从像素到以假乱真赛车游戏的进化史

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  你不需要驾照,也不需要被警察叔叔拦在路旁,更不需要在疯狂驾车后收到一张张的罚款单,最主要的是交通事故与你无关。看新车不必去车展,开跑车不必身价过千万,只需要一台配置高端的电脑和优质的游戏设备就可以体验飙车的快感。赛车是电子游戏中最古老的一个分支,从1979年的像素赛车Speedway(高速公路)到PS3独占的GT5、PC机领衔的NFS:Shift(极品飞车:变速),已经31年有余。
  
  游戏的发展史就是硬件的发展史
  随着硬件的不断进步,我们热爱的赛车游戏也一步一步从单色走向光线追踪,由像素走向以假乱真。自打游戏出现的伊始,赛车游戏就被誉为展现硬件性能的平台。要说数量最多、品种最全赛车游戏说第二,貌似没有别的类型敢说第一。硬件与游戏之间的关系可谓是相辅相成,你说游戏大作拉动硬件销量也好,说硬件促使游戏更绚丽、更逼真也好,总之它们的发展是分不开的。
  1979年:Speedway(高速公路)
  1979年:英特尔8088诞生,使用8位的设计,所针对的是较为经济之系统。8088以4.77 MHz 的时钟频率运行。那个时候还没有显卡的概念。当然此款游戏并非用于8088上,而是运行于大型机上,因为它的性能太弱了。
  
  1987年:Super Hang On(超级摩托大赛)
  
  1987年:诞生仅2年的80386还活跃在PC领域,它将PC从16位时代带入了32位时代,工作频率为12.5MHz。此后80386处理器逐步提高到20MHz、25MHz、33MHz直至最后的40MHz。此时,显卡这种高端东西还是没有出现,而FPU(协处理器,可以把它想象成CPU的助手)主要负责浮点运算和高精度整数运算。不过此款游戏依然不是PC机可以运行的,它运行在世嘉的专用街机上。
  
  在赛车游戏诞生的近10年间,由于PC的性能孱弱,无法满足有图形运算的能力,所以游戏多数集中在大型机、街机中。
  1995年:Need For Speed(极品飞车)
  
  1995年:不平凡的一年,Windows95、Pentium 133都是PC走向多媒体之路的领航者。同年,业界第一款真正的3D图形加速卡——3DFX Voodoo面世,Glide引擎接口、提供在640×480分辨率下3D显示速度和最华丽的画面成为了它有力的武器。此时的PC游戏可谓是百花绽放,真正意义上的赛车游戏也开始大规模登陆PC。
  1998年:Need For SpeedⅢ
  1998年:显卡战国之年,无论是3DFX Voodoo2、NVIDIA TNT还是Matrox MGA G200都有着出色的表现。SLI也正是在那时由3DFX开发,而AGP接口成为了TNT的有力武器。赛扬300A、TNT、Voodoo2成为了当年的硬件热词。同年,Windows 98悄然诞生,影响了一代人的蓝屏画面正式登场。
  2009年:Need For Speed:Shift(极品飞车:变速)
  2009至今:如今的游戏已经不满足于效果华丽,而向着真实性发展,物理运算、光线追踪都是显卡以及处理器运算性能的体现。无论是CUDA、Stream种种GPGPU技术的诞生无非证明着硬件性能在大踏步的发展,或许某一天你也分辨不出是在玩赛车游戏还是在真实地飙车。
  
  如今的赛车游戏技术含量在哪里?
  如果说1979年的Speedway是由程序生成的点和线组成,那么进入3D时代的赛车游戏与它比起来确有大大不同。真实、爽快感缺一不可的赛车游戏一般都硬件的压力都是非常大的。云雾、烟雾、海边、光晕、玻璃等透明度叠加,碰撞后的物理计算还是多云天气的阳光打在赛车上的光影效果,都是需要大量运算的地方。
  
