Retro-Pixelgrafik – 8-Bit oder 8-Bitish?

Grafische Benutzeroberflächen (engl. graphical user interfaces – GUIs) sind ein allgegenwärtiger Bestandteil der digitalisierten Welt. Anwender interagieren mit GUIs, um bestimmte Aktionen eines Systems auszulösen. Als Schnittstellen zum zugrundeliegenden Softwaresystem, bieten grafische Oberflächen ein großes Spektrum an Gestaltungsmöglichkeiten. Die Auswahl, Darstellung und Anordnung grafischer Elemente ist in diesem Zusammenhang essenziell, um eine möglichst intuitive Interaktion zwischen Nutzer und System zu ermöglichen. Ohne grafische Interfaces ist der Zugang zur Nutzung von Software für einen breiten Kreis von Anwender:innen deutlich schwerer realisierbar.[1]

Die Entwicklung der Computergrafik ist geprägt von verschiedenen Stufen, die oft fließend ineinander übergehen. In erster Linie sind diese Entwicklungsstufen geprägt von den technischen Einschränkungen, denen computerbasierte Systeme zur jeweiligen Zeit unterlegen waren. Weiter- und Neuentwicklungen in der Hard- und Softwaretechnik, eröffnen immer neue Möglichkeiten und Lösungswege, um bisherige Beschränkungen im Bereich der Computergrafik zu überwinden. Neue Entwicklungen im Bereich der Computergrafik spielen für verschiedene Arten von Softwaresystemen eine unterschiedlich große Rolle. Für Anwendungen aus der Kategorie Videospiele, stellen die technischen Möglichkeiten im Bereich der Computergrafik in der Regel einen zentralen Aspekt dar. Da Videospiele ebenso den jeweiligen Grafikbeschränkungen unterlegen sind wie auch andere Anwendungen, wurden häufig kreative Lösungen entwickelt, um bestmögliche Darstellungen aus den gegebenen Mitteln zu erzeugen.

Eine besonders relevante Entwicklungsstufe im Bereich Computergrafik bei Videospielen stellt die heute sogenannte »8-Bit-Ära« dar. Die Bezeichnung »8-Bit« kann im Zusammenhang mit Computergrafik zur Beschreibung verschiedener technischer Spezifikationen verwendet werden. Eine Verwendung des Begriffes »8-Bit« ist im Zusammenhang mit der Farbgebung bei grafischen Elementen auf Computerdisplays möglich. Farbtiefe beschreibt im Bereich der Computergrafik »die Anzahl der möglichen Farb- oder Grauwerte, die die Farbinformation für jeden einzelnen Bildpunkt enthält.«[2] Diese Farbtiefe wird in erster Linie von der Anzahl der verfügbaren Bits, zur Kodierung unterschiedlicher Farbwerte bestimmt. Bei einer 8-Bit Farbtiefe können so 256 verschiedene binär-kodierte Farb- oder Grauwerte (0–255) definiert werden. Die konkrete Auswahl der Farben kann dabei, abhängig vom zugrundeliegenden System, variieren.[3] Eine 4-Bit Farbtiefe würde beispielsweise nur eine Darstellung mit 16 (24) verschiedenen Farbwerten erlauben. Für die heute von vielen Geräten verwendete »True Color«-Farbdarstellung steht eine 24-Bit-Farbtiefe (3 x 8 Bit) zur Verfügung. Damit wird die Darstellung von fast 16,8 Millionen verschiedenen Farben möglich.

Eine weitere, gängigere Nutzung des Begriffes »8-Bit« im Kontext von Computergrafik, insbesondere im Zusammenhang mit Videospielen, bezieht sich auf 8-Bit-basierte Rechner-Systeme. Mit 8-Bit wird dabei die Anzahl der Bits definiert, die von einem Prozessor innerhalb eines Taktes verarbeitet werden können.[4] Systeme mit 8-Bit-Prozessoren waren in den 1970er und 1980er Jahren weit verbreitet.[5] Ein frühes Beispiel für einen 8-Bit-Prozessor ist der Intel 8008, welcher im Jahr 1972 eingeführt wurde.[6]

Ein berühmtes Beispiel für ein 8-Bit-System ist das »Nintendo Entertainment System« (NES). Das NES erschien in Japan 1983 und in den folgenden Jahren auch in den USA und in Europa. Vom NES wurden über 60 Millionen Exemplare verkauft.[7]

