Vad kan Super Mario lära oss om grafikteknik?
Om du någonsin spelat Super Mario Brothers eller Mario Galaxy trodde du förmodligen att det var bara ett roligt videospel - men kul kan vara allvarlig. Super Mario har lektioner som lär dig att du inte kan förvänta dig grafik och begreppen bakom dem.
Grunderna för bildteknik (och sedan några) kan alla förklaras med lite hjälp från allas favorit lilla rörmokare. Så läs vidare för att se vad vi kan lära oss av Mario om pixlar, polygoner, datorer och matematik, samt att förlora en vanlig missuppfattning om den blockiga gamla grafiken vi kommer ihåg från när jag först träffade Mario.
Upplösning, Sprites, Bitmaps och Super Mario Brothers
Videogames görs på tv-apparater och bildskärmar i enskilda bitar av bildinformation som kallas pixlar, kort för bildelement. Dessa basenheter använde sig för att skapa den enda sorten av konstverk som videogames kunde ha, i äldre dagar, mer grundläggande videospel och konsoler. Dessa kallas ibland sprites, som i samband med videospel, är ett annat namn för bitmappsbild. Bitmapp är den enklaste termen för en bildfil - du kan hämta från namnet det är en enkel karta över de bitar som utgör bilden.
När du tänker på den klassiska Super Mario Brothers-era Mario, tänker du på de stora klumpiga pixlarna som sprites togs med. Som det visar sig hade det ursprungliga Nintendo Entertainment System bara en effektiv upplösning på 256 x 224 pixlar, med endast totalt 256 x 240 jämn möjlig.
Jämfört med moderna spelkonsoler, är NES pitifully låg upplösning. Upplösning kan definieras som det totala antalet pixlar som är tillgängliga för visning. Detta kan gälla för någon typ av grafik, oavsett om det är Mario, en bitmapp av en logotyp eller ett digitalt fotografi. Fler bildpunkter är alltid mer möjlighet att skapa en bättre bild.
Även Wii-konsolen, som bara kan standarddefinition på 480p, visar 640 x 480 pixlar, även på högupplösta TV-apparater som kan mycket mer. Men skillnaden är ganska tydlig-Mario är betydligt mer hög upplösning än vad han brukade vara.
Sprites vs polygoner, eller pixlar vs vektorer
Många moderna videospel har övergett ästetikens äldrehet efter en senare trend i grafiken. Dessa spel skapar sina karaktärer med de kallade vektorformerna polygoner, som du kanske (eller kanske inte) kommer ihåg från geometri. Polygoner kan definieras som "någon form som kan skapas från ett begränsat antal punkter och linjesegment."
Bitmaps, eller sprites, är gjorda av filer som är en bokstavlig kartläggning av färger som läggs ut på ett rutnät, vilket skapar den blockiga strukturen som vi brukar se på klassisk Mario. Nyare Mario, skulpterad i ett tredimensionellt utrymme med polygoner, är mindre begränsat än äldre Mario. Han "existerar" i en slags "värld" som är gjord av matte, grafiseras av alltmer snabba datorer på samma sätt som du kan rita en polygon när du blockerar en algebraisk graf på en whiteboard.
Dessa grundläggande polygoner, linjesegment och punkter kallas primitiver, och de är basenheterna i denna matematiska värld på samma sätt som pixlar är basenheterna i bitmappar. Men till skillnad från bitmapar har de inte upplösning. Tänk på hur kameran zoomar in på Mario i de nyare spelen, och hur han aldrig verkar återgå till någon blocky, clunky pixelversion av sig själv. I grund och botten kan du flytta en polygonal Mario som du vill, och han kommer att hålla sig ren, skarp och hög upplösning.
Image Rasterization, eller hur Donkey Kong kom till Super Nintendo
Om du har spelat några av de senaste Mario Kart-spelen är du förmodligen bekant med Mario's gamla nemesis Donkey Kong. Donkey Kong spelade i en serie av Mario-stil kör och hoppa action spel i mitten av nittiotalet kallas Donkey Kong Country, som prydde dator-renad, polygonal stil grafik på ett system som inte var riktigt kapabel till det - Super Nintendo . Vilket mirakel hade dras av för att göra detta arbete?
Som det visar sig har Nintendo och partner RARE slagit sig en snabb på sin publik. Donkey Kong Country, dess uppföljare, och många andra spel från RARE använde en process som heter rastrering för att göra polygonal grafik till tvådimensionella pixelbaserade representationer. Detta skapade illusionen av avancerad, datorframställd grafik i en ålder när de ansågs högteknologiska, vackra och exotiska.
Rasterisering kan anses som att ta ett digitalt fotografi av en polygonal grafik som gör 3D-grafikbaserad grafik till ett rutnät och gör det i pixlar. Ordet raster själv används ofta som en synonym för "bitmapp". Det fanns verkligen inget "3-D" om "3D-äventyret i kungariket Kong", men ganska ödmjuka pixel sprites gjorda av dagens bästa datorgenererade grafik. (Åtminstone enligt Nintendo.)
8-bitars bilder vs 8-bitars processorer
En av de vanligaste missuppfattningarna är att NES-grafiken var 8-bitars grafik och SNES- och SEGA-system var 16 bitar. Medan dessa nummer var nära förknippade med dessa system var de inte korrekta när de beskrev bilderna på skärmen. NES hade faktiskt 6 bitars grafik, medan Super Nintendo hade 15 bitars färg, men var begränsad till endast 8 bitars grafik på skärmen vid någon tidpunkt. Förvirrad? Låt oss ta en snabb titt på vad de 8 och 16 bitarna verkligen menade.
en Bit är den minsta informationen en dator behandlar, och en 8-bitars processor har förmåga att bearbeta en oktett (8 bitar) i en enda cykel. Nintendo Entertainment System hade en sådan 8-bitars processor, eftersom SNES och Sega Genesis hade processorer som kunde 16 bitar per cykel. Moderna processorer i de flesta datorer har en arkitektur som tillåter 32 eller 64 bitar per cykel, som uppträder i miljarder cykler per sekund.
Men när du pratar om bilder betyder 8-bit något helt annat. En 8-bitars bild har 28 tillgängliga färger, eller totalt 256 färger. En trädgårdssort JPG kommer att vara 24 bit, bestående av tre kanaler för röd, grön och blå med 28 färger i varje kanal. Så NES hade faktiskt 26 färger tillgängliga, medan SNES hade 215 men kunde bara visa 28. När du tittar på bilderna från Mario ovan är de första två de enda som faktiskt är 8-bitars representationer, den första gjordes i 256 nyanser av grått och den andra gjordes med GIF-stildiffusion i 256 nyanser av färg. Den tredje är en 24 bit JPG, med totalt 224 färger. Så nästa gång någon pratar om "8 bitars grafik" kan du stolt rätta till dem och berätta för dem att du lärde dig det med lite hjälp från Super Mario!
Har du frågor eller kommentarer angående Grafik, Foton, Filtyper eller Photoshop? Skicka dina frågor till [email protected], och de kan visas i en framtida How-To Geek Graphics-artikel.
Alla bilder av Mario copyright Nintendo, antogs rättvis användning. Minecraft Mario av Swarmer2010.
