Изготовление ппу своими руками: Потолочно проходной узел дымохода своими руками

Потолочно-проходной узел дымохода для бани: короб для потолочной разделки

Содержание

• Для чего применяется
• Проход через деревянное перекрытие
  • Использование кирпичных конструкций
  • Гипсокартонный короб
  • Короб из металла
• Требования и нормы
  • Как строится разделка
  • Размер отступки
• Разновидности ППУ
• Ошибки при монтаже ППУ
• Подготовка к монтажным работам
• Установка ППУ
  • Как провести сэндвич-трубу
  • Проход через кровлю для круглой формы
• Установка ППУ своими руками
  • Проход кирпичного дымохода через деревянное перекрытие
  • Герметизация стыков
  • Видео-совет – узел прохода трубы дымохода через деревянное перекрытие
• Монтаж в двухэтажных зданиях
• Особенности потолочной разделки для бани
• Поэтапный монтаж места для отвода дымоходной трубы
• Как делать потолочную разделку для дымохода
• Порядок установки узла прохода через перекрытие
• Подбор материала для теплоизоляции

Использование твердого топлива для отопления в частном секторе или дачных хозяйствах существенно повышает вероятность возникновения пожара. Сильно нагревающаяся система для отвода дыма создает угрозу при соприкосновении с горючими материалами во время прохождения через потолок и кровлю или стену. Важнейшим элементом противопожарной системы является использование потолочно-проходного узла (ППУ) дымохода для бани, монтаж которого своими руками должен вестись в строгом соответствии с инструкцией.

Для чего применяется

ППУ предназначен для прохода трубы через стеновые и потолочные перекрытия, представляет собой круглый или квадратный короб с отверстием. Основной задачей является обеспечение защиты деревянных перекрытий от перегрева, так как в процессе эксплуатации температура внешнего контура дымохода увеличивается и нагревает предметы, находящиеся в непосредственной близости.

Такое устройство можно приобрести в специализированных магазинах или собрать своими руками. При выборе готового изделия необходимо учесть диаметр дымохода, а также расположение печи и потолочных перекрытий.

Для теплоизоляции узла прекрасно подойдут базальтовые ватные рулоны с экраном из фольги, которая может эксплуатироваться при высоких температурах.

Проход через деревянное перекрытие

Как правило, наиболее частым материалом при постройке бани является дерево. Поэтому при прохождении дымохода через перекрытие, необходимо использовать проходной узел.

Ниже мы рассмотрим основные варианты проходного короба, исходя из материала самого дымохода.

Использование кирпичных конструкций

Если у вас в бане предусмотрен кирпичный дымоход, то разделка печной трубы на потолке делается из кирпича путем утолщения в местах прохождения. Высота этого участка кладки должна быть не меньше трех рядов кирпичей.

Выкладывание печного дымоотвода – сложный процесс, так как ошибки при строительстве могут привести к ухудшению тяги и возникновению пожара. Поэтому это дело лучше доверить специалистам.

Гипсокартонный короб

Проходной короб можно сделать из жаростойкого гипсокартона. Для этого понадобится подготовить утеплитель из минеральной ваты или асбеста. Такой вариант изготавливается так же, как и в случае с металлическим коробом. Первым делом стоит поставить гипсокартонные стенки, а пространство между ними набивается утеплителем.

Поверх ваты или даже вместо нее можно насыпать керамзит, который забивается во все поры и придает дополнительное утепление.

Короб из металла

Более востребованной альтернативой прохождения деревянных перекрытий стало использование потолочно-проходного узла из нержавеющей стали. Он представляет собой короб из нескольких пластин стали, в одной из стен делается отверстие, исходя из диаметра внешнего контура сэндвича. Пустота между трубой и коробом заполняется теплоизоляционным материалом.

Разделка потолочная для сэндвич-трубы встречается ГОСТовская и обычная. Они отличаются между собой размером отверстия. Согласно ГОСТу, в потолочном перекрытии или в стене необходимо вырезать квадрат размером 1,0 на 1,0м, в который непосредственно будет вставлен ППУ. Однако, этот размер не особо популярен, так как тогда необходимо, чтобы в бане расстояние между лагами было 1,0х1,0м, иначе такой узел вставить очень трудно.

Обычный узел представляет собой квадрат размером 48-50см. Чтобы определиться с размером разделки, необходимо отталкиваться от диаметра сэндвича:

• если больше 200мм, то правильный размер 1,0х1,0м;
• если 200 мм – 48-50см.

Важная информация: если дымоход для камина, то размер разделки обязательно должен быть 1,0х1,0м.

При монтаже на коробку наклеивается фольгированная изоляция на все места соприкосновения с деревянными поверхностями.

Требования и нормы

Основное правило пожарной безопасности во время установки ППУ: дымовой канал, проходящий вблизи строительных конструкций из горючих материалов не должен нагревать их выше 50°C. Более подробно прочитать условия можно в СНиП 41-01-2003.

Эти нормативы невозможно выполнить, если вы используете прямое прохождение трубы через перекрытия без применения защитных конструкций. Поэтому в обязательном порядке нужен проходной потолочный узел для дымохода, обеспечивающий качественную изоляцию.

Даже если ваша труба не соприкасается с деревянными перекрытиями, температуры внешнего контура трубы достаточно, чтобы началось обугливание и постепенное тление, поэтому все участки прохода заделываются изоляцией класса НГ. При приобретении заводской продукции рекомендуется тщательно изучить инструкцию и соответствовать ей при монтаже защитного узла.

Как строится разделка

Потолочная разделка для сэндвич трубы представляет собой короб для прохождения дымохода через потолок или прочее препятствие. Чтобы обезопасить прилегающие материалы от возгорания, важно придерживаться следующих правил:

• она должна быть не меньше 50 см в ширину;
• при широком слое штукатурки между дымоотводом и опасными компонентами, участок можно сократить до 35 см.
• ее высота должна быть больше толщины материала не менее чем на 7 см.

Размер отступки

Представляет собой расстояние от наружной поверхности печи или дымового канала и защищенной или незащищенной от возгорания стеной или перегородкой из горючих или трудногорючих материалов.

Составляет от 20 до 50 см. Более толстые стенки в меньшей степени нагревают окружающие предметы, поэтому величину отступа можно сократить.

Наиболее правильными с точки зрения пожаробезопасности материалами являются:

• кирпич;
• лист нержавейки с базальтовым картоном;
• плиты фламма или минерит.

Обратите внимание, что в момент защиты стены негорючими материалами необходимо оставлять зазор 7-10мм между стеной и обшивкой.

Разновидности ППУ

На современном рынке вы можете найти различные проходные короба для дымохода. Наиболее распространены следующие формы:

• квадратный,
• круглый.

Такое устройство несложно изготовить самостоятельно, имея навыки работы с простейшими инструментами. Материалом может служить листовая нержавеющая сталь, а в качестве теплоизоляции подойдет базальт или керамзит.

Наша продукция

Одностенные дымоходы

Двустенные дымоходы

Монтажные элементы

Если вы решили воспользоваться самодельным проходным узлом, следует строго придерживаться установленных правил для упрощения дальнейшего монтажа и обеспечения всех норм. Ниже в разделе мы расскажем, как установить своими руками.

Ошибки при монтаже ППУ

• Проходной узел пройден не сэндвичем, а одностенной трубой.
• Сам короб набивают песком или землей,а не керамзитом или минватой.
• Потолочная разделка выполнена без короба. Как это выглядит: трубу обматывают мин ватой или замазывают асбестом, и она при этом вплотную прилегает к перекрытиям, что приводит к их постепенному обугливанию и возгоранию.

Для того, чтобы избежать пожара, надо следовать основным правилам монтажа потолочного узла.

Подготовка к монтажным работам

Монтаж может отличаться в зависимости от выбранной конструкции, диаметра трубы и материала, из которого она сделана.

Прежде чем начать установку, необходимо выполнить следующие работы:

• Выпилить квадрат размером 1,0х1,0 м или 0,5х0,5м в потолке или стене (если стропила близко проходят от планируемой трубы, можно сделать дополнительный короб из дерева, обшить изнутри минеритом. Сам короб закрепить к лагам и уже в него крепить ППУ).
• Обшить изнутри проход плитами минерита.
• Подготовить по диаметру отверстие в потолке. Все горючие элементы крыши, находящиеся в непосредственной близости к печному оборудованию, изолируются при помощи негорючих предметов.

