Virtual Boy架构

Rodrigo Copetti 的实用分析

译者:Carryspider

这是原文的志愿翻译。如果您发现任何错误,请帮助改进。谢谢!

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相关影像

型号

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Virtual Boy
1995年7月21日于日本,1995年8月14日于美国发布。
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游戏机的正面图
用户应通过目镜观察

主板

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主板
主板
不要与主板连接的“伺服板”(Servo board)混淆。
背面装有虚拟声音单元(Virtual Sound Unit)芯片、128 KB DRAM和64 KB PSRAM。
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带有重要部件标签的主板

图示

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主架构图
请注意,这两张截图的背景图片略有水平移动。

快速入门

人们通常用寿命短和色彩空间有限来概括这台游戏机。 虽然在技术上是正确的,但我认为这些属性往往会忽略其他令人惊讶的特性。

在本文中,我将邀请读者进一步了解它的内部特性,其中许多特性直到Virtual Boy停产后才在市场上占据主导地位。


显示

整个系统是一项奇特的工程产物。 从外观上看,它就像一个安装在两脚架上的笨重的VR头显。 玩家必须将头靠近目镜,才能看到游戏中的动作。

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这是我能达到的同时拍摄显示屏和机箱照片的极限。 实际上,游戏看起来非常清晰,而且是全尺寸!

内部则完全不同(而且非常复杂)。 因此,我认为最好先解释一下这台游戏机是如何显示图像的,然后再介绍内部硬件。

投影图像

打开Virtual Boy后,你将通过目镜看到两幅单色红色图像(每只眼睛一幅)。 到目前为止还不错吧? 有趣的地方来了: 这台游戏机没有屏幕,所以你看到的更多是一种“错觉”——让我们深入了解一下这到底是怎么回事。

解释这部分内容所涉及的主题(光学、视觉现象等)一开始可能会让人感觉困难,但我制作了一些互动动画,让这部分内容更有身临其境的感觉。

扫描仪

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扫描仪的主结构图,展示LED的光线如何到达玩家的眼睛。
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游戏机鸟瞰图。
第一个开关是“对焦滑块”,下面是“IPD刻度盘”。

这台游戏机的大体积可以归功于扫描仪,它占去了游戏机的很大一部分。 扫描仪是Virtual Boy显示图像的区域。 它由两个显示单元组成,每个单元独立投射一帧图像(总共两帧,每只眼睛一帧)。

显示单元是所有“魔法”发生的地方,由以下部件组成:

  • LED单元: 包含224个垂直堆叠的红色LED以及控制每个LED的必要电路。
  • 透镜: 折射LED发出的光线。
    • Virtual Boy 的外壳顶部有一个对焦滑块,用于将镜头移近或移远LED。 这样,用户就可以根据自己的焦距调整游戏机(防止图像模糊)
  • 一面镜子: 反射来自透镜的光线,并将其照射到用户的眼睛上。 此外,由于连接了一个音圈电机,该组件将不断摆动。 该电机由伺服控制装置管理,伺服控制装置是一块独立的电路板,能以50Hz的频率发送电脉冲。
    • 总之,这是游戏机中一个非常复杂和脆弱的区域,因此安装了一个光中断器(photo interrupter,一种光传感器)。 它将从反光镜观察到的振荡情况报告给伺服控制装置,伺服控制装置则反过来监测振荡情况并进行必要的修正。

聚焦滑块旁边有一个IPD刻度盘(旋钮状开关),用于调整两个显示单元之间的距离。 这样做是为了使显示器适应用户的瞳距。

机械原理

20ms20msDisplay Periods
摆动镜角度随时间变化的基本表示(以非常缓慢的动作)。
左侧和右侧 LED 灯分别在红色和蓝色时段工作(激活)。
在灰色时段,没有 LED 工作(空闲)。
为简单起见,这里表示的角速度是恒定的(但实际情况并非如此)。

现在,我们已经识别了每个组件,让我们来看看Virtual Boy是如何向我们的眼睛显示图像的。

如果你之前没有注意到,这里没有任何点阵显示器,那么为什么我们能从目镜中看到二维图像呢? 与显像管(CRT)显示器的功能类似,显示装置也在改变我们感知图像的方式:

