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PSPプログラミング 家庭用ゲーム機の誕生秘話 

2009/08/14
Fri. 11:30

今回から しばらく、お勉強です。

テレビ画面に表示される画素の最小単位の「点」を専門用語で「ドット」や「ピクセル」と呼びます。両者は、ほぼ同じ意味を持ちます。

テレビで使われる信号は、日本のテレビ放送の場合 NTSCと呼ばれる信号方式が使われています。
テレビ画面の横方向に関する解像度は、NTSC信号が利用できる周波数帯域によって変化します。NTSCでは、テレビ電波という狭い帯域に収める必要があるため、水平解像度は336本程度になります。
テレビ画面の縦方向に関する解像度は、NTSC方式のテレビでは486ライン、すなわち縦方向に表示できるドット数は486ドットと決まっています(但し、インターレースです)。

テレビ画面は、『1/60秒単位』 で描画(更新)され続けます。
パソコンの画面も PSPの画面も 同じです。


パソコンの画面表示には、一番左上から順に、左→右の1ラインを描画し、1ドット下げて、左→右の1ラインを描画し、1ドット下げて…の繰り返しで 一番下まで描画する、「ノンインターレース」という方式が採用されています。

一方、テレビの画面表示には、1つの画面を「偶数ラインだけ描画」と「奇数ラインだけ描画」の画面に分け、1ラインごとに飛び飛びで表示する「インターレース」という方式が採用されています。


で、実際に、テレビ画面に表示可能な解像度というのは450×350ドット程度らしいです。
では何故、テレビが綺麗に見えるかというと、表現可能な色解像度が高いからです。
昔のパソコンのモニター(画面)は、単色(緑+黒 や、白+黒)から始まりました。

それが、純8色になり、4096色中 16色になり、中略で、現在の 1677万 7216色 同時発色 に至ります。デジタルテレビでは、更に上に いっているようですね。

画面に表示できる縦横のドットの数(画面解像度)が荒くても(低くても)、色解像度が高いと、点の荒さが誤魔化せると聞きます。
例を挙げるなら、『画面解像度640×480ピクセルで、色解像度4096色中16色の画面』 VS 『画面解像度320×240ピクセルで、色解像度65536色同時発色の画面』を比べてみると、後者の画面の方が綺麗だと感じるのです(過去に行われた調査報告書参照)。

PSPの画面は、メーカーが頑張ってくれた お陰で、画面解像度480×272ピクセルで 1677万 7216色 同時発色、という素晴らしいモノになっています。
ちょっと小画面のモニタは 26万色 同時発色ですし、現在のパソコンは 1677万 7216色 同時発色という部分はPSPと同じですので、メーカーの気合度が伝わってきますね。

話を戻しますが、昔の家庭用ゲーム機は、家庭用テレビに、RF出力やビデオ出力の映像を映し出す事が前提だったので、ファミコンの場合では、画面解像度は 横:256×縦:240(実質224)ピクセルで、64色同時発色でした(理論値であり、有効な色については52色だとか)。
色については、家庭用テレビにRF出力できた結果を調べて厳選して決め、色数は、CPU(6502MPU)で扱える、区切りの良い16進数値、という事らしいです。それ以上の色数は、にじんで区別がつかないという調査結果。

今では、ビデオ端子やSビデオ端子やD端子などがありますが、ファミコン全盛時はテレビアンテナのVHF部分(RF端子)にお邪魔してファミコンを繋いでいたのです。


ゲームセンター用のゲーム機の開発当時は、ゲーム機に「高価なグラフィック機能を搭載したCPU」の導入はコスト的にも喜ばれませんでした。

ゲームセンター用ゲーム機を製作する過程で研究した結果、

1.ゲーム画面のグラフィック構成は、簡単にまとめると、『背景+キャラクター+点数』で済む。
2.動かすキャラクターの大きさは、テレビ画面の縦横 1/15位の大きさが妥当。
3.点数は、テレビ画面の縦横1/30位で1文字表示が妥当。
4.ゲーム機も基本はコンピュータ。

の点から、ゲーム画面を、8×8ピクセルの要素を横に 32個&縦に 30個並べて表現する方式が考案されました。「スプライトとBG」の誕生です。
BGとは、背景に使われる、簡易グラフィック(バック・グラウンド)の事です。>BG画面

8×8ピクセルの要素を横に 32個&縦に 30個、を計算すると、

横=8ピクセル×32個=256ピクセル
縦=8ピクセル×30個=240ピクセル(実質 224ピクセル位までしか映らない様です)

となり、テレビ画面を使用するゲーム機の画面解像度が導き出されます。

スプライトとBGは、ゲームセンター用ゲーム機の開発時に発明され、のち、家庭用ゲーム機などにも使用されたそうです。


ファミコンのグラフィックについてのウンチクは、下記URLで勉強されたし
スプライトとBGについての解説

RP2C02
http://www.geocities.jp/r8ctiny/doc/rp2c02.html

スプライト (映像技術)
出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』
http://ja.wikipedia.org/wiki/スプライト_(映像技術)


次回はスプライトについての講釈をしたいと思います。

【 関連記事 】
PSPプログラミング 家庭用ゲーム機の誕生秘話
PSPプログラミング スプライトについての講釈
PSPプログラミング キャラクタの描画について
PSPプログラミング 背景の描画について
PSPプログラミング 32ビットカラーで描画しよう!その1(前編 / 色)
PSPプログラミング 32ビットカラーで描画しよう!その1(後編 / 座標)
PSPプログラミング 32ビットカラーで描画しよう!その2 [ 点を打つ ]
PSPプログラミング 32ビットカラーで描画しよう!その3 [ ビットマップ画像 ]

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