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次世代游戏主机功能之剖析
 

【作者: 程裕翔】2003年11月01日 星期六

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自从Sony在2000年6月推出Playstation 2后,紧接着在2001年秋天,微软(Microsoft)和任天堂(Nintendo)分别推出Xbox和Game Cube,使得家用电玩主机的市场成为三雄顶立的局面,而这三款主机则被统称为「次世代家用电玩主机」。虽然这三款主机的主要功能是让消费者玩电动游戏,但是这些主机的内在附加功能可是大大地超出了一般家庭游乐器的范围,例如Playstation 2能够进行多人对战的网路游戏、Xbox如迷你电脑般的强大主机应用功能,以及GameCube与掌上型游乐器Game Boy Advance的互动功能,都显示出次世代主机的多媒体和渐趋家庭化的性质。


强大的微软家用电玩主机 –Xbox

在软体界称霸已久的微软于2001年的秋季推出了一款家用电玩主机,企图与Sony的Playstation 2和任天堂的GameCube抢食电玩市场的大饼。这款名为Xbox的主机不仅在性能上超过目前市面上所有的家用电玩主机,其强大的内建结构与作业系统,让Xbox宛如一台多功的小型电脑。


Xbox的中央处理器为Pentium III 733 MHz,图形处理器则是使用nVidia和微软共同研发的233 X-Chip,解析度为1920 x 1080,同时主机内部还加装了一颗Western Digital 2的8GB硬碟和一片Ethernet的10/100网路卡,并支援DTS 5.1声道,让Xbox的影音效果更为出色和完美。当时微软为了让Xbox与Playstation 2一较高下,硬是将售价压得比成本低100美元,以299美元来贩售,即每卖一台Xbox,微软便损失100美元。



《图一 Xbox的造形》
《图一 Xbox的造形》资料来源:http://vgaman.tripod.com/

可随意修改内建程式的Xbox

当初微软在设计Xbox时,为了让Xbox能够和市面上Windows的电脑游戏相容,所以特地利用Windows 2000的核心程式(Kernel)来做为其作业系统。微软这么做的目的在于让电脑游戏生产厂商能够轻易地将电脑游戏移植到Xbox上面,如此一来,厂商不必再花一笔费用来重制旧有的电脑游戏。


Xbox常用的应用程式

目前有许多骇客在研发的Xbox的外挂应用程式,这也让许多人对Xbox机能的极限感到非常好奇,不过就因为微软的Xbox内部系统和核心程式与电脑过于相似,以致于这些骇客们轻易地编写Xbox的应用程式,但是有些应用程式并未经过微软授权,甚至被微软禁用,所以使用者在安装这些程式时,需要注意相关的版权问题。


在众多应用程式中,最为人知的就是XBMP和YAMP两款多媒体播放程式,这两款播放程式就有如Windows上的Media Player,可以播放MP3、AVI、MPEG、DivX和XviD等档案格式,甚至可以浏览硬碟里其它的档案,可以说是Xbox专属的浏览器。


除了多媒体播放程式外,Xbox还有一款更为惊人的程式。这款名为Evolution – X的面板程式(Dashboard)有着Xbox的使用图形介面(Graphic User Interface;GUI),玩家可以透过这个程式来操作或整理Xbox内的大部份档案或应用程式,例如FTP、影音拨放软体、启动硬碟里的游戏,以及整理硬碟里的档案等。换句话说,只需使用Evolution – X的面板程式,就可让Xbox发挥出大部份的基本功能。


Xbox的另一项优点是本身不但能够玩专属的电玩游戏,并且还能够利用模拟器来玩不同的家用电玩主机或是大型电玩主机的游戏。例如使用MAMEox就可以玩大约百分之九十的大型电玩主机游戏,而使用PCSX Xbox甚至可以玩Playstation的游戏。


