查看“︁Mode 7”︁的源代码

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[[File:Mode 7 Test-0000.png|thumb|256px|right|超级任天堂使用此图形效果的基本演示截图]]

'''Mode 7'''是[[电子游戏机]][[超级任天堂]]一種[[电脑显示标准|图形方式]]，可让逐扫描线式的背景层支持旋转与缩放，以此创造大量的不同效果。<ref>{{cite magazine|last= |first= |title=The Next Generation 1996 Lexicon A to Z: Mode 7|magazine=[[Next Generation (magazine)|Next Generation]]|issue=15 |publisher=[[Imagine Media]]|date=March 1996|page=37}}</ref>其中最著名的效果是，通过缩放和旋转背景层来显示透视效果。这种将高度改为深度的变换，将背景层变为二维水平[[材质贴图]]平面。如此便可显示三维图形的效果。

[[Mega Drive]]的扩展[[Mega-CD]]以及[[雅达利Lynx|Atari Lynx]]使用了相似的功能。

== 使用 ==

Mode 7方式渲染通常用于2D性能强劲，但不专门支持3D的旧系统。著名Mode 7游戏有超级任天堂作品《[[F-Zero (游戏)|F-Zero]]》、《[[天地创造]]》、《[[飞行俱乐部]]》、《[[耀西的旅行]]》、《{{le|忍者龜4|Teenage Mutant Ninja Turtles: Turtles in Time}}》、《[[恶魔城 (超级任天堂)|恶魔城]]》、《[[圣剑传说2]]》、《[[圣剑传说3]]》、《{{le|艾薇莫的秘密|Secret of Evermore}}》、《[[最终幻想IV]]》、《[[最终幻想V]]》、《[[最终幻想VI]]》、《[[超级马里奥RPG]]》、《{{le|DinoCity}}》、《[[超級瑪利歐世界]]》、《[[超级马里奥赛车]]》、《{{le|超级星球大战|Super Star Wars}}》、《[[时空之轮]]》、《[[雷莎出击]]》、《{{le|熱爆賽車|F1 ROC: Race of Champions}}》、《{{le|迦楼罗王|Skyblazer}}》、《{{le|时空引导者|The 7th Saga}}》、《[[洛克人7 宿命的对决！]]》、《[[超越巅峰]]》、《[[星之卡比 超級豪華版]]》、《{{le|银河风暴|Axelay}}》和《[[塞尔达传说 众神的三角力量]]》。Mode 7方式渲染还用于《[[音速小子CD]]》的特定关卡。

== 功能 ==

超级任天堂游戏机有编号从0至7的8个方式来显示背景层，其中最后一个（背景方式7）只有一个可以缩放和旋转的单层。在[[Game Boy Advance]]和[[任天堂DS]] 2D图形硬件中，方式1和2可以缩放旋转传统砖块式背景，方式3到5用用来缩放旋转位图（因技术限制，这通常很少在Game Boy Advance中使用）<ref name="gbatek">Korth, Martin, [https://web.archive.org/web/20090621131721/http://nocash.emubase.de/gbatek.htm GBATEK: LCD I/O Display Control]. Retrieved on June 23, 2011.</ref>。对于支持此效果的机器，在各扫描线行消隐周期内，可能通过改变缩放/旋转值，绘制一个透视投影平面；这被视作“Mode 7”效果的特征。通过使用其它各行的位置、缩放及旋转方程，可以实现模糊等更复杂的效果。

这种图形方法不仅适用于竞速游戏；它还普遍用于角色扮演游戏的世界地图部分，如[[史克威尔]]1994年畅销游戏《[[最终幻想VI]]》。效果可让开发者通过制造无垠的远方，来营造庞大世界的效果。

在超级任天堂中，Mode 7的一种变形可让背景层的像素置于子图形上层。比如《[[魂斗罗精神]]》（关卡2），《[[賓尼兔的冒險]]》的引入画面，以及玩家掉下舞台时的《马里奥赛车》。Game Boy Advance游戏使用Mode 2营造相同效果，其通过提供两个“Mode 7”图层，并将子画面置于两个图层之间。

许多PC游戏，其中以《[[Wacky Wheels]]》和《[[Skunny Kart]]》最为知名，完全通过软件技术模仿了Mode 7。软件自编写程序[[Multimedia Fusion]]发展了“Mode 7”，它可让创作者制作使用相似技术的软件。

在超级任天堂时代，Mode 7是任天堂最喜欢的卖点（《[[任天堂力量]]》、《SNES Player's Guide》）。比如街机移植到超级任天堂的游戏《[[Teenage Mutant Ninja Turtles: Turtles in Time]]》中，一个关卡就从横向卷轴改为Mode 7。

