Los colores de artefactos compuestos es una designación que se usa comúnmente para abordar varios modos gráficos de algunas computadoras domésticas de las décadas de 1970 y 1980 . Con algunas máquinas, cuando se conectan a un televisor o monitor NTSC a través de salidas de video compuesto , la codificación de la señal de video permitió que se mostraran colores adicionales, manipulando la posición de los píxeles en la pantalla, sin estar limitada por la paleta de colores del hardware de cada máquina (aunque, en televisores modernos, es posible que no funcione tan bien).
Este modo se utilizó principalmente para juegos, ya que limitaba la resolución horizontal de la pantalla más de lo normal. Se usó principalmente en computadoras IBM PC (con gráficos CGA ), [1] TRS-80 Color Computer [2] y Apple II [3] , pero también se utilizó en Atari de 8 bits, el más famoso de los juegos de rol Ultima. videojuegos. [3]
Las limitaciones del video compuesto con respecto a la resolución horizontal también se aprovecharon en otros sistemas. Los valores de píxeles adyacentes se promediaron horizontalmente, produciendo colores sólidos o generando efectos de transparencia.
En pantallas PAL (o NTSC 4.43) este efecto no genera nuevos colores, sino una mezcla de valores de píxeles horizontales adyacentes. Sin embargo, dependiendo del sistema PAL utilizado, los resultados variarán. Si se utilizan PAL M o PAL N, también es posible que aparezcan artefactos de color que se ven en NTSC. Si se utiliza una conexión de video de mayor resolución, los gráficos se muestran como patrones de tramado . Máquinas como la ZX Spectrum o Mega Drive se aprovecharon de esta situación.
Detalles técnicos
En el sistema de color NTSC utilizado en la 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 la 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 del color. [4]
Computadoras como la Apple II [5] y la tarjeta de video CGA [6] [7] para IBM PC , emiten una señal que es una aproximación del estándar de transmisión. Tanto en el Apple II como en el CGA, cada línea se alarga hasta los 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 son un múltiplo de la frecuencia de la subportadora NTSC. Tanto el Apple II como el CGA usan 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 que luego se estandarizaron en la Recomendación UIT-R BT.601 ), con aproximadamente 750 de ellos ocupando la parte visible de la pantalla. Con las líneas estiradas de estas primeras computadoras, cada línea tenía en realidad 912 ciclos de píxeles de longitud, y solo se usaba una parte del área visible: 560 píxeles en el caso de Apple II (aunque no se puede direccionar individualmente sin una tarjeta de expansión de 80 columnas [8]). ), 640 en 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 será interpretada como color por la pantalla, generando patrones de píxeles específicos. [9]
En el caso de adaptadores que también tienen capacidades de color nativas, como el CGA, esta técnica se puede expandir aún más formando patrones a partir de los colores incorporados; de esta manera, la subportadora "real" generada por el hardware interferirá con el " falso "que reside dentro de los patrones de píxeles, lo que hace que la pantalla interprete el resultado como colores nuevos y únicos. [10]
En el sistema PAL , la fase de la subportadora se interpreta de manera diferente de una línea a otra, y se requiere estrictamente que la fase de la explosión de color cambie en líneas alternas. Esto hace que los trucos descritos anteriormente no sean factibles. 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 de la subportadora de NTSC o PAL. Por estas razones, los colores de artefactos generalmente solo se usaban con el sistema de color NTSC; sin embargo, debe tenerse en cuenta que son teóricamente posibles en cualquiera de ellos, debido al hecho de que en cada sistema de televisión analógica , la información de color reside dentro del mismo. ancho de banda como información de luminancia.
Soporte de hardware
CGA
Cuando se utiliza el Adaptador de gráficos en color (CGA) de IBM con salida de TV NTSC , 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 vez como versión "color" normal y una vez como versión "monocromática". La versión "monocromática" de cada modo apaga completamente la decodificación de color NTSC en el monitor de visualización, lo que da como resultado una imagen en blanco y negro, pero tampoco sangrado de color, por lo tanto, una imagen más nítida. En los monitores RGBI, las dos versiones de cada modo son idénticas, con la excepción del modo de gráficos 320 × 200, donde la versión "monocromática" produce la tercera paleta.
Sin embargo, los programadores aprendieron que esta falla podría convertirse en un activo, ya que los patrones distintos 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 denominan "colores de artefactos". Con esta técnica se podrían utilizar tanto el modo de gráficos estándar de 320 × 200 de cuatro colores como el de 640 × 200 de color sobre negro.
Las pantallas resultantes tendrían una resolución utilizable de 160 × 200 con 16 colores: [11]
- Negro
- Verde oscuro
- Azul
- Cian
- carmesí
- Gris parduzco oscuro
- Magenta
- Violeta
- Gris oscuro
- Verde brillante
- Gris parduzco claro
- Cian brillante
- Escarlata
- Amarillo
- Rosa caliente
- blanco
Computadora de color TRS-80
El modo de gráficos de dos colores TRS-80 Color Computer 256 × 192 utiliza cuatro colores debido a una peculiaridad en el sistema de televisión NTSC. No es posible mostrar 256 puntos de manera confiable en la pantalla debido a las limitaciones de la señal NTSC y la relación de fase entre el reloj VDG y la frecuencia de explosión de color. En el primer conjunto de colores, donde los puntos verdes y negros están disponibles, las columnas alternas de verde y negro no son distintas y aparecen como un color verde turbio. Sin embargo, cuando uno cambia al conjunto de colores blanco y negro, en lugar de un gris fangoso como se esperaba, el resultado es naranja o azul. Invertir el orden de los puntos alternos dará el color opuesto. En efecto, este modo se convierte en un modo de gráficos de 128 × 192 a 4 colores en el que están disponibles el negro, el naranja, el azul y el blanco (el Apple II creó los gráficos en color aprovechando un efecto similar). La mayoría de los juegos de CoCo usaban este modo, ya que los colores disponibles son más útiles que los proporcionados en los 4 modos de color del hardware. El VDG internamente puede encenderse 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 pide al usuario que presione el botón de reinicio hasta que los colores sean correctos. El CoCo 3 soluciona el problema del borde del reloj para que siempre sea el mismo; un usuario mantiene presionada la tecla F1 durante el reinicio para elegir el otro conjunto de colores. En un CoCo 3 con un monitor RGB analógico, los patrones de puntos blancos y negros no se alteran; para verlos se usa un televisor o un monitor compuesto, o se parchean los juegos para usar el hardware 128 × 192 en modo de cuatro colores en el que el chip GIME permite mapear las opciones de color. Los usuarios de los países PAL ven rayas verdes y púrpuras en lugar de colores sólidos rojos y azules.
