¿Por qué los videojuegos antiguos tenían tantos píxeles?

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La mayoría de los videojuegos y juegos de computadora creados en el siglo XX tenían gráficos y píxeles bloqueados. Si no creciste con ellos (o no prestaste atención a los detalles técnicos), te estarás preguntando por qué. Exploraremos los orígenes del pixel art y cómo los gráficos explotan en complejidad con el tiempo.

La respuesta corta: la solución estaba limitada por el costo y la tecnología disponible

Las ilustraciones de píxeles en los videojuegos más antiguos, donde la resolución de la pantalla es lo suficientemente baja como para que los píxeles sean claros y poco convincentes, se debieron en gran parte a los televisores de baja resolución y al alto costo de la memoria digital y los chips lógicos cuando estos juegos se comparan hoy.

Si bien todavía era posible crear una imagen digital en resolución HD a fines de la década de 1970, la tecnología para animarla en tiempo real no existió hasta mucho después. Tal tecnología era demasiado costosa para encajar en un producto de entretenimiento producido en masa que los consumidores podían pagar hasta mediados de la década de 2000.

Niño jugando River Raid en una computadora Atari 800XL.benj edwards

Los diseñadores de juegos hicieron lo que pudieron con la tecnología limitada disponible en ese momento, utilizando un bloque de mosaicos y gráficos de píxeles para ilustrar sus juegos para consolas como Atari 2600, NES, Sega Genesis y muchas más.

“Dibujamos en papel cuadriculado y luego escaneamos esos dibujos”, dice Joe Decuir, quien co-creó la consola de juegos Atari 2600 y registró uno de sus primeros juegos. “Recuerdo vívidamente lo torpes que eran los tanques de combate. »

¿Por qué los videojuegos antiguos tenían tantos píxeles?Versión EGA de Loom para IBM PC. película lucas

Incluso los artistas del lado de los juegos de PC han tenido que lidiar con imágenes de baja resolución y bajo color en comparación con la actualidad. “Fue un gran obstáculo trabajar en estos enormes ladrillos de un solo color y estar limitado a 16 increíbles colores preseleccionados para nosotros, no había variedad”, dice Mark Ferrari, quien dibujó los gráficos de EGA. Juegos de Lucasfilm en IBM PC como Zak McKracken, Loom y The Secret of Monkey Island.

Pero los artistas abrazaron los límites y aun así hicieron un sinfín de clásicos. Echemos un vistazo más de cerca a las capacidades técnicas que causaron estas limitaciones y por qué el pixel art se ha vuelto menos necesario con el tiempo.

Cómo funciona el videojuego de gráficos

Los gráficos de juegos digitales son píxeles: cómo los almacena, cómo los procesa y cómo los muestra. Más píxeles por pulgada significa más datos, pero cuantos más píxeles tenga, más potencia de hardware necesitará para controlarlos.

La palabra «píxel» es una abreviatura del término «imagen de elemento», acuñada por primera vez por científicos informáticos en la década de 1960. Los píxeles son el tamaño más pequeño posible para cualquier imagen digital, independientemente de su resolución. En las computadoras modernas, generalmente se representan mediante bloques cuadrados, pero no siempre, según la naturaleza y la relación de aspecto del dispositivo de visualización.

Un poco de Mario de Super Mario Bros. en NES.Benj Edwards/Nintendo

En términos abstractos, la mayoría de los gráficos de videojuegos funcionan almacenando una cuadrícula de píxeles (llamada mapa de bits) en una parte de la memoria de video llamada búfer de cuadro. Luego, un circuito especial lee esta memoria y la traduce a una imagen en la pantalla. La cantidad de datos (resolución) y la cantidad de colores que puede almacenar en esa imagen está directamente relacionada con la cantidad de memoria de video que tiene en su PC o consola de juegos.

