🚯 🤾🏽 👆🏼 Gigantomania：为什么现代游戏这么重？ 👸🏽 🏇🏾 ♟️

将视频游戏安装在软盘上的日子已经一去不复返了：今天，AAA项目的平均大小已经至少达到50 GB，有些游戏的价格已经接近200 GB。一方面，这是由于图形技术的飞速发展引起的，但与此同时，平庸的优化节省却发挥了重要作用。但是有时候开发人员英勇地争取每千字节！

每个人40 KB就足够了

1983年7月15日，在日本的商店货架上出现了前面板上刻有“家庭计算机”字样的微型红白盒子。尽管这些设备大名鼎鼎，但这些设备与真正的PC无关：Famicom只不过是任天堂推出的第一款成熟的游戏机（彩色电视游戏6除外，后者是Atari Pong的克隆产品）。

面向日本市场的原始任天堂家族计算机

第一个薄煎饼自然是笨拙的：控制台的可靠性没有不同，由于大量的硬件和软件故障而成为批评的对象。但是，在纠正了第二版中的所有缺点之后，Famicom赢得了日本最受欢迎的游戏机的地位：到1984年底，已售出250万台游戏机，在当时是绝对记录。 1985年6月，作为美国消费电子展（CES）的一部分，任天堂推出了面向北美的Famicom版本：该游戏机更名为Nintendo Entertainment System，该游戏机也经历了重大的视觉变化并获得了升级的墨盒装载系统。一年后，NES还访问了欧洲市场。

Nintendo Entertainment System. ?

在美国，NES的普及程度不亚于日本：最初他们计划仅在纽约州发布游戏机，但是首批5万个游戏机很快就被抢购一空，三个月后，他们开始在美国销售NES。尽管在80年代后期，任天堂以16位的Genesis / Mega Drive成为Sega的强大竞争对手，但NES在90年代仍然是全球销量的领导者。甚至在超级任天堂娱乐系统发布之后，NES控制台仍继续限量发行，直到2003年10月为止，其官方支持直到2007年才停止，鉴于该行业的快速发展，这是绝对的记录。根据官方数据，在整个控制台历史中，售出了约6090万台设备和超过5亿个墨盒。

NES普及的秘诀是什么？您可以说：“当然，在出色的游戏中”-您将绝对正确。如果设备本身会花费巨额资金，那么这并不是一个单一的标题，无论它多么有趣和令人着迷，都不会迫使普通父母给孩子起一个前缀（我们不会忘记游戏机的成功完全由大众市场决定，而不是由发烧友之间的需求决定）。为了满足200美元（开始时游戏机的价格）的要求，任天堂的工程师不得不做出许多技巧和让步。但是，游戏开发人员自己的命运却不那么令人羡慕：尝试创建一个有趣的游戏，尽管它是一个二维游戏，其发行量不会超过40 KB！同时，标准墨盒保持合理价格范围内的价格。

从内部用于Nintendo Entertainment System的盒带。

每个盒带只有两个存储芯片：一个为8 KB，第二个为32 KB。添加额外的芯片将不可避免地导致盒带成本增加，并出现“游戏不适合所有人”的问题：技术上更加先进（当账单高达千字节，哪怕只是一点点的内存扩展，不仅可以改善图形，而且还可以极大地丰富游戏玩法。因此，任天堂不希望这样做的项目也要昂贵得多。

这就是为什么超级马里奥兄弟。当时，它引起了轰动，甚至进入了吉尼斯纪录，成为历史上最畅销的视频游戏：任天堂开发人员知道平台的所有硬件限制，并设法从40 KB的可用空间中挤出最大的空间，从而创建了具有32个不同级别，很多秘密和复杂性的平台游戏与大多数竞争对手相比）。

超级马里奥兄弟广告海报1985年的样本

在2018年，独立工作室Morphcat Games的开发人员决定重复他们的壮举。他们为自己设定了一个非常不寻常且雄心勃勃的任务，计划创建一个考虑到原始NES的所有硬件限制的Retroplatformer。展望未来，我们说该实验是成功的：Micro Mages于2019年5月1日真正问世，任何想要它的人都可以以数字方式购买该项目，也可以以任天堂娱乐系统的真实墨盒的形式购买该项目。

