遊戲知識瞭解之遊戲儲存的發展之路

前言

從電子遊戲誕生以來，電子遊戲的儲存方式就一直在發展與變化。最初的電腦遊戲和電子遊戲都是被固定在硬件主機上的，後來隨著計算機軟驅和軟盤的出現，電腦遊戲開始用軟盤來儲存，再後來隨著卡帶和光盤的出現，遊戲的儲存又發生了巨大的變化。

今天我就帶領大家一起來回顧遊戲儲存的發展之路。

1.遊戲軟盤

在早期的電子計算機時代,電腦程序都是固化在硬件設備主板上的,程序只能在計算機內部進行編寫,不能導出、外部存儲及轉載。20世紀70年代初期,BM公司推出的全球第一臺PC,為計算機業帶來了革命性的飛躍,但是IBM的 System370計算機面臨這樣一個間題,就是這種計算機的操作指令存儲在半導體內存中,一旦計算機關機,指令便會被抹去,所以計算機存儲介質的研發成為了關鍵。

1967年,美國IBM公司推出了世界上第一張"軟盤",直徑32英寸,這是電子計算機領域出現的最早的可移動存儲介質,軟盤的讀寫通過計算機上的軟盤驅動器設備來完成1971年,美國人 Alan Shugart發明製作出一種直徑8英寸的表面塗有金屬氧化物的塑料質磁盤,這就是我們所說的標準軟盤的鼻祖,但當時容量僅有81KB。1976年, Alan Shugart又研製出525英寸的軟盤,售價390美元,後來用在IBM早期的PC中。 Alan Shuga離開IBM後創辦瞭如今世界著名的希捷( Seagate)公司,他也被尊為計算機磁盤之父。1979年日本SONY公司推出了3.5英寸的雙面軟盤,容量為875KB,到1983年容量已達1MB。發展到20世紀90年代,3.5英寸/1.44MB軟盤成為了PC的標準數據存儲和傳輸方式之一。

軟盤驅動器

軟盤

在軟盤出現以後,各種電腦軟件和程序可以通過軟盤進行存儲、複製和讀取,從此電腦軟件走向了實體銷售的商業化道路,這其中也包括電腦遊戲軟件。早期的電腦遊戲商業化產品同樣都是利用軟盤進行存儲和銷售的,尤其在20世紀80年代到90年代初期,PC市場上流行著大量利用軟盤作為載體的電腦遊戲軟件,這也就是我們所說的"軟盤遊戲"。軟盤遊戲並不僅僅指的是PC遊戲,任天堂曾經在FC和SFC家用遊戲機上也推出過帶有軟盤驅動器的讀取設備,所以凡是利用軟盤作為遊戲存儲載體的都可以算作軟盤遊戲。

在 PC DOS時期,電腦遊戲基本都是軟盤遊戲,當時經典的遊戲包括《波斯王子》、《模擬城市》、《猴島小英雄》、《鬼屋魔影》系列、《神祕島》系列、《魔法門》系列、《大航海時代》《命令與征服》、《文明》系列等。國內的原創經典遊戲包括《大富翁》系列、《仙劍奇俠傳》《軒轅劍》、《金庸群俠傳》、《俠客行》、《天使帝國》等。但隨著電腦遊戲的迅猛發展,144MB的容量已經難以滿足遊戲的存儲,20世紀90年代以後,遊戲的容量越來越大,往往需要數張軟盤才能裝下一部完整的電腦遊戲。

1998年,蘋果推出的第一代iMac,是第一臺捨棄軟盤驅動器的電腦。戴爾2003年推出的Dimension臺式機也放棄了軟盤支持,之後標配軟驅的新電腦越來越少。2007年2月,歐洲最大的電腦零售連鎖店 PCWorld宣佈停止銷售軟盤驅動器和軟盤。2009年9月,索尼公司宣佈,公司全面停產3.5英寸軟盤驅動器產品,到2011年3月,擁有軟盤市場7成份額的索尼公司正式結束在日本銷售軟盤。到此,軟盤這一擁有30多年曆史的遊戲載體,宣告正式退出歷史的舞臺。

2. 遊戲卡帶

卡帶遊戲是指利用卡帶作為存儲載體的電子遊戲。遊戲卡帶主要出現在家用遊戲機領域,最早使用卡帶作為遊戲存儲介質的遊戲機是美國雅達利公司於1974年推出自主研發的《Pong》家庭版遊戲機,之後雅達利2600型家用遊戲機正式開啟了卡帶式遊戲機時代。在8位和16位家用遊戲機時代,幾乎所有的遊戲機都採用了卡帶式的設計,包括FC、SFC、MDGB等。