  是丑是美全看模型
  相对于FPS(第一人称设计)游戏多样的人设、飘荡的头发等复杂的模型,赛车模型相对来讲就简单的多了。但相对规则的赛车模型却有一个问题,相对较长的曲线和直线在中低分辨率下很容易出现锯齿。而抗锯齿对显卡造成的负担又是非常的大,古老的抗锯齿方式是将分辨率放大N倍(也就是2×、4×、8×),在缩小成需要的分辨率。这样就克服了锯齿。由于分辨率的放大,对于显存的要求急剧升高,“爆显存”也就是超过显存最大容量的问题,便常常会在抗锯齿的条件下发生。所以更好的抗锯齿效率成为了考验显卡的第一关。
  众所周知,我们在游戏中看到的物体都是由一个一个三角形构成,而三角形又分为顶点和面,无论是计算三角形顶点或是对面进行纹理填充都涉及到三角形数量的问题。数量多则运算量大,数量少则运算量小。
  
  影响氛围的光影
  光影是一个合成词,拆分来看要分为“光线”和“阴影”。赛车游戏由于需要真实的天气变化和快速切换的场景,所以对光线的要求不但严格并且要求高效。尤其是夜间飙车,复杂的光源相对于白天更加难以计算。相对于光线,阴影在赛车游戏中的应用就较为简单,真实即可。比如DirectX 10的SSAO技术就能让阴影更趋近于真实。由于光线和阴影不仅仅需要显卡的大量运算还需要处理器的参与,所以大家会发现很多情况下阴影质量的提高会使得处理器成为了瓶颈。
  
  小知识 什么是SSAO?
  SSAO通过采样象素周围的信息,并进行简单的深度值对比来计算物体身上环境光照无法到达的范围,从而可以近似地表现出物体身上在环境光照下产生的轮廓阴影。
  
  不过,现在游戏基本都没有应用光源追踪技术,光线都是由你能看到的亮光的物体自身发出的,也不会计算每个光源从哪里来、到哪里去,更不会计算这些光源的相互叠加。比如倒影在车上的景物本应是赛车表面反射的现象,但在游戏中显卡只是让赛车表面“生成”了与景物一样的画面。当然,这种新技术目前仅仅在GTX400系列中实现,距离普及还有很长的路要走。
  
  真实的代言人物理计算
  物理计算是专门进行模拟物理计算的处理运算,在这类游戏当中,赛车模型在程序里并不是作为一个整体“悬浮”在赛道上,而是能够通过物理运算把每个轮胎与地面的摩擦反馈到游戏当中。物理加速处理所带来的最大变化将是游戏特效,因为以目前的GPU硬件技术,游戏开发者已经很难整合环境和其他元素,打个比方:一阵冷风吹过一片寂静的,树将随风摇摆,数叶发出沙沙响声,百叶窗发出被风吹打的巨响,当前面的赛车突然撞毁,飞溅出来的轮胎冲倒赛道旁的围墙,这些特效将会让游戏真实感上一个台阶。
  对于物理计算来说有两种方式,一种是处理器计算,另一种是显卡计算。相对于处理器来说,目前NVIDIA的显卡物理计算方面较为完善、效率也较高。所以我们常常可以看的9600GT和GTX285的物理计算性能相似,就是因为GTX285的物理计算性能已经溢出了。
  
  画面趋近真实,操作感亦不可忘记
  在竞速游戏中,玩家的类型分为两种,一种是Driver(车手),他们追求享受驾驶的乐趣,在游戏过程中更加注重操作性,另一种叫Racer(赛车手),他们追求极速的冲击,不断挑战高手。那么操作设备也由此分为两类,当然还有一类叫做穷人司机,就是没有钱购置设备。
  方向盘比较好用,容易创造好成绩,因为它可以控制车轮转向的角度,要知道如果在转向时如果轮打过的话会使你的车速下降,这样你可以把车控制的很完美,而手柄和键盘只能靠点击的频率来控制转弯的角度,也就是说当你按下按键时车轮会以最大的角度转弯,这样就会影响你出弯的速度,与高手的对决就会有很明显的差距。
  但要是使用起来的话手柄还上手最快,使用起来最省力的,键盘是上手慢,用起来也不舒服,方向盘上手慢,控制动作也大,并且最重要的一点是很费体力。
  
  31年赛车游戏进化史,我的电脑停留在哪个年代?
  赛车游戏一向是发挥硬件的性能最好的平台,你的硬件平台在这31年间的哪个年代呢?我们以大家最熟悉的极品飞车为参照,对应硬件配置看看你的电脑是不是该升级了呢?
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