Пи́ксельная гра́фика (от англ.pixel — сокращение от pictureelement[1]) — форма цифрового изображения, созданного на компьютере с помощью растрового графического редактора, где изображение редактируется на уровне пикселей (точек), а разрешение изображения настолько мало́, что отдельные пиксели чётко видны. На старых (или на неполнофункциональных) компьютерах, в играх для Game Boy, играх для старых игровых приставок и многих играх для мобильных телефонов в основном используется пиксельная графика, так как это единственный способ сделать чётким небольшое изображение при малом разрешении экранов, характерном для этих устройств.
Распространено заблуждение, что любой рисунок или эскиз, сделанные с использованием растровых редакторов — пиксельная графика[2]. Это неверно, «пиксельное» изображение отличается от «непиксельного» технологией — ручным редактированием рисунка пиксель за пикселем. Поэтому пиксельный рисунок отличается от других видов компьютерного искусства небольшими размерами, ограниченной цветовой палитрой и (как правило) отсутствием сглаживания.
Пиксельная графика использует лишь простейшие инструменты растровых графических редакторов, такие как «карандаш», «прямая» или «заливка». Поэтому встречаются шедевры пиксельной графики, сделанные в Microsoft Paint и других неполнофункциональных редакторах.
В любом случае, использование инструментов, не работающих с отдельными пикселями (например, «Кисть») и автоматических фильтров (таких, как сглаживание) считается неприемлемым в «настоящем» искусстве пиксельной графики — такие инструменты добавляют новые пиксели автоматически, нарушая аккуратное ручное размещение. «Правилом хорошего тона» считается использовать минимальное число цветов [источник не указан 623 дня]; в идеале — стандартные 16 цветов, доступные на подавляющем большинстве видеоподсистем, даже самых ранних: в них три бита кодируют сигналы R,G,B и четвёртый бит кодирует яркость.
Пиксельная графика напоминает некоторые классические виды изобразительных искусств, такие как вышивка крестиком, мозаика и вышивка бисером — так как рисунок складывается из небольших цветных элементов, аналогичных пикселям современных мониторов.
Достоинства
Один из самых простых в изучении стилей компьютерного искусства (простую пиксельную картинку можно нарисовать, даже не имея особых художественных способностей).
Естественный выбор на ограниченных палитрах и сверхнизких разрешениях, где важен каждый пиксель.
Требует мало памяти за счёт применения палитровых форматов с небольшим количеством цветов.
Даже при очень плохой цветопередаче пиксельный рисунок не теряет выразительности.
На кинескопах роль сглаживания играл сам кинескоп — потому мы с высококачественными мониторами видим графику не так, как пользователи Dendy[3].
Недостатки
В эпоху TrueColor-мониторов и видеосопроцессоров с аппаратным альфа-смешиванием нет нужды рисовать ограниченной палитрой (хоть на низких разрешениях всё равно приходится выравнивать линии по пикселям).
Плохо переносит автоматическое масштабирование (при изменении разрешения картинку требуется перерисовывать)[4]. На современных (2016) ПК разрешение мониторов достаточно высокое, чтобы пиксельную игру можно было запустить во весь экран в масштабе 2:1 и более (см. ниже); если это невозможно — остаётся только запускать игру в окне.
На некачественных мониторах (чересстрочные ЭЛТ, некоторые ЖК с аналоговым входом или нехваткой цифровой полосы пропускания) «сетчатое тонирование» (см. ниже) может мерцать или смещать цвета. Dendy-игры не мерцали, потому что были около 240 пикселей в высоту — половина разрешения телевизора, и если картинка статичная, оба полукадра рисовали одно и то же.
Высококачественная пиксельная графика считается дорогой техникой компьютерного рисунка[5][6].