Für die Auswahl und Anordnung der verfügbaren Farben bei grafischen Darstellungen, sind dabei gewisse Grenzen gesetzt. Diese Grenzen gehen auf die technischen Einschränkungen der 8-Bit-Systemarchitektur des NES zurück. Es ist nicht möglich eine Farbe für jedes einzelne Pixel individuell zu definieren. Bei einer maximalen Auflösung von 256 x 240 Pixel wären dafür 61.440 Farbwerte notwendig. Eine solche pixel-weise Gestaltung übersteigt die Rechen-Kapazitäten des NES. Um trotz alledem die Darstellung abwechslungsreicher Objekte auf dem Bildschirm zu ermöglichen, werden sogenannte »Sprites« verwendet. In der Computergrafik wird der Begriff »Sprite« für eine zweidimensionale Bitmap Darstellung verwendet, die in ein größeres Gesamtbild eingebunden wird.[8] Sprites finden häufig Verwendung bei der Zusammensetzung von Szenen in 2D Videospielen. Die Größe von Sprites ist, abhängig vom jeweiligen Systemumfeld, begrenzt. Beim NES beträgt die vordefinierte Größe für Sprites 8 x 8 (oder 8 x 16) Pixel. Um Objekte darzustellen, die größer als 8 x 8 sind, müssen mehrere Sprites kombiniert, d.h. nebeneinander platziert, werden. Die Nutzung von Sprites, als vordefinierte Bildkomponenten, bringt den Vorteil, dass keine Farbgebung auf der Ebene einzelner Pixel erforderlich ist. Es müssen lediglich die unterschiedlichen Sprites auf dem Bildschirm positioniert werden. Dafür wird der gesamte Bildschirm in insgesamt 960 Pixelgruppen unterteilt, die sogenannten »Tiles« (240/8 = 30, 256/8 = 32, 30*32 = 960). Es können maximal 64 verschiedene Sprites auf dem Bildschirm dargestellt werden, wobei nicht mehr als acht Sprites in derselben Tile-Bildschirmzeile positioniert werden können.

Sprites werden im Vordergrund, auf dem »Sprite-Layer« dargestellt und beinhalten in der Regel die »beweglichen« Objekte einer Videospiel-Szene. Insgesamt können maximal vier Farbpaletten mit je drei Farben aus den 52 verfügbaren NES-Farben zusammengestellt werden. Jedes Sprite kann ausschließlich eine der verfügbaren Sprite-Paletten für die Farbgebung nutzen.[9] Sprite-Pixel, die nicht koloriert werden, sind transparent. Neben dem Sprite Layer existiert ein Background Layer. Für diesen bestehen ähnliche Einschränkungen in Bezug auf die Farbgebung und Anordnung der Elemente wie für Sprites. Transparente Sprite-Pixel werden mit der jeweiligen Farbe des Background-Layers an der entsprechenden Position gefüllt. Anstelle von Transparenz besitzt der Backgrund-Layer eine Hintergrundfarbe, mit der automatisch nicht kolorierte Pixel gefüllt werden. Da die maximale Anzahl unterschiedlicher Sprite- und Hintergrundelemente beschränkt ist, müssen Darstellungen in der Regel mehrfach in einer Szene verwendet werden, um das Gesamtbild zu füllen.[10]

Diese ausführliche Beschreibung ausgewählter Grafikbeschränkungen des NES, als prominentes Beispiel für 8-Bit-Systeme, soll die Herausforderungen veranschaulichen, denen sich Spieleentwickler durch die technischen Einschränkungen gegenübersahen. Diese Herausforderungen zwangen die Entwickler dazu kreative Lösungen zu entwickeln, um gesamte Szenen in Videospielen darzustellen. Systembedingte Vorgaben, wie die maximale Anzahl verschiedener Sprites, formten jedoch einen unverkennbaren Stil bei der Gestaltung von Videospielen. Mit dem Voranschreiten technischer Neuerung, wurden immer neue Möglichkeiten eröffnet, das Design von Videospielen an die Vorstellungen der Entwickler anzupassen. Die gestalterischen Möglichkeiten des NES waren bei der Veröffentlichung des Systems, trotz der vielen technischen Beschränkungen, verglichen mit vorherigen Konsolengenerationen durchaus fortschrittlich. Die eingeschränkte Farbauswahl und die die dadurch entstandenen Spieledesigns führten ebenfalls zu der markanten NES-Optik, die ihren Charme bis in die heutige Zeit aufrechterhält. Diese Besonderheit führte in den Vergangenen Jahren zu einer Neuauflage verschiedener Konsolen-Klassiker wie dem NES.[11]