Algunos de los primeros juegos de consola y arcade no usaban un búfer de cuadros. De hecho, la consola Atari 2600, lanzada en 1977, mantuvo los costos bajos mediante el uso de una lógica dedicada para generar una señal sobre la marcha a medida que la línea de exploración del televisor descendía de la pantalla. “Queríamos ser baratos, pero eso puso la vertical en manos de los programadores, que era mucho más inteligente de lo que pensaban los diseñadores de hardware”, dice Decuir del 2600.

Para los juegos de búfer pre-frame, el detalle gráfico estaba limitado por el costo de los circuitos de soporte (como en los primeros juegos de arcade de lógica discreta de Atari) o por el tamaño del código de programación (como en el Atari 2600).

Cambios exponenciales en memoria y resolución.

La escala mejorada de las capacidades técnicas de las computadoras y consolas de juegos ha sido extremadamente exponencial en los últimos 50 años, lo que significa que el costo de la memoria digital y el poder de cómputo ha caído a un ritmo desafiante.

Esto se debe a que las tecnologías mejoradas de fabricación de chips han permitido a los fabricantes insertar más transistores exponenciales en un área específica de una pieza de silicio, lo que puede aumentar significativamente la memoria, la velocidad del procesador y la complejidad del chip gráfico.

«De verdad, ¿cuántos transistores podrías usar?» dice Steve Golson, co – diseñador del chip gráfico Atari 7800 y co – creador de Mr. Pac-Man, entre otros juegos. “Con varios miles de transistores, tienes el Atari 2600. Con miles de transistores, obtienes consolas modernas. Es un millón de veces más grande. Y las velocidades de los relojes han pasado de unos pocos megahercios a unos pocos gigahercios. Es un múltiplo de una milla.

¿Por qué los videojuegos antiguos tenían tantos píxeles?Casino Poker para Fairchild Channel F aprovechó al máximo una pantalla de 102 × 58 píxeles.

El costo de los transistores afectó a todos los componentes electrónicos que los usaban, incluidos los chips de memoria RAM. Al comienzo de la consola de juegos de computadora en 1976, la memoria digital era muy costosa. El Fairchild Canal F usó solo 2 kilobytes de RAM para almacenar una imagen de mapa de bits de la pantalla: solo 128 × 64 píxeles (102 × 58 visibles), con solo uno de los cuatro colores por píxel. Chips de RAM de capacidad similar a los cuatro chips de RAM utilizados en la venta minorista de Channel F por un total de alrededor de $ 80 en ese momento, lo que equivalía a $ 373 ajustados por inflación.

Avance rápido hasta 2021, cuando Nintendo Switch incluya 4 gigabytes de RAM que se pueden dividir entre la memoria de trabajo y la memoria de video. Supongamos que un juego usa 2 GB (2 000 000 kilobytes) de RAM de video en Switch. A los precios de RAM de 1976, esos 2.000.000 de kilobytes de RAM costarían 80 millones de dólares en 1976, o más de 373 millones de dólares en la actualidad. loco, ¿verdad? Es la naturaleza la que trasciende la lógica del cambio exponencial.

Dado que el precio de la memoria ha caído desde 1976, los fabricantes de consolas han podido incluir más RAM de video en sus consolas, lo que permite imágenes con una resolución mucho mayor. Con una mayor resolución, los píxeles individuales se hicieron más pequeños y difíciles de ver.

El Mario de hoy en Mario Odyssey usa más píxeles que la resolución completa del sistema NES.El Mario en Mario Odyssey usa tantos píxeles como la resolución completa del sistema NES. Benj Edwards/Nintendo

Nintendo Entertainment System, lanzado en 1985, podía producir una imagen con una resolución de 256 × 240 (61 440 píxeles). Hoy en día, la consola Sony PlayStation 5 puede generar imágenes de 3840 × 2160 (4K) y posiblemente una imagen de hasta 7680 × 4320 (33 177 600 píxeles). Eso es un aumento del 53,900 % en la resolución de la consola de videojuegos en los últimos 36 años.