Часто деревянные поверхности покрывают специальными составами, препятствующими воспламенению. Однако, никакая термостойкая краска не защитит деревянные перекрытия от возгорания, срок службы такой краски максимум 1 год.

Установка ППУ

Как провести сэндвич-трубу

Важная информация: только за счет сэндвича можно добиться снижения температуры верхнего контура трубы с 450° до 200°. Также сэндвич помогает избежать образование излишнего конденсата.

• На банную печь сначала устанавливается одностенный модуль, как минимум на один метр или же натрубный теплообменник. Далее, устанавливается переходник с одностенной на двустенную трубу., потом рекомендуется применение сэндвич-конструкции. Это позволит уменьшить перегрев труб, идущих от печи, и увеличить их срок службы
• Стыковать трубы в межэтажных и межчердачных перекрытиях строго запрещено.
• Через потолок трубу можно проводить только через ППУ. После сборки дымохода свободное пространство между боковыми стенками прохода перекрытия и трубой заполнить жаропрочным и негорючим материалом. Рекомендуется материал на основе базальтовых пород (МПБ, БСТВ).
• Горизонтальные участки ухудшают тягу, поэтому при возможности их избегаем. Если это осуществить по каким-либо причинам невозможно, то нужно стараться не делать горизонтальных положений длинной более 1 метра.
• Не следует использовать более трех колен в системе. Превышение этого количества снижает показатели тяги.
• Следует помнить, что любой материал при нагреве изменяет свои размеры, поэтому в точке выхода не следует жестко фиксировать трубу.

После всех подготовительных работ можно начинать монтаж потолочно-проходного устройства.

Сборка дымоотвода идет от отопительного агрегата – вверх, после чего выводится на чердак, а затем через кровельный пирог.

Если проходной узел проходит в опасной близости от лагов и стропил, необходимо сделать своими руками и установить короб из деревянных брусков, обшитых изнутри пластинами минерита. И уже туда монтируется ППУ.

Если вы приобрели готовый узел, то необходимо следовать инструкции. Фабричные ППУ могут быть различной комплектации: “пустой” или с дополнительной изоляцией. В первом случае необходимо основание узла (лист из нержавейки) изнутри обшить базальтовым картоном, сам ППУ установить в короб, защищенный листами минерита. Расстояние между трубой и жестью оставляем пустым. А вот сам узел необходимо с чердачной стороны засыпать каолиновой ватой на 5-7 см, больше не нужно во избежание перегрева трубы.

Если же вы приобрели ППУ с минеритом от компании Феррум, то данный узел можно монтировать без дополнительно утепленного короба, как в первом варианте. При этом необходимо также заполнить пустоту внутри узла на 5-7 см каолиновой ватой. Такая дополнительная изоляция повышает пожаробезопасность проходного узла.

Узел крепится саморезами или штатным креплением, если вы купили заводской продукт. Фиксация выполняется к перекрытию сверху. Нержавеющая площадка (основа узла) крепятся саморезами после финишной отделки к вагонке.

При установке нужно проследить, чтобы отверстие совпало с трубой, так как наклонять систему запрещается, максимально допустимая погрешность – 1 мм.

Проход через кровлю для круглой формы

На следующем этапе нужно защитить чердачное помещение от влаги, которая попадает в зазор, образовавшийся между кровлей. Удобнее всего воспользоваться для гидроизоляции этого участка специальными покупными изделиями, которые подбирают по габаритам. Подобные проходки имеют различные окраски и подойдут для любой кровли. Они устанавливаются болтами или специальным клеем.

Для лучшей защиты от протекания можно дополнительно купить герметик, которым тщательно обрабатываются все места соединений. Это поможет обеспечить сухость в любых климатических условиях.

Установка ППУ своими руками

Отверстие должно быть больше толщины диаметра канала примерно на 0,5 мм. Это обеспечит удобство вставки. Теплоизоляция набивается вдоль внешней и внутренней стенкой. Расстояние между ними делается в 1-2 см.

Если у вас нет готового комплекта, можно выполнить качественное печное отопление в доме без него. Для этого свободное пространство в потолке заделывается огнеупорной термоизоляцией, поверх которой устанавливаются полосы из стали. На нее устанавливают пластину из жароустойчивых металлов, в которой вырезается подходящее отверстие. Крепится такая пластина болтовым соединением. Удобнее всего ее изготавливать из металла.

При ее монтаже соблюдаем все требования, и выдержать установленные дистанции до пожароопасных предметов. Образовавшиеся пустоты, со стороны второго этажа или чердака следует засыпать керамзитом или другим негорючим утеплителем.

Проход кирпичного дымохода через деревянное перекрытие

Выкладывание печного дымоотвода – сложный процесс, где надо соблюсти множество нюансов. Поэтому это дело лучше доверить специалистам. Кроме того, ошибки при строительстве могут привести к ухудшению тяги и возникновению пожара.

Важный момент: простой строительный кирпич для кладки отдельных деталей и всего дымохода не подходит. Обязательное условие долговечной и безаварийной работы кирпичной трубы — использование керамического термостойкого сорта кирпичей.

При постройке конструкций необходимо особым образом их выкладывать в местах прохождения перекрытий. Идеальным вариантом будет разделка печной трубы на потолке. Высота этого участка кладки должна быть не меньше трех рядов кирпичей. Толщина стенок дымохода при прохождении кровли или стены (перегородки) должна быть больше, чем по основной высоте. Расстояние до горючих материалов должно быть не менее 25 см.

Возможны два прохода кирпичного дымохода. В первом варианте проходной узел монтируется за счет увеличения толщины кладки, так называемой “распушки”. Второй вариант прохода кирпичной трубы через чердачное перекрытие без выкладывания “распушки” осуществляется почти таким же образом, как и металлической трубы. В этом случае дымоход по всей его высоте имеет один размер в сечении, без увеличения толщины стен.

Отверстие в потолке закрепляется листом из нержавеющей стали или плитой из минерита. По центру листа вырезается окно, через которое пройдет дымоход. Длина и ширина этого проема должны превышать аналогичные параметры трубы буквально на 3÷5 мм. При проведении кладки дымохода, примерно за три-четыре ряда до потолка, на него надевается лист с подготовленным проемом, а затем кладка производится далее до высоты чистого пола чердака. Деревянные перекрытия закладываются минеральной ватой, для уменьшения передачи тепла от трубы. Но более надежным способом будет короб из нержавеющей стали, в которую будет проходить кирпичный дымоход, расстояние от трубы до стенок также закладывается минеральной или каолиновой ватой на 5-7 см.

Герметизация стыков

Самым сложным при выведении через крышу считается данный этап. Для этого устанавливается нижний фартук, изготовленный из жести.  

Под него укладывается сделанный из металла «галстук», назначение которого отводить жидкость в водосток. Снаружи вы можете установить декоративный фартук, цель которого создать эстетичный внешний вид.

При использовании гибкого покрытия задача гидроизоляции значительно упрощается. Довольно несложно загнуть такой материал на трубу, предварительно промазанную пропиткой, чтобы создать лучшее прилегание. Соединения стенки и кровли также рекомендуется обработать герметиком.

Видео-совет – узел прохода трубы дымохода через деревянное перекрытие

Из следующего видеоролика вы можете узнать, как правильно проложить конструкцию, не затрачивая при этом лишних усилий.

Монтаж в двухэтажных зданиях

Если вы ведете установку ППУ в двухэтажном здании, придется также заняться обустройством верхнего яруса. Для этого есть определенный набор правил:

• На расстоянии 1 м после выхода из пола верхнего этажа нужно перейти на одностенную конструкцию, чтобы получить качественный прогрев помещения. Перед выходом на чердак, снова используют сэндвич-трубу.
• Проход через потолок для трубы дымохода на втором этаже делается по той же схеме, что и предыдущий.

Особенности потолочной разделки для бани

Для обустройства проводки из бани требуется обеспечить не только нужный уровень безопасности, но и тщательно защитить парное помещение от выхода тепла. 

Здесь разделка проводится в три этапа:

• Подготовка места.
• Установка защитного короба.
• Тщательное утепление всех стыков.

