Modul 7

Modul 7 este un mod grafic introdus pe Super Nintendo Entertainment System . În acest mod, este posibil să scalați și să rotiți stratul de fundal înainte de a genera fiecare linie de scanare individuală [1] , ceea ce permite, cu o anumită pricepere a programatorului, să creeze diverse efecte grafice. Cel mai remarcabil dintre efectele care pot fi obținute este efectul de perspectivă care este dat acestui strat prin scalare și rotire în același timp. Acest efect se obține prin conversia stratului de fundal într-un plan orizontal texturat bidimensional , adică prin conversia înălțimii acestuia în adâncime . Astfel, se realizează efectul vizual al spațiului tridimensional.

Interesant este că Sega Mega Drive , care concurează cu SNES , nu a avut inițial astfel de capacități, dar odată cu adăugarea Sega Mega-CD, un mod similar devine disponibil pe acest sistem. Acest efect a fost folosit în CD-ul Sonic the Hedgehog în etapele speciale. Sistemul portabil Atari Lynx și Game Boy Advance [2] au avut și ele un mod similar .

Aplicație

Redarea ca modul 7 a fost folosită destul de des pe sisteme care aveau o putere grafică 2D semnificativă și nu aveau suport special pentru grafica 3D . Jocurile clasice de consolă care profită de Modul 7 includ F-Zero , Teenage Mutant Ninja Turtles: Turtles in Time , Super Castlevania IV , Secret of Mana , Secret of Evermore , Final Fantasy IV , Final Fantasy V , Final Fantasy VI , Super Mario RPG : Legend of the Seven Stars , Super Mario Kart , Super Mario World , Super Star Wars , Chrono Trigger , ActRaiser , Kirby Super Star , Axelay și The Legend of Zelda: A Link to the Past . Multe dintre aceste jocuri au fost ulterior portate pe Game Boy Advance folosind o tehnică grafică similară. Multe jocuri exclusiv GBA au fost create folosind moduri similare cu Modul 7.

Descriere

SNES are opt moduri grafice diferite, numerotate de la 0 la 7 [1] . Ultimul (modul de fundal 7) vă permite să utilizați un singur strat, care poate fi scalat și rotit. Sistemele portabile Game Boy Advance și Nintendo DS acceptă rotația și scalarea fundalurilor tradiționale Nintendo 1 și 2, precum și rotirea și scalarea rasterului în modurile 3 până la 5. Cu toate acestea, acestea din urmă au fost rareori utilizate în GBA din cauza tehnicii. limitări [3 ] . Pe fiecare dispozitiv care suportă modul 7, este posibil să se efectueze operații de rotație și/sau scalare în timpul retragerii orizontale, ceea ce a permis afișarea unui plan orizontal cu efect de perspectivă. Această caracteristică a devenit „cartea de vizită” a modului 7. Este posibil să se obțină efecte mai complexe, cum ar fi transluciditatea / aburirea ca urmare a aplicării altor ecuații pentru a calcula poziția, scalarea și rotația pentru fiecare linie de scanare. Este înșelător să ne gândim la Modul 7 ca fiind potrivit doar pentru jocurile de curse, deoarece a fost, de asemenea, utilizat pe scară largă pentru a afișa scene „paradistice” în jocuri de rol precum Square ’s Final Fantasy VI . Modul 7 a permis dezvoltatorilor să obțină efectul unei lumi care se întinde la infinit.

Pe SNES, cu o anumită parametrizare a modului 7, este posibil să plasați pixeli de fundal deasupra sprite-urilor. Acesta a fost folosit, de exemplu, în nivelul 2 al jocului Contra III: The Alien Wars (personaje și alte obiecte trecute pe sub poduri), precum și în Super Mario Kart într-o situație în care un personaj se încadrează în afara granițelor nivelului. Pe GBA, un efect similar poate fi obținut în modul 2, care acceptă două planuri scalabile și rotite: pentru a obține un efect similar, este suficient să plasați sprite-ul între aceste planuri.

Multe jocuri pentru PC , în special Wacky Wheels și Skunny Kart , folosesc o implementare software a Modului 7, ceea ce explică asemănarea lor vizuală. Software-ul Multimedia Fusion de la Clickteam are o extensie „Mod 7” care permite dezvoltatorilor să utilizeze această tehnologie.

În timpul popularității SNES, Modul 7 a fost adesea folosit ca mijloc de a crește vânzările consolei ( Nintendo Power , SNES Player's Guide). Așadar, în Teenage Mutant Ninja Turtles: Turtles in Time , portat de pe mașini arcade , unul dintre niveluri a fost schimbat de la derularea tradițională la utilizarea modului 7.