  • 事实上,镜面的摆动可以使一列LED在我们的视野中水平移动。 镜子的角度经过精心设计,可将 LED 灯放置在384个不同的“列位”上,这些柱位分布在我们的视野中。
  • 人的视觉是对数的,而镜子的振荡频率为50Hz(每个周期为20ms)。 由于速度太快,我们最终会感觉到384列LED同时发光(视觉暂留效应),直到镜子停止摆动。
  • 所有这一切都与LED控制器完全同步,每当镜子轻微移动时,控制器就会更新每个LED灯。 这样,我们就能从目镜中看到一幅完整的画面。

在实际操作中,所有这些原理都需要满足一些条件:

  • 只有当反射镜的角速度保持稳定时,LED灯才会工作(换句话说,当反射镜改变方向时,LED灯不会工作)。 这可以看作是CRT显示器的活动状态
  • 关于前一点,镜面的角速度不能保持恒定(因为镜面不能瞬间改变方向,被视为 “稳定”的时间段会受到扰乱其速度的力)。 为了解决这个问题,Virtual Boy在内存中存储了一个名为“列位表”(Column Table)的数值列表,用于指示每个列的间隔时间,以平衡“LED列”曝光时间的过长和过短。
  • 别忘了,由于我们有两个显示单元(每只眼睛一个),因此整个过程必须进行两次。 不幸的是,两个显示单元不能同时获取能量和数据,因此每个显示单元在不同的显示时段工作(不同步,相差10ms)。 我们并没有注意到这一点(又一个错觉!)。

显示

0000110000110000001010111110FramebufferLED Unit
第一个LED单元在特定时间段内工作的简化示意图。 请注意LED灯在活动期间如何开始显示帧缓冲区的每一列。

与以前以CRT显示器为模型的视频芯片(即PPUVGP)相反,Virtual Boy上的图形不是即时渲染的。 游戏机上的图形芯片将处理过的帧发送到内存中的帧缓冲器,然后将帧的每一列发送到LED阵列进行显示。

一旦伺服电路板检测到显示时间到了,图形芯片就会开始将帧缓冲器中的像素列逐一发送到那224个垂直堆叠的LED上,并巧妙地保持同步,这样LED在显示期间就会显示384列。 因此,游戏机的“屏幕分辨率”为384x224像素。

此外,我们还需要存储两个帧缓冲器,因为每个帧缓冲器都将用于不同的显示单元。 图形子系统还采用了双缓冲和其他特技(稍后将在“图形”部分提及)。 因此,现在只需记住数字帧是如何发送到LED的。

活动期

Visualised frameEyepiece
另一个简化动画,这次展示了镜子的摆动如何使LED灯的光线偏向使用户最终看到正确的的画面。

因此,这种设计会有一些活动显示期:

  • 活动显示:在此期间,LED从帧缓冲器中提取图像,没有任何东西可以干扰它。
  • 活动显示2:与之前相同,但现在另一个显示单元正在工作。
  • 绘制空闲:LED灯都不工作,镜面角速度不稳定。

这个周期每秒重复50次(因此刷新率为50Hz)。 这意味着每帧画面,CPU和GPU大约有10ms的时间来更新用户看到的画面。 实际上,任天堂的工程师们实现了更复杂的功能。 我将在“图形”部分再次深入解释这一点。 但现在,我希望您能很好地理解Virtual Boy是如何巧妙地利用廉价硬件生成图像的。

一些评论

以上是对光学如何将一条垂直线变成一幅图像的简要说明。 如果您拥有或以前读过有关Virtual Boy的文章,您可能会想知道3D图像是什么时候出现的。 我只想说明一点,前面的解释都与这种效果无关。 我之所以提到这一点,是因为过去我曾在很多地方看到有人认为振荡镜是产生“深度感知”的原因,但根据我在这项研究中收集到的所有信息,我认为这种说法并不准确。

既然如此,我认为是时候讨论一下3D现象了……

创造三维视觉

在Virtual Boy的市场推广过程中,人们对这款游戏机可以投射出“三维世界”这一事实大肆宣传。 我指的不是显示3D多边形的图像(如其他第五代 游戏机),而是实际的深度感知。

简而言之,Virtual Boy依靠立体图像来实现这种错觉[1] [2]。 因此,这套系统不仅能玩弄我们的视觉,投射出完整的图像,还能让我们认为某些图画离其他图画更近或更远!

