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New Super Mario Bros. U ähnelt auf dem ersten Blick sehr stark seinem Vorgänger New Super Mario Bros. Wii, jedoch liegen zwischen beiden Titeln drei Jahre und eine Konsolengeneration. Da die Wii U um ein Vielfaches stärker ist als die Wii, war dieser Fakt für Fans eine große Enttäuschung. Nun hat das Technikblog Digital Foundry die Technik von New Super Mario Bros. U in einer umfangreichen Analyse auf den Prüfstand gesetzt und mit der des Vorgängers verglichen. Das Spiel läuft in nativen 720p, weshalb es mit Emulatormateriall von New Super Mario Bros. Wii derselben Auflösung verglichen wird.

Digital Foundry kam zu dem Schluss, dass die Charaktermodelle und -Animationen von Mario nahezu unverändert übernommen wurden. Ein großer Unterschied ist aber, dass das Wii U-Spiel dynamische Beleuchtung aufweist. Befindet sich Mario beispielsweise in der Nähe einer Fackel, so spiegelt sich deren orange-rötlicher Schimmer am Klempner wider. Ähnlich ist es mit Levelhintergründen: ein solches Beleuchtungssystem gab es in der Wii-Version nicht. Außerdem bemerkte das Team, dass in der Wii U-Version Anti-Aliasing für Charaktere und Items verwendet wird, was im Vorgänger ebenfalls noch nicht der Fall war.

Darüber hinaus listete Digital Foundry weitere grafische Neuerungen, die aber im Bereich der unauffälligen Details anzusiedeln sind. Abseits dessen schrieb das Magazin, dass einige Gegner grafisch überarbeitet seien. Vordergrundelemente wie Röhren, Böden oder Lava seien nur teils verbessert worden, aber meist schärfer dargestellt als in New Super Mario Bros. Wii. Deutlich verbessert sollen die Hintergründe sein, dank vieler scrollender Ebenen, die den Eindruck einer lebendigen Welt erschaffen. Auch große 3D-Polygon-Modelle finden sich im Hintergrund und allgemein falle auf, dass mehr ressourcenaufwändige Gegner auf einmal dargestellt werden können.

Einen Vergleich zwischen der Wii- und der Wii U-Version bietet Digital Foundry mit folgendem Video:

Auf der Weltkarte bemerkte das Magazin, dass eine detaillierte Schattierung vorhanden ist. Auch wurde die Soundgestaltung des Spiels gelobt: durch die separaten Grafik-CPU werde die Musik mit Gegneranimationen synchronisiert, könne dynamisch verschnellert oder durch zusätzliche Klangebenen erweitert werden.

Die Performance des Spiels sei sehr gut, denn es laufe mit ständigen 60 Bildern pro Sekunde, wie folgendes Video beweist:

Zusammenfassend schrieb Digital Foundry, dass der Prototyp New Super Mario Bros. Mii von der E3 2011 technisch weitaus schlechter als New Super Mario Bros. U gewesen sei. Während dieses viele Charaktermodelle ohne Änderungen aus dem Vorgänger übernimmt, seien doch zahlreiche subtile Besserungen aus technischer Sicht zu bemerken. Außerdem ist natürlich anzumerken, dass New Super Mario Bros. U in 720p läuft, während der Vorgänger hardwarebedingt nur die Auflösung 480p bietet.