Incluso si los gráficos de alta definición pudieran mostrarse en la década de 1980, no había forma de mover esas imágenes de la memoria y pintarlas en una pantalla a 30 o 60 veces por segundo. “Piense en el brillante cuento animado de Pixar Las aventuras de André y Wally B.”, dice Golson. “En 1984, la supercomputadora Cray necesitó $ 15 millones para crearse. »

¿Por qué los videojuegos antiguos tenían tantos píxeles?En 1984 recaudó 15 millones de dólares para horas de supercomputadora por cada fotograma del cortometraje Las aventuras de André & Wally B. Pixar. Té Negro Jengibre

Para Las aventuras de André y Wally B., Pixar devolvió miniaturas con una resolución de 512 × 488 a una velocidad de aproximadamente un fotograma cada 2 o 3 horas. Los intentos posteriores más largos requirieron renderizado de alta calidad y equipos de última generación en medio de millones de dólares. De acuerdo a Golson, en términos de gráficos fotorrealistas en tiempo real, «solo se podía hacer usando el hardware que estaba disponible en 1984. Sin mencionar el precio de venta a los consumidores». »

La resolución de TV era baja, lo que limitaba los detalles

Por supuesto, para que una consola muestre una imagen con una resolución de 4K como las consolas de gama alta de hoy en día, se necesita una pantalla que pueda hacer precisamente eso, algo que no existía en las décadas de 1970 y 1980.

Antes de la HDTV, la mayoría de las consolas de juegos utilizaban una tecnología de visualización relativamente antigua desarrollada en la década de 1950, mucho antes de que nadie esperara que pudiera reproducir videojuegos domésticos de alta resolución. Estos televisores están diseñados para recibir transmisiones en vivo a través de una antena colocada en la parte trasera.

«La única forma de conectarse al televisor era a través de la entrada de aire», dice Steve Golson, recordando su trabajo en el Atari 7800 de 1984. «Así que la consola tenía una señal compatible que generaba lo que parecía ser de su antena. Entonces estaba limitado por la posible resolución de una señal de transmisión analógica NTSC. »

Dragón doble en NESbenj edwards

Idealmente, una señal de TV analógica NTSC puede manejar aproximadamente 486 líneas de interconexión que tienen aproximadamente 640 píxeles de ancho (aunque esto varía según la aplicación debido a la naturaleza analógica del estándar). Pero poco después, los diseñadores de consolas de juegos descubrieron que podían ahorrar memoria usando solo la mitad de dos campos entrelazados NTSC por segundo para crear una alta resolución de 240 píxeles altamente estable, llamada «240p» ahora entre los entusiastas. Para mantener la relación de aspecto 4:3, limitaron la resolución horizontal a unos 320 píxeles, aunque este número exacto varía mucho de una consola a otra.

Una señal NTSC también limitaba la cantidad de colores que podía generar sin mezclarlos o lavarlos. “¡Y tenías que hacerlo hermoso para las muchas personas que todavía tenían televisores en blanco y negro! Esto restringió aún más sus opciones de color ”, dice Golson.

Para superar esta limitación, las PC comenzaron a utilizar pantallas de alta resolución que no eran de televisión a principios de la década de 1980. «La PC de IBM y sus clones han estimulado un gran mercado para monitores de color separados que pueden manejar al menos VGA (640 x 480)», dice Joe Decuir. “Sin embargo, los jugadores no los obtuvieron hasta la década de 1990, para juegos relacionados con PC. »

¿Por qué los videojuegos antiguos tenían tantos píxeles?Con 512 × 448 píxeles, Popeye de Nintendo era un juego de alta resolución para 1982, pero requería una costosa máquina recreativa y un monitor especial para funcionar. nintendo

Algunos juegos de arcade antiguos, como Popeye (1982) de Nintendo, aprovecharon resoluciones mucho más altas (512 × 448) que los monitores de arco podían usar usando un modo de video no estándar entrelazado, pero estos juegos no podían jugar en consolas de juegos domésticas. . el tiempo sin compromiso gráfico al cambiar a consolas domésticas.

