Game & Watch從計算器上獲得靈感，在有限的硬件條件下實現(xiàn)了更多可能。

作者投稿丨張貝

任天堂，這家從1889年就存在的紙牌公司，當(dāng)你在今天搜索它的起源時，也許有機(jī)會看到橫井軍平開發(fā)Game & Watch時的小故事：當(dāng)橫井在新干線上看到一個商人無聊地擺弄著自己的計算器時，一個想法在他的腦海中萌生——如果能有一種游戲設(shè)備像計算器一樣隨身攜帶，這漫長的新干線旅程也就不會無聊了。

1980年，任天堂的掌機(jī)Game & Watch正式發(fā)售。

橫井的故事并非憑空捏造，Game & Watch不僅因新干線上的計算器偶遇而誕生，它在技術(shù)上與計算器的發(fā)展也密不可分。

丨　對“過時”技術(shù)的當(dāng)下思考

上世紀(jì)70年代前后，液晶顯示屏（LCD）技術(shù)已經(jīng)經(jīng)過了幾輪簡單的迭代，可用的液晶顯示屏終于面向商業(yè)市場推出。夏普、德州儀器等廠商迅速聞到了應(yīng)用的先機(jī)，取代了原有用發(fā)光二極管（LED）作為顯示設(shè)備的方案，為旗下的手持計算器配備了這種液晶顯示屏——也就是我們后來熟知的TN-LCD。

在TN-LCD的工作原理中，格外引人注目的是帶有數(shù)字圖案的玻璃基板（如上圖中的數(shù)字2）。玻璃基板上面有帶氧化銦錫的透明電極，打開電源后，光線無法通過的區(qū)域就會顯示出預(yù)先設(shè)定好的形狀。

你或許有過這樣的體驗：小時候亂打計算器、來回插拔電池時，顯示屏一瞬間可能會顯示出一連串“8888”，就是電子計算器預(yù)設(shè)好的圖案（7段數(shù)碼管）。這種圖形的實現(xiàn)方法，被橫井軍平巧妙地應(yīng)用在了后續(xù)的開發(fā)工作上。

借助TN-LCD獨(dú)特的特性，橫井將角色卡通化預(yù)設(shè)在玻璃基板上，不僅是動作，甚至表情也能通過一定的藝術(shù)化改造表現(xiàn)出來，這無疑給硬件機(jī)能捉襟見肘的手持機(jī)賦予了在當(dāng)時看來強(qiáng)大的畫面表現(xiàn)力。

橫井本人多年后回憶自己的開發(fā)理念，將它總結(jié)為“對‘過時’技術(shù)的當(dāng)下思考”。當(dāng)時，為爭奪市場，夏普與卡西歐正在進(jìn)行激烈的價格戰(zhàn)，導(dǎo)致日本計算器用的電子元器件產(chǎn)能過剩，價格低廉。所以，不只是TN-LCD屏幕，Game & Watch在其他硬件選材上也沿用了當(dāng)時主流的低端計算器配置：處理器選用了夏普的4位處理器“SM-5”系列（早期多是SM-510），整個設(shè)備使用兩枚LR44紐扣電池供電。這樣一來，不僅大大壓低了生產(chǎn)成本，更是保證了產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

解決了硬件上的痛點(diǎn)，在游戲軟件的開發(fā)思路上，橫井與他的小組也有不同于業(yè)界的想法：他們極為聰明地回避了CPU的操作，只使用少量代碼和成熟的電子配件就能實現(xiàn)復(fù)雜的邏輯、控制圖形的操作和顯示。比如在游戲中最關(guān)鍵的邏輯上，與當(dāng)時主流的Atari 2600等家用機(jī)控制X、Y坐標(biāo)精靈圖的思路不同，Game & Watch完全依賴于直接運(yùn)算。因為“SM-5”系列芯片提供有內(nèi)嵌的LCD驅(qū)動，顯示器是內(nèi)存直接映射的，所以，顯示器RAM地址中的$60至$80，對于程序來說也是直接可以訪問的。

不想看下面幾段的朋友可以直接跳過，但我想簡單解釋一下原理。

Game & Watch以一個由微處理器生成的多項式代碼發(fā)起，當(dāng)它開始時，每次都會產(chǎn)生一段相同的輸出流，這些輸出流都會傳入數(shù)據(jù)選擇器（Demultiplexer）。數(shù)據(jù)選擇器的下方，控制著多個移位寄存器（Shift Registers），這些寄存器通?？梢员挥脕聿僮鳁Ｖ械腂it，彼此同步向左或是向右進(jìn)行移位。

