Hvad kan Super Mario lære os om grafikteknologi?
Hvis du nogensinde har spillet Super Mario Brothers eller Mario Galaxy, troede du sandsynligvis, at det kun var et sjovt videospil - men sjovt kan være alvorligt. Super Mario har undervisning til at lære dig måske ikke at forvente om grafik og begreberne bag dem.
Grundlæggende om billedteknologi (og så nogle) kan alle forklares med lidt hjælp fra alles favorit lille blikkenslager. Så læs videre for at se, hvad vi kan lære fra Mario om pixel, polygoner, computere og matematik, samt at fjerne en fælles misforståelse om de blokerede gamle grafik, vi husker fra, da jeg først mødte Mario.
Opløsning, Sprites, Bitmaps og Super Mario Brothers
Videogames er gengivet på fjernsyn og skærme i enkelte stykker billedinformation, der kaldes pixels, kort for billedelementer. Disse basismoduler bruges til at udgøre den eneste slags kunstværk, som videospil kunne have i de ældste dage, mere basale videospil og konsoller. Disse kaldes nogle gange sprites, som i forbindelse med videospil er et andet navn til bitmap billede. Bitmap er det enkleste udtryk for en billedfil - du kan hente fra navnet, det er et simpelt kort over de bits, der udgør billedet.
Når du tænker på den klassiske Super Mario Brothers-era Mario, tænker du på de store klumpede pixels, som de sprites blev tegnet med. Som det viser sig, havde det originale Nintendo Entertainment System kun en effektiv opløsning på 256 x 224 pixel, med kun i alt 256 x 240 selv muligt.
Sammenlignet med moderne spilkonsoller er NES ynkelig lav opløsning. Løsning kan defineres som det samlede antal pixels, der er tilgængelige til visning. Dette kan gælde for enhver form for grafik, hvad enten det er Mario, en bitmap af et logo eller et digitalt billede. Flere pixels er altid mere mulighed for at skabe et bedre billede.
Selv Wii-konsollen, som kun er i stand til Standard Definition på 480p, viser 640 x 480 pixel, selv på high definition-tv'er, der kan meget mere. Men forskellen er ret klar - Mario er betydeligt mere høj opløsning end han plejede at være.
Sprites vs Polygons, eller Pixels vs Vectors
Mange moderne videospil har forladt æstetikken i ældre spil efter en nyere trend i grafik. Disse spil skaber deres tegn med de kaldte vektorformer polygoner, som du måske (eller måske ikke) kan huske fra geometri. Polygoner kan defineres som "enhver form, der kan oprettes fra et begrænset antal punkter og linjesegmenter."
Bitmaps, eller sprites, er lavet af filer, der er en bogstavelig kortlægning af farver, der er lagt på et gitter, og dermed skaber den blokerede tekstur, vi er vant til at se på klassisk Mario. Nyere Mario, skulptureret i et tredimensionelt rum med polygoner, er mindre begrænset end ældre Mario. Han "eksisterer" i en slags "verden" lavet af matematik, udgravet af stadig hurtigere computere på samme måde som du kan tegne en polygon, når du blokkerer en algebraisk graf på en tavle.
Disse grundlæggende polygoner, linjesegmenter og punkter kaldes primitiver, og de er basisenhederne i denne matematiske verden på samme måde som pixler er basisenheder i bitmaps. Men i modsætning til bitmaps har de ikke beslutning. Tænk på, hvordan kameraet zoomer ind på Mario i de nyere spil, og hvordan han aldrig ser ud til at vende tilbage til en blokeret, klumpet pixelversion af sig selv. Dybest set kan du flytte en polygonal Mario, som du vil, og han bliver ren, skarp og høj opløsning.
Image Rasterization, eller hvordan Donkey Kong kom til Super Nintendo
Hvis du har spillet nogen af de nylige Mario Kart Games, er du sikkert fortrolig med Mario's gamle nemesis Donkey Kong. Donkey Kong stjernede i en serie af Mario-stil løb og hoppe action spil i midten af halvfemserne kaldet Donkey Kong Country, som pralede computer-gengivet, polygonal stil grafik på et system, der ikke var virkelig i stand til det-Super Nintendo . Hvilket mirakel var blevet trukket af for at gøre dette arbejde?
Som det viser sig, Nintendo og partner RARE slags trukket en hurtig en på deres publikum. Donkey Kong Country, dets sequels, og mange andre spil fra RARE brugte en proces kaldet rasterisering at gøre polygonal grafik til todimensionelle pixelbaserede repræsentationer. Dette skabte illusionen af avanceret computer-gengivet grafik i en alder, da de blev betragtet som højteknologiske, smukke og eksotiske.
Rasterisering kan tænkes som at tage et digitalt fotografi af en polygonal grafik, der forener 3D-grafikbaseret grafik til et gitter og gør det i pixels. Ordet raster selv bruges ofte som et synonym for "bitmap". Der var virkelig intet "3-D" om "3D Adventure i Kongeriget Kong", men ret ydmyge pixel sprites lavet af dagens bedste computergenererede grafik. (I det mindste ifølge Nintendo.)
8-Bit Images vs 8-Bit Processors
En af de hyppigste misforståelser er, at NES-grafikken var 8-bit grafik, og SNES og SEGA-systemer var 16-bit. Mens disse tal var tæt forbundet med disse systemer, var de ikke korrekte i beskrivelsen af billederne på skærmen. NES'en havde faktisk 6 bit grafik, mens Super Nintendo havde 15 bit farve, men var begrænset til kun 8 bit grafik på skærmen til enhver tid. Forvirret? Lad os tage et hurtigt kig på, hvad de 8 og 16-bits virkelig betød.
EN Bit er den mindste smule information, en computer behandler, og en 8-bits processor har evnen til at behandle en oktet (8 bits) i en enkelt cyklus. Nintendo Entertainment System havde en sådan 8-bits processor, da SNES og Sega Genesis havde processorer i stand til 16 bits per cyklus. Moderne processorer i de fleste computere har en arkitektur, der giver mulighed for 32 eller 64 bit pr. Cyklus, der forekommer i milliarder cykler per sekund.
Men når du taler om billeder betyder 8-bit noget helt anderledes. Et 8-bit billede har 28 farver tilgængelige, eller i alt 256 farver. En have sort JPG vil være 24 bit, der består af tre kanaler for rød, grøn og blå med 28 farver i hver kanal. Så NES havde faktisk 26 farver tilgængelige, mens SNES havde 215 men kunne kun vise 28. Når du ser på billederne af Mario ovenfor, er de første to de eneste, der faktisk er 8-bit repræsentationer, den første er gengivet i 256 gråtoner, og den anden er gengivet med GIF-stil diffusion i 256 farver i farver. Den tredje er en 24 bit JPG, med i alt 224 farver. Så næste gang nogen taler om "8 bit grafik", kan du stolt rette op på dem og fortælle dem, at du lærte det med en lille hjælp fra Super Mario!
Har du spørgsmål eller kommentarer vedrørende grafik, billeder, filtyper eller Photoshop? Send dine spørgsmål til [email protected], og de kan vises i en fremtidig How-To Geek Graphics-artikel.
Alle billeder af Mario copyright Nintendo, antog fair brug. Minecraft Mario af Swarmer2010.
