La plupart des jeux informatiques et vidéo créés au 20e siècle présentaient des graphismes en blocs et pixelisés. Si vous n’avez pas grandi avec eux (ou n’avez jamais prêté attention aux détails techniques), vous vous demandez peut-être pourquoi. Nous explorerons les origines du pixel art et comment les graphismes ont explosé en complexité au fil du temps.
La réponse courte : la résolution était limitée par le coût et la technologie disponible
L’illustration pixélisée dans les jeux vidéo plus anciens – où la résolution d’affichage est suffisamment basse pour que les pixels soient évidents et en blocs – était en grande partie le résultat des téléviseurs à faible résolution et du coût élevé des puces mémoire et logique numérique à l’époque où ces jeux ont été créés par rapport à aujourd’hui.
Alors qu’il était possible de créer une image fixe numérique en résolution HD à la fin des années 1970, la technologie pour l’animer en temps réel n’existait que bien plus tard. Une telle technologie était beaucoup trop chère pour être intégrée à un produit de divertissement produit en série que les consommateurs pouvaient se permettre jusqu’au milieu des années 2000.
Benj Edwards
Les concepteurs de jeux ont fait ce qu’ils pouvaient avec la technologie limitée disponible à l’époque, en utilisant en mosaïque graphiques en blocs et pixélisés pour illustrer leurs jeux pour consoles, tels que le Atari 2600, NES, Sega Genesis et bien d’autres.
« Nous esquissons sur du papier millimétré, puis numérisons ces dessins », explique Joe Decuir, qui a co-créé la console de jeu Atari 2600 et programmé l’un de ses premiers jeux. « Je me souviens très bien à quel point les chars avaient l’air maladroits Combat. »
La version EGA de Loom pour IBM PC. Lucasfilm
Même les artistes du côté des jeux sur PC ont dû faire face à des images de faible résolution et de faible couleur par rapport à aujourd’hui. « Devoir travailler dans ces briques géantes de couleur unie et se limiter à seulement 16 couleurs terribles qui avaient été choisies pour nous à l’avance, à partir desquelles il n’y avait aucune variation, était un énorme obstacle », explique Mark Ferrari, qui a dessiné le Graphiques EGA pour les jeux Lucasfilm sur IBM PC comme Zak McKracken, Métier à tisser, et Le secret de l’île aux singes.
Mais les artistes ont embrassé les limites et ont quand même fait des classiques intemporels. Examinons de plus près quelles capacités techniques ont conduit à ces limitations et pourquoi l’art du jeu pixelisé est devenu moins nécessaire au fil du temps.
Comment fonctionnent les graphiques de jeux vidéo
Les graphismes de jeux numériques concernent tous les pixels : comment vous les stockez, comment vous les traitez et comment vous les affichez. Plus de pixels par pouce signifie plus de détails, mais plus vous avez de pixels, plus vous avez besoin de puissance matérielle pour les piloter.
Le mot « pixel » est à l’origine une abréviation du terme « élément d’image », inventé par des chercheurs en informatique dans les années 1960. Les pixels sont la plus petite partie possible de toute image numérique, quelle que soit sa résolution. Dans les ordinateurs modernes, ils sont généralement représentés par des blocs carrés, mais pas toujours, selon la nature et rapport hauteur/largeur de l’appareil d’affichage.
Benj Edwards / Nintendo
En termes abstraits, la plupart des graphiques de jeux vidéo fonctionnent en stockant une grille de pixels (appelée bitmap) dans une partie de la mémoire vidéo appelée un tampon de trame. Un circuit spécial lit ensuite cette mémoire et la traduit en une image à l’écran. La quantité de détails (résolution) et le nombre de couleurs que vous pouvez stocker dans cette image sont directement liés à la quantité de mémoire vidéo dont vous disposez sur votre ordinateur ou votre console de jeu.