Además, las pantallas actuales difieren en términos de nitidez y detalle, lo que exagera el efecto de pixelado en algunos juegos más antiguos. Era lo que parece cuadrado y aburrido en un monitor LCD moderno. a menudo suavizado cuando se muestra en un monitor CRT antiguo o en un televisor.

El espacio de almacenamiento también establece límites en la complejidad gráfica

En los juegos de consola y PC, la complejidad de los gráficos estaba limitada no solo por las capacidades de visualización y la velocidad lógica, sino también por cómo se almacenaban en medios extraíbles que podían distribuirse a los clientes.

“La gente realmente no comprende el entorno limitado en el que trabajábamos en términos de espacio de almacenamiento y tiempo de procesamiento”, dice Mark Ferrari. “El espacio en disco era invaluable en ese momento. »

Cabezal de disquete de 5,25Disquete de 5,25 fla y disquete de 3,5″. benj edwards

Cuando Ferrari sacaba sus gráficos para Lucasfilm, tu juego tenía que montarse en un puñado de disquetes que solo podían almacenar alrededor de 1,4 megabytes cada uno. Si bien Lucasfilm comprimió las ilustraciones de sus juegos, la limitación en la cantidad de datos que Ferrari podía incluir provino no solo de la solución de tarjetas gráficas para PC de IBM, sino también de la capacidad de almacenamiento de los propios disquetes.

Pero, al igual que los precios de la memoria, el costo de almacenar datos gráficos en medios extraíbles también se ha reducido exponencialmente. En el lado de la consola, el cartucho Fairchild Channel F contenía alrededor de 2 kilobytes de datos en 1976, mientras que las tarjetas de juego Nintendo Switch pueden almacenar hasta 32 000 000 kilobytes de datos (32 GB). Eso es 16 millones de veces más espacio de almacenamiento, proporcionando mucho más espacio para datos gráficos detallados.

El fin del píxel visible… y un nuevo comienzo

En 2010, Apple introdujo una «pantalla retina» en el iPhone 4, una pantalla con una resolución lo suficientemente alta como para que el ojo humano (a una distancia de visualización estándar) ya no pueda distinguir entre píxeles individuales. Desde entonces, estas pantallas de alta resolución se han trasladado a tabletas, computadoras de escritorio y portátiles.

iPhone de Apple con pantalla retina.Iphone con pantalla retina. manzana

Por un tiempo, los días del pixel art parecían haber terminado. Pero el pixel art de bajo acceso no se ha ido. De hecho, está en auge.

A partir de finales de la década de 2000, los desarrolladores de juegos independientes comenzaron a tomarse en serio la estética del pixel art. Hicieron esto en parte por motivos nostálgicos y también porque en algunos casos es más fácil para un pequeño equipo de desarrolladores de gráficos de bloques crear un bloque más simple que las ilustraciones detalladas de alta resolución vistas por profesionales. (Como en todo, hay excepciones: crear poderosas animaciones fluidas con sprites 2D, por ejemplo, es un proceso muy laborioso).

Los juegos de bloques de píxeles como Stardew Valley y Minecraft evocan la sensación de un tiempo más simple, al mismo tiempo que brindan instalaciones modernas de diseño de juegos.

¿Por qué los videojuegos antiguos tenían tantos píxeles?Stardew Valley usa pixel art para evocar recuerdos nostálgicos. PreocupadoApe LLC

Mark Ferrari mira a estos modernos artistas de píxeles con respeto y homenaje. “Estaba haciendo pixel art porque no había otra opción. No era una opción, era una necesidad”, dijo Ferrari. “Las personas que hacen pixel art ahora tienen una opción. Actualmente no existe ningún requisito técnico en el mundo para hacer pixel art. Pero lo eligen tan estéticamente como les gusta.

Entonces, si bien el pixel art alguna vez fue una limitación, ahora es una estética artística valiosa que nunca desaparecerá, todo gracias a este breve período en la historia en el que los artistas hicieron lo que pudieron con tecnología limitada en el tiempo. ¡Píxeles para siempre!

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2022-09-26

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