Dreamcast如何运作

作者:杰夫·泰森

世嘉Dreamcast于1999年进入市场,被誉为创新的视频游戏系统。查看更多 视频游戏系统图片

有充分的理由,大众科学杂志承认世嘉“土星”作为1999年最重要的创新产品之一。令人印象深刻的技术规格、出色的游戏和富有想象力的广告宣传,预示着这家以开创性著称的公司的最新系统的到来电子游戏系统

在本期的HowStuffWorks,您将了解这一现象级系统,它使用的革命性控制器和世嘉选择的专有光存储方法。您还将了解VMS,一个多功能的选项,可以自己使用!

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“土星”历史

Dreamcast是第一款内置调制解调器和128位显卡的视频游戏系统。"width=
Dreamcast是第一款内置调制解调器和128位显卡的视频游戏系统。

世嘉是街机领域的老牌领导者,它紧跟任天堂进入本土市场。改名为世嘉主系统在美国,这套在日本被称为Mark III的系统于1986年在美国首次亮相。世嘉主系统使用8位CPU, 128K rom操作系统有128K的内存.游戏有两种卡带:一种大卡带,可以装下一个兆比特游戏代码,和一个较小的卡带,可以容纳256千比特的游戏代码。

1989年,世嘉推出了世界上第一个16位家庭视频游戏系统《创世纪》.基于摩托罗拉的68000处理器,该系统在技术上优于市场上的任何其他系统。但当竞争对手任天堂首次推出Genesis时,它的绝对统治地位盖过了Genesis超级任天堂娱乐系统同年晚些时候。

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但世嘉凭借32位系统击败了索尼和任天堂。的土星1995年5月11日正式发射。它不仅是第一个32位系统,而且它有两个28.8 MHz 32位日立SH-2处理器并行工作!世嘉的《土星》是一个拥有令人难以置信的架构的令人惊叹的系统,但很快就落后于同年发布的另一个32位系统——索尼游戏机

代号为武士刀Dreamcast于1999年秋季发布,这是第一台提供内置调制解调器和128位显卡的系统。

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“土星”控制台

让我们来看看Dreamcast内部的组件,以及它们的功能:

处理器:64位日立SH-4

处理器: 64位HitachiSH-4

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  • 处理器时钟速度:200mhz
  • MIPS(每秒百万指令):360
  • 总线速度:每秒800mb
  • 缓存:指令:8k;数据:16k

图形: 128-bit 100 MHz NEC PowerVR 2DC

  • 分辨率:640x480或320x240交错
  • 颜色:24位(16,777,216)最大,以及16位(65,536)模式
  • 多边形渲染:每秒3,000,000个多边形
  • 内存:8mb显存

几何引擎:

  • 阿尔法混合
  • 透视校正
  • 高洛德着色
  • 各向异性,双线性和三线性mip映射
  • Z-buffer

音频: 45 MHz雅马哈超级聪明的声音处理器

  • 频道:64
  • 采样率:44.1 KHz
  • 特效:混响,延迟和环绕声
  • 内存:2mb内存

记忆:16 MB

操作系统: Windows ce或自定义世嘉操作系统

游戏中:专有GD-ROM(g盘)

  • 传输速度:每秒1800千字节
  • 存储容量:1.2 gb
  • 内存缓冲区:128k

调制解调器:每秒56千比特

Dreamcast是第一款内置56kbps调制解调器的游戏机。添加它是为了启用在线通过电话线玩游戏,允许用户在很远的地方互相对抗。除了内置调制解调器外,世嘉还在开发一款电缆DSL外部调制解调器。宽带网络正在开发中,它将利用这种调制解调器为Dreamcast提供快速在线游戏。

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“土星”处理器

在Dreamcast控制台内部是RISC处理器,类似于其他视频游戏系统中的处理器。"width=
在Dreamcast控制台内部是RISC处理器,类似于其他视频游戏系统中的处理器。
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就像至今游戏机, Dreamcast中的CPU为RISC处理器。RISC代表精简指令集计算机,这意味着处理器执行的指令和计算更简单、更少。此外,RISC芯片也是如此超标量体系结构它们可以同时执行多条指令。这种能力的组合,同时执行更多的指令,并且更快地完成每条指令,因为它更简单,使得CPU比许多时钟速度更快的芯片表现得更好。