该游戏的收藏版于2019年为NES发布。该

玩具在8个世界中获得了26个独特的关卡，充满了秘密和各种对手，许多游戏机制以及可容纳4人的多人游戏支持。为了在40 KB的范围内容纳所有这些宏伟的功能，开发人员不得不付出很多努力。这是他们使用的一些技巧。

可用的卡式盒内存的分配方式如下：为游戏逻辑和数据存储分配了32 KB，其余8 KB用于图形存储。其中，有4 KB保留用于精灵，还有4 KB保留用于呈现静态对象。在创建主角的阶段就已经开始出现惊喜。

机顶盒的体系结构受到以下限制：1个精灵的大小为8×8像素，可以使用3种阴影。控制台本身一次只能使用四个调色板，并且在图像的每一行中最多显示8个精灵。我们要记住，在多人游戏中，我们将有四个必须彼此不同的角色。在这里，立即出现两个问题。首先，如果框架中有敌人，则他将无法着色，而对手将保持黑白状态。

但是，它的解决方法非常简单：同一调色板可以重复使用。由于敌人和英雄的设计不同，因此这种妥协不会很明显。

但是由于前缀在图像的每一行中最多只能绘制8个精灵，因此如果四个人同时连接到游戏，那么对手将根本没有剩余空间。

过去，他们是这样处理的：高速交替绘制子画面，结果，可以在每行中放置许多动态对象。对于CRT电视，这种方法是合理的，但是如果您使用NES仿真器在LCD上播放，则闪烁将非常明显。为了避免这种情况，我不得不牺牲细节：现在仅使用1个精灵来渲染每个角色和普通对手。

这种方法使我们能够大大节省可用内存，并添加许多主角不同的动画。

但是，最强大的怪物只必须大，吓人且动画效果好。如果我们使用一种现代的方法，当每个元精灵（绘制整个上司）是一帧动画时，即使对于一个这样的怪物也几乎没有足够的存储空间。

但是，如果仔细分析重影的设计，很明显每个帧都使用相同的重复元素。例如，鬼头的顶部只有2个唯一的精灵，其余的全部重复。

在第一帧中，甚至可以通过相对于垂直轴反射原始精灵来获得其中心部分。头部的外围部分可以执行相同的操作，但是已经在所有帧上执行了。

结果，要绘制冠冕，您可以制作4个精灵而不是16个。

同样，可以优化眼睛和嘴巴的渲染。

现在，boss只需要21个sprite，而其他怪物和动态对象的空间仍然很大。从字面意义和象征意义上讲，节省了很多钱。

使用类似的方法来创建环境。通过组合一组瓷砖（瓷砖），围绕水平和垂直轴旋转并反射它们，开发人员收集了独特的metatiles，然后从中收集了metametals，得到了具有复杂纹理的石块。

现在，磁贴集变得越来越小，并且60个字节足以存储一个场景（屏幕）的数据。乍一看，但由于NES的功能有限，即使这样还不够。鉴于以上所有情况，一个合理的解决方案是反映相对于垂直轴的水平并节省50％的内存。但是游戏设计会受到影响。

对称性令人震惊，此外，下层大厅被围起来，玩家将无法摆脱这种地下城。开发人员在这里找到了原始的出路。每个块的索引占用1个字节，所有此类元素共有96个，在编程中，计数从零开始，因此最后一个块的索引为95，在二进制系统中为1011111。该数字仅包含7位数字（位），但在字节8。

一个空闲位可用于相对于所有其他位水平移动一行。

在我们的示例中，要获得具有给定布局的非对称场景，仅移动两行就足够了：第一行和第三行从上方移开。

如果我们想为该类别的鉴赏家创建一个更高级别的复杂性，我们可以通过更改配色方案并添加一些新的陷阱，以原始的地牢为基础。这样的变化将足以使重传变得非常有趣，而我们将不会超过40 KB来存储资产和代码。

数十年前，正是这些巧妙的技巧帮助开发人员创建了激动人心的视频游戏。

优化？不，我没有听说

时间的流逝，游戏机和个人计算机的功能不断增强，但是尽管如此，开发人员仍必须展示出独创性的奇迹。回顾凯恩的遗产：掠夺者灵魂。这里的主角不是人，而是灵魂掠夺者：可以在物质世界和精神世界之间自由移动的生物。星体虽然反映了生活世界，但与它截然不同（这是游戏性的重要组成部分，因为现实中的障碍可以通过在适当的时候移到星体上来克服，反之亦然），并且被独特的怪物居住。

