极小的像素，极大的世界🕹️「上」

本文系用户投稿，不代表机核网观点

⚠️ 未经作者授权禁止转载

 
” 像素艺术这玩意儿真他妈难, 给它点尊重。“
 ” This art shit is hard. Respect it. “
在上篇中，我讲述了策展人 Jon M. Gibson 与iam8bit 的故事，留下了一个待解决的问题，也是本次主题的核心：为什么偏偏是 8-bit？几个小小的像素块，竟成了一代玩家的童年回忆。
要回答这个问题，我们得暂时离开展厅，回到机器本身——Commodore 64、ZX Spectrum、NES等等——硬件的技术限制。
在这一部分，我尝试用 "最小必要知识" 的逻辑、从三个方面说明 8-bit 艺术的魅力：
对 8-bit 的简单释义；
色彩与图形系统的约束；
设计师是如何突破限制的？
不用害怕看不懂哟，笔者我可是参考了很多可靠资料并精心整合的😉
（os：若有错误，很希望有大佬们提出建议和指正！）
---
1、8-bit 的简单释义
“bit” 指二进制中的一位，是信息的最小单位。8-bit 一词本身指的是 CPU 一次能处理的数据宽度（8 位）, 再加上当时的系统只能处理和显示有限数量的像素和颜色，所以屏幕上的内容最终都以 “像素块” 的形式呈现。先以机器 Commodore 64 (C64) 为例，让我们通过下图快速了解一个基本原理：

我们假设分辨率固定：320×200 ≈ 64K 个像素，且已知 "显存 = 像素数量 × 色深" ，现在继续拆解：
色深 指每个像素需要用到多少 bit 才能显示颜色，比如1-bit = 为了呈现黑白两色，每个像素需占用1 bit；
1-bit 显存 = “64,000 pixels × 1 bit = 64,000 bits”，指呈现 “黑白两色” 需要用到 64,000 bits；
字节 是一个内存数据单位，8 bits = 1字节\byte，“64,000 ÷ 8 = 8,000 bytes ≈ 8 KB”
在当时，视频芯片与 CPU 共享内存，而一个强大的机器也不过只有64K的内存，也就是说，当你想要一张256种颜色的静止画面时，就几乎把整机的内存吃满了，这还不包括程序代码。怎么样，是不是已经感觉到了一股无形的压力？让我们继续探索~ 
2、色彩与图形系统的约束
为了最大限度的展现画面，聪明绝顶的工程师们想出了多个解决方案，其中最流行的便是“色彩单元” (color cells)。此方法将屏幕分成数个8×8 区域 (tile)，并以把每个区域 (tile) 分成 “前景+背景” 两种颜色，成功将颜色扩充到了2个 (如下图)

 但这还不够，C64的工程师们在此基础上又想到了一个名为“多色彩模式” (multicolor mode) 的方法，即将原本8x8框架中的像素变成两倍宽，虽然减少了一半的分辨率 (比如 320×200分辨率变成160×200)，但换取了更多的色彩，现在，每个区域 (tile) 都可以使用4种颜色了。

现在你可能会问：“ 这么对比来看，马里奥的画面好像更多彩，那又是如何实现的呢？”
 实际上，尽管不同 8bit 主机采用的图像架构不同，但它们面对的是同一个难题：显存极其有限时，必须通过 ‘色彩单元’ 去节省存储。
 休息一下，接下来我将加入NES的案例来继续探索~
---
根据上述内容我们得知：
C64 选择的方法，是把每个像素变成两倍宽，从而在 8×8框架内，让一个“色彩单元”能使用 4 种颜色。这就是“多色彩模式”；但 NES 采用的是完全不同的思路：
它没有改变像素尺寸，而是把背景分解成一个个更大的 16×16 属性区块 (attribute block)，并预先准备了 4套背景调色板；每套调色板都是「1个全局背景色（backdrop）+ 3个子颜色」，其中属性区块负责在每个 16×16 区域里，控制这4个区域 (tile) 的用色。但这样排列下来的结果就是：整屏真正在同时出现的不同颜色，大概也就二十来种。

此外，整个画面还被分成 “ 精灵图 (Sprite, 比如马里奥等动态图) ” 与 背景 (静态图) 两层。虽然NES最多可显示64种颜色，但经由上述原因，最终给与设计师的选择少的可怜，比如下图中：
 1个背景=1个背景色 (蓝色) + 4个子调色板 = 最多13个颜色； 
1个马里奥=精灵图=多个区域 (tile) 拼合，整个精灵层最多使用12个颜色。

还有，屏幕上一次性只能显示64个精灵图，且由于扫描器的原因，在同一条水平的扫描线上，最多只能画 8 个精灵。比如游戏里，你会看到一些角色在拥挤场面里一闪一闪的，这就是原因所在。
写到这，先不说大家了，就连笔者的头顶已经痒痒的了...

现在让我一句话总结一下这一节的要点：
对于硬件的限制，C64 的工程师们采用 “缩减分辨率以换更多颜色” 的策略；NES 的工程师们则 “将画面切成小格子并严格控制每格能用的调色板”
 ——虽然大家都很努力，但结果就是，两台机器的限制都迫使设计师们必须用极少的颜色、极简的造型和强烈的色块来设计每一个图形。
下一篇，就来看看设计师们是如何将创意思维发挥到极致。
--- 
文中相关图片为笔者实拍或来自 iam8bit 官方网站、公开媒体报道，仅用于文化研究与非商业分享。
参考资料：
 -Ben Reeves. Pac-Man's Creator On The Legacy, Pizza, And The Future. Game Informer, 19 June 2020.
 -Bitvint Editorial Team. How Donkey Kong Saved Nintendo and Changed Arcade Gaming Forever.
 -“How ‘oldschool’ graphics worked Part 1 – Commodore and Nintendo.” YouTube video.
 -“WHAT IS 8-BIT? | What are 8-bit graphics, anyway?” YouTube video
 -“PPU attribute tables.” NESdev Wiki.