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SGL的运作游戏的基本
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5 c# `: \6 R/ x; f- B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。
; @ [: Y: g# I8 E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。
q( d% k2 n$ e0 n; Z3 J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。1 s: O7 S1 e8 m
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。$ b9 d; d$ s! ~( \( C! p8 h, [' i
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。+ N' M3 a, |2 G( c% c
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' f/ g0 n% z, {6 q% v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。
, L! T& S p' x顶点坐标演算: n2 Z% E2 q. Q3 K% c$ l
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」。3 E0 C: T& A, G Z1 c7 ]
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。
: ~( _4 H1 K/ E3 l3 L. h7 x$ O5 p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。- h6 G: ]1 T; C& A: A" q6 F
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。4 q; G; t: H0 [7 ^. r
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* S( I8 F+ L8 H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。
. w" [9 |* s# X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。' _ Z% r, A, a* Z p. N
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。' z0 _9 y+ {8 n5 g' n$ s8 z8 _
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。2 \6 w4 Q: e& Y2 Z. O) I* 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。
0 J+ n9 ^4 i, \1 a, a! r# j副CPU的运行指令
+ S% Z! A* P/ d$ t" p1 _+ eSGL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。
0 V# m0 I3 _0 R# k) V0 C- q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。0 H. e, d5 J8 Y% ^3 H+ |! _' y
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。7 o9 v! ]( T4 w
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。' P6 W; V% E% i, _+ I* E8 ?; e$ k
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。! m0 b) k' ?; G7 V3 F7 f
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。
2 J7 z9 R, S; M# [& a6 w可以说世嘉尽了最大的努力去发挥双CPU的能力。
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