CRTがピクセルアートに与える影響

CRTがピクセルアートに与える影響

ブラウン管、ノスタルジア、そして時代錯誤について。

2024年夏

この記事の続編はこちらで公開されています。信号品質についてさらに詳細に掘り下げ、ピクセルアートの技法がCRT以外のシステムでどのように使用されてきたかも検証しています。

(プロのヒント：以下の画像はすべてクリック可能です。)

現代のピクセルアートがしばしば「正しく見えない」という議論が繰り返されています。例えば、TikTokユーザーの「mylifeisanrpg」は、ピクセルアーティストがどのようにブラウン管（CRT）の物理的な特性と合わせて作業していたかを説明する人気の動画を作成しました。要するに、CRTのぼかしが低解像度ピクセルの粗いエッジを滑らかにし、現代のフラットスクリーンディスプレイで見るよりもはるかにブロック状に見えないようにしていたと説明しています。

これは正しいです。私も、現代のブロック状のピクセルアートは、しばしば方向性の間違った時代錯誤的なノスタルジアの一種であると同意します。しかし、ピクセルアートと古いゲームハードウェアには、単なるCRTのぼかし以上のことがたくさんあります。

［画像：mylifeisanrpgの動画からのスクリーンショット。左は任天堂のスプライトの「生の」ビジュアルデータ、右はそのCRT画面での再現。］

mylifeisanrpgの動画からの上記のスクリーンショットでは、任天堂のスプライトの「生の」ビジュアルデータ（左）と、同じ画像のCRT画面での再現を見ることができます。CRTバージョンが実際のCRTから撮影されたものかどうかは分かりませんが、私はそれがぼかしすぎているように見えると思います。間違っているかもしれませんが、クローズアップ写真を拡大した効果かもしれません。しかし、現代の機械でソフトウェアフィルターによって生成されたCRTの近似である可能性が高いです。このようなソフトウェアフィルターは、古いハードウェアをエミュレートする現代のソフトウェアで利用できることがよくあります。意図は友好的ですが、私は実際のCRTの特異性を適切に伝えられるフィルターを見たことがありません。私は個人的に古いCRTを定期的に（週に少なくとも一度は）使用しており、現代のシステムでエミュレーターを使用する際は、常にCRTフィルターを無効にしています。
2024-08-02: 上記の画像は確かにCRTの写真であることが判明しました。私のミスです！参考として、CRTの、よりピントの合ったクローズアップは、走査線、シャドウマスク、RGBセルをよりよく明らかにします。
2025-10-13: ピーチミームと信号品質について、より詳細なテキストを書きました。

［画像：TwitterユーザーKaelanRamosからの別の例。］

上記は、TwitterユーザーKaelanRamosからの別の例です。実際のCRT以外で真のCRTの感覚を再現するのは困難です。右側の画像は、CRTがどのようなものかを示すには暗すぎ、ぼかしすぎです。

どちらの例も、CRT画面では個々のピクセルがほとんど検出不可能であったかのように見えますが、これは（以下で実証するように）全くそうではありません。しかし、それらは誇張されているかもしれませんが、ある種のCRTが現代のフラットスクリーンと比較してピクセルアートの視聴体験を大幅に変えることを示しています。

テクニック

［画像：Commodore 64ゲーム「Maniac Mansion」のスクリーンショット。］

あらゆる芸術媒体と同様に、CRTと古いハードウェアには特有の癖、欠点、利点があります。C64やNESのような初期の8ビットシステムでは、厳格なハードウェアの制限がグラフィックスに関して何ができるかを決定しました。上記のスクリーンショットは、1987年にリリースされたCommodore 64のゲーム「Maniac Mansion」のものです。元の解像度は160x200ピクセルです。あのブロック状の見た目を滑らかにするには、途方もなくぼやけたCRTが必要でしょう。

［画像：筆者のC64とCommodore 1084Sモニターの写真。］

上記は、私のC64をCommodore 1084Sモニターの1つに接続した写真です。写真の品質は悪いですが、ギザギザしたピクセルのエッジがはっきりと見え、CRTがブロック状の8ビットグラフィックスの万能薬ではないことを示しています。

時間が経つにつれて、アーティストやプログラマーはこれらの8ビットシステムについてより多くのことを学びました。全く同じハードウェアでより高品質なグラフィックスを生成するために、様々なプログラミングトリックや芸術的なテクニックが開発されました。以下は、「Maniac Mansion」から6年後の1993年にリリースされた、同じくC64のゲーム「Mayhem in Monsterland」のスクリーンショットです。

