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： 對游戲及其圖形內(nèi)容的歷史的簡短介紹。 游戲技術(shù)的發(fā)展及其對游戲品質(zhì)的影響。 街機游戲向個人計算機中的融入。 游戲機和個人計算機之間的競爭。 由日新月異的計算機技術(shù)帶動的3D游戲革命及其發(fā)展。 游戲產(chǎn)業(yè)的未來。筆者開始玩電子游戲的歷史，可以追溯到1977年擁有生平第一臺Coleco游戲機為止。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，看著簡單的黑白像素塊依照命令乖乖地在電視屏幕上四處移動，那感覺真是棒極了，沒想過還會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)小時緊抓游戲手柄不放時眼中閃出的興奮之光，預(yù)見到了電子游戲的誘人前景，并在短時間內(nèi)推出了電子游戲機。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式游戲控制臺（專為玩游戲設(shè)計的小型計算機）引薦給大眾的先行者。這種設(shè)備能夠接受內(nèi)含用特殊語言編寫的代碼的程序卡帶，這些代碼的最終作用是把一種獨特的游戲引擎和游戲編程者們選擇的圖形設(shè)計封裝在一起。在1981年前后，編寫和設(shè)計一款游戲一般需要幾個月的時間，并且通常只用一或兩個人。如今，一款暢銷游戲通常需要20或者更多人組成的團(tuán)隊用至少兩三年的時間以及數(shù)百萬美元才能打造出來。單是圖形內(nèi)容這部分一般就得由六七個游戲美工來完成。1.1游戲美工的誕生街機從來沒有讓人厭倦的時候。伴隨著每月一款新游戲的推出，其圖形畫面也變得越來越耐看。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1980年以來的幾乎所有街機游戲，并且擁有一臺奔騰級的個人計算機，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機上時，它會仿效老式街機的硬件。隨后，只要下載數(shù)百個ROM文件（ROM表示read-onlymemory——只讀存儲器，該文件是載入到街機中的不可更改的原始游戲文件）中的任意一個，將其放在模擬器的ROM目錄中并啟動它即可。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)計變得復(fù)雜了，人們需要將其分化為若干個領(lǐng)域。兩個人組成的編程隊伍就能創(chuàng)作一款游戲的日子已經(jīng)一去不復(fù)返了。如果你是一家獨立的游戲開發(fā)商，想要自己組建一個大型團(tuán)隊制作游戲，那么你需要一或兩個程序員、一名或多名圖形藝術(shù)家以及一位聲效專家。程序員是把游戲變成現(xiàn)實產(chǎn)品的人，很多情況下，程序員曾經(jīng)是（并且現(xiàn)在仍然是）將游戲和簡單的圖形結(jié)合在一起并使之成為歷史上的熱賣產(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。從銷售角度而言，游戲必須有良好的視覺效果，否則就無法付諸生產(chǎn)。典型的游戲一般需要成百上千幅子畫面（即不同位置下的單個角色的畫像）、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的個人計算機之類的游戲平臺的出現(xiàn)，圖形設(shè)計和插畫行業(yè)的專業(yè)人士普遍看到了游戲產(chǎn)業(yè)中越來越多的創(chuàng)作游戲產(chǎn)品的機會，這些產(chǎn)品有著突出的消費潛力。因此，越來越多的圖形藝術(shù)家投入到游戲設(shè)計工作中。1.2把街機搬回家1985年，美國Sega向世人推出了8位SegaMasterSystem游戲控制臺，同期推出的還有Nintendo的NES（NintendoEntertainmentSystem）。這些控制臺把街機中的游戲直接轉(zhuǎn)移到了玩家的家里，惟一的缺憾就是街機屏幕的分辨率和電視機的不同。但也有好的方面，那就是非常低廉的價格。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)頭勝過了Sega。大多數(shù)程序員和藝術(shù)家效力于Nintendo，因為該公司占據(jù)了90%的家庭娛樂市場份額。不過在1989年，Sega將其設(shè)備升級換代，生產(chǎn)出了SegaGenesis系統(tǒng)，該系統(tǒng)以16位速度運行游戲，這在當(dāng)時令人耳目一新，圖形、聲音和游戲的整體可玩性都勝過了NES。有了這一新的控制臺，Sega繼續(xù)用它的頭牌產(chǎn)品SonicHedgehog在游戲市場上展開摧枯拉朽般的攻勢。通過利用快步調(diào)的視差卷動（分層圖像中的背景移動速度比前景慢，從而營造出深度錯覺）和扁平的3D圖像（當(dāng)作2D子畫面動畫渲染的3D模型），Sega重新打開了成功之門。SonicHedgehog的確實現(xiàn)了街機風(fēng)格級別的圖形，這在后來成為為其他控制臺系統(tǒng)生產(chǎn)游戲的榜樣。上面已經(jīng)簡要講述了控制臺系統(tǒng)的歷史和家庭電子游戲的激動人心之處，但還沒有提要數(shù)年時間，購買游戲引擎（由其他游戲公司歷經(jīng)數(shù)年開發(fā)的現(xiàn)成的上百萬行或相當(dāng)數(shù)量的代碼）通常要花費30000美元。除此之外，不論以何種方式，編寫讓游戲能夠支持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算機中的差不多100種不同顯卡的需求，否則游戲就無法工作。那么，是誰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，在1995年著手開發(fā)一款名為DirectX的SDK（SoftwareDevelopmentKit，軟件開發(fā)工具包）。