Los colores de artefactos compuestos es una designación comúnmente utilizada para abordar varios modos gráficos de algunas computadoras domésticas de los años 1970 y 1980 . Con algunas máquinas, cuando se conectaban a un televisor o monitor NTSC a través de salidas de video compuesto , la codificación de la señal de video permitía mostrar colores adicionales, manipulando la posición de los píxeles en la pantalla, sin estar limitado por la paleta de colores del hardware de cada máquina . [1] [2] [3]
Este modo se utilizó principalmente para juegos, ya que limita la resolución horizontal efectiva de la pantalla. Era más común en la PC IBM (con gráficos CGA ), [4] Computadora en color TRS-80 , [5] Apple II [6] y computadoras Atari de 8 bits , [1] y lo usaba el video de juegos de rol Ultima. juegos. [6] Los títulos de software (como King's Quest para IBM PC) generalmente ofrecían una opción para seleccionar entre "modo RGB" y "modo compuesto de color" . [7]
En las pantallas PAL el efecto también está presente, pero genera colores más limitados. [8] [9] Dependiendo del sistema PAL exacto utilizado, los resultados variarán (si se utilizan PAL-M o PAL-N, es posible que se produzcan artefactos de color similares a NTSC).
Aunque están relacionados, los colores de los artefactos no son lo mismo que el desenfoque horizontal. El desenfoque es un efecto general del uso de una conexión compuesta, que simplemente crea nuevos colores debido a una mezcla de valores de píxeles horizontales adyacentes. La mezcla exacta dependerá de la saturación y los colores específicos de los píxeles originales. Sin embargo, este efecto puede explotarse mediante el uso de patrones de tramado , generando nuevas paletas de colores intermedias [10] en máquinas con una pantalla de resolución suficientemente alta, como ZX Spectrum , [11] Mega Drive/Genesis , [12] [13] NES/ Famicom [14] o Amiga .
En el sistema de color NTSC tal como se utiliza en radiodifusión, la frecuencia de la subportadora de color es exactamente 227,5 veces la frecuencia de la línea, es decir, cada línea contiene 227,5 ciclos de subportadora de color. Esto hace que la fase aparente de la subportadora se invierta en cada línea, lo que da como resultado que los colores sólidos se muestren como un patrón similar a un tablero de ajedrez cuando se ven en una pantalla monocromática que no filtra la información de color. [15]
Computadoras como Apple II [16] y la tarjeta de video CGA [17] [18] para IBM PC emiten una señal que es una aproximación al estándar de transmisión. Tanto en el Apple II como en el CGA, cada línea se alarga hasta 228 ciclos completos de la subportadora de color. Esto está dentro de las tolerancias de la mayoría de las pantallas, por lo que la imagen se muestra claramente, pero el patrón generado por colores sólidos se convierte en rayas verticales rectas. Cada posición horizontal dentro de cualquier línea tiene una relación de fase constante con la subportadora de color en este sistema, por lo que iluminar un píxel en cada índice horizontal específico siempre tiene el mismo efecto en la información de color interpretada por la pantalla.
También es típico que este tipo de adaptadores de pantalla tengan relojes de píxeles que sean múltiplos de la frecuencia de la subportadora NTSC. Tanto el Apple II como el CGA utilizan el reloj de píxeles de 14,318 MHz, cuatro veces la subportadora de color. Para una señal con calidad de transmisión, eso significaría 910 ciclos de píxeles por cada línea (a diferencia de los 858 estandarizados posteriormente por la Recomendación UIT-R BT.601 ), de los cuales aproximadamente 750 ocuparían la parte visible de la pantalla. Con las líneas estiradas de estas primeras computadoras, cada línea tenía en realidad 912 ciclos de píxeles de largo, y solo se usaba una porción del área visible: 560 píxeles en el caso del Apple II (aunque no se podía direccionar individualmente sin una tarjeta de expansión de 80 columnas [19] ), 640 en el caso de CGA. Cada píxel podría tener una de las 4 relaciones de fase predefinidas con la ráfaga de color, por lo que se puede construir una subportadora "falsa" que la pantalla interpretará como color generando patrones de píxeles específicos. [20]
En el caso de adaptadores que también tienen capacidades de color nativo, como el CGA, esta técnica se puede ampliar aún más formando patrones a partir de los colores incorporados; de esta manera, la subportadora "real" generada por el hardware interferirá con la " "falso" que reside dentro de los patrones de píxeles, lo que hace que la pantalla interprete el resultado como colores nuevos y únicos. [21]
En el sistema PAL , la fase de la subportadora se interpreta de manera diferente de una línea a otra, y es estrictamente necesario que la fase de la ráfaga de color cambie en líneas alternas. Esto hace que los trucos descritos anteriormente sean inviables. SECAM utiliza modulación de frecuencia , por lo que generar colores de artefactos requeriría una sincronización mucho más precisa que sincronizar el reloj de píxeles con la frecuencia subportadora de NTSC o PAL . Por estas razones, los colores de los artefactos generalmente solo se usaban con el sistema de color NTSC. Teóricamente son posibles en cualquiera de ellos, debido a que en todo sistema de televisión analógica la información de color reside dentro del mismo ancho de banda que la información de luminancia.