游戲依賴多個這樣的移位寄存器一起進(jìn)行工作，這些寄存器中的每一個Bit都與LCD上的元素有所關(guān)聯(lián)，$60至$80分別被映射在了微處理器的a1～a16、b1～b16以及H1～H4上。這些Bit并沒有存儲具體的位置信息，它們使用硬連線來確定位置之間的沖突。

比如在游戲畫面中，一個游戲角色擁有3個可能的位置，它們在RAM中分別對應(yīng)$62上的Bit 2、$6D上的Bit 1以及$6B上的Bit 2。游戲代碼并不知道屏幕上任何可見游戲?qū)ο蟮木唧w坐標(biāo)，子程序只是在這一行第一個位置$62上的Bit 2開始進(jìn)行偏移，與CF位進(jìn)行比較，然后繼續(xù)將RAM地址移動到下一位，調(diào)用相應(yīng)的子程序交換要訪問的位。這樣循環(huán)往復(fù)，直到線路可以連通。

同樣的，游戲中還有其他移位寄存器，用于碰撞檢測等內(nèi)容，原理也大致類似。團(tuán)隊中的成員都在有限的條件下創(chuàng)造新的想法，比如，由于微處理器支持外接晶體振蕩器添加時鐘功能，這樣可以將對應(yīng)的游戲速度相應(yīng)加快，同時還并不影響用戶的輸入速度，給加入高難度的快速游戲模式提供了可能。

丨　趁熱打鐵

1980年，任天堂終于推出了第一批Game & Watch游戲，借助TN-LCD所呈現(xiàn)的卡通游戲畫面和低廉的價格，一時間，市面上幾乎沒有任何可能的競爭對手。第一批上市的6款游戲，立刻被搶購一空，因其包裝上的銀色外殼，也被玩家親切的稱為“銀”系列。

當(dāng)然，如此顯著的成功不可能不引起其他電子巨頭的注意，原本就率先使用LCD生產(chǎn)電子表的卡西歐也發(fā)現(xiàn)了商機(jī)，Game & Watch的簡單可復(fù)制性，促使卡西歐在同年推出了真正的游戲“Watch”——CASIO GM-10游戲手表，為原有的電子手表提供了一片專門可以用來進(jìn)行太空飛船射擊的區(qū)域，隨時可以讓佩戴者來一局星戰(zhàn)冒險。

市場極好的反應(yīng)和銷售額給了任天堂十足的信心，橫井等人又加班加點(diǎn)完成了3款游戲。任天堂對原有工藝積極做出改進(jìn)，為原有的LCD屏幕上增加了一層彩色圖案的透明塑料，用以裝飾只有黑白圖像的顏色，這種廉價又方便的做法填補(bǔ)了這類游戲缺乏背景的技術(shù)空白。區(qū)別于上一系列Game & Watch的金色外殼，這些游戲被稱為“金”系列。

1981年，面對市場上蜂擁而至的競爭者，任天堂決定將原有的LCD顯示屏兩邊擴(kuò)大，以寬屏為系列賣點(diǎn)再次發(fā)售新游戲。不同于之前只是做技術(shù)革新，這次任天堂在游戲內(nèi)容上也著實下了功夫。

以《OCTOPUS》為例，作為最先推出的兩款寬屏游戲之一，它最初由出石武宏進(jìn)行程序制作，加納誠進(jìn)行設(shè)計，他們把日本漫畫《蛸の八ちゃん》里的章魚形象用在了游戲里，設(shè)計了有趣的冒險場景。寬屏讓游玩變得更容易，寬闊的空間也更容易設(shè)計場景。

玩家擁有3次機(jī)會，控制船上的潛水員下海，從章魚的眼皮子底下奪取沉船寶箱的財寶。每從包廂里抓取一次寶藏得1分，回到船上再得4分，每增加到100分時章魚觸手的速度會突然變慢。游戲分為兩種模式，GAME B的觸手速度會更快，游玩起來輕松上癮。

任天堂趁熱打鐵， 一口氣在接下來一年內(nèi)發(fā)布了近10款游戲。在1981年下半年，更是借助之前與迪士尼日本等動畫公司的合作關(guān)系，相繼推出了以米老鼠、大力水手、史努比為題材的作品，大大擴(kuò)展了市場認(rèn)可度。

到1991年停產(chǎn)時，Game & Watch一共發(fā)售了近60款游戲，總銷量超過了8100萬，這一掌機(jī)銷售紀(jì)錄直到2003年才被橫井軍平策劃的另一臺掌機(jī)Game Boy打破。那又是另外一個故事了。

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