DirectX勢必成為使程序員們能夠把3D對象、紋理和動畫輸入到游戲引擎中，然后創(chuàng)建真實的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，從而使被繞行的對象不再面向玩家。DirectX的前幾個版本非常糟糕，直到1996年前后，事情才有了轉(zhuǎn)機。DirectX成為2D和3D編程的焦點，幾乎所有3D游戲都使用了這款軟件開發(fā)工具包。藝術(shù)家們可以創(chuàng)作出色的紋理和模型，開發(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)布的作品堪稱美侖美奐。id以其數(shù)年來精湛的游戲編程技藝獨領(lǐng)風(fēng)騷，并在1997年緊跟著推出了QuakeⅡ。就在那個時候，筆者買了這塊昂貴的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，具有了實時的照明效果、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)，全世界都在開發(fā)主視覺3D射擊游戲和第三人稱RPG（角色扮演）透視視角3D游戲等。即便是2D視差卷動游戲都使用了DirectX。DirectX成為了終極游戲開發(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。到了這個時候，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結(jié)構(gòu)。需要處理的事情非常之多，只有分秒必爭才能讓作品實現(xiàn)最終的成績。一般的游戲開發(fā)公司可能擁有這樣一個美工團(tuán)隊：創(chuàng)意指導(dǎo)藝術(shù)指導(dǎo)首席美工美工（若干名）首席動畫師動畫師（若干名）首席關(guān)卡設(shè)計師關(guān)卡設(shè)計人員（若干名）有了這樣的美工團(tuán)隊，再加上四五個程序員和音效師，公司就能做出一款榜上有名的游戲。在Quake之后接踵而來的還有其他一些優(yōu)秀的游戲，特別是來自Eidos的《古墓麗影（TombRaider）》。但占領(lǐng)舞臺的不光是3D游戲，畢竟，并不是每一個人都熱衷于第一人稱槍戰(zhàn)這樣的素材。微軟用《帝國時代（AgeofEmpires）》這款透視戰(zhàn)略游戲撲滅了槍戰(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乘勢而來，向游戲市場吹起一道勁風(fēng)。通過利用id的Quake引擎，Valve團(tuán)隊一鼓作氣，于1998年推出其嘔心瀝血之作《半條命（Half-Life）》，該游戲雄居銷售榜之首。這款游戲著實讓人熱血沸騰。它不只是一個游戲，更讓人像是在觀看一部五星級的科幻電影——而且還是一部30小時的電影。從游戲的一開始，即主角Freeman跳上BlackMesa的時候，我就被征服了。這些人創(chuàng)造了怎樣一個逼真的氛圍，并將之貫穿于整個游戲過程，我放慢腳步，走進(jìn)墻壁、大門和物體，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實的內(nèi)部建筑設(shè)計。我曾經(jīng)做過模型和動畫，但從那個時候起，我開始學(xué)習(xí)如何創(chuàng)作我在這一游戲中所看到的畫面。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_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、子畫面和動畫構(gòu)建自己的3D游戲世界。本書示范的模型和紋理就可以用于這樣的游戲。老實說，若不是因為《半條命（Half-Life）》，我想我不會寫這本書。我對所有類型的游戲都來者不拒，但正如你所看到的，3D主視角射擊游戲才是我的最愛。《半條命（Half-Life）》是如此的出眾與成功，以至于Valve不可能就此罷手——在接下來的4年里，Valve在其游戲上可謂費盡心機，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）》——這可能是有史以來最受歡迎的Internet游戲。我熬過了多少個夜晚，和來自世界各地的玩家在游戲中較量，重創(chuàng)他們（并同時受到他們的重創(chuàng)）。直到最后，我不得不將其暫時放棄，因為某日出去購物的時候，我一閉上眼睛腦海中便浮現(xiàn)出游戲場景！我感覺自己像是個游戲癮君子。1.7新千年2002年，在寫這本書的時候（大概也是《半條命（Half-Life）》的第4個版本BlueShift發(fā)布的時候，該游戲由GearboxSoftware開發(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，一款出類拔萃的Internet競技游戲，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ReturntoCastleWolfenstein重執(zhí)3D射擊行業(yè)的牛耳。

1.8未來的計算機游戲我沒有忘記游戲控制臺和它們的影響力。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)，其畫面和速度令人驚嘆，但仍受到電視機的限制。我知道這一局面很快就會改變，由于計算機已經(jīng)發(fā)展成熟，所以我學(xué)習(xí)了更多在計算機而非在控制臺上開發(fā)游戲的知識，因為前者的畫面分辨率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)地高出很多。別誤會我的意思——我相信將來的計算機（和游戲）會在很大程度上依賴于游戲控制臺?？刂婆_的構(gòu)造方法所產(chǎn)生的畫面以及游戲運行速度可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越個人計算機，總有一天，我們會看見不再基于8088技術(shù)的新一代計算機。更確切地說，控制臺和計算機會合并為一個帶有RISC（ReducedInstructionSetComputi