『スーパー マリオ ブラザーズ』や『マリオ ギャラクシー』をプレイしたことがある方は、おそらく単なる楽しいビデオゲームだと思ったことでしょう。しかし、楽しいとは真剣なものでもあります。スーパー マリオには、グラフィックスとその背後にある概念について、予想外の教訓が詰まっています。
画像テクノロジーの基本 (およびその一部) は、みんなが大好きな小さな配管工の助けを借りてすべて説明できます。したがって、ピクセル、ポリゴン、コンピューター、数学についてマリオから何を学べるか、そして私が初めてマリオに会ったときに覚えているあのブロック状の古いグラフィックスについてのよくある誤解を払拭するために読み進めてください。
解像度、スプライト、ビットマップ、スーパーマリオブラザーズ
ビデオゲームは、ピクセル (絵素の略) と呼ばれる単一の画像情報でテレビやモニターに表示されます。これらの基本ユニットは、より古い、より基本的なビデオゲームやコンソールの時代には、ビデオゲームが持つことができる唯一の種類のアートワークを構成していました。これらはスプライトと呼ばれることもありますが、ビデオ ゲームの文脈ではビットマップ イメージの別名です。ビットマップは画像ファイルを表す最も単純な用語です。名前から、画像を構成するビットの単純なマップであることがわかるでしょう。
古典的なスーパー マリオ ブラザーズ時代のマリオについて考えるとき、スプライトが描かれた大きくて不格好なピクセルを思い浮かべます。結局のところ、オリジナルの Nintendo Entertainment System の有効解像度は 256 x 224 ピクセルのみで、合計で 256 x 240 ピクセルしか実現できませんでした。
最近のゲーム機と比べると、NES は情けないほど解像度が低いです。解像度は、表示に使用できるピクセルの総数として定義できます。これは、マリオ、ロゴのビットマップ、デジタル写真など、あらゆる種類のグラフィックに当てはまります。ピクセルが多いほど、より良い画像を作成できる可能性が常に高くなります。
標準解像度 480p しか対応できない Wii 本体でさえ、それ以上の解像度を備えた高解像度テレビでも 640 x 480 ピクセルを表示します。ただし、違いは明らかです。マリオは以前よりもかなり高解像度になっています。
スプライト対ポリゴン、またはピクセル対ベクター
最近のビデオゲームの多くは、グラフィックスの最近の傾向に従って、古いゲームの美学を放棄しています。これらのゲームは、ポリゴンと呼ばれるベクトル形状を使用してキャラクターを作成します。これは、ジオメトリから覚えているかもしれません (または覚えていないかもしれません)。多角形は、「限られた数の点と線分から作成できる任意の形状」と定義できます。
ビットマップ、またはスプライトは、グリッド上に配置された色の文字通りのマッピングであるファイルから作成されるため、クラシックなマリオで見慣れたブロック状のテクスチャが作成されます。新しいマリオは、ポリゴンを使用して 3 次元空間で彫刻されており、古いマリオほど制限がありません。彼は、数学で作られた一種の「世界」の中に「存在」しており、ホワイトボード上で代数グラフをブロックアウトするときに多角形を描くのと同じ方法で、ますます高速化するコンピューターによってグラフ化されます。
これらの基本的な多角形、線分、および点はプリミティブと呼ばれ、ピクセルがビットマップの基本単位であるのと同じように、これらはこの数学的世界の基本単位です。ただし、ビットマップとは異なり、解像度がありません。新しいゲームでカメラがマリオにどのようにズームインするか、そしてマリオがブロック状でぎこちないピクセルバージョンに決して戻らないように見えることを考えてください。基本的に、ポリゴンのマリオを好きなように動かすことができ、マリオはきれいで鮮明で高解像度のままです。
画像のラスタライズ、またはドンキーコングがどのようにしてスーパーファミコンに登場したか