Certains des premiers jeux de console et d’arcade n’utilisaient pas de mémoire tampon de trame. En fait, la console Atari 2600, sortie en 1977, a maintenu ses coûts bas en en utilisant une logique dédiée pour générer un signal à la volée alors que la ligne de balayage de la télévision descendait de l’écran. « Nous essayions d’être bon marché, mais cela a mis la verticale entre les mains des programmeurs, qui étaient beaucoup plus intelligents que les concepteurs de matériel ne le pensaient », explique Decuir à propos du 2600.
Dans le cas des jeux de tampon de pré-trame, les détails graphiques étaient limités par le coût des circuits de support (comme dans Les premiers jeux d’arcade à logique discrète d’Atari) ou la taille du code du programme (comme dans l’Atari 2600).
Changements exponentiels de la mémoire et de la résolution
L’ampleur de l’amélioration des capacités techniques des ordinateurs et des consoles de jeux a été exponentiel au cours des 50 dernières années, ce qui signifie que le coût de la mémoire numérique et de la puissance de calcul a diminué à un rythme qui défie le bon sens.
C’est parce que l’amélioration des technologies de fabrication de puces a permis aux fabricants d’entasser exponentiellement plus de transistors dans une zone donnée sur un morceau de silicium, permettant des augmentations spectaculaires de la mémoire, de la vitesse du processeur et de la complexité de la puce graphique.
« Vraiment, c’est combien de transistors pourriez-vous utiliser ? » déclare Steve Golson, co-concepteur du Atari 7800la puce graphique et un co-créatrice de Mme Pac-Man, entre autres jeux. « Avec quelques dizaines de milliers de transistors, vous avez l’Atari 2600. Avec des dizaines de milliards de transistors, vous obtenez des consoles modernes. C’est un million de fois plus. Et les vitesses d’horloge sont passées de quelques mégahertz à quelques gigahertz. C’est une multiplication par mille.
Casino Poker pour Fairchild Channel F a tiré le meilleur parti d’un affichage de 102 × 58 pixels.
Le coût des transistors a eu un impact sur tous les composants électroniques qui les utilisaient, y compris les puces de mémoire RAM. A l’aube de la console de jeu informatisée en 1976, la mémoire numérique était très chère. le Fairchild Canal F n’utilisait que 2 kilo-octets de RAM pour stocker une image bitmap de l’écran – seulement 128 × 64 pixels (102 × 58 visibles), avec une seule des quatre couleurs par pixel. Des puces RAM de capacité similaire à la quatre puces RAM utilisé dans le canal F vendu au détail pour environ 80 $ au total à l’époque, qui est de 373 $ ajusté pour l’inflation.
Avance rapide jusqu’en 2021, lorsque la Nintendo Switch comprend 4 gigaoctets de RAM qui peuvent être partagés entre la mémoire de travail et la mémoire vidéo. Supposons qu’un jeu utilise 2 Go (2 000 000 kilo-octets) de RAM vidéo dans le Switch. Aux prix de la RAM de 1976, ces 2 000 000 kilo-octets de RAM auraient coûté 80 millions de dollars en 1976, soit plus de 373 millions de dollars aujourd’hui. Fou, non ? C’est la nature qui défie la logique du changement exponentiel.
Comme le prix de la mémoire a baissé depuis 1976, les fabricants de consoles ont pu inclure plus de RAM vidéo dans leurs consoles, permettant des images à résolution beaucoup plus élevée. Avec plus de résolution, les pixels individuels sont devenus plus petits et plus difficiles à voir.
Le Mario dans Mario Odyssey utilise à peu près autant de pixels que la résolution totale du système NES. Benj Edwards / Nintendo
le Système de divertissement Nintendo, sorti en 1985, pouvait produire une image de résolution 256 × 240 (61 440 pixels). Aujourd’hui, une console Sony PlayStation 5 peut produire une image 3840 × 2160 (4K), et potentiellement, une aussi haute que 7680×4320 (33 177 600 pixels). C’est une augmentation de 53 900 % de la résolution des consoles de jeux vidéo au cours des 36 dernières années.
