% h9 ~- d$ E7 I! lSGL的运作游戏的基本
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在讨论SGL之前,先和大家说明一下制作一个游戏的基本吧。不管是红白机还是MEGADRIVE还是PS都是共通的基本。7 i1 ^9 ?+ B3 ]1 l; T
先想象一下《魂斗罗》吧。无论是通过手柄操纵的人物,射出的子弹,还是运动的敌人,都是程序在控制他们。游戏开始后只有自己操控的人物的时候和BOSS带着一帮小怪大闹的时候的运算处理量是不同的。0 u0 y( {% L& K6 A: }5 \
当然程序的处理速度也会有变化。游戏开始当初,处理很快就会结束。但BOSS战时,程序处理就需要相当长的时间。
( M5 t E3 B6 }2 w但是,游戏并不会在开始的时候运行的飞快,BOSS战时运行的龟慢(红白机是性能过低所以才会如此。有种可爱的拼命感,所以个人挺喜欢)。这是因为游戏会根据「画面绘制的实际」来调整游戏的处理速度。
" E7 a, |* P9 U+ k- c电视的NTSC(日本的游戏机,日本的电视信号规格)信号制式,一秒钟描绘60帧画面,游戏的程序以描绘1帧的时间为基准处理。具体地说就是,游戏的程序必须在1/60秒内完成处理。程序提早完成处理也不会有问题。处理结束后,CPU会等待画面绘制结束。' g! W( a" L, e! Y8 A# F
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7 G: o/ c! k: h! {, ^* O! @) P等待画面绘制完成的处理是以一定的速度进行。画面绘制处理完成后,再输出新的画面,并进行下一轮的游戏程序处理。如此一般,游戏的画面就会完整,漂亮的出现在电视机上。
1 v5 d% e4 E$ ^0 C1 F+ u& w6 u顶点坐标演算
% [) T9 |1 T1 S/ w# R1 h& x5 T运用SGL制作游戏,只要遵循刚才提到的「基本」就可以。游戏的处理过程中,想要展现多边形的话,只需要向SGL指示「在某个立体坐标系中放置多边形」。1 ]. S0 h" J: {/ x, C8 Z, \+ S- g
程序猿不需要去在乎顶点坐标演算的过程内容和结果。事实上,也无法知道。! `9 `" y! W4 X3 V9 k3 J
向SGL指示显示多边形,程序猿会以为「SGL会进行计算」。试着不然,SGL根本就不会去进行多边形演算,仅仅试将输入的值放进内存,随即重新开始处理游戏程序。所以程序猿无法通过SGL来访问顶点坐标演算的过程、内容和结果。! c3 z1 C7 v; \
进行顶点坐标演算的是副CPU。就是大家以为没有在工作的那个副CPU。一个员工放在工作岗位上,没有一个老板会容忍这个员工每天只会打瞌睡、划手机、吃垃圾外卖。副CPU在发现内存中有数据之后就会立刻对数据进行顶点坐标演算。
# _9 ^3 V. u9 t刚才提到过顶点坐标演算很复杂,对于SH2来说是一个很大的负担。将顶点坐标运算交给副CPU,主CPU会继续进行游戏程序的处理。
" p* O! s% Z; r) J! l游戏程序处理就代表被显示的多边形数据也源源不断的被生成。副CPU根本就没有空闲。4 Z+ ]$ B0 t! U* A6 C
事实上,按照这个方法进行,处理时间依旧不够。对于副CPU而言工作量过多,主CPU往往会先完成处理。主CPU在完成游戏程序的处理之后,会等待画面绘制完成。这时,程序猿会对SGL设定激发SGL的功能指令「停止处理等待画面绘制完成」。对于程序猿来说CPU已经停止了,而SGL会依旧保持活跃。. v, X5 x7 e3 u* ]9 E% z) H
仅依靠副CPU的算力,时间不够。在主CPU完成处理后SGL就会让主CPU也参与顶点坐标演算。顶点坐标演算结束后,SGL会继续调用两个CPU,将计算结果沿着Z轴排列,并处理成图像引擎VDP1可以调用的命令符。# R( h9 z: e( k" j* u
在这一切都完成之后,才会进入「等待画面绘制完成」的状态。主CPU会重新开始处理游戏程序;副CPU将处理画面输出的问题。
5 {3 C+ S4 _% f+ ^总体的思路就是,主CPU负责处理游戏程序,副CPU负责其他,在主CPU处理完游戏程序后会辅助副CPU。& I7 B' x- x: ~1 H1 ~* @
副CPU的运行指令% W' l- |7 q% g9 ~6 y
SGL中有一个明确的指令「让副CPU运行程序」。这个指令会将放置程序的内存地址交给副CPU,副CPU在空闲时会进行处理。因为是空闲时进行处理,所以也无从知晓这个程序何时会被处理。如果是3D游戏,副CPU也很难会有空闲。世嘉提供的信息也很少,所以也很少会有游戏使用这个功能。
6 I0 Q: j# j: g$ c% X所以「很多游戏都只会用到一个CPU」这样一个误解,应该是来源于此。
- a! j! Q' Q: VSGL本身也不是3D游戏专用的运行库,SGL也可以用来制作2D游戏。而在处理2D游戏时,副CPU也需要处理画面输出、音乐处理等工作。不管怎样,与「很多游戏都只会用到一个CPU」谣言相反,大部分游戏都会用到两个CPU。6 T- H( S* D; a
有一种说法「两个CPU无法获得两倍的性能,大概就是1.2倍到1.4倍,撑死1.8倍」。这是必然。如今的PC/AT电脑也无法通过增加一个CPU来获得两倍的性能。问题的根本在于总线带宽。有两个CPU,两个CPU之间就会抢夺总线带宽,甚至会导致一方的CPU对内存或者其他存储器或者元件进行访问而停止工作。
, F- n: t; \" v5 xSGL则会将两个CPU进行合理分工,让副CPU主要进行顶点坐标演算。毕竟和PS相比土星最大的弱点是不擅长顶点坐标演算。SGL的顶点坐标演算部分完全由汇编编写,可以完整地收纳在缓存了并尽可能高速运作。
1 x: f/ Q( x/ o8 R8 P5 i$ u在使用SGL时,副CPU不会占用总线来对程序进行访问。也就是说副CPU不会妨碍主CPU的工作。虽然副CPU在进行顶点坐标演算时会占用总线访问内存,但大部分时间还是在运算坐标。所以抢夺总线带宽的事情基本不会发生。主CPU在完成游戏程序的处理后会进入到等待状态。有SGL的存在,在主CPU完成工作后,SGL会继续调用主CPU,合理进行工作分配。/ W$ j* }0 [+ [( r( Y& ^
可以说世嘉尽了最大的努力去发挥双CPU的能力。7 G, b3 U! G* e$ D: V; z+ \/ p
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