Hva kan Super Mario lære oss om grafikkteknologi?
Hvis du noen gang spilte Super Mario Brothers eller Mario Galaxy, trodde du sannsynligvis at det var bare et morsomt videospill, men det kan være morsomt å ha det gøy. Super Mario har leksjoner for å lære deg kanskje ikke å forvente grafikk og konseptene bak dem.
Grunnleggende om bildeteknologi (og så noen) kan alle forklares med litt hjelp fra alles favoritt små rørlegger. Så les videre for å se hva vi kan lære av Mario om piksler, polygoner, datamaskiner og matematikk, samt å fjerne en vanlig misforståelse om de blokkerte gamle grafikkene vi husker fra da jeg først møtte Mario.
Oppløsning, Sprites, Bitmaps og Super Mario Brothers
Videospill blir gjengitt på fjernsyn og skjermer i enkelte stykker bildeinformasjon kalt piksler, kort for bildeelementer. Disse basenhetene pleide å utgjøre den eneste typen kunstverk som videospill kunne ha, i eldre dager, mer grunnleggende videospill og konsoller. Disse kalles noen ganger fantomer, som i sammenheng med videospill, er et annet navn for bitmap-bilde. Bitmap er det enkleste uttrykket for en bildefil - du kan hente fra navnet det er et enkelt kart over biter som utgjør bildet.
Når du tenker på klassisk Super Mario Brothers-era Mario, tenker du på de store klumpete pikslene de sprites ble trukket med. Som det viser seg, hadde det opprinnelige Nintendo Entertainment System bare en effektiv oppløsning på 256 x 224 piksler, med bare totalt 256 x 240 selv mulig.
Sammenlignet med moderne spillkonsoller, er NES ynkelig lav oppløsning. Vedtak kan defineres som totalt antall piksler tilgjengelig for visning. Dette kan gjelde for enhver type grafikk, enten det er Mario, en bitmap av en logo eller et digitalt bilde. Flere piksler er alltid flere muligheter til å skape et bedre bilde.
Selv Wii-konsollen, som bare er i stand til standarddefinisjon på 480p, viser 640 x 480 piksler, selv på HD-TVer som er i stand til mye mer. Men forskjellen er ganske klar - Mario er betydelig høyere oppløsning enn han pleide å være.
Sprites vs Polygons, eller Pixels vs Vectors
Mange moderne videospill har forlatt estetikken til eldre spill, etter en nyere trend i grafikk. Disse spillene lager sine tegn med vektorformer som heter polygoner, som du kanskje (eller kanskje ikke) husker fra geometri. Polygoner kan defineres som "hvilken som helst form som kan opprettes fra et begrenset antall punkter og linjesegmenter."
Bitmaps, eller sprites, er laget av filer som er en bokstavelig kartlegging av farger lagt ut på et rutenettet, og dermed skaper den blokkerte tekstur vi er vant til å se på klassisk Mario. Nyere Mario, skulpturert i et tredimensjonalt rom med polygoner, er mindre begrenset enn eldre Mario. Han "eksisterer" i en slags "verden" laget av matte, grafet ut av stadig raskere datamaskiner på samme måte som du kan tegne en polygon når du blokkerer en algebraisk graf på en tavle.
Disse grunnleggende polygonene, linjesegmentene og punktene kalles Primitiv, og de er basisenhetene i denne matematiske verden på samme måte som piksler er basisenhetene til bitmaps. Men i motsetning til bitmaps, har de ikke oppløsning. Tenk på hvordan kameraet zoomer inn på Mario i de nyere spillene, og hvordan han aldri ser ut til å gå tilbake til en blokkert, klumpete pikselversjon av seg selv. I utgangspunktet kan du flytte en polygonal Mario som du vil, og han vil bli ren, skarp og høy oppløsning.
Image Rasterization, eller hvordan Donkey Kong kom til Super Nintendo
Hvis du har spilt noen av de siste Mario Kart Games, er du sikkert kjent med Mario's gamle nemesis Donkey Kong. Donkey Kong spilte i en serie av Mario-stil løp og hoppe action spill i midten av nittitallet kalt Donkey Kong Country, som prydde datamaskin-gjengitt, polygonal stil grafikk på et system som ikke var virkelig i stand til det - Super Nintendo . Hva mirakel hadde blitt trukket av for å gjøre dette arbeidet?
Som det viser seg, har Nintendo og partner RARE trukket en rask på sitt publikum. Donkey Kong Country, dets etterfølgere, og mange andre spill fra RARE brukte en prosess som heter rastrering å slå polygonal grafikk inn i todimensjonale, pixelbaserte representasjoner. Dette skapte en illusjon av avansert, dataproduktet grafikk i en alder da de ble ansett som høyteknologiske, vakre og eksotiske.
Rasterisering kan tenkes som å ta et digitalt fotografi av en polygonal grafikk, slik at 3D-grafikkbasert grafikk ikke er basert på et bilde, og gjør det i piksler. Ordet raster i seg selv brukes ofte som et synonym for "bitmap". Det var egentlig ingenting "3-D" om "3D-eventyret i Kongeriket Kong", men heller ydmyke pixel sprites laget av dagens beste datagenererte grafikk. (I det minste, ifølge Nintendo.)
8-biters bilder vs 8-bits prosessorer
En av de vanligste misforståelsene er at NES-grafikken var 8-bit grafikk og SNES- og SEGA-systemer var 16-bit. Mens disse tallene var nært forbundet med disse systemene, var de ikke nøyaktige når de beskrev bildene på skjermen. NES hadde faktisk 6 bit grafikk, mens Super Nintendo hadde 15 bit farge, men var begrenset til bare 8 bit grafikk på skjermen til enhver tid. Forvirret? La oss ta en rask titt på hva de 8 og 16-bitene virkelig betydde.
EN Bit er den minste informasjonen en datamaskin prosesserer, og en 8-bits prosessor har evnen til å behandle en oktet (8 bits) i en enkelt syklus. Nintendo Entertainment System hadde en slik 8-bits prosessor, da SNES og Sega Genesis hadde prosessorer i stand til 16 bits per syklus. Moderne prosessorer i de fleste datamaskiner har en arkitektur som tillater 32 eller 64 bits per syklus, som oppstår i milliarder sykluser per sekund.
Men når du snakker om bilder, betyr 8-bit noe helt annet. Et 8-bits bilde har 28 farger tilgjengelig, eller totalt 256 farger. En hageversjon JPG vil være 24 bit, bestående av tre kanaler for rød, grønn og blå med 28 farger i hver kanal. Så NES hadde faktisk 26 farger tilgjengelig, mens SNES hadde 215 men kan bare vise 28. Når du ser på bildene av Mario over, er de to første de eneste som faktisk er 8-biters representasjoner, den første gjengis i 256 nyanser av grått, og den andre gjengis med GIF-stil diffusjon i 256 farger. Den tredje er en 24 bit JPG, med totalt 224 farger. Så neste gang noen snakker om "8 bit grafikk", kan du stolt rette dem og fortelle dem at du lærte det med litt hjelp fra Super Mario!
Har du spørsmål eller kommentarer angående grafikk, bilder, filtyper eller photoshop? Send dine spørsmål til [email protected], og de kan være omtalt i en fremtidig How-To Geek Graphics-artikkel.
Alle bilder av Mario copyright Nintendo, antok rettferdig bruk. Minecraft Mario av Swarmer2010.