Même s’il était possible d’afficher des graphiques haute définition dans les années 1980, il n’y avait aucun moyen de déplacer ces images de la mémoire et de les peindre sur un écran à 30 ou 60 fois par seconde. « Considérez le merveilleux court métrage d’animation de Pixar Les Aventures d’André et Wally B., dit Golson. « En 1984, ce film nécessitait un superordinateur Cray de 15 millions de dollars pour créer. »
En 1984, il a fallu 15 millions de dollars d’heures de superordinateur pour rendre chaque image du court métrage Les Aventures d’André & Wally B. Pixar
Pour Les Aventures d’André & Wally B., Pixar a rendu des images de résolution détaillées de 512 × 488 à un taux de environ une image toutes les 2-3 heures. Les travaux à plus haute résolution tentés plus tard ont nécessité un temps de rendu beaucoup plus long et un équipement de classe mondiale de plusieurs millions de dollars. Selon Golson, en ce qui concerne les graphiques photoréalistes en temps réel, « Cela ne pouvait tout simplement pas être fait en utilisant le matériel disponible en 1984. Sans parler d’un prix à vendre aux consommateurs. »
La résolution du téléviseur était faible, limitant les détails
Bien sûr, pour qu’une console affiche une image avec une résolution 4K comme les consoles haut de gamme d’aujourd’hui, vous avez besoin d’un écran capable de le faire, ce qui n’existait pas dans les années 1970 et 1980.
Avant le L’ère de la TVHD, la plupart des consoles de jeux utilisaient une technologie d’affichage relativement ancienne développée dans les années 1950, bien avant que quiconque n’ait prévu de jouer à des jeux vidéo à domicile haute résolution. Ces téléviseurs ont été conçus pour recevoir des émissions en direct via une antenne branchée à l’arrière.
« La seule façon de se connecter au téléviseur était via l’entrée d’antenne », explique Steve Golson, se souvenant de son travail sur l’Atari 7800 en 1984. « Ainsi, la console devait générer un signal compatible qui semblait provenir de votre antenne. Vous étiez donc limité par la résolution possible d’un analogique Signal de diffusion NTSC. »
Benj Edwards
Idéalement, le signal TV analogique NTSC peut gérer environ 486 lignes entrelacées d’une largeur d’environ 640 pixels (bien que cela varie en fonction de la mise en œuvre en raison de la nature analogique de la norme). Mais très tôt, les concepteurs de consoles de jeux ont découvert qu’ils pouvaient économiser de la mémoire en n’utilisant que la moitié des deux champs entrelacés du NTSC par seconde pour créer une image très stable de 240 pixels de haut, désormais appelé « 240p » chez les passionnés. Pour conserver le rapport hauteur/largeur 4:3, ils ont limité la résolution horizontale à environ 320 pixels, bien que ce nombre exact varie considérablement d’une console à l’autre.
Le signal NTSC limitait également le nombre de couleurs que vous pouviez générer sans qu’elles se mélangent ou se délavent. « Et vous deviez le rendre joli pour les nombreuses personnes qui avaient encore des téléviseurs en noir et blanc ! Cela a encore limité vos choix de couleurs », explique Golson.
Pour contourner cette restriction, les ordinateurs personnels ont commencé à utiliser des écrans non télévisés à haute résolution au début des années 1980. « L’IBM PC et ses clones ont inspiré un grand marché pour des moniteurs couleur séparés pouvant gérer au moins le VGA (640 x 480) », ajoute Joe Decuir. « Cependant, les joueurs ne les ont pas obtenus avant les années 1990, pour les jeux connectés à un PC. »
À 512 × 448 pixels, Popeye de Nintendo était un jeu haute résolution pour 1982, mais il nécessitait une machine d’arcade coûteuse et un moniteur spécial pour fonctionner. Nintendo
Certains jeux d’arcade vintage, tels que Popeye de Nintendo (1982), ont tiré parti de résolutions beaucoup plus élevées (512 × 448) rendues possibles par des moniteurs d’arcade utilisant un mode vidéo entrelacé non standard, mais ces jeux ne pouvaient pas être joués sur des consoles de jeux à domicile le temps sans compromis graphique lorsqu’il est traduit en consoles de salon.
