WEBVTT

00:00:14.493 --> 00:00:17.814
下一个演讲 我个人十分期待

00:00:17.829 --> 00:00:23.189
我也知道你们很多人为此在这里等候

00:00:24.259 --> 00:00:26.209
我也非常激动

00:00:26.862 --> 00:00:31.593
我自己有台GameBoy 我也很荣幸能拥有一台

00:00:31.593 --> 00:00:36.481
我一直放着 有时也拿出来玩玩

00:00:36.491 --> 00:00:39.041
当然一般情况下还是玩模拟器多

00:00:39.770 --> 00:00:43.861
而且我只在模拟器上玩我拥有实体卡带的游戏

00:00:45.817 --> 00:00:52.533
本来就应该是这样的 对吧

00:00:54.049 --> 00:00:54.457
嗯是的

00:00:55.770 --> 00:00:57.254
非常期待

00:00:57.684 --> 00:01:01.518
顺便 我个人在Gameboy平台上最喜欢的游戏

00:01:02.257 --> 00:01:07.038
第一个 是Megaman 2

00:01:07.660 --> 00:01:14.095
随后是Wario Land， Mystic Quest 如果你不同意的话

00:01:14.095 --> 00:01:16.565
那说明你还不够了解我

00:01:18.676 --> 00:01:24.636
好了讲讲演讲吧

00:01:24.936 --> 00:01:26.556
非常期待

00:01:27.307 --> 00:01:31.785
主讲是Michael Steil

00:01:32.638 --> 00:01:36.430
他在25C3给过一个非常棒的演讲

00:01:36.670 --> 00:01:40.515
“The Ultimate Commodore 64 Talk” 现在

00:01:40.711 --> 00:01:43.704
为大家带来的是 “The Ultimate Gameboy Talk”

00:01:43.876 --> 00:01:44.929
很期待

00:01:45.153 --> 00:01:48.980
Michael Steil 白天他在工作研究操作系统相关技术

00:01:49.166 --> 00:01:51.726
晚上回到家就研究这些古董系统

00:01:51.916 --> 00:01:55.150
在之前 它是个游戏机破解工作者

00:01:55.150 --> 00:01:57.748
请为他热烈的鼓掌

00:01:57.870 --> 00:01:59.740
把讲台交给Michel

00:02:07.640 --> 00:02:09.190
大家好

00:02:09.997 --> 00:02:11.422
那 我的名字是Michael Steil

00:02:11.537 --> 00:02:13.484
这次讲座是“The Ultimate Gameboy Talk” （一场讲座，关于Gameboy的一切）

