Como desenvolvedores lidavam com as limitações na criação dos gráficos de videogames antigos

Você já parou para pensar como os gráficos de jogos de videogame evoluíram com o tempo? Dos anos 70 pra cá muita coisa mudou quanto a tecnologia das plataformas dos jogos. Hoje em dia muito da estética visual de um jogo vem da escolha dos desenvolvedores após definições de direção de arte e game design. Mas no começo nem tudo que era definido poderia de fato ser executado. As limitações de hardware nos anos 70, 80 e 90 necessitavam de soluções criativas para atingir resultados que chamassem a atenção dos jogadores.

As primeiras gerações de videogames continham hardware com várias limitações de memória e processamento. O código inteiro da lógica do jogo e os dados relativos aos gráficos precisavam caber em alguns kilobytes, que era o espaço disponível nos cartuchos. Sendo assim, como os jogos lidavam com essas restrições e como os gráficos foram evoluindo com o tempo? Vejamos alguns exemplos.

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O Magnavox Odyssey é conhecido como o primeiro videogame comercial da história. Lançado em 1972, este console não possui um processador dedicado, sendo implementado em uma lógica de diodo-transistor. Ele também não é capaz de gerar sons e os únicos gráficos que podem ser gerados são uma barra vertical e três quadrados.

A composição dos gráficos podia ser alterada com cartuchos de jogos, mas o console não podia exibir gráficos mais complexos. Para tentar solucionar este problema, os jogos costumavam incluir overlays, que eram plásticos transparentes que poderiam ser colados na tela da TV. Estes plásticos continham ilustrações de acordo com o tema do jogo, criando a ilusão de gráficos que o hardware do console não podia gerar.

Alguns jogos eram híbridos entre jogo digital e jogo de tabuleiro, já que o console não pode acompanhar pontuação ou determinar um vencedor digitalmente, tudo isso ficava por conta dos jogadores, fazendo isso de forma analógica.

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Seguindo para 1977, o Atari 2600 foi um dos primeiros consoles com um processador dedicado, se tornando o videogame mais popular de sua época. 

O hardware do Atari 2600 foi projetado visando cortar ao máximo os custos de produção, contando com apenas quatro chips principais. Sem memória RAM para vídeo, os gráficos precisavam ser gerados ao mesmo tempo que eles eram exibidos na TV. Essa limitação tornava o processo de criar imagens para serem exibidas na tela complexo, onde os desenvolvedores precisavam escrever o código relativo aos gráficos linha por linha, até compor toda a imagem a ser exibida na tela. Também era necessário incluir o código da lógica do jogo nos intervalos entre os códigos de criação dos gráficos, um processo que ficou conhecido por “Racing the beam”.

Tudo isso deixava o processo de desenvolvimento de um jogo de Atari 2600 muito complexo. Em 1983 o grande número de jogos de baixa qualidade quebrou o mercado de jogos nos Estados Unidos, momento conhecido como a crise dos videogames de 1983. 

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Enquanto isso, no Japão a empresa Nintendo lançou seu primeiro console comercial com cartuchos trocáveis, o Famicom. Sua versão americana, o NES (Nintendo Entertainment System) foi responsável por restaurar o mercado de jogos da crise que havia sido estabelecida.

O NES trouxe avanços quanto ao seu hardware, se comparado com o videogame da Atari. O console conta com um processador de 8-bits, além de um chip dedicado para geração dos gráficos.

O NES possui uma paleta de cores de 54 cores e transparência, sendo possível exibir até 25 cores por vez na tela.

O sistema apresentava restrições, como por exemplo: a quantidade de elementos que poderiam ser exibidos na tela por vez, o número de cores de cada elemento e cores do cenário. Cenários não podiam ser rotacionados ou virados, e o efeito de rolagem era possível apenas com o uso de técnicas complexas. Um sprite pode conter apenas três cores e transparência, mas alguns jogos fazem uso de técnicas de sobreposição de sprites para obter mais cores do que o permitido pelo hardware.

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Em 1990 a Nintendo lançou o Super Famicom, conhecido por SNES (Super Nintendo Entertainment System) nos países ocidentais. Este console é o sucessor do NES, e formou a geração 16-bits, trazendo avanços consideráveis para sua época. O SNES possui um processador de 16-bits e duas unidades de processamento gráfico que trabalham em conjunto, aprimorando o conceito inicial do chip gráfico do NES. Possui uma paleta de cores de 32.768 cores, sendo possível exibir até 256 cores por vez. 

Além disso, o console consegue estender sua capacidade técnica por meio de chips de aprimoramento contidos nos cartuchos de jogos. São esses chips que possibilitaram a criação de jogos com gráficos 3D poligonais, apesar do SNES ser considerado um videogame com gráficos 2D.

Os gráficos do Super Nintendo são divididos em 8 modos, cada um com características e restrições específicas. O modo 7 se diferencia dos outros por possibilitar criar uma imagem de fundo e realizar transformações, tais como: transladação, escalamento, rotação, reflexão e cisalhamento.

A imagem a) é a imagem gerada pelo chip gráfico ainda sem alterações, b) mostra como a camada fica após aplicar as transformações, simulando o efeito de perspectiva, e c) é a renderização final do jogo.

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O Mega Drive, conhecido também por Sega Genesis nos Estados Unidos, é outro console de 16-bits que competiu diretamente contra o Super Nintendo na quarta geração. Lançado inicialmente em 1988, o console conta com dois processadores, um de 16-bits para cálculo de lógica de jogos e gráficos, e um outro de 8-bits para processamento de áudio. Os gráficos processados são renderizados em um chip específico de vídeo. 

O Mega Drive consegue exibir até 61 cores em uma paleta de 512 cores. Com uma paleta relativamente mais limitada que a de seu competidor, os desenvolvedores usaram o sistema analógico de televisões da época como forma de simular a existência de mais cores, criando gráficos dependentes do meio de exibição analógico para produzir o visual pretendido.

Um exemplo disso pode ser visto no jogo Sonic the Hedgehog, onde partes do cenário possuem cachoeiras. Os gráficos de cenário não possuem transparência, mas com a troca rápida de cores da paleta que compõe a cachoeira, somado ao efeito natural do sinal analógico de borrar os gráficos, é possível criar um efeito que simula transparência. 

Ao visualizar o mesmo jogo em uma tela moderna LCD, a nitidez da tela mostra os pixels individuais mais claramente, perdendo um pouco do efeito.

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Estes foram alguns exemplos de soluções criadas por desenvolvedores para lidar com problemas técnicos das plataformas dos anos 70 a 90. Existem diversos outros, mas de forma geral a tecnologia da época influenciava diretamente na estética e na liberdade artística de um jogo. Hoje em dia diversos jogos, principalmente aqueles criados por estúdios indie, abraçam determinadas limitações por questões estéticas ou de nostalgia, já outros trabalham em cima do conceito, porém expandindo-o e criando algo novo, sendo uma mistura do antigo com o atual.