Поэтапный монтаж места для отвода дымоходной трубы

Для выбора и правильной организации места выполняем следующие пункты:

• для подбора нужно воспользоваться строительным отвесом;
• чтобы сохранить привлекательный дизайн рекомендуется применять декоративную вставку из металлического листа. Этот лист можно закрепить саморезами или гвоздями.

Как делать потолочную разделку для дымохода

Выполнить все запланированные работы значительно проще, если разбить их на небольшие этапы:

• прорезание проема необходимого размера и при необходимости создание каркаса из бруса;
• монтаж сэндвич-трубы в месте проводки;
• установка короба;
• крепление металлической пластины;
• теплоизоляция;
• фиксация.

Порядок установки узла прохода через перекрытие

Сам процесс крепления оберегающего короба обычно не вызывает сложности. Для этого выполняем простую последовательность действий:

• торцы покрываются термоизоляционным материалом;
• в проходном коробе для дымохода изолируются все части, соприкасающиеся с элементами перекрытия, а также его низ;
• аккуратно вводится труба, при этом она не должна плотно прилегать к стенам;
• закрепляем сборку при помощи саморезов или других крепежей;
• выполняется изоляция на чердаке, а пустоты наполняются сыпучей массой;
• при желании можно задекорировать конструкцию.

Подбор материала для теплоизоляции

Существует несколько разновидностей теплоизоляционных материалов для любых случаев. Рассмотрим наиболее популярные из них.

• Техническая базальтовая вата применяется чаще всего. Получают при расплавлении определенных горных пород. Кроме низкой теплопроводности, она также задерживает влагу и способна выдержать воздействие высоких температур от 700° до 900°.
• Каолиновая вата производится путем плавления кремниево-оксидных материалов при температуре 1750°. Имеет низкий коэффициент теплопроводности, при высоких температурах не расплавляется, не осыпается. Максимальная температура использования 1100-1250°. Имеет долгий срок эксплуатации и выдерживает много запусков и остываний без утраты своих качеств.
• Строительная базальтовая вата получается путем плавления слюды. Рабочая температура такой теплоизоляции составляет 400-450°.

Если вы затрудняетесь с выбором, то рекомендуется заказать минеральную вату. Так как такое изделие проверено временем, универсально в применении и широко распространено в продаже.

В этой статье мы рассмотрели, как изготовить проходной узел для дымохода через крышу и прочие плиты. Сделать это под силу любому человеку, имеющему навык обращения с ручным инструментом. Для этого не жалейте времени на ознакомление со всеми нормами и строго соблюдать все пункты, указанные в инструкции.

Если вы не уверены в своих силах или желаете сэкономить время, то вам лучше обратиться за помощью к профессионалу, имеющему большой опыт в данной сфере.

Ульи из пенополиуретана своими руками: особенности изготовления

В производстве ульев пчеловодов интересуют прежде всего качество, стоимость и быстрота изготовления изделия. Применение современного синтетического материала пенополиуретана способствует улучшению этих параметров. Поговорим о целесообразности использования его в пчеловодстве и о том, как сделать ульи из пенополиуретана своими руками.

Содержание:

• Особенности пенополиуретана
• Изготовление формы для заливки
  • Корпус
  • Крыша и днище

• Приготовление пенополиуретановой смеси
• Подготовка и заливка в формы
• Извлечение

Особенности пенополиуретана

Последние тридцать лет пенополиуретан широко используется в производстве ульев. По некоторым данным почти половина многокорпусных ульев изготавливается из этого материала. Он ценится за следующие качества:

1. Легкость. Хорошая звукоизоляция.
2. Высокая плотность и достаточная твердость. Пчелы и мыши не грызут ульи из ППУ.
3. Пенополиуретан обладает малой теплопроводностью. Улей из этого материала хорошо защищает насекомых летом от зноя, а зимой от жары.
4. Температурные границы эксплуатации – от -150 до +150º.
5. Пенополиуретан нейтрален к кислотам, щелочам и другим химическим реактивам.
6. Обладает высокой влагостойкостью. Улей, в отличие от деревянного, не подвержен гниению. В нем не накапливаются и не размножаются болезнетворные бактерии и микробы.
7. Ульи из пенополиуретана выдерживают срок эксплуатации до 25 лет.
8. Материал для улья безвреден для человека и насекомых. Он широко применяется в пищевой промышленности в качестве упаковки.

Как недостаток можно отметить то, что под действием солнечных лучей пенополиуретан начинает разрушаться. Однако окрашивание поверхности обеспечивает хорошую защиту изделию. Также улей могут повредить большие птицы, раздалбливая его крышу и стенки. Этого избегают, набрасывая сетку или закрывая пчелиные жилища металлическим кожухом.

Изготовление формы для заливки

Ульи из пенополиуретана делают с помощью металлических форм. Формы изготавливаются из листового металла. Есть конструкции форм для разборных ульев и для цельнолитых. Стоимость тех и других изделий очень высока из-за дороговизны металла и сложности технологического процесса. Производство ульев из пенополиуретана с использованием готовой формы окупит себя только при изготовлении большого количества экземпляров.

Однако пчеловоды привыкли делать все своими руками. Многие умеют хорошо работать с металлом, обладают навыками сварщика и имеют в хозяйстве сварочный аппарат, болгарку и другое оборудование.

Используя чертежи десятирамочного улья Нижегородца из пенополиуретана, можно раскроить и собрать металлическую форму.

Металл следует брать толщиной 6 или 8 мм. Пена при застывании увеличивается в объеме. Стенки формы из металла меньшей толщины могут выпирать.

Для резки металла в домашних условиях можно использовать болгарку. Лист следует хорошо закрепить на столе болтами, прорезать аккуратно, по толщине не до конца. В этом случае металл меньше нагревается, а деталь отламывается после того, как прорезана по всей длине.

После раскроя торцы всех деталей следует зачистить.

Корпус

Для цельнолитого пенополиуретанового корпуса требуется 8 металлических плит. Четыре из них образуют внешний контур, четыре – внутренний. Между противоположными внутренними плитами устанавливаются распорки. Внешние плиты скрепляются болтами.

К внутренней стороне внешних плит прикручиваются металлические накладки, которые образуют в корпусах выемки для захвата.

Основание и закрывающую крышку делают с пазами для того, чтобы вставить в них плиты. Для этого по краям детали накладывают полоски металла и соединяют с нею болтами.

По внешнему и внутреннему периметру основания и крышки сверлят отверстия, в которые при сборке формы вставляют металлические пруты с резьбой на концах. На пруты накручиваются болты, прочно удерживая таким образом всю конструкцию.

В крышке делают отверстие для заливки смеси, а также заглушку и задвижку, которые будут это отверстие закрывать.

Крыша и днище

Для крыши требуются две прямоугольные детали. Одна имеет выступающие борта по краям, а другая – выступающую прямоугольную внутреннюю часть.

Днище представляет собой прямоугольную раму с металлической сеткой посередине. Проще всего собрать днище из отдельных пенополиуретановых брусков, скрепляя их болтами.

Делают формы для брусков: для боковых, заднего и переднего. Во всех брусках по внутреннему периметру кладут полоску металла, которая образует фальцы. На эти фальцы будет укладываться и прибиваться степлером металлическая сетка. Передний брусок должен быть ниже по высоте, чтобы получилась щель для летка. После отливки по внутренним боковым стенкам выбирается фрезой паз для донной задвижки. Ее можно вырезать из поликарбоната. Задний брусок делают также ниже по высоте. Задвижку вставляют в образовавшуюся щель и направляют в пазы боковых стенок.

Приготовление пенополиуретановой смеси

Пенополиуретан получается в результате реакции двух компонентов: полиола и полиизоцоната. Для краткости их называют компонентами А и Б.

При заливке смеси очень важно рассчитать общую массу, необходимую для процесса. Для этого вычисляют объем детали улья, умножая ширину, длину и толщину. Полученную цифру умножают на коэффициент технологических потерь 1,15 и предполагаемую плотность пенополиуретана (обычно 60 кг/м³).

Для одного корпуса десятирамочного улья толщиной стенок 50 мм расходуется 1550 г компонента А и 1700 г компонента Б. Смешанные компоненты следует очень быстро в течение 10 секунд залить в форму. Промедление приведет к тому, что смесь затвердеет.