［画像：Commodore 64ゲーム「Mayhem in Monsterland」のスクリーンショット。］

あなたが最も可能性が高いのは、これを読んでいるフラットスクリーンでさえ、上記のグラフィックスは「Maniac Mansion」よりも明らかに優れています。「Maniac Mansion」の固定16色パレットを苦労して使って一貫したゲームの美学を構築したことに加えて、「Mayhem in Monsterland」はアンチエイリアスとディザリングを使用して、より高い解像度と色深度をシミュレートしています。（また、特定の場所でこれを実現するためにスプライトオーバーレイを使用しており、これは正しく行うにはかなり手間のかかるプログラミングが必要です。）これらのテクニックは、CRTの特性（わずかなぼかし、走査線、微妙な色の滲み）と、マシンの制限（低解像度、限られた色数、非常に少ないRAM）の両方と協調して機能します。

ディザリングとは、線、点、ノイズなどの任意のピクセルパターンを使用して、新しい色値をシミュレートすることです。インク画や古い版画におけるクロスハッチングに似ています。

アンチエイリアス、または略してAAは、中間色値を持つピクセルを使用してシャープなエッジを滑らかにし、より高い解像度をシミュレートする概念です。

［画像：アルブレヒト・デューラーのエッチングにおけるクロスハッチングの例。］
アルブレヒト・デューラーのエッチングにおけるクロスハッチングの例。

［画像：MS-DOSで動作するDeluxe Paint IIで作成されたディザリングとアンチエイリアスのサンプル。］
Deluxe Paint IIで作成されたディザリングとアンチエイリアスのサンプル。

古い8ビットシステムの極端なハードウェア制限のため、ゲーム内のグラフィックスでディザリングとAAが見られることは稀です。静止画（ローディング画面）は、動くグラフィックスよりも制約が少なく、しばしばより凝っていました。もう一つの制限要因は開発プロセスでした。多くのプラットフォームでクロス開発ソリューションが存在しましたが、それらは高価であり、ホームコンピューターの開発者はしばしばターゲットマシン上で作業していました。C64用のグラフィックスプログラムは、ゲームと同じハードウェア制限に悩まされていました。C64用のマウスは製造されましたが、かなり一般的ではありませんでした。多くのアーティストは、描画にキーボードやジョイスティックを使用する必要がありました。

豊富な色数

多くの8ビット愛好家は同意しないでしょうが、私は16ビット時代こそがピクセルアートの真の黄金時代だと思います：Amiga 500、SNES、Atari ST、SEGA Mega Driveです。ハードウェアはまだ制限されていましたが、8ビットメモリのアドレス指定の極端な制限はなくなりました。Amigaは32色画面を表示し、汗をかくことなく大量のグラフィックスをシャッフルできました。しかし、解像度はまだ低く、平均して約320x240ピクセルでした。同様に、4096色中から自由に選択できる32色というのは、8ビットマシンの固定16色パレットと比較すると驚異的でしたが、今日の24ビットカラー空間には遠く及びませんでした。

［画像：Amiga 500版「Silkworm」のスクリーンショット。］

8ビットシステムで起こったスキルと技術的創意工夫の段階的な進歩は、16ビットの世界にも当てはまります。誰かが賢く言ったように、「技術は、それが時代遅れになる直前に常に最良の状態にある」という経験則があります。Amigaのゲームグラフィックスは確かに時間とともに改善しましたが、C64よりも高いレベルから始まりました。より良いハードウェアは、豊かなピクセルアートの先駆者であったコインオペレーションゲームの移植を可能にしました。上記の画像は1989年のAmiga 500版「Silkworm」ですが、オリジナルの1988年のアーケード筐体ほど見栄えはしないかもしれませんが、非常に近いです。ゲーム内のグラフィックスには、アンチエイリアスとディザリングの両方が使用されています。

［画像：Amiga 500版「Ruff'n'Tumble」のタイトル画面。］

上記の「Ruff'n'Tumble」のタイトル画面もAmiga 500からのものです。1994年にリリースされたこの作品は、当時のピクセルアートの進歩を示す素晴らしい例です。パレットは補色を使用して構築されており、わずかな青のシェードが、それ以外の赤の色調を際立たせて「ポップ」させています。ディザリングは広く使われていますが微妙であり、AAは画像が現代のフラットスクリーンでも奇妙に滑らかに見えるほど高度です。マズルファイアや少年の髪や顔に見られるような大きな白いハイライトの使用は、それらを取り囲む少数の色合いがより多くの色を錯覚させることを意味します。さらに、影はすべて黒に向かう傾向があり、効果的にコントラストとボリュームを作成しますが、肌、髪、服、ロゴテキストの暗い色合いを再利用することも可能にします。