为了降低生产成本,图形处理器与电路相结合,通过单个电路控制系统专用集成电路ASIC).简单地说,这意味着创建一个自定义芯片来管理通常由单独的芯片处理的所有必要组件。Dreamcast声音处理器是另一个ASIC;它结合了45兆赫ARM7CPU和雅马哈数字信号处理机DSP).ARM7是一个32位的RISC芯片,处理压缩的所有处理自适应差分脉冲编码调制ADPCM)实时音频信息。ADPCM用于样本模拟信息,以4:1的比例压缩,并以数字格式存储。

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类处理的Dreamcast有几个硬件效果PowerVR芯片。它们包括阿尔法混合透视校正而且mip映射

阿尔法混合使用阿尔法通道向对象添加透明效果。这是一种特殊的图形模式,用于数字视频、动画和视频游戏,以实现特定的外观。从本质上讲,24用于定义创建特定颜色所需的红色、绿色和蓝色数量,每个8位。另外8位用于创建灰度面具它作为一个单独的层来表示对象透明性的级别。一个物体的透明程度是由alpha通道中的灰色有多深决定的。通过使蒙版的一个区域深灰色,你可以使一个对象看起来非常透明;通过使它成为浅灰色,你可以创造特殊的雾或水的效果。

Mip映射是一个很酷的过程。它是一种纹理映射的形式,其中每个纹理映射的大小不同。从本质上讲,当你在游戏中靠近物体时,处理器会用更详细的图像替换物体的外观。让我们看看Dreamcast是如何使用这些地图的包含三条线的mip映射:

  1. 系统会计算从你的视点到游戏中物体的距离。
  2. 系统加载对象的纹理映射。我们的三个地图将是64x64(大),32x32(中)和8x8(小)。
  3. 系统确定图像映射所需的确切大小。以16x16为例。
  4. 根据大小,它决定使用哪两个纹理映射。对于我们的例子,它将选择中型和小型纹理贴图。
  5. 它会插入(平均值)在两个纹理映射之间,创建一个自定义的纹理映射,它是16x16,然后它应用到对象。

当游戏被放到主机上时,会发生以下情况:

  • 你打开电源。
  • 圆盘以一定的速度旋转。
  • 当磁盘旋转时,控制台将操作系统的部分内容从ROM加载到RAM中。
  • 游戏初始化序列被加载到RAM中。
  • 你与游戏互动通过控制器
  • 当游戏的每个特定部分被请求时,应用程序代码和硬件渲染几何图形被加载到RAM中,而视频和音频部分通常直接从CD中传输。
  • PowerVR芯片协调一切。除了处理图形,它还接收来自控制器的输入,从RAM中提取数据,将其发送给CPU,并指导音频处理器的使用。
  • 你最终被游戏打败,然后关掉它。

Dreamcast是第一款内置56kbps调制解调器的游戏机。添加它是为了启用在线通过电话线玩游戏,允许用户在很远的地方互相对抗。除了内置调制解调器外,世嘉还在开发一款电缆DSL外部调制解调器。宽带网络正在开发中,它将利用这种调制解调器为Dreamcast提供快速在线游戏。

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“土星”控制器

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在Dreamcast控制器内部

与其他系统一样,控制器是Dreamcast的主要用户界面。标准的Dreamcast控制器有11个按钮加上一个模拟操纵杆。按钮包括:

  • 四个按钮作为方向板排列在左上方
  • 开始按钮在顶部中间
  • 右上方有四个操作按钮
  • 左边前面有一个模拟触发器
  • 右前方有一个模拟触发器
  • 左上方是模拟操纵杆

