Por que os videogames antigos eram tão pixelizados?
Nintendo
A maioria dos jogos de computador e videogames criados no século 20 apresentava gráficos em blocos e pixelados. Se você não cresceu com eles (ou nunca prestou atenção aos detalhes técnicos), pode estar se perguntando por quê. Exploraremos as origens da pixel art e como os gráficos explodiram em complexidade ao longo do tempo.
A resposta curta: a resolução foi limitada pelo custo e pela tecnologia disponível
A arte em pixels nos videogames mais antigos — onde a resolução da tela é baixa o suficiente para que os pixels sejam óbvios e em blocos — foi em grande parte o resultado de aparelhos de televisão de baixa resolução e o alto custo dos chips de memória e da lógica digital na época em que esses jogos foram criados em relação aos dias de hoje.
Embora fosse possível criar uma imagem estática digital com resolução HD no final dos anos 1970, a tecnologia para animá-la em tempo real não existia até muito mais tarde. Essa tecnologia era muito cara para ser colocada em um produto de entretenimento produzido em massa que os consumidores podiam pagar até meados dos anos 2000.
Benj Edwards
Os designers de jogos fizeram o que puderam com a tecnologia limitada disponível na época, usando gráficos em blocos e pixelados em forma de mosaico para ilustrar seus jogos para consoles, como o Atari 2600, NES , Sega Genesis e muitos mais.
“ Faríamos um esboço em papel milimetrado e, em seguida, digitalizaríamos esses desenhos, ” diz Joe Decuir, que co-criou o console de jogos Atari 2600 e programou um de seus primeiros jogos. “ Lembro-me claramente de como os tanques pareciam desajeitados em Combate. ”
A versão EGA do Loom para o IBM PC. Lucasfilm
Mesmo os artistas do lado dos jogos para PC tiveram que lidar com imagens de baixa resolução e cores relativamente baixas em comparação com os dias de hoje. “ Ter que trabalhar nesses tijolos gigantes de cor sólida e estar limitado a apenas 16 cores terríveis que haviam sido escolhidas para nós antes do tempo, das quais não havia variação, era um obstáculo tremendo, ” diz Mark Ferrari, que desenhou os gráficos EGA para jogos da Lucasfilm no IBM PC, como Zak McKracken, Loom e The Secret of Monkey Island.
Mas os artistas abraçaram as limitações e criaram clássicos atemporais de qualquer maneira. Vamos dar uma olhada mais detalhada em quais recursos técnicos levaram a essas limitações e por que a arte pixelizada do jogo se tornou menos necessária com o tempo.
Como funcionam os gráficos de videogame
Os gráficos de jogos digitais têm tudo a ver com pixels — como você os armazena, como os processa e como os exibe. Mais pixels por polegada significa mais detalhes, mas quanto mais pixels você tem, mais potência de hardware você precisa para controlá-los.
A palavra “ pixel ” originou-se como uma abreviatura do termo “ elemento de imagem, ” cunhado por pesquisadores da computação na década de 1960. Pixels são a menor parte possível de qualquer imagem digital, independentemente da resolução. Em computadores modernos, eles geralmente são quadrados — mas nem sempre, dependendo da proporção do dispositivo de exibição.
Benj Edwards / Nintendo
Em termos abstratos, a maioria dos gráficos de videogame funcionam armazenando uma grade de pixels (conhecida como bitmap) em uma parte da memória de vídeo chamada de frame buffer. Um circuito especial então lê essa memória e a traduz em uma imagem na tela. A quantidade de detalhes (resolução) e o número de cores que você pode armazenar nessa imagem estão diretamente relacionados à quantidade de memória de vídeo disponível em seu computador ou console de jogo.
Alguns dos primeiros jogos de console e arcade não usavam buffers de quadros. Na verdade, o console Atari 2600, lançado em 1977, manteve seus custos baixos usando lógica dedicada para gerar um sinal em tempo real conforme a linha de varredura da televisão descia pela tela. “ Estávamos tentando ser baratos, mas isso colocou a vertical nas mãos dos programadores, que eram muito mais espertos do que os designers de hardware imaginavam, ” diz Decuir de 2600.
Nos casos de jogos de buffer pré-frame, o detalhe gráfico era limitado pelo custo do circuito de suporte (como nos primeiros jogos de arcade lógico discreto do Atari) ou pelo tamanho do código do programa (como no Atari 2600).
Mudanças exponenciais na memória e resolução
A escala de melhorias nas capacidades técnicas de computadores e consoles de jogos foi exponencial nos últimos 50 anos, o que significa que o custo da memória digital e da capacidade de computação diminuiu a uma taxa que desafia o bom senso.
Isso porque o aprimoramento das tecnologias de fabricação de chips permitiu aos fabricantes colocar exponencialmente mais transistores em uma determinada área em um pedaço de silício, permitindo aumentos dramáticos na memória, velocidade da CPU e complexidade do chip gráfico.