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左部显示单元的截屏
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右部显示单元的截屏
马里奥网球(Mario’s Tennis)(1995)

这种技术非常简单: 在显示的两个画面中(每只眼睛一个画面),有些元素会在水平方向上略微偏移,因此当我们试图用两只眼睛去看这些元素时,大脑会认为它们比其他元素更近。 这取决于元素移动的方向。

向眼睛中心移动的物体(在左视框中向右移动,在右视框中向左移动)会显得更近,而远离眼睛中心的物体则会显得更远。 最后,没有移动的物体会出现在两个画面之间。 这种方法被称为立体视差

立体视差的缺点之一是眼睛疲劳。 游戏提供了“自动暂停”系统,提醒用户每30分钟休息一次,从而缓解了这一问题。 任天堂还在包装和文档中写下了各种警告信息,以防止出现严重情况。 无论如何,3D效果是无法关闭的。


中央处理器 (CPU)

好了,我们回到实际的架构上,现在让我们看看游戏是如何构建你所看到和听到的画面和音乐的。

该系统使用定制版的NEC V810,其工作频率达到了惊人的20 MHz如果说SNES的平均工作频率为1.79 MHz,GameBoy为4.19 MHz,那么我已经迫不及待地想知道你能用它做什么了!)。 任天堂之所以称它为NVC,是因为Virtual Boy所配备的处理器是一个V810内核与一些附加组件的组合(详情即将公布)。

V810是NEC为嵌入式市场设计的V800 CPU系列的一部分[3] [4]。 虽然这种CPU不像竞争对手(如MIPS6502Z80)那样受欢迎,但它确实带来了许多尖端功能,特别是:

对于1995年的便携式游戏机来说,这已经非常了不起了。 但如果这还不够,任天堂还增加了额外的资源:

所有这些看起来都很好,但成本也很高:六节AA电池(译注:5号电池)。 这也许可以解释为什么公司倾向于在便携设备上使用旧技术,至少在90年代是这样。

内存访问

32位地址在纸面上看起来非常诱人,但如果系统不会使用任何接近4 GB的内存位置,那么它就是一种巨大的资源浪费。 例如,尽管上层地址线不会改变,但每次读取内存时仍要对其进行解码。

因此,出于充分的理由,任天堂将地址减少到了27位。 这意味着最多可以访问128 MB的内存。 32位字仍然用作指针,但上面的5位被舍弃。 因此,内存映射的某些部分将被镜像。

尽管如此,内存映射布局允许CPU访问构成该系统的大部分组件。 这包括 [5]

CPU 到此为止,现在该看看你能用它做些什么了!


图形

让我们回顾一下正确显示图形的要求:

好消息是,所有这些都由任天堂制造的专用芯片,视频图像处理器(Video Image Processor,“VIP”)进行加速。 它继承了旧版PPU的一些功能,但我认为它与前代产品完全不同。

架构

VIP初看起来可能是另一个图块(Tile)引擎,但它要比这先进得多。 首先,它不仅能处理图形数据,还能控制扫描仪。

此外,传统的图块引擎是按扫描线渲染图形,而VIP则采用帧缓冲器架构,将最终帧作为位图存储在内存中,然后发送显示。 这更接近现代3D着色器的工作方式。 事实上,Virtual Boy更进一步,采用了某种翻页(page flipping)方式,即每个显示单元存储两个帧缓冲区,扫描仪在拾取一个缓冲区的同时,VIP正在写入另一个缓冲区。 所有这些都有助于防止画面撕裂。

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VIP的架构

尽管如此,VIP可以分为三个主要部分:

  • 像素处理器(Pixel Processor,“XP”):生成背景和精灵,与PPU相似。 它将最终处理过的位图发送到内存中的帧缓冲区。
  • 显示处理器(Display Processor,“DP”):控制扫描仪并发送帧缓冲区以供显示。
  • 接口: 提供对两个内存块的访问:128 KB的VRAM和128 KB的DRAM[6]。 它们还在VRAM和CPU(VIP端称为“主机”)之间进行访问仲裁。