8-Bit Grafik Beispiel – The Legend of Zelda
https://en.wikipedia.org/wiki/File:Opening_Zelda_Game_in_1986.gif

Der Begriff »8-Bit« wird heute nicht nur im Kontext der Spieletitel verwendet, die während der 8-Bit Konsolen-Ära entstanden. In der heutigen Zeit werden neue Videospiele entwickelt, die das Prädikat »8-Bit« in ihrem Titel oder ihrer Beschreibung tragen. Die Gruppe der Spiele mit einer entsprechenden Bezeichnung ist sehr heterogen. Spiele, bei denen sich Entwickler (häufig unabhängige, kleine Studios) an die strikten Vorgaben von 8-Bit-Sytemen, beispielsweise aus den 1980er Jahren halten, werden unter vergleichbaren Bedingungen entwickelt wie Titel aus der entsprechenden Zeit. Darunter fallen Einschränkungen sowohl in Bezug auf die Farbgebung, als auch auf die Auswahl verschiedener Sprites.[12] Abgesehen von diesen Entwicklungen unter realen 8-Bit Bedingungen, existieren weitere Videospiel-Kreationen, die sich primär auf den 8-Bit Grafikstil fokussieren, aber dabei die technischen Einschränkungen entsprechender Systeme vernachlässigen. Dafür werden beispielsweise markante Farben aus den jeweiligen Systemen verwendet, ohne jedoch die maximale Anzahl an Sprites zu berücksichtigen. Weiterhin existieren verschiedene Projekte bei denen Spiele entwickelt werden, die sich unter dem Sammelbegriff »Pixel-Art« einordnen lassen. Bei diesen Arbeiten werden keine technischen Spezifikationen realer 8-Bit-Systeme als Grenze gesetzt. Es werden beispielsweise erweiterte Farbpaletten, eine höhere Auflösung, vielfältigere Sprite-Zusammensetzungen und Bildaufteilungen in Tiles genutzt, um vielfältigere Szenen in Videospielen zu kreieren. Allerdings wird dabei der markante Stil von Titeln aus der 8-Bit-Ära zum Vorbild genommen, um die einzelnen grafischen Elemente der Videospiele zu entwerfen.[13]

Beispiel Pixel Art
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Isometric_Pixel_Art_by_Peterson_Freitas_(enlarged).gif

Aufgrund der vielfältigen und mehrdeutigen Verwendung des Begriffes »8-Bit« in der heutigen Zeit, ist eine klare Abgrenzung bzw. Einordnung kaum möglich. Eine strikte Kategorisierung würde ausschließlich erlauben Titel mit dem Prädikat »8-Bit« zu kennzeichnen, wenn diese, damals wie heute, unter entsprechenden technischen Beschränkungen entwickelt wurden. Eine weiter gefasste Definition kann alle Titel umfassen, die sich ausschließlich an den grafischen Besonderheiten aus der 8-Bit-Ära orientieren, ohne dabei technische Grenzen zu berücksichtigen.


Referenzen

[4] https://de.wikipedia.org/wiki/8-Bit-Architektur

[6] https://en.wikichip.org/wiki/intel/mcs-8/8008

[7] https://de.wikipedia.org/wiki/Nintendo_Entertainment_System

[8] https://en.wikipedia.org/wiki/Sprite_(computer_graphics

[9] https://de.wikipedia.org/wiki/Nintendo_Entertainment_System#Technische_Daten

[10] https://nintendo.fandom.com/wiki/Nintendo_Entertainment_System

[11] https://www.nintendo.de/Diverses/Nintendo-Classic-Mini-Nintendo-Entertainment-System/Nintendo-Classic-Mini-Nintendo-Entertainment-System-1124287.html

[12] https://wireframe.raspberrypi.org/articles/making-modern-games-with-retro-constraints

[13] https://logicsimplified.com/newgames/rising-trend-of-pixel-art8-bit-graphic-style-use-in-modern-games/


Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.

Diese Website verwendet Akismet, um Spam zu reduzieren. Erfahre mehr darüber, wie deine Kommentardaten verarbeitet werden.