Modo 7

El modo 7 es un modo de gráficos introducido en Super Nintendo Entertainment System . En este modo, es posible escalar y rotar la capa de fondo antes de generar cada línea de escaneo individual [1] , lo que permite, con cierta habilidad del programador, crear varios efectos gráficos. El más destacable de los efectos que se pueden conseguir es el efecto de perspectiva que se le da a esta capa escalando y rotando al mismo tiempo. Este efecto se obtiene convirtiendo la capa de fondo en una textura 2D plano horizontal, es decir, como resultado de convertir su altura en profundidad . Así, se logra el efecto visual del espacio tridimensional.

Curiosamente, Sega Mega Drive , que compite con SNES , inicialmente no tenía tales capacidades, pero con la adición de Sega Mega-CD, un modo similar está disponible en este sistema. Este efecto se usó en Sonic the Hedgehog CD en las etapas especiales. El sistema portátil Atari Lynx y Game Boy Advance [2] también tenían un modo similar .

Aplicación

El renderizado como el modo 7 se usaba con bastante frecuencia en sistemas que tenían una potencia de gráficos 2D significativa y no tenían soporte especial para gráficos 3D . Los juegos de consola clásicos que aprovechan el Modo 7 incluyen 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 : La Leyenda de las Siete Estrellas , Super Mario Kart , Super Mario World , Super Star Wars , Chrono Trigger , ActRaiser , Kirby Super Star , Axelay y The Legend of Zelda: Un Enlace al Pasado . Muchos de estos juegos se trasladaron más tarde a Game Boy Advance utilizando una técnica gráfica similar. Muchos juegos exclusivos de GBA también se han creado utilizando modos similares al Modo 7.

Descripción

La SNES tiene ocho modos gráficos diferentes, numerados del 0 al 7 [1] . El último (modo de fondo 7) le permite usar solo una capa, que se puede escalar y rotar. Los sistemas portátiles Game Boy Advance y Nintendo DS admiten la rotación y la escala de los fondos en mosaico tradicionales de Nintendo 1 y 2, así como la rotación y la escala de la trama en los modos 3 a 5. Sin embargo, estos últimos rara vez se usaban en GBA debido a problemas técnicos. limitaciones [3] . En cada dispositivo que soporta el modo 7, es posible realizar operaciones de rotación y/o escalado durante el retroceso horizontal, lo que permitió la visualización de un plano horizontal con un efecto de perspectiva. Es esta función la que se ha convertido en la "tarjeta de presentación" del modo 7. Es posible lograr efectos más complejos, como translucidez / empañamiento, como resultado de aplicar otras ecuaciones para calcular la posición, la escala y la rotación de cada línea de exploración. Es engañoso pensar que el Modo 7 solo es adecuado para juegos de carreras, ya que también se usó ampliamente para mostrar escenas "celestiales" en juegos de rol como Final Fantasy VI de Square . El modo 7 permitió a los desarrolladores lograr el efecto de un mundo infinitamente extenso.

En la SNES, con cierta parametrización del modo 7, es posible colocar píxeles de fondo encima de los sprites. Esto se usó, por ejemplo, en el nivel 2 del juego Contra III: The Alien Wars (los personajes y otros objetos pasan por debajo de los puentes), así como en Super Mario Kart en una situación en la que un personaje cae fuera de los límites del nivel. En GBA, se puede lograr un efecto similar en el modo 2, que admite dos planos escalables y rotados: para lograr un efecto similar, basta con colocar el sprite entre estos planos.

Muchos juegos de PC , sobre todo Wacky Wheels y Skunny Kart , usan una implementación de software del Modo 7, lo que explica su similitud visual. El software Multimedia Fusion de Clickteam tiene una extensión "Modo 7" que permite a los desarrolladores utilizar esta tecnología.

Durante la popularidad de SNES, el Modo 7 se usaba a menudo como un medio para impulsar las ventas de la consola ( Nintendo Power , Guía del jugador de SNES). Entonces, en Teenage Mutant Ninja Turtles: Turtles in Time , portado de máquinas recreativas , uno de los niveles se cambió del desplazamiento tradicional al uso del modo 7.