00:02:21.978 --> 00:02:23.806
这场讲座的主要想法就是

00:02:23.927 --> 00:02:28.176
在60分钟内 尽可能多得谈谈Gameboy的各种硬件细节

00:02:28.365 --> 00:02:31.531
60分钟，关于Gameboy的一切

00:02:31.742 --> 00:02:36.059
我准备了大约200张幻灯片 800张不同的表

00:02:36.110 --> 00:02:38.693
所以信息密度可能比一般稍微高了一点

00:02:38.992 --> 00:02:41.046
所以赶紧开始吧

00:02:41.151 --> 00:02:42.760
这次的GameBoy演讲

00:02:42.914 --> 00:02:45.766
算是一个大系列之一

00:02:45.914 --> 00:02:47.808
我在几年前讲了Commodore 64

00:02:48.012 --> 00:02:50.859
后来有人就接上讲了Atari 2600

00:02:51.132 --> 00:02:53.801
讲了Galaksija 还有Amiga 500

00:02:53.930 --> 00:02:55.090
所以现在又轮到我了

00:02:56.848 --> 00:02:58.563
我选择了GameBoy

00:02:58.705 --> 00:03:00.609
为什么GameBoy那么有趣

00:03:00.781 --> 00:03:03.517
因为他们销售了很多很多的GameBoy

00:03:03.710 --> 00:03:06.451
GameBoy和GBC加起来就有1亿1800万台

00:03:06.610 --> 00:03:11.454
如果再考虑上兼容GameBoy的GBA机型 不包括GBM

00:03:11.523 --> 00:03:13.906
加起来这几乎是2亿台机器

00:03:14.108 --> 00:03:17.837
大约有1600款游戏

00:03:19.307 --> 00:03:23.619
从1989年开始生产 8-Bit型号一直生产到2003年

00:03:23.738 --> 00:03:26.689
一样，如果考虑兼容的GBA型号

00:03:26.837 --> 00:03:31.256
8-Bit兼容机一直生产到2009年

00:03:31.334 --> 00:03:32.992
也就是20年 相当厉害

00:03:34.361 --> 00:03:36.343
我们再来看看当时的竞争对手

00:03:36.475 --> 00:03:38.348
就在当时 就在GameBoy发布后

00:03:38.614 --> 00:03:42.669
Atari发布了Lynx SEGA发布了Game Gear NEC发布了Turbo Express

00:03:42.776 --> 00:03:45.674
这些竞品有一个共同点 它们都有彩屏

00:03:45.782 --> 00:03:47.365
很棒的彩屏

00:03:47.442 --> 00:03:51.794
但是还有一个共同点 就是渣续航 大约3-5小时

00:03:51.941 --> 00:03:54.275
然而GameBoy可以做到15-30小时

00:03:54.467 --> 00:03:57.290
然而妥协就是，只有一个这样的屏幕

00:03:57.391 --> 00:04:00.440
而且一旦开始卷动就很难看清楚东西

00:04:01.669 --> 00:04:04.851
当然，并不是所有的GameBoy都是这个情况

00:04:06.199 --> 00:04:09.407
最初的GameBoy 也是生产最长时间的型号

00:04:09.550 --> 00:04:14.092
最初代号是DMG 代表的是Dot-Matrix Game（点阵游戏）

00:04:14.392 --> 00:04:20.509
1996年他们发布了GBP 带有效果好得多的屏幕 体积也小了很多 代号MGB

00:04:20.639 --> 00:04:23.645
GBL只在日本发售 带有屏幕背光

00:04:23.753 --> 00:04:29.464
最后是GBC 2倍的CPU速度 2倍的内存 2倍的显存 以及支持彩色

00:04:31.491 --> 00:04:36.407
接着是GBA系列 架构完全不同 基于ARM CPU

00:04:36.407 --> 00:04:40.800
但是仍然和GB、GBC游戏100%兼容

00:04:40.947 --> 00:04:45.036
至于GBA SP，存在两种型号

00:04:45.193 --> 00:04:48.531
如果你要买的话，记得买AGS101

00:04:48.611 --> 00:04:51.007
也就是带有背光而不是前光的型号

00:04:52.077 --> 00:04:55.165
而且可以看见任天堂总是有一点超前

00:04:55.165 --> 00:04:59.418
不单单是做了翻盖设计 而且还需要一个转接头才能接一般的耳机

00:05:06.069 --> 00:05:09.403
如果你想在电视上玩GameBoy

00:05:09.549 --> 00:05:13.736
有两种选择 要么是Super Nintendo插上Super Game Boy

00:05:13.837 --> 00:05:19.996
有两个版本 SGB2是日本专有型号 有专门的计时系统 不会比正常的快3%

00:05:20.120 --> 00:05:23.947
以及Game Boy Player 搭配NGC使用

00:05:24.007 --> 00:05:27.141
这三个都是内置了完整的GameBoy硬件

00:05:27.261 --> 00:05:31.126
基本就是一个GameBoy 只是把图形输出到主机而不是自己的屏幕

00:05:32.435 --> 00:05:34.132
所以GameBoy具体的外观

00:05:34.271 --> 00:05:38.775
一个2.6英寸的屏幕 按键 单声道喇叭 耳机是立体的

00:05:38.988 --> 00:05:42.266
有一个联机口 通过串行总线连接两台GameBoy

00:05:42.381 --> 00:05:43.749
对比度和音量调节旋钮

00:05:43.927 --> 00:05:46.904
背面 这里是插游戏卡带的地方

00:05:47.056 --> 00:05:48.791
这里则是安装电池的地方

00:05:49.233 --> 00:05:51.321
一般的游戏卡带就长这个样子

00:05:51.462 --> 00:05:53.148
一般的游戏卡带里面一般也就是一片ROM芯片

00:05:53.148 --> 00:05:54.482
没有什么特殊的 （具体后面会讲）

00:05:55.589 --> 00:05:57.115
参数

00:05:57.275 --> 00:05:58.895
GameBoy的参数是怎么样的

00:05:58.968 --> 00:06:02.263
拿来和一些其它可能根本不具备可比性的机型比一比吧

00:06:02.348 --> 00:06:04.678
CPU是1MHz的8Bit处理器

00:06:04.678 --> 00:06:10.319
有人可能会讲这里错了 应该是个4MHz的CPU 但是我一会会解释为什么这里称之为1MHz

00:06:11.738 --> 00:06:15.160
8KB的内存 对于这类的游戏机其实算是充裕了

00:06:15.305 --> 00:06:17.395
显存（VRAM）也是8KB 稍微有点紧张

00:06:17.578 --> 00:06:24.413
分辨率160*144 非常糟糕 但是对于这个屏幕尺寸 其实效果也还可以

00:06:24.622 --> 00:06:29.251
同屏最大4种颜色 就是4级灰度

00:06:29.417 --> 00:06:32.181
每行最多10个精灵

00:06:32.374 --> 00:06:35.605
所以如果和这里其它的一些系统比较的话

00:06:35.805 --> 00:06:43.414
很明显 GameBoy比Atari2600要先进得多 但是却又比不上SNES

00:06:43.563 --> 00:06:48.339
更接近于一般的NES（美版红白机）或者是Commodore 64

00:06:48.528 --> 00:06:53.671
有趣的是 NES和C64是在80年代早期发布的

00:06:53.869 --> 00:06:55.312
GameBoy是89年

00:06:55.498 --> 00:07:01.010
而且如我前面所说 兼容机一直生产到了2009年

00:07:01.159 --> 00:07:02.937
这也就非常有趣了

00:07:03.070 --> 00:07:08.969
它是8-Bit机 但是是最晚一批大量使用的8-Bit游戏机

00:07:10.765 --> 00:07:12.021
看看内部

00:07:12.164 --> 00:07:14.946
右边的板没什么花头

00:07:15.054 --> 00:07:19.075
从正面看 LCD就是连接在这块板上 以及扬声器和按键

00:07:20.790 --> 00:07:23.458
背后这块板就有趣多了

00:07:23.637 --> 00:07:27.913
可以看见3块芯片 这个是DMG 也就是最初的型号

00:07:28.077 --> 00:07:29.870
2片一样的RAM芯片

00:07:29.870 --> 00:07:32.549
一片工作内存（WRAM） 一片视频内存（VRAM）

00:07:32.748 --> 00:07:35.962
中间这个叫DMG-CPU

00:07:36.117 --> 00:07:38.742
然而其实更应该被称为SoC（System on a Chip）

00:07:38.958 --> 00:07:44.824
正常这类的系统都应该有很多芯片

00:07:44.824 --> 00:07:48.330
但是这里全部都集成进了一个芯片 也就这个DMG芯片

00:07:48.473 --> 00:07:51.777
来对比一下其它的GameBoy机型

00:07:51.777 --> 00:07:54.235
比如SGB 这些芯片看起来很接近

00:07:54.235 --> 00:07:57.066
其实基本上就是一样的

00:07:58.276 --> 00:08:05.201
GBP 稍微优化了一下 只带有一片RAM芯片

00:08:05.284 --> 00:08:11.057
GBL看起来基本没有区别 只是MGB系列的另外一个小型号

00:08:11.057 --> 00:08:12.454
带有背光而已

00:08:12.624 --> 00:08:15.792
接着是SGB2 基于GBP设计

00:08:17.107 --> 00:08:19.481
这是GBC内部的样子

00:08:19.647 --> 00:08:21.326
都有一个巨大的集成片

00:08:22.467 --> 00:08:24.512
这个呢 这个比较特殊

00:08:24.667 --> 00:08:26.840
可能从标识上不容易认

00:08:27.022 --> 00:08:28.796
这个是GB Boy

00:08:29.022 --> 00:08:31.889
总是有公司山寨GameBoy

00:08:32.058 --> 00:08:35.390
这个型号 是一个相当完美的克隆

00:08:35.505 --> 00:08:41.141
基本上就是 完全抄了一个原版的芯片

00:08:42.420 --> 00:08:44.953
来自中国的山寨GameBoy

00:08:45.065 --> 00:08:48.295
而且至今都可以在eBay上花三四十刀买到

00:08:49.084 --> 00:08:53.137
然而很遗憾晶振快了30% 游戏都玩不了了

00:08:56.186 --> 00:08:58.406
回来讲DMG的板子

00:08:58.406 --> 00:09:00.835
DMG CPU还是相当有趣的

00:09:00.864 --> 00:09:02.394
他接管整个系统的一切

00:09:02.695 --> 00:09:04.632
DMG CPU包括了什么

00:09:04.818 --> 00:09:09.705
CPU 中断控制器 定时器 内存 启动ROM

00:09:10.063 --> 00:09:16.113
还有所有的外设以及IO控制器 摇杆 用于联机的串行控制器

00:09:16.113 --> 00:09:17.788
声音控制器 还有 图形控制器

00:09:17.788 --> 00:09:19.263
也就是PPU （Pixel Processing Unit）

00:09:19.949 --> 00:09:21.430
来讲讲CPU吧

00:09:21.674 --> 00:09:22.862
历史角度来讲

00:09:23.088 --> 00:09:24.760
最初的GameBoy，1989年

00:09:24.961 --> 00:09:29.926
发布时间是在NES的和SNES的之间

00:09:31.228 --> 00:09:33.038
NES搭载的是6502处理器

00:09:33.245 --> 00:09:36.408
SNES搭载的是65816处理器

00:09:36.408 --> 00:09:38.391
也就是相同CPU的16位版本

00:09:39.144 --> 00:09:42.823
所以显然GameBoy搭载了SHARP LR35902 （强行显然2333）

00:09:44.134 --> 00:09:47.588
SHARP LR35902是什么

00:09:48.167 --> 00:09:49.347
这个和6502没啥关系

00:09:49.569 --> 00:09:53.758
更接近于i8080和Z80

00:09:53.758 --> 00:09:54.398
但是也不是其中任何一种

00:09:55.249 --> 00:09:56.961
两种cpu都相当有趣

00:09:57.166 --> 00:09:59.975
比如8080用于Altair

00:10:00.208 --> 00:10:03.414
也就是Bill Gates最初写程序并销售的平台

00:10:03.634 --> 00:10:09.994