总体而言,流水线非常简单:

  1. CPU通过写入VIP的内部寄存器和向VRAM和DRAM中填充所需的素材来设置VIP。
  2. 然后,XP将生成帧缓冲区并存储在VRAM中。
  3. DP选择所需的帧缓冲区,并将其发送到扫描仪进行显示。 具体做法是将帧每次复制四列,复制到VRAM中称为串行访问内存(Serial Access Memory,“SAM”)的小型缓冲区,并自动广播给扫描仪。

硬件组织

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VIP的内存布局

在开发人员方面,XP和DP使用两块内存:

请注意,这个VRAM是“真正的”双端口DRAM[7],而不仅仅是为图形预留的RAM块(任天堂也称之为“VRAM”)。 双端口DRAM允许两个设备同时读取,这就解释了为什么XP可以在扫描仪读取VRAM的同时写入它。

此外,任天堂使用的 VRAM 芯片在现成的产品目录中找不到。 有关它的文件不多,但从专利申请中描述的信息来看,SAM可能存储在该芯片内部的一个单独区域中。 该区域可能由SRAM代替,并包含额外的电路,使扫描仪能够一次读取16个位[8]

构造一帧

让我们深入了解一下像素处理器是如何绘制单帧图像的。 为此,我将借用Virtual Boy瓦里奥大陆(Virtual Boy Wario Land)的资产。 我强烈建议大家阅读以前的图块引擎,以便更轻松地理解讲解。

图块

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VRAM中发现的图块
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VRAM中发现的被网格分隔的图块

我们之前已经了解过传统图块引擎是如何使用8x8位图构建图层的。 就Virtual Boy而言,图块(最初称为“字符”)存储在 VRAM 中一个名为图案表(Pattern table)的区域中。 声明的每个图块占用2字节,因此有足够的空间容纳2048个图块。

在颜色方面,开发人员可以构建8个调色板,其中4个用于背景图形,另外4个用于精灵。

有人可能会问,如果LED是单色的,调色板有什么用? 这样,开发人员就可以使用不同色调的红色。 这些色调是通过改变LED的亮度获得的。 亮度设置存储在两个寄存器中,然后在调色板中引用这两个寄存器来编排不同的色调。 这样得到的调色板将包含两种自定义红色,加上根据两种红色的总和自动计算出的另一种红色,以及最后的“透明”色。

背景

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背景图层0 (BG0)。
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背景图层1 (BG1)。
在游戏过程中,该图层大部分时间是隐藏的,而在按下暂停键后则会完全显示出来。
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背景图层 2 (BG2)。
声明的一些背景层

背景图层非常简单,选取图块组成一张512x512的地图(64x64图块,共4096个图块)。 现在,事情还没有结束,因为我们不是只有一个背景层可用…… 我们有14层!

每个单独的背景图层称为一个(Segment)。 单个段可容纳8 KB内存,其中每个图块引用包含H/V(水平/垂直)翻转属性和调色板索引。 每个图块引用占用2字节内存。

像素处理器还允许组合不同的段来生成更大的图层,但只有一组组合可用。 最大的组合包括8个段。

精灵

精灵(任天堂称之为“对象”)是具有独立坐标的单个图块,但占用更多内存。

在DRAM中有一个名为OAM的地方,分配有8 KB的内存,这里就是定义精灵的地方。 每个精灵定义占用8个字节,因此最多可声明1024个精灵。

每个精灵都有以下可用属性:

  • X 和 Y 坐标。
  • 一个标志,用于决定是在左侧屏幕、右侧屏幕还是同时在两个屏幕上显示。
  • 视差偏移,允许应用自动视差:每个屏幕显示精灵时都会有轻微的水平偏移。
    • 该值是有符号的: 如果该值为正数,则会使精灵看起来更远。 相反,如果偏移量为负值,则会使其看起来更近。
  • 使用的图块索引。
  • H/V翻转。
  • 调色板索引。

你还会注意到,本段介绍没有显示屏幕截图,下一段将解释原因。

窗口

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世界1
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世界2
这个画面在两个显示器上都被渲染
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世界3
暂停游戏时,这个画面就会展开
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世界4
这就是我在上一段欠您的那个“精灵层”
窗口示例
有些窗口可以在两个显示器上同时显示(使用移位效果),而有些窗口只能在一个显示器上显示。

分层系统初看起来可能很简单,毕竟VIP提供了“背景”层和“精灵”层。 那么,我们还需要什么呢?