Для смешивания и заливки существуют специальные устройства, которые обеспечивают также и подогрев смеси. Однако можно выполнить эту операцию и обычным строительным миксером. Для этого компонент Б вливают в подходящую, желательно гибкую емкость и начинают работать миксером. Затем вливают компонент А. Продолжают 2-3 секунды мешать и вливают в форму.

Подготовка и заливка в формы

Части формы, которые будут соприкасаться с пеной, следует обработать смазкой. Для этой цели подойдет раствор воска в бензине. Следует использовать его светлую, отстоявшуюся часть. После обработки раствором собирают форму. Устанавливают внутренние плиты в пазы основания. Внизу плит кладут пластмассовые уголки, которые будут служить фальцами для рамок. Уголки закрепляют толстой нитью, обматывая два раза вокруг короба. Ставят и закрепляют на винтах и растяжках внутренние распорки. Устанавливают внешние плиты и скрепляют их болтами. Накладывают верх формы пазами на стенки. Устанавливают и закручивают металлические пруты.

В подготовленную форму заливают сверху в отверстие пенополиуретановую смесь. Форма заливается не полностью. Смесь начинает расширяться. Дожидаются момента, когда пена показывается из отверстия и закрывают его задвижкой.

Аналогично делают заливку форм для крышки и брусков днища. Сразу после заливки пены в форму для крышки можно высыпать в нее небольшое количество гравия. Это обеспечит устойчивость крышки при порывах ветра.

Извлечение

Процесс застывания длится 30 минут. По истечении этого времени раскручиваются болты, удерживающие пруты. Аккуратно с помощью деревянного бруска и молотка сбивается верхняя часть формы. Затем раскручивают болты на ребрах формы. Чтобы не было деформации изделия, следует откручивать понемногу, последовательно проходя два круга по всем болтам. Снимаются распорки. Затем листы также легонько сбиваются, вначале наружные, затем внутренние.

Части формы зачищают от приставших частиц пенополиуретана. Острым ножом срезают излишки по краям корпуса. Затем зачищают мелкозернистой шкуркой.

Как указывалось выше, улей обязательно требует защитного покрытия от ультрафиолетового излучения. Лучше всего для этой цели подходит фасадная акриловая краска. Защитный слой этой краски эластичен, так как содержит в своем составе латекс. Покрытие не нарушается при перепадах температуры, вызывающих расширение или усадку. Окрашивать полиуретановые ульи следует в течение недели после изготовления, но не ранее чем через 8 часов.

Пчеловоду следует изучить и освоить применение новых технологий в производстве ульев. Легкость изготовления позволит быстро обеспечить пчелиными жилищами большую пасеку. Создание ульев своими руками повысит рентабельность хозяйства и может принести доход от продажи пенополиуретановых ульев.

Что еще почитать

Альпийский улей: изготовление своими руками, чертежи

Дадановский улей: изготовление своими руками, чертежи

Улей нижегородец: конструкция, преимущества и недостатки

Ловушка для пчел: требования, изготовление своими руками

Написание собственного эмулятора NES, часть 1 — обзор

01 января 2018 г. в серии эмуляторов NES / Эмулятор

Как написать собственный эмулятор NES — обзор

Недавно я написал эмулятор NES NesChan. Мне было очень весело создавать этот эмулятор, и я планирую написать серию постов, описывающих мой опыт, и, возможно, помочь всем, кто тоже хочет его написать. Это первый пост.

Многие люди, выросшие в 80-х годах, вероятно, хорошо помнят, как играли в 8-битные игры для NES — эти игры на удивление веселые (и многие из них сложные). Эти 8-битные игры также возвращаются в такие инди-игры, как Shovel Knight и Stardew Valley.

Этот пост задуман как общий обзор того, что потребуется для написания эмулятора NES, чтобы, если вы хотите написать свой собственный, вы были готовы узнать, о чем идет речь, или просто понять некоторые из них. интересные проблемы, связанные с написанием одного. Более подробное техническое описание эмуляции различных компонентов будет позже в виде отдельных постов.

Возможности аппаратного обеспечения NES

Будучи 8-битной системой 80-х годов, она имеет до смешного ограниченные характеристики по сравнению с сегодняшним стандартом:

• 8-битный процессор 6502, работающий на частоте 1,79 МГц . Он имеет регистр общего назначения 3 A/X/Y и специальный регистр 3 P (статус)/SP (указатель стека)/PC (счетчик программ или указатель инструкций), все они 8-битные, кроме PC. который 16-битный.

• 16-битное адресуемое пространство памяти. Теоретически он может адресовать 64 КБ памяти, однако имеет только 2 КБ встроенной ОЗУ. Остальные либо не подключены (и являются зеркалами этих 2 КБ), либо сопоставлены со специальными регистрами ввода-вывода или пространством ПЗУ / ОЗУ катриджа.

• PPU (блок обработки изображений) с поддержкой рендеринга 256×240 экран, состоящий из тайлов 8×8 для фона, до 64 спрайтов 8×8 или 8×16 для движущихся объектов. Он поддерживает прокрутку на уровне пикселей (что в то время было большой проблемой).

• APU (блок обработки звука), поддерживающий 2 импульсных канала, 1 треугольный канал, 1 шумовой канал и 1 канал DMC (дельта-модуляция). С ними все еще можно делать хорошую музыку, но не с отличными звуковыми эффектами.

• Контроллеры — от классического контроллера NES до мыши NES.

• Катриджные доски (и мапперы) — существует множество различных игровых катриджных досок. Они поставляются с игровыми данными в виде ROMsm, иногда с собственной оперативной памятью с батарейным питанием или в некоторых случаях с собственным блоком обработки звука. Что наиболее важно, они также поставляются со специальным оборудованием, называемым преобразователями, которые динамически отображают ПЗУ/ОЗУ в пространство памяти ЦП и PPU, обходя ограничение 16-битного адресного пространства. Некоторые игровые картриджи поставляются с более чем 256 КБ CHR ROM и его частью подкачки / карты по запросу.

Перед тем, как начать

Предполагая, что вы раньше не занимались программированием для NES на реальном оборудовании NES, существует множество материалов, описывающих поведение оборудования NES.

Вам необходимо хорошо разбираться в следующих темах:

• CPU — инструкции, режимы адресации, регистры и флаги состояния, прерывания
• PPU — регистры PPU, таблица шаблонов, таблица имен, спрайты, конвейер рендеринга и прокрутка
• APU — регистры APU и как генерировать прямоугольные/треугольные волны.
• Формат iNES — большинство игр в этом формате.
• Контроллер — регистр контроллера
• Картографы — как картографы управляют отображением памяти. Разные картографы имеют разные возможности.

Мне потребовалось около полутора недель, чтобы добавить ЦП, PPU и несколько мапперов, чтобы добиться идеальной работы некоторых основных коммерческих игр (Super Contra, Super Mario Bros, Shadow of the Ninja и т. д.). Если вы хотите поддерживать большинство существующих игр, приготовьтесь к большой работе (внедрение картографов и отладка). Но большая часть этой работы является поэтапной, и вы можете прекратить ее в любой момент.

Какой язык/фреймворк выбрать

Выбор языка, вероятно, не имеет большого значения. Люди писали эмуляторы NES, используя самые разные языки — C/C++, JavaScript, Go, C# и т. д. Просто выберите свой любимый язык и вперед. Это 8-битный процессор, поэтому производительность эмуляции на современных мощных машинах обычно не является проблемой. Просто не сходите с ума, создавая новые объекты и запуская сборщик мусора, если вы используете язык, в котором он есть.

Найдите хорошую библиотеку для вашего языка, которая поддерживает рендеринг 2D-графики, контроллеров и звука. Вы можете выбрать кроссплатформенный или работать с библиотеками для конкретной ОС.

Лично я решил использовать C++ и SDL для рендеринга/ввода/аудио. Это имеет хорошее преимущество, поскольку по умолчанию все кроссплатформенное.

Основной игровой движок представляет собой собственную библиотеку и не зависит от того, какой фреймворк вы выберете, а основное приложение использует SDL для предоставления возможностей рендеринга/ввода/аудио и может быть заменено на любую технологию/фреймворк, подходящую для платформы . Например, вы можете использовать инфраструктуру JavaScript в браузере для взаимодействия с игровым движком C++ и полностью выполнять рендеринг/ввод в браузере.

