游戲圖形的歷史

游戲美術(shù)：2D藝術(shù)與3D建模第1章游戲圖形的歷史第1章游戲圖形的歷史本章內(nèi)容包括： 對(duì)游戲及其圖形內(nèi)容的歷史的簡(jiǎn)短介紹。 游戲技術(shù)的發(fā)展及其對(duì)游戲品質(zhì)的影響。 街機(jī)游戲向個(gè)人計(jì)算機(jī)中的融入。 游戲機(jī)和個(gè)人計(jì)算機(jī)之間的競(jìng)爭(zhēng)。 由日新月異的計(jì)算機(jī)技術(shù)帶動(dòng)的3D游戲革命及其發(fā)展。 游戲產(chǎn)業(yè)的未來(lái)。筆者開(kāi)始玩電子游戲的歷史，可以追溯到1977年擁有生平第一臺(tái)Coleco游戲機(jī)為止。雖然乒乓游戲（Pong）和坦克大戰(zhàn)（TankBattle）早已風(fēng)光不再，但它們卻是現(xiàn)代游戲的祖先。回首當(dāng)年，看著簡(jiǎn)單的黑白像素塊依照命令乖乖地在電視屏幕上四處移動(dòng)，那感覺(jué)真是棒極了，沒(méi)想過(guò)還會(huì)有什么比這更妙的事情。然而，從事電子行業(yè)的人們從玩家在連續(xù)數(shù)小時(shí)緊抓游戲手柄不放時(shí)眼中閃出的興奮之光，預(yù)見(jiàn)到了電子游戲的誘人前景，并在短時(shí)間內(nèi)推出了電子游戲機(jī)。生產(chǎn)Intellivision的Mattel公司和擁有2600模型的Atari公司，就是把令人刮目相看的互動(dòng)式游戲控制臺(tái)（專(zhuān)為玩游戲設(shè)計(jì)的小型計(jì)算機(jī)）引薦給大眾的先行者。這種設(shè)備能夠接受內(nèi)含用特殊語(yǔ)言編寫(xiě)的代碼的程序卡帶，這些代碼的最終作用是把一種獨(dú)特的游戲引擎和游戲編程者們選擇的圖形設(shè)計(jì)封裝在一起。在1981年前后，編寫(xiě)和設(shè)計(jì)一款游戲一般需要幾個(gè)月的時(shí)間，并且通常只用一或兩個(gè)人。如今，一款暢銷(xiāo)游戲通常需要20或者更多人組成的團(tuán)隊(duì)用至少兩三年的時(shí)間以及數(shù)百萬(wàn)美元才能打造出來(lái)。單是圖形內(nèi)容這部分一般就得由六七個(gè)游戲美工來(lái)完成。1.1游戲美工的誕生街機(jī)從來(lái)沒(méi)有讓人厭倦的時(shí)候。伴隨著每月一款新游戲的推出，其圖形畫(huà)面也變得越來(lái)越耐看。20世紀(jì)80年代中期的一些游戲，如Tron和IRobot，率先使用基于矢量的渲染技術(shù)對(duì)3D圖形進(jìn)行了模擬。雖然這些游戲缺乏紋理，但它們第一次讓人們看到了若干年之后電子游戲的模樣。

技巧：如果想要縱情體驗(yàn)1980年以來(lái)的幾乎所有街機(jī)游戲，并且擁有一臺(tái)奔騰級(jí)的個(gè)人計(jì)算機(jī)，那么你可以登錄網(wǎng)址。該網(wǎng)站可以提供一種特殊的模擬軟件，當(dāng)把該軟件下載到PC機(jī)上時(shí)，它會(huì)仿效老式街機(jī)的硬件。隨后，只要下載數(shù)百個(gè)ROM文件（ROM表示read-onlymemory——只讀存儲(chǔ)器，該文件是載入到街機(jī)中的不可更改的原始游戲文件）中的任意一個(gè)，將其放在模擬器的ROM目錄中并啟動(dòng)它即可。但是你得到的可不是該游戲的復(fù)制版，而是“如假包換”的原宗正品。該網(wǎng)站還提供這些ROM文件的下載鏈接。從1982年起，游戲設(shè)計(jì)變得復(fù)雜了，人們需要將其分化為若干個(gè)領(lǐng)域。兩個(gè)人組成的編程隊(duì)伍就能創(chuàng)作一款游戲的日子已經(jīng)一去不復(fù)返了。如果你是一家獨(dú)立的游戲開(kāi)發(fā)商，想要自己組建一個(gè)大型團(tuán)隊(duì)制作游戲，那么你需要一或兩個(gè)程序員、一名或多名圖形藝術(shù)家以及一位聲效專(zhuān)家。程序員是把游戲變成現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品的人，很多情況下，程序員曾經(jīng)是（并且現(xiàn)在仍然是）將游戲和簡(jiǎn)單的圖形結(jié)合在一起并使之成為歷史上的熱賣(mài)產(chǎn)品的功臣。