Los colores de los artefactos no deben confundirse con el efecto de desenfoque horizontal más común. El desenfoque horizontal es un efecto del uso de una conexión de vídeo compuesto , donde se crean nuevos colores promediando los valores de píxeles individuales. Esto se debe principalmente al ancho de banda limitado de luminancia y especialmente de crominancia en los sistemas analógicos. A diferencia de los colores de artefactos que son arbitrarios, estos nuevos colores dependen completamente de los valores originales de los píxeles adyacentes. El desenfoque horizontal es más pronunciado en resoluciones de pantalla más altas y cuando se utilizan colores saturados (especialmente azul y rojo). Este efecto fue explotado por los artistas de juegos en algunas máquinas (especialmente aquellas capaces de generar gráficos de mayor resolución pero que tienen una paleta de colores limitada) mediante el uso de patrones de tramado . [11] [12] [13 ] [14] [22] [23]
Cuando se utiliza el Adaptador de gráficos en color (CGA) de IBM con un televisor NTSC como monitor compuesto , la separación entre luminancia y crominancia es imperfecta, lo que produce artefactos de colores cruzados. Esto es especialmente un problema con el texto de 80 columnas.
Es por esta razón que cada uno de los modos de texto y gráficos descritos anteriormente existe dos veces: una como versión normal "en color" y otra como versión "monocromática". La versión "monocromática" de cada modo desactiva completamente la decodificación de color NTSC en el monitor de visualización, lo que da como resultado una imagen en blanco y negro, pero tampoco hay pérdida de color, por lo tanto, una imagen más nítida. En los monitores RGBI, las dos versiones de cada modo son idénticas, a excepción del modo de gráficos 320×200, donde la versión "monocromática" produce la tercera paleta.
Sin embargo, los programadores aprendieron que este defecto podría convertirse en una ventaja, ya que distintos patrones de puntos de alta resolución se convertirían en áreas consistentes de colores sólidos, permitiendo así la visualización de colores completamente nuevos. Dado que estos nuevos colores son el resultado de artefactos de colores cruzados, a menudo se les llama "colores de artefactos". Con esta técnica se podrían utilizar tanto el modo de gráficos estándar de cuatro colores de 320 × 200 como el modo de gráficos de color sobre negro de 640 × 200.
Los primeros esfuerzos dieron como resultado una resolución utilizable de 160×200 con 16 colores. [24] Los colores reales dependen de la paleta base y la resolución utilizada, como se muestra en la galería a continuación:
Demostraciones posteriores realizadas por entusiastas han aumentado el número máximo de colores que el CGA puede mostrar al mismo tiempo a 1024. Esta técnica implica un ajuste del modo texto que cuadruplica el número de filas de texto. Luego se utilizan ciertos caracteres ASCII como U y ‼ para producir los patrones necesarios, lo que da como resultado imágenes sin interpolación con una resolución efectiva de 80×100 en un monitor compuesto. [25]
Muchos de los títulos de juegos más destacados ofrecen gráficos optimizados para monitores de color compuesto. [26] Ultima II , el primer juego de la serie que se traslada a IBM PC, utiliza gráficos compuestos CGA. King's Quest I también fue innovador en el uso de gráficos de 16 colores. Otros títulos incluyen Microsoft Decathlon , King's Quest II y King's Quest III .
El modo gráfico de dos colores de 256 × 192 de la computadora en color TRS-80 (también conocida como Coco) permite la visualización de cuatro colores aprovechando los artefactos NTSC. No es posible mostrar de manera confiable 256 puntos en la pantalla debido a las limitaciones de la señal NTSC y la relación de fase entre el reloj del chip gráfico y la frecuencia de ráfaga de color . Usando el primer conjunto de colores, las columnas alternas de píxeles verdes y negros no son distintas y aparecen como un color verde turbio. Sin embargo, al cambiar a un conjunto de colores blanco y negro, en lugar de un gris turbio como se esperaba, el resultado es naranja o azul. Invertir el orden de los puntos alternos dará el color opuesto. En efecto, el modo de dos colores de 256×192 se convierte en un modo de cuatro colores de 128×192 con negro, naranja, azul y blanco disponibles. La mayoría de los juegos de CoCo utilizaron este modo, ya que genera colores más útiles que los proporcionados por los modos nativos de cuatro colores.