Z80则是用于所有没有采用6502的8bit家用机

00:10:10.177 --> 00:10:11.482
相当成功的架构

00:10:12.692 --> 00:10:16.441
所以如果你想象 这是i8080的功能

00:10:16.630 --> 00:10:18.833
这是Z80的功能

00:10:18.833 --> 00:10:21.479
也就是一个超集 而且完全向下兼容

00:10:24.006 --> 00:10:28.013
然后这个 是GameBoy CPU

00:10:30.114 --> 00:10:33.886
核心架构是相同的 也就8080的那些

00:10:34.095 --> 00:10:39.298
比如寄存器组 指令编码 这些都是一样的

00:10:39.941 --> 00:10:41.499
当然也有一些不支持的功能

00:10:42.182 --> 00:10:44.635
但是又支持一部分Z80的功能

00:10:44.834 --> 00:10:47.214
然而大部分的Z80功能都不支持

00:10:47.432 --> 00:10:49.396
接着又在这之上加了一点自己的功能

00:10:50.465 --> 00:10:51.664
来看一遍吧

00:10:51.933 --> 00:10:55.576
先来讲讲8080的架构

00:10:55.827 --> 00:10:57.535
它拥有这些寄存器

00:10:57.535 --> 00:11:02.670
一个累加器 可以用于进行算数运算 其它寄存器不行

00:11:02.808 --> 00:11:04.054
一个状态寄存器

00:11:04.100 --> 00:11:08.525
在GB内 只有两个有用的标志位 零 和 进位

00:11:08.725 --> 00:11:11.006
剩下两个是用于十进制调整的

00:11:11.193 --> 00:11:14.568
然后是BCDEHL 6个8位寄存器

00:11:14.803 --> 00:11:19.041
但是你可以把B和C合起来 变成BC

00:11:19.237 --> 00:11:21.008
DE HL同理

00:11:21.148 --> 00:11:25.385
所以你实际上拥有可以作为指针的16位寄存器

00:11:25.930 --> 00:11:30.130
所以加起来一共有4个16位计算器

00:11:30.806 --> 00:11:34.531
7个8位寄存器 加上一个特殊的指针寄存器

00:11:34.531 --> 00:11:40.921
指向hl寄存器指向的内存地址的数据

00:11:41.187 --> 00:11:45.208
可以放到任何可以操作寄存器的指令中使用

00:11:47.542 --> 00:11:49.071
然后来看指令

00:11:49.337 --> 00:11:55.482
读取/存储指令 同一个指令可以直接或者间接寻址

00:11:55.706 --> 00:11:59.675
堆栈是16位的 只能操作16位寄存器

00:11:59.938 --> 00:12:02.543
这些是算数和逻辑指令

00:12:02.723 --> 00:12:04.809
如之前所说 这些指令只能配合累加器使用

00:12:04.809 --> 00:12:07.621
inc和dec（自加自减）指令是例外 可以配合任何寄存器使用

00:12:07.786 --> 00:12:10.889
而且也可以配合16位寄存器使用

00:12:11.124 --> 00:12:17.685
移位指令 还有控制指令 跳转 调用 返回 条件 间接操作 等等

00:12:17.846 --> 00:12:23.789
还有一些杂类的指令 清除设置进位标志 空指令 停机 停用启用中断

00:12:24.399 --> 00:12:26.726
中断模型

00:12:27.634 --> 00:12:31.992
大部分当时的机器都有一个中断向量来控制中断

00:12:32.123 --> 00:12:34.914
然而这个上面 并不是向量 也不止一个

00:12:35.113 --> 00:12:37.168
他并不是跳转到一个中断向量

00:12:37.349 --> 00:12:40.299
而是跳转到内存中开始部分一个固定的地址

00:12:40.470 --> 00:12:45.322
不同的中断对应不同的地址 比如0x40 0x48这种

00:12:46.159 --> 00:12:48.603
还有一些软件中断

00:12:48.782 --> 00:12:51.435
你可以使用特殊指令跳转到这些地方

00:12:51.645 --> 00:12:54.737
RST 0是一个特殊指令 因为就相当于RESET

00:12:55.038 --> 00:12:58.708
当你启动8080 CPU 他就从0地址开始执行

00:13:00.358 --> 00:13:03.877
来谈谈一些不被支持的8080功能

00:13:04.043 --> 00:13:07.799
这个是GB的标志位 这个是8080的标志位

00:13:07.952 --> 00:13:14.597
它有两个额外的标志 一个是符号位 还算有点用 一个奇偶校验 就不太有用

00:13:14.732 --> 00:13:16.494
所以这些指令都是不支持的

00:13:16.638 --> 00:13:20.781
还有一些其它指令 因为种种原因 他们决定不包括这些指令

00:13:20.910 --> 00:13:26.798
端口IO 你可能在8086上听说过 有独立的端口空间

00:13:26.798 --> 00:13:29.265
在8080上也是支持的 但是GameBoy上不支持

00:13:29.265 --> 00:13:31.486
因为GB使用了MMIO（内存映射IO）

00:13:32.870 --> 00:13:41.212
Z80支持大量额外的移位和位移位 设置位 清楚位指令

00:13:41.226 --> 00:13:42.219
这些都是支持的

00:13:42.420 --> 00:13:47.203
相对跳转 也就是更优化的跳转指令

00:13:47.428 --> 00:13:49.143
从中断返回

00:13:49.143 --> 00:13:50.327
这些都是支持的

00:13:50.529 --> 00:13:54.005
而不支持的则是一些Z80有趣的功能

00:13:54.242 --> 00:13:59.254
比如备份寄存器组 额外的寄存器 还有很多很多功能

00:13:59.254 --> 00:14:03.809
还有适合复制内存的自加循环指令

00:14:03.981 --> 00:14:07.688
不过他们也有一些自己的指令来代替这些

00:14:07.967 --> 00:14:12.800
比如它具有访问预减后加指令

00:14:12.800 --> 00:14:19.584
比如你要访问hl指针 可以使用预减指令或者后加指令

00:14:21.009 --> 00:14:22.689
还有一个叫做 第0页 （Zero Page） 的概念

00:14:22.852 --> 00:14:25.874
这个叫法有点晕 因为并不是真正的第0页

00:14:26.171 --> 00:14:27.792
而是在内存的顶部

00:14:27.948 --> 00:14:31.602
如果你了解6502就知道 这个是从6502借来的概念

00:14:31.914 --> 00:14:40.228
含义只是对于在内存最上端的数据可以优化编码

00:14:40.458 --> 00:14:45.755
比如原先这样载入需要3个字节 执行需要4个时钟机器周期

00:14:45.755 --> 00:14:49.291
现在可以写成这样 也就是2个字节 执行需要3个机器周期

00:14:49.889 --> 00:14:53.149
显然得在最高的位置放一些有用的东西

00:14:53.149 --> 00:14:54.646
特别是对计时敏感的东西

00:14:54.884 --> 00:14:56.497
还有一些额外的堆栈指令

00:14:56.713 --> 00:15:00.088
存储SP的指令 一个用于交换一个字节高低4位的指令

00:15:00.088 --> 00:15:04.912
这样8个指令 以及一个额外的电源指令

00:15:05.866 --> 00:15:07.529
操作码表看起来是这样的

00:15:07.748 --> 00:15:10.069
表明了颜色所以看起来更加直观一点

00:15:12.955 --> 00:15:15.963
有几个操作码是无效的 或者说没有被用到

00:15:15.963 --> 00:15:18.135
如果执行的话都会造成死机 应该算是个好设计

00:15:19.384 --> 00:15:22.392
这个比较特殊 操作码CB

00:15:22.604 --> 00:15:25.525
是个操作码前缀 以此为前缀又有256个操作码

00:15:25.744 --> 00:15:34.854
这也就是从Z80借来的滚动、移位指令 以及自己新增加的指令的空间

00:15:35.265 --> 00:15:38.481
再来看另外一个指令 只是作为一个例子

00:15:38.733 --> 00:15:42.863
这是从一个固定地址载入到累加器

00:15:42.863 --> 00:15:47.388
表示需要3个字节 在4MHz下需要16个时钟

00:15:47.388 --> 00:15:52.785
虽然存在争议 就是应该是1MHz还是4MHz （实际4MHz 但是把4个周期当1个看）

00:15:52.941 --> 00:15:56.409
因为所有的时钟周期数都是可以被4整除的

00:15:57.168 --> 00:16:01.438
因为整个系统都是和内存挂钩的

00:16:01.498 --> 00:16:06.272
CPU只能以RAM能够提供数据的速度来计算

00:16:07.218 --> 00:16:11.620
所以你可以说这是一个1MHz的CPU

00:16:11.820 --> 00:16:14.238
然后这个指令需要4个周期

00:16:14.416 --> 00:16:15.708
这个数字就小得多

00:16:15.881 --> 00:16:18.102
而且这个数字也才可以和类似的系统进行比较

00:16:18.304 --> 00:16:24.939
比如说和同样拥有1MHz内存速度的6502机器比较

00:16:24.939 --> 00:16:28.070
所以说 理论上 CPU确实频率是4MHz

00:16:28.332 --> 00:16:30.063
RAM速度是1MHz

00:16:30.270 --> 00:16:34.074
PPU以4MHz的速度绘图

00:16:34.294 --> 00:16:36.718
连接到速度为2MHz的VRAM

00:16:36.928 --> 00:16:38.582
所以这里就稍微有点复杂

00:16:38.791 --> 00:16:40.720
但是大部分情况下

00:16:40.888 --> 00:16:45.677
大部分的数据可以以1MHz为基准表示

00:16:45.909 --> 00:16:49.639
但是要精确的话 并不是1MHz

00:16:49.858 --> 00:16:54.044
而是1MiHz 1024*1024Hz

00:16:54.267 --> 00:16:59.172
所以他们没有使用十进制 而是用了二进制

00:16:59.337 --> 00:17:00.411
很有趣

00:17:00.620 --> 00:17:05.308
所以以后我提到周期 我说的是1MHz的机器周期

00:17:07.729 --> 00:17:13.749
所以这是一个拥有16位地址空间的8-Bit CPU

00:17:13.749 --> 00:17:19.092
因为拥有16Bit的指针 所以一共也就是64KB的可见地址

00:17:19.302 --> 00:17:24.875
32KB的是ROM 直接来自卡带 映射到卡带

00:17:25.103 --> 00:17:28.991
然后在上方有一个Boot ROM 一会提

00:17:29.195 --> 00:17:36.088
VRAM也映射在这里 可选的外部RAM 以及内部RAM

00:17:36.364 --> 00:17:40.180
没有使用的部分 要么没有东西 要么就是镜像已有的

00:17:40.521 --> 00:17:41.690
把最高地址的这些放大

00:17:41.690 --> 00:17:47.946
可以看到另外一页的OAM内存 就像是一种特殊用途的VRAM

00:17:48.164 --> 00:17:50.579
独立于VRAM 一会会具体讲

00:17:50.822 --> 00:17:55.076
最后一页 也就是第0页 包括了IO部分

00:17:55.308 --> 00:17:57.617
所有的寄存器 声音的视频的

00:17:57.875 --> 00:18:05.215
还有127字节的HRAM 独立于其它的RAM

00:18:05.454 --> 00:18:07.890
所以这代表游戏只能有32KB

00:18:08.105 --> 00:18:10.661
有些游戏确实只需要32KB

00:18:10.826 --> 00:18:13.556
比如说俄罗斯方块 就刚好挤进32KB 里面就一片芯片

00:18:13.837 --> 00:18:16.302
生产也很方便

00:18:16.506 --> 00:18:18.102
然后其它的卡带

00:18:18.412 --> 00:18:22.985
容量没有理论上限 但是实际上最大是到2MB

00:18:23.246 --> 00:18:25.708
这个是128KB

00:18:25.929 --> 00:18:29.737
实现的办法是 增加一个MBC （内存分页控制器）

00:18:29.963 --> 00:18:32.601
一个特殊的可以切换分页的芯片

00:18:32.823 --> 00:18:35.338
这个在各种系统上都是很常见的做法

00:18:35.563 --> 00:18:40.907
这些控制器可以很不一样 但是实际上 大部分的工作方式是这样的

00:18:41.134 --> 00:18:45.931
最低16KB空间 永远映射到Bank0

00:18:46.050 --> 00:18:51.204