事实上,要显示前面提到的任何图层,我们都必须将它们放入一个名为窗口(也称为“世界”)的“桶”中。 窗口是将被渲染到屏幕上的实际平面,它由之前构建的图层填充。 共有32个窗口,它们将重叠形成最终的画面,每个窗口声明占用32个字节。

窗口提供不同的渲染模式。 您可以抓取一个背景层或精灵层,并按原样显示。 为此,窗口必须设置为正常模式对象模式,具体取决于您使用的图层类型。 不过,您也可以利用其他模式,在背景层上应用额外的效果:

  • 线条移动模式: 可以水平移动单行像素。 这类似于水平中断时应用的老式效果。
  • 仿射模式: 顾名思义,你可以应用仿射变换! (缩放、旋转或组合形成透视投影 [9]

结果

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嗒哒——!

设置好一切后,像素处理器将开始渲染32个窗口。 完成后,最后一帧将被放入帧缓冲区。 其他显示单元也会重复这一过程。

由于系统采用双缓冲设计,显示处理器将始终获取像素处理器未处理的帧缓冲区,从而大大避免了撕裂。 在下一个活动时间段,像素处理器将覆盖DP之前显示的帧,以此类推。

如果需要渲染的内容不多(即很少使用窗口),在写入帧缓冲区和DP提取帧缓冲区之间会有很长的间隔。 这样,CPU就可以根据需要对帧进行额外更改。 VIP也为此做好了准备:CPU可以设置中断来检查VIP的各种状态,包括这种情况。

另一方面,如果有太多的仿射模式窗口需要渲染(例如),XP可能会“错过最后期限”,从而导致掉帧。 幸运的是,也有中断可以检测到这种情况。 无论如何,官方文档都提供了每种图层所需的时间。

创意内容

如您所见,这款游戏机中的技术远不止这些。

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正在运行的仿射模式,显示初始背景地图
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应用透视投影的已渲染地图
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用户看到的一帧
马里奥网球(Mario’s Tennis)(1995)

起初,我以为Game Boy Advance是近11年后第一款能重构超级任天堂广受好评的模式7的便携式游戏机。 结果发现一直以来都是5年后的Virtual Boy。 但即便如此,我们之前已经看到,Virtual Boy中的仿射变换可以应用于32层中的每一层(尽管有一些限制)。

此外,所有这些新功能都能与视差效果一起使用,而VIP也能做到这一点。

我在想,如果这台游戏机的寿命能够再长一点,让开发人员能够更好地使用这种硬件,我们会看到什么样的游戏呢?

另一个有趣的功能是,通过允许CPU更改帧缓冲区,如果VIP无法满足开发人员的需求,他们就可以构建自己的着色器。 一些游戏就是依靠它来呈现创新图形的。 例如,红色警报(Red Alarm)采用了由CPU渲染的多边形构建的场景。

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红色警报(1995)
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水世界(Waterworld)(1995)
这两款游戏都尽量少使用VIP来绘制图形,而是让CPU来绘制主要图形。

遗憾的是,像可见表面确定这样的基本问题并不总是能得到很好的解决,我不确定这是否是由于CPU的限制造成的。 总之,这导致场景变成了杂乱无章的网格,玩家很难分辨哪些物体在其他物体后面。


音频

试想一下,将Game Boy的波形通道乘以5,再加上一个噪音通道,就能产生如此美妙的音效: 这就是Virtual Boy的声音芯片。 你也可以把它看作是PC Engine的同胞兄弟。

马里奥网球(Mario’s Tennis)(1995)

主板上还有一个名为虚拟声音单元(Virtual Sound Unit,“VSU”)的芯片提供声音功能。 PSG依靠内部RAM存储5个波表和一个寄存器文件来配置6个可用通道中的每个通道。 寄存器为8位宽,而内部RAM与6位数据总线相连(CPU仍将6位字视为单字节,但会舍弃上面的两位)。

每个波形由32个PCM采样(以6位值编码)组成。 通道具有平移控制设置(左右音量从0到15)和11位频率控制。

每个通道还有一个基本的包络控制,可使音量随时间增长或衰减。 第五个通道支持更多效果,即逐步移动频率的扫频功能和根据内部RAM中存储的一些值改变波形的调制器

第六/最后一个通道只能输出噪音

输出

混合输出为立体声,分辨率为10位,采样率为41.7 kHz。 还值得指出的是,游戏机带有立体声扬声器,因此不必戴耳机也能欣赏到这种效果!