С 2010-х практически все платформы для мультимедийного/делового ПО, в том числе Android и Windows, используют переменную плотность пикселей. Рисовать пиксельную картинку под каждое разрешение трудоёмко, чаще уменьшают векторную или детальную растровую. Только самые маленькие версии иногда рисуют с нуля, в том числе в пиксельной технике.
Методы рисования
Рисование обычно начинают с эскиза, который состоит из основных линий и определяет характер того, что художник намеревается изобразить. Его можно получить путём обводки отсканированного рисунка, и довольно часто ими делятся другие художники. Существуют и другие методы, некоторые из которых напоминают обычное рисование.
Ограниченная палитра требует использования размытия для получения различных цветов и оттенков, но из-за особенностей пиксельной графики делается это только вручную. Иногда можно встретить даже сглаживание «ручной работы» — в том числе с альфа-каналом формата PNG, что позволяет наложить изображение на любой фон.
Вот несколько примеров использования вышеупомянутых техник:
1. Основная форма размытия — «сетчатое тонирование» или дизеринг — два цвета в виде «шахматки» из пикселей 2×2. Изменение плотности каждого цвета позволяет получать полутона. Также «шахматки» из пикселей 2×2 позволяют создавать иллюзию большого количества оттенков.
2. Стилизованное размытие с беспорядочно рассеянными квадратами из пикселей 2×2 позволяет добиться необычных эффектов. Ещё могут использоваться небольшие круги.
3. Сглаживание (англ.Anti-aliasing) — нарисованное вручную с использованием эффекта сглаживания.
Хранение
Пиксельную графику обычно сохраняют в форматах «без потерь», то есть в тех, которые могут сохранить каждый пиксель изображения без потери точности. Поскольку отдельных цветов в пиксельном рисунке мало, часто используют палитровые форматы. PNG и GIF — примеры форматов, которые отвечают этим требованиям и при этом экономят дисковое пространство.
Пиксельную графику стараются не сохранять в формате JPEG, так как сжатие «с потерями» не подходит для элементов пиксельного рисунка, даже если сжатие минимально. Алгоритм сжатия JPEG может вызвать серьёзное искажение первоначального вида пиксельного рисунка из-за того, что может менять цвета отдельных пикселей. По размеру же JPEG-файлы с такими рисунками получаются даже больше, чем сохранённые в GIF или PNG. BMP и другие форматы без сжатия используются, когда того требует игра или программа: палитровые форматы со сжатием без потерь (GIF, PNG-8) дают меньший размер файла, не приводя к потерям качества.
Классификация
Слева — изометрическая. Справа — плоская.
Плоская пиксельная графика подразумевает вид спереди, сверху или сбоку.
Изометрическая пиксельная графика рисуется в проекции, близкой к изометрической. Примеры можно увидеть в играх, которые отображают трёхмерное пространство, не используя при этом трёхмерной обработки. Технически в изометрии углы должны быть 30° от горизонтали, но при этом линии в пиксельной графике выглядят неровными. Чтобы устранить этот эффект, выбираются линии с отношением пикселей 1:2, а угол при этом составляет 26,565° (арктангенс от 0,5).
Пиксельная графика широко применялась в 1980-е годы на компьютерах и приставках с ограниченными палитрами[8]. Появление изменяемых 256-цветных палитр положило конец засилью пиксельного рисунка в играх[9]; с тотальным распространением true color пиксельный рисунок был потеснён и с рабочих столов ОС.
Тем не менее, на портативных устройствах (мобильные телефоны, PSP и Nintendo DS) пиксельный рисунок широко распространён и по сей день. Иногда пиксельная графика используется в рекламных баннерах.
Современная пиксельная графика используется как ответная реакция любителей игр/рисунков на преобладание трёхмерной графики. Полагают, что обращение к пиксельной графике связано с имитацией архаического изобразительного стиля[7]. Некоторые энтузиасты используют её как подражание прошлому. А другие считают, что она возрождает традиции приставочных игр второго и третьего поколения, в которых графика стала выглядеть эстетично.
