Grafik

Computergrafik bzw. das hier verwendete Kurzwort Grafik bezeichnet die Darstellung von Grafiken jeder Form, die mit Hilfe eines Computers erzeugt und auf Monitoren dargestellt bzw. auf Peripheriegeräte wie Drucker oder Plotter ausgegeben wird. Auf dem C64 bezeichnet der Begriff Grafik alles bildhafte, sprich alles was nicht Text ist. Dabei kann Grafik auf dem C64 auf ganz verschiedene Weisen erzeugt werden.

1985: PETSCII-Blockgrafik (aus 64'er). 1986: Bitmap-Grafik (aus Ghosts'n Goblins). 1989: Die erste FLI-Grafik.

Historie

Die erste Grafikform auf Commodore-Heimcomputern war aus sogenannten Grafikzeichen zusammengesetzt. Angelehnt an die Zeichennorm ASCII führte Commodore den Zeichencode PETSCII ein, der verschiedene Grafikelemente (z.B. Linien, Kreisstücke) enthielt, womit einfache Grafikdarstellung ermöglicht wurde. Auf dem PET und verwandten CBM-Rechnern wurden diese nur monochrom dargestellt. Spätere Commodore-Rechner wie z.B. der VC-20, der C64 und der Plus/4 bekamen dann die Fähigkeit, die Zeichen in Farbe zu zeigen. Mit der Möglichkeit, eigene Zeichensätze zu verwenden, kam dann quasi der Durchbruch für Grafik auf Homecomputern Anfang der 1980er Jahre. Ferner kam die Möglichkeit hinzu, Bitmap-basierte Grafikmodi anzuzeigen. Hierbei kann jeder einzelne Pixel des Bildschirms direkt angesprochen werden. Je nach Grafikmodus besteht weiterhin die Möglichkeit, einzelnen oder mehreren Pixeln eine bestimmte Farbe zuzuweisen. Da diese Art der Grafikdarstellung sehr viel filigranere Bilder erlaubt als die Nutzung der vordefinierten Grafikzeichen, wurde (und wird oft noch) in diesem Zusammenhang von "hochauflösender" Grafik gesprochen, auch wenn sich die maximale physische Auflösung gar nicht ändert.

Während in den Anfängen Grafiken noch programmiert werden mussten, entwickelten sich im Laufe der Zeit die ersten Mal- bzw. Bildbearbeitungsprogramme mit denen der Anwender Grafik pixelweise durch Zeichnen mit Pinseln, Einfügen von einfachen Grafikobjekte wie Recktecke oder Kreise bzw. auch einfache Bildoperationen wie Ausschneiden, Kopieren oder "Flächen Ausüllen" schneller und einfacher hochauflösende Grafik erstellen und bearbeiten kann.

Grafikerstellung entwickelte sich zur Computerkunst. Zwar wird in diesem Zusammenhang gern der Amiga erwähnt, da er tatsächlich Künstler dazu brachte, mit dem Computer zu arbeiten. Doch gerade am C64 ist die Erstellung anspruchsvoller Grafik eine große Kunst, da mit diversen Limitierungen gearbeitet werden muss. Dies betrifft nicht nur die Farbpalette, sondern auch die begrenzte Menge an Farben, die in einer "Kachel" (die Fläche, die ein einzelnes Zeichen abdeckt) verwendbar sind. Aber auch aus reinen Textzeichen wird heute noch Computergrafik erstellt, diese Art Grafik ist unter dem Namen "ASCII Art" bekannt. Auf dem C64 wird die Kunst der Grafikerstellung unter anderem gern in sogenannten Grafik-Competitions (Wettbewerbe innerhalb der Demo-Szene) ausgeübt.

Grafikdarstellung auf dem C64

Der C64 besitzt eine ganze Reihe von Möglichkeiten zur Grafikdarstellung, die der Grafikchip VIC ermöglicht:

• Block-Grafik, zusammengesetzt aus Zeichen aus dem Zeichensatz-ROM von Commodore.
• Grafik in Form von selbst definierten Zeichensätzen, primär genutzt in Computerspielen.
• Bitmap-Grafik in zwei verschiedenen Grafikmodi: Multicolor und Hires.
• Sprites.
• Spezial-Grafikmodi, die CPU-getrieben die Fähigkeiten des VIC erweitert, wie FLI, IFLI, NUFLI.