La base matemática del modo 7 es la transformación de las coordenadas de la pantalla en coordenadas de fondo utilizando matrices de transición bidimensionales [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{bmatriz}}{\begin{bmatriz}C_{x}\\C_{y}\end{bmatriz}},

donde están las coordenadas de la textura de fondo; — coordenadas de la pantalla; — desplazamiento horizontal y vertical, respectivamente; — coordenadas de posición del observador en relación con la textura. $x, y$ $S_{x},S_{y}$ ${\ estilo de visualización H, V}$ ${\ estilo de visualización C_ {x}, C_ {y}}$

Los coeficientes de transición se eligen de esta manera [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{bmatriz}},

donde es el ángulo de rotación ; — factor de escala a lo largo de ; — factor de escala a lo largo del eje . En este caso, la rotación será en sentido antihorario. Para la rotación en el sentido de las agujas del reloj, tome los coeficientes y con el signo opuesto. $\ theta$ $\alfa$ $X$ $\beta$ $Y$ $b$ $C$

Todas las operaciones se realizan en números con signo de 16 bits con una posición de punto fijo, sin embargo, las compensaciones están limitadas a 13 bits. La posición del punto está entre 7 y 8 bits [6] .

Esta transformación afín solo permite efectos de traslación, rotación y estiramiento. En muchos juegos, al cambiar ingeniosamente los parámetros de transformación antes de la salida de cada siguiente línea de escaneo, se logran efectos como la ilusión de perspectiva, superficies curvas y diversas distorsiones.

Restricciones

El modo 7 solo se aplica a los fondos y no se aplica a los sprites. Por esta razón, cualquier objeto que no deba girar al mismo tiempo que el fondo debe ser un sprite, incluso si dicho objeto debe considerarse nominalmente un elemento de fondo, como plataformas estacionarias. Los desarrolladores de juegos deberían proporcionar sprites para dichos objetos. Por ejemplo, en Super Castlevania IV , algunos jefes (como el gran golem Koranot) rotan. Técnicamente, estos jefes están hechos en forma de fondo giratorio, mientras que las plataformas en las que se puede parar el protagonista son sprites. Este método, excepto por mejoras obvias, es muy similar a la forma de mostrar jefes grandes de NES , que logró esto sin ralentizar el juego y sin artefactos gráficos parpadeantes al colocar al jefe en el fondo, donde se movía y actuaba. Ambos ejemplos de ambos sistemas solo funcionan cuando se colocan objetos en el mismo plano horizontal que el objeto en movimiento. Por ejemplo, en ambos sistemas, el piso, el techo y el área de puntuación, etc., técnicamente pueden ser parte del fondo, a pesar de su ubicación nominal fuera del área de juego real. Si el juego requiere una pantalla completa, estas áreas se pueden convertir en sprites; sin embargo, esto puede resultar en un rendimiento más lento del juego.

Dado que el modo 7 no se aplica a los sprites, cada "tamaño" de un sprite dado a cierta distancia del observador debe dibujarse previamente. Debido a esto, es posible observar un cambio brusco en el tamaño del sprite, por ejemplo, al acercarse o alejarse del observador. El efecto se puede observar, por ejemplo, en Super Mario Kart o F-Zero en cualquier objeto durante el juego, o en Final Fantasy VI cuando se mueve verticalmente por el mapa con una aeronave a la vista.

Para evitar dibujar manualmente cada sprite, algunos cartuchos , como Super Mario World 2: Yoshi's Island , estaban equipados con un procesador Super FX 2 especializado que hacía esto a nivel de hardware. Se realizó un trabajo significativo en torno a esta limitación en Contra III: The Alien Wars en la escena de la pelea del segundo jefe, así como en la batalla contra Reznor (plataformas y muros), Iggy (plataforma de combate), Larry (plataforma) Morton, Ludwig, Roy y Bowser en el juego Super Mario World . En estos ejemplos, el jefe es el fondo y, por lo tanto, se gira en el modo 7, el área de puntuación también es el fondo, sin embargo, el suelo de la escena de batalla, así como el protagonista y las balas, es un sprite y se redibuja en diferentes ángulos según a la rotación del jugador. Sin embargo, la limitación es que solo puedes trabajar con un sprite a la vez.