信号とノイズ

では、CRTはピクセルアートにおいてどのような役割を果たしているのでしょうか？短い答えは「場合による」です。すべてのCRT、特に古い安価なものは、視覚的に識別可能な走査線（ピクセルの行の間の細い黒い線）や色の滲み（RGB蛍光体とシャドウマスクまたは同等のものによる効果）のようなアーティファクトを持っています。これらはCRTの動作の直接的な結果であり、どちらもビデオハードウェアによって生成された画像が画面にどのように表示されるかに影響します。

古いコンピューターディスプレイのもう一つの側面は、信号品質です。アナログディスプレイで常に最高の品質は、各色値に個別の信号を使用することによって達成されます。これは通常、そのようなビデオ信号を構成する赤、緑、青の値にちなんでRGBと呼ばれます。多くの古い8ビットおよび16ビットマシンは、無線周波数（RF）変調またはコンポジットビデオを使用して、安価なテレビセットに接続されていました。RF変調は、テレビのアンテナジャックを介して使用可能な信号を生成します。結果は非常に悪く、上記の「Maniac Mansion」のグラフィックスをぼかすのに役立つほどです。コンポジットは、それに比べるとはるかに優れています。次のステップはS-Video、そしてテレビにコンピューターを接続する王様であるRGB分離SCARTです。後者はアメリカ合衆国（おそらく貧しく技術的に後進的な国）では利用できなかったため、アメリカ人は、良いテレビでのRGB SCARTが実際のRGBコンピューターモニターとほぼ同じくらいシャープであるという私の言葉を信じるしかありません。しかし、ほぼです。

［画像：AmigaのDeluxe Paint IV、1084Sモニターに表示された筆者自身の画像。］

アンチエイリアスとディザリングは、ピクセルアートに滑らかな外観を与える上で多くの仕事を行います。それらをCRTに表示することは確かに役立ちます。特にPALまたはNTSCビデオ用に構築されたものにとっては。上記はAmigaのDeluxe Paint IVで、1084Sモニターに表示された筆者自身の画像です。画面のズームイン部分（右側）では、AAとディザリングがはっきりと見えます。通常の表示（左側）では、CRTの本来のぼかしが、ディザリングとAAの両方を、それらの合計以上のものにブレンドして滑らかにします。

［画像：Dead Hackers SocietyによるAtari STeイントロ「Riverside」の詳細。］

上記は、Dead Hackers SocietyによるAtari STeイントロ「Riverside」の詳細です。葉の端はアンチエイリアスされておらず、私のひどいカメラワークにもかかわらず、RGB SCART経由で14インチPhilips CRTテレビに接続されたマシン（画像の右側）ではピクセルがはっきりと見えます。もちろん、ここでアンチエイリアスを適用するのは非現実的でしょう。葉の後ろの渦巻く水のエフェクトは常に色を変え、明るいと暗いを交互に繰り返します。暗い色に対してアンチエイリアスを適用すると、背景が明るくシフトしたときに非常に不快に見えますし、その逆も同様です。

CRTは、アンチエイリアスがなくても、現代のフラットスクリーンよりも確かに寛容です。しかし、多くのケースで、ディザリングとAAの両方がエンドユーザーにとって明らかでした。それにもかかわらず、それらを使用することは、使用しないよりも良い選択であることが多かったです。人間の脳は視覚的に騙されるのが得意で、ギャップを埋める素晴らしい能力を持っています。

Ditheringとanti-aliasingはどちらも、どのような種類の画面で見てもピクセルアート画像を改善するテクニックです。それらは古いハードウェアの低いグラフィックス解像度に対抗するために設計されており、CRTがそれらをさらに良く見せるというだけのことです。コンポジット信号が、例えばS-Videoよりもテレビセットでぼやけた見た目になるとしても、古いシステムを扱う際には常に信号品質が良い方が望ましいです。ノイズが多すぎると、ディテールが失われ、色がオフに見えます。利用可能であれば、RGB接続が常に最良の選択です。

