一个码农是怎么用游戏推动计算机图形学的？

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　　自上世纪70年代光栅显示器诞生以来，计算机图形学便在创造社会价值方面做了不少贡献。往逼格高了讲，曾经用于国土信息和自然资源的绘制，为国家提供了治理和开发的科学依据。从小的层面来看，无论是社畜拿CAD画几张工程图，还是拖着疲惫的躯体回家打开游戏抚慰一下身心，我们都能看到图形学的影子。

　　归根究底，它就是用数学算法让二维和三维画面在屏幕上显示的科学，非常亲民。

　　所以图形学研究有个很有意思的现象，虽然许多前沿技术都诞生在军事或者科研领域，但将其普及并「用之于民」的，游戏可以说是其中的中坚力量 —— 开发了《Doom》的约翰·卡马克（John Carmack），背后就有几个很有代表性的例子。

　　凡是涉猎过计算机技术的人，应该都听过他的名字，这是个被誉为「编程界莫扎特」的男人，能力离谱到面对任何需求，都能在一周内完成基础设计工作。

　　作家大卫·库什纳（David Kushner）也在《Doom启示录》中写提过一段轶事，说这人在读初中的时候为了从学校弄台苹果II型电脑，用铝热剂和凡士林调制了一种粘性物质把窗户给融给了，结果被抓去少管所服刑一年，可见他对计算机技术已经痴迷到了魔怔的程度。

　　当年正在开发《Doom》的约翰·卡马克，现在已经成为游戏行业的活化石

　　稍微列举一下卡马克在计算机图形学领域的成就，就包括「自适应贴图刷新」（Adaptive tile refresh）、「二叉空间分割」（Binary space partitioning）和「卡马克反转」（Fast Inverse Square Root）等技术的应用，他们全都和游戏有关，最后又惠及医疗和教育等其它领域。

　　自适应贴图刷新

　　约翰·卡马克对游戏产生兴趣是从1978年的一个暑假开始的，那时只有八岁的他，在游乐场初次体验到了《太空侵略者》（Space Invaders），这是一款在全球引爆过热潮的街机STG。

　　火爆到什么程度呢？甚至一度有传闻称它导致了日本的百元硬币出现短缺，就连卖粗点心的商店外面都要摆上几台来招揽顾客。

　　座无虚席的《太空侵略者》机厅

　　娱乐与技术的美妙融合，迅速在卡马克心中埋下火种，这颗种子随着年龄增长生根发芽。他在密苏里堪萨斯城大学进修期间，仅读了两个学期，就迫不及待跑去做了一名自由程序员。

　　为了拿到路易斯安那州Softdisk公司的程序员岗位，这人在雪地里步行了五公里才赶到招聘现场。好在得偿所愿，最终有机会与和艺术家阿德里安（Adrian Carmack)、设计师汤姆·霍尔（Tom Hall）以及约翰·罗梅罗（John Romero）等才华横溢的人共同开发游戏。

　　80年代北美的游戏行业仍由主机所统治，但编写主机游戏得配备一套昂贵的开发环境，通常需要公司支持。而个人电脑（PC）在很大程度上被视为仅供商业使用，毕竟屏幕上的颜色少得可怜，内置刺耳的音效也很难提供消费者所需的感官刺激。即使如此，Softdisk的几个小伙认为PC对编程爱好者的门槛更低，而且还有可以挖掘的技术空间。

　　80年代的IBM电脑

　　他们最初的想法，是在PC上重现当时市场中最热门的游戏《超级马力欧兄弟3》。任天堂为了获得更强的图形性能，除了以主机作为基础外，还在扮演载体的卡带中加入了图形存储元件，使得《超级马力欧兄弟3》背景板和人物的横向滚动非常流畅。

　　其实相当一部分NES上的作品都能做到这一点，还有一些厂商为了让画面效果更好，在主机上搭载了专用的图形处理和加速硬件，然而当时的PC并不具备这种条件。

　　在80年代末期，几乎没有面向游戏的图形加速硬件兼容IBM的PC，程序员只能摸着限定标准，利用软件技巧变着法子来创建看似蹩脚的图形效果，这也是为什么角色扮演、策略模拟等对实时画面变化要求不高的内容在当时主导PC游戏市场的原因。

　　《超级马力欧兄弟3》的卡带芯片中存储着很多这样的活动块，可以快速调用

　　如果对比今天显卡的运行逻辑，应该说正常情况下，每帧整幅画面就是得重新渲染，但30多年前由于硬件性能受限，想要得到流畅的画面，计算机也只能说一声「臣妾做不到」了。

　　为了解决这些问题，卡马克决定围绕20世纪70年代出现的、用于滚动卫星照片等大型图像的原理，去编写一个图形显示引擎。

　　要让原本用于科研的技术民用化，得依赖IBM推出的一种叫做「EGA」（增强图形适配器）的显卡，它相比老的CGA（彩色图形适配器）有更多板载显存，虽然只能存储一个相对高分辨率的屏幕图像，但也可以变通一下，同时存储多个低分辨率图像，这让程序员有了一些操作空间。尽管通常只有300*200像素，不过对于当时的游戏来说已经够用了。

（编辑：二游网_173173游戏网）

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