El chip gráfico puede encenderse internamente en el flanco ascendente o descendente del reloj, por lo que los patrones de bits que representan el naranja y el azul no son predecibles. La mayoría de los juegos de CoCo comienzan con una pantalla de título y le piden al usuario que presione el botón de reinicio hasta que los colores sean correctos.
Los lectores de la revista The Rainbow [27] [28] o HOT CoCo [29] aprendieron que pueden usar algunos POKEcomandos para cambiar el chip gráfico Motorola 6847 a uno de los modos de artefacto, mientras Extended Color BASIC continúa funcionando como si todavía estuviera mostrando uno de los modos de cuatro colores de 128x192. Por lo tanto, todo el conjunto de comandos de gráficos BASIC de color extendido se puede utilizar con los colores de artefacto. Algunos usuarios desarrollaron un conjunto de 16 colores de artefactos [ ¿cómo? ] utilizando una matriz de 4×2 píxeles. El uso de POKEcomandos también hace que estos colores estén disponibles para los comandos de gráficos, aunque los colores deben dibujarse una línea horizontal a la vez. Se produjeron algunas obras de arte interesantes a partir de estos efectos, especialmente porque el paquete artístico CoCo Max los proporciona en su paleta de colores. [30]
La paleta de 16 colores resultante es (colores aproximados solo con fines ilustrativos):
El CoCo 3 soluciona el problema del borde del reloj para que siempre sea el mismo; el usuario mantiene presionada la F1tecla durante el reinicio para alternar el conjunto de colores. En esta computadora, los juegos se pueden parchear para usar un nuevo modo de cuatro colores de 128 × 192 proporcionado por el chip Graphics Interrupt Memory Enhancer (GIME) , con colores de hardware asignados a los valores requeridos.
Los gráficos en color de la serie Apple II utilizan una peculiaridad del estándar de señal de televisión NTSC, que hizo que la visualización en color fuera relativamente fácil y económica de implementar. [31]
La pantalla Apple II proporciona dos píxeles por ciclo de subportadora NTSC. Cuando la señal de referencia de ráfaga de color está activada y la computadora está conectada a una pantalla a color, puede mostrar verde mostrando un patrón alterno de píxeles, magenta con un patrón opuesto de píxeles alternos y blanco al colocar dos píxeles uno al lado del otro. Más tarde, el azul y el naranja estuvieron disponibles ajustando el desplazamiento de los píxeles en medio ancho de píxel en relación con la señal de ráfaga de color. La pantalla de alta resolución ofrece más colores simplemente comprimiendo más píxeles y más estrechos en cada ciclo de subportadora. [32]
El modo de visualización de gráficos gruesos y de baja resolución funciona de manera diferente, ya que puede generar un patrón de puntos por píxel para ofrecer más opciones de color. Estos patrones se almacenan en la ROM del generador de caracteres y reemplazan los patrones de bits de caracteres de texto cuando la computadora cambia al modo de gráficos de baja resolución. El modo de texto y el modo de gráficos de baja resolución utilizan la misma región de memoria y se utiliza el mismo circuito para ambos. [32]
Un ejemplo del uso completo de colores de artefactos en el Apple II es el programa de pintura Dazzle Draw . Si se ve en monocromo, la imagen se compone de patrones de tramado vertical en blanco y negro, [33] pero cuando se ve en NTSC aparecen colores. [34] [35]
El modo Gráficos 8 en las primeras computadoras Atari de 8 bits con el chip Adaptador de interfaz de televisión en color (CTIA) mostraba imágenes en blanco o negro con una resolución de 320 × 192.
Los programadores descubrieron rápidamente que los patrones pares o impares de píxeles blancos y negros adyacentes en este modo generarían uno de dos colores adicionales (azul/marrón o oliva/rosa) [36] y software como On-Line Systems ' The Wizard and the Princess utilizó este efecto secundario para mostrar hasta cuatro colores a máxima resolución. Esta técnica y sus fundamentos técnicos se documentaron en el Apéndice D de De Re Atari . [1]
Juegos como Lode Runner , Flight Simulator II y la serie Ultima aprovecharon este efecto para mostrar colores adicionales. [37]
Cuando Atari comenzó a enviar computadoras con el Adaptador de Interfaz de Televisión Gráfica (GTIA) mejorado, los usuarios descubrieron que dichos programas mostraban colores incorrectos y requerían una versión actualizada del software. [38] De hecho, los colores de los artefactos eran inconsistentes en toda la línea de productos Atari de 8 bits, lo que complicaba el diseño del campo de juego, pero solo afectaba a un puñado de títulos que usaban este modo gráfico. Estas diferencias de color se pueden simular en emuladores basados en Altirra.