I/O

从理论上讲,这是一款“便携式”游戏机,所以不要指望它有能改变游戏规则的配件(双关语)。 不过还是有一些有趣的东西。

接口

在内部,除了VIP独自处理的某些区域外,每个组件都与CPU直接相连。

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外壳底部右侧[10]。 展示了控制器(串行)端口和外部(通信)端口

从外部看,有两个连接器可供配件使用:

  • 串行端口: 连接控制器。 数据传输以串行方式进行(每次1位)[11],但接口将其调整为返回一个16位值供CPU读取(每按一位表示按下一个按钮)。 还可以设置中断,在按下任何按键的瞬间通知CPU。
    • 该连接器的一个引脚还将5V电压从控制器发送到游戏机。 这实际上是用来为游戏机供电的
  • 通信端口: 虽然本身不是配件,但这个端口用于与另一个Virtual Boy通信。 这让我想起了Game Boy使用的Link电缆。 两个Virtual Boy使用串行数据流以主从方式进行通信。
    • 这不禁让人好奇,任天堂设想的是什么样的多人游戏功能。 遗憾的是,最终没有游戏使用这一功能。

控制器

Virtual Boy的手柄与其他游戏机相比非常奇特。 它与超级任天堂的手柄有些相似,但没有“X”和“Y”按钮,手柄更大,右侧还有一个额外的 D-Pad。 除此之外,你在玩游戏时还得盲操

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手柄[12] 注意中间的滑块是“电源开关”。
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电池包安装在背面[13]
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您可以购买一个单独的盒子,专门用于连接SNES电源进行交流到直流的转换[14]

此外,由于手柄也要供电,它的背面还配有一个可拆卸的电池包。 电池包名为Tap,可装六节AA电池。 如果用户厌倦了在六节电池中的任何一节用完后再找电池,也可以购买另一个可连接外部电源的Tap。

在使用后一种配件的情况下,用线缆连接所有东西进行游戏可能会感觉像纸牌屋(尤其是在游戏过程中不能看的情况下),但我想如果你不想担心电池问题,这就是代价🙂。


操作系统

V810从地址0xFFFFFFF0H开始执行。 这意味着,当Virtual Boy启动时,它将从该地址查找指令。 也就是说,该地址位于卡带ROM上。 这意味着游戏在硬件初始化方面占先手。

此外,主板上没有任何BIOS芯片,因此不会有任何操作系统或抽象层来帮助简化操作。

家务活

为此,任天堂指示开发人员执行几项杂务,以确保这台游戏机的正常运行,这些杂务包括:


游戏

也许有人会认为,游戏开发会沿用Game Boy的设施(即坚持汇编语言),但事实证明,任天堂和NEC在这一领域投入了大量新技术,以加快/现代化这一领域的发展。

开发生态

游戏工作室可以选择购买任天堂提供的开发套件,其中包括一个设备齐全的调试站、一个工具链和大量文档。

硬件套件名为VUE开发系统(“VUE”是这款游戏机的代号),它是一个类似PC的塔式设备,包含Virtual Boy的内部结构,外加4 MB内存(可扩展至8 MB!)。 它与一个耳机(外形与零售版Virtual Boy相同)和一个零售版控制器相连。 为了运行和调试程序,开发套件中包含一块接口板,可以通过SCSI与IBM PC通信。 要使用该设备,需要一台配有英特尔80386处理器、2 MB内存和MS-DOS的 IBM PC/AT(或其兼容机)。

软件包包括链接器、汇编器和调试器。 应要求,任天堂还提供了C 编译器。 这意味着不再需要直接用汇编语言编写程序! 总而言之,这套装置占用了您宝贵而又嘈杂的1.5 MB硬盘空间。