即便如此，在很多方面，藝術(shù)家們才是該組合中最重要的人。從銷(xiāo)售角度而言，游戲必須有良好的視覺(jué)效果，否則就無(wú)法付諸生產(chǎn)。典型的游戲一般需要成百上千幅子畫(huà)面（即不同位置下的單個(gè)角色的畫(huà)像）、出色的背景圖片以及引人注目的特殊效果。感謝游戲領(lǐng)域中的這些進(jìn)步，更不用提諸如Sega、Nintendo和基于Intelx86的個(gè)人計(jì)算機(jī)之類(lèi)的游戲平臺(tái)的出現(xiàn)，圖形設(shè)計(jì)和插畫(huà)行業(yè)的專(zhuān)業(yè)人士普遍看到了游戲產(chǎn)業(yè)中越來(lái)越多的創(chuàng)作游戲產(chǎn)品的機(jī)會(huì)，這些產(chǎn)品有著突出的消費(fèi)潛力。因此，越來(lái)越多的圖形藝術(shù)家投入到游戲設(shè)計(jì)工作中。1.2把街機(jī)搬回家1985年，美國(guó)Sega向世人推出了8位SegaMasterSystem游戲控制臺(tái)，同期推出的還有Nintendo的NES（NintendoEntertainmentSystem）。這些控制臺(tái)把街機(jī)中的游戲直接轉(zhuǎn)移到了玩家的家里，惟一的缺憾就是街機(jī)屏幕的分辨率和電視機(jī)的不同。但也有好的方面，那就是非常低廉的價(jià)格。像PhantasyStar、SuperMarioBrothers和FinalFantasy這樣的精彩游戲把孩子們留在了家里。Nintendo是20世紀(jì)80年代末的先行者，風(fēng)頭勝過(guò)了Sega。大多數(shù)程序員和藝術(shù)家效力于Nintendo，因?yàn)樵摴菊紦?jù)了90%的家庭娛樂(lè)市場(chǎng)份額。不過(guò)在1989年，Sega將其設(shè)備升級(jí)換代，生產(chǎn)出了SegaGenesis系統(tǒng)，該系統(tǒng)以16位速度運(yùn)行游戲，這在當(dāng)時(shí)令人耳目一新，圖形、聲音和游戲的整體可玩性都勝過(guò)了NES。有了這一新的控制臺(tái)，Sega繼續(xù)用它的頭牌產(chǎn)品SonicHedgehog在游戲市場(chǎng)上展開(kāi)摧枯拉朽般的攻勢(shì)。通過(guò)利用快步調(diào)的視差卷動(dòng)（分層圖像中的背景移動(dòng)速度比前景慢，從而營(yíng)造出深度錯(cuò)覺(jué)）和扁平的3D圖像（當(dāng)作2D子畫(huà)面動(dòng)畫(huà)渲染的3D模型），Sega重新打開(kāi)了成功之門(mén)。SonicHedgehog的確實(shí)現(xiàn)了街機(jī)風(fēng)格級(jí)別的圖形，這在后來(lái)成為為其他控制臺(tái)系統(tǒng)生產(chǎn)游戲的榜樣。上面已經(jīng)簡(jiǎn)要講述了控制臺(tái)系統(tǒng)的歷史和家庭電子游戲的激動(dòng)人心之處，但還沒(méi)有提要數(shù)年時(shí)間，購(gòu)買(mǎi)游戲引擎（由其他游戲公司歷經(jīng)數(shù)年開(kāi)發(fā)的現(xiàn)成的上百萬(wàn)行或相當(dāng)數(shù)量的代碼）通常要花費(fèi)30000美元。除此之外，不論以何種方式，編寫(xiě)讓游戲能夠支持3D環(huán)境的軟件都是件任重道遠(yuǎn)的工作；就算能夠做到，游戲也必須兼顧存在于人們計(jì)算機(jī)中的差不多100種不同顯卡的需求，否則游戲就無(wú)法工作。那么，是誰(shuí)為這一切提出了解決方案呢？微軟借其發(fā)布32位操作系統(tǒng)Windows95之勢(shì)，在1995年著手開(kāi)發(fā)一款名為DirectX的SDK（SoftwareDevelopmentKit，軟件開(kāi)發(fā)工具包）。DirectX勢(shì)必成為使程序員們能夠把3D對(duì)象、紋理和動(dòng)畫(huà)輸入到游戲引擎中，然后創(chuàng)建真實(shí)的3D世界的解決方案；此外，DirectX讓程序員們可以變換他們的游戲世界，從而使被繞行的對(duì)象不再面向玩家。