=== 公式 ===

使用Mode 7图形的平面纹理地图，是由屏幕坐标到背景坐标的2D[[仿射变换]]而转换成，

: <math>\begin{bmatrix} x' \\ y' \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} a & b & x_0 \\ c & d & y_0 \end{bmatrix} \begin{bmatrix} x - x_0 \\ y - y_0 \\ 1 \end{bmatrix}</math>

a、b、c和d是转换系数；x和y是屏幕偏移；x<sub>0</sub>和y<sub>0</sub>是初始偏移；x'和y'是转换坐标。全部运算都为16位有符号定点数，而全部偏移仅限制在13位。[[小数点]]位于7和8位之间。

仿射变换仅允许位移、缩放和剪切效果。许多游戏通过逐扫描线基础，进行创造性的变换矩阵参数操作，产生额外的效果。这种方式可实现伪立体、弯曲的表面，以及变形效果。

== 限制 ==

Mode 7只能作用于背景，而无法作用于子图形；因此，任何不随背景旋转/缩放的对象肯定是精灵，即使它通常被视为背景一部分，如固定平台等。比如在《[[超级恶魔城IV]]》和石巨人等头目的战斗中，移动的头目是背景，而主角所站的区块是子图形。在头目战中，相对于FC通过大号子图形显示大型移动头目，而固有的减慢和闪烁，超级任天堂通过在背景层显示头目的移动和动画，可以产生类似的效果，且效果明显提升。但两个系统示例都只适用在水平面移动的对象。例如，地板、天花板或记分板可以作为FC和超级任天堂游戏的背景，只要它们完全位于游戏区域的“上方”或“下方”。如果需要使用整个屏幕，他们也可以变为子图形，但这可能会让画面减慢。

Mode 7不能用来通过改变子图形“大小”来表示它的“逼近”，特定距离的子图形必须预先绘制，这就是说，人们会看到，当用数量有限的各大小子图形来表示“逼近”时，人们会看到子图形在“跳跃”。这可以在《马里奥赛车》和《[[HyperZone]]》当物体靠近时看到，或是《[[最终幻想VI]]》乘坐飞空艇垂直升降的画面。

类似的，子图形的“旋转”也要预处理，除非如《[[超级马里奥 耀西岛]]》那样由卡带内置的[[Super FX]] 2芯片来硬件处理。厂商有一个著名的解决方案，已经在一些游戏中使用，如：《魂斗罗精神》的第二头目战，以及《[[超级马里奥世界]]》中和Reznor（墙平台支持）、Iggy（战斗平台）、Larry（也是平台）、Morton、Ludwig、Roy和Bowser战斗。在这些例子中，头目是“背景”所以可以使用Mode 7旋转，记分板位于游戏区域上方，所以也算作背景，但是战斗裂开的地板，连同玩家角色与炮火，都是将各种旋转角度重绘“子图形”。然而，这只允许一次处理一个“子图形”。

在《[[幻想传说]]》和《[[星之海洋]]》中，Mode 7般的子图形效果既非预先绘制，也非通过外部芯片重现，飞行时的精灵完全由软件重渲染。在《幻想传说》中，玩家子图形在走到存档点时会上下拉伸，以及《星之海洋》中道具“squash”在打开宝箱时会出现“快要跳出来”的效果。因为这样的渲染需要额外的砖块，以及游戏其他地方对系统的高要求（同时使用流式音频绕开[[SPC700]]的有限能力，如同最高端的超级任天堂RPG使用[[可变宽度字体]]），这种渲染只限于这几种场景。

[[Mega Drive]]没有实现Mode 7的类似原生硬件，但[[Mega-CD]]扩展补充了这种功能；比如它显著的应用于《[[音速小子CD]]》的特定关卡。但是对于《幻想传说》和《星之海洋》的特殊子图形效果，开发商可以通过编程直接为游戏加入类似特技，如《[[恶魔城 血族]]》、《蝙蝠侠与罗宾汉》和《[[魂斗罗·铁血兵团]]》等游戏使用了类似效果。[[Super 32X]]支持2D和基本的3D，所以缩放和旋转效果成为了2D游戏常见要素，如《[[納克魯斯與卡歐迪克斯]]》（Knuckles' Chaotix）是[[索尼克系列]]首个使用多边形特殊舞台的游戏。

一些[[Amiga]]游戏通过程序技巧实现了和mode 7类似的效果，如《[[Mr. Nutz: Hoppin' Mad]]》、《[[Lionheart (游戏)|Lionheart]]》、《[[Obitus]]》和《[[Brian the Lion]]》。

== 硬件 ==

超级任天堂的两个PPU（图形处理单元）芯片使用了两个8[[位]]32[[千字节|kB]]的RAM芯片。在一个周期中，一个PPU存取砖块地图（128&times;128砖块），另一个PPU存取砖块集（256砖块，256色8&times;8像素）。

== 参考文献 ==
{{Reflist}}

{{超级任天堂}}

[[Category:计算机图形学]]
[[Category:纹理贴图]]
[[Category:超級任天堂]]
[[Category:電子遊戲研發]]