凯恩遗产的官方艺术：掠夺者之魂

为了确保现实和星体之间的平滑过渡（同时游戏世界实际上在玩家面前发生变化），控制台存储器中应同时存在相同位置的两个版本。如果将游戏分为室内游戏或划分为多个级别，则不会造成任何问题，但是无法实现无缝的PlayStation世界的两个副本：主机板上装有2 MB RAM和1 MB VRAM。在这里，开发人员不得不诉诸于后台加载机制。尽管玩家没有注意到这一点，但实际上《噬魂者》中没有开放的世界：Nostgoth的广阔土地是从游戏过程中加载的许多不同位置收集的，例如，当Raziel沿着秘密走廊或穿越时山中的洞穴。

当Raziel在后台进入洞穴时，会从控制台的内存中卸载当前位置，并开始加载新的位置。

以一种或另一种形式，此技术通常用于其他游戏中（前后出现）：记住著名的《生化危机》门或电梯在第一质量效应。有时候，对优化的需求就产生了原始的艺术技巧，例如《寂静岭》（Silent Hill）就是这样：雾蒙蒙的鬼城就这样了，因为开发商需要减少开放空间中的绘画范围。

在寂静岭的雾中，不仅隐藏着怪物，还隐藏了旅途中装载的物体，但是

无论如何，都没有人认真地计算每一点。如今，开发人员对节省硬件资源的关注比以前更少，而且项目的成本越高，其优化效果就越差。

有经验的玩家可能还记得《孤岛危机》给人留下的持久印象。即使按照现代标准，这部出色的动作片看起来也不错。

13年后，从技术角度来看，《孤岛危机》几乎已经过时

现在，坦白地说，承认：《孤岛危机》之后有没有一款游戏对您产生相同的效果呢？不是游戏的深度，不是情节，不是单个作品，例如《黑色》中的面部动画，或者《黑暗中的孤独》中的火物理，那是一幅出色的图画吗？几乎可以肯定。当然，如果将Crytek的创意与任何现代AAA项目进行比较，则更清晰的纹理，更准确的照明，更多数量的多边形和更大范围的绘制将吸引您的注意。但是，我们真的需要视觉上的改进吗？如果现在，为了以稳定的帧速率舒适地播放AAA版本，您将离不开一台高端机器，即使在许多专业任务中，高端机器的能力也会过高？每个人都会自己回答这个问题。完全可以断言的唯一事情是大型游戏发行商需要它。

俗话说“穿衣相遇”完全适用于视频游戏：图形越漂亮，大众消费者就越容易感兴趣。如果目标受众没有注意到主角狗的尾巴上的仿真头发或香烟实时产生的烟雾的质量，这些烟雾吞噬了PC的70％的计算能力，那么您始终可以在广告系列中说明这一点：不仅有很大一部分用于营销预算AAA游戏。初始屏幕上还会出现红色和绿色的铭牌：与视频芯片制造商的合作要求引入最新的图形技术，这些技术可以驱使游戏玩家购买另一台Titanium 100500。

通常会出现非常有趣的情况。以Metro：Exodus为例，它使用光线追踪。为了使不支持光线追踪的视频卡拥有者享受游戏的乐趣，开发人员除了采用新技术之外，还必须使用良好的旧光栅化技术。让我们看看最终发生了什么。

区别不是那么明显：如果您仔细观察，您会发现，当RTX开启时，框架中央的字符照明不如站在窗户旁边的士兵照明得好。因此它应该存在于生活中，这意味着光线追踪确实有效。即使在RTX 2080 Ti上（这暂时是高端视频卡），包含此选项也会导致FPS每秒下降45帧，平均值为72.此外，在大多数其他场景中，这种差异根本不可见。

4A Games已经加快宣布他们将放弃旧技术，而下一个特许经营游戏将仅使用光线追踪来计算照明，因为这将大大简化开发过程。栅格化依次显示对象，它们之间没有任何联系，因此，要使照明，反射和阴影看起来自然，艺术家和设计师必须付出很多努力。在RTX的情况下，场景中的所有对象最初都是连接在一起的：一束光从一个对象反射，撞击另一个，变色并再次反射，依此类推。这不仅可以使照明更加逼真，而且可以大大简化每个场景的工作。

