任天堂NES Zapper是如何工作的,为什么它在高清电视上不能工作

仅仅因为你的旧任天堂娱乐系统还活着并且运行良好,并不意味着它可以很好地利用现代技术。今天,我们来探讨为什么NES的经典光枪配件没有跳跃到21世纪。

虽然我们很享受回答桌上几乎每一个问题的乐趣(毕竟,如果你不喜欢东西的工作原理,你就不会去How-to Geek),但我们真的很喜欢这样的问题:为了极客调查而进行极客调查。

首先,让我们稍微调整一下问题的框架,这样我们就可以使用更精确的术语。您发现的问题不是CRT和HDTV之间的区别(因为在早期,消费类HDTV是基于CRT技术制造的)。这不是分辨率的问题,而是显示如何呈现的问题。更准确地说,这是关于CRT/模拟视频和LCD/数字视频之间的区别。

然而,在我们看问题的核心之前,让我们先来看看Zapper是如何工作的,以及如何与NES和电视互动的。许多人,当然还有大多数当年玩NES的孩子,都认为Zapper实际上是向电视发射了一些东西,就像电视遥控器向电视机发送信号一样。Zapper不做这类事情(电视上到底有什么能够接收信号并将其发送到NES?)。Zapper和NES之间唯一的连接是电源线,这是有充分理由的。与其说Zapper是一把枪,不如说它是一个传感器,一个非常简单的光传感器。Zapper不会拍摄任何东西,它会检测它前面屏幕上的光模式。这个时代(及之前)所有电子游戏系统的所有光枪配件都是如此。它们都只是简单的光传感器,装在伪装成枪的箱子里。

这是否意味着Zapper正在以外科手术的精度积极追踪屏幕上所有的鸭子?一点也不。任天堂的设计师想出了一个非常聪明的方法来确保Zapper中的简单传感器能够跟上。每当玩家扣动Zapper上的扳机,屏幕就会(只有零点几秒)闪烁黑色,屏幕上所有有效目标(如鸭子)都会被画上一个巨大的白色目标框。它对屏幕上的每一个可用目标重复这一过程,所有过程都在那一秒的零点几秒内完成。

当玩家一直看到这样的屏幕时:

在每一次按下扳机的过程中,扎克手都看到了类似这样的情况:

在用户看不见的短暂闪光中,枪将确定是否有一个或多个目标位于Zapper的命中区域的中心。如果盒子居中足够,就算命中。如果目标框在中心区之外,那就是失误。这是一种非常聪明的方式来处理硬件的限制,并提供流畅的用户体验。

不幸的是,尽管很聪明,但它非常依赖硬件。就像早期的PC视频游戏设计者使用硬件怪癖来帮助构建游戏一样(比如知道他们正在工作的平台的时钟速度是固定的,可以用来对游戏中的事件进行计时),任天堂和其他早期的游戏公司严重依赖CRT显示器的怪癖和各自的显示标准,尤其是Zapper,这种机制完全依赖于CRT显示器的特性。

首先,在Zapper上的扳机拉动和屏幕上的响应之间需要极其精确的定时。发送到NES的信号与显示在屏幕上的信号之间哪怕是最微小的差异(我们这里说的是毫秒级)都可能使其偏离。最初的时序基于连接到模拟NES信号的CRT非常可靠的响应时间。无论旧的管式电视是大、小、尖端的还是有10年历史的,通过CRT显示标准的信号速度都是可靠的。相比之下,现代数字设备中的延迟并不可靠,并且与CRT系统中旧的一致延迟不同。现在,这在大多数情况下都无关紧要。如果你把旧的录像机连接到新的LCD显示器上的同轴电缆插孔上,那么音频和视频延迟800毫秒也没什么关系,因为你永远不会知道(音频和视频会同步播放,你完全没有办法知道整个过程落后了零点几秒)。(如果你把旧的录像机连接到新的LCD显示器上,音频和视频延迟800毫秒也没有关系,因为你永远不会知道整个过程落后了零点几秒)。然而,这种延迟完全破坏了Zapper、NES和屏幕上事件之间的通信。

这种极其精确的计时是可能的(而且是一致的),因为任天堂的设计者可以指望CRT的刷新率保持一致。CRT显示器使用电子枪来激活隐藏在显示玻璃后面的屏幕上的荧光粉。这把枪以非常可靠的频率从上到下扫过屏幕。即使它发生的速度快于人眼所能检测到的速度,但每一场视频游戏或电视广播的每一帧都会被显示出来,就像某个超级活跃的机器人从上到下一行一条线地画着它一样。

相比之下,现代数字显示器同时进行所有的改变。这并不是说现代电视没有渐进式和隔行扫描的视频(因为它们肯定有),但线条不会一次渲染一条(不管速度有多快)。它们以各自的标准一次全部显示。至于为什么这对Zapper很重要,驱动Zapper检测算法的软件需要逐行刷新,才能完成计时技巧,使屏幕上有5只鸭子,并在500毫秒左右的时间内成功检测到命中。

没有CRT显示屏提供的非常具体和硬编码的计时,猎鸭游戏(或任何其他基于Zapper的游戏)根本不会起作用。

虽然这令人失望,但我们知道,这也有好的一面。过去的高档管子电视机,例如那些售价$的高端索尼电视机,现在可以在电子回收日坐在路缘上,在二手商店的后面积尘。如果你对复古游戏是认真的,你可以买一台高质量的标清CRT,只需几分钱。

有一个紧迫的技术问题,是大问题还是小问题?给我们发一封电子邮件到Ask@howtoek.com,我们会尽最大努力回复。