Grafikprogramme

Zur Erstellung von Grafik am C64 existieren verschiedene Werkzeuge:

• Zeichensatz-Editor, wird in der Regel benutzt, um eigene Buchstaben oder Zahlen (sprich Zeichen) zu zeichnen.
• Malprogramme, um Bilder und Grafiken zu zeichnen.
• Konverter, um Grafik (Bilder) in Zeichensatz zu konvertieren, z.B. zur Verwendung in Computerspielen.
• Sprite-Editor, um Sprites zu zeichnen.

Ferner können Grafiken auch von anderen Systemen (Amiga, PC) konvertiert werden. Eines der mächtigsten C64-Programme für diesen Zweck ist GoDot, welches primär in den 1990er Jahren gern genutzt wurde. Aber ca. 2000 kamen mehr und mehr PC-Tools auf, mit denen C64-Grafikdateien konvertiert oder auch komplett erstellt werden können, z.B.:

• Timanthes
• Project One
• Mufflon (NUFLI-Konverter)

Grafikprogrammierung

Je nach Fähigkeit und Anspruch des Programmierers stehen verschiedene Möglichkeiten zur Grafikprogrammierung zur Verfügung:

• In BASIC lassen sich am einfachsten Blockgrafiken mit den Grafikzeichen des Commodore-ROM-Zeichensatzes erstellen.
• Mit einigen POKEs lässt sich auch von BASIC aus ein Grafikmodus einschalten, ebenso Sprites. Um diese mit Inhalten zu füllen muss man jedoch die Grafikdaten an die richtige Stelle im Speicher laden oder - so wurde es früher gern in Listings gemacht - diese in DATA-Zeilen hinterlegen.
• Mit ein wenig Kenntnis der Maschinensprache kann man relativ einfach Grafiken im Multicolor- oder Hires-Modus anzeigen. Sind diese einmal zu sehen, muss man nichts weiter programmieren. Schwieriger ist dann, die Grafik zu verändern oder zu bewegen.
• Einige BASIC-Erweiterungen helfen auch bei der Darstellung von Grafik.
• Um in Spielen ein Scrolling zu realisieren, wird in der Regel auf Zeichensatz-basierte Grafik zurückgegriffen. Diese zu programmieren und dazu noch Sprites zu bewegen setzt schon recht gute Maschinensprache-Kenntnisse voraus.
• Sprite-Multiplexer sowie Spezial-Grafikmodi (FLI, etc.) bleiben den Assembler-Profis vorbehalten.

Speicherplatzverbrauch von Grafikdaten

In Abhängigkeit der Grafikart wird unterschiedlich viel Speicher für die Grafik benötigt:

• Blockgrafik, aufgebaut aus dem ROM-Zeichensatz des Computers, verbraucht am wenigsten Speicher, weil das Aussehen der Zeichen selbst ja im ROM gespeichert ist.
• Zeichensatz-basierte Grafik verbraucht wenig Speicher, da alle identischen Bereiche einer Grafik durch ein identisches Zeichen repräsentiert werden - deshalb in Spielen sehr beliebt. Ohne Zeichensatz-Grafik wären beispielsweise riesige Level wie bei Turrican auf dem C64 unmöglich.
• Sprites benötigen 64 Byte pro Stück, unabhängig davon, ob es sich um Hires- oder Multicolor-Sprites handelt.
• Bitmap-Grafik benötigt am meisten Speicher: 8 Kilobyte benötigt die Bitmap selbst. Bei Hires kommt optional die Information dazu, welche Farben die gesetzen und gelöschten Bits jeder Kachel haben sollen, sie benötigt 1 KB. Bei Multicolor wird zusätzlich noch das Farb-RAM mit Informationen befüllt.
• FLI benötigt zusätzliche Farbinformationen, NUFLI hat noch einen Layer aus Sprites, IFLI besteht prinzipiell aus zwei kompletten Bitmaps - die Spezialformate benötigen also in der Regel noch deutlich mehr Platz.

Die 64KB Speicher des C64 lassen sich mit Grafikdaten schnell füllen, gleiches gilt für Disketten mit dem Laufwerk 1541. Ende der 1980er Jahre fingen deshalb einige Programme an, komprimierte Formate zu unterstützen, in dem ein interner Packer die Grafik beim Speichern komprimierte und beim Laden wieder dekomprimierte. Das bekannteste Programm dieser Art ist das Multicolor-Malprogramm Amica Paint. Viele beeindruckende Demos auf dem C64 begeistern mit einer unglaublichen Grafikvielfalt, die nur möglich ist, weil die Entwickler die Grafikdaten mit Spezialpackern komprimieren und während das Programm läuft live dekomprimieren.