DirectX的前幾個(gè)版本非常糟糕，直到1996年前后，事情才有了轉(zhuǎn)機(jī)。DirectX成為2D和3D編程的焦點(diǎn)，幾乎所有3D游戲都使用了這款軟件開(kāi)發(fā)工具包。藝術(shù)家們可以創(chuàng)作出色的紋理和模型，開(kāi)發(fā)關(guān)卡，然后把它們?nèi)哭D(zhuǎn)交給程序員。之后，程序員們可以拿著藝術(shù)家們的所有素材，使用DirectX對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)、旋轉(zhuǎn)、照明和制作特效等工作。id軟件再次（不負(fù)眾望地）爆出了另一款驚世之作——Quake。這款1996年發(fā)布的作品堪稱(chēng)美侖美奐。id以其數(shù)年來(lái)精湛的游戲編程技藝獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷，并在1997年緊跟著推出了QuakeⅡ。就在那個(gè)時(shí)候，筆者買(mǎi)了這塊昂貴的DiamondFireGL4000顯卡，筆者需要用它進(jìn)行3D建模，有了顯卡和游戲?qū)penGL的支持，游戲中的紋理惟妙惟肖，具有了實(shí)時(shí)的照明效果、爆炸物在屏幕上四處飛濺、帶有彈孔和血跡的墻壁和地面……伴隨著不斷進(jìn)步的DirectX技術(shù)，全世界都在開(kāi)發(fā)主視覺(jué)3D射擊游戲和第三人稱(chēng)RPG（角色扮演）透視視角3D游戲等。即便是2D視差卷動(dòng)游戲都使用了DirectX。DirectX成為了終極游戲開(kāi)發(fā)工具——它不僅是程序員的圖形工具，還結(jié)合了多媒體、聲效以及用于網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)的功能。到了這個(gè)時(shí)候，游戲產(chǎn)業(yè)已經(jīng)變得欣欣向榮、熱火朝天了，這使得它必須分解為層級(jí)結(jié)構(gòu)。需要處理的事情非常之多，只有分秒必爭(zhēng)才能讓作品實(shí)現(xiàn)最終的成績(jī)。一般的游戲開(kāi)發(fā)公司可能擁有這樣一個(gè)美工團(tuán)隊(duì)：創(chuàng)意指導(dǎo)藝術(shù)指導(dǎo)首席美工美工（若干名）首席動(dòng)畫(huà)師動(dòng)畫(huà)師（若干名）首席關(guān)卡設(shè)計(jì)師關(guān)卡設(shè)計(jì)人員（若干名）有了這樣的美工團(tuán)隊(duì)，再加上四五個(gè)程序員和音效師，公司就能做出一款榜上有名的游戲。在Quake之后接踵而來(lái)的還有其他一些優(yōu)秀的游戲，特別是來(lái)自Eidos的《古墓麗影（TombRaider）》。但占領(lǐng)舞臺(tái)的不光是3D游戲，畢竟，并不是每一個(gè)人都熱衷于第一人稱(chēng)槍?xiě)?zhàn)這樣的素材。微軟用《帝國(guó)時(shí)代（AgeofEmpires）》這款透視戰(zhàn)略游戲撲滅了槍?xiě)?zhàn)之火，它為其他很多透視游戲、戰(zhàn)略游戲和RPG，如暴雪（Blizzard）的《暗黑破壞神（Diablo）》指引了道路。1.6第三次推波助瀾《古墓麗影》之后，Sierra的子公司Valve乘勢(shì)而來(lái)，向游戲市場(chǎng)吹起一道勁風(fēng)。通過(guò)利用id的Quake引擎，Valve團(tuán)隊(duì)一鼓作氣，于1998年推出其嘔心瀝血之作《半條命（Half-Life）》，該游戲雄居銷(xiāo)售榜之首。這款游戲著實(shí)讓人熱血沸騰。它不只是一個(gè)游戲，更讓人像是在觀看一部五星級(jí)的科幻電影——而且還是一部30小時(shí)的電影。從游戲的一開(kāi)始，即主角Freeman跳上BlackMesa的時(shí)候，我就被征服了。這些人創(chuàng)造了怎樣一個(gè)逼真的氛圍，并將之貫穿于整個(gè)游戲過(guò)程，我放慢腳步，走進(jìn)墻壁、大門(mén)和物體，凡此種種，為的只是仔細(xì)欣賞紋理和圖案。我想Valve一定讓建筑師們參與了他們的工作，這樣才能完成如此寫(xiě)實(shí)的內(nèi)部建筑設(shè)計(jì)。