Имейте план

Перед тем, как приступить к написанию эмулятора, было бы неплохо иметь план атаки — какой компонент эмулировать первым, что тестировать и т. д. Определенно не стоит запускать Super Mario Bro. в качестве первого теста.

Это мой план.

1. Сначала запустите ЦП. И убедитесь, что он действительно прочный.

Дух. Вы ничего не можете сделать без процессора. Просто выполните инструкции и основной цикл — сначала придерживайтесь официальных инструкций. Очень мало игр используют неофициальные/недокументированные инструкции.

2. Добавить поддержку NES ROM (и Mapper 0)

Зачем добавлять поддержку ROM до того, как вы сможете отобразить что-либо на экране? Вы хотите использовать тестовые ПЗУ, чтобы убедиться, что ваша симуляция процессора действительно хороша, и устранить ошибки как можно раньше. Это сэкономит вам массу времени.

Поверьте мне — вы не хотите найти баги вашего процессора в реальных играх. И вы также поймаете свои собственные регрессии. Многие ПЗУ автоматически записывают код успеха/неудачи в хорошо известном месте — это может быть ваша проверка/утверждение, в зависимости от того, какую тестовую среду вы используете.

И в конце концов вы захотите загрузить несколько игр, верно? 🙂

Если вы обнаружите, что для некоторых тестовых ПЗУ нужны неофициальные инструкции, добавьте их по мере необходимости.

3. Затем внедряйте свой PPU.

Вероятно, это будет довольно сложно, если не сложно. Даже для опытных программистов конвейер рендеринга PPU требует довольно много времени, чтобы освоиться. Из-за нехватки памяти тайлы/спрайты рендеринга полностью основаны на тайлах (блоках) 8×8, и способ представления этих тайлов в памяти тоже требует некоторого привыкания (битовые плоскости и т. д.), а реализация точного конвейера рендеринга требует много усилий. подробности.

Пока не беспокойтесь о выводе на экран. Просто наблюдайте за своей видеопамятью и смотрите своим внутренним взором, чтобы представить.

Не добавлять прокрутку. Это должно быть следующим шагом.

Теперь можно добавить рендеринг и основной цикл игры. Убедитесь, что ваш игровой цикл обрабатывается точно так же, как и реальное оборудование, выполнив некоторые математические расчеты по количеству прошедших тактов и MHZ процессора.

4. Попробуй несколько простых игр

Попробуй какие-нибудь игры без прокрутки и использования картографа 0. Donkey Kong/Popeye/balloon fight – хороший выбор. Вы хотите сосредоточиться на этих простых, прежде чем пытаться играть в свои любимые игры.

5. Добавьте прокрутку

Прокрутка сложна, потому что вам нужно найти точный пиксель в плитке 8×8, и вы также отобразите еще одну плитку, если прокрутка X не является коэффициентом 8. Прочтите документ прокрутки и убедитесь, что все взаимодействие между регистром PPU, PPUADDR и параметрами прокрутки выполнено правильно.

6. Испытайте игру прокрутки

Ice Climber — отличный выбор для прокрутки Y. Игры с горизонтальной прокруткой сложнее и должны быть проверены на шаге 7.

7. Попробуйте Super Mario Bros.

Когда-то несколько простых игр Mapper 0 отлично работали, теперь пришло время испытать ваш эмулятор в реальных условиях. Super Mario Bros не особенно сложен, но требует, чтобы ваш эмулятор имел довольно полную эмуляцию процессора и PPU с разумной точностью.

8. Добавить поддержку APU

Лично я еще не закончил. Обновлю, как только заработаю. Чтобы заставить это работать, вам нужно понимать прямоугольные волны, треугольные волны и т. д. Звуковое программирование было для меня черной магией, но я начинаю его понимать.

9. Добавьте больше картографов (MMC1, MMC3 и т. д.)

Больше картографов = больше игр. В целом, первые несколько мапперов — отличные кандидаты, так как они поддерживаются большинством игр.

10. Попробуйте по-настоящему сложную игру, чтобы подражать

Battletoads, если вы готовы принять вызов. Или есть из чего выбрать.

11. Добавьте модные функции

К этому моменту у вас уже должно работать много игр. Теперь вы можете решить, что важнее всего для вашего эмулятора — теперь вы можете многое сделать:

• Добавить поддержку отладчика
• Добавить нагрузку/сохранение состояния
• Добавить реверс/вперед
• Добавить поддержку мошенничества
• Добавить больше игр и исправить игры
• Добавить больше тестовых ром
• …

, когда дела идут неверно

.

В этот момент все становится по-настоящему интересным (и разочаровывающим).

Есть несколько стратегий, которые я считаю действительно полезными:

• Использовать журналы — ваш эмулятор должен поддерживать запись диагностических журналов — включая выполнение инструкций ЦП, в каком цикле он находится, начало / конец строки сканирования, есть ли прерывание и т. д. Во многих случаях сравнение журналов с вашим эмулятором и каким-либо другим эмулятором сразу же выявило бы проблему с ошибками ЦП, проблемами синхронизации, зависаниями.

• Сравните с превосходным эмулятором NES с отличной поддержкой отладчика. Отличный отладчик Mesen значительно упрощает отладку. Отладка кода и наблюдение за тем, что он делает, сравнение циклов, просмотр памяти и данных тайлов/спрайтов в PPU. Это очень полезно.

• Если у вас есть время, создайте собственный отладчик для своего эмулятора. Если вы можете напрямую видеть содержимое ваших спрайтов/фоновых плиток, представленных в вашем собственном окне отладчика, вы можете легко увидеть, возникает ли проблема — это ошибка рендеринга (данные верны) или данных просто нет. (скорее всего, проблема с синхронизацией, ошибка процессора или ошибка маппера).

В общем, dОтладка довольно болезненна, поэтому по возможности избегайте ее. Это означает наличие действительно хороших тестов с использованием тестовых ромов и их автоматизацию. Чтобы вы могли знать, делали ли вы регрессию после каждой сборки.

Что дальше

В следующем посте я расскажу о том, как работает эмулятор, когда он эмулирует несколько параллельно работающих аппаратных компонентов. После этого мы углубимся в детали того, как эмулировать CPU/PPU с реальным рабочим кодом.

Вы можете найти мой эмулятор здесь в github — neschan.

Пока серия…

• Часть 1. Обзор эмулятора NES
• Часть 2. Написание основного цикла
• Часть 3. Эмуляция процессора 6502

Вики — там я узнал почти все о NES. Также есть отличная книга по NES под названием I am error, которая на удивление глубоко техническая для книги об истории NES.

Как настроить свой 2D-проект для ретро-8-битных игр

Эдуардо Ориз, Майк Гейг

13 марта 2019 г. в Технологии | 23 мин. read

Поднимите свой опыт 2D-разработки на новый уровень и изучите встроенный набор 2D-инструментов Unity.

Ретро-игры с простой механикой и пиксельной графикой могут вызвать приятные воспоминания у опытных геймеров, а также быть доступными для более молодой аудитории. В настоящее время многие игры помечены как «ретро», но для создания игры, которая действительно имеет этот ностальгический вид, требуются усилия и планирование. Вот почему мы пригласили людей из Mega Cat Studios помочь нам в обсуждении этой темы. В этом сообщении блога мы расскажем обо всем, что вам нужно для создания аутентичного искусства для игр в стиле NES, включая важные настройки Unity, графические структуры и цветовые палитры. Получите наш образец проекта и следуйте инструкциям!

Компания Mega Cat Studios из Питтсбурга, штат Пенсильвания, превратила создание высокоточных ретро-игр в искусство. Настолько, что некоторые из их игр также можно приобрести в виде картриджей и играть на ретро-консолях, таких как Sega Genesis.

Маленькая Медуза & Coffee Crisis

Рабочие процессы Unity для максимально ретро-города

Недавние дополнения к рабочим процессам Unity сделали его подходящей средой для создания ретро-игр. Система 2D Tilemap стала еще лучше и теперь поддерживает сетки, шестнадцатеричные и изометрические тайловые карты! Кроме того, вы можете использовать новый компонент Pixel Perfect Camera для достижения согласованного движения и визуальных эффектов на основе пикселей. Вы даже можете зайти так далеко, чтобы использовать стек постобработки, чтобы добавить всевозможные крутые ретро-экранные эффекты. Однако прежде чем можно будет выполнить любую из этих работ, ваши активы необходимо импортировать и правильно настроить.