任天堂卡帶

卡帶遊戲

下面簡單給大家介紹一下游戲卡帶的儲存方式：

1. SRAM,即靜態隨機存取存儲器。這是大多數卡帶採用的存檔方式,SRAM需要電池來維持其工作電壓,一旦電池斷電,它存儲的數據也將隨之消失。例如,世嘉MD家用遊戲機的SRAM卡帶採用CR2032電池供電,電池以點焊方式固定,優點是接觸性好,不會出現接觸不良而導致的丟檔現象,缺點是焊死的電池普通玩家難以更換。
2. EEPROM,又稱E2PROM,是一種可擦可編程的只讀存儲器,無須電池供電,屬於芯片記憶。當然,SRAM也是芯片記憶,由於需要電池供電,所以通常把SRAM卡帶簡稱為電池存檔卡帶。
3. FLASH,閃存存儲器。Fash記憶的好處是,比 EEPROM的容量大,同時比SRAM安全,一般不會損失數據。但不同廠家的 FLASH要用不同的驅動代碼,一般來說開發人員要將不同廠家的驅動都放在軟件中,通過讀 FLASH的ID來判別廠家型號。
4. (FRAM,即鐵電存儲器,不需要電壓即可保存數據,這也是FRAM的最大優勢。FRAM記憶方式除了不要電池維持外,其他各方面都和SRAM記憶的卡帶一樣。FRAM具有像FLASH一樣的不需要電池的好處,同時有比 FLASH更快速的讀寫速度,任天堂後期大多用卡帶都採用了這樣的方式來製作。
5. PASS WORD,即密碼式記憶。這是一種特殊的遊戲存儲和記憶方式,密碼有活密碼和死密碼兩種,活密碼即遊戲將人物的狀態、道具和關卡等要素生成密碼。而死密碼則是每個關卡的密碼是固定的,死密碼很短。密碼記憶的原理類似書籤,如某本小說的某段劇情是第101頁第3段,那麼生成的密碼就是101-03,當你再次看書時按照這個密碼翻到第101頁找第3段即可,遊戲同理,只不過是尋找ROM的內存地址。

隨著遊戲技術的發展和遊戲自身容量的擴大,同時考慮生產成本的關係,在家用遊戲機進入32位時代後,以世嘉SS和索尼PS為代表的遊戲機都開始放棄繼續用卡帶作為遊戲載體,而是開始應用光盤來存儲遊戲,從此遊戲卡帶逐漸淡出人們的視野。如今,除了任天堂公司的3DS掌機還在使用遊戲卡帶外,幾乎在任何其他電子遊戲設備上都再也見不到遊戲卡帶的身影。

3. 遊戲光盤

光盤遊戲是指利用光盤作為存儲介質和載體的電腦遊戲或電子遊戲。光盤是以光信息作為存儲物用來存儲數據的一種介質載體。光盤存儲技術是20世紀70年代初開始發展起來的項新技術,光盤具有存儲密度高、容量大、可隨機存取、保存壽命長、工作穩定可靠、輕便易攜帶等一系列其他存儲載體無可比擬的優點,特別適合大數據量信息的存儲和交換。

光盤

最早的光盤被稱為CD,CD格式在1982年就已經問世。1985年,飛利浦公司和SONY共同發佈了適用於PC的 CD-ROM格式, CD-ROM光盤不僅可交叉存儲大容量的文字、聲音、圖形和圖象等多種媒體的數字化信息,而且便於快速檢索,因此 CD-ROM驅動器已成為多媒體計算機中的標準配置之一。1989年，日本Taiyo Yuden公司開發出一種表面包有有機純基的CD媒體,這種媒體能通過一個可在光盤上寫信息的專門設備進行記錄,同時所寫的光盤能被任何 CD-ROM驅動器讀取,這種光盤存儲被稱為CDR。

CD誕生之後迅速發展為世界範圍內最為流行和通用的移動存儲載體,CD的出現也推動了電腦遊戲技術的發展。1994年,當人們對遊戲的印象還停留在3.5英寸軟盤的時候,《神祕島》卻破天荒地採用了滿滿一張CD,這是最早利用光盤作為存儲媒介的電腦遊戲,到了《神祕島2》的時候,光盤容量已經擴充到了5張(見圖3-86)。相比軟盤1.44MB的可憐容量,CD可以裝載700MB數據。容量上的巨大提升,帶來在當時看來精美絕倫、氣勢恢宏的畫面表現。那一年,有許多遊戲玩家為了嘗試《神祕島》而購置光驅,甚至有評論說,是《神祕島》帶動了 CD-ROM的發展。