“ Sério, são quantos transistores você poderia usar? ” afirma Steve Golson, co-designer do chip gráfico do Atari 7800 e co-criador de Pac-Man, entre outros jogos. “ Com algumas dezenas de milhares de transistores, você tem o Atari 2600. Com dezenas de bilhões de transistores, você obtém consoles modernos. Isso é um milhão de vezes mais. E a velocidade do clock aumentou de alguns megahertz para alguns gigahertz. Isso é um aumento de mil vezes. ”
O Casino Poker para o Fairchild Channel F fez o melhor de uma tela de 102 & # 215; 58 pixels.
O custo dos transistores impactou todos os componentes eletrônicos que os utilizavam, incluindo os chips de memória RAM. No início do console de videogame computadorizado em 1976, a memória digital era muito cara. O Fairchild Channel F usava meros 2 kilobytes de RAM para armazenar uma imagem bitmap da tela — apenas 128 & # 215; 64 pixels (102 & # 215; 58 visíveis), com apenas uma das quatro cores por pixel. Os chips de RAM de capacidade semelhante aos quatro chips de RAM usados no Canal F eram vendidos por cerca de US $ 80 no total na época, que são US $ 373 ajustados pela inflação.
Avance para 2021, quando o Nintendo Switch inclui 4 gigabytes de RAM que podem ser compartilhados entre a memória de trabalho e a memória de vídeo. Suponhamos que um jogo use 2 GB (2.000.000 de kilobytes) de RAM de vídeo no switch. A preços de RAM de 1976, esses 2.000.000 kilobytes de RAM teriam custado $ 80 milhões em 1976 - que é mais de $ 373 milhões hoje. Insano, certo? Essa é a natureza que desafia a lógica da mudança exponencial.
Como o preço da memória caiu desde 1976, os fabricantes de console foram capazes de incluir mais RAM de vídeo em seus consoles, permitindo imagens de resolução muito mais alta. Com mais resolução, os pixels individuais se tornaram menores e mais difíceis de ver.
O Mario em Mario Odyssey usa quase tantos pixels quanto a resolução do sistema NES inteiro. Benj Edwards / Nintendo
O Nintendo Entertainment System, lançado em 1985, pode produzir uma imagem de resolução 256 & # 215; 240 (61.440 pixels). Hoje, um console Sony PlayStation 5 pode produzir uma imagem de 3840 & # 215; 2160 (4K) e, potencialmente, uma de até 7680 & # 215; 4320 (33.177.600 pixels). Isso é um aumento de 53.900% na resolução do console de videogame nos últimos 36 anos.
Mesmo se fosse possível exibir gráficos de alta definição na década de 1980, não havia como mover essas imagens da memória e pintá-las em uma tela 30 ou 60 vezes por segundo. “ Considere o maravilhoso curta-metragem de animação da Pixar, As Aventuras de André & Wally B., ” diz Golson. “ Em 1984, este filme exigiu um supercomputador Cray de US $ 15 milhões para ser criado. ”
Em 1984, um supercomputador de US $ 15 milhões levou horas para renderizar cada frame do curta-metragem The Adventures of André & Wally B. Pixar
For The Adventures of André & Wally B., Pixar renderizou 512 & # 215; 488 quadros de resolução detalhados a uma taxa de aproximadamente um quadro a cada 2-3 horas. Trabalhos de alta resolução tentados posteriormente levaram muito mais tempo de renderização e equipamentos multimilionários de classe mundial. De acordo com Golson, quando se tratava de gráficos fotorrealísticos em tempo real, “ isso simplesmente não poderia ser feito usando o hardware disponível em 1984. Muito menos em um ponto de preço para ser vendido aos consumidores. ”
A resolução do aparelho de TV era baixa, limitando os detalhes
Obviamente, para que um console exiba uma imagem com resolução de 4K como os consoles de última geração de hoje, você precisa de um monitor capaz de fazer isso, o que não existia nos anos 1970 e &’ 80s.
Antes da era HDTV, a maioria dos consoles de jogos utilizava tecnologia de exibição relativamente antiga desenvolvida na década de 1950 — muito antes de qualquer um antecipar jogar videogames domésticos de alta resolução. Esses aparelhos de TV foram projetados para receber transmissões pelo ar por meio de uma antena conectada na parte traseira.
“ A única maneira de conectar à TV era por meio da entrada da antena, ” diz Steve Golson, relembrando seu trabalho no Atari 7800 em 1984. “ Portanto, o console teve que gerar um sinal compatível que parecia estar vindo de sua antena. Portanto, você estava limitado pela possível resolução de um sinal de transmissão NTSC analógico. ”
Benj Edwards
Idealmente, o sinal de TV analógico NTSC pode lidar com cerca de 486 linhas entrelaçadas com cerca de 640 pixels de largura (embora isso varie com base na implementação devido à natureza analógica do padrão) . Mas logo no início, os designers de consoles de jogos descobriram que podiam economizar memória usando apenas metade dos dois campos entrelaçados por segundo do NTSC para criar uma imagem muito estável de 240 pixels de altura, agora chamada de “ 240p ” entre os entusiastas. Para manter a proporção de 4: 3, eles limitaram a resolução horizontal a cerca de 320 pixels, embora esse número exato variasse consideravelmente entre os consoles.
