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为什么128KB的魂斗罗可以塞下这么长的剧情?

时间:2021-12-25 17:08 公众号:21ic电子网 阅读:22 次

小时候用小霸王游戏机玩魂斗罗的时候,三条命就可以打通关,感觉自己还挺厉害的。因为魂斗罗的关数还是很多的,剧情也比较长……

那么问题来了,为什么魂斗罗只有128KB,却可以实现那么长的剧情?下面就给新生代程序员讲讲这里面的奥秘吧!



现代程序员A与1980年代游戏程序员B的对话:


A:为什么你用128KB能实现这么多画面、音乐、动画?


B:128KB还不够么?其实为了表现力已经相当奢侈了,加了很多不重要的细节。


A:就说你们的音乐,这个音乐,我压到最低码率的mp3,也得至少1MB吧。


B:你怎么压的?一首背景音乐怎么可能超过1KB。


A:那你实现全屏卷轴,用了多少显存?


B:一共就只有2KB显存,多了也放不下啊。


A:……


1、我们对“数据量”无法直观认识


除非是专家,一般人根本无法估算到底多大算大、多小算小。


一般人对“数据量”并没什么概念,一篇800字的作文有多少数据量?按照GBK编码,约1.6KB;按照UTF-8编码,则是2.4KB。


只写了1个字的作文,按理说1字节~3字节就够了。但是,只写1个字的word文档,有10956字节,而由于硬盘格式化要求,再多占用1332字节。


我就写了一个字,真的什么都没干


现实中常见的产品、流行的技术,实际上和时代背景密切相关。


当你抱着15寸笔记本还嫌小的时候,1990年代初的家庭,可是一家人围着14~18寸的球面电视看的。把雪碧拿给古代人喝一口,估计他会齁得要死,必须喝点水压压惊……



当物质基础变得十分丰富的时候,一定会产生无法避免的“浪费”。而这种“浪费”会进一步改变人感受的阈值,对度量的估计都变得紊乱了。


2、FC时代的图形技术


由于早期的记忆芯片(ROM)非常贵,而且大容量磁盘的技术也不成熟,所以暂且不论硬件计算能力,仅仅是想增加游戏的总容量也非常困难。所以,自然会使用符合当时水平的数据结构。


以红白机FC为例,它的分辨率为256x240。可以说分辨率不算低,但却只有2KB显存,而且还要实现全屏卷轴效果。所以,在FC设计之初,从硬件上就提供了充分利用显存的方法——使用Tile(瓦片)。


对每一个场景来说,使用若干数量的瓦片,场景用有限的瓦片拼接即可。这种“二级”表示方法能极大地节约存储量。


至于具体的原理讲解,大家可以看一些科普,比如:www.bilibili.com/video/BV19J411e763



3、音频容量和代码容量


现代音乐格式往往直接保存声道的波形,这种做法虽然保真度高、通用性强,但却占用空间多,一首曲子的容量以千字节、兆字节计算。


而8位芯片时代的音频解决方案,关键是一颗专用芯片,例如FC用的理光2A03:


理光2A03


音频芯片可以产生合成音效,能提供的音色可以在一定程度上配置,但非常有限。听听FC游戏的音乐,可以体会到常用的音色几乎一样。


我觉得这个音频芯片最厉害的地方,就是可以同时播放几个音轨(但不能是和弦那种“同时”),《魂斗罗》、《沙罗曼蛇》、《忍者龙剑传》的殿堂级音乐,主要是靠多个音轨的交替配合实现的。


每个音符只要记录音色、频率和音高就足够了,音频芯片自然会识别出来。把音符按时间排列好就是“乐谱”了,可以简单理解为“简谱”。



这种简谱需要的数据量十分有限,而且大部分游戏音乐都是循环播放,数据量更是小的可怜。


代码也是类似的。


FC时代的游戏,没有所谓的“引擎层”,或者说引擎层就是“硬件层”。任天堂的主机完全是为游戏而设计的,瓦片、调色板、音乐、音效等基本功能已经预先考虑到了,这样一来就节约了大量底层代码。


程序员要仔细研究文档,在硬件框架下思考问题,比如如何显示图片、如何卷动屏幕等等,而且还要非常熟悉硬件底层和汇编,不要浪费代码空间。


一来二去,代码也能写的非常小。


总的来说,128KB的游戏大作,在30年前稀松平常,放到现在简直就是“黑科技”。



科技的剧烈变革,带来技术指标非线性的变化,让我们的记忆和直觉彻底落伍。

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