这块驱动了2D游戏黄金时代的芯片,今年40岁了

kong 经典回顾 2019-02-09
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EA为它出过血,卡普空为它流过汗,我们给它撒过币。

说起摩托罗拉68000(简称68k),现在的玩家们已经比较陌生了。但是实际上,国内最热门的几款经典街机游戏,比如《街霸II》《拳皇97》和《打击者1945》,它们使用的街机基板都是围绕这款CPU芯片打造的。

是你

世嘉的《太空哈利》和《Out Run》,和大获成功的16位游戏主机MD,也使用了这个型号的CPU芯片作为核心运算单元。这还不是全部,这一时期日本厂商开发游戏使用的工作站,最主流的型号也是基于这款芯片设计的。

实际上,从上世纪80年代末到90年代中旬,绝大部分经典街机和家用机2D游戏,从概念诞生到与玩家见面的全程,都是在以68k作为基本框架的系统上完成的。


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68k的设计非常优秀,性能也很超前。这块芯片早在1979年就诞生了,但是到90年代中期仍然在主流街机和家用机市场上占有一席之地。

作为一款16位处理器,68k其实诞生得比较晚,英特尔著名的8086比它要早发布3年。但是迟到也有迟到的好处,摩托罗拉的技术更加成熟,让68k的晶体管数量达到了8086的两倍,而且还搭载了32位寄存器,让这个芯片具有了非常强悍的性能和兼容拓展潜力。

许多街机2D游戏画面的基础效果的实现,比如卷轴和画面元素的缩放,都需要配合其它芯片协同运算。68k良好的设计为整合这些功能打下了很稳健的基础。

在这条道路上走的最远的是世嘉。依靠两块68k和独家的缩放芯片,《太空哈利》已经能实现类似“3D”的效果:

而后来的《银河力量2》在一些场景下已经彻底模糊了2D和3D的边界:

另外,针对这块芯片做性能优化也相对比较容易。在设计原型的时候,68k就有意识地在性能和编程难度上作出了平衡。程序员们普遍表示给68k开发软件比英特尔8086之类的竞品要容易得多,这使得这块芯片的性能很容易就能够得到完全的发挥。

几乎所有80-90年代在国内流行的街机基板:卡普空的CPS系列、世嘉的System16和X、Y基板、SNK的AES和MVS,都使用的68k作为自己的CPU。


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除了街机以外,在家用电脑上68k也有自己的一席之地。虽然价格稍显昂贵,但是和它出色的多媒体扩展能力相比,还是非常值得。

被誉为“开辟了多媒体时代”的Commodore Amiga

使用68k作为CPU的Commodore Amiga诞生的时候,市场份额最大的IBM兼容机只能支持四种颜色,画面是这样的:

假如程序员下功夫使用合成信号优化一下,也许可以实现这样的效果:

而Amiga可以实现的显示效果是这样的:

由于Amiga出色的性能,EA一度表示要“全力支持在Amiga上发布游戏”,在Amiga前景还不算明朗的时候,就把好几部8位机时代的游戏移植到这个新平台上。

EA总裁在采访中说明为什么EA将会全力支持Amiga

EA甚至还将自己公司内部使用的图像处理软件《Delux Paint》贡献了出来,推出了Amiga独占的版本,这在当年相当于是Photoshop级别的重磅工具软件。

日本在同时期也诞生了一款经典的电脑:夏普X68000。和面向普通家庭的Amiga不同,夏普X68000主要针对的是游戏开发市场,使用的操作系统也是由著名游戏厂商Hudson开发的。

虽然夏普X68000在当年售价高达将近37万日元(约合现在人民币4.6万元),但当年的日本游戏开发商普遍都会选择这个机型作为图形工作站。一方面是夏普针对图形处理做了很多优化,另一方面X68000使用的CPU和主机基板上的完全一样,开发模拟起来非常方便。

反过来说,由于使用了同样的CPU,把街机游戏移植到X68000上也十分方便,移植画面的还原程度也非常高。夏普X68000支持的游戏包括了卡普空的《街霸II》和世嘉的《超级摩托》这样的街机游戏,也包括了《泡泡龙》和《太阁立志传》这样的PC、主机游戏,可以说是主机大战的真实赢家,也成了一些老玩家口中的“神机”。

硬件解码,原汁原味

世嘉MD的成功,和这块68k也脱不开联系。原本家用游戏主机是不太可能用得上这种高级芯片的,但是世嘉在因缘巧合下得到了一批廉价的低频版68k可以装在主机里,让世嘉MD拥有了街机级别的处理器性能,也让索尼克拥有了无与伦比速度感和爽快感。


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从街机到主机再到图形工作站,摩托罗拉68k可以说撑起了80-90年代2D游戏的半壁江山。但是68k也有一个致命的缺陷:它始终都没有能够成为主流。

尽管Amiga、夏普X68000和苹果的麦金塔系列在各自领域都取得了不小的成功,但是和土气的办公用IBM X86兼容机比起来,出货量还是不够看。

使用68k芯片的雅达利ST、Amiga和麦金塔加起来出货量也只有IBM兼容机的零头

随着处理器速度越来越快,像世嘉的缩放芯片这种协处理硬件芯片的重要性也越来越低,更是抹消了68k在技术和设计哲学上的优势。天才程序员卡马克在386兼容机上实现了2D卷轴,制作了《指挥官基恩》,后来又在《德军总部3D》中实现了类似街机上的缩放效果。

《指挥官基恩》现在看起来好像没啥特别的,但是这是PC游戏革命的开端之一

借着这些机会,英特尔和微软的联盟也开始蚕食68k的优势领域。Windows花了大力气优化游戏和多媒体体验,甚至比尔盖茨本人都曾经下场出演广告。

比尔盖茨亲自推广在Windows上玩《Doom》

随着3D技术逐渐普及,68k系列已经无法跟上新时代的变化。从1991年开始,摩托罗拉就已经开始研究全新的PowerPC架构。1993年,夏普X68000停产。1994年,Commodore倒闭,而同时期苹果也逐渐滑向倒闭的边缘。基于68k的街机基板到2000年前后还有新游戏出现,但是开发游戏用的工作站已经逐渐变成了Windows和苹果电脑。

有些人觉得,68k系列的成功纯粹就是一个巧合,基于68k的系统能够呈现出绚丽的画面,主要功臣应该是那些协处理芯片,换个别的CPU也行。这种说法有一定的道理,毕竟68k虽然设计思路很优秀,但也没有使用过什么从未被超越的黑科技。不过对于玩家们来说,假如没有68k,游戏历史不会是我们熟悉的样子,有些陪伴了我们的童年的游戏,也许永远都不会出现。


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