До начала второго раунда еще есть время, поэтому давайте разберемся с понятиями «цветовая палитра» и «одновременно-доступные цвета». Тем более это нам понадобится, чтобы понимать происходящее на ринге. Ну, а если данные термины вам хорошо знакомы, тогда проходите в зал и занимайте свое место — второй раунд начнется уже совсем скоро! А несколько нижних абзацев со схемой можете пропустить.
Цветовая палитра (color palette) — это определенное количество цветов, поддерживаемых игровой приставкой. Но существует дополнительное ограничение: приставка не может вывести на телевизионный экран все цвета цветовой палитры одновременно, лишь только небольшое их количество. Чтобы было понятней посмотрите на нижнюю схему: вверху телевизор, внизу — игровая приставка с 4-х цветной палитрой. Приставка не может вывести на телевизионный экран все 4 цвета одновременно — только 2. Поэтому, например, если буквы на экране сделать белыми, а фон голубым, то выделить «VS» красным цветом не получится — приставка не потянет. Чтобы убедиться в этом, пощелкайте по цветам палитры (квадратик в центре — цвет букв, внешнее поле — цвет фона).
Итак, наша выдуманная приставка может вывести 2 одновременно-доступных цвета из 4-х цветной цветовой палитры, для краткости 2 ОДЦ из 4 ЦП. При этом понятно, что количество ОДЦ < количества цветов в ЦП (правило №1).
Применение ОДЦ и ЦП были связаны с небольшим объемом оперативной памяти в приставке, а точнее, видеопамяти — именно там хранилась ЦП и формировалось будущее телевизионное изображение из ОДЦ. Кстати, наши оба 16-битных бойца имели всего по 64 килобайта видеопамяти. Сравните с современными приставочными монстрами с сотнями мегабайт на борту.
Применение ОДЦ и ЦП еще и усложняло разработку игры, потому что нужных цветов могло не хватить или их просто не было. С другой стороны, недостаток цветов заставлял разработчиков внимательнее относится к графическому оформлению, отказываться от лишнего и оставлять только нужное. Тем более что умелое использование ЦП позволяло получать интересные графические эффекты, а недостающие цвета разработчики получали с помощью различных хитростей… но обо всем этом чуть позже — раунд уже начинается!
Да, если изображение в браузере захочется рассмотреть поближе, то нажмите «Ctrl +» или «Ctrl -» для уменьшения. Но не забывайте, что при этом включается сглаживание и картинка немного размывается. Чтобы вернуться к обычному масштабу нажмите «Ctrl 0».
А теперь, все внимание на ринг!
Раунд 2: Количество цветов
Как и в прошлый раз, давайте снова заглянем в технические характеристики обеих приставок: 64 ОДЦ из 512 ЦП на Sega против 256 ОДЦ из 32 768 ЦП на SNES. Получается, лидерство за SNES!
Давайте смотреть, так ли это на самом деле. Вернемся к скриншотам из «Rock N’ Roll Racing» и «The Lion King» и внимательно посмотрим на цвета. Чтобы было проще, белые цифры в правом нижнем углу обозначают количество цветов на скриншоте. Естественно, их количество < количества ОДЦ на приставке (правило №2).
Если не смотреть на белые цифры, то кажется, что отличия в цветах несущественны. Но вспомним, что телевизионный экран увеличивал такое изображение в несколько раз. Поэтому давайте и мы увеличим наши скриншоты (например, в два раза) и уберем лишние детали, чтобы не отвлекали внимания. Теперь пощелкайте по нижним картинкам (щелкните и подержите)!
Вот теперь без всяких цифр видно, что отличия довольно существенны. На SNES цветовых оттенков больше, а следовательно цветовые переходы (градиенты) плавнее — в результате картинка получается «мягче и реалистичнее». На Sega картинка «жестче и мультяшнее»: из-за недостатка цветов градиенты «рвутся», образуя цветовые пятна. Конечно, подобная жесткость мало вредит рисованной графике, но факт остается фактом: в играх на SNES цветов больше!
