari 2600 và được lập trình một trong những trò chơi sớm nhất của nó. Tôi nhớ một cách sống động như thế nào mà những chiếc xe tăng nhìn vào Chiến đấu . "
Ngay cả các nghệ sĩ trên phe chơi game PC cũng phải đối phó với những hình ảnh có độ phân giải thấp tương đối thấp so với ngày nay. "Phải làm việc trong những viên gạch khổng lồ màu rắn này và chỉ giới hạn ở 16 màu khủng khiếp đã được chọn cho chúng tôi trước thời hạn, từ đó không có gì khác nhau, là một trở ngại to lớn", Mark Ferrari nói, người đã vẽ Đồ họa EGA. Đối với các trò chơi LucasFilm trên PC IBM như Zak McKracken. Cái gì Máy dệt. , và Bí mật của Đảo Khỉ .
Nhưng các nghệ sĩ nắm lấy những hạn chế và dù sao cũng thực hiện các kinh điển bất kể. Chúng ta hãy xem sâu hơn về những khả năng kỹ thuật dẫn đến những hạn chế đó và tại sao nghệ thuật trò chơi pixelated trở nên ít cần thiết hơn theo thời gian.
Đồ họa trò chơi video hoạt động như thế nào
Đồ họa trò chơi kỹ thuật số là tất cả về pixel - cách bạn lưu trữ chúng, cách bạn xử lý chúng và cách bạn hiển thị chúng. Nhiều pixel mỗi inch có nghĩa là Chi tiết hơn , nhưng bạn càng có nhiều pixel, bạn cần nhiều nguồn phần cứng hơn để lái chúng.
Từ "pixel" bắt nguồn dưới dạng chữ viết tắt của thuật ngữ "phần tử hình ảnh", được đặt ra bởi các nhà nghiên cứu máy tính trong những năm 1960 . Pixels là phần nhỏ nhất có thể của bất kỳ hình ảnh kỹ thuật số nào, bất kể độ phân giải. Trong các máy tính hiện đại, chúng thường được biểu diễn dưới dạng khối vuông nhưng Không phải lúc nào cũng vậy , tùy thuộc vào bản chất và Tỷ lệ khung hình của thiết bị hiển thị .
Trong các thuật ngữ trừu tượng, hầu hết các đồ họa trò chơi video hoạt động bằng cách lưu trữ một lưới các pixel (được gọi là bitmap) trong một phần của bộ nhớ video được gọi là a khung đệm . Một mạch đặc biệt sau đó đọc bộ nhớ đó và chuyển nó thành hình ảnh trên màn hình. Số lượng chi tiết (độ phân giải) và số lượng màu bạn có thể lưu trữ trong hình ảnh đó liên quan trực tiếp đến số lượng bộ nhớ video bạn có sẵn trong máy tính hoặc bảng điều khiển trò chơi.
Một số bảng điều khiển đầu tiên và các trò chơi Arcade đã không sử dụng bộ đệm khung. Trên thực tế, Atari 2600 Console, được phát hành vào năm 1977, giữ chi phí thấp bởi sử dụng logic chuyên dụng để tạo tín hiệu bay Khi dòng quét truyền hình di chuyển xuống màn hình. "Chúng tôi đã cố gắng rẻ tiền, nhưng điều đó đặt dọc trong tay các lập trình viên, người thông minh hơn nhiều so với các nhà thiết kế phần cứng nhận ra", Decuir nói 2600.
Trong các trường hợp các trò chơi đệm trước khung, chi tiết đồ họa bị giới hạn bởi chi phí của mạch hỗ trợ (như trong Trò chơi Arcade logic rời rạc đầu của Atari ) hoặc kích thước của mã chương trình (như ở Atari 2600).
Những thay đổi theo cấp số nhân về bộ nhớ và độ phân giải
Quy mô cải tiến trong khả năng kỹ thuật của máy tính và máy chơi game đã được số mũ Trong 50 năm qua, có nghĩa là chi phí của bộ nhớ kỹ thuật số và sức mạnh điện toán đã giảm với tốc độ bất chấp ý thức chung.
