經常看到有同學在抱怨現在的遊戲、APP 占用非常大的空間,基本都是 10G 起步。 在網上看到一個問題: 為什麽魂鬥羅只有 128KB 卻可以實作那麽長的劇情呢?
這篇文章將會給大家講講這裏面的奧秘~
現代程式設計師 A 和 1980 年代遊戲程式設計師 B 的對話:
A:為什麽你用 128KB 能實作這麽多畫面、音樂、動畫?
B:128KB 還不夠麽?其實為了表現力已經相當奢侈了,加了很多不重要的細節。
A:就說你們的音樂,這個音樂,我壓到最低碼率的 mp3,也得至少 1MB 吧。
B:你怎麽壓的?一首背景音樂怎麽可能超過 1KB。
A:那你實作全螢幕卷軸,用了多少視訊記憶體?
B:一共就只有 2KB 視訊記憶體,多了也放不下啊。
A:……
我們對「數據量」無法直觀認識
除非是專家,一般人根本無法估算到底多大算大,多小算小。
一般人對「數據量」並沒什麽概念。一篇 800 字的作文有多少數據量?按照 GBK 編碼,約 1.6KB,按照 UTF-8 編碼,則是 2.4KB。
只寫了 1 個字的作文,按理來說 1 字節~3 字節就夠了。但只寫 1 個字的 word 文件,有 10956 字節,而由於硬碟格式化要求,再多占用 1332 字節。
我就寫了一個字,真的什麽都沒幹
現實中常見的產品、流行的技術,實際上和時代背景密切相關。
當你抱著 15 寸筆記本還嫌小的時候,1990 年代初的家庭,可是一家人圍著 14~18 寸的球面電視看的。把雪碧拿給古代人喝一口,估計他會齁得要死,必須喝點水壓壓驚。
當物質基礎變得十分豐富的時候,一定會產生無法避免的「浪費」,這種「浪費」會進一步改變人感受的閾值,對度量的估計都變得紊亂了。
FC 時代的圖形技術
由於早期的記憶芯片(ROM)非常貴,而且大容量磁盤的技術也不成熟,所以暫且不論硬體計算能力,僅僅是想增加遊戲的總容量也非常困難。所以自然會使用符合當時水平的數據結構。
以紅白機 FC 為例,它的分辨率為 256x240。分辨率不算低,但卻只有 2KB 視訊記憶體,而且還要實作全螢幕卷軸效果。
所以在 FC 設計之初,從硬體上就提供了充分利用視訊記憶體的方法——使用 Tile(瓦片)。
對每一個場景來說,使用若幹數量的瓦片,場景用有限的瓦片拼接即可。這種「二級」表示方法能極大節約儲存量。
具體一些原理講解可以看一些科普, 比如: bilibili.com/video/BV19J411e763
音訊容量和程式碼容量
現代音樂格式往往直接保存聲道的波形,這種做法保真度高、通用性強,但很顯然占用空間多,一首曲子的容量以千字節、兆字節計算。
而八位芯片時代的音訊解決方案,關鍵是一顆專用芯片,例如 FC 用的理光 2A03:
音訊芯片可以產生合成音效,能提供的音色可以在一定程度上配置,但非常有限。聽聽 FC 遊戲的音樂可以體會到常用的音色幾乎一樣。
我覺得這個音訊芯片最厲害的地方是可以同時播放幾個音軌(但不能是和弦那種「同時」),【魂鬥羅】、【沙羅曼蛇】、【忍者龍劍傳】的殿堂級音樂,主要是靠多個音軌的交替配合實作的。
每個音符只要記錄音色、頻率和音高就足夠了,音訊芯片自然會辨識出來。把音符按時間排列好就是「樂譜」了,可以簡單理解為「簡譜」。
這種簡譜需要的數據量十分有限,而且大部份遊戲音樂都是迴圈播放,數據量更是小的可憐。
程式碼也是類似的
FC 時代的遊戲,沒有所謂的「引擎層」,或者說引擎層就是「硬體層」。任天堂的主機完全是為遊戲而設計的,瓦片、調色盤、音樂、音效等基本功能已經預先考慮到了,這樣一來就節約了大量底層程式碼。
程式設計師要仔細研究文件,在硬體框架下思考問題,比如如何顯示圖片、如何卷動螢幕等等;而且還要非常熟悉硬體底層和組譯,不要浪費程式碼空間。
一來二去,程式碼也能寫的非常小。
總的來說,128KB 的遊戲大作,在 30 年前稀松平常,放到現在簡直就是黑科技。
科技的劇烈變革帶來技術指標非線性的變化,讓我們的記憶和直覺徹底落伍 :)
作者丨皮皮關 整理丨公眾號:程式設計師追風(gh_431f6fdffcb1)
來源丨 zhihu.com/question/50076174/answer/1101330430
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