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極小的素極世界上像素，極大的???世界 ???「上」

在這一篇，我會嘗試去從技術的素極世界上角度解釋 8-bit 游戲的基本設計原理與方法，由于篇幅原因分成上、???下兩篇。素極世界上

Lapy酵母12 小時前本文系用戶投稿，不代表機核網觀點?? 未經作者授權 禁止轉載

” 像素藝術這玩意兒真他媽難,素極世界上 給它點尊重。“ ” This ???art shit is hard. Respect it. “

在上篇中，我講述了策展人 Jon M. Gibson 與iam8bit 的素極世界上故事，留下了一個待解決的???問題，也是素極世界上本次主題的核心：為什么偏偏是 8-bit？幾個小小的像素塊，竟成了一代玩家的???童年回憶。要回答這個問題，素極世界上我們得暫時離開展廳，???回到機器本身——Commodore 64、素極世界上ZX Spectrum、NES等等——硬件的技術限制。在這一部分，我嘗試用 "最小必要知識" 的邏輯、從三個方面說明 8-bit 藝術的魅力：

• 對 8-bit 的簡單釋義；
• 色彩與圖形系統的約束；
• 設計師是如何突破限制的？

不用害怕看不懂喲，筆者我可是參考了很多可靠資料并精心整合的??（os：若有錯誤，很希望有大佬們提出建議和指正！）---

1、8-bit 的簡單釋義

“bit” 指二進制中的一位，是信息的最小單位。8-bit 一詞本身指的是 CPU 一次能處理的數據寬度（8 位）, 再加上當時的系統只能處理和顯示有限數量的像素和顏色，所以屏幕上的內容最終都以 “像素塊” 的形式呈現。先以機器 Commodore 64 (C64) 為例，讓我們通過下圖快速了解一個基本原理：

我們假設分辨率固定：320×200 ≈ 64K 個像素，且已知 "顯存 = 像素數量 × 色深" ，現在繼續拆解：

• 色深 指每個像素需要用到多少 bit 才能顯示顏色，比如1-bit = 為了呈現黑白兩色，每個像素需占用1 bit；
• 1-bit 顯存 = “64,000 pixels × 1 bit = 64,000 bits”，指呈現 “黑白兩色” 需要用到 64,000 bits；
• 字節 是一個內存數據單位，8 bits = 1字節\byte，“64,000 ÷ 8 = 8,000 bytes ≈ 8 KB”

在當時，視頻芯片與 CPU 共享內存，而一個強大的機器也不過只有64K的內存，也就是說，當你想要一張256種顏色的靜止畫面時，就幾乎把整機的內存吃滿了，這還不包括程序代碼。怎么樣，是不是已經感覺到了一股無形的壓力？讓我們繼續探索~

2、色彩與圖形系統的約束

為了最大限度的展現畫面，聰明絕頂的工程師們想出了多個解決方案，其中最流行的便是“色彩單元” (color cells)。此方法將屏幕分成數個8×8 區域 (tile)，并以把每個區域 (tile) 分成 “前景+背景” 兩種顏色，成功將顏色擴充到了2個 (如下圖)

但這還不夠，C64的工程師們在此基礎上又想到了一個名為“多色彩模式” (multicolor mode) 的方法，即將原本8x8框架中的像素變成兩倍寬，雖然減少了一半的分辨率 (比如 320×200分辨率變成160×200)，但換取了更多的色彩，現在，每個區域 (tile) 都可以使用4種顏色了。

現在你可能會問：“ 這么對比來看，馬里奧的畫面好像更多彩，那又是如何實現的呢？” 實際上，盡管不同 8bit 主機采用的圖像架構不同，但它們面對的是同一個難題：顯存極其有限時，必須通過 ‘色彩單元’ 去節省存儲。 休息一下，接下來我將加入NES的案例來繼續探索~---根據上述內容我們得知：C64 選擇的方法，是把每個像素變成兩倍寬，從而在 8×8框架內，讓一個“色彩單元”能使用 4 種顏色。這就是“多色彩模式”；但 NES 采用的是完全不同的思路：它沒有改變像素尺寸，而是把背景分解成一個個更大的 16×16 屬性區塊 (attribute block)，并預先準備了 4套背景調色板；每套調色板都是「1個全局背景色（backdrop）+ 3個子顏色」，其中屬性區塊負責在每個 16×16 區域里，控制這4個區域 (tile) 的用色。但這樣排列下來的結果就是：整屏真正在同時出現的不同顏色，大概也就二十來種。

此外，整個畫面還被分成 “ 精靈圖 (Sprite, 比如馬里奧等動態圖) ” 與 背景 (靜態圖) 兩層。雖然NES最多可顯示64種顏色，但經由上述原因，最終給與設計師的選擇少的可憐，比如下圖中：

• 1個背景=1個背景色 (藍色) + 4個子調色板 = 最多13個顏色；
• 1個馬里奧=精靈圖=多個區域 (tile) 拼合，整個精靈層最多使用12個顏色。

還有，屏幕上一次性只能顯示64個精靈圖，且由于掃描器的原因，在同一條水平的掃描線上，最多只能畫 8 個精靈。比如游戲里，你會看到一些角色在擁擠場面里一閃一閃的，這就是原因所在。寫到這，先不說大家了，就連筆者的頭頂已經癢癢的了...

現在讓我一句話總結一下這一節的要點：對于硬件的限制，C64 的工程師們采用 “縮減分辨率以換更多顏色” 的策略；NES 的工程師們則 “將畫面切成小格子并嚴格控制每格能用的調色板” ——雖然大家都很努力，但結果就是，兩臺機器的限制都迫使設計師們必須用極少的顏色、極簡的造型和強烈的色塊來設計每一個圖形。下一篇，就來看看設計師們是如何將創意思維發揮到極致。--- 文中相關圖片為筆者實拍或來自 iam8bit 官方網站、公開媒體報道，僅用于文化研究與非商業分享。參考資料： -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.