Подготовка ассетов спрайтов

Сначала нашим ассетам нужна правильная конфигурация, чтобы они были четкими и четкими. Для каждого используемого ресурса выберите его в представлении «Проект», а затем измените следующие настройки в инспекторе:

• Режим фильтра изменен на «Точка»
• Сжатие изменено на «Нет»

Другие режимы фильтра приводят к слегка размытому изображению, что разрушает четкий стиль пиксельной графики, который мы ищем. Если используется сжатие, данные изображения будут сжаты, что приведет к некоторой потере точности по сравнению с оригиналом. Это важно отметить, так как это может привести к изменению цвета некоторых пикселей, что может привести к изменению самой цветовой палитры. Чем меньше цветов и чем меньше ваш спрайт, тем большую визуальную разницу вызывает сжатие. Вот сравнение между обычным сжатием (по умолчанию) и без сжатия.

Нормальное сжатие / Отсутствие сжатия выглядит точно так же, как и оригинал

Еще одна вещь, о которой следует помнить, — это параметр «Максимальный размер» изображения в Инспекторе. Если размер вашего изображения спрайта по какой-либо оси превышает значение свойства «Максимальный размер» (по умолчанию 2048), оно будет автоматически изменено до максимального размера. Обычно это приводит к некоторой потере качества и делает изображение размытым. Поскольку некоторые аппаратные средства не будут должным образом поддерживать текстуры более 2048 по любой из осей, рекомендуется попытаться остаться в пределах этого ограничения.

Максимальный размер установлен на 2048 / Теперь с максимальным размером установлен на 4096

Выше приведен спрайт из таблицы спрайтов, который был 2208 по одной оси с максимальным размером, установленным на 2048. Как вы можете видеть, увеличение свойства Максимальный размер до 4096 позволяет размер изображения должен быть соответствующим и избежать потери качества.

Наконец, при подготовке вашего спрайта или листа спрайтов убедитесь, что вы установили режим сводной единицы на «Пиксели» вместо «Нормализованный».

Это означает, что точка поворота спрайта будет основываться на пикселях, а не на плавном диапазоне от 0 до 1 по каждой оси изображения. Если бы спрайт не поворачивался точно от пикселя, мы потеряли бы точность пикселей. Повороты можно установить для спрайтов в редакторе спрайтов, который можно открыть из инспектора, когда у вас выбран актив спрайта.

Установка пакета 2D Pixel Perfect

Подготовив ресурсы, мы можем настроить нашу камеру на «пиксельное совершенство». Результат с точностью до пикселя будет выглядеть чистым и четким. Явные признаки пиксельной графики, которые не отображаются как пиксельные, включают размытость (алиасинг) и некоторые пиксели, которые выглядят прямоугольными, хотя они должны быть квадратными.

Пакет 2D Pixel Perfect можно импортировать через диспетчер пакетов в Unity. Щелкните меню «Окно» на панели инструментов, а затем «Диспетчер пакетов». В новом окне нажмите «Дополнительно» и убедитесь, что вы включили «Показать пакеты предварительного просмотра». Выберите 2D Pixel Perfect из списка слева и выберите «Установить» в правом верхнем углу окна.

Вот и все. Теперь вы готовы приступить к использованию идеального по пикселям компонента камеры.

Высокий уровень совершенства пикселей

Компонент Pixel Perfect Camera добавлен к компоненту камеры Unity и дополняет его. Чтобы добавить его, перейдите к своей основной камере и добавьте к ней компонент Pixel Perfect Camera. Если параметр компонента Pixel Perfect Camera отсутствует, следуйте приведенным выше инструкциям, чтобы сначала импортировать его в проект.

Теперь давайте посмотрим на доступные настройки.

Во-первых, я рекомендую установить флажок «Запустить в режиме редактирования» и установить соотношение сторон экрана в режиме «Игра» на «Свободный формат», чтобы вы могли свободно изменять размер окна игры. Компонент будет отображать полезные сообщения в игровом представлении, объясняющие, является ли отображение не идеальным по пикселям при любом заданном разрешении.

Теперь вы можете просмотреть каждую настройку, чтобы увидеть, что они делают и как они влияют на внешний вид вашей игры!

• Активы Пиксели на единицу — это поле относится к настройке, которую вы можете выбрать в инспекторе для каждого актива. Как правило, каждый актив, который будет использоваться в игровом мире, должен использовать одинаковые пиксели на единицу (PPU), и вы также должны указать это значение здесь. Если ваш игровой мир существует в виде сетки плиток и спрайтов, каждая из которых имеет размер 16 на 16 пикселей, значение PPU, равное 16, будет иметь смысл — каждая плитка сетки будет равна 1 единице в координатах мирового пространства. Убедитесь, что вы разместили выбранный PPU здесь.
• Справочное разрешение — установите разрешение, с которым вы собираетесь просматривать все свои активы. Если вам нужен ретро-вид, это обычно означает очень маленькое разрешение. Например, родное разрешение для Sega Genesis — 320×224. При портировании игры с Sega Genesis мы использовали эталонное разрешение 320×224. Для общего использования 16:9 320×180, а также 398×224 (если вместо этого вы хотите сохранить вертикальное разрешение) должны работать хорошо.
• Высококачественная визуализация текстуры — Это приводит к тому, что сцена визуализируется с максимально приближенным к эталонному разрешению, а затем масштабируется до фактического размера экрана. Поскольку этот параметр приводит к заполнению экрана, мы рекомендуем его, если вам нужен полноэкранный режим с точностью до пикселя без полей. «Высококачественная текстура рендеринга» также значительно повлияет на то, как спрайты выглядят при вращении.

1. Исходная (не повернутая) 2. Без высококлассной текстуры рендеринга (повернута на 45 градусов, совершенство пикселей теряется, так как размер пикселя меняется на диагональных краях) 3. С высококлассной текстурой рендеринга (повернута на 45 градусов, точность пикселей сохраняется, как и все пиксели имеют тот же размер, но спрайт выглядит менее точно по сравнению с оригиналом.)

• Привязка к пикселям (доступно только при отключенной текстуре высококлассного рендеринга) — если этот параметр включен, средства визуализации спрайтов будут автоматически привязываться к сетке мирового пространства, где размер сетки зависит от выбранного вами PPU. Обратите внимание, что это на самом деле не влияет на позиции преобразования любого объекта. В результате вы по-прежнему можете плавно интерполировать объекты между позициями, но визуальное движение останется точным и мгновенным с точностью до пикселя.
  • Пример:

Привязка к пикселям отключена. С нашим фоном в позиции (0, 0) и нашим спрайтом персонажа в (1,075, 0), мы получаем, что некоторые пиксели не выстраиваются правильно. Обратите внимание, что некоторые пиксели только наполовину покрыты тенью. Привязка к пикселям включена. Те же позиции — фон (0, 0) и спрайт персонажа (1,075, 0). Пиксели идеально стыкуются.

• Обрезка кадра (X и Y) — обрезает просматриваемую область мирового пространства, чтобы точно соответствовать эталонному разрешению, и добавляет на дисплей черные поля, чтобы заполнить пробелы по краям экрана.
• Растянуть заполнение — становится доступным, если вы активируете оба параметра x и y для рамки обрезки. Это приводит к тому, что камера масштабируется в соответствии с видом игры, чтобы соответствовать экрану таким образом, чтобы сохранить соотношение сторон. Поскольку это масштабирование не будет происходить только в целых числах, кратных эталонному разрешению, это приведет к потере идеальности пикселей при любом разрешении, которое не является целым числом, кратным эталонному разрешению. Преимущество здесь в том, что даже если вы потеряете идеальность пикселей для многих разрешений, у вас не будет полей черной полосы, а вместо этого будет полностью заполненный экран. Обратите внимание, что хотя размытие часто возникает из-за растянутой заливки, обычное предупреждающее сообщение не отображается.