Наверняка вы заметили, что некоторые недостающие цвета на Sega (да и на SNES тоже) разработчики получали с помощью чередующихся палочек, точек… но об этом чуть позже, а сейчас давайте поговорим об интересной разновидности игр, в которых рисованная графика уступила место более реалистичной. Такие игры стали появляться на 16-битных приставках в середине 90-х гг. Они были немногочисленны, но очень популярны. Давайте сравним, как они выглядели и, заодно, затронем технологию их производства.
Оцифровка. Если персонажей игры хотели сделать как можно более реалистичными, то сначала их фотографировали или снимали на камеру, затем полученный материал оцифровывали и переносили в игру. Яркий представитель подобной технологии — серия игр Mortal Kombat, а именно, «Ultimate Mortal Kombat 3».
Теперь посмотрим на цвета. Обратите внимание на их количество в углу скриншота. На SNES цифра в три раза больше! Но и без цифр хорошо заметно, что оцифрованные персонажи выглядят лучше именно на SNES. На Sega, из-за недостатка цветов, Страйкер покрыт цветовыми пятнами, а Нуб Сайбот вообще «ушел в тень»!
3D-модели. Появление 3D-программ (типа 3D Studio, Maya) позволило разработчикам не отрисовать, а моделировать персонажей и даже целые уровни будущей игры. Такой технология позволяла создавать в обычной двухмерной игре иллюзию трехмерного пространства. Кроме этого, 3D-программы позволяли анимировать персонажей и записывать видеоролики их движений, что облегчало создание движущихся спрайтов для игры (картинок с движениями игрового персонажа). По такой технологии были сделаны «Sonic 3D Blast (Sonic 3D: Flickies’ Island)» на Sega и «Donkey Kong Country» на SNES.
Снова вернемся к количеству цветов: 33 против 209! Шестикратное SNES-преимущество! И только благодаря грамотному дизайну уровней, разница в цветах не так уж и заметна.
Так как же разработчики решали проблему нехватки цветов? Существовало несколько способов: универсальных, работавших на обоих приставках и не очень, основанных на эффектах полупрозрачности. Рассмотрим некоторые.
Dither (дизеринг). Применялся на обеих приставках. Недостающий цвет получали с помощью пикселей ОДЦ, которые были расположены в определенном порядке. В результате, они образовывали цветовой узор, который на расстоянии сливался в недостающий цвет. Получается, чем дальше геймер сидел от телевизора, тем больше он видел цветов (шучу). Пример на скриншоте ниже. По бокам — увеличенные фрагменты. В углу указано количество цветов, без дизеринга.
Кстати, дизеринг до сих пор используется в компьютерной графике, когда количество цветов ограничено, а нужного нет (например, в файлах GIF).
Дизеринг-полупрозрачность. [Термин выдумал сам. Если знаете официальное название, пишите в комментах] Если расположить пиксели ОДЦ в шахматном порядке на прозрачном фоне, то можно сымитировать полупрозрачные области (материалы, среды). В игре «Eternal Champions» таким образом получали тени, стекла, солнечные блики, туман — всё это ниже на скриншоте. По бокам — увеличенные фрагменты тени (слева) и стекла (справа) на прозрачном фоне.
Конечно выглядит такая полупрозрачность не очень реалистично, зато не нагружает процессор сложными вычислениями. Для «пущего реализму» нужно было действовать по-другому: накладывать пиксели цветов друг на друга по математическим формулам. Самое интересное, что такая возможность была заложена в обе приставки! В таком случае обычно говорят, что полупрозрачность поддерживается на аппаратном уровне. Аппаратная полупрозрачность дает несколько преимуществ. Во-первых, разработчикам игры не нужно тратить время на придумывание и написание программного кода для реализации полупрозрачности, берешь встроенную и создаешь нужный эффект. Во-вторых, обсчет аппаратной полупрозрачности идет гораздо быстрее, а следовательно игра тормозить не будет. В третьих, при наложении полупрозрачностей новые цвета появляются как бы сами собой. Что интересно, при этом количество цветов на экране (скриншоте) может превысить количество ОДЦ на приставке, т.е. нарушается правило №2!