Baza matematică a modului 7 este transformarea coordonatelor ecranului în coordonate de fundal folosind matrici de tranziție bidimensionale [4] :

{\begin{bmatrix}x\\y\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}a&b\\c&d\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}S_{x}+H-C_ {x}\\S_{y}+V-C_{y}\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}C_{x}\\C_{y}\end{bmatrix}},

unde sunt coordonatele texturii de fundal; — coordonatele ecranului; — deplasarea orizontală, respectiv verticală; — coordonatele de poziție ale observatorului în raport cu textura. $X y$ $S_{x}, S_{y}$ $H,V$ $C_{x}, C_{y}$

Coeficienții de tranziție sunt aleși în acest fel [5] : $a,b,c,d$

{\begin{bmatrix}a&b\\c&d\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}\cos(\theta)\cdot (1/\alpha )&-\sin(\theta)\cdot (1/\alpha )\\\sin(\theta )\cdot (1/\beta )&\cos(\theta )\cdot (1/\beta )\end{bmatrix}},

unde este unghiul de rotație ; — factor de scalare de-a lungul ; — factor de scalare de-a lungul axei . În acest caz, rotația va fi în sens invers acelor de ceasornic. Pentru rotirea în sensul acelor de ceasornic, luați coeficienții și cu semnul opus. $\theta$ $\alfa$ $X$ $\beta$ $Y$ $b$ $c$

Toate operațiunile sunt efectuate pe numere cu semn de 16 biți cu o poziție fixă, cu toate acestea offset-urile sunt limitate la 13 biți. Poziția punctului este între 7 și 8 biți [6] .

Această transformare afină permite doar efecte de translație, rotație și întindere. În multe jocuri, prin modificarea ingenioasă a parametrilor de transformare înainte de ieșirea fiecărei linii de scanare următoare, se obțin efecte precum iluzia de perspectivă, suprafețele curbate și diverse distorsiuni.

Restricții

Modul 7 se aplică doar fundalurilor și nu se aplică sprite-urilor. Din acest motiv, orice obiect care nu trebuie să se rotească în același timp cu fundalul trebuie să fie un sprite, chiar dacă un astfel de obiect trebuie considerat nominal un element de fundal, cum ar fi platformele staționare. Dezvoltatorii de jocuri ar trebui să furnizeze sprite-uri pentru astfel de obiecte. De exemplu, în Super Castlevania IV , unii șefi (cum ar fi marele golem Koranot) se rotesc. Din punct de vedere tehnic, acești șefi sunt realizați sub forma unui fundal rotativ, în timp ce platformele pe care protagonistul poate sta sunt sprite. Această metodă, cu excepția îmbunătățirilor evidente, este foarte asemănătoare cu modul NES de a afișa șefii mari , care a reușit acest lucru fără a încetini jocul și fără a clipi artefactul grafic, plasând șeful în fundal, unde s-a mișcat și a acționat. Ambele exemple din ambele sisteme funcționează numai atunci când plasați obiecte în același plan orizontal cu obiectul în mișcare. De exemplu, în ambele sisteme, podeaua, tavanul și zona de punctaj etc. pot fi din punct de vedere tehnic parte din fundal, în ciuda locației lor nominale în afara zonei de joc efective. Dacă jocul necesită un ecran complet, aceste zone pot fi făcute ca sprite, totuși, acest lucru poate duce la o performanță mai lentă a jocului.

Deoarece modul 7 nu se aplică sprite-urilor, fiecare „dimensiune” a unui sprite dat la o anumită distanță de observator trebuie să fie desenată în prealabil. Din acest motiv, este posibil să observați o schimbare bruscă a dimensiunii sprite-ului, de exemplu, atunci când vă apropiați sau vă îndepărtați de observator. Efectul poate fi observat, de exemplu, în Super Mario Kart sau F-Zero asupra oricăror obiecte în timpul jocului sau în Final Fantasy VI atunci când vă deplasați vertical pe hartă cu o navă la vedere.

Pentru a evita desenarea manuală a fiecărui sprite, unele cartușe , precum Super Mario World 2: Yoshi's Island , au fost echipate cu un procesor specializat Super FX 2 care făcea asta la nivel hardware. S-a făcut o muncă semnificativă în jurul acestei limitări în Contra III: The Alien Wars în cea de-a doua scenă de luptă cu șefi, precum și în bătălia împotriva lui Reznor (platforme și pereți), Iggy (platformă de luptă), Larry (platformă) Morton, Ludwig, Roy și Bowser în jocul Super Mario World . În aceste exemple, șeful este fundalul și, prin urmare, este rotit de modul 7, zona de punctaj este și fundalul, totuși podeaua scenei de luptă, precum și protagonistul și gloanțele, este un sprite și este redesenată în unghiuri diferite în funcție de la rotația jucătorului. Cu toate acestea, limitarea este că poți lucra doar cu un sprite la un moment dat.