而16KB-32KB这部分可以映射到Bank1 Bank2等等

00:18:52.961 --> 00:18:57.109
切换分页的方法就是往一个地址空间内写入一些特定数值

00:18:57.365 --> 00:19:01.319
这些就会被MBC读取到 然后切换分页

00:19:01.572 --> 00:19:03.613
这点对于外部RAM也是一样的

00:19:03.836 --> 00:19:08.919
游戏卡带如果含有外置内存 比如用于保存游戏

00:19:09.166 --> 00:19:11.841
比如装有备份电池的内存 这也是保存游戏的唯一办法

00:19:12.075 --> 00:19:15.581
可以把外部内存映射在这里 一样的模型

00:19:15.850 --> 00:19:18.063
所以这个BootROM是什么

00:19:18.331 --> 00:19:22.440
CPU从内存地址0开始执行

00:19:22.649 --> 00:19:26.820
BootROM的作用就是显示这些东西 然后响一声

00:19:27.292 --> 00:19:29.252
BootROM是内置在GameBoy里面的

00:19:29.508 --> 00:19:32.900
花了一段时间这些代码才被提取出来 还是挺麻烦的

00:19:33.070 --> 00:19:34.250
（不是我完成的）

00:19:35.040 --> 00:19:37.271
这个就是完整的BootROM

00:19:37.271 --> 00:19:38.321
首先初始化RAM

00:19:38.321 --> 00:19:39.692
初始化声音

00:19:39.692 --> 00:19:42.429
设置和解码显示在屏幕上的logo

00:19:42.649 --> 00:19:44.762
卷动logo 播放声音

00:19:44.988 --> 00:19:48.647
然后就是有趣的部分 它对比logo

00:19:48.848 --> 00:19:51.912
游戏卡带内需要有一份logo副本

00:19:52.114 --> 00:19:55.531
如果两者不一样 就不会继续开机

00:19:55.743 --> 00:20:00.327
这样任天堂就能控制什么游戏是给这个平台发行的

00:20:00.531 --> 00:20:02.175
游戏必须要内置这个logo

00:20:02.288 --> 00:20:08.145
如果未经允许加入 那不单单是违反版权保护 而且还是违反商标保护

00:20:09.584 --> 00:20:13.142
最后是计算校验和 算是再一次确认

00:20:13.142 --> 00:20:15.550
否则你得拆出来吹吹卡带 吹吹机子 重新插一遍

00:20:15.550 --> 00:20:19.249
接着它关闭BootROM 继续执行

00:20:19.369 --> 00:20:26.868
这个logo 实际上是从卡带里面读取并且显示出来的

00:20:27.094 --> 00:20:30.025
如果不插卡带开机会看见这个

00:20:30.741 --> 00:20:34.276
但是这并不代表游戏开发商可以往里面装入任何logo

00:20:34.276 --> 00:20:36.110
因为GameBoy会对比这个logo

00:20:36.136 --> 00:20:38.084
如果logo错误就不会继续启动了

00:20:39.328 --> 00:20:41.859
因为没有清理代码

00:20:42.029 --> 00:20:44.112
没有重启系统或者其它事情

00:20:44.112 --> 00:20:47.155
所以有些游戏就直接开始调戏这个logo

00:20:47.393 --> 00:20:48.323
直接在此之上继续

00:20:48.553 --> 00:20:50.776
demo也显然很喜欢调戏这个

00:20:50.987 --> 00:20:54.442
任天堂logo已经在屏幕上了 就对它做点啥吧（阴险

00:20:59.343 --> 00:21:00.033
很不错

00:21:01.771 --> 00:21:06.171
BootROM一直运行 直到最后一条指令关闭BootROM

00:21:06.383 --> 00:21:11.717
这是即使是最低地址显示的也是游戏卡带的内容了

00:21:11.926 --> 00:21:13.542
它就继续从这里执行

00:21:13.739 --> 00:21:16.507
运行来自游戏中的下一条指令

00:21:16.660 --> 00:21:18.548
通常这里是一个跳转指令

00:21:18.755 --> 00:21:22.131
因为这其实是所谓的ROM头 按照要求就应该是这样的

00:21:23.489 --> 00:21:27.571
头部必须内置任天堂Logo 头部校验和 这是很重要的

00:21:27.571 --> 00:21:29.576
剩下的元数据就不重要了

00:21:29.576 --> 00:21:32.158
对于当时的游戏开发者来说什么很重要

00:21:32.158 --> 00:21:34.452
但是没有软件会真正检查这些内容

00:21:34.452 --> 00:21:38.040
在这之后 就可以放真正的游戏数据了

00:21:39.259 --> 00:21:42.939
还没讲到过的东西就是IO部分和HRAM了

00:21:42.939 --> 00:21:51.788
也就是在最高页 所谓的第0页 可以比较高效得操作

00:21:51.973 --> 00:21:55.682
最高的127字节是额外的内存

00:21:55.864 --> 00:22:00.100
剩下的 就是这些不同的设备

00:22:00.293 --> 00:22:02.735
这些是所有系统内的寄存器

00:22:02.907 --> 00:22:06.572
中断控制器 声音控制器 摇杆输入 串口传输 定时器 还有PPU

00:22:06.743 --> 00:22:09.543
这些就是要讲的所有东西

00:22:09.915 --> 00:22:11.318
摇杆输入

00:22:11.530 --> 00:22:15.356
非常简单 这是所有GameBoy拥有的输入

00:22:15.513 --> 00:22:16.992
4个按钮 4个方向

00:22:17.203 --> 00:22:21.424
于是你会想 弄8个GPIO 这样就能实现了

00:22:21.424 --> 00:22:23.674
但是也可以用6个GPIO

00:22:24.226 --> 00:22:26.390
2列4行

00:22:26.533 --> 00:22:32.675
你选择想要测试的行 然后知道这一行按下了什么按键

00:22:32.725 --> 00:22:34.620
这样就能用6个而不是8个

00:22:35.141 --> 00:22:36.719
按键就是这些 很简单

00:22:37.448 --> 00:22:38.837
串行数据传输

00:22:39.134 --> 00:22:42.286
你可以用一条联机线把两台GameBoy连在一起

00:22:42.459 --> 00:22:49.700
联机线其实就是 1条单向数据线 1条另外一个方向的数据线 1条时钟线

00:22:49.922 --> 00:22:54.410
两台GameBoy得确定谁发送时钟 谁接收时钟

00:22:54.626 --> 00:22:56.593
这些就是控制这些东西的位

00:22:56.761 --> 00:22:59.443
一个设置输出时钟 永远是8kHz

00:22:59.655 --> 00:23:04.342
接收时钟范围很宽 可以从0一直到0.5MHz都能收到

00:23:04.342 --> 00:23:09.831
一旦传输开始 就会一位位移出字节 而且永远是全双工的

00:23:11.676 --> 00:23:12.732
定时器

00:23:12.983 --> 00:23:15.694
任何系统都得有个时钟 这个系统只有一个时钟

00:23:17.349 --> 00:23:21.083
TMA寄存器用来存放计数初值

00:23:21.311 --> 00:23:24.697
然后可以选择四种速度之一

00:23:24.891 --> 00:23:27.744
接着打开定时器 向上计时

00:23:27.966 --> 00:23:35.026
直到溢出 就会载入初值 然后可选的产生一个中断

00:23:35.239 --> 00:23:36.993
讲到中断

00:23:37.163 --> 00:23:40.125
中断控制器支持5种不同的中断

00:23:40.289 --> 00:23:45.213
V-Blank（场消隐） LCD状态 也就是和PPU相关 一会讲

00:23:45.419 --> 00:23:47.328
已经讲过的定时器 可以产生中断

00:23:47.328 --> 00:23:50.020
串口 可以在接受到数据的时候产生中断

00:23:50.020 --> 00:23:52.003
摇杆 可以在有按键按下的时候产生中断

00:23:52.457 --> 00:23:54.479
这个是中断启用寄存器

00:23:54.659 --> 00:23:56.299
一个中断标志寄存器

00:23:56.539 --> 00:23:59.100
可以看见有哪些中断还没有被处理

00:23:59.293 --> 00:24:02.672
这些是中断发生时会跳转的地址

00:24:02.875 --> 00:24:05.406
你不需要手动确定发生的是哪个中断

00:24:05.576 --> 00:24:07.138
因为直接跳转的就是不同的地址

00:24:07.314 --> 00:24:09.946
所以 声音控制器

00:24:10.255 --> 00:24:14.512
声音控制器的寄存器数量是最多的

00:24:14.675 --> 00:24:19.523
一共有四个声部 每个声部有自己的一组独立的寄存器

00:24:19.700 --> 00:24:21.505
这样看更为合理

00:24:21.697 --> 00:24:24.468
4个声部 每个声部5个寄存器

00:24:26.451 --> 00:24:29.890
每个寄存器有特定的含义

00:24:31.608 --> 00:24:33.370
但是含义只是大致的

00:24:33.370 --> 00:24:35.917
因为四个声道并不完全一样

00:24:36.125 --> 00:24:38.573
有两个很接近的 产生方波

00:24:38.798 --> 00:24:42.321
剩下两个一个是PCM采样 一个是杂波

00:24:42.646 --> 00:24:46.497
看位定义的话 有一定相似性 但是还是不一样

00:24:46.608 --> 00:24:49.569
具体通道有具体的定义

00:24:50.250 --> 00:24:53.107
先看看共通的一些参数

00:24:53.291 --> 00:24:56.382
每个声部都有一个开关位 也就是控制这个通道的开关

00:24:56.611 --> 00:24:59.147
你可以在某个时候关掉这个通道

00:24:59.147 --> 00:25:02.520
但是还有一个长度开关 以及长度设置寄存器

00:25:02.734 --> 00:25:05.681
所以比如你可以这么设置 在0.25秒后自动关闭

00:25:06.801 --> 00:25:09.794
然后先来看PCM采样声部的寄存器 也是最简单的一个

00:25:11.291 --> 00:25:14.790
这个声部的作用就是 可以播放任何的波形

00:25:14.972 --> 00:25:18.656
它有额外的16字节寄存器

00:25:18.806 --> 00:25:21.488
里面有32个位置 每个4位

00:25:21.685 --> 00:25:28.475
你可以在里面放任何你想要的波形

00:25:28.688 --> 00:25:29.780
这里是几个例子

00:25:29.946 --> 00:25:31.577
比如你可以产生一个锯齿波

00:25:36.060 --> 00:25:37.197
算是相当基本的波形

00:25:37.428 --> 00:25:38.972
也可以有正弦波

00:25:44.014 --> 00:25:46.107
或者是任何自定义的东西

00:25:50.880 --> 00:25:52.134
相当灵活

00:25:52.797 --> 00:25:54.335
然后有一个频率控制

00:25:54.541 --> 00:25:58.818
也就是控制采样的播放速度

00:25:59.076 --> 00:26:00.550
2位的音量

00:26:00.793 --> 00:26:03.721
音量可以在100% 50% 25%和静音之间控制

00:26:05.196 --> 00:26:10.074
另外两个 是很相似的两个方波声部

00:26:10.267 --> 00:26:13.160
这些位都是一样的，功能也一样

00:26:13.415 --> 00:26:18.077
你不能指定波形 波形是固定的 只能是方波

00:26:18.087 --> 00:26:19.590
就是只能是高或者低

00:26:20.533 --> 00:26:22.260
但是高低比例（占空比）可以不同

00:26:22.260 --> 00:26:25.780
这两个位就是控制占空比的

00:26:27.930 --> 00:26:30.668
可以设置12.5%高 剩下的低

00:26:33.387 --> 00:26:34.235
25%

00:26:36.604 --> 00:26:37.349
50%

00:26:37.349 --> 00:26:40.065
75%听起来应该和25%一样，只是反相了

00:26:43.317 --> 00:26:46.507
这个是两个声部都支持的功能

00:26:46.758 --> 00:26:49.493
另外有一个功能叫音量扫频 （Volume Sweep，翻译不准确，暂时想不到更好的）

00:26:49.507 --> 00:26:52.299
就是音量可以增高或者降低

00:26:52.461 --> 00:26:56.264
降低就是模拟乐器的情况