Значки для операционных систем с ограниченными функциями отображения тоже представляют собой пиксельную графику. В Windows значки «рабочего стола» — это растровые изображения различных размеров, наименьшие из которых иногда не просто уменьшенные варианты, а самостоятельные образчики пиксельной графики. На «рабочих столах» GNOME и KDE изображения представлены прежде всего SVG, но и они содержат пиксельную графику в PNG для небольших размеров, таких как 16×16 и 24×24. Другим применением на современных компьютерах являются значки для сайтов и различных списков предпочтений (англ.favicon).
Редизайн графики видеоигр 2-го и 3-го поколения консолей
8- и 16-битные видеоигры на консолях 2-го и 3-го поколений имели ряд технических ограничений по разрешению спрайтов и цветовым палитрам. С ростом мощности компьютеров эти ограничения исчезли, а старые видеоигры по прежнему являются источником вдохновения для пиксель-арт художников. Поэтому очень часто художники перерисовывают графику (рерайт) из старых игр, при этом расширяют цветовую палитру и разрешение пиксельных спрайтов. В итоге получается мок-ап — скриншот из старой видеоигры, если бы она, например, выходила не на 8-ми битной, а на 16-битной консоли.
Также некоторые игровые студии, выпускают римейки старых видеоигр. Так в 2017 году вышел римейк видеоигры River City Ransom[англ.] по названием River City Ransom: Underground от независимой оиграм и переосмыслению их графики. Эмулятор ретроконсолей Mesen позволяет обладателям даже невысоких знаний в программировании создавать и запускать графические моды для старых видеоигр. Сообщество поклонников ретроигр уже создало графические моды для таких игр как: Battle City, Super Metroid, Castlevania, Ice Climber и другие игры для консоли NES. Причем эмулятор позволяет не только изменять спрайты, менять их разрешение, добавлять новые спрайты, но и добавлять новые анимации.
Так же это работает и обратную сторону, когда на современную игру делают демейк — упрощают игру, меняют графику игры на пиксельную, как если бы эта игра выходила на ретроконсолях.
Пиксель-арт в других сферах развлечений
Зачастую к пиксель-арту прибегают в совершенно неожиданных сферах развлечений, например в настольных играх. Яркие примеры настольных игр с иллюстрациями в стиле пиксель-арт это настольные игры: Pixel Tactics, Boss Monster, СУПЕРТАНК. Как правила эти игры ссылаются на видеигры, либо являются их настольной адаптацией, как, например, настольная игра СУПЕРТАНК является адаптацией видеоигры Battle City, а игра Boss Monster отсылает к различным видеоиграм-сайдскроллерам и ролевым играм в жанре fantasy. Т.к. игровой процесс настольных игр сильно отличается от видеоигр, то подбираются такие механики, которые наиболее полно передают атмосферу оригинальной видеоигры. Например, в настольной игре СУПЕРТАНК[10] танки передвигаются ортогонально по клеточкам, как в оригинальной Battle City. Также в игре стоит задача охранять свой штаб в виде орла. И игровое поле представляет собой лабиринт из препятствий как и в оригинальной игре Battle City в виде виде различных типов ландшафта: кирпич, бетон, вода, лед и кусты, причем взаимодействие с ландшафтом происходит так же как в видео игре: кирпичные стены можно разрушать выстрела, а лед позволяет танку проскользить дальше по ходу движения и т.д. Есть и игре и бонусы, которые работают тоже как в оригинальной игре: "звездочка" прокачивает танк и он ездит быстрее, а "каска" дает временную неуязвимость. Так же для создания атмосферы ретровидеоигры на 8-ми или 16-битной консоли все иллюстрации в настольной игре СУПЕРТАНК выполнены в стиле пиксель-арт, что отсылает нас к графике консолей 2-го и 3-го поколения. Так же в игре есть персонажи - Генералы, которые являются отсылкой-пародией на героев фильмов-боевиков 80-90-х годов: Рэмбо, Терминатор, Чак Норрис, Брюс Ли, Робокоп и другие персонажи.