Pero hay excepciones a efectos como el modo 7, en cuanto a sprites dibujados a mano o con procesadores externos. En Tales of Phantasia y Star Ocean , parte del renderizado de sprites se realiza en tiempo real y completamente en software. Entonces, en Tales of Phantasia, este es el efecto de escala vertical de un sprite cuando "entra" en la ranura de grabación. En Star Ocean, este es el efecto de "aplastamiento" cuando se recuperan elementos de un cofre del tesoro abierto. Debido a que se requieren mosaicos adicionales para mostrar estos efectos y debido a otras características de uso intensivo de recursos de estos juegos (ambos usan una opción de transmisión de audio para evitar las limitaciones del chip SPC700 y también, al igual que otros juegos de rol de primer nivel en SNES, use una fuente proporcional ), aplicar estos efectos solo es posible en algunas situaciones.

Implementación de hardware

Dos chips PPU (unidad de procesamiento de imágenes, unidad de procesamiento de imágenes en inglés ) Las consolas SNES usan un chip RAM de 8 bits y 32 kB . Durante un ciclo, una PPU tiene acceso a una matriz de mosaicos (128x128 mosaicos), la segunda PPU tiene acceso a una cuadrícula de mosaicos (256 mosaicos, cada uno de 8x8 píxeles con 256 colores).

Otras implementaciones

El Sega Mega Drive /Genesis no tiene capacidades de hardware similares al Modo 7. Sin embargo, se puso a disposición un modo similar con el complemento Sega Mega-CD , que se utiliza en los niveles de Special Stages de Sonic the Hedgehog CD . Pero, al igual que con Tales of Phantasia y Star Ocean, el desarrollador del juego también puede implementar algunos efectos de sprites por completo en el software. Como resultado, se usaron algunos efectos similares en juegos como Castlevania: Bloodlines , The Adventures of Batman and Robin , Mickey Mania: The Timeless Adventures of Mickey Mouse , Alien Soldier , Red Zone , Contra: Hard Corps y otros juegos de Sega Mega Drive . Además de Sega 32X , no solo se implementaron capacidades gráficas 2D, sino también capacidades gráficas 3D básicas. Como consecuencia, el uso de efectos como el zoom y la rotación se ha vuelto bastante habitual en juegos como Knuckles' Chaotix , que, entre otras cosas, fue el primero de la serie Sonic the Hedgehog en implementar niveles de polígonos de Special Stages .

Véase también

Enlaces

Tonc: Modo 7 Parte 1 - una descripción general del modo 7.
Tonc: Modo 7 Parte 2 - La base teórica del Modo 7.
Archivado desde el original el 2 de febrero de 2013 por TwoHead Software - Mode 7 Effects . es una descripción popular del modo 7.
Motor Mode7 3D : implementación de la parte geométrica del modo 7 utilizando Adobe Flash .

Notas

↑ 1 2 Fondos en SNES Development (enlace descendente) . Fecha de acceso: 28 de enero de 2013. Archivado desde el original el 2 de febrero de 2013. (indefinido)
↑ Software de dos cabezas (enlace descendente) . Fecha de acceso: 28 de enero de 2013. Archivado desde el original el 2 de febrero de 2013. (indefinido)
↑ Especificaciones (enlace descendente) . Fecha de acceso: 28 de enero de 2013. Archivado desde el original el 21 de junio de 2009. (indefinido)
↑ Desarrollo de SNES . Fecha de acceso: 22 de enero de 2013. Archivado desde el original el 29 de enero de 2013. (indefinido)
↑ Modo 7 - Escalado en SNES Development (enlace descendente) . Fecha de acceso: 28 de enero de 2013. Archivado desde el original el 2 de febrero de 2013. (indefinido)
↑ Tonc: Modo 7 Parte 1 (enlace no disponible) . Fecha de acceso: 28 de enero de 2013. Archivado desde el original el 2 de febrero de 2013. (indefinido)

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