00:26:58.633 --> 00:27:01.104
或者也能增高 效果比较有趣

00:27:04.527 --> 00:27:10.458
然后 只有第一个声部有扫频功能

00:27:10.663 --> 00:27:12.419
可以升高

00:27:15.245 --> 00:27:16.193
也可以降低

00:27:18.689 --> 00:27:21.157
所以可以注意到主要是用于音效的

00:27:21.331 --> 00:27:22.617
更多的音效例子

00:27:25.440 --> 00:27:26.928
这就是可以实现的效果

00:27:27.616 --> 00:27:30.428
然后还有第四个杂波通道

00:27:30.608 --> 00:27:35.580
就是一个只能产生伪随机数的移位寄存器

00:27:36.029 --> 00:27:41.021
根据你设置的15bit模式或者7bit模式

00:27:41.237 --> 00:27:45.394
他能产生两种不同的波形

00:27:48.194 --> 00:27:49.348
这是15bit模式

00:27:51.571 --> 00:27:52.693
这是7bit模式

00:27:54.135 --> 00:27:55.584
这些是所有的寄存器

00:27:56.061 --> 00:28:00.043
4个声部的寄存器 3个通用寄存器

00:28:00.393 --> 00:28:03.556
这个可以设置左声道和右声道的音量

00:28:03.734 --> 00:28:07.525
有趣的是卡带可以有自己的音频控制器

00:28:07.737 --> 00:28:10.853
可以产生接到这个上面的音频信号

00:28:11.023 --> 00:28:12.207
但是没有游戏做过这种事情

00:28:12.814 --> 00:28:20.852
然后还有一个寄存器 可以设置一个通道是接到左声道还是右声道 或者都接、都不接

00:28:21.043 --> 00:28:23.064
然后有一个电源开关

00:28:23.195 --> 00:28:26.561
关掉音频部分可以减少约30%的电力消耗

00:28:28.576 --> 00:28:33.482
然后 GameBoy的声音系统不单单被用于游戏

00:28:33.763 --> 00:28:38.540
人们现在还在GB上用Little Sound DJ一类的软件编曲

00:28:38.739 --> 00:28:40.539
我展示一个简单的例子

00:29:17.130 --> 00:29:18.143
音频就到此为止

00:29:18.706 --> 00:29:21.188
我们来谈谈Pixel Processing Unit （像素处理单元/PPU）

00:29:21.607 --> 00:29:25.451
PPU就是产生图形的部分 拥有12个寄存器

00:29:25.588 --> 00:29:26.510
并不是很多

00:29:27.343 --> 00:29:28.954
首先来看看规格

00:29:29.294 --> 00:29:32.432
在之前讲过，160*144像素，不是很多

00:29:32.629 --> 00:29:36.219
4级灰度 其实更接近于4级不同的绿色

00:29:36.400 --> 00:29:39.077
当然后续的GameBoy要好得多

00:29:39.272 --> 00:29:41.464
所有屏幕上的东西都是以8*8像素的方格为单位的

00:29:41.657 --> 00:29:44.445
屏幕上有一定数量的方格 还有一些精灵

00:29:44.609 --> 00:29:46.138
这些东西都得装进8KB的显存

00:29:46.340 --> 00:29:49.401
具体解释下这个8*8像素方格

00:29:49.640 --> 00:29:51.441
我们看一下俄罗斯方块的游戏画面

00:29:51.639 --> 00:29:54.354
所有东西都是基于这些方块的

00:29:54.564 --> 00:30:00.709
塞尔达也是一样 画上网格线就能看见重复的图案 而且都是和网格线对齐的

00:30:00.897 --> 00:30:06.241
超级马里奥大陆也是很明显 因为没有很多不同的方格

00:30:06.513 --> 00:30:09.399
甚至是像Donkey Kong Land这样的游戏

00:30:09.639 --> 00:30:12.185
在画上网格后还是能看出来的

00:30:12.439 --> 00:30:14.157
可以看见重复对齐的图案

00:30:14.360 --> 00:30:16.587
尽管他们很好地隐藏了这一点

00:30:17.841 --> 00:30:21.024
有些游戏干脆就利用这个特性来设计

00:30:21.024 --> 00:30:23.806
在Turrican里面干脆就用方块做了个动画

00:30:24.536 --> 00:30:26.737
我们来看看方格是什么样的

00:30:27.072 --> 00:30:30.312
一个方格尺寸是8*8 可以有4种颜色

00:30:32.150 --> 00:30:35.199
4种颜色的编码就是00 01 10和11

00:30:36.035 --> 00:30:40.242
把这个叠加到像素上看看编码是如何完成的

00:30:40.496 --> 00:30:42.901
看第一行 直接当成一个二进制数读

00:30:43.066 --> 00:30:46.921
于是就是 02 FF 一行像素需要2个字节

00:30:47.140 --> 00:30:50.707
整个下来一个方块就是16字节

00:30:51.981 --> 00:30:56.458
你可能注意到了这个颜色的排序比较奇怪

00:30:56.683 --> 00:30:58.978
这是因为调色板是可以自定的

00:30:59.249 --> 00:31:00.869
我可以选择任何想要的调色板

00:31:00.869 --> 00:31:04.210
系统内对于这些背景方块有个2位到2位的映射

00:31:05.517 --> 00:31:09.854
原生的表示方法是 00表示白 11表示黑

00:31:10.235 --> 00:31:12.978
我可以选择任意的这种的调色板

00:31:13.153 --> 00:31:16.175
如果有需要 我也可以选择一样的颜色

00:31:17.754 --> 00:31:19.615
系统内一共支持256个方块

00:31:19.856 --> 00:31:22.036
看这个设置 你认出是什么游戏了吗

00:31:22.240 --> 00:31:24.041
这是俄罗斯方块

00:31:24.410 --> 00:31:26.585
如果你不认识底部那些跳舞的人

00:31:26.766 --> 00:31:28.438
说明你没有通关过俄罗斯方块

00:31:31.437 --> 00:31:32.441
这是塞尔达

00:31:33.742 --> 00:31:37.260
这是超级马里奥大陆 只使用了128个方块

00:31:39.032 --> 00:31:40.859
有人认识这个吗？

00:31:42.954 --> 00:31:44.987
这个只是一个拼图

00:31:46.167 --> 00:31:47.121
是网球

00:31:50.327 --> 00:31:55.315
20*18个方块填满了整个屏幕

00:31:55.509 --> 00:31:56.829
但是其实事情不完全是这样

00:31:57.016 --> 00:32:01.617
在视频内存中 有32*32方块

00:32:01.797 --> 00:32:03.018
这才是完整的背景映射

00:32:03.222 --> 00:32:05.640
屏幕上能看见的只是一个区域（Viewport）

00:32:07.246 --> 00:32:12.144
256*256个像素还是相当方便的数字

00:32:12.670 --> 00:32:16.683
卷动很方便，只要移动这个区域就可以了

00:32:17.603 --> 00:32:23.023
使用这个模拟器就能很清楚得看到背景中发生了什么事情

00:32:23.256 --> 00:32:24.941
以及可视区域是如何移动的

00:32:25.115 --> 00:32:28.806
其实就像是一个摄像机，在32*32的映射中移动

00:32:29.793 --> 00:32:33.591
但是这种方法只适用于最大地图只有32*32的游戏

00:32:33.727 --> 00:32:35.767
但是那种需要无限卷动的游戏怎么办

00:32:35.965 --> 00:32:37.614
比如超级马里奥大陆

00:32:37.832 --> 00:32:40.371
最多可以有这么多的列

00:32:40.535 --> 00:32:42.398
可以把区域移动到这里

00:32:42.533 --> 00:32:45.073
但是到最后怎么办

00:32:45.269 --> 00:32:47.510
它会直接卷到左边

00:32:47.762 --> 00:32:52.106
如果我们能在显示出来之前重绘这些画面

00:32:52.281 --> 00:32:53.275
就可以拥有无限的世界大小

00:32:54.038 --> 00:32:56.435
在模拟器里就看得很清楚了

00:32:56.638 --> 00:33:01.521
在屏幕显示不到的地方会不断刷新新的地图

00:33:01.708 --> 00:33:03.559
对于二维也是一个道理

00:33:03.559 --> 00:33:05.059
这是Donkey Kong Land

00:33:05.059 --> 00:33:06.521
这个看起来很奇怪

00:33:06.521 --> 00:33:11.234
只在需要显示的地方绘制新的地图

00:33:14.066 --> 00:33:16.645
这是我们已经谈论过的一个图层

00:33:18.674 --> 00:33:19.701
背景图层

00:33:19.843 --> 00:33:23.084
除了背景外 还能放一层图像

00:33:23.253 --> 00:33:24.286
窗口

00:33:24.458 --> 00:33:25.286
可以直接覆盖

00:33:25.286 --> 00:33:26.706
也可以放在任意地方

00:33:26.706 --> 00:33:28.392
有个XY坐标

00:33:28.392 --> 00:33:31.142
他会从起始坐标开始向右下方绘制

00:33:31.363 --> 00:33:33.109
然而没有透明支持

00:33:33.287 --> 00:33:36.006
通常的用法就是放到右边

00:33:36.193 --> 00:33:37.698
或者放到下面

00:33:37.835 --> 00:33:40.611
因为这个是不受卷动影响的

00:33:41.943 --> 00:33:46.690
显然这个功能对于屏幕下方的分数显示来说是很必要的

00:33:46.732 --> 00:33:49.097
对于游戏来说非常简单好用的功能

00:33:49.898 --> 00:33:51.806
当然也能放在右边

00:33:52.033 --> 00:33:55.572
这些是GBC游戏 但是不影响 在GB上也能玩

00:33:57.305 --> 00:34:00.371
然后在背景和窗口层之上还有一个图层

00:34:00.371 --> 00:34:01.421
就是精灵层

00:34:01.619 --> 00:34:06.075
精灵就是放在屏幕上的不用受限于8*8方格的物体

00:34:06.075 --> 00:34:07.550
可以自由摆放

00:34:07.739 --> 00:34:09.801
现在屏幕上有3个精灵

00:34:09.909 --> 00:34:11.533
任天堂把它们叫做 对象，OBJ

00:34:12.171 --> 00:34:14.789
但是我还是继续叫他们精灵 因为就是精灵

00:34:15.025 --> 00:34:16.843
就直接拿这个蘑菇举例吧

00:34:17.033 --> 00:34:20.170
每个精灵都有自己的属性

00:34:20.344 --> 00:34:23.609
系统内有个 OAM 也就是对象属性映射表

00:34:23.853 --> 00:34:25.100
这个就是一个OAM记录

00:34:25.308 --> 00:34:26.695
含有以下值

00:34:26.872 --> 00:34:28.119
第一个是X位置

00:34:28.294 --> 00:34:30.854
把它放到屏幕的左边

00:34:31.030 --> 00:34:34.435
你可能会以为应该横向坐标为0

00:34:34.674 --> 00:34:35.683
但是不是 是8

00:34:35.861 --> 00:34:36.561
为什么呢

00:34:36.672 --> 00:34:37.694
因为如果你把它放在4

00:34:37.845 --> 00:34:38.579
他就在这

00:34:38.579 --> 00:34:39.484
如果设置成0

00:34:39.484 --> 00:34:41.192
那就看不见了 因为宽度是8

00:34:41.280 --> 00:34:42.441
需要有一种方法能让它进入屏幕

00:34:42.956 --> 00:34:45.756
对于屏幕顶端的情况也是一样的

00:34:45.931 --> 00:34:49.451
但是你看现在的Y坐标是16

00:34:49.451 --> 00:34:58.386
因为一个精灵最高可以有16像素高

00:34:58.605 --> 00:35:01.685
把它放到一个自然的位置

00:35:01.921 --> 00:35:05.932
下一个问题就是应该长什么样

00:35:06.159 --> 00:35:08.393
首先看见是一个8*8的方格

00:35:08.393 --> 00:35:09.358
和之前的方格是一样的编码

00:35:09.358 --> 00:35:11.262
只是这个还带有透明色

00:35:11.262 --> 00:35:13.636
所以00 表示透明