Los lectores de la revista The Rainbow o Hot CoCo aprendieron que pueden usar algunos comandos POKE para cambiar el VDG 6847 a uno de los modos de artefacto, mientras que Extended Color Basic continúa funcionando como si todavía estuviera mostrando uno de los modos de cuatro colores 128x192. Por lo tanto, todo el conjunto de comandos gráficos Extended Color Basic se puede utilizar con los colores de artefactos. Algunos usuarios desarrollaron un conjunto de 16 colores de artefactos [ ¿cómo? ] utilizando una matriz de 4 × 2 píxeles. El uso de comandos POKE también hace que estos colores estén disponibles para los comandos gráficos, aunque los colores deben dibujarse una línea horizontal a la vez. Algunas obras de arte interesantes se produjeron a partir de estos efectos, especialmente porque el paquete de arte CoCo Max los proporciona en su paleta de colores.
La paleta de 16 colores resultante es:
- negro
- cian oscuro
- rojo ladrillo
- violeta claro
- azul oscuro
- azur
- verde oliva
- marrón
- púrpura
- azul claro
- naranja
- amarillo
- gris claro
- azul blanco
- rosa-blanco
- blanco
Manzana II
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.
La pantalla de Apple II proporciona dos píxeles por ciclo de subportadora NTSC. Cuando la señal de referencia de ráfaga de color está encendida y la computadora 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 colocando 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 más estrechos en cada ciclo de subportadora.
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 se 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 utilizan los mismos circuitos para ambos.
Para su uso en regiones PAL y SECAM, el Apple II podría modificarse para generar una señal de 50 Hz. Sin embargo, cuando se conecta directamente a una pantalla, daría como resultado una imagen en blanco y negro. Se disponía de tarjetas de expansión "Eurocolor" que esencialmente decodificaban los artefactos NTSC y los recodificaban como PAL o SECAM. [12]
Atari de 8 bits
El modo Graphics 8 en las primeras computadoras Atari de 8 bits que usaban 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 adyacentes en este modo generarían uno de los dos colores adicionales y el software, como The Wizard and the Princess de On-Line Systems , utilizó este efecto secundario para mostrar hasta cuatro colores como máximo. resolución. Esta técnica y sus fundamentos técnicos se documentaron en el Apéndice D de De Re Atari .
Cuando Atari comenzó a enviar computadoras con el Adaptador de Interfaz de Televisión Gráfica (GTIA) mejorado , los usuarios encontraron que dichos programas mostraban colores incorrectos y requerían una versión actualizada del software. [13]
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 de RF o compuesta conectados a televisores exhibieron este efecto, mientras que aquellos como el Atari 800 original o la serie XE posterior con croma / luma incorporados admiten imágenes que se muestran adicionalmente sin artefactos cuando se conectan a un monitor de computadora con entradas de croma / luma como como el Commodore 1701 ).
Por alguna razón no documentada que solo Atari conoce, no habilitaron el pin de croma en el conector del monitor del 800XL, aunque se han publicado varias modificaciones para incorporar este soporte.
Soporte de software
Muchos de los títulos de juegos más destacados ofrecen gráficos optimizados para monitores de color compuestos. [14] Ultima II , el primer juego de la serie de juegos portado 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 .
Otras máquinas y el sistema PAL
El uso de una conexión compuesta con el sistema PAL TV no generará nuevos colores, sino un efecto de desenfoque horizontal. Dados los diferentes anchos de banda de los sistemas de transmisión PAL ( PAL-M , PAL-N , PAL-B , etc.), la intensidad del efecto real variará.
Este efecto será más pronunciado si se utilizan resoluciones de pantalla más altas y, como tal, los artistas del juego lo aprovecharon en algunas máquinas que utilizan patrones de tramado . Un ejemplo notable de esto es el Mega Drive , que lo aprovecha al máximo para simular efectos de transparencia.
Otras computadoras domésticas como la Atari ST o la Commodore Amiga también tienen gráficos preparados con técnicas de difuminado para aprovechar las conexiones de TV compuestas. Con respecto al Amiga, el Hold-And-Modify especial es particularmente adecuado para mostrar imágenes de TV de "color intenso", aprovechando al máximo el desenfoque horizontal.
Referencias
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- ^ "Modo de 256 colores (artefactos en modo compuesto) - ¡El TRS-80 / Tandy Color Computer COCO SuperSite!" . Coco3.com . Consultado el 7 de agosto de 2016 .
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- ^ "Notas sobre el adaptador de gráficos en color" . Seasip.info . 6 de diciembre de 2006 . Consultado el 7 de agosto de 2016 .
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