可惜的是,这种开发模式最终随着Game Boy Colour的发布而被淘汰。 我猜这是因为Game Boy的CPU无法处理来自编译器的“未优化”代码。

存储介质

游戏卡带被称为Game Paks。 它们的名称与Game Boy的媒介相同,但在形状和功能上却完全不同。

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一款零售游戏的例子。

由于内存地址空间的原因,ROM的最大容量可达16 MB,无需映射器。 这也适用于外部RAM(最多16 MB)。 与Game Boy一样,它们也可以使用捆绑电池的SRAM。 卡带使用16位数据总线访问。

仔细想想,16 MB的ROM在90年代中期已经不少了。 毕竟,GB ROM的最大容量是128 KB! (没有映射器)。 另一方面,别忘了这款游戏机使用的是32位地址,因此每个指针都有4字节长。 这是Game Boy地址长度(2字节)的两倍,因此需要更多空间。

规定

出于安全考虑,任天堂指示开发商在游戏中加入一些图像,以减轻因屏幕时间过长而可能引起的眼睛疲劳和其他情况。

游戏必须包含“请阅读说明书”警告、对齐指南和自动暂停对话框。

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第一屏
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第二屏(只显示左眼的画面)
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第三屏,此屏可交互

这些屏幕将在游戏机开机后出现。 第一屏“命令”用户在继续操作前阅读使用说明书。

第二屏是某种“测试卡”,用来正确调整IPD刻度盘和对焦滑块。

第三屏询问用户是否希望每隔 30 分钟提醒他们休息一下。

第一和第三屏通常是根据游戏主题定制的。

我认为任天堂在Wii发布之前再也没有规定过这样的规则。


反盗版和自制游戏

事实上,任天堂创造了另一种不同的Game Pak,这让他们得以保留对销售的控制权。 不过,由于这款游戏机从未流行起来,盗版者可能根本不会去管它。

除此之外,这台游戏机没有实施任何防拷或锁区机制。 从美国和日本进口的游戏都可以在对方的机子上使用。 此外,如果有人愿意自己生产Game Paks,自制软件也是可能的。

据我所知,烧录卡理论上是可行的,但只有两款实现了商业化,即“FlashBoy Plus”和“Hyperflash32”(我不在这打广告! 但我认为这些烧录卡值得一提)。


这就是全部了,伙计们。

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我弟弟在摆弄Virtual Boy。
他是用户研究小组仅存的成员😉

在这个系列中,我们看到了各种各样的系统,有些系统的CPU性能有限,但协同效应令人印象深刻;有些系统的硬件有问题,但包装精美。 然而,Virtual Boy这个案例是一个有趣的计划: CPU性能并不受限,显示芯片也能胜任工作。 音效并不出众,但仍与市场上的其他便携式游戏机相差无几。

那么,为什么没有多少孩子玩它呢? 恐怕市场研究超出了本文的范围。 但从技术角度看,我认为是信息没有传递到位: 归根结底,如果你只能看到红点,那么没有人会关心仿射变换或流水线CPU。

我想,这就是我写这篇文章的主要动机,以某种方式证明创新技术可以无处不在,甚至在我们最意想不到的地方。

我还要感谢Planet Virtual Boy社区帮助我完成这项研究。 他们目前正在开展许多赋予Virtual Boy新生命的项目,我建议大家去他们的论坛看看,了解更多信息。

最后,这是“复古传奇”的最后一篇文章,下一篇文章将从PSP开始,回到(相对)现代的渲染器!

下篇文章见!
Rodrigo


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@misc{copetti-virtualboy,
    url = {https://www.copetti.org/zh-hans/writings/consoles/virtual-boy/},
    title = {Virtual Boy架构 - 一份实证分析},
    author = {Rodrigo Copetti},
    year = {2021}
}

or a IEEE style citation:

[1]R. Copetti, "Virtual Boy架构 - 一份实证分析", Copetti.org, 2021. [Online]. Available: https://www.copetti.org/zh-hans/writings/consoles/virtual-boy/. [Accessed: day- month- year].
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Rodrigo Copetti

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