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40KB大小的红白机游戏能做成什么样?这支独立团队在挑战这个极限

文章来自http://www.sohu.com/a/258090699_628730 2018-10-10 10浏览

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在挤海绵般的程序设计中,往往有着创意之美。

现在还有人为35年前发售的FC开发游戏吗?答案是“有”,并且还不少。这支名为Morphcat Games的二人独立团队也在开发一款全新的FC游戏,并且他们在挑战一个新的极限:将游戏的容量控制在40KB以内。

仅有40KB的FC游戏存在吗?存在,初代《超级马力欧兄弟》就是。但如果将它的画面和Morphcat Games正在开发的《Micro Mages》相比,或许你会发现Morphcat Games到底是在挑战什么样的极限。

《超级马力欧兄弟》固然是经典中的经典,画面也达到了当时的最高水准。虽然《超级马力欧兄弟》的画面和《Micro Mages》比起来有点不那么生动,但是它同样也在压缩上付出了艰辛的努力。

和现在的游戏不同,FC游戏的画面由背景和活动块构成,背景是固定的,顶多能以卷轴形式活动,活动块的位置可以变化,但如果想让它们做出“动作”,就要像动画片一样,轮流播放不同的图案。游戏中用到的所有图案,包括角色动作的每一帧形象,都保存在ROM里。

但这就是马力欧在游戏里保存的活动块吗?其实并不是

FC前期的卡带上有2个记忆晶片,其中一个是跟CPU关联的PRG,它储存了游戏程序和声效,另一个是CHR,它跟FC的图形处理器(Picture Processing Unit)关联,里面保存着游戏用到的所有图形素材。在一张40KB的卡带上,CHR的大小只有8KB,并且其中一部分只能用于活动块,另一部分只能用于背景——这么做的目的是让开发者尽可能多地利用这些空间。

背景和活动块的每个单位,都是8x8像素大小的图案。FC呈现的画面本质上是一个32x28的网格,因此分辨率是256×224。每个活动块只能包含三种颜色,所以想用单个活动块去表现角色是非常难的。在《超级马力欧兄弟》里,吃了红蘑菇的长大马力欧就包含8个活动块。

那么,在一个8KB大的CHR里,留给活动块的空间是多少呢?答案是只能摆256个。栗子小子的走路动作,其实是一副形象不停地镜像切换,这也是为了节省空间。

而由于角色的形象都是活动块拼接而成的,所以保存在CHR里的数据,其实长这样:

而在这么多的限制下,《Micro Mages》还要做到以下几点:

  • 主角除了移动和攻击之外,还有踩墙跳、攀爬等等动作
  • 支持1-4人同屏游戏
  • 8个大关,26个小关
  • 隐藏要素和高难度模式

最后,这款游戏要被制作成卡带,并能够真实地在FC上运行。

Morphcat Games准备制作的实体版游戏

你可能会问,不管是日版的FC还是欧美的NES,不都只能插两个手柄吗?其实在1990年,任天堂为NES发售了一款名为“NES Four Score”的手柄分插器,当时有20多款游戏支持四人对战,日本市场则是由外设大厂HORI推出了同等功能的设备。

当然,可能大部分玩家都不曾知道FC/NES有四人对战的游戏,因此《Micro Mages》支持这个玩法,算是强行提高难度。FC游戏的另一项限制,是画面每行只能显示8个活动块。你可能会发现一些FC游戏有时候会出现角色身体的某块部位消失的情况,这就是同一行超过8个活动块导致的。

而四人对战,毫无疑问地增加了出现这种bug的可能。

Morphcat Games原本设计的主角是一个戴着帽子的小男孩,但这个形象需要占用4个活动块,如果4个玩家一起玩,那么同一行的活动块数量就会达到8个,这时候再出现一个敌人,角色们就会出现角色闪烁、消失的问题。

如果主角形象需要占用4个活动块,同一行的活动块数量就很可能超过8个

主角的形象也因此被改成了戴着帽子、黑着脸的1.5头身小法师,这个形象只占用1个活动块,因此在游戏画面上,它看起来比我们熟知的任何FC游戏主角个头都要小,而这也可能是开发组把游戏名定为“Micro Mages”的原因。