最近のマリオカート ゲームをプレイしたことがある方は、おそらくマリオの昔の宿敵ドンキーコングについてよくご存じでしょう。ドンキーコングは、90 年代半ばの『ドンキーコング カントリー』と呼ばれる一連のマリオスタイルのラン＆ジャンプ アクション ゲームに主演しました。このゲームでは、実際にはそれができないシステム上でコンピュータ レンダリングされたポリゴン スタイルのグラフィックスを誇っていました。スーパーファミコン。この作品を実現するために、どんな奇跡が起きたのでしょうか？
結局のところ、任天堂とパートナーの RARE は、視聴者に向けてある種の素早い成果をもたらしました。 『ドンキーコング』とその続編、および RARE の他の多くのゲームでは、ラスタライゼーションと呼ばれるプロセスを使用して、ポリゴン グラフィックスを 2 次元のピクセルベースの表現に変換しました。これにより、グラフィックスがハイテクで美しく、エキゾチックであると考えられていた時代に、コンピューターでレンダリングされた高度なグラフィックスの幻想が生まれました。
ラスタライズは、ポリゴン グラフィックのデジタル写真を撮ること、つまり 3D の非ピクセル ベースのグラフィックをグリッドに並べてピクセルでレンダリングすることと考えることができます。ラスターという言葉自体は、「ビットマップ」の同義語としてよく使用されます。 「コング王国の 3D アドベンチャー」には実際には「3D」は何もなく、当時最高のコンピューター生成グラフィックスから作られた質素なピクセル スプライトでした。 （少なくとも任天堂によれば）
8 ビット画像と 8 ビット プロセッサ
最もよくある誤解の 1 つは、NES グラフィックスは 8 ビット グラフィックスであり、SNES と SEGA システムは 16 ビットだったということです。これらの数値はそれらのシステムと密接に関連していましたが、画面上の画像を正確に説明するものではありませんでした。実際、NES は 6 ビットのグラフィックスを備えていましたが、スーパー ファミコンは 15 ビットのカラーを備えていましたが、一度に画面上に表示できるグラフィックスは 8 ビットのみに制限されていました。混乱した？これらの 8 ビットと 16 ビットが実際に何を意味するのかを簡単に見てみましょう。
ビットはコンピュータが処理する情報の最小ビットであり、8 ビット プロセッサは 1 サイクルでオクテット (8 ビット) を処理する能力を持っています。 SNES や Sega Genesis には 1 サイクルあたり 16 ビットの処理が可能なプロセッサがあったのと同様に、Nintendo Entertainment System には 8 ビットのプロセッサが搭載されていました。ほとんどのコンピューターに搭載されている最新のプロセッサーは、1 秒あたり数十億サイクルで発生する 1 サイクルあたり 32 ビットまたは 64 ビットを可能にするアーキテクチャを備えています。
しかし、画像について話している場合、8 ビットはまったく異なる意味を持ちます。 8 ビット画像には 2 つの 8 色、つまり合計 256 色が使用可能です。園芸品種 JPG は 24 ビットで、赤、緑、青の 3 つのチャネルで構成され、各チャネルに 2 つの 8 色が含まれます。つまり、NES では実際に 2 6 色が利用可能でしたが、SNES では 2 15 色がありましたが、2 8 色 しか表示できませんでした。上のマリオの画像を見ると、実際に 8 ビット表現であるのは最初の 2 つだけです。最初の画像は 256 のグレーの階調でレンダリングされ、2 つ目は 256 の色の階調で GIF スタイルの拡散でレンダリングされています。 3 番目は 24 ビット JPG で、合計 2 つの 24 色があります。したがって、次回誰かが「8 ビット グラフィックス」について話したときは、誇らしげにその内容を修正し、スーパー マリオから少し助けて学んだことを伝えてください。
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マリオのすべての画像の著作権は任天堂にあり、フェアユースであるとみなされます。 Swarmer2010 による Minecraft マリオ。