金庸全俠傳

初代《神祕島》的最終銷量高達600多萬套,在2002年EA的《模擬人生》問世前,它直是全球最暢銷的電腦遊戲。軟盤和此前的任何一種介質,都無法承載如此精美的畫面,遊戲界逐漸意識到,媒介的變化將帶來遊戲內容的革新。對於遊戲機領域來說,最早裝載 CD-ROM的遊戲機出現在1988年,日本NEC公司為1987年推出的PCE家用遊戲機加裝了 CD-ROM光驅,PCE成為了世界上第一臺搭載CD-ROM系統的家用遊戲機。在進入32位遊戲機時代後,世嘉的SS、松下的3DO、索尼的PS等遊戲機也都開始應用光盤作為遊戲存儲載體,任天堂公司直到NGC主機才將遊戲卡帶換為光盤存儲,而任天堂不順應時代發展的行為也得到了失敗的教訓。

1994年,CD的下一代存儲光盤DVD格式發佈,DVD以MPEG2為標準,以SONY公司推出的單層DVD容量為47GB,以東芝公司推出的雙層DD容量為85GB,索尼為了推廣自己制定的DVD標準,於200年推出的PS2遊戲機是當時世界上價格最低的DVD播放器,之後微軟的XBOX,以及任天堂的NGC、Wi等家用遊戲機也陸續採用DVD作為遊戲媒介

在這一時代除了CD、DVD等格式的光盤媒體外,也出現過特殊格式的光盤,如2005年,索尼電腦娛樂(簡稱SCE)自主研發的UMD光碟全稱為" Universal Media Disc(通用媒體光碟)"。JMD尺寸為65mm×64mm×42mm,具有塑料保護外殼(見圖387),UMD碟採用660納米紅光鐳射雙層記錄方式,最高容量為1.83GB,UMD光盤只有只讀格式,使用128 BIT AES加密技術。UMD碟是作為索尼便攜式掌機PSP的遊戲存儲光碟,但在索尼的計劃中,這種新一代小型光碟將會廣泛應用到各種影音產品中,索尼集團旗下的索尼音樂、索尼電影等都推出了採用UMD存放的MTV和電影。2013年UMD規格有" UMDAudio"和" UMDVideo"兩種,採用了新一代的H264AVC影像壓縮標準,以及索尼自主制定的 ATRAC3Pus音頻壓縮標準。

相比遊戲機市場對於DVD格式的熱衷,電腦遊戲廠商的步伐相對緩慢一些。在2003年的國內市場上,DVD與CD的比率約為4:6,當時4張CD幾乎成為了國產遊戲的標準容量,而《心跳回憶2》與《櫻花大戰2》等遊戲的容量都高達8張CD,遊戲安裝時需要反覆換盤,時至今日,遊戲的容量已經逐漸超出DVD的能力範圍,《質量效應》、《龍紀元》、《全面戰爭》等遊戲大作,容量都為10-20GB,微軟《模擬飛行10》的專業套裝甚至達到了前所未有的350GB,共90張DVD,令人震驚。這一切也促使了新一代存儲光盤的誕生。

1998年,飛利浦與索尼公司率先發表了下一代光盤的技術論文,並著手開發單面單層實現23GB~25GB的技術方案。2002年,以索尼、飛利浦、松下為核心,聯合日立、先鋒、三星、LG、夏普和湯姆遜共同發佈了0.9版的 Blu-ray Disc技術標準(見圖3-88),由此DVD的下代存儲光盤誕生。 Blu-ray意思為藍光,簡稱BD,藍光是迄今為止最先進的大容量光碟格式,因使用藍色激光讀取和寫入而得名,它可以提供超過傳統DVD存儲容量約5倍的空間,單層存儲約25GB,雙層存儲約50GB。在速度上,藍光的單倍1X速率為36Mbps,即45MBs,允許1X-12X倍速的記錄速度,即每秒45MBS54MBS的記錄速度。DVD的畫面分辨率是720×576(PAL制式)或720×480(NTSC制式),每幅畫面的有效象素數量為35萬,而BD的分辨率則是1920×1080,有效象素是207萬,是DVD的5倍多。另外,BD畫面的色彩飽和度和亮度遠遠高於DVD,色彩還原能力比DVD高出數倍,畫面非常細膩逼真。

藍光技術以其超大容量、高速讀取、堅固耐磨成為了新一代的存儲標準。在電影行業藍光在海外市場上已經逐漸取代DVD格式,其1080P高清規格成為了家庭視頻影像的新標準。在電子遊戲領域,索尼率先推廣藍光技術,搭載藍光光驅的PS3描繪了新一代遊戲的真正面貌。熱門遊戲《黑色洛城》PS3版只需要一張藍光碟,而僅配備DVD光驅的Xbox360版則需要在三張DVD中進行切換。《星之海洋4》和《最終幻想X》等遊戲也同樣如此。