Todos los modelos con salida RF o compuesta conectados a televisores exhibieron este efecto, mientras que aquellos como el Atari 800 original o la serie XE posterior con soporte integrado de croma/luma mostraban además imágenes sin artefactos cuando se conectaban a un monitor de computadora con entradas croma/luma como como el Comodoro 1701 .
Por alguna razón no documentada y conocida sólo por Atari, no habilitaron el pin croma en el jack del monitor del 800XL aunque se han publicado varias modificaciones para incorporar este soporte.
Muchos juegos de ordenador MSX de primera generación utilizan difuminado y difuminado horizontal para generar una paleta de 125 colores simultáneos. Empresas como Konami , Hal Laboratory o Ponyca utilizaban esta técnica habitualmente. El programa de pintura Graphic Master Lab [39] de Sony permitió utilizar estos 125 colores en dibujos creados por el usuario.
Las computadoras domésticas como la Atari ST también tienen gráficos preparados con técnicas de tramado para aprovechar las conexiones de TV compuestas.
Mega Drive/Genesis aprovecha el desenfoque horizontal del vídeo compuesto de los patrones de tramado vertical para simular efectos de transparencia en muchos juegos. [13] [22] [23] William Kier (el artista de Eternal Champions ) declaró realizar un tramado manual para los gráficos de ese juego, y que es probable que la mayoría de los juegos tramaran de la misma manera. [40] Este efecto se utilizó tan ampliamente que se puede simular en clones de hardware modernos como el Mega Sg . [41]
El Commodore Amiga, cuando se conectó a través de video compuesto, sufrió un notable desenfoque horizontal, que afectó especialmente a los píxeles de colores y suavizó las transiciones difuminadas. [42] Esta técnica se utilizó en la mayoría de los títulos. El artista de píxeles Henk Nieborg menciona el uso de tramado en el juego Lionheart de Amiga de 1992 para crear colores adicionales. [40] La técnica también fue utilizada con frecuencia por la casa de software británica The Bitmap Brothers . [40] La función especial Hold-And-Modify es particularmente adecuada para mostrar imágenes similares a las de un televisor con "colores intensos", aprovechando al máximo el desenfoque horizontal.
El uso de una conexión compuesta con el sistema PAL TV también genera nuevos colores, pero su número es limitado y los resultados no son confiables. [8] [9]
El Apple II se puede modificar para emitir una señal de 50 Hz para su uso en regiones PAL y SECAM. Sin embargo, cuando se conecta directamente a una pantalla, se obtiene una imagen en blanco y negro. Había disponibles tarjetas de expansión "Eurocolor" que esencialmente decodifican artefactos NTSC y los recodifican como PAL o SECAM. [43]
Las máquinas Atari de 8 bits son capaces de generar artefactos de colores (rojo, amarillo, violeta y verde) en modos monocromáticos aprovechando los artefactos PAL. [8] Una mesa de pinball llamada Das Uboat , para Atari 800XL Pinball Construction Set , muestra los colores de los artefactos cuando se ve en un televisor PAL. [44] [45] Otro ejemplo es Runaround II . [46] [47]
En las versiones PAL del Commodore 64 , la línea de retardo en el monitor o televisor que promedia el tono de color , pero no el brillo, de líneas de pantalla consecutivas se puede utilizar para crear siete colores no estándar alternando líneas de pantalla que muestran dos colores de brillo idéntico. [48] [49] [50] [51] Esto se usa en el juego Mayhem in Monsterland , [52] lanzado en 1993 por Apex Computer Productions , y en Parallaxian . [53]
Los usuarios de computadoras en color TRS-80 en países PAL solo ven franjas verdes y moradas en lugar de colores sólidos rojo y azul.
La resolución del ZX Spectrum es lo suficientemente alta como para permitir la generación de colores de artefactos, pero el efecto no se exploró durante su vida comercial. El juego casero Chromatrons Attack de 2013 demuestra el efecto. [9] [54]
{{citation}}: Mantenimiento CS1: ubicación ( enlace )