Одно замечание. Не забывайте, что кроме аппаратной полупрозрачности, которую использовали лишь для эффектов, была еще аппаратная прозрачность, которая присутствовала на протяжении всей игры (конечно, если ваша игра не набор статичных картинок). Когда небольшой объект на синем фоне помещается на большой зеленый фон, то синий фон вокруг объекта должен исчезнуть и заместиться зеленым. В результате будет казаться, что синего фона нет вообще, т.е. фон вокруг объекта прозрачен. Проделать все эти действия — задача приставки. Это и есть аппаратная прозрачность. Не запутайтесь!
Shadow/Highlight (затенение/высветление). Аппаратная полупрозрачность на Sega Mega Drive, с помощью которой затемняли и осветляли цвета на экране. В игре «Vectorman» таким способом имитировали затенённые и полупрозрачные поверхности, и на картинке ниже (половинкам из двух скриншотов) это хорошо видно. Щелкнув по картинке, можно увидеть, как выглядит уровень без применения Shadow/Highlight (при этом по бокам проявятся полупрозрачности). И обратите внимание на меняющиеся цифры в правом нижнем углу — это пример того, как полупрозрачность влияет на количество цветов.
Тут следует рассказать об интересном факте, которым любили пользоваться маркетологи из компании Sega. Как вы уже знаете, на Sega Mega Drive было одновременно доступно 64 цвета. Вернее, если быть точным — 61 цвет, потому что 3 цвета были прозрачными (их применяли для реализации аппаратной прозрачности). Но если 61 цвет в режиме Shadow/Highlight затемнить и осветлить, то одновременно-доступных цветов получится в три раза больше. Данный факт позволял хитрым маркетологам утверждать, что Sega Mega Drive может вывести одновременно не 61, а 183 цвета (61*3) и, следовательно, цветовая палитра приставки содержит не 512, а 1536 цветов (512*3). Вот так за счет полупрозрачности увеличивали количество цветов!
Полупрозрачность на SNES. Super Nintendo тоже поддерживала несколько видов аппаратной полупрозрачности, влиявшей на цвета и позволяющей создавать сложные эффекты. Например, в игре «Seiken Densetsu 2 (Secret of Mana)» вода была полупрозрачной, поэтому фон и главный герой, зашедший в воду, просвечивали сквозь нее — на нижнем скриншоте это хорошо видно. А теперь, обратите внимание на количество ОДЦ — сейчас их больше 256 (т.е. правило №2 нарушено), но если щелкнуть по картинке, то полупрозрачности исчезнут (по бокам проявятся) и количество цветов снизится до 65!
Еще пару слов об эффектах в «Secret of Mana». В игре с помощью аппаратной полупрозрачности имитировали не только воду, но и blur-эффект (эффект размытого и нерезкого изображения). Для этого полупрозрачную копию изображения накладывали саму на себя и немного смещали — на нижнем фрагменте справа это хорошо видно. Не забудьте пощелкать по картинке. Для разговорных плашек в игре применяли дизеринг-полупрозрачность — фрагмент слева. Мы с вами ее уже разбирали чуть выше.
Кстати, как и на Sega, на SNES с количеством цветов тоже было не всё так просто. Существовало несколько режимов, каждый со своим количеством цветов и разрешением (вспоминайте предыдущий раунд). Но чтобы не углубляться в технические дебри, я просто выбрал режим с наибольшим количеством цветов, в котором работало большинство игр.
Итак, способы получения новых цветов мы разобрали. Но разработчики из Sega на этом не остановились. Чтобы увеличить качество изображения они разработали дополнительные устройства, которые присоединялись к Sega Mega Drive. Устройств было два: Sega CD и Sega 32x.
Sega CD. По официальным источникам, Sega CD цветов не добавляла. Но существовало несколько хитрых способов, которые позволяли получать на связке «Sega Mega Drive + Sega CD» до 128, а иногда даже до 256 ОДЦ. Об этих способах мне известно мало, но они вроде были связаны с использованием телевизионных полукадров и обратным ходом луча на телевизоре, и прочими техническими тонкостями — в общем, расскажу про пару способов: HAM и CinePak/TruVideo.