遊戲光盤

儘管藍光光驅已經成為中高端電腦的標準配置,然而和DVD時代的表現一樣,電腦遊戲仍然落後家用遊戲機行業。到2010年,市面上仍然沒有一款電腦遊戲採用藍光格式作為存儲媒介。2011年7月,盛大遊戲宣佈在國內推出大型MMO網絡遊戲《永恆之塔》的藍光客戶端。《永恆之塔》是韓國 NCSOFT公司製作的"次世代"網遊,遊戲在當時的畫面視覺效果上實現了革命性的突破,其光影效果與景深感讓人沉醉,遊戲角色的細節也遠遠超過同類遊戲,強大畫面效果所帶來遊戲容量的大幅度提升,應用藍光存儲也成為了必然結果。利用藍光作為存儲的遊戲客戶端玩家只需一張光盤即可完整安裝遊戲,之前DVD版客戶端需要3張光盤。得益於藍光的超大容量和媒體兼容性,光碟內還特別收錄了遊戲影像,玩家可以直接通過PS3或藍光播放機觀看精彩視頻。隨著藍光技術的普及,我們相信會有越來越多的電腦遊戲應用藍光作為存儲載體。

4. 電子版遊戲

電子版遊戲也稱數字遊戲,是指通過互聯網複製到遊戲終端設備的下載版遊戲。數字遊戲是網絡時代新型的遊戲傳載方式,與傳統的遊戲載體相比,數字版並不是以類似軟盤、光盤、卡帶等實體的形式出現,實際上它只是一種網絡數據,只能在終端遊戲設備之間進行相互轉移和複製。 在電腦遊戲領域,最早的數字版遊戲是隨著 Steam平臺而興起的。 Steam平臺是一個由 Valve公司開發,集數字發行、數字版權管理、多玩家遊戲、在線交流於一體的多功能平臺。無論是獨立開發者,還是大型的軟件公司,都可以通過該平臺進行遊戲,以及相關媒體的發佈。2003年,Steam系統起與《反恐精英1.6》問世,至目前為止, Steam的運作十分成功廣泛,無數遊戲發行公司的遊戲在此平臺上發行和更新。

用戶可以通過 Steam平臺對各種數字版遊戲進行支付購買和下載,對於已經下載的電腦遊戲, Steam平臺還可以提供聯機對戰、在線交流等多方位服務。 Steam平臺經典的遊戲包括《反恐精英》(CS)系列、《求生之路》系列、《傳送門》系列、《軍團要塞2)《Dota2》等。在家用機領域,SONY、任天堂、微軟等遊戲機廠商也都開放了專屬的遊戲平臺。例如,索尼的 PS Sore、任天堂的Ehp、微軟的XBOX在線商城等。這些遊戲平臺為各自專屬的家用遊戲機用戶提供數字版遊戲的購買和下載、免費試玩,以及各種影像和資訊的下載服務等。

與傳統的遊戲載體相比,數字版遊戲具有明顯的幾個優勢：

1. 足不出戶即可買到遊戲只要有一臺接入網遊的遊戲設備就可以輕鬆下載到遊戲軟件,節省了實體軟件購買的環節和時間。
2. 縮減了製作成本,降低了用戶購買的價格數字遊戲由於沒有實體載體和包裝,使得製作方成本大大降低,而遊戲用戶也可以以更低廉的價格購買到遊戲。
3. 減少了遊戲損壞和丟失的風險實體遊戲如果一旦損壞或者丟失就必須重新購買,而數字版遊戲通常只需要網絡賬戶支付購買一次,便可享受終身下載使用的服務。
4. 可以享受到更多的網絡服務數字版遊戲通常要通過特定的網絡遊戲平臺才能購買,而除了遊戲付費下載外,遊戲平臺還為用戶提供如聯機對戰、在線交流、免費試玩、影像資訊下載等眾多網絡化服務
5. 杜絕了遊戲的盜版由於數字版遊戲是通過網絡聯機進行驗證和登錄的,所以這樣大大降低了遊戲被盜版的可能性,保護了遊戲製作者的合法權益,也規範了遊戲市場的正常運行。

結語：

隨著網絡化和雲技術的發展,數字遊戲越來越成為一種普遍的遊戲載體方式,隨著網絡遊戲平臺的推廣和優勢,數字遊戲已經被大多數遊戲製作廠商和遊戲用戶所接受,成為未來遊戲載體發展的主流方向。