00:35:13.834 --> 00:35:16.706
因为是一样的编码 所以也是一样的方格

00:35:16.870 --> 00:35:20.666
而且系统内也有256个方格位可供使用

00:35:20.853 --> 00:35:23.173
你看现在是方块编号0x90

00:35:24.323 --> 00:35:26.614
剩下一个是 X翻转 选项

00:35:27.094 --> 00:35:32.310
所以你没有必要为 向左走 和 向右走 的蘑菇单独存两个方块

00:35:32.497 --> 00:35:35.417
水平翻转一下 就有向右走的了

00:35:35.547 --> 00:35:37.649
垂直翻转一下 就有死蘑菇了

00:35:37.820 --> 00:35:41.739
同时垂直和水平翻转 就有向右走的死蘑菇啦~

00:35:42.734 --> 00:35:44.879
调回来

00:35:45.077 --> 00:35:47.009
下一个是调色板

00:35:47.169 --> 00:35:52.196
因为其中一种的颜色表示的是透明

00:35:52.398 --> 00:35:55.289
所以只剩下3种颜色可以选择

00:35:55.492 --> 00:36:00.633
他们不想强制固定这三种颜色

00:36:00.801 --> 00:36:05.221
所以你可以在四种颜色里面挑3种想要的

00:36:05.379 --> 00:36:07.863
而且不同的精灵不需要使用同样的3种颜色

00:36:08.059 --> 00:36:10.439
因为系统内可以有两个调色板

00:36:10.664 --> 00:36:14.757
所以才有这个位 可以选择是调色板0还是调色板1

00:36:14.879 --> 00:36:18.455
调色板1和0分别效果就是这样

00:36:19.642 --> 00:36:21.032
剩下一个是优先级

00:36:21.347 --> 00:36:25.030
就是精灵碰到背景时如何绘图

00:36:26.000 --> 00:36:28.124
如果优先级是1就有趣了

00:36:28.281 --> 00:36:30.311
它会画在这些白色像素之上

00:36:30.441 --> 00:36:34.345
但是在所有不是白色的像素后面

00:36:34.407 --> 00:36:36.106
当然白色并不是一个什么特殊颜色

00:36:36.196 --> 00:36:41.700
只是指背景调色板里的0号颜色

00:36:41.815 --> 00:36:46.412
所以改调色板 就能让蘑菇显示在任意颜色之上

00:36:46.556 --> 00:36:50.189
优先级0的话就会绘制在任何东西之上

00:36:50.189 --> 00:36:51.874
当然不包括透明像素

00:36:53.394 --> 00:36:55.337
然后就是精灵之间的优先级问题

00:36:55.498 --> 00:36:57.055
这个没有办法自己设置

00:36:57.055 --> 00:36:57.930
这个是固定的

00:36:57.985 --> 00:37:01.273
现在蘑菇在正方形之上

00:37:01.406 --> 00:37:04.687
因为它的横向坐标比正方形小

00:37:04.830 --> 00:37:06.765
一旦达到一样的坐标

00:37:06.795 --> 00:37:09.267
精灵编号小的显示在上

00:37:09.267 --> 00:37:14.032
因为精灵在内存中也是一个数组 存前面的画上面

00:37:14.032 --> 00:37:20.774
然而一旦正方形的X坐标小于蘑菇的X坐标 就会画在上面

00:37:20.904 --> 00:37:24.494
一部分游戏中穿透其它精灵的时候 就能看到这种现象

00:37:25.814 --> 00:37:30.017
系统支持最多40个精灵 屏幕上最多也是能放40个

00:37:30.439 --> 00:37:31.660
但是还有一个限制

00:37:32.008 --> 00:37:33.784
每一行最多只能有10个

00:37:33.909 --> 00:37:35.356
比如这里有11个

00:37:35.513 --> 00:37:37.375
10个是按照一行像素计算的

00:37:37.463 --> 00:37:39.059
所以这些像素就不会被显示出来

00:37:39.933 --> 00:37:42.366
或者是下面两行

00:37:42.403 --> 00:37:45.313
这个不是讲从左到右的第十个

00:37:45.488 --> 00:37:50.728
而是按照精灵的编号来决定的

00:37:51.815 --> 00:37:54.252
所以这是一个完整的OAM记录

00:37:54.431 --> 00:37:55.909
一共4个字节

00:37:56.060 --> 00:37:58.082
这是内存中的一个OAM记录

00:37:58.238 --> 00:38:01.483
FE00就是存储这些记录的起始地址

00:38:01.625 --> 00:38:03.785
一共有40个记录 里面能存40个精灵

00:38:03.785 --> 00:38:05.397
整个这个叫做OAM内存

00:38:05.397 --> 00:38:08.709
就是一个存在这个位置的专用内存

00:38:08.709 --> 00:38:10.420
并不是显存的一部分

00:38:11.655 --> 00:38:13.432
还有一件事情

00:38:13.648 --> 00:38:15.385
就是即使是小马里奥

00:38:15.541 --> 00:38:17.914
也超过了8*8

00:38:18.082 --> 00:38:20.568
你可以用4个精灵来实现

00:38:20.727 --> 00:38:21.829
这也是游戏里的做法

00:38:21.956 --> 00:38:23.110
但是还有一个模式

00:38:23.110 --> 00:38:25.479
可以拥有16像素高的精灵

00:38:25.479 --> 00:38:27.004
但是这个设定是全局的

00:38:27.004 --> 00:38:30.373
整个游戏都得使用16像素高的精灵

00:38:31.043 --> 00:38:33.085
所以已经见过3层了

00:38:33.228 --> 00:38:37.660
还有一件事情是 屏幕是可以被彻底关闭的

00:38:37.777 --> 00:38:39.549
这样就有第五种颜色了（强行）

00:38:39.697 --> 00:38:42.394
稍微比白色位再淡一点

00:38:42.545 --> 00:38:46.075
没啥用 因为得把屏幕关掉

00:38:46.184 --> 00:38:49.162
一旦打开屏幕但是不画任何东西

00:38:49.346 --> 00:38:50.544
就是白色

00:38:50.544 --> 00:38:53.456
然后打开背景层 比如说要显示个淡灰色

00:38:53.456 --> 00:38:55.686
然后就完全代替了这个颜色

00:38:55.686 --> 00:38:56.925
再画个窗口

00:38:57.158 --> 00:38:58.536
注意没有透明

00:38:58.661 --> 00:39:01.369
还能在上面画精灵

00:39:01.498 --> 00:39:05.097
但是注意精灵和窗口的颜色就无法区分了

00:39:05.248 --> 00:39:07.071
所以说窗口上没有裁剪一类的事情

00:39:08.556 --> 00:39:11.894
所以内存映射是怎么样的

00:39:12.060 --> 00:39:13.767
4KB的精灵方块

00:39:13.767 --> 00:39:16.157
4KB的背景方块

00:39:16.330 --> 00:39:19.115
1KB的背景映射表

00:39:19.215 --> 00:39:20.735
32*32

00:39:20.845 --> 00:39:22.955
1KB的窗口映射表

00:39:22.989 --> 00:39:24.380
这不是最高效的表示方法

00:39:24.380 --> 00:39:27.278
但是他们这么做了 因为方便

00:39:27.419 --> 00:39:30.229
但是我们只有8KB的显存

00:39:30.354 --> 00:39:34.234
放个精灵方块和背景方块 就用完了

00:39:34.658 --> 00:39:36.143
换种方法

00:39:36.143 --> 00:39:39.746
先放上精灵方块 然后在最后放上背景和窗口映射

00:39:39.746 --> 00:39:41.383
背景方块怎么办

00:39:41.383 --> 00:39:42.560
就让它们重合

00:39:43.561 --> 00:39:46.575
有不同的配置 3个位

00:39:46.615 --> 00:39:48.374
可以让它们完全重合

00:39:48.374 --> 00:39:49.480
也可以只重合一部分

00:39:49.645 --> 00:39:52.402
这些也可以交换或者重合

00:39:53.031 --> 00:39:54.567
重合表示什么意思

00:39:54.607 --> 00:40:00.790
这个情况就是精灵方块和背景方块完全重合

00:40:00.790 --> 00:40:03.352
可以共享完全相同的方块

00:40:03.352 --> 00:40:05.026
但是也可以这么放

00:40:05.026 --> 00:40:11.543
前128个就是精灵专用 后128个就是背景专用

00:40:11.543 --> 00:40:14.574
中间128个共享

00:40:14.574 --> 00:40:16.468
比如这个超级马里奥大陆

00:40:16.662 --> 00:40:20.113
前2/3都用于精灵了

00:40:20.337 --> 00:40:22.021
剩下的1/3被用于背景

00:40:24.471 --> 00:40:26.669
下一个部分是横向计时

00:40:30.253 --> 00:40:32.866
在基于CRT的机器当中

00:40:33.006 --> 00:40:38.269
这就是CRT显示图像的慢动作效果

00:40:38.839 --> 00:40:41.674
从头到底 从左到右

00:40:43.048 --> 00:40:44.503
对于GameBoy也是一样的

00:40:44.694 --> 00:40:47.222
它以60Hz的速度不停地扫描

00:40:47.395 --> 00:40:48.883
从上到下 一行一行

00:40:48.883 --> 00:40:49.668
从左到右

00:40:49.668 --> 00:40:52.471
这不是因为使用了一些旧的器件

00:40:52.663 --> 00:40:57.010
他们完全重新实现了这一部分的内容

00:40:57.169 --> 00:40:59.820
但是液晶本身就需要以60Hz的速度刷新

00:40:59.994 --> 00:41:01.131
所以就这样了

00:41:01.358 --> 00:41:05.937
如果要实现一些特效的话是很重要的

00:41:06.148 --> 00:41:06.942
比如这个游戏中

00:41:07.108 --> 00:41:09.754
屏幕不同的区域行为是不一样的

00:41:09.920 --> 00:41:14.110
比如我们先只看这个滚动的城市图

00:41:14.253 --> 00:41:18.538
直接全屏滚动肯定是不成问题的

00:41:18.656 --> 00:41:20.456
但是我们只想让它在屏幕上的一部分滚动

00:41:20.625 --> 00:41:22.923
就可以通过这些额外的寄存器完成

00:41:23.061 --> 00:41:28.466
如果你之前接触过8位机的编程 比如C64什么的 那么应该会理解

00:41:28.659 --> 00:41:31.262
你可以知道当前正在画哪一行

00:41:31.442 --> 00:41:33.987
或者马上会画哪一行

00:41:33.987 --> 00:41:37.382
除了一直等着 还可以设定一个中断

00:41:37.597 --> 00:41:39.736
一旦到达某一行就会执行特定代码

00:41:39.909 --> 00:41:43.746
我们先把SCX寄存器设定到0

00:41:43.897 --> 00:41:45.815
然后在第8行触发

00:41:45.984 --> 00:41:48.288
所以它就会以卷动为0的参数显示出这些

00:41:48.471 --> 00:41:56.823
然后现在我把横向滚动 设置成比如23 然后下一帧设置成24 这样就能滚动了

00:41:57.534 --> 00:42:02.573
把对比寄存器设置到42 就会一直继续绘图到42行

00:42:02.738 --> 00:42:09.815
设置成其它的 再修改LYC 画完这个路面 一会具体讲路面的事情

00:42:11.240 --> 00:42:14.239
最后再设置回0 因为仪表盘不需要卷动

00:42:14.423 --> 00:42:16.693
下一帧也是同样这么处理

00:42:16.819 --> 00:42:22.673
这个例子中就不需要修改X卷动寄存器了

00:42:22.918 --> 00:42:26.585
这个例子中 右上角的马里奥其实是一个窗口

00:42:27.621 --> 00:42:33.450
我们在之前讲过 窗口会从左到右从上到下绘图

00:42:33.450 --> 00:42:35.581
本身并不能这样只停在右上角

00:42:35.581 --> 00:42:36.510
但是可以做到

00:42:37.473 --> 00:42:39.750
在第0行触发中断 启用窗口

00:42:39.950 --> 00:42:42.457
在第40行的时候再触发中断 关闭窗口

00:42:42.658 --> 00:42:48.656
于是在40行的时候 PPU的情况就是：“窗口？啥子窗口？没听过这个说法”

