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[24045] 2015-07-01_25年前，开发者如何将游戏塞进那么小的内存中？

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-18
2015-07-01_25年前，开发者如何将游戏塞进那么小的内存中？ 2 5 年 前 ， 开 发 者 如 何 将 游 戏 塞 进 那 么 小 的 内 存 中 ？ L i n u x 中 国   2 0 1 5 - 0 7 - 0 1 2 5 年 前 ， 开 发 者 是 如 何 将 游 戏 塞 进 那 么 小 的 内 存 中 的 ？ Q u o r a 上 ， 这 个 问 题 获 得 了 5 0 万 人 的 阅 览 ， D a v e   B a g g e t t 对 问 题 的 回 答 也 获 得 了 六 千 多 的 点 赞 ， 其 中 不 乏 游 戏 大 师 。 问 题 描 述 家 庭 游 戏 系 统 软 件 采 用 了 6 4 K ~ 1 2 8 K 的 磁 卡 （ c a r t r i d g e ） ， 然 而 却 能 够 提 供 玩 好 几 个 小 时 的 各 式 各 样 的 图 形 、 精 灵 鬼 怪 和 声 音 。 游 戏 系 统 好 像 要 提 供 大 量 的 功 能 （ 功 能 性 的 函 数 、 库 、 硬 件 加 速 和 图 形 指 令 等 等 ） 似 的 ， 大 量 的 图 片 、 音 乐 和 音 效 、 动 画 效 果 、 游 戏 算 法 能 放 入 如 此 小 的 存 储 空 间 中 ， 是 多 么 得 令 人 吃 惊 ， 更 别 提 是 2 5 年 前 ！ 上 面 提 到 的 存 储 空 间 大 小 目 前 看 来 也 就 等 同 于 一 个 采 用 中 等 分 辨 率 压 缩 （ m o d e r a t e - r e s o l u t i o n   c o m p r e s s e d ） 的 J P E G 文 件 — — 一 张 图 片 而 已 。 我 十 分 好 奇 ， 在 那 个 年 代 软 件 开 发 究 竟 是 怎 么 一 回 事 。 我 坚 信 在 当 时 ， 开 发 者 肯 定 没 有 一 个 所 谓 编 写 开 源 软 件 的 协 作 开 发 环 境 ， 更 别 提 在 那 样 一 个 软 件 开 发 能 收 获 巨 大 经 济 回 报 的 时 代 。 我 十 分 好 奇 ， 那 个 年 代 的 开 发 者 究 竟 基 于 哪 些 知 识 、 技 术 、 想 法 或 者 洞 察 力 完 成 了 这 样 的 开 发 。 有 没 有 可 能 一 些 想 法 已 经 丢 失 或 者 没 有 被 记 录 下 来 ？ 曾 经 的 电 子 游 戏 种 类 如 此 丰 富 ， 并 且 使 数 以 百 万 的 人 花 费 数 百 小 时 在 上 面 获 得 快 乐 ， 更 别 提 游 戏 开 发 采 用 了 这 样 高 效 的 方 式 — — 这 显 然 是 一 项 壮 举 。 这 种 效 率 让 我 想 起 了 录 制 音 乐 d e m o 。 结 合 这 些 ， 我 想 提 出 下 列 的 问 题 ： 如 何 更 好 理 解 计 算 机 科 学 的 原 则 和 技 术 的 使 用 方 式 ， 比 如 ， 如 何 将 6 4 K 的 d e m o 进 行 编 码 。 这 个 问 题 的 重 点 是 那 个 时 候 的 专 业 技 能 ： 那 时 的 开 发 者 为 何 如 此 成 功 ？ 他 们 使 用 了 哪 些 已 经 失 传 的 技 术 、 解 决 办 法 ， 或 者 算 法 技 巧 ？ D a v e   B a g g e t t 的 回 答 下 面 是 2 0 世 纪 9 0 年 代 末 的 一 个 相 关 轶 事 。 当 时 ， 我 和 A n d y   G a v i n 共 同 为 P S 1 编 写 游 戏 “ 古 惑 狼 ” ( C r a s h   B a n d i c o o t ) 。 在 当 时 ， R A M 依 然 是 最 主 要 的 问 题 。 P S 1 只 有 2 M B 的 R A M ， 然 而 我 们 不 得 不 做 一 些 疯 狂 的 事 情 使 游 戏 适 配 硬 件 。 我 们 的 游 戏 数 据 大 约 有 1 0 M B 大 小 ， 所 以 我 们 不 得 不 进 行 动 态 的 分 页 输 入 输 出 （ p a g e d   i n   a n d   o u t   d y n a m i c a l l y ） ， 虽 然 加 载 滞 后 帧 速 率 就 会 下 降 到 3 0 H z ， 但 是 我 们 并 没 有 任 何 故 障 。 之 所 以 能 成 功 运 行 ， 是 因 为 A n d y 写 了 一 个 令 人 难 以 置 信 的 分 页 系 统 ， 可 以 将 6 4 K 数 据 页 进 行 交 换 ， 从 而 作 为 古 惑 狼 这 款 游 戏 的 数 据 遍 历 水 平 。 这 就 是 当 时 的   “ 全 栈 ” 能 力 ， 在 这 个 分 页 系 统 中 ， 运 行 了 上 至 高 级 内 存 管 理 ， 下 至 操 作 码 级 别 的 直 接 内 存 访 问 系 统 （ D M A ） 的 全 部 代