我曾經(jīng)做過(guò)模型和動(dòng)畫(huà)，但從那個(gè)時(shí)候起，我開(kāi)始學(xué)習(xí)如何創(chuàng)作我在這一游戲中所看到的畫(huà)面。注意：關(guān)于許多像Quake和《半條命（Half-Life）》這樣的3D游戲，還有一件讓人贊不絕口的事情，那就是程序員們?yōu)樗麄兊挠螒蛄舫隽碎_(kāi)放的端口。結(jié)合WorldCraft這樣的關(guān)卡編輯程序，你可以利用《半條命（Half-Life）》中的或者你自制的所有模型、紋理、子畫(huà)面和動(dòng)畫(huà)構(gòu)建自己的3D游戲世界。本書(shū)示范的模型和紋理就可以用于這樣的游戲。老實(shí)說(shuō)，若不是因?yàn)椤栋霔l命（Half-Life）》，我想我不會(huì)寫(xiě)這本書(shū)。我對(duì)所有類(lèi)型的游戲都來(lái)者不拒，但正如你所看到的，3D主視角射擊游戲才是我的最?lèi)?ài)?！栋霔l命（Half-Life）》是如此的出眾與成功，以至于Valve不可能就此罷手——在接下來(lái)的4年里，Valve在其游戲上可謂費(fèi)盡心機(jī)，接連發(fā)布了OpposingForce——一款從軍事角度出發(fā)的游戲，以及《反恐精英（Counter-Strike）》——這可能是有史以來(lái)最受歡迎的Internet游戲。我熬過(guò)了多少個(gè)夜晚，和來(lái)自世界各地的玩家在游戲中較量，重創(chuàng)他們（并同時(shí)受到他們的重創(chuàng)）。直到最后，我不得不將其暫時(shí)放棄，因?yàn)槟橙粘鋈ベ?gòu)物的時(shí)候，我一閉上眼睛腦海中便浮現(xiàn)出游戲場(chǎng)景！我感覺(jué)自己像是個(gè)游戲癮君子。1.7新千年2002年，在寫(xiě)這本書(shū)的時(shí)候（大概也是《半條命（Half-Life）》的第4個(gè)版本BlueShift發(fā)布的時(shí)候，該游戲由GearboxSoftware開(kāi)發(fā)），誕生了幾款不得不提的令人矚目的游戲。首先要提的是EAGame的Undying，它當(dāng)真是又冷酷又血腥，并且有著不可思議的紋理——俯拾皆是的朽木、腐爛發(fā)霉的窗框、破爛不堪的地毯、易碎的磚塊、自然逼真的污泥等。LegendEntertainment的UnrealTournament，一款出類(lèi)拔萃的Internet競(jìng)技游戲，它徹底征服了人們的心靈——尤其是其中的武器和紋理。此外，id再次通過(guò)ReturntoCastleWolfenstein重執(zhí)3D射擊行業(yè)的牛耳。

1.8未來(lái)的計(jì)算機(jī)游戲我沒(méi)有忘記游戲控制臺(tái)和它們的影響力。Sony的PlaystationⅡ、任天堂（Nintendo）的Gamecube以及微軟的Xbox，它們都采用了最新的128位系統(tǒng)，其畫(huà)面和速度令人驚嘆，但仍受到電視機(jī)的限制。我知道這一局面很快就會(huì)改變，由于計(jì)算機(jī)已經(jīng)發(fā)展成熟，所以我學(xué)習(xí)了更多在計(jì)算機(jī)而非在控制臺(tái)上開(kāi)發(fā)游戲的知識(shí)，因?yàn)榍罢叩漠?huà)面分辨率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)地高出很多。別誤會(huì)我的意思——我相信將來(lái)的計(jì)算機(jī)（和游戲）會(huì)在很大程度上依賴(lài)于游戲控制臺(tái)?？刂婆_(tái)的構(gòu)造方法所產(chǎn)生的畫(huà)面以及游戲運(yùn)行速度可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越個(gè)人計(jì)算機(jī)，總有一天，我們會(huì)看見(jiàn)不再基于8088技術(shù)的新一代計(jì)算機(jī)。更確切地說(shuō)，控制臺(tái)和計(jì)算機(jī)會(huì)合并為一個(gè)帶有RISC（ReducedInstructionSetComputi