正文 18、多媒体和娱乐

    五、多媒体和娱乐

    1、早期的计算机游戏软件

    在计算机上是可以玩游戏，因为人主要需要视觉画面提供信息，而计算机有个非常清楚的显示器，所以可以给人提供一个清晰的图像，让用户看到计算机软件设计者想让人看到的世界。去看看小说网 www.7kaNKan.com。计算机与人的互动，造就了一个电子游戏产业。

    除了专业的电子游戏机之外，计算机上的游戏也是一个巨大的产业，因为计算机是普通家庭必备的设备，用来玩游戏，只是增加了小部分软件的开支而已。而且，人们一般想到买计算机是用来工作的，就不会有买游戏机一样有的负罪感。

    最初的计算机游戏是完全使用中央处理器进行绘图，显示运动的图像。80年代初的游戏画面，通常由一些小部件组成，比如一个小的梯子，一颗树，一个小人，几块砖头等等，这样，运动的图像由这些小部件的移动构成，这样不会耗费太多的CP时间，图像运动不会间断。在苹果计算机上的一个著名游戏程序是Loder Runner（淘金者）就是这样一种游戏，构思巧妙，但是图像其实挺简单的。

    到了上个世纪90年代，计算机芯片的进步和算法的提升最终导致了大量好玩的游戏在计算机上实现了。1993年，美国专门举行了第一届电子娱乐业会展，是这个热潮的一个体现。

    2、3D 游戏巨星――id Software

    在电子游戏机早就可以很真实地模拟真实世界的90年代，个人计算机还没有这个本事。这主要是因为游戏机是专为娱乐设计的，有专门的图像处理芯片，可以比计算机的芯片更快地处理显示任务。直到1992年，id software公司的约翰卡马克完成了《德军总部3D》游戏，首次在个人计算机上实现了三维主观视角的游戏。

    卡马克是美国德克萨斯州人，从小就对电脑和程序设计充满狂热，对《创世纪》和《巫术》等游戏痴迷不已，并模仿制作了基于Apple II的小游戏。像比尔•盖茨一样，卡马克中途放弃了在密苏里大学就读计算机科学专业的机会，开始了自己艰辛的创业之路。他和好友兼同事约翰罗梅洛，汤姆豪尔等意气相投的程序员返回德克萨斯建立了自己的游戏公司――id Software。公司的名字取自弗洛伊德的本我（id）自我 ( ego)和超我(super-ego)的理论中的本我。约翰非常擅长提高绘图程序的效率，他曾经和同事把画直线的子程序的速度做到著名软件3D MA的100倍。1992年，他们的游戏《德军总部》开发成功，在286计算机上实现了3D动画游戏，他们采用邮购方式，即玩家可以免费试玩其中一关，如果喜欢，把订单和支票寄到，他们再把游戏软盘寄过来。这样，新公司避免了大规模宣传和销售的费用，获得了第一桶金。公司后来开发的Doom和Quake更加受人推崇，带动了三维动画游戏开发的热潮。现在，id公司共有13名员工，在公司的停车场上每天都停着13辆法拉利，现今世界最高端、最时尚的赛车。Id Software成为了三维游戏的领袖。

    m游戏流行之后，卡马克把游戏的图形子程序公布，可以用在其他游戏上。很多公司采用了他们的“游戏引擎”，来设计自己的游戏。非常成功的一个例子是《半衰期》（国内翻译为半条命），讲述一个科学家在与地球共存的平行世界中与政府甚至外星怪物战斗的故事，游戏中的武器做得很逼真。该游戏提供了完善的脚本程序，可以由玩家自己决定任务，结果被经验非常丰富的玩家做出了《反恐专家》。该游戏分警察和恐怖分子两部分，每方几个人，警察必需在限定的时间内把恐怖分子杀光。

    3、显卡――电子娱乐的核心

    由于卡马克进行的三维绘图需要大量三角函数和多项式的运算，普通的CP负担越来越重。专门用来进行三维绘图的显示卡出现了，1995年，Voodoo在美国市场出现了，可以用硬件进行特效处理，实现普通游戏软件做不到的渲染速度。