Đó là bởi vì cải thiện các công nghệ chế tạo chip đã cho phép các nhà sản xuất nhồi nhét nhiều hơn các bóng bán dẫn nhiều hơn Vào một khu vực nhất định trên một mảnh silicon, cho phép tăng mạnh về bộ nhớ, tốc độ CPU và độ phức tạp chip đồ họa.
"Thực sự, bạn có thể sử dụng bao nhiêu bóng bán dẫn?" Steve Golson nói, đồng thiết kế của Atari 7800. Chip đồ họa của s và một đồng sáng tạo của Cô Pac-man , trong số các trò chơi khác. Với một vài hàng chục ngàn bóng bán dẫn, bạn có Atari 2600. Với hàng chục tỷ bóng bán dẫn, bạn có được máy chơi game hiện đại. Đó là một triệu lần nữa. Và tốc độ xung nhịp đã tăng từ một vài megahertz đến một vài gigahertz. Đó là một sự gia tăng gấp ngàn lần.
Chi phí của các bóng bán dẫn bị ảnh hưởng đến mọi thành phần điện tử sử dụng chúng, bao gồm cả chip nhớ RAM. Vào buổi bình minh của bảng điều khiển trò chơi trên máy vi tính vào năm 1976, bộ nhớ kỹ thuật số rất tốn kém. Các Kênh Fairchild F. Được sử dụng một RAM chỉ 2 kilobyte để lưu trữ hình ảnh bitmaps của màn hình - chỉ cần hiển thị 128 × 64 pixel (102 × 58), chỉ có một trong bốn màu trên mỗi pixel. RAM chip có khả năng tương tự với Bốn chip RAM. được sử dụng trong kênh f bán lẻ tổng cộng khoảng $ 80 tại thời điểm đó , đó là $ 373 được điều chỉnh cho lạm phát.
Chuyển nhanh đến 2021, khi công tắc Nintendo bao gồm 4 gigabyte RAM có thể được chia sẻ giữa bộ nhớ làm việc và bộ nhớ video. Giả sử một trò chơi sử dụng 2GB (2.000.000 kilobyte) của RAM video trong công tắc. Ở mức giá RAM năm 1976, 2.000.000 kilobyte RAM sẽ có giá 80 triệu đô la vào năm 1976, đó là hơn 373 triệu đô la hiện nay. Điên rồ, phải không? Đó là tính chất bất chấp logic của sự thay đổi theo cấp số nhân.
Khi giá bộ nhớ đã giảm kể từ năm 1976, các nhà sản xuất bảng điều khiển đã có thể bao gồm nhiều RAM video hơn trong bảng điều khiển của họ, cho phép hình ảnh độ phân giải cao hơn nhiều. Với độ phân giải nhiều hơn, các pixel riêng lẻ đã trở nên nhỏ hơn và khó nhìn xa hơn.
Các Hệ thống giải trí Nintendo. , Được phát hành vào năm 1985, có thể tạo ra hình ảnh độ phân giải 256 × 240 (61.440 pixel). Ngày nay, bảng điều khiển Sony PlayStation 5 có thể tạo ra hình ảnh 3840 × 2160 (4K) và có khả năng, một mức cao như 7680 × 4320. (33,177,600 pixel). Đó là sự gia tăng 53.900% trong Nghị quyết bảng điều khiển trò chơi video trong 36 năm qua.
Ngay cả khi có thể hiển thị đồ họa độ phân giải cao vào những năm 1980, không có cách nào để di chuyển những hình ảnh đó từ bộ nhớ và vẽ chúng lên màn hình ở mức 30 hoặc 60 lần một giây. "Hãy xem xét phim ngắn hoạt hình tuyệt vời của Pixar Cuộc phiêu lưu của André & Amp; Wally B. , "Golson nói. Năm 1984, bộ phim này đòi hỏi một siêu máy tính Cray 15 triệu đô la để tạo ra.
Vì Cuộc phiêu lưu của André & Amp; Wally B. , Pixar đã kết xuất chi tiết khung độ phân giải 512 × 488 với tốc độ khoảng một khung hình mỗi 2-3 giờ . Các công việc có độ phân giải cao hơn đã cố gắng sau đó mất nhiều thời gian hơn và thiết bị đẳng cấp thế giới hàng triệu đô la. Theo Golson, khi nó đến với đồ họa quang học thời gian thực, đơn giản là không thể được thực hiện bằng cách sử dụng phần cứng có sẵn vào năm 1984. Hãy để một mình ở mức giá để được bán cho người tiêu dùng. "
Độ phân giải TV TV thấp, giới hạn chi tiết
Tất nhiên, đối với một giao diện điều khiển để hiển thị một hình ảnh với độ phân giải 4K như console cao cấp hiện nay, bạn cần một màn hình có khả năng làm như vậy, mà không tồn tại trong những năm 1970 và thập niên 80.