Xbox的Linux植入计划

目前有一群开发GNU/Linux的团体,推出了一项名为Xbox Linux的计画(Xbox Linux Project)。顾名思议,这个团体就是想将Linux植入Xbox中,他们主要的目标有下列几点:利用Linux来让Xbox成为一台真正的电脑、让Linux的核心程式可以运行市面上的应用程式,如MP3、DivX和DVD等、能够利用Xbox的虚拟电脑来运行Windows NT/2000或其它i386的作业系统、支援所有Xbox的硬体设备,包括硬碟、DVD播放机、网路介面卡和USB介面装置等,以及让这个核心程式能够相容于所有的i386系统,包括其修改程式。


当然这个团体也有一些规范要遵守,即发展的计划必须在完全合法的状态下进行、发展出来的软体并没有任何版权,任何人都可以使用、使用合法的编码器来编写系统内码,以及所有的编码行动都必须要遵守当地的法律。这也说明Xbox Linux Project是个完全合法的研发计划,任何人都可以使用其软体并加入研发的行列。


从这么多的优点看来,Xbox可称得上是目前性能最强大的家用电玩主机,不过因为支援的游戏厂商并不多,且多为美式风格的游戏,以致Xbox在亚洲地区的销售成绩落后于Sony的Playstation 2和任天堂的GameCube,这是颇为可惜的一点。



《图二 Xbox Linux的开机画面》
《图二 Xbox Linux的开机画面》资料来源:http://xbox-linux.sourceforge.net/

Sony家用电玩主机教主– Playstation 2

自从Sony在1995年推出Playstation以来,其优异的3D性能让当时许多的游戏厂商和玩家惊艳不已,也间接建立起Sony在电玩主机界的龙头地位。到了2000年,Sony再度推出Playstation 2,而这次的推出,不但带动起家用电玩主机硬碟储存系统和网路游戏的风潮,同时也是第一款以DVD-ROM为读取介面的家用电玩主机。


Playstation 2所使用的处理器是300MHz的Emotion Engine处理器。这是一个128 位元的MIPS型处理器,也是属于RISC的处理器,而Playstation 2的这个处理器则是由两个向量运算单元来做为辅助的工具,也就是我们所知的VU0和VU1浮点运算器,它们将能够加速在3D的运算能力,可以说是Playstation 2的得力助手。


Playstation 2的图形处理器则是一颗速率为147MHz的Graphics Synthesizer高阶图形合成器,这两颗处理器分别由Sony电脑娱乐公司与东芝公司所联合拥有的晶圆厂和Sony自己的长崎晶圆厂生产。 Playstation 2的3D电脑动画是以每秒6,600万的多边形速度来运行,而2D电脑动画的则以每秒7,500万的多边形速度来运行。此外,Playstation 2内建了两个USB 1.1和一个IEEE 1394的介面,可随时外接不同的游戏手把、专用滑鼠和专用键盘。


Playstation 2的附属功能

Playstation 2除了拥有傲人的硬体设备外,还有着许多附属的功能,例如加装Playstation 2的专属硬碟和网路装置后,可媲美一台简易型的电脑,而Playstation 2内建的DVD播放系统是目前所有家用电玩主机中,唯一不需要外挂任何设备就可以观看DVD的影片的家用电玩主机(微软的Xbox需要外购原厂的DVD解码摇控器才能够观看DVD),不过只要再加装上专属的DVD无线摇控器,就宛如一台家用型的DVD播放机。在2000年美国刚推出Playstation 2时,许多美国的消费者就是看上电玩游戏和DVD播放机的双重功能而购买这款电玩主机,当时还造成一机难求的现象。


目前Sony和游戏公司利用Playstation 2的上网功能,推出了一系列的网路游戏,其所属的专用网路卡则有10/100的LAN和V.90 Modem两种功能,玩家可以随着自己的网路状态来选择宽频或拨接上网。虽然Playstation 2并不是次世代家庭电玩主机的佼佼者,但是其领导的地位让后来的家用电玩主机厂商,无不跟随其脚步发展家用电玩主机的网路游戏市场。