码 。 A n d y 甚 至 控 制 了 C D - R O M 上 字 节 的 物 理 布 局 ， 这 样 一 来 ， 即 使 C D - R O M 的 速 率 是 3 0 0 K B / s ， P S 1 还 是 能 在 游 戏 执 行 到 某 个 位 置 时 加 载 到 相 应 的 数 据 。 我 当 时 主 要 负 责 编 写 打 包 工 具 ， 这 个 工 具 的 功 能 是 将 资 源 文 件 ， 比 如 声 音 、 图 形 图 像 、 小 动 物 的 声 音 控 制 代 码 （ 译 者 注 ： l i s p   c o n t r o l   c o d e ） 等 打 包 为 6 4 K 的 数 据 分 页 ， 塞 进 A n d y 的 系 统 当 中 去 。 （ 顺 带 一 提 ， 这 个 问 题 — — 将 任 意 大 小 的 对 象 打 包 成 固 定 大 小 的 数 据 分 页 ， 生 产 数 据 包 — — 是 一 个 N P 完 全 问 题 ， 所 以 看 起 来 在 合 理 的 时 间 或 者 线 性 复 杂 度 下 得 到 最 优 解 是 不 可 能 的 。 ） 然 而 有 些 时 候 算 法 并 不 合 适 ， 我 的 打 包 工 具 采 用 了 各 种 各 样 的 算 法 （ 如 最 先 适 配 、 最 好 适 配 ( f i r s t - f i t , b e s t - f i t ) 等 等 ） ， 只 为 找 到 最 好 的 打 包 方 案 ， 包 括 使 用 随 机 搜 索 类 似 于 S i m u l a t e d   a n n e a l i n g 中 用 到 的 梯 度 下 降 的 过 程 。 基 本 上 ， 我 写 了 一 大 堆 不 同 的 打 包 策 略 ， 一 一 尝 试 ， 并 择 优 选 择 。 像 那 样 使 用 随 机 指 导 搜 索 （ a   r a n d o m   g u i d e d   s e a r c h ） 的 问 题 在 于 ， 你 永 远 不 知 道 你 能 否 再 次 得 到 同 样 的 结 果 。 有 些 古 惑 狼 的 关 卡 只 能 靠 “ 碰 碰 运 气 ” 来 进 行 随 机 打 包 ， 并 放 入 最 大 允 许 页 数 （ 我 印 象 中 是 2 1 ） 。 这 意 味 着 ， 一 旦 你 将 这 个 关 卡 打 包 ， 可 能 更 改 了 一 个 乌 龟 的 代 码 ， 就 永 远 不 会 再 找 到 这 个 2 1 - 分 页 的 数 据 包 了 。 有 几 次 ， 一 个 艺 术 家 修 改 一 些 内 容 ， 就 会 毁 掉 现 行 的 分 页 计 数 ， 所 以 我 们 不 得 不 半 随 机 似 的 改 变 其 他 内 容 ， 直 到 打 包 器 能 再 次 找 到 可 用 的 数 据 包 。 并 且 我 还 要 在 凌 晨 3 点 给 这 个 倔 强 的 艺 术 家 解 释 清 楚 。 现 在 回 忆 起 来 ， 到 目 前 为 止 最 好 的 部 分 ， 也 是 当 时 最 糟 糕 的 部 分 ， 正 是 使 核 心 C / 程 序 集 代 码 （ C / a s s e m b l y   c o d e ） 适 配 。 那 时 距 离 “ 最 终 测 试 版 ” 的 发 版 期 限 没 有 几 天 了 ， 而 这 几 天 是 我 们 抓 住 假 期 发 行 游 戏 的 最 好 机 会 ， 在 此 之 前 ， 我 们 失 去 了 整 整 一 年 的 时 间 。 当 时 我 们 正 在 将 语 义 上 相 同 ， 而 语 法 上 具 有 不 同 表 现 （ s e m a n t i c a l l y   i d e n t i c a l   b u t   s y n t a c t i c a l l y   d i f f e r e n t   m a n i f e s t a t i o n s ） 的 C 语 言 代 码 进 行 随 机 排 列 （ p e r m u t e ） ， 以 此 希 望 编 译 器 能 够 生 成 2 0 0 字 节 、 1 2 5 字 节 、 5 0 字 节 然 后 是 小 于 8 字 节 的 代 码 。 作 为 当 时 排 列 所 采 用 的 方 法 “ f o r   ( i = 0 ;   i   <   x ;   i + + ) ” — — 如 果 我 们 采 用 上 面 用 到 的 变 量 ， 并 使 用 w h i l e 循 环 来 重 写 这 段 方 法 ， 以 用 作 他 用 ， 那 么 会 发 生 什 么 呢 ？ 这 是 我 们 尝 尽 各 种 一 般 方 法 — — 比 如 像 将 数 据 塞 进 指 针 的 最 低 两 位 （ 这 个 方 法 只 能 在 R 3 0 0 0 上 生 效 ， 因 为 所 有 的 地 址 都 是 4 字 节 对 齐 的 （ 4 - b y t e   a l i g n e d ） ） — — 之 后 的 解 决 之 道 。 最 终 ， 古 惑 狼 成 功 了 的 适 配 了 P S 1 的 内 容 ， 还 多 出 了 4 字 节 的 空 闲 空 间 。 是 的 ， 2 0 9 7 1 5 2 之 外 的 4 字 节 。 那 真 是 美 好 时 光 啊 ~ 阅 读 原 文
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