Trước kỷ nguyên HDTV , Hầu hết các máy chơi game sử dụng công nghệ hiển thị tương đối cổ được phát triển vào những năm 1950 kéo dài trước khi bất cứ ai dự đoán chơi độ phân giải cao trò chơi video gia đình. Những TV được thiết kế để nhận chương trình phát sóng trên không khí qua một ăng-ten mà cắm vào phía sau.
“Cách duy nhất để kết nối với TV đã được thông qua các đầu vào ăng ten,” Steve Golson nói, nhớ lại công việc của mình trên Atari 7800 vào năm 1984. “Do đó, giao diện điều khiển đã phải tạo ra một tín hiệu tương thích mà trông giống như nó đã đến từ ăng ten của bạn. Vì vậy, bạn bị hạn chế bởi độ phân giải có thể có của một analog tín hiệu phát sóng NTSC . "
Một cách lý tưởng, tín hiệu truyền hình analog NTSC có thể xử lý khoảng 486 dòng xen kẽ đó là khoảng 640 pixels rộng (mặc dù điều này tùy thuộc tình hình thực hiện do tính chất tương tự của tiêu chuẩn). Nhưng từ rất sớm, game console nhà thiết kế phát hiện ra rằng họ có thể tiết kiệm bộ nhớ bằng cách chỉ sử dụng một nửa của hai lĩnh vực mỗi giây chằng chịt của NTSC để tạo ra một hình ảnh 240 pixel cao rất ổn định, bây giờ gọi là “240p” giữa những người đam mê . Để giữ cho tỷ lệ 4: 3, họ giới hạn độ phân giải ngang với khoảng 320 pixel, mặc dù con số này chính xác thay đổi đáng kể giữa console.
Tín hiệu NTSC cũng hạn chế số lượng màu sắc bạn có thể tạo ra mà không cần phải họ chảy máu với nhau hoặc rửa ra. “Và bạn phải làm cho nó trông tốt đẹp cho rất nhiều người vẫn có TV đen trắng! Điều này hạn chế hơn nữa lựa chọn màu sắc của bạn,”Golson nói.
Để khắc phục hạn chế này, máy tính cá nhân bắt đầu sử dụng độ phân giải cao hiển thị phi truyền hình vào đầu năm 1980. “Các máy tính IBM và nhân bản của nó lấy cảm hứng từ một thị trường lớn cho các màn hình màu riêng biệt mà có thể xử lý ít nhất VGA (640 x 480),” Joe Decuir thêm. “Tuy nhiên, người chơi game không có được những cho đến những năm 1990, để chơi game PC-kết nối.”
Một số trò chơi arcade cổ điển, chẳng hạn như của Nintendo Popeye. (1982), đã tận dụng độ phân giải cao hơn nhiều (512 × 448) đã có thể với màn chơi arcade sử dụng một chế độ video interlaced phi tiêu chuẩn, nhưng những trò chơi không thể chơi trên nhà chơi game vào thời điểm đó mà không cần thỏa hiệp đồ họa khi dịch sang console gia đình.
Ngoài ra, màn hình là khác nhau ngày hôm nay trong độ sắc nét và chính xác, phóng đại tác dụng pixelation trên một số game cũ. Những gì trông vuông và khối ô vuông trên một màn hình LCD hiện đại là thường được làm nhẵn khi hiển thị trên một màn hình CRT cổ điển hoặc TV.
Kho chứa đặt ra giới hạn về đồ họa phức tạp, Quá
Trong cả hai giao diện điều khiển và máy tính trò chơi, sự phức tạp của đồ họa được giới hạn không chỉ bởi khả năng hiển thị và tốc độ logic, mà còn bởi cách họ đã được lưu trữ trên phương tiện di động có thể được phân phối cho khách hàng.