只不过唯一可惜的一点就是,尽管Playstation 2有许多的游戏厂商支援,如Square-Enix、Namco、SCE、Koei,和SEGA等,但因为主机本身的封闭式作业系统的关系,使得Playstation 2的开发仅止于游戏主机的形式,也让许多骇客和程式设计人员对这款主机的研发兴趣缺缺。



《图三 Playstation 2的造形》
《图三 Playstation 2的造形》资料来源:http://adinterax.com/

任天堂的乘胜追击 – GameCube

曾经以Famicom和Super Famicom两台家用电玩主机红极一时的任天堂公司,在21世纪的次世代主机市场冲击之下,终于在2001年推出了一款名为GameCube的次世代家用电玩主机,期能与微软和Sony抗衡,再度夺回家用电玩主机领导的地位。


GameCube是在任天堂的策划下,结合了IBM和NEC等厂商的技术而开发出来的一款家用电玩主机,其主机硬体核心是采用IBM公司的PowerPC,这是一颗128位元的CPU。这颗CPU的时脉速度为405MHz,而开发的代号被任天堂和IBM统称为「Gekko」。 GameCube的图形晶片则是NEC所研制的Flipper晶片,当时NEC为了大量生产这颗晶片,特地盖了一间厂房。照NEC这么慎重地研发这颗特殊的图形晶片来看,其功能当然是非比寻常,据一些硬体测试厂商指出,处理图形的速度至少就比Playstation 2快上三到四倍。


GameCube的高规格音效和影像

Flipper晶片同时具备了64组同时运作的ADPCM声道,并整合了由德国Factor 5所研发的MusyX音效工具组。 MusyX还为GameCube提供了一套经过认证的杜比环绕音效即时编码系统,这也代表着未来游戏厂商所生产的游戏,将会支援Dolby Digital 5.1声道音效,让玩家能够处在身历其境的环绕音效里。


在影像处理方面,由于任天堂采用了1T-SRAM记忆体作为影像缓冲区和材质记忆体,外加上高速的资料传输频宽,使所有需要使用的资料都可以快速地处理与传输。同时这也意味着游戏设计师可利用简单的程序,来编译出精致的游戏画面,并将这些资料传输到Flipper晶片中,再配上多边形的资料,一起汇集到VRAM中,以高速率播放的方式流畅地播出游戏画面,也让游戏设计师免除设计图形速率程式的困扰。GameCube的系统设计简洁有力,使得程式容易撰写,所以游戏开发商收到GameCube的开发机并加以测试之后,就对其潜力赞誉有加。据这些研发厂商透露,他们只要花一半的制作时间,就可做出和Playstation 2一样品质的游戏,而成本也会省下一半。


GameCube的附属功能

GameCube的机能介于Playstation 2和Xbox之间,不过因为是老字号任天堂的产品,及众多美、日游戏厂商的支援,如Acclaim、EA、Sega、Midway、UbiSoft、Infogrames,和Capcom等,所以在亚洲受欢迎的程度不亚于Xbox,尤其是玛莉兄弟和神奇宝贝的系列游戏只在GameCube的主机上看得到,以致于吸引了不少年轻的玩家购买。


除了游戏厂商的支援外,GameCube还能与可说是红遍全世界的次世代掌上型游乐器Game Boy Advance结合共用。 Game Boy Advance本身就拥有结合GameCube的功能,因此可直接连接到GameCube主机的摇杆连接埠上,当作一个附有萤幕的游戏控制器来使用,以提高主机的延展性,这也是家用电玩主机的首创,在此之前所有的主机都没有这种两机合一的功能。假如任天堂和厂商能够充份利用这个功能,那么就有可能开发出令Playstation 2和Xbox望尘莫及的游戏软体。