    同时，Windows95为了支持游戏软件，提供了OpenGL接口和Direct接口。有了这些接口，硬件厂商可以用硬件完成这些任务，而游戏软件开发人员则只要规定调用那些接口来实现他们想要的功能即可，这样游戏的进行不需要特定的硬件。不同的显卡基本都能进行游戏，只不过效果有好有坏，速度也有差别。当时的带出的显卡企业包括3Dfx, AI, Intel, Matrox, 3D Labs, S3, rident等，阵容庞大。

    1999年，新星公司nVidia推出了GeForce显卡，包含了他们开发的非常高级的图形芯片，叫GP，能够大幅度提高像素的填充，击败了众多的显卡厂商。显卡领域的竞争是残酷的，到了21世纪初，最先领先的3Dfx竟面临破产，最后被nVidia收购了。值得一提的是，nVidia的创始人是来自台湾的华人，而他们的竞争对手AI则是在加拿大由华人创建的公司。由此想到，中国不仅要在CP方面有自己的企业，也是应该在显卡芯片方面提高投入，另辟蹊径。

    4、DSP和音乐

    数字信号处理器是一种集成电路芯片，不过是专门用来处理大量的数据的。它的前身自然是模拟电路，一般用电容、电阻和放大器组成一个滤波电路，把信号中的噪声除掉，把需要的信号采集出来。模拟电路的一个例子是收音机电路，需要通过混频和滤波才能收听到需要的频道。使用数字信号处理器，接受到的信号，首先采样成为离散的而且量化的信号，然后由运算器对附近几个数据进行运算，就可以实现一定的滤波效果。

    这种专门用来处理信号的芯片，与冯诺伊曼计算机结构不同的是，它们一般采用哈佛结构，就是很像20世纪40年代哈佛大学和IBM联合开发的Mark I。这种结构的一个特点就是把指令空间和数据空间分离开，就是说中央处理器有两套地址发生器，取指令和取数据可以同时运作，从而加快了速度。数字信号处理器的另外一个区别于通用计算机中央处理器的特点是，每个时钟周期可以完成一次乘法和一次加法的累加操作，比如a0+a1x+a2x2+a3x3+……+anxn可以通过n个周期就完成。而且，DSP芯片一般包括多个可以进行乘加运算的运算器，运算能力强大，但是逻辑能力不如通用处理器。

    谈到DSP(数字信号处理器)，就不能不提到德州仪器公司――I。I的前身是20世纪三十年代的一个地质公司，他们的设备可以向地下发射振动波，然后用很高级的信号处理的方法处理反射回来的波，通过这种方法，可以找到地下的石油。到了50年代，I成立，专门处理信号，而以前的地质公司反而成了他们的子公司。1958年，I的Jack Kilby发明了集成电路技术，申请了专利。在微型计算机芯片进军单片集成的道路上，德州仪器也参与了，也造出了自己的芯片。不过，他们的强项是信号处理，1981年，I使用微集成电路做出了语音合成系统。1982年，他们做出了一款非常优秀的数字信号处理器。

    在电视机，单片收音机，手机和电子琴中，数字信号处理器被采用，因为需要处理的数据量非常大，而要做得逻辑判断则很少。中国人民最早接触需要数字信号处理器的电器要数 VCD了。早期的影碟机在1978年就出现了，不过由于电子技术实现起来非常困难，那时候影碟机的价格非常贵。到了1993年，MPG-1的编码标准出来，美国华人创办的C3公司设计完成了DSP芯片，专门解压缩MPG-1的视频信息，开创了VCD进入家庭的时代。由于美国家庭普遍拥有录像机和摄像机，所以VCD在美国没有打开局面。

    20世纪末，使用音频压缩标准MPG-3的软件在计算机上流行起来，这种标准以清晰度为代价，大幅度压缩了音频信号的存储空间，用户可以存储大量的音乐。以前一张CD能装12首歌曲，总长74分钟，使用MPG-3的标准压缩后，可以装700分钟，压缩率10倍是不成问题的。随后，韩国的公司首先发布了播放MPG-3音乐格式的随身听，使用了半导体内存，向SOY的磁带随身听发起了挑战，并引发了整个新的随身听革命。但是，由于半导体存储器容量有限，新式随身听有点像鸡肋。世纪之交的时候，美国的康柏公司和苹果公司先后推出了基于硬盘的随身听，由于储量巨大，迅速获得市场承认。尤其是在苹果公司的iPod增加了对Windows用户的支持之后，在美国市场流行起来，并引发了苹果公司的再此崛起。iPod使用的芯片就包括一种数字信号处理器：SMP3550。