HAM. Довольно хамское название расшифровывалось просто «Hold and modify», т.е. что-то типа «Придержи и Измени». Интересующимся, ссылка на статью в Википедии, от себя добавлю следущее: данный способ хорошо работал только для статичных картинок, на движущихся возникали артефакты. В общем, в играх его почти не применяли.
CinePak/TruVideo. Это название кодеков, используемых при кодировании и хранении видеороликов на CD-ROM (компакт-дисках). Использование компакт-дисков было главной особенностью Sega CD. Именно с появлением Sega CD на Sega Mega Drive стали выпускать «Full Motion Video-игры», т.е. игры в которых основа геймплея — это множество видеороликов, показываемых игроку. Но вернемся к цветам. Насколько я понимаю, количество цветов в FMV-играх увеличивали за счет хитрых приемов при кодировании видео. К сожалению, ничего большего сказать не могу — просто не знаю. [Если вам что-то известно -- пишите в комментах] Скажу лишь, что большинство видеороликов демонстрировалось в обычной цветовой палитре из 61 (64) ОДЦ и обычном разрешении 320×224 (при этом ролики занимали только часть экрана), поэтому выглядели они очень зернистыми и «цветопятнистыми». В доказательство, скриншот из FMV-игры «Crime Patrol».
Кроме этого, Sega CD позволила разработчикам без лишних программных заморочек масштабировать и вращать спрайты (правда, SNES это делала без всяких дополнительных устройств), проигрывать высокачественный звук… но об этом в следующих раундах.
Sega 32x. Устройство позволяло получать на Sega Mega Drive 32 768 цветов и при этом одновременно! Правда все это разнообразие цветов доставалось только одному слою и спрайтам, говоря проще, переднему плану и игровым персонажам на нем. Задние планы так и оставались покрашены в 61 (64) ОДЦ. Чтобы убедиться в этом посмотрите на самый нижний скриншот из игры «Pitfall: The Mayan Adventure»: передний план с лесом и главным героем выглядит гораздо красочнее, чем задний план с водой, который как-будто вставлен с верхнего скриншота из Sega Mega Drive
Интересно, что режим Shadow/Highlight при подключении Sega 32x становился не доступен. Зато посмотрите какое разнообразие цветов получали взамен разработчики (скриншот из игры «Kolibri»).
Кроме этого, Sega 32x имела 32-битный процессор, который позволял обрабатывать полигональную 3D-графику. Именно тогда на Sega Mega Drive появились Doom, Virtua Fighter… но об этом в следующих раундах.
Sega CD 32x. Если к Sega Mega Drive присоединить Sega CD и Sega 32x, то получим Sega CD 32x. Главное преимущество такого супергиперустройства: возможность проигрывать видеоролики в 32 768 цветах, с высококачественным музыкальным сопровождением. Такие возможности использовались только в шести играх: «Night Trap», «Fahrenheit», «Corpse Killer», «Supreme Warrior», «Slam City with Scottie Pippen», «Surgical Strike» (вышла только в Бразилии). Ниже скриншоты из «Night Trap» (я подрезал их с боков на пару пикселей, чтобы уместились).
Как вы видите, версия на Sega CD 32x выглядит гораздо лучше: разрешение видеороликов увеличилось и цветов стало намного больше.
Кстати, NTSC- и PAL-версии игр по количеству цветов конечно одинаковы, но вот по качеству цветов (цветовому тону, насыщенности) разные… но это уже совершенно другая тема.
Ну вот, раунд наконец-то закончился и пока судьи выявляют победителя, расскажу вам об интересных примерах использования ОДЦ и ЦП. Для этого мне понадобиться нижняя схема. На ней скриншот из игры «Flashback: The Quest for Identity» (вверху) и 5 ячеек ОДЦ (внизу). Щелкать по ним пока не надо, а то запутаетесь. Итак, давайте разбираться что это за ячейки такие.
