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SGL的运作游戏的基本 4 l$ ^) [0 k, g; |
q9 V f+ C' z" W4 ~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。
( T5 T4 n1 u. x/ Y6 S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。
& W; f/ p0 N6 ?& W- X9 l8 k3 R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。; I1 O! J4 L# o; Q
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。1 ]# V! _; @2 [6 v2 d
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。
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5 k4 d2 h. b. d$ q) 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。" ?- R4 b9 r D" D- {+ W, ~
顶点坐标演算
' n. z. f, m% S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」。+ k0 M2 u1 k9 P
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。, r' _7 o9 S) ~. u7 L4 a, _
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。
0 L4 ?/ s2 ?! r" s" a& ]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。0 H2 f2 G4 t$ t3 Y3 f
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。
) w' t$ N, D g' A, L# T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 ?3 j: |, [6 I7 F8 v0 ^
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。
6 } |+ `( g: V7 X0 j: e; F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。
" U0 d3 n3 V" ?3 z1 K. M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。
+ C6 t; z4 n) m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。4 M; O5 X. _! K1 m
副CPU的运行指令
3 [8 _+ C8 l0 L' d3 o) \0 ]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。
2 b3 S( _& n- M% X6 W* Z( M3 a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。# K& \, ]: }& U) w5 B8 h+ k+ f
SGL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。! Q# i6 F6 T5 D5 n; [" \' f* G
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。- O% S' B, j' P( g# u9 y9 D0 K* L, Y
SGL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。
7 h' A) c7 d3 s; l3 I; X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。
: Z$ u5 O: S, ] ]' O( J可以说世嘉尽了最大的努力去发挥双CPU的能力。
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