Сообщества
В интернете существует много сообществ, посвящённых пиксельной графике. Художники публикуют свои творения, надеясь получить конструктивную критику и отзывы, чтобы улучшить свои навыки. Проводятся пиксельные состязания, в которых игроки должны создать один из квадратных или шестиугольных элементов большой картинки, при этом максимально усложнив жизнь тем, кто будет рисовать соседние элементы.
Иногда ставятся задачи рисования «на тему», в которых художники создают свои работы по заданному шаблону или по определённой тематике. Некоторые такие работы могут затем объединяться в одну большую картину.
Распространена игра «одень куклу»: кто-то рисует голую куклу (обычно с деформированными пропорциями), остальные пририсовывают к ней причёску и одежду.
Пиксельная графика плохо переносит изменение размера; при переходе на другое разрешение её приходится перерисовывать. Обычные алгоритмы масштабирования наподобие билинейной и бикубической интерполяции предназначены для фотографий и совершенно непригодны для пиксельного рисунка — картинка становится размытой. Впрочем, существуют алгоритмы, повышающие чёткость графики на высоких разрешениях. Современные компьютеры могут исполнять эти алгоритмы даже в реальном времени.
Увеличение в целое число раз
Простейший алгоритм, пригодный для увеличения в 2, 3 и т. д. раз — «ближайший сосед». Некоторые из алгоритмов, которые автоматически добавляют картинке деталей:
Алгоритмов с нецелыми коэффициентами, автоматически «додумывающих детали», на начало 2016 года не известно. Однако существует несколько методик для масштабирования игры с нецелым коэффициентом.
В масштабах свыше 2:1 существует несложная методика, сохраняющая пиксельную решётку. А именно: собираем сцену на промежуточный холст игрового разрешения. Этот холст выводим на экран таким образом: для каждого экранного пикселя смотрим, какие пиксели сцены и в какой пропорции его покрывают. В этой пропорции и смешиваем цвета пикселей[11][12]. На этом принципе работают Shovel Knight[11], DOSBox. На масштабе 2× и более для любого игрового пикселя найдётся хоть один аппаратный, полностью (без смешивания) входящий в него.
Для реализации спецэффектов, когда конкретный кадр виден ничтожную долю секунды, могут применять так называемую разнопиксельность — объект не вписывается в пиксельную сетку игры и рисуется крупными пикселями по другой сетке[13] — ближайшим соседом или другим методом, сохраняющим крупные пиксели. Ретро-пример: TMNT: Turtles in Time, враги, вылетающие на зрителя[13]. Псевдотрёхмерныегонки тех времён (Mario Kart, Lotus Challenge) выводили машину игрока 1:1 (без масштабирования), а остальное — как позволяют аппаратура и алгоритмы[13]. Современный пример: Terraria — она просто поворачивает пиксельные мечи вместе с их крупными пикселями.
Для картинок, которые видны достаточно долго, разнопиксельность нежелательна[13][14].
Если нужно показать картинку в масштабе от 1 до 2, например, в редакторе и не сильно погрешить против истины, пригодны повышающие чёткость алгоритмы вроде Ланцоша. В играх же масштаба от 1 до 2 стараются избегать[11].
Пиксельная графика на движке wikimedia
См. также
eBoy — студия, специализирующаяся на создании пиксельной графики
↑ 12Колодников А.И. Ранние формы компьютерного дизайна: пиксельная графика и растровая система // Terra artis. Искусство и дизайн. 2022. № 3. С. 36–41.
↑Wolf M.J.P. Before the Crash: Early Video Game History. Detroit: Wayne State University Press, 2012.
↑Silber D. Pixel Art for Game Developers. Boca Raton: CRC Press, 2016.