虽然每个按钮都可以配置为执行特定和独特的操作,但除了两个模拟触发器和操纵杆外,所有按钮都遵循相同的原理。从本质上讲,每个按钮都是一个开关,按下它就完成了一个电路。按钮下方的一个小金属盘与控制器内部电路板上的两条导电材料带接触。当金属盘接触时,它在两条带之间导电。控制器感知到电路关闭,并将数据发送给Dreamcast。CPU将该数据与游戏软件中该按钮的指令进行比较,并触发相应的响应。在定向垫的每个臂下还有一个金属盘。如果你在玩一款游戏,按下方向板会导致角色蹲下,那么从你按下方向板到角色蹲下,就会产生类似的连接串。

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模拟操纵杆和触发器的工作方式与上述按钮完全不同。每个触发器的扳机臂末端都有一个小磁铁。当按下触发器时,磁铁被推向安装在控制器电路板上的传感器。通过感应时,磁体对通过传感器的电流产生阻力。磁铁底部有一层泡沫填充物。用力按压触发器会压缩衬垫,从而使磁铁更接近传感器。磁铁离传感器越近,感应到的电阻就越大。这种可变的阻力构成触发器压敏

操纵杆还使用磁铁和四个小传感器。这些传感器布置得像一个指南针,每个基点(北、南、东、西)各有一个。操纵杆的底部形状像一个球,有细小的辐条向外辐射。球放在传感器上方的插座里。插座上的尖刺与球上的辐条相吻合。这允许大量的运动,而不会让操纵杆扭曲与传感器对齐。当操纵杆移动时,底座上的磁铁会靠近一个或两个传感器,而远离其他传感器。该系统通过监测磁铁运动引起的感应变化来计算操纵杆的位置。

控制器有两个级联端口记忆卡地震包视觉记忆系统可以插入VMS设备和其他系统插件。

一个流行的选择是地震包,提供力反馈.这一功能为游戏中的特定行动提供了触觉刺激。例如,在赛车游戏中,当你的车撞到墙上时,你可能会感到剧烈的震动。力反馈实际上是通过使用一个非常普通的装置来实现的,一个简单的电动装置电动机.马达的轴承受不平衡的重量。当动力供应给电动机时,它使重物旋转。因为重量不平衡,电机就会抖动。但由于电机被安全地安装在震动包内,摆动转化为控制器本身的颤抖振动。

虽然标准存储卡可以与Dreamcast一起使用,但VMS单元是唯一的控制台.VMS实际上很小个人数码助理(PDA)安装在控制器的上层级联端口上。

约一张名片大小,每个VMS单位包含:

  • 8位日立CPU
  • 128k内存(Flash内存
  • 单色液晶显示器面板,48像素宽,32像素高
  • 二扣(手表)电池,具有自动关机功能,提供电力
  • 一个频道的声音

当VMS插入Dreamcast控制器时,其LCD可用于执行一些独特的功能。例如,在足球比赛中,你可以在对手看不到的情况下选择战术。除了作为Dreamcast的存储卡外,VMS还可以作为独立设备使用。小游戏,以及传统的PDA功能,如日历和电话簿,可以下载到VMS并随身携带。

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“土星”游戏

Dreamcast有一个类似于其他CD-ROM驱动器的驱动器,但光盘是专有的。"width=
Dreamcast有一个类似于其他CD-ROM驱动器的驱动器,但光盘是专有的。

虽然Dreamcast游戏类似于CD-ROM,但实际使用的光盘是专有的,最多可以存储1.2 gb的信息。这是一个很大的空间——大多数游戏在实际游戏中只使用了其中的一小部分。大多数Dreamcast游戏中包含的全动态视频介绍和幕间休息占据了整个空间。

当游戏从CD加载时,有一个明显的延迟,这是你不能得到的cartridge-based游戏。当然,为了更快的加载速度,卡带上的存储空间要小得多。大多数Dreamcast游戏使用微软定制版本Windows CE作为他们的操作系统;但有些人使用世嘉专有的Dreamcast操作系统。

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Dreamcast cd和普通cd一样容易受到划伤和高温的影响。事实上更是如此,因为游戏CD上的划痕会使它完全无法使用。

可用于Dreamcast的游戏涵盖了所有的类别该公司的游戏库也在迅速增加。游戏价格从某些预玩游戏的20美元以下到一些最热门的新游戏的75美元以上不等。

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游戏

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