Символы и фон размыты из-за растянутой заливки

Рекомендации по использованию камеры Pixel Perfect Camera

Если вам нужен пиксельный и мгновенный дисплей, который будет работать для различных вариантов использования, я рекомендую:

• Используйте ссылку разрешение, которое никогда не будет больше, чем разрешение окна проигрывателя (например, 320×180).
• Включить или отключить высокомасштабируемую визуализацию текстуры
  • Включите его, если вы будете использовать повороты за пределами 90, 180 и 270 и если вы предпочитаете визуальный эффект, который он оказывает на повернутые спрайты.
  • Масштабирование текстуры рендеринга может привести к несовершенному по пикселям изображению при некоторых разрешениях, в зависимости от исходного разрешения. Поэкспериментируйте с этим и другими разрешениями экрана, используя «Запуск в режиме редактирования», включенный на Pixel. Компонент Perfect Camera, чтобы определить, является ли это проблемой для вашего разрешения. Если вы сможете добиться идеального изображения с точностью до пикселя при всех целевых разрешениях, это приведет к лучшему полноэкранному воспроизведению с точностью до пикселя.
• Включите или отключите привязку к пикселям по своему усмотрению
  • Это скорее личное предпочтение, чем что-либо еще. Без привязки у вас будет гораздо более плавное движение, но пиксели могут быть не выровнены.
• Включить рамку кадрирования X и/или Y, если не используется высококлассная текстура рендеринга
  • Если вы не можете постоянно получать идеальный результат с точностью до пикселя с высококлассной визуализированной текстурой, обрезка X и/или Y обеспечит изображение с точностью до пикселя для любого разрешения, превышающего эталонное разрешение, но создает большие поля по краям экран для некоторых разрешений.
• Отключить растяжку заливки

Мы рекомендуем оптимизировать камеру для просмотра с соотношением сторон 16:9, включая эталонное разрешение, если это возможно. На момент написания статьи большинство геймеров играли на мониторах с соотношением сторон 16:9 и разрешением 1920×1080. Например, эталонное разрешение 320×180 соответствует формату 16:9, поэтому при воспроизведении с разрешением 1920×1080 или любым другим разрешением, кратным 320×180, например 1280×720, у него не будет черных полос.

На панели инструментов Unity вы можете перейти в меню «Правка» > «Настройки проекта» > «Игрок» и ограничить соотношение сторон, которое будет поддерживать игра. Если вы обнаружите, что определенная конфигурация работает именно так, как вы хотите, в соотношении, на которое вы ориентируетесь, но выглядит плохо в некоторых конкретных соотношениях сторон, вы можете запретить окну работать с этими соотношениями здесь. Однако имейте в виду, что не все пользователи будут иметь настройки дисплея, которые будут хорошо работать с вашими ограничениями, поэтому это не рекомендуется. Вместо этого включите обрезку, чтобы у этих пользователей были поля, вместо того, чтобы играть в разрешении, которое не подходит для их экрана.

Создание аутентичных иллюстраций в стиле NES

Теперь, когда мы рассмотрели, как настроить Unity для идеальной графики, давайте рассмотрим основы создания иллюстраций для игр, соответствующих ограничениям классической Nintendo Entertainment System. Это поколение консолей накладывает большое количество ограничений на художников, пытающихся создать аутентичный образ. Эти ограничения включают в себя такие вещи, как используемые палитры, а также размер и количество объектов на экране. Кроме того, важно помнить, что эталонное разрешение 256×240 при «нацеливании» на эту консоль.

Палитры

При создании иллюстраций, соответствующих требованиям NES, художник должен соблюдать множество ограничений. Некоторые из них будут одинаковыми независимо от того, какую ретро-консоль пытается подражать художник, в то время как многие другие характерны для самой NES. Первое и, возможно, самое важное из этих ограничений касается способа использования цветовых палитр в изображении. NES довольно уникальна, когда дело доходит до ее цветовой палитры, потому что полноцветная палитра консоли жестко закодирована в консоль. NES выбирает, какие цвета использовать в изображении, отправляя серию значений графическому процессору NES, а затем графический процессор возвращает цвета, связанные с этими значениями. Ниже приведено изображение цветовой палитры NES:

Эти цвета нельзя изменить из-за того, что они сами являются частью консоли. Каждая игра, которую вы когда-либо видели для этой консоли, использует комбинации этих цветов для создания своих изображений.

Вспомогательные палитры

Для создания комбинаций, используемых в игре, создаются вложенные палитры, которые назначаются внутриигровым спрайтам или элементам фона. NES разбивает свою палитру на подпалитры, которые можно назначать спрайтам и фонам. Каждая подпалитра включает один общий цвет, который используется во всех подпалитрах, и три уникальных цвета. Он способен загружать четыре субпалитры для фона и четыре субпалитры для спрайтов. В случае спрайтов общий цвет в начале каждой подпалитры рассматривается как прозрачность.

Это пример серии подпалитр, которые используются в игре. Верхний ряд представляет субпалитры фона, а нижний ряд представляет субпалитры спрайтов. В этом примере черный используется как общий цвет, общий для всех подпалитр. Поскольку общий цвет спрайтов рассматривается как прозрачность, необходимо сделать вторую запись черной палитры для подпалитр спрайтов, чтобы использовать его в качестве видимого цвета.

Назначение подпалитры

Ограничения на использование палитры становятся еще более жесткими, когда художник переходит к тому, как палитры используются в игре. Чтобы объяснить это, необходимо дальнейшее обсуждение того, как ретро-консоли хранят, используют и отображают искусство. Обложка на любой ретро-консоли хранится в игре в виде тайлов 8×8 пикселей. Использование этого подхода на основе плитки позволяет художникам экономить место, повторно используя плитки для разных целей. (Например, куски тротуара можно перепрофилировать и использовать для создания выступа на здании). Еще одна важная вещь, которую следует отметить в отношении тайлового хранилища, заключается в том, что информация о цвете обычно не сохраняется вместе с графикой. Все плитки сохраняются с монохромной палитрой. Таким образом, всякий раз, когда плитка отображается в игре, ей может быть назначена подпалитра, что позволяет одновременно отображать одну и ту же плитку на экране с разными подпалитрами. Это важно при создании иллюстраций, соответствующих ретро-консоли. на современной платформе, потому что это влияет на то, как вы назначаете палитры для иллюстрации.

NES по-разному назначает палитры спрайтам и фонам. Он назначает субпалитры для спрайтов на основе плитки за плиткой. Это означает, что каждому тайлу 8×8 в спрайте может быть назначена одна из четырех подпалитр спрайтов.

Этот персонаж-ниндзя использует две дополнительные палитры, чтобы придать ему большую глубину цвета. Справа вы можете видеть, что он разделен на каждую отдельную плитку спрайта 8×8. В этом разделенном представлении становится более очевидным, что светло-бирюзовый и темно-красный, которые используются в мече и повязке на голове, уникальны для этих плиток, в то время как темно-фиолетовый и черный контуры используются в оставшихся трех плитках.

Фоны, с другой стороны, гораздо более строгие. Фоны назначают свои палитры кусками 16×16. Назначения подпалитр для фона всего экрана называются таблицами атрибутов. Эти таблицы атрибутов являются причиной того, что в большинстве ретро-произведений активно используются повторяющиеся мозаичные сегменты. Эти сегменты, как правило, состоят из тайлов 16×16, поэтому они аккуратно вписываются в таблицу атрибутов. Несмотря на аппаратное ограничение, этот подход к фону на основе плитки 16×16 в конечном итоге стал определяющей характеристикой ретро-произведений искусства и абсолютно необходим при попытке воссоздать их.

Это пример красивого фона города в стиле RPG, сделанного в рамках ограничений. На изображении справа показано, как оно аккуратно разбито на блоки размером 16×16 пикселей, а палитры выбираются для каждого блока. Такие вещи, как черепица, трава и кирпичи на мосту, состоят из повторяющихся сегментов этих блоков для экономии места. Плитки крыши на небольших зданиях используют одни и те же плитки, но назначают им разные подпалитры, чтобы придать им уникальный вид.