Dar există excepții de la efecte precum modul 7, în ceea ce privește sprite-urile desenate manual sau procesoarele externe. În Tales of Phantasia și Star Ocean , o parte din redarea sprite -ului se face în timp real în întregime în software. Deci, în Tales of Phantasia, acesta este efectul de scalare verticală al unui sprite atunci când „intră” în slotul de înregistrare. În Star Ocean, acesta este efectul de „zdrobire” atunci când obiectele sunt preluate dintr-un cufăr de comori deschis. Deoarece sunt necesare plăci suplimentare pentru a afișa aceste efecte și datorită altor caracteristici ale acestor jocuri care consumă mult resurse (ambele folosesc o opțiune de streaming audio pentru a ocoli limitările cipului SPC700 și, de asemenea, ca și alte RPG -uri de top de pe SNES, folosiți un font proporțional ), aplicând aceste efecte posibile doar în câteva situații.

Implementarea hardware

Două cipuri PPU (unitate de procesare a imaginii, unitate de procesare a imaginii în limba engleză ) Consolele SNES utilizează un cip RAM de 8 biți de 32 kB . În timpul unui ciclu, un PPU are acces la o serie de plăci (128x128 de plăci), al doilea PPU are acces la o grilă de plăci (256 de plăci, fiecare 8x8 pixeli cu 256 de culori).

Alte implementări

Sega Mega Drive /Genesis nu are capabilități hardware similare cu Modul 7 . Cu toate acestea, un mod similar a fost pus la dispoziție cu suplimentul Sega Mega-CD , care este utilizat în nivelurile Special Stages ale CD-ului Sonic the Hedgehog . Dar, ca și în cazul Tales of Phantasia și Star Ocean, unele efecte sprite pot fi implementate în întregime în software de către dezvoltatorul jocului. Drept urmare, unele efecte similare au fost folosite în jocuri precum Castlevania: Bloodlines , The Adventures of Batman and Robin , Mickey Mania: The Timeless Adventures of Mickey Mouse , Alien Soldier , Red Zone , Contra: Hard Corps și alte jocuri Sega Mega Drive . Pe lângă Sega 32X , au fost implementate nu numai capabilități grafice 2D, ci și capacități grafice 3D de bază. În consecință, utilizarea unor efecte precum zoom și rotație a devenit destul de tipică în jocuri precum Chaotix de la Knuckles , care, printre altele, a fost primul din seria Sonic the Hedgehog care a implementat niveluri de poligoane Special Stages .

Vezi și

Link -uri

Tonc: Modul 7 Partea 1 - o descriere generală a modului 7.
Tonc: Modul 7 Partea 2 - Fundamentul teoretic al Modului 7.
Arhivat din original pe 2 februarie 2013 de TwoHead Software - Mode 7 Effects . este o descriere populară a modului 7.
Motor 3D Mode7 - implementarea părții geometrice a modului 7 folosind Adobe Flash .

Note

↑ 1 2 Fundaluri în dezvoltarea SNES (link descendent) . Data accesului: 28 ianuarie 2013. Arhivat din original la 2 februarie 2013. (nedefinit)
↑ TwoHeaded Software (link în jos) . Data accesului: 28 ianuarie 2013. Arhivat din original la 2 februarie 2013. (nedefinit)
↑ Specificații (downlink) . Data accesului: 28 ianuarie 2013. Arhivat din original la 21 iunie 2009. (nedefinit)
↑ Dezvoltare SNES . Data accesului: 22 ianuarie 2013. Arhivat din original la 29 ianuarie 2013. (nedefinit)
↑ Modul 7 - Scaling in SNES Development (downlink) . Data accesului: 28 ianuarie 2013. Arhivat din original la 2 februarie 2013. (nedefinit)
↑ Tonc: Modul 7 Partea 1 (link indisponibil) . Data accesului: 28 ianuarie 2013. Arhivat din original la 2 februarie 2013. (nedefinit)

Sisteme de jocuri Nintendo
Prefixe	Joc TV color NES/Famicom Sistem de disc Sistem 3D SNES/Super Famicom Nintendo 64 64DD gamecube Wii Wii U intrerupator
Retro	NES Classic Edition Super NES Classic Edition
Portabil	Joc și ceas joc pentru baieti Buzunar ușoară Game Boy Color Băiat virtual Game Boy Advance SP Micro nintendo ds Lite DSi XL Nintendo 3DS intrerupator Lite