Bildformate auf dem C64

Auf dem C64 gab es 1982 zunächst nur die von Commodore vorgesehenen Grafikmodi, entsprechend wurden in den 1980er Jahren einige Malprogramme entwickelt, die diese Modi unterstützen und die Bilddaten teils in leicht unterschiedlichem Format abspeichern, obwohl es prinzipiell um die gleichen Informationen geht. Ab 1989 entstanden neue, software-getriebene Grafikmodi und damit auch echte neue Bildformate, die ganz unterschiedliche Informationen beinhalten. Die Tools zur Bearbeitung entsprechender Bilder sind deshalb auch rarer.

Bezeichnung	Dateiformat bzw. Programm	Jahr	Anmerkungen	Entwickler des Formats
Multicolor	Koala, Amica Paint	1982	Standard-C64-Grafikformat	Commodore
Hires	Doodle, Hi-Eddi	1982	Standard-C64-Grafikformat	Commodore
FLI	FLI Paint	1989	Multicolor-Modus, Screen-RAM wird jede Zeile neu gelesen	Blackmail
AFLI	AFLI-Editor	1990	Hires-Modus, Screen-RAM wird jede Zeile neu gelesen	Origo Dreamline
IFLI	Funpaint II	1991	Zwei FLI-Bilder werden überlagert, um höhere Auflösung und Farben zu erreichen	Manfred Trenz
Super HiRes	?	1991	Hires-Bitmap mit Hires-Sprite-Layern, kein Vollbild	TBH/Onslaught
Super Hires FLI (SHFLI)	Super Hires FLI Editor	1996	AFLI mit Hires-Sprite-Layern, kein Vollbild	Crossbow & DeeKay/Crest
Underlayed FLI (UFLI)	?	1996	Vollbild-Hires-FLI (jede 2. Zeile) mit Sprite-Layer	Crossbow & DeeKay/Crest
Underlayed Interlaced FLI (UIFLI)	?	1997	Interlace-UFLI	Crossbow & DeeKay/Crest
MultiColor Underlayed FLI (MUFLI)	?	2006	Wie UFLI, jedoch mit Multicolor-Sprites, deren Farben jede 2. Zeile geändert werden dürfen	Crossbow & DeeKay/Crest
MultiColor Sprite Underlay HiRes (MUCSU)	?	2009	Vollbid-Hires mit Sprite-Layer, lässt mehr CPU-Zeit übrig als FLI-Varianten	Algorithm/Onslaught
New Underlayed FLI (NUFLI)	Mufflon, NUFLI-Editor	2009	Weiterentwicklung von MUFLI, überdeckt den FLI-Bug mit mehreren Sprites	Crossbow & DeeKay/Crest
MultiColor Underlayed Interlaced FLI (MUIFLI)	Mufflon	2009	Weiterentwicklung von MUFLI, Interlaced um die Farbpalette von IFLI zu ermöglichen	Crossbow & DeeKay/Crest

Grafikdateiformate auf PC u.ä.

Auf anderen Systemen wie Amiga, Mac und PC haben sich über die Jahre zahlreiche weitere Grafikformate entwickelt. Im Gegensatz zum C64 wird auf neueren Systeme jedem Pixel individuell eine wählbare Farbe zugeordnet, es gibt kein Konzept von Kacheln o.ä. Die Grafikdateiformate unterscheiden sich primär in zwei Punkten:

• Entweder Paletten-basierte Bilder, in denen eine bestimmte Menge Bit pro Pixel genommen werden, um einen Index in eine Farbpalette zu erhalten (daher auch etwas krude übersetzt "Indizierte Farbe" genannt) oder TrueColor-Bilder, bei denen die Bits pro Pixel direkt Werte im RGB-Farbraum repräsentieren (meist 24 Bit, bei 16 Bit wird in der Regel von HighColor gesprochen)
• Art der Komprimierung, entweder verlustfreie Komprimierung (das Bild wird komprimiert, die Pixel jedoch nicht verändert) oder verlustbehaftete Komprimierung (verschiedene ausgefeilte Algorithmen berechnen Werte für Bildteile, die optisch dem Original nahe kommen, sich aber mit deutlich weniger Datenmenge speichern lassen)

Die Bildformate werden über die auf dem PC üblichen 3-Buchstaben-Endungen unterschieden, wobei es auch einige C64-Formate gibt, denen eine entsprechende Endung zugeordnet wurde.