当然，进展不会停滞不前，并且很有可能在下一部分的发布中，开发人员将能够获得真正的逼真的图像，甚至中端视频卡也将能够在启用RTX的情况下产生稳定的FPS。但就目前而言，鉴于“过去”和“已经成为”之间的最小差异，并且由于需要一张顶端地图，上面塞满了“魔术射线”，因此整个情况看起来像这样：“您，亲爱的玩家，付出更多，这样我们工作少了。”尽管担任刺客信条4：黑旗的制作人的希尔瓦娜斯·特洛捷（Sylvanas Trottier）在发布时遇到了严重的技术问题，但早在2013年就在这方面发表了讲话：

“由于硬件限制，需要对游戏机进行优化。对于PC，如果游戏玩家缺乏性能，他就可以购买新的视频卡。”

以及新的主板，处理器，更多的RAM和更快的SSD。顺便说一下，后者最初是许多发烧友，长期以来一直处于“必须具备”的地位，因为对计算机游戏驱动器性能的要求已大大提高。随着他们，对他们的数量的需求增加。

多少GB可以挂？

在过去的几年中，游戏发行的规模已增长到令人难以置信的价值。如果早期的开放世界和内容丰富的最复杂的项目的强度达到几十GB，那么今天即使是线性射击者也可以平静地“吞噬” 150-200 GB的磁盘空间，甚至不会皱眉。迄今为止，最困难的十大游戏如下。

使命召唤：现代战争-175 GB
最终幻想XV-148 GB
战争机器4-136 GB
使命召唤：黑色行动3-113 GB
Red Dead Redemption 2-112 GB
中土世界：战争阴影-105 GB
使命召唤：无限战争-101 GB
量子断裂-76.5 GB
侠盗猎车手V-76 GB
齿轮5-66 GB

这些数字非常具有启发性：谁在从自己的错误中吸取教训，至少有时会想到玩家，而谁却没有，这立即变得显而易见。Gears 5已成为该系列中最大，技术最先进的游戏，但是它的重量是第四部分的一半，同时显示出出色的画面。事实证明，如果您进行优化，则可以实现令人印象深刻的结果。

Red Dead Redemption 2很难被宣称。广阔的世界，出色的图形和丰富的内容。鉴于Rockstar对小物件的专有研究，这自然需要相当大的磁盘空间。

同时，《使命召唤》的数量在不断增长，尽管该系列游戏以及开放世界中根本没有特殊的图形装饰。为什么线性射手会设法“胖”到175 GB？鉴于新零件的发布速度，答案很明显：Activision根本没有给开发人员留下优化的时间。

普莱斯船长的胡须每年花费玩家越来越昂贵，

这些数字表明，对大容量驱动器的需求变得越来越明显。但是性能如何呢？也许可以省去普通的HDD？抱歉不行。

下表显示了近年来发布的最贪婪的游戏的RAM和VRAM消耗数据（测量是在4K分辨率的超高设置下进行的）。

一个游戏	RAM,	VRAM,
Assassin’s Creed: Odyssey	7,5	7,1
Battlefield V	12,8	7,7
Hitman 2	9,5	8,1
Shadow of the Tomb Raider	8,9	8,8
Witcher 3	9,6	4,3
Metro: Exodus	8,5	5,1
Far Cry 5	9,8	9,9
Star Wars Battlefront II	10,5	8,3

所有这些与驱动速度有什么关系？直。为了使处理器和视频芯片能够处理游戏文件，必须首先将它们分别加载到RAM和VRAM中。顶级游戏硬盘的性能为227 MB / s。如果在这样的硬盘上安装《战地风云5》，该硬盘总共消耗20 GB的RAM和视频内存，则完全加载所有资源将花费20,000 / 227 = 88秒，即长达1.5分钟！当然，在实践中，一切工作都复杂得多，但是即使这样粗略的计算也有助于了解下一张卡片的大概下载速度，虚拟战斗应在此基础上展开。