Наложение спрайтов

Несмотря на то, что художники могут свободно использовать разные подпалитры для каждой плитки спрайта 8×8, они могут оказаться в ситуации, когда им нужно иметь большую глубину цвета в спрайте, чем то, что уже доступно. Здесь может помочь наслоение спрайтов. Наслоение спрайтов — это просто разделение спрайта на два отдельных спрайта, а затем размещение их друг над другом. Это позволяет художникам обойти ограничение одной подпалитры на плитку 8×8. Это, по сути, позволит художникам удвоить количество цветов, которые можно использовать в одной области 8×8. Единственным серьезным недостатком этого способа является ограничение рендеринга спрайтов. NES способна одновременно отображать на экране только 64 фрагмента спрайта 8×8 и только 8 фрагментов спрайта, расположенных на одной горизонтальной линии друг с другом. Как только эти числа будут достигнуты, никакие дальнейшие плитки спрайтов не будут отображаться на экране. Вот почему во многих играх NES мерцали спрайты, когда их было много на экране одновременно. Таким образом, он отображает только определенные спрайты в чередующихся кадрах. Об этих ограничениях должны помнить художники, когда они накладывают спрайты друг на друга, потому что, хотя это удваивает количество цветов, это также удваивает количество плиток спрайтов на одной и той же горизонтальной линии.

Это пример наложения спрайтов в действии. Начиная слева, это оригинальная трехцветная версия Ghost Pirate Sprite. Оттуда художник разделил его на две части: тело/шляпа и лицо/руки, и назначил им разные палитры. Наконец, вы можете увидеть результат наложения двух частей друг на друга.

Наложение спрайтов также может быть выполнено с фоном, чтобы обойти ограничения таблицы атрибутов. Этот трюк обычно используется для статических изображений, таких как экраны историй и портреты персонажей, чтобы придать им гораздо большую глубину цвета. Для этого художник рисовал часть изображения в качестве фона, а затем накладывал поверх него спрайты, чтобы заполнить остальную часть.

Портрет пирата-призрака также использует слои спрайтов, чтобы придать ему большую глубину. Его зеленый череп визуализируется на экране как спрайт, а его воротник и шляпа визуализируются как часть фона. Это позволяет художнику использовать больше цветов в области 16×16, чтобы полностью обойти ограничение таблицы атрибутов.

Банки графики

Чтобы объяснить следующее серьезное ограничение NES, во-первых, нам нужно вернуться к тому факту, что графика хранится в тайлах. Графические тайлы хранятся на 256 страницах тайлов, и тайлы с этих страниц не могут быть загружены в VRAM в разных местах, поэтому становится сложно смешивать и сопоставлять тайлы с разных страниц на лету. Видеопамять NES способна одновременно отображать только 512 таких тайлов. Помимо этого ограничения, он разделяет тайлы пополам для спрайтов и фона. Это означает, что в любой момент он может отображать только 256 фрагментов спрайтов и 256 фрагментов фона. Это может стать очень ограничительным, если художник хочет отобразить большое разнообразие спрайтов и фоновых элементов.

Это визуальное представление тайлов фона и спрайтов игры, загруженных в VRAM. Консоль аккуратно сохраняет загруженные фоны и спрайты на отдельных страницах.

Чтобы обойти это ограничение, в NES есть функция, которая позволяет художнику разбивать каждую страницу на частичные страницы, называемые банками. Таким образом, хотя NES не может загружать отдельные фрагменты из разных точек графических данных, она способна загружать разные разделы страницы в разное время. Для большинства игр эти банки будут либо 1K, либо 2K. Банк размером 1 КБ равен одной четверти страницы или 64 фрагментам, а банк 2 КБ равен половине страницы или 128 фрагментам. Художник должен решить, хочет ли он зарезервировать использование каждого типа банка либо для спрайтов, либо для фоновых элементов, потому что необходимо использовать оба типа банков. Это означает, что у вас не может быть банков по 1К и для спрайтов, и для фонов. Одна страница должна использовать банки 1K, а другая должна использовать 2K. Вообще говоря, в большинстве игр, как правило, используются банки по 1 КБ для спрайтов и банки по 2 КБ для фонов, потому что наборы фрагментов фона, как правило, более статичны и нуждаются в меньшем разнообразии на лету.

Это показывает, как то же самое изображение выше было разбито на банки. Фоновая панель слева использует банки по 2 КБ, что означает, что она разделена посередине, а панель спрайтов справа использует банки по 1 КБ. Каждый банк можно свободно менять местами на лету.

Полезность банков по 1К для спрайтов весьма значительна. Если спрайт игрока имеет большой набор анимаций, которые не помещаются на одной странице вместе со всеми другими спрайтами, которые необходимо загрузить, отдельные действия можно сохранять в банках по 1 КБ, а затем переключать между ними в зависимости от того, какое действие происходит на экран. Это также позволяет использовать большее количество спрайтов, которые можно использовать в одной области игры. Например, если игроку предстоит столкнуться с шестью различными типами врагов в области игры, но страница спрайтов позволяет только игроку и трем другим типам спрайтов, тогда, когда один тип врагов исчезает с экрана, игра может поменять один из вражеских банков на новый тип врага.

Один из основных недостатков использования банков по 1 КБ для спрайтов и банков по 2 КБ для фонов заключается в том, как NES обрабатывает фоновую анимацию. Чтобы анимировать элемент фона для игры для NES, художник должен создать дубликаты банков анимированных элементов фона. Каждый новый банк дубликатов будет содержать следующий кадр анимации для каждого из анимированных элементов. Затем эти банки меняются местами по одному, как флип-книга, для создания анимации. Если художник использует банки по полстраницы для фона, то хранение всех этих банков-дубликатов может занять много места. Один из способов обойти это — поместить все анимированные фоновые элементы для всей игры в один банк. Но это также оставляет художнику ограничение: для статических элементов для каждого фона остается только 128 плиток. Художник должен решить, как лучше поступить, решая, какие банки он собирается использовать для искусства.

Уловки с наслоением

Многие игры той эпохи использовали трюки для создания эффектов, таких как параллаксная прокрутка в фоновом режиме, но они также представляют собой проблему для художников и дизайнеров. В то время как более поздние 16-битные консоли допускали несколько фоновых слоев, для NES это невозможно. Все фоны представляют собой одно плоское изображение. Чтобы создать ощущение глубины и многослойности, использовались различные приемы программирования. Например, чтобы создать фон параллакса, разработчик может установить регистр, который может указать, когда определенная горизонтальная линия (известная как растровая линия) отображается на экране. Затем они могут использовать этот регистр для управления скоростью и направлением прокрутки экрана. Используя его, они могут создать горизонтальную строку фона, которая прокручивается с другой скоростью, чем остальная часть фона. Уловка для художников и дизайнеров на этом этапе заключается в том, чтобы помнить, что фон по-прежнему представляет собой одно плоское изображение. Если платформа или любой другой элемент, который должен быть «перед» этим более медленным фоном, помещен в эту область, то он тоже будет прокручиваться медленнее, чем остальная часть изображения. Это означает, что дизайнеры должны помнить о том, где они размещают фоновые элементы в сцене, а художники должны создавать фон таким образом, чтобы эффект был бесшовным.

В этом примере экрана область, выделенная красным, может быть настроена на более медленную прокрутку, чем остальная часть фона, чтобы имитировать глубину. Проекционный дисплей над ним будет настроен таким образом, чтобы он никогда не прокручивался, даже если он также является частью плоского фонового изображения.

Есть еще одна хитрость для художников, которые хотят, чтобы один из фоновых элементов отображался на переднем плане. На NES разработчики могут установить приоритет спрайта меньше нуля. Когда это будет сделано, спрайт будет отображаться за любыми непрозрачными фоновыми пикселями. Приоритеты спрайтов также можно изменять и запускать на лету, что позволяет определенным элементам изменять приоритет спрайта по мере необходимости.

Заключение

Когда кто-то пытается создать проект, аутентичный для ретро-консоли, ему необходимо учитывать множество технических соображений, о которых современные разработчики могут не беспокоиться. Из-за того, что старые машины рендерили изображения и справлялись с небольшим пространством для маневра с ЦП и ГП, дизайнерам приходилось творчески мыслить, чтобы обойти аппаратные ограничения. В современную эпоху становится важно узнать об этих ограничениях и методах, чтобы по-настоящему воссоздать внешний вид и дизайн игр той эпохи. В следующем посте мы рассмотрим ограничения дизайна, наложенные 16-битной эрой, а также работу Unity, необходимую для создания ощущения «старого телевизора». Руководство 2D Pixel Perfect для 16-битных ретро-визуалов теперь доступно здесь.