Как вы помните из схемы в самом начале (с белой надписью на голубом фоне), все игровые объекты на телевизионном экране могут состоять только из цветов ЦП, точнее из ОДЦ. Давайте представим ОДЦ, как набор ячеек, в которые можно загружать цвета из ЦП. На Sega Mega Drive таких ячеек 64 штуки, но мы возьмем 5 (они на схеме). Теперь посмотрите на скриншот. Куртка главного героя сейчас коричневая, т.е. этот цвет был взят из ЦП и загружен в одну из ячеек ОДЦ (первую на схеме). А что произойдет если в эту же ячейку загрузить фиолетовый цвет из ЦП? Щелкните по фиолетовой половинке! Теперь коричневый цвет в ячейке заменился на фиолетовый, поэтому все коричневые цвета на экране поменялись на фиолетовые и костюм главного героя теперь напоминает комбинезон. Щелчок по коричневой половинке вернет главному герою куртку.
Подобная смена цветов называется «palette swap» и часто использовалась разработчиками игр. Вспомните, Сайракс и Сектор, Марио и Луиджи и куча другого игрового люда — всё это отличные примеры, как по-быстрому получить нового игрового персонажа с помощью простой подмены цветов.
Теперь нам нужно, чтобы в джунглях, по которым путешествует наш главный герой (его кстати Конрад Харт зовут), наступила ночь. Как это сделать? Ну-у, надо позвать художника (дизайнера), подождать пока он придумает, нарисует и т.д. Но можно поступить быстрее и проще. Давайте заменим три зеленоватых цвета, которыми покрашены дневные джунгли, на темно-синие цвета: просто щелкните последовательно по трем темно-синим цветам во второй, третьей и четвертой ячейках. Вуаля! Дневные джунгли стали ночными!
Можно заметить, что в синий окрасились не только объекты фона, но и некоторые объекты на переднем плане. И это главный недостаток использования ОДЦ и ЦП: нужно внимательно следить за цветом объектов, чтобы перекрашивать только нужные.
И последний пример работы с палитрами. Сейчас огонек на бластере (в правом верхнем углу скриншота) горит зеленым. Щелкните по красному прямоугольнику и огонек станет красным. Теперь подумаем, а что если менять красный и зеленый цвета очень быстро — сделайте двойной щелчок на красно-зеленой ячейке и огонек замигает. Вот так можно делать анимацию с помощью простой подмены цветов в ячейках ОДЦ.
Итог. Итак, во втором раунде побеждает ssss…(судьи все еще совещаются)… SNES! И по итогам двух раундов у нас пока ничья. Борьба накаляется! Следующий раунд будет в 3D формате!
Да вы все дальтоники! Очки купите! На Sega цветнее! (теперь неистовствуют фанаты Sega)
В перерыве, пара-тройка интересных фактов:
- количество ОДЦ на SNES совпадает с ее горизонтальным разрешением — магия чисел какая-то;
- в компьютерной графике количество цветов принято обозначать битами, поэтому 512 цветов — это 9 бит (по 3 бита на R,G,B-каналы), а 32 768 цветов — 15 бит (по 5 бит на канал). Для получения картинок с реалистичными цветами (фотографий) вполне достаточно 16 777 216 цветов, т.е. 24 бита. Такой режим называется TrueColor;
- эффект, когда «из-за недостатка цветов градиенты «рвутся», образуя цветовые пятна», называется бандингом (colour banding) или постеризацией (posterization);
- технология, применявшаяся для создания «Donkey Kong Country», имела собственное название «ACM (Advanced Computer Modelling)». Такая же технология была применена при создании игры «Super Mario RPG: Legend of the Seven Stars»;
- Сигэру Миямото (создатель игр с Марио) недолюбливал Donkey Kong Country, считая, что в этой игре только красивая графика, а геймплей так себе;
- дизеринг применяется не только в изображениях, но и в звуке;
- во время разработки Sega 32X носила название «Проект Марс (Project Mars)»;
- 32-битная приставка, пришедшая на смену 16-битной Sega Mega Drive, называлась Sega Saturn;
- приставка, объединявшая в себе Sega Mega Drive и Sega 32X, называлась Sega Neptune (правда, она так и не вышла);
- кодеки CinePak и TruVideo позволяли хранить на одном компакт-диске от 1.5 до 4 часов черно-белого видео или 45 минут цветного;
Сайт автора статьи
www.ignatcolor.com