不过Game Cube还是有个令人惋惜的小缺点,就是主机游戏是由储存容量为1.5GB及尺寸8公分的光碟片来做为一个储存的媒介。虽然与Playstation 2和Xbox同样是使用DVD的规格,但是就缺少了播放普通DVD影片的功能,使得这台功能强大的家用电玩主机仅限于游戏主机的定位而已。



《图四 GameCube的造形》
《图四 GameCube的造形》资料来源:http://www3.nintendo-se.com/
                        表一 Xbox、PS2、GameCube内部硬体之比较
游戏主机 XBOX PS2 GameCube
CPU 733 MHz 300 MHz 485 MHz
GPU 233 MHz custom-designed X-Chip, developed by Microsoft and nVidia 147 MHz Sony GS 162 MHz ATI
记忆体 64 MB 32 MB 43 MB
记忆体频宽 6.4 GB/sec 3.2 GB/sec 2.6 GB/sec
Polygon显示速率 125 M/sec 75 M/sec 6-12 M/sec (real world)
同步贴图材质数目 4 1 8
材质压缩功能 6:1 6:1
Storage 2-5x DVD,8GB 硬碟,8MB記憶卡"8MB记忆卡 4x DVD,8MB记忆卡 1.5GB disc,

0.5MB记忆卡

Imput/output 游戏控制器连接埠x4,乙太网路连接埠 游戏控制器连接埠x2,USB 游戏控制器连接埠x4,高速并列埠,高速平行埠
音轨 256 48 64
Ethernet Network 需另购 需另购
DVD电影播放功能 需安装专属DVD解码器
支援HDTV
HD TV游戏支援
Resolution 1920 x 1080 1280 x 1024 24-bit color, 24-bit Z buffer

总结

家用电玩主机从1972年的Magnavox Odyssey、1983


年的Famicom、1989年的Mega Drive、1991年的Super Famicom、1995年的Playstation,到2000年后的Xbox、Playstation 2,和GameCube,不但为人类的娱乐带来了革命性的突破,更是从单人单机游戏走入多人网路游戏的一个发展过程。每一世代的家用电玩主机都有着令人惊讶的功能,目前的主机已发展到多媒体(Multi Media)的时代,说不定下一世代的主机能够让人直接身处在360度的3D虚拟境界,到时也不用感到讶异了。


延 伸 阅 读
本文介绍目前电玩三大阵营的势力分布,以及背后牵扯的庞大商机。 SONY PS2背后牵扯的是 SONY希望进军半导体市场的企图;微软XBOX在「.NET」计划占有重要地位;任天堂NGC则是积极往无线 宽频行动通讯发展,每一个势力背后都代表庞大商机,而如果能成为市场龙头,就能享有大部分利益 ,这也是为何三大势力互不相让,纷纷拉拢知名电脑硬体大厂加盟的原因,相关介绍请见「三大游戏主机架构下的庞大商机」一文。
此网站的站长想知道Xbox和一般电脑的结构有什么不同的地方,因此开始上网阅读一些有关 Xbox硬体的文章,长时间下来也累积了不少相关的知识,并与大家分享一些心得,你可在「剖析Xbox硬体系列」一文中得到进一步的介绍。
PS2和XBOX是被散落在电视机前的高级玩具,但PC-ENGINE的玩家却视其如钻石。西元1987游
戏界最重大的新闻便是HUDSON与NEC联手开发PC-ENGINE并于10月30日上市的消息。在此之前,99%的
Console game玩家以为世界上只有一家主机制造商–任天堂。在这里将会介绍PC-ENGINE的历史与发展
,让人回到80年代末期与Famicom抗衡的PC-ENGINE时代,在「PC-ENGINE白色土司面包的8位元传奇」一文为你做了相关的评析。
相关组织网站
微软Xbox官方网站
Sony Playstation 2的官方网站
任天堂GameCube的官方网站
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