开发组为小法师设计了多达23种动作状态,这使得它看起来比其他任何FC游戏主角都要活泼,而这些动作也只占用了23个活动块,因此CHR里还可以放下很多敌人和NPC。

游戏中还存在着一些体型较大的敌人,开发组也想为它们设计出不同的动作和表情,这时候的压缩大法,自然是将对称的地方整合复用了。

这是第一关BOSS的所有表情,每个的大小为4x4个活动块

把BOSS切开,将一些可以复用的部位整合成一个

在场景上,FC运作的方式,就像是从背景CHR里选出指定的方块图案,放到指定的位置上,因此每个场景都需要花费一定的容量去记录方块的摆放方法。如果按照32x28的规格去记录,那么一屏场景的数据就要占用960字节的空间,很奢侈。

Morphcat Games的做法,是在原有的背景库之外,额外设置两个库,将4个方块组合在一起,称之为“大方块(meta-tile)”,并且把组合而成的各种大方块放在“大方块库”里。

这是最基础的素材库

这是大方块库,其中的每一个方块都有4个基础方块构成

这还没完。他们又把4个大方块组合在一起,称之为“大大方块(meta-meta-tile)”,然后再把它们放在“大大方块库”里。

这是大大方块库,每一个方块都由4个大方块构成。另一个需要注意的是这个库里格子的数量

这样做的话,在记录场景数据时,画面的密度就相当于从32x28变成了8x7,只占用60字节的空间。但Morphcat Games发现,这样做还是没法把游戏压缩到40KB大小。

《Micro Mages》是一款竖卷轴、玩家需要不断向上爬的平台动作游戏,这也给开发组提供了缩减容量的思路:如果把一幅场景对半劈开只保留一半,再把留下的这一半镜像对称填充到另一边,就能将容量缩减一半。

但是,如果很多场景都是这种对称式的结构,游戏就太无聊了。Morphcat Games当然还有其他的魔术,不过在揭晓之前,我们先来做一个小算术。

首先,一个大大方块占用的大小是1字节,即8比特,8比特代表的是一堆由8个数字构成的二进制数,即从“00000000”到“11111111”,共256个,也代表着大大方块可以有256种形态。

但是,开发组只设计了96种大大方块,计数通常从0开始,因此这96个大方块编号分别为0到95,而95换算成二进制是1100000,只有7位。这意味着开发组可以把没有用到的一位拿出来,去耍一些别的花样。

在经过对称处理之后,场景的一行相当于有4个8比特,每个比特的空余位拿出来,就成了一个4比特,即“0000”到“1111”,共16个。开发组将对称的图案进行平移,并将平移的结果记录在这4比特中,创造出了不对称的场景。

而在高难度模式下,场景则只需要改变色盘和挑选一些不同的大大方块,就能创造出游戏体验截然不同的关卡。

下面这些,都是Morphcat Games在极力压缩容量之后创造出来的惊人画面:

就像一开始我们说的,现在还在为FC开发游戏的人还有不少,而比《Micro Mages》画面好的FC游戏也是有的。去年有一款全新的FC游戏,叫《闪亮星星之夜DX》,画面是这样的:

但这款游戏的容量高达512KB,内容也很少。FC上单游戏容量最大的记录保持者是《大航海时代》和民间自制游戏《9人街霸》,它们的容量都是640KB。

看到这里,或许你可以理解,为什么直到现在都有人热衷于为FC开发游戏了。这台诞生于35年前的玩具依然有着不小的可能性。以前游戏开发者所面临的局限性不仅仅是性能,开发环境、美术制作环境以及测试环境都能成为掣肘,对于一些资金压力较大的小公司来说更是如此。

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与游戏的玩法创意相比,开发者在程序层面上的设计并不能被大多数人看到,但程序的设计、挤海绵的过程,往往也有创意之美。对于普通玩家来说,游戏如何去压缩容量并不重要,他们甚至可能觉得容量小的游戏缺乏诚意。而愿意关心游戏设计和程序里的各种细节,也算是真正爱游戏的人们独有的特质了吧。