［画像：古いIBM PCのCGAカラーブレンディングの例。］

この信号品質に関するルールの例外の1つは、古いIBM PCのCGAカラーブレンディングです。これは、同じシステムで通常利用可能なRGB信号よりも多くの色を表示するために、画面ではなくNTSCコンポジットビデオ信号のアーティファクトを使用します。CGAカラーブレンディングは、この優れたページでさらに詳しく説明されており、そこから上記のイラストを大胆に拝借しました。左側は、右側のNTSCカラーを生成するRGBカラーとパターンの組み合わせです。これはコンポジットビデオを使用してのみ達成でき、CRT自体とは関係ありません。コンポジット信号とRGB信号の両方を表示できるCRTでは、コンポジット入力が選択されている場合にのみ効果が現れます。

このCGAトリックはディザリングとは異なることに注意してください。ディザリングは、適切な種類の画面と色を使用すると、新しい色の錯覚を与えることができますが、CGAブレンディングほど印象的ではなく、しばしば目を細めてよく見ないと識別できない場合があります。しかし、これはCRT自体の使用とは関連していますが、ビデオ信号のいたずらとは異なります。

技術の進歩

これまでは、PALとNTSCディスプレイについて説明しました。これらは最初のホームコンピューター画面であり、時にはシャープなRGBモニターの形でしたが、より多くは古い中古のテレビセットの形でした。それらはいくつかの共通の特徴を共有しています：比較的低いリフレッシュレート（PALシステムではわずか50Hz！）と、まばらなドットピッチです。コンピューター画面に関しては、常に2つの解像度が関わってきます：320x200のようなコンピューターが生成する解像度と、画面自体のドットピッチです。ドットピッチは、画面上のRGBセルの密度を表し、画面が望ましいコンピューター画像をどの程度の精度で再現できるかを決定します。

言い換えれば、より高品質なコンポーネントとより良いドットピッチがあれば、画面はコンピューター画像をより忠実に再現し、ピクセルアートのトリックに関連するCRTアーティファクトを低減します。ほとんどの古いテレビセットはまばらなドットピッチを持っていました。同時代の適切なRGBモニターはやや密度の高いドットピッチを持っており、それらはさらにVGA画面に追い越されました。

［画像：ゲーム「Duke Nukem 3D」の詳細。］

上記は、1995年の標準的なコンシューマーグレードCRT VGA画面に表示されているゲーム「Duke Nukem 3D」（LGRのこの動画から引用）の詳細です。ゲームは低い解像度、おそらく320x200で実行されています。これは3Dファーストパーソンシューターですが、下部のステータスバーは依然として伝統的なピクセルアートです。ディザリングとアンチエイリアスの多用にもかかわらず、個々のピクセルは、非常に低いコントラストでも、非常に明確に識別できます。VGAモニターは、前身のCRT特性を持っていましたが、品質がはるかに高く、アーティファクトが発生しにくかっただけです。それでも、ピクセルアートのテクニックは全く無意味ではありませんでした。ステータスバーのすぐ上を見ると、アンチエイリアスなしでは銃に新しい弾倉を装填している手のギザギザ具合がわかります。

［画像：同じLGR動画からの、同じモニターに表示された640x480モードの詳細。］

上記は、同じLGR動画からの別の詳細です。同じモニターが表示されており、今回は640x480モードで表示されています。解像度がはるかに高いにもかかわらず、個々のピクセルは依然として明確に識別できます。

［画像：NeXT Cubeに接続されたモノクロNeXT MegaPixel Displayの詳細。］

上記は、NeXT Cubeに接続されたモノクロNeXT MegaPixel Displayの詳細です。これは、1990年にリリースされた、1120x832ピクセルの解像度を持つプロフェッショナルで高品質な「ペーパーホワイト」17インチ画面です。解像度が高いにもかかわらず、個々のピクセルはまだ見えます（画像をクリップしてフル解像度で表示すると、より明らかになります）。

注意深く見たり目を細めたりすると、現代のフラットスクリーンでも個々のピクセルがしばしば識別できます。私たちはそれらをそれほど考えていないだけです。一部には、もちろん、それらが非常に小さいという理由もありますが、私たちが通常見る画像素材が古いピクセルアートのトリックと多くの共通点を持っているという理由もあります。デジタル写真をズームインすると、多くのアンチエイリアスが見られます。今日のコンピューターは、このようなピクセルアートテクニックをオンザフライで適用するのに十分な速度も備えています。フォントスムージングは、「テキストのリアルタイムアンチエイリアス」と言い換えることができます。