“Những ngày này, mọi người không thực sự bắt đầu hiểu những gì một môi trường hạn chế, chúng tôi đang làm việc tại về mặt không gian lưu trữ và thời gian xử lý,” Mark Ferrari nói. “Không gian đĩa thật sự rất quý giá trong những ngày đó.”
Đồng thời Ferrari đã thu hút đồ họa của mình cho Lucasfilm, một trò chơi phải phù hợp trên một số ít các đĩa mềm mà chỉ có thể lưu trữ khoảng 1,4 MB mỗi người. Mặc dù Lucasfilm nén tác phẩm nghệ thuật trò chơi của nó, là giới hạn về bao nhiêu chi tiết Ferrari có thể bao gồm đến không chỉ từ độ phân giải của card đồ họa IBM PC, mà còn từ dung lượng lưu trữ của đĩa mềm tự.
Nhưng, như giá cả bộ nhớ, chi phí lưu trữ dữ liệu đồ họa trên phương tiện di động đã giảm theo cấp số nhân là tốt. Trên giao diện điều khiển bên của sự vật, một mực Fairchild Kênh F tổ chức khoảng 2 kilobyte dữ liệu vào năm 1976, trong khi Nintendo Chuyển Game Thiếp có thể lưu trữ lên đến 32.000.000 kilobyte dữ liệu (32GB). Đó là hơn 16 triệu lần không gian lưu trữ, cung cấp rất nhiều phòng cho dữ liệu đồ họa chi tiết.
Sự kết thúc của pixel có thể nhìn thấy ... và một khởi đầu mới
Năm 2010, Apple Giới thiệu "Hiển thị Retina" trên iPhone 4 -Một màn hình có độ phân giải đủ cao đến mức mắt thường (ở khoảng cách xem tiêu chuẩn) không còn có thể phân biệt các pixel riêng lẻ. Kể từ đó, các màn hình Ultra High-Res này đã chuyển sang máy tính bảng, máy tính để bàn và máy tính xách tay.
Trong một thời gian, có vẻ như có lẽ những ngày nghệ thuật Pixel cuối cùng đã kết thúc hoàn toàn. Nhưng nghệ thuật pixel res thấp đã không biến mất. Trong thực tế, nó đang trên một upswing.
Bắt đầu vào cuối những năm 2000, các nhà phát triển trò chơi Indie bắt đầu nắm lấy thẩm mỹ nghệ thuật pixel retro một cách nghiêm túc. Họ đã làm nó một phần vì lý do hoài cổ, và cũng bởi vì trong một số trường hợp, một nhóm các nhà phát triển nhỏ sẽ dễ dàng tạo ra đồ họa khối đơn giản hơn so với các hình minh họa có độ phân giải cao, chi tiết hơn. (Như với tất cả mọi thứ, có các trường hợp ngoại lệ tạo ra các hình động thuyết phục và mượt mà với 2D Sprites là một quy trình rất tốn nhiều lao động, chẳng hạn).)
Các trò chơi Blocky-pixel như Thung lũng Stardew. và Minecraft. Evoke cảm giác của một thời gian đơn giản hơn, đồng thời cung cấp các tiện ích đi kèm với thiết kế trò chơi hiện đại.
Mark Ferrari nhìn vào những nghệ sĩ pixel hiện đại này với sự sợ hãi và sự tôn kính. Tôi đã làm nghệ thuật pixel vì không có sự thay thế. Đó không phải là một lựa chọn, đó là một sự cần thiết, "Ferrari nói. Những người đang làm nghệ thuật pixel bây giờ đều làm điều đó bằng cách lựa chọn. Hiện tại không có một ứng dụng kỹ thuật trên thế giới ngay bây giờ để thực hiện nghệ thuật pixel nữa. Nhưng họ đang chọn điều này như một thẩm mỹ vì họ yêu nó. "
Vì vậy, mặc dù nghệ thuật Pixel đã từng là một hạn chế, giờ đây sẽ là một thẩm mỹ nghệ thuật quý giá có thể sẽ không bao giờ biến mất, và tất cả đều nhờ vào thời kỳ rất ngắn trong lịch sử khi các nghệ sĩ đã làm những gì họ có thể với công nghệ hạn chế của thời đại. Pixel mãi mãi!