De plus, les affichages sont différents aujourd’hui en termes de netteté et de précision, exagérant l’effet de pixellisation sur certains jeux plus anciens. Ce qui a l’air carré et en blocs sur un moniteur LCD moderne était souvent lissé lorsqu’il est affiché sur un moniteur CRT vintage ou un téléviseur.
L’espace de stockage fixe également des limites à la complexité graphique
Dans les jeux sur console et sur ordinateur, la complexité des graphiques était limitée non seulement par les capacités d’affichage et la vitesse logique, mais aussi par la manière dont ils étaient stockés sur des supports amovibles pouvant être distribués aux clients.
« De nos jours, les gens ne commencent pas vraiment à comprendre dans quel environnement limité nous travaillions en termes d’espace de stockage et de temps de traitement », explique Mark Ferrari. « L’espace disque était vraiment précieux à l’époque. »
Une disquette 5.25″ et une disquette 3.5″. Benj Edwards
Au moment où Ferrari dessinait ses graphiques pour Lucasfilm, un jeu devait tenir sur une poignée de disquettes qui ne pouvaient stocker qu’environ 1,4 mégaoctet chacune. Même si Lucasfilm a compressé ses illustrations de jeu, la limitation du nombre de détails que Ferrari pouvait inclure ne venait pas seulement de la résolution de la carte graphique IBM PC, mais aussi de la capacité de stockage des disquettes elles-mêmes..
Mais, comme les prix de la mémoire, le coût du stockage des données graphiques sur des supports amovibles a également chuté de façon exponentielle. Du côté de la console, une cartouche Fairchild Channel F contenait environ 2 kilo-octets de données en 1976, tandis que les cartes de jeu Nintendo Switch peuvent stocker jusqu’à 32 000 000 kilo-octets de données (32 Go). C’est 16 millions de fois plus d’espace de stockage, offrant beaucoup plus d’espace pour les données graphiques détaillées.
La fin du pixel visible… et un nouveau départ
En 2010, Apple introduit un « écran Retina » sur l’iPhone 4—un écran avec une résolution suffisamment élevée pour que l’œil nu (à une distance de vision standard) ne puisse plus distinguer les pixels individuels. Depuis lors, ces écrans ultra haute résolution ont été déplacés vers les tablettes, les ordinateurs de bureau et les ordinateurs portables.
Un iPhone avec un écran Retina. Pomme
Pendant un petit moment, il semblait que les jours du pixel art étaient enfin complètement révolus. Mais le pixel art basse résolution n’a pas disparu. En fait, c’est en plein essor.
À partir de la fin des années 2000, les développeurs de jeux indépendants ont commencé à adopter sérieusement l’esthétique rétro du pixel art. Ils l’ont fait en partie pour des raisons nostalgiques, et aussi parce que dans certains cas, il est plus facile pour une petite équipe de développeurs de créer des graphiques de blocs plus simples que des illustrations détaillées et haute résolution qui ont l’air professionnelles. (Comme pour tout, il y a des exceptions : créer des animations convaincantes et fluides avec des sprites 2D est un processus très laborieux, par exemple.)
Les jeux en blocs de pixels comme Stardew Valley et Minecraft évoquent le sentiment d’une époque plus simple, tout en offrant les commodités d’une conception de jeu moderne.
Stardew Valley utilise le pixel art pour évoquer des souvenirs nostalgiques. ConcernedApe LLC
Mark Ferrari regarde ces artistes pixelisés des temps modernes avec admiration et révérence. « Je faisais du pixel art parce qu’il n’y avait pas d’alternative. Ce n’était pas un choix, c’était une nécessité », déclare Ferrari. « Les gens qui font du pixel art maintenant le font tous par choix. Il n’y a plus d’impératif technique dans le monde en ce moment pour faire du pixel art. Mais ils choisissent cela comme esthétique parce qu’ils l’aiment.
Ainsi, même si le pixel art était autrefois une restriction, c’est maintenant une esthétique artistique précieuse qui ne disparaîtra probablement jamais, et tout cela grâce à cette très courte période de l’histoire où les artistes ont fait ce qu’ils pouvaient avec la technologie limitée de l’époque. Pixels pour toujours !