00:42:48.843 --> 00:42:50.915
于是就不会继续画

00:42:51.092 --> 00:42:53.470
这个方法在不同的游戏中都有应用

00:42:53.660 --> 00:42:57.853
一些是关于窗口，一些则是和卷动有关

00:42:59.274 --> 00:43:02.454
但是如果你不是在一个特定行触发

00:43:02.618 --> 00:43:05.168
而是每一行都触发的话 就能实现一些比如这样的效果

00:43:05.368 --> 00:43:06.854
左边是屏幕上的效果

00:43:06.854 --> 00:43:11.069
右边是实际上存储在显存中的数据

00:43:12.055 --> 00:43:13.972
如果你在每一行都改变卷动寄存器

00:43:14.502 --> 00:43:16.893
比如按照这个曲线调整

00:43:16.893 --> 00:43:19.140
那么就能实现对图像的变形

00:43:19.140 --> 00:43:20.672
然后每一帧都改变这个曲线

00:43:20.895 --> 00:43:28.810
程序要做的就是 在每一行都向SCX写入一个值

00:43:29.080 --> 00:43:32.830
当然如果图片每行都显示那就每行都得修改

00:43:32.996 --> 00:43:37.560
而这个赛车游戏的效果其实差不多也是一样的道理

00:43:37.709 --> 00:43:39.294
这是视频内存中的情况

00:43:39.505 --> 00:43:40.740
只是一条直的路

00:43:40.933 --> 00:43:44.652
但是在绘图的时候被扭曲

00:43:44.859 --> 00:43:46.159
放大这块

00:43:46.159 --> 00:43:48.457
这是原始数据 这是效果

00:43:48.597 --> 00:43:50.923
忽略这里的精灵

00:43:51.075 --> 00:43:53.829
这是为了扭曲需要的曲线

00:43:53.985 --> 00:43:56.999
这是需要的偏移 也就是SCX

00:43:56.999 --> 00:44:00.903
如果你每行都调整SCX 就能扭曲成这样

00:44:00.986 --> 00:44:02.522
另外一件事情就是

00:44:02.648 --> 00:44:08.304
路中间的线变成了虚线 路外部也有一些横线的图案

00:44:08.445 --> 00:44:11.675
这是通过每几行就调整调色板来实现的

00:44:14.318 --> 00:44:19.141
如果看这个游戏的话 甚至可以实现弹跳的效果

00:44:19.282 --> 00:44:24.039
这是通过在每行同时调整纵向和横向卷动寄存器实现的

00:44:24.206 --> 00:44:28.269
所以就可以重复一行的内容或者跳过某些行

00:44:28.465 --> 00:44:30.808
只要计算好 就可以实现这种效果

00:44:30.996 --> 00:44:36.018
只要在行中修改垂直卷动寄存器

00:44:36.195 --> 00:44:38.518
就能实现二维的扭曲效果

00:44:38.742 --> 00:44:43.518
但是我们还得再仔细讲一讲 横向计时

00:44:46.706 --> 00:44:49.011
在一行绘制的时候 发生了什么

00:44:49.975 --> 00:44:53.125
这是PPU的像素传输模式

00:44:53.296 --> 00:44:55.172
通常需要43个时钟的时间

00:44:55.401 --> 00:44:57.822
一共144行

00:44:58.037 --> 00:45:00.579
但是你不能直接认为

00:45:00.788 --> 00:45:04.958
在第一行结束后 它会立即绘制下一行的第一个像素

00:45:05.099 --> 00:45:06.584
现实不是这样的

00:45:06.759 --> 00:45:10.907
因为在每一行的开始还有一个OAM搜索阶段 需要20时钟

00:45:11.117 --> 00:45:12.278
我一会讲

00:45:12.424 --> 00:45:16.370
每行的结尾还有一个51时钟的行消隐

00:45:16.642 --> 00:45:19.532
在行消隐阶段，PPU就闲着，什么事情都不做。

00:45:19.720 --> 00:45:23.640
还有一个场消隐阶段 就是在帧之间的空闲

00:45:23.834 --> 00:45:25.404
来计算一下

00:45:25.602 --> 00:45:28.984
一行有114时钟 频率是1MHz

00:45:29.021 --> 00:45:32.619
154行 所以需要这么多个时钟周期完成1帧

00:45:32.619 --> 00:45:35.163
如果以用基准频率除以这个

00:45:35.344 --> 00:45:37.763
得到的就是59.7Hz的刷新率

00:45:41.486 --> 00:45:45.174
PPU当前所在的状态是可以直接读出的

00:45:45.334 --> 00:45:49.351
CPU可以知道 而且也可以基于这个设定中断

00:45:49.351 --> 00:45:51.842
但是CPU为什么需要知道呢

00:45:52.492 --> 00:45:55.114
我们来看看不同模式下都发生了什么

00:45:55.313 --> 00:45:58.607
首先 每行开始20周期的OAM搜索是做什么的

00:45:58.778 --> 00:46:04.111
每一行 PPU都需要确定这一行中哪些精灵是可见的

00:46:04.111 --> 00:46:06.319
所以系统内一共有40个精灵

00:46:06.531 --> 00:46:12.422
然后它得找出 这一行中可见的精灵

00:46:12.549 --> 00:46:16.319
然后放进一个最多可以保存10个精灵的 可见精灵数组

00:46:16.541 --> 00:46:21.146
逻辑是 x坐标不能为0 因为那样就不可见了

00:46:21.345 --> 00:46:27.219
然后当前所绘制的行必须要在精灵的第一行和最后一行之间

00:46:27.404 --> 00:46:29.315
符合要求就加入可见精灵数组

00:46:29.516 --> 00:46:32.012
然后这需要20周期的时间

00:46:32.266 --> 00:46:35.531
顺便在原版的GameBoy中这里有个有趣的bug

00:46:35.724 --> 00:46:43.990
如果你在OAM搜索期间 进行了任何数字在FE00到FEFF之间的16位运算

00:46:44.179 --> 00:46:45.511
也就是到OAM内存的指针

00:46:45.654 --> 00:46:47.113
即使你没有访问内存

00:46:47.942 --> 00:46:52.023
他也会破坏这一块的内存

00:46:56.036 --> 00:46:58.587
还有什么需要注意的

00:46:59.894 --> 00:47:01.665
CPU连接到内存

00:47:01.907 --> 00:47:04.234
PPU连接到显存

00:47:04.443 --> 00:47:07.573
OAM内存是特殊的 PPU也直接连接到OAM内存

00:47:07.727 --> 00:47:12.387
CPU也可以连接到显存 这样就能写入到显存

00:47:12.387 --> 00:47:13.918
但是并不是这样完成的

00:47:14.106 --> 00:47:15.958
那样需要双倍速的显存

00:47:16.127 --> 00:47:20.127
你看C64是那样做的 但是在GameBoy上就必须经过PPU

00:47:20.544 --> 00:47:23.308
PPU内部有个开关 PPU可以决定CPU能不能访问

00:47:23.308 --> 00:47:24.843
如果PPU不让CPU访问

00:47:24.843 --> 00:47:27.597
那么CPU进行写入 什么都不会发生

00:47:27.597 --> 00:47:29.163
CPU进行读取 读到的全部是FF

00:47:29.270 --> 00:47:31.001
至少不会发生什么严重的问题

00:47:31.001 --> 00:47:32.286
但是也没有什么意义

00:47:32.286 --> 00:47:36.791
所以说CPU必须确保PPU在合适的模式下 这样才能顺利访问

00:47:38.338 --> 00:47:41.602
在像素传输阶段 不能访问显存

00:47:41.832 --> 00:47:48.169
但是在OAM搜索 行消隐和场消隐阶段都是可以访问的

00:47:48.346 --> 00:47:50.409
如果你想要访问OAM内存

00:47:50.635 --> 00:47:54.281
OAM搜索或者像素传输都不可以

00:47:54.392 --> 00:47:57.096
像素传输时PPU要绘图 需要精灵数据

00:47:57.279 --> 00:47:59.655
只能在这些时候才能访问

00:47:59.818 --> 00:48:02.782
所以在屏幕绘图时就得十分小心

00:48:03.822 --> 00:48:06.877
所以这些时间对于CPU来说都是不好的

00:48:07.079 --> 00:48:08.777
不应该做任何重要的事情

00:48:08.967 --> 00:48:12.010
比如说CPU想要把新的一行移动进背景映射

00:48:12.010 --> 00:48:13.572
最好是在场消隐阶段完成

00:48:13.754 --> 00:48:16.016
有最多的不被打断的时间

00:48:16.511 --> 00:48:21.348
而所有的游戏逻辑和AI可以在屏幕绘图的时候完成

00:48:21.487 --> 00:48:26.737
但是这个时候不能立即写入新的精灵位置

00:48:26.784 --> 00:48:28.176
因为OAM也是不能访问的

00:48:28.830 --> 00:48:30.789
所以游戏一般的做法都是

00:48:30.988 --> 00:48:36.306
把新的精灵信息全部写入一个OAM内存的副本

00:48:36.376 --> 00:48:39.781
然后在场消隐阶段复制进OAM

00:48:40.041 --> 00:48:44.042
就是从任何这里其中一个 存放OAM副本的地方

00:48:44.042 --> 00:48:47.290
复制进OAM 这个图不是按比例画的

00:48:48.733 --> 00:48:50.854
而且这个过程不需要自己完成

00:48:50.854 --> 00:48:52.572
有一个DMA功能

00:48:52.708 --> 00:48:55.534
写入想要复制的块

00:48:55.737 --> 00:48:58.629
然后等待160个时钟

00:48:58.824 --> 00:49:02.550
在复制的过程中 CPU还是在运行的

00:49:02.756 --> 00:49:06.988
但是不能访问任何的源地址空间

00:49:07.158 --> 00:49:08.200
所以只能等着

00:49:08.390 --> 00:49:11.261
但是因为这个代码也得有地方存放

00:49:11.431 --> 00:49:14.107
所以可能的地方只有是HRAM

00:49:14.318 --> 00:49:15.542
也算是个不错的用途

00:49:17.235 --> 00:49:18.951
然后是像素流水线

00:49:19.120 --> 00:49:21.939
我们继续深入来研究像素流水线

00:49:21.939 --> 00:49:28.662
这个还算是非常新的研究 之前是没有公开的

00:49:28.915 --> 00:49:35.030
像素FIFO（先入先出缓存）是GameBoy绘图的核心概念

00:49:35.575 --> 00:49:37.210
我们直接跳到中间过程

00:49:37.210 --> 00:49:38.645
屏幕上已经有一些像素了

00:49:38.645 --> 00:49:42.296
比如这5个像素已经被送给LCD了

00:49:42.806 --> 00:49:45.481
然后像素FIFO 里面有一些像素

00:49:45.635 --> 00:49:49.959
然后每一个4MHz的步骤 它都会移出一个像素

00:49:50.153 --> 00:49:51.456
送给LCD

00:49:51.696 --> 00:49:53.794
移出一个像素 送给LCD

00:49:54.054 --> 00:49:55.862
然后再移出下一个给LCD

00:49:55.862 --> 00:49:59.277
你可能注意到那个绿色的指示灯变成红色了

00:49:59.691 --> 00:50:04.152
因为像素FIFO必须要有至少8个像素才能移出像素

00:50:04.364 --> 00:50:05.785
为什么 一会会讲到

00:50:05.931 --> 00:50:09.392
现在需要产生新的数据来填充FIFO了

00:50:09.581 --> 00:50:12.684
Fetch（获取）单元就是做这个的

00:50:12.882 --> 00:50:14.555
它会读取背景方块单元

00:50:14.729 --> 00:50:18.645
9802是目前在读取的映射位置

00:50:18.842 --> 00:50:22.056
它从背景映射中读取方块的ID 需要1个周期

00:50:22.219 --> 00:50:28.033
然后从方块数据内存 读取第一部分和第二部分的数据

00:50:28.226 --> 00:50:31.615
因为每一行的方块是16位

00:50:31.800 --> 00:50:34.773
这样它就能产生8个新的像素

00:50:34.945 --> 00:50:38.781
然后就重新开始 进入下一个位置

00:50:38.949 --> 00:50:42.876
就可以把这8个像素移入FIFO的上半部分

00:50:43.058 --> 00:50:45.666
这样就可以继续移出新的像素

00:50:45.848 --> 00:50:47.540
然而在执行过程中

00:50:47.765 --> 00:50:51.435
并不是说等待有空了 然后开始Fetch填充 移出再这样

00:50:51.435 --> 00:50:54.001
并不是交替进行的 而是同时进行的

00:50:55.522 --> 00:50:58.042
FIFO是2倍速的

00:50:58.224 --> 00:51:02.102
所以Fetch进行1个步骤 FIFO移出两个像素

00:51:02.259 --> 00:51:06.617
移出 移出 读取第一字节的数据

00:51:06.802 --> 00:51:10.699
移出 移出 读取第二字节的数据

00:51:10.853 --> 00:51:12.410
然后到这个时候

00:51:13.386 --> 00:51:16.310
现在还不能把数据存入FIFO

00:51:16.431 --> 00:51:17.839
因为FIFO还放不下

00:51:17.939 --> 00:51:19.920
所以Fetch先关闭

00:51:20.042 --> 00:51:21.884
等待2个周期

00:51:23.093 --> 00:51:24.803
也就是空闲一段时间