此外，如果在“相机”项目的情况下，影响驱动器速度的所有因素都是位置加载的等待时间，那么在开放世界游戏中，读取速度不足会对最小FPS产生负面影响。毕竟，即使是最先进的计算机也无法将RAM和VRAM保留在绘制256 km2的《刺客信条：奥德赛》地图上所需的一切：文件下载将直接在游戏过程中进行。此外，在所有必需的资源都存储在RAM和视频存储器中之前，处理器或视频卡将无法准备新的帧，这在复杂场景中会降低帧速率。

鉴于上述情况，游戏PC中高性能SSD的存在不再是奢侈，而是必不可少的，而且驱动器不仅应该快速而且要宽敞，因为随着时间的流逝，游戏的胃口只会增长。幸运的是，现在甚至可以使用高速NVMe SSD。

例如，考虑容量为1 TB的WD Blue SN550 SSD。根据Yandex的数据，在撰写本文时，其价格从10500卢比到11000卢布不等，与同量的高质量SATA SSD相比仅稍贵一些。

与中档预算领域的许多同事不同，该驱动器使用4条PCI Express 3.0线路而不是2条线路，这使其速度提高了60％，与连续1500 MB / s的最高速度相比，在顺序读取操作中显示出2400 MB / s的稳定速度。使用精简PCIe×2的NVMe SSD。与SATA驱动器相比，WD Blue SN550的性能特征更加引人注目，性能超过后者4倍以上。

模型	WD Blue SN550 NVMe固态硬盘	Noname PCIe×2 NVMe固态硬盘	WD Blue 3D NAND SATA固态硬盘
容量	1 TB	960 GB	1 TB
顺序读取速度，MB /秒	2400	1500	560
顺序写入速度，MB /秒	1950年	1000	530
最大随机读取操作数，4KB QD32（IOPS）	410,000	120,000	95,000
最大随机写入操作数，4KB QD32（IOPS）	405,000	100,000	84,000

如此大的差异是由于接口限制所致：与并行NVMe不同，串行SATA不能完全显示闪存的高速潜力。 SATA驱动器的理论上可能的上限是768 MB / s的数据传输速率，尽管实际上可以达到的最大值是560 MB / s，即使是一条PCI Express 3.0线也具有985 MB / s的吞吐量。四个此类线路的存在使您能够并行化芯片之间的数据流，并实现前所未有的性能（这就是为什么SN550系列的较早型号是最快的）。

WD Blue SN550使用第四代3D NAND BiCS闪存也很重要。 96层晶体不仅帮助增加了固态驱动器的容量，而且还提高了其可靠性：旗舰型号可以拥有600 TB的覆盖资源，而类似容量的SATA SSD则为400 TB。鉴于上述所有内容，WD Blue SN550被称为构建现代游戏PC的出色解决方案。在价格，性能和可靠性方面，该驱动器领先于任何竞争对手。

如果您想制造出最快的汽车，并且不打算花钱，则应密切注意面向铁杆游戏玩家的一系列WD_BLACK SN750 NVMe SSD驱动器。我们自己生产的八通道控制器和大量固件优化使我们能够接近接口带宽的理论上限：最快的1 TB黑线驱动器在顺序读取操作中的数据传输速率高达3470 MB / s，而数据传输速率则高达3000 MB / s。与顺序记录。至于2 TB的旗舰产品，结果却要慢一些（读取时为3400 MB / s，写入时为2900 MB / s），这可以通过使用更大容量的512 GB多层芯片来解释。但是这样的驱动器肯定可以毫无问题地适合十个最困难的AAA游戏。

但是，SN750不仅因为其出色的速度特性，而且因为两个重要特性而引起人们的兴趣。首先，NVMe SSD具有相当大的散热片，再加上印刷电路板拓扑的变化，可以从芯片和控制器本身提供有效的散热，即使在高负载下也可以实现稳定的性能。

其次，专有实用程序SSD仪表板已提供了重要的游戏模式开关，该仪表板提供了监视和维修SSD的所有必要工具。

激活该功能后，将完全禁用APST（自主电源状态转换）组的节能功能，而固定PC基本上不需要此功能，从而最大程度地缩短了最初访问数据时的延迟时间。所有这些使WD_BLACK SN750成为高性能游戏PC的理想选择，并通过现代AAA字幕进行了改进，即使在优化不佳的游戏中，您也可以实现即时加载和稳定的帧速率。

Gigantomania：为什么现代游戏这么重？

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