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[導(dǎo)讀]星標(biāo)「嵌入式大雜燴」，一起進(jìn)步！大家好，我是ZhengN。小時(shí)候用小霸王玩魂斗羅的時(shí)候，三條命就可以打通關(guān)，感覺自己挺厲害的，因?yàn)榛甓妨_的關(guān)數(shù)還是很多，劇情也比較長。那么，問題來了。為什么魂斗羅只有128KB卻可以實(shí)現(xiàn)那么長的劇情？下面來給新生代程序員講講這里面的奧秘吧。現(xiàn)代程序...

大家好，我是ZhengN。小時(shí)候用小霸王玩魂斗羅的時(shí)候，三條命就可以打通關(guān)，感覺自己挺厲害的，因?yàn)榛甓妨_的關(guān)數(shù)還是很多，劇情也比較長。那么，問題來了。
為什么魂斗羅只有 128KB 卻可以實(shí)現(xiàn)那么長的劇情？下面來給新生代程序員講講這里面的奧秘吧。

現(xiàn)代程序員A和1980年代游戲程序員B的對話：

A：為什么你用128KB能實(shí)現(xiàn)這么多畫面、音樂、動畫？

B：128KB還不夠么？其實(shí)為了表現(xiàn)力已經(jīng)相當(dāng)奢侈了，加了很多不重要的細(xì)節(jié)。

A：就說你們的音樂，這個(gè)音樂，我壓到最低碼率的mp3，也得至少1MB吧。

B：你怎么壓的？一首背景音樂怎么可能超過1KB。

A：那你實(shí)現(xiàn)全屏卷軸，用了多少顯存？

B：一共就只有2KB顯存，多了也放不下啊。

A：……

1、我們對“數(shù)據(jù)量”無法直觀認(rèn)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(shù)據(jù)量”并沒什么概念。一篇800字的作文有多少數(shù)據(jù)量？按照GBK編碼，約1.6KB，按照UTF-8編碼，則是2.4KB。

只寫了1個(gè)字的作文，按理來說1字節(jié)~3字節(jié)就夠了。但只寫1個(gè)字的word文檔，有10956字節(jié),而由于硬盤格式化要求，再多占用1332字節(jié)

我就寫了一個(gè)字，真的什么都沒干

現(xiàn)實(shí)中常見的產(chǎn)品、流行的技術(shù)，實(shí)際上和時(shí)代背景密切相關(guān)。

當(dāng)你抱著15寸筆記本還嫌小的時(shí)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(jì)他會齁得要死，必須喝點(diǎn)水壓壓驚。

當(dāng)物質(zhì)基礎(chǔ)變得十分豐富的時(shí)候，一定會產(chǎn)生無法避免的“浪費(fèi)”，這種“浪費(fèi)”會進(jìn)一步改變?nèi)烁惺艿拈撝?，對度量的估?jì)都變得紊亂了。

2、FC時(shí)代的圖形技術(shù)

由于早期的記憶芯片（ROM）非常貴，而且大容量磁盤的技術(shù)也不成熟，所以暫且不論硬件計(jì)算能力，僅僅是想增加游戲的總?cè)萘恳卜浅＠щy。所以自然會使用符合當(dāng)時(shí)水平的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

以紅白機(jī)FC為例，它的分辨率為256x240。分辨率不算低，但卻只有2KB顯存，而且還要實(shí)現(xiàn)全屏卷軸效果。

所以在FC設(shè)計(jì)之初，從硬件上就提供了充分利用顯存的方法——使用Tile（瓦片）。

對每一個(gè)場景來說，使用若干數(shù)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(jié)約存儲量。

具體一些原理講解可以看一些科普，比如這個(gè)：

https://www.bilibili.com/video/BV19J411e763

3、音頻容量和代碼容量

現(xiàn)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(qiáng)，但很顯然占用空間多，一首曲子的容量以千字節(jié)、兆字節(jié)計(jì)算。

而八位芯片時(shí)代的音頻解決方案，關(guān)鍵是一顆專用芯片，例如FC用的理光2A03：

下：理光2A03

音頻芯片可以產(chǎn)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游戲的音樂可以體會到常用的音色幾乎一樣。

我覺得這個(gè)音頻芯片最厲害的地方是可以同時(shí)播放幾個(gè)音軌（但不能是和弦那種“同時(shí)”），《魂斗羅》、《沙羅曼蛇》、《忍者龍劍傳》的殿堂級音樂，主要是靠多個(gè)音軌的交替配合實(shí)現(xiàn)的。

每個(gè)音符只要記錄音色、頻率和音高就足夠了，音頻芯片自然會識別出來。把音符按時(shí)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(shù)據(jù)量十分有限，而且大部分游戲音樂都是循環(huán)播放，數(shù)據(jù)量更是小的可憐。

代碼也是類似的。

FC時(shí)代的游戲，沒有所謂的“引擎層”，或者說引擎層就是“硬件層”。任天堂的主機(jī)完全是為游戲而設(shè)計(jì)的，瓦片、調(diào)色板、音樂、音效等基本功能已經(jīng)預(yù)先考慮到了，這樣一來就節(jié)約了大量底層代碼。

程序員要仔細(xì)研究文檔，在硬件框架下思考問題，比如如何顯示圖片、如何卷動屏幕等等；而且還要非常熟悉硬件底層和匯編，不要浪費(fèi)代碼空間。

一來二去，代碼也能寫的非常小。

總的來說，128KB的游戲大作，在30年前稀松平常，放到現(xiàn)在簡直就是黑科技。

科技的劇烈變革帶來技術(shù)指標(biāo)非線性的變化，讓我們的記憶和直覺徹底落伍：）

作者：皮皮關(guān)

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