Abkürzung	Dateiformat / Programm	Jahr	Firma / Autor / Anmerkungen
PCX	PiCture eXchange / Paintbrush	1982	ZSoft
KOA	Koala Painter	1984	Koala Technologies (auch auf C64)
IMG	GEM Paint Image	1984	Digital Research
MAC	MacPaint	1984	Apple
TGA	Targa Image File	1984	Truevision - TARGA "Truevision Advanced Raster Graphics Array"
PBM	Portable BitMap	1980er	Sun Microsystems (s/w, ASCII, binär)
PGM	Portable GrayMap	1980er	Sun Microsystems (Graustufen, ASCII, binär)
PPM	Portable Pixmap	1980er	Sun Microsystems (256 Farben, ASCII, binär)
HED	Hi-Eddi	1985	Markt & Technik Verlag / Hans Haberl
IFF	Interchange File Format / Deluxe Paint	1985	Electronic Arts
GEO	GeoPaint	1985	Berkeley Softworks Vektorgrafik (auch auf C64)
LBM / ILBM	InterLeaved BitMap	1985	(auch auf Amiga)
TIFF / TIF	Tagged Image File Format	1980er	Aldus
AMI	Amica Paint	1987	Oliver Stiller (auch auf C64)
GIF	Graphics Interchange Format	1987	CompuServe / Steve Wilhite
BMP	Windows Bitmap	1990	Microsoft / IBM
JPEG/JPG/JFIF	Joint Photographic Experts Group (File Interchange Format)	1992	Joint Photographic Experts Group

Computergrafik außerhalb der C64-Welt

Auf anderen Heimcomputern wurden auch dem Sprite ähnliche Computergrafiken wie Shapes (u.a. Apple II, C16, C116, Plus/4) oder Bobs (Blitter Object) bzw. MOBs (Movable Object Block, siehe hierfür auch Simons' Basic), genutzt. Der Vorteil dieser Objekte ist u.a. ihre einfache Generierung auf der jeweiligen Plattform.

Da das Abspeichern von Grafiken recht platzintensiv ist, brachten die ersten Bildbearbeitungsprogramme schon eigene Grafikformate mit. Zunächst nur in einfacher Komprimierung, sowie in Schwarzweiß oder einfache Farben wie die Dateiformate PCX, KOA oder IMG. Später dann in höhere Komprimierung wie GIF oder JPEG.

Durch die Einführung von farbigen Thermodruckern konnte auch die Computergrafik farbig ausgedruckt werden. Die meisten Computeranwender konnten es sich jedoch erst mit der Einführung der Farbtintenstrahldrucker Anfang der 1990er Jahre leisten, farbige Computergrafiken auszudrucken.

Eine weiterere Verbesserung in der Welt der Computergrafik brachte die Einführung von vektorbasierten Zeichen und Grafiken, die verlustfrei skalierbar sind, d.h. die vergrößert und verkleinert werden können, ohne dass die Bildqualität darunter leidet. Weiterhin wurden hieraus auch 3D-Computergrafiken entwickelt, die seit Anfang der 1990er Jahre auch vielseitig in Computerspielen eingesetzt und mittlerweile auf immer mehr Gebieten angewendet werden.

Durch die Verbesserung von Grafikkarten, d.h. durch die immer höher werdende Auflösung und der höheren Anzahl von möglichen Farben (16,7 Millionen bei TrueColor) sowie die immens gestiegene Rechenpower, ist die heutige Darstellung von Computergrafik soweit fortgeschritten, dass seit Mitte der 1990er Jahre regelmäßig computergenerierte Zeichentrickfilme (CGI-Filme, engl. Abkürzung für Computer Generated Imagery) in Kinos erfolgreich gezeigt werden. Sah man den ersten Filmen noch an, dass diese per Computer erzeugt wurden, so verschwimmen seit Ende der 1990er Jahre immer mehr in Kinofilmen eingebaute Trickeffekte, Bilder und Videoszenen mit der Realität.

Weblinks

Wikipedia: Computergrafik

• Verschiedene C64-Grafiken von 1983 bis heute bei C64pixels.com
• C64 Bildformate I (Webarchiv)
• C64 Bildformate II (Webarchiv)
• Diverse C64-Intros bei intros.c64.org
• Diverse Abspänne von Computerspiele bei c64endings.co.uk