実際、後期CRT（1990年代後半または2000年代初頭に製造されたもの）の優れた画質は、古い320x200ピクセルアートゲームを、現代のフラットスクリーンで表示されるのとほぼ同じくらいシャープでブロック状に見せます。ピクセルアートをより良く見せていたのはCRT技術そのものではなく、PALやNTSCの安価で低ドットピッチのコンシューマーエレクトロニクスの明白なアーティファクトが組み合わさって、ちょうど良い量のぼかしを作り出したことでした。これを考慮すると、適切に資格のあるレトロゲーマーの多くは、DOS（VGA）、Amiga（RGB）、または8ビットコンソール（コンポジット）の愛好家であったかどうかに応じて、ピクセルアートが「あるべき」姿について異なる記憶を持っているかもしれません。

アスペクト比

現代の画面で古い本物のピクセルアートを探求していると、やがてこのようなものに遭遇するでしょう。

［画像：ゲーム「Monkey Island」のキャラクター、Governor Elaine Marley。］

伝説的なLucasArtsのポイント＆クリックアドベンチャー「Monkey Island」のGovernor Elaine Marleyが、256色VGAの栄光にもかかわらず、潰れて見えます！

これは、古いピクセルアートの1:1変換のアーティファクトです。現代のフラットスクリーンはすべて固定解像度と純粋にデジタルインターフェースを持っており、固定のアスペクト（幅対高さ）比と完全に正方形のピクセルを保証します。

一方、CRTはさまざまな解像度を表示できます。例えばVGAには、ゲーム標準の320x200ピクセル（256色）と、ビジネス向けの640x480（16色）が含まれます。これらの2つの解像度は、アスペクト比が大きく異なります。VGAモニターは、両方を表示できる必要があったため、320x200のアスペクト比ではなく、640x480のアスペクト比を近似していました。したがって、利用可能な320x200ゲームの豊富さを画面の全高に満たしたい場合、ピクセルが正方形にならないように調整する必要がありました。

上記の画像の高さを少し増やして、640x480のアスペクト比によりよく一致させると、次のようになります。

［画像：同じ「Monkey Island」のキャラクター、アスペクト比を調整したもの。］

ああ、ずっと良くなりました。可変アスペクト比と非正方形ピクセルを持つ解像度は、CRT画面のしばしば忘れられた奇妙な点です。また、PCゲームを320x256の解像度で実行するPAL Amigaに移植する際には、決して考慮されませんでした。これは、私がGovernor Marleyの縦長バージョンと共に育ち、それが私の女性の好み（女性の好み）に永遠に影響を与えたことを意味します。

現代アート

ピクセルアートに関しては、私はある種の純粋主義者です。私は16ビットシステムと共に育ち、現在もデモシーンの文脈でそれらを積極的に使用しています。私は自分でもピクセルアートをいじっています。多くのピクセルアートが古いプラットフォーム向けに、そして古いプラットフォーム上で現在も制作されており、そのほとんどが私の自身の試みよりも優れています。これらの作品はすべて、私がピクセルアートと考えるものの核となる教義に従っています。

• 限られた、比較的低い解像度。
• 限られた、または固定されたカラーパレット。画面上の最大256色、できればそれ以下。
• アンチエイリアスやディザリングなどのピクセルアートテクニックの使用、つまり創造プロセスにおけるピクセルレベルの精度。

現代の「ピクセルアート」ゲームで解像度やカラーパレットに多少の芸術的自由を取ることは、私には構いません。私の主な不満は、ずさんなテクニックにあります。現代のピクセルアートの多く（すべてではないが、多く）は、意図的に過度にブロック状に見えるように作られています。ディザリングとアンチエイリアスが使用されていないため、現代の画面で見ると実際の古いゲームアートよりもさらにチャンキーに見えます。アーティストたちは、古典的なピクセルアートのテクニックが物事を良すぎに見せてしまうことを恐れているように思えますが、私は個人的には逆が当てはまると信じています。

結論

CRTは、特にPALまたはNTSC信号向けに設計された安価なテレビセットやコンシューマーレベルのRGBモニターにおいて、昔のピクセルアート体験において大きな役割を果たしました。しかし、パレット選択、ディザリング、アンチエイリアス、カラーブレンディングなどのテクニックも同様に重要でした。純粋なプログラミングのいたずらも、特に8ビットシステムで、より高品質なピクセルアートを生み出すのに役立ちました。

現代のピクセルアートは2つの病気に苦しんでいます：物事が十分にブロック状に見えないかもしれないという理由で伝統的なテクニックの使用を恐れているアーティストたち、そしてCRT画面が実際よりもはるかに寛容な媒体であったと不当に描写するバラ色のノスタルジアです。

それが人生というものだ、と彼らは言います。