00:51:24.953 --> 00:51:26.521
然后放入数据

00:51:26.640 --> 00:51:28.911
所以如果你看内存访问的模式

00:51:29.059 --> 00:51:33.291
就能看见3次读取 1次空闲 3次读取 1次空闲这样

00:51:35.279 --> 00:51:38.942
所以 FIFO就是4MHz时钟下 每个周期移出一个像素

00:51:39.080 --> 00:51:40.975
除非含有超过8个像素 否则暂停

00:51:40.975 --> 00:51:42.501
Fetch单元 运行频率是2MHz

00:51:42.501 --> 00:51:44.538
需要3个周期来获取8个像素

00:51:44.832 --> 00:51:48.331
然后在第四周期停住 直到FIFO有空位

00:51:49.050 --> 00:51:51.159
横向移动的实现方法非常简单

00:51:51.308 --> 00:51:52.859
比如说我们移动3个像素

00:51:53.001 --> 00:51:54.778
所以所有东西都向左移动了3个像素

00:51:54.931 --> 00:51:57.398
最先的3个像素就直接无视掉了

00:51:57.531 --> 00:52:00.239
然后下一个像素送往LCD

00:52:00.378 --> 00:52:01.568
而在行的最后

00:52:01.568 --> 00:52:02.817
事情变得有趣了

00:52:02.939 --> 00:52:05.807
因为我们想在X=160的时候触发

00:52:05.902 --> 00:52:09.063
FIFO可能还包含一些根本不会被画出来的像素

00:52:09.149 --> 00:52:14.225
然后Fetch可能也已经在获取下8个像素的内容了 也不要了

00:52:14.346 --> 00:52:16.885
然后就全部停止

00:52:16.885 --> 00:52:19.217
就是干了太多活了 直接进入行消隐

00:52:19.217 --> 00:52:25.427
这也是一行需要43周期 而不是40周期的原因

00:52:26.603 --> 00:52:27.784
如果我们开启了窗口

00:52:27.889 --> 00:52:30.687
比如说窗口坐标是26

00:52:30.815 --> 00:52:34.448
我们现在就在26 然后FIFO已经缓存了一些像素了

00:52:34.558 --> 00:52:36.870
它会完全清空FIFO

00:52:37.037 --> 00:52:38.161
然后FIFO会被停止

00:52:38.161 --> 00:52:39.714
因为这些像素已经不需要了

00:52:41.443 --> 00:52:44.928
然后Fetch会被转到窗口映射

00:52:45.086 --> 00:52:46.964
然后Fetch被重新开始

00:52:46.964 --> 00:52:49.614
然后还是一样 读ID 读两个字节

00:52:49.614 --> 00:52:51.440
就得到了窗口的数据

00:52:51.596 --> 00:52:52.990
然后就可以放入像素FIFO

00:52:53.102 --> 00:52:56.555
只要这些开始被移出了 窗口就绘制出来了

00:52:56.665 --> 00:52:59.561
而精灵则是有10个比较器

00:52:59.720 --> 00:53:01.908
也是根据X位置触发

00:53:02.047 --> 00:53:05.116
比如说在这里X=26有一个精灵

00:53:05.258 --> 00:53:09.861
一样 像素FIFO里面有很多像素 然后Fetch执行到一半

00:53:09.990 --> 00:53:12.534
首先我们暂时暂停像素FIFO

00:53:12.717 --> 00:53:14.328
就不能继续移出新的像素

00:53:15.185 --> 00:53:18.392
然后暂时调整Fetch让它产生精灵数据

00:53:18.475 --> 00:53:20.610
重新开始Fetch

00:53:20.743 --> 00:53:22.145
然后就得到了精灵数据

00:53:22.324 --> 00:53:24.551
然而这次不是放到最后

00:53:24.668 --> 00:53:26.832
而是和前8个像素叠加

00:53:26.993 --> 00:53:28.798
混合到已有的像素上

00:53:28.962 --> 00:53:32.176
这也就解释了为什么FIFO中必须要有至少8个像素

00:53:32.344 --> 00:53:35.052
因为精灵是用这种方法来混合的

00:53:36.668 --> 00:53:41.373
然后和其它的系统有一个区别

00:53:41.558 --> 00:53:43.917
在窗口开始前 都以恒定速度移出像素

00:53:44.096 --> 00:53:46.093
当窗口开始的时候

00:53:46.203 --> 00:53:51.491
FIFO被清空 很长一段时间都不能输出数据

00:53:51.605 --> 00:53:54.326
直到FIFO内有了窗口数据

00:53:54.420 --> 00:53:57.477
也就是等到恢复了

00:53:57.608 --> 00:53:59.887
也就是需要至少43个周期

00:54:00.064 --> 00:54:03.535
如果有精灵就需要更多

00:54:03.695 --> 00:54:06.485
在基于液晶的系统上这么做是完全可行的

00:54:06.485 --> 00:54:07.798
你可以暂停发送像素

00:54:07.932 --> 00:54:09.656
而在基于CRT的系统上 不行

00:54:09.915 --> 00:54:11.524
比如说在C64上

00:54:11.681 --> 00:54:14.184
一行必须是正好的40时钟

00:54:14.263 --> 00:54:18.659
因为任何晚出来的像素看起来都会被右移

00:54:20.833 --> 00:54:23.468
所以这个图并不是完全准确

00:54:23.539 --> 00:54:26.540
像素传输应该是至少43时钟

00:54:26.663 --> 00:54:30.451
行消隐则是剩下的时间

00:54:30.690 --> 00:54:34.554
然后实际过程中 取决于屏幕上的内容 更接近于这样

00:54:37.485 --> 00:54:41.076
但是之前这个并不是像素FIFO真正的工作方式

00:54:41.076 --> 00:54:43.305
它并不存储像素颜色

00:54:43.305 --> 00:54:49.008
它存储的是原始的位组合

00:54:49.170 --> 00:54:50.153
以及来源

00:54:50.339 --> 00:54:53.341
比如说这里是9个背景像素

00:54:53.519 --> 00:54:55.023
Fetch也是一样的

00:54:55.146 --> 00:54:56.797
它并不产生像素颜色

00:54:56.972 --> 00:55:00.012
它产生的是位组合

00:55:00.210 --> 00:55:04.945
加上来源或者精灵调色板

00:55:05.096 --> 00:55:07.394
我们来把这个混合一下

00:55:07.594 --> 00:55:10.489
精灵的00表示在背景之上绘图

00:55:10.699 --> 00:55:12.415
来过一遍

00:55:12.607 --> 00:55:16.748
这里是精灵调色板1 数据00 表明是透明的 背景获胜

00:55:16.821 --> 00:55:20.358
这个情况下精灵获胜 因为应该画在背景之上

00:55:20.456 --> 00:55:22.696
大部分像素都是这个情况

00:55:22.848 --> 00:55:30.493
而最后这个像素 是精灵调色板1 数据透明 所以背景获胜

00:55:30.671 --> 00:55:33.986
再来和同一坐标下另外一个精灵混合一下

00:55:36.850 --> 00:55:42.185
这里是精灵调色板0 在背景之上 精灵获胜

00:55:42.338 --> 00:55:45.590
然后这个情况下 新的精灵不会覆盖旧的

00:55:45.754 --> 00:55:50.255
所以旧的获胜 然后就一直这样

00:55:50.389 --> 00:55:52.712
这也就是精灵会画在右边精灵的上面

00:55:52.712 --> 00:55:54.713
但是不会画在已有精灵之上

00:55:54.860 --> 00:55:57.934
高ID精灵输给低ID精灵的原因

00:55:58.101 --> 00:56:00.427
最后这里新的精灵又获胜了

00:56:00.589 --> 00:56:03.671
然后应用上调色板

00:56:03.768 --> 00:56:06.079
只有在最后像素被移出的时候才进行

00:56:06.195 --> 00:56:09.138
这里对应调色板 移出一个像素到液晶

00:56:09.291 --> 00:56:14.015
查表 转换 LCD

00:56:14.492 --> 00:56:16.728
另外一个 黑色

00:56:17.928 --> 00:56:22.053
这也是在彩色机型上的做法

00:56:22.209 --> 00:56:24.278
从SGB开始

00:56:24.448 --> 00:56:27.231
现有的游戏不能处理颜色 但是可以上色

00:56:27.371 --> 00:56:32.578
然后就是 已有的三种调色板现在变成了RGB调色板

00:56:32.693 --> 00:56:34.343
其它所有的都是一致的

00:56:35.844 --> 00:56:38.726
但是一旦移出像素

00:56:38.881 --> 00:56:41.625
它就对应RGB颜色

00:56:41.838 --> 00:56:43.266
把这个粉色的像素显示在屏幕上

00:56:43.517 --> 00:56:46.194
S1 11是这里

00:56:46.367 --> 00:56:48.645
黑色像素

00:56:48.788 --> 00:56:53.689
再来一个例子 S1 01 精灵调色板1 显示在屏幕上

00:56:54.674 --> 00:56:56.704
所有技术性内容到此为止

00:57:08.829 --> 00:57:09.582
还有5分钟的时间

00:57:12.031 --> 00:57:13.216
来讲讲开发

00:57:13.539 --> 00:57:16.200
如果你对GameBoy开发感兴趣

00:57:16.340 --> 00:57:17.871
有一些很不错的开发工具

00:57:18.021 --> 00:57:21.791
Rednex Game Boy 开发系统是一套命令行工具

00:57:21.961 --> 00:57:24.623
可以配合自己的编辑器和Makefile使用

00:57:24.801 --> 00:57:27.053
如果想要Debug

00:57:27.208 --> 00:57:30.109
BGB模拟器 就很不错

00:57:30.109 --> 00:57:35.449
为Windows设计 但是配合Wine在OSX和Linux上也没问题

00:57:35.720 --> 00:57:38.525
内置调试器 断点啊 单步啊 一类的

00:57:38.525 --> 00:57:43.272
然后还有一个显存查看器 可以查看所有发生的事情

00:57:43.365 --> 00:57:47.284
很适合在上面运行Demo然后观察发生了什么

00:57:48.287 --> 00:57:50.790
如果你想要在真机上运行

00:57:50.790 --> 00:57:52.902
也有像Everdrive一类的设备

00:57:53.032 --> 00:57:54.495
可以插SD卡

00:57:56.183 --> 00:57:58.690
因为还有4分钟时间

00:57:58.836 --> 00:58:02.864
我们来谈谈我最喜欢的GameBoy外设

00:58:02.864 --> 00:58:04.171
Game Boy Camera

00:58:04.338 --> 00:58:05.895
但是不是技术层面

00:58:06.009 --> 00:58:07.930
只是吹一波这个设备

00:58:08.099 --> 00:58:09.305
这个就是Game Boy Camera

00:58:09.473 --> 00:58:11.714
你把它插入GameBoy

00:58:11.837 --> 00:58:13.607
能拍照片

00:58:13.695 --> 00:58:15.150
然后可以用Game Boy Printer打印出来

00:58:15.296 --> 00:58:17.140
用的热敏纸

00:58:17.271 --> 00:58:18.833
如果还买得到的话

00:58:20.228 --> 00:58:23.912
然后可以拍出像这样的照片

00:58:24.082 --> 00:58:25.958
放大一点

00:58:30.602 --> 00:58:31.990
非常棒的照片

00:58:33.064 --> 00:58:37.603
每张照片 都是用这个14K像素的CCD拍出来的

00:58:38.662 --> 00:58:42.142
位深2位 （译者注：硬件为3位，抖动为2位以匹配GameBoy屏幕）

00:58:52.581 --> 00:58:55.969
所以下次去旅游的时候 记得带上GameBoy

00:59:09.490 --> 00:59:15.961
然后还有Game Boy Camera 加上一台带并口的PC 还有已经买不到的联机线

00:59:16.094 --> 00:59:24.312
所以感谢这些人 研究GameBoy 以及帮助我准备这场讲座

00:59:24.826 --> 00:59:27.711
这些人也是以各种途径帮助了我

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所以

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在这个系列中 这已经是第五场讲座

00:59:43.671 --> 00:59:44.798
下一个是什么

00:59:45.065 --> 00:59:48.296
明年应该有个讲座吧

00:59:48.494 --> 00:59:51.206
我建议两个讲座

00:59:51.286 --> 00:59:54.301
我就先给34C3几个提名

00:59:55.255 --> 00:59:58.912
Dominik Wagner来讲Acorn Archimedes

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然后Jannis Harder来讲SNES

01:00:16.384 --> 01:00:18.810
这是你们自己的选择 可以做这些讲座

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或者也可以在自己头上倒冰水

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感谢参加 明年见

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