PlayStation 图形与视觉制品如何工作

主要观点:

  • 介绍 PlayStation 1(PS1)的图形工作原理及独特的视觉伪影,从程序员视角深入探讨。
  • 涵盖 PS1 的硬件规格(CPU、RAM、VRAM、协处理器、GPU)及绘图基元(平面着色多边形、高洛德着色多边形、带纹理多边形、线、精灵)。
  • 解释缺乏深度缓冲区导致纹理扭曲、多边形抖动、T 型连接间隙、缺乏浮点单元(FPU)、近裁剪、缺乏多级渐远纹理(mipmapping)及抖动等视觉伪影的原因。
  • 提及深度排序与排序表、PS1 编程的相关资源等。

关键信息:

  • PS1 硬件资源有限,如 2MB RAM 和 1MB VRAM。
  • GPU 为 2D 光栅化引擎,通过数据包指令告诉其绘制内容。
  • 缺乏深度缓冲区致纹理扭曲,因无深度信息只能线性插值纹理。
  • 多边形抖动是因为光栅器不提供子像素精度,顶点坐标会四舍五入到整数。
  • 缺乏 FPU 采用固定点表示法处理分数,与现代浮点数表示不同。
  • T 型连接间隙是由于精度问题在细分多边形时出现。
  • 抖动是模拟额外颜色的技术,PS1 有特定硬件属性实现。
  • PS1 缺乏 mipmapping,原 Wipeout 游戏通过代码实现不同分辨率纹理。

重要细节:

  • PS1 CPU 是 33.86 MHz 的 R3000A,基于 MIPS ISA。
  • 绘图基元的绘制方式及示例,如不同类型的多边形和精灵。
  • GTE 协处理器在投影和图形变换中的作用。
  • 深度排序通过排序表按深度绘制多边形,GTE 计算多边形平均深度值。
  • 固定点表示法中不同位数的固定点选择及示例。
  • PS1 编程的相关课程及资源,如 pikuma.com 的 PlayStation 编程讲座、PSXDEV 社区、DisplacedGamers 频道等。
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