O sinal NTSC também restringiu o número de cores que você poderia gerar sem que elas se misturassem ou desbotassem. “ E você tinha que fazer com que parecesse bonito para as muitas pessoas que ainda tinham TVs em preto e branco! Isso limitou ainda mais suas opções de cores, ” diz Golson.
Para contornar essa restrição, os computadores pessoais começaram a usar telas de alta resolução não televisivas no início dos anos 1980. “ O IBM PC e seus clones inspiraram um grande mercado de monitores coloridos separados que suportavam pelo menos VGA (640 x 480), ” adiciona Joe Decuir. “ No entanto, os jogadores não conseguiram isso até a década de 1990, para jogos conectados ao PC. ”
Com 512 & # 215; 448 pixels, o Popeye da Nintendo era um jogo de alta resolução para 1982, mas exigia um arcade caro máquina e um monitor especial para trabalhar. Nintendo
Alguns jogos de arcade antigos, como o Popeye da Nintendo (1982), tiraram proveito de resoluções muito mais altas (512 & # 215; 448) possibilitadas por monitores de arcade usando um modo de vídeo entrelaçado não padrão, mas esses jogos não podia ser reproduzido em consoles de jogos domésticos no momento sem comprometimento gráfico quando traduzido para consoles domésticos.
Além disso, as telas são diferentes atualmente em nitidez e precisão, exagerando o efeito de pixelização em alguns jogos mais antigos. O que parecia quadrado e em bloco em um monitor LCD moderno costumava ser suavizado quando exibido em um monitor CRT antigo ou aparelho de TV.
O espaço de armazenamento também define limites para a complexidade gráfica
Em jogos de console e de computador, a complexidade dos gráficos era limitada não apenas pelos recursos de exibição e velocidade lógica, mas também pela forma como eram armazenados em mídia removível que podia ser distribuída aos clientes.
“ Hoje em dia, as pessoas não começam a entender em que ambiente limitado estávamos trabalhando em termos de espaço de armazenamento e tempo de processamento, ” diz Mark Ferrari. “ O espaço em disco era realmente precioso naquela época. ”
A 5.25 & # 8243; disquete e um 3,5 & # 8243; disquete. Benj Edwards
Na época em que Ferrari desenhou seus gráficos para a Lucasfilm, um jogo tinha que caber em um punhado de disquetes que só podiam armazenar cerca de 1,4 megabytes cada. Embora a Lucasfilm tenha compactado a arte do jogo, a limitação de quantos detalhes a Ferrari poderia incluir veio não apenas da resolução da placa de vídeo IBM PC, mas também da capacidade de armazenamento dos próprios disquetes.
Mas, assim como os preços da memória, o custo de armazenamento de dados gráficos em mídia removível também caiu exponencialmente. No lado do console, um cartucho Fairchild Channel F continha cerca de 2 kilobytes de dados em 1976, enquanto os Nintendo Switch Game Cards podem armazenar até 32 milhões de kilobytes de dados (32GB). Isso é 16 milhões de vezes mais espaço de armazenamento, fornecendo muito mais espaço para dados gráficos detalhados.
O fim do pixel visível … e um novo começo
Em 2010, a Apple lançou uma “ tela Retina ” no iPhone 4 — uma tela com resolução alta o suficiente para que a olho nu (a uma distância de visualização padrão) não consiga mais distinguir pixels individuais. Desde então, esses monitores de ultra alta resolução foram migrados para tablets, desktops e laptops.
Um iPhone com tela Retina. Apple
Por um tempo, parecia que talvez os dias da pixel art finalmente tivessem acabado completamente. Mas a arte em pixels de baixa resolução não desapareceu. Na verdade, está em alta.
A partir do final dos anos 2000, os desenvolvedores de jogos independentes começaram a abraçar a estética retro do pixel art com seriedade. Eles fizeram isso parcialmente por motivos nostálgicos e também porque, em alguns casos, é mais fácil para uma pequena equipe de desenvolvedores criar gráficos de blocos mais simples do que ilustrações detalhadas de alta resolução que parecem profissionais. (Como em tudo, há exceções — criar animações convincentes e suaves com sprites 2D é um processo muito trabalhoso, por exemplo.)
Jogos de pixels em blocos, como Stardew Valley e Minecraft, evocam sensações de uma época mais simples, ao mesmo tempo que oferecem as conveniências que vêm com o design de jogo moderno.
Stardew Valley usa pixel art para evocar memórias nostálgicas. ConcernedApe LLC
Mark Ferrari olha para esses artistas de pixel modernos com admiração e reverência. “ Estava fazendo pixel art porque não havia alternativa. Não foi uma escolha, foi uma necessidade, ” diz Ferrari. “ As pessoas que fazem pixel art agora o fazem por opção. Não há mais um imperativo técnico no mundo agora para fazer pixel art. Mas eles estão escolhendo isso como uma estética porque adoram. ”
Portanto, embora a pixel art já tenha sido uma restrição, agora é uma estética da arte preciosa que provavelmente nunca desaparecerá, e é tudo graças a um período muito curto na história em que os artistas faziam o que podiam com a tecnologia limitada da época. Pixels para sempre!
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