狂肝10個月手搓GPU 他們在《我的世界》里玩起《我的世界》

自從有人在《我的世界》里用紅石電路造出CPU,就流傳着一個梗:總有一天,這幫紅石佬能在我的世界里玩上我的世界。這一天,真的來了!先來看這台“在無MOD純原版我的世界里搭建的電腦”(簡稱“我的電腦”)。

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擁有1Hz頻率的CPU、8KB內存、6KB顯存的顯卡、加速模塊,96×96像素顯示器,以及一隻PS4手柄作為輸入設備。

它運行起來是這樣的:

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電腦有了,還缺的就是能跑在上面的遊戲代碼。

大佬們先用一種叫URCL的中間語言手敲,再轉換成自製CPU能運行的彙編碼搞定。

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就這樣,3個人肝了10個多月,終於實現史詩級套娃。

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這個移植版《我的世界》,不但擁有遊戲的基本玩法如開放世界、方塊擺放,採礦,甚至連物品合成都有。

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作者之一sammyuri把最終成果濃縮成一條3分鐘的視頻,已經收穫近百萬播放量和10萬多贊。

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一條高贊評論將其譽為“整個電子遊戲史上最偉大的壯舉”,只有足夠複雜的遊戲和足夠精通的玩家才能達成。

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也有人表示“我失望於自己無法完全理解和欣賞這個作品,到底難度有多高,以及需要的工作量有多少。”

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要理解這一切,還要從17個月前sammyuri造出的那塊CPU說起。

CPU顯卡都自製

狂肝7個月,sammyuri在《我的世界》中生造出一塊CPU,初衷是為探索紅石電路的極限。

最終成果是一台8位處理器,採用三個寄存器操作數的RISC架構,可以1Hz頻率運行,擁有256字節RAM。

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取名CHUNGUS 2,意為“計算用超巨大非傳統數字與圖形處理器”。

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與此同時,他還開發了專用彙編器,可以把程序代碼轉換成可以一鍵粘貼到《我的世界》里的磚塊結構。

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sammyuri認為,CHUNGUS 2性能基本達到雅達利經典遊戲機Atari 2600水平,運行個貪吃蛇、俄羅斯方塊都不在話下。

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手搓CPU的視頻,一發到網上就爆火,播放量過百萬。

但他並不滿足於此,甚至(在讀者的鼓動下)萌生了無限套娃的想法——在《我的世界》中玩上《我的世界》。

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不過,這聽起來實在是天方夜譚……

畢竟在現實中,《我的世界》遊戲最低配置要求也是3Ghz CPU+4GB內存,他這隻有1Hz CPU+256字節內存的配置,怎麼帶得動?

這時候就需要藉助群體的智慧了(手動狗頭)。

Sammyuri找到Uwerta和StackDoubleFlow,三個人一起基於這個CPU,給計算機來了一次升級,其中2個人負責在遊戲中搭硬件,1個人負責寫代碼。

這一升級就是10個月,最後竟然真的在《我的世界》中,用一塊96 x 64像素的屏幕,玩起了一個3D版、復刻16種方塊+32種物品、還原數十種遊戲機制(挖掘、製作、燒制、搭建、箱子、隨機刻等)的《我的世界》!

沒錯,這還是個3D的《我的世界》,因此計算機中還配備了顯卡(GPU),專門用來處理圖像。

這隻GPU名叫“AMOGUS”(Absurdly Massive Operator on Graphics by Uwerta and Sammyuri,超巨大的圖形運算器,Uwerta和Sammyuri製造)。

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△AMOGUS

首先,給這個GPU輸入物體在3D空間中的坐標、以及紋理位置等信息;隨後根據相機位置,切割出需要顯示的畫面(例如相機位於一棵草中間,它就只顯示相機前面的草,將相機後面看不見的草切掉);

接下來,將屏幕上的3D坐標映射成2D坐標,並將四邊形分割成3個梯形、進一步分割成像素行、再分割成單個像素,並進行線性插值來計算每個像素對應的紋理位置(即紋理映射),以及它與相機的距離;

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△(圖源Surfaced Studio)紋理映射原理,在AMOGUS中做了簡化

紋理映射是實現GPU處理3D圖像的一個關鍵。用GPU處理3D圖像時,需要將屏幕上的1個像素與3D物體表面紋理上的某個位置對應起來,也就是紋理映射。

由於目標與相機的距離一直在變化,因此紋理映射佔用屏幕的像素範圍也不一樣。

最後,從紋理緩存中獲取像素顏色,並將深度與屏幕當前像素深度(存儲在6kb的像素深度緩衝區)進行比較,如果更相近就進行覆蓋。

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除了用GPU處理圖像以外,這台可以運行《我的世界》的計算機又是如何存儲遊戲數據、並與玩家進行交互的?

以充當工作台的ROM為例,它存儲了各種鍛造和燒練的配方,當輸入一系列需要合成的物品(如一系列木頭)時,就會輸出一個結果(木塊),否則就輸出0。

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用於存儲世界地圖的RAM由512×4位地址組成,一共256字節,基於坐標(x,y,z)尋址。如果檢測到玩家超出邊界,就會返回0或255。

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△世界地圖就存在這裡

輸入控制器,則由一系列《我的世界》中的壓力板組成,踩到后就會將當前狀態發送到隊列中,CPU就能讀取並處理。

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△根據PS4手柄風格設計

當然,在《我的世界》中運行這台計算機,必須經過加速(否則可能幾小時都計算不出一幀)。

於是他們便藉助MCHPRS服務器,提升了一波紅石運行的速度,達到了每秒0.1幀的極限水平(doge)。

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即便如此,我們看到的這段2分鐘視頻,仍然花了大約9小時錄製,有種“天上一天,地下一年”的感覺。

據Sammyuri表示,目前他們正在進一步優化GUI(圖形用戶界面),下一步有可能製作一個獨立的、只運行紅石系統的版本,甚至實現在《我的世界》中運行《DOOM》的夢想。

細節上有多硬核?

其實在這之前,不少紅石佬們都想過用不同方法實現“在我的世界里玩我的世界”。

但多少走了點“捷徑”,不算是用《我的世界》中的原生工具實現。

例如,通過虛擬機模組,在《我的世界》使用各種部件組裝電腦,併當作虛擬機運行,比如這個VM Computers mod:

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還有通過Web displays的,也就是在《我的世界》中搞一個瀏覽器,再運行網頁版《我的世界》:

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儘管sammyuri三人組的方案尚存不足,但相比起來,不藉助外部工具輔助又多疊了一層硬核buff。

“無限套娃”許願成功!

當然,除了“工具全部現成”以外,這個0.2版本的《我的世界》,還有更多細節值得一看。

比如那個用1和0碼出的CPU存儲器——CHUNGUS 2,製程工藝達到了先進的1米(doge),頻率達到了1Hz。

它有一個4級指令管線化,64字節的8路關聯數據緩存,甚至分支預測,符合RISC標準。

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而生造的GPU,又能成功運行,把捏出來的計算機里的《我的世界》方塊,全部進行3D渲染。

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再者,紅石線路本就具備數字電路的基本要求,只不過堆疊運行限制很大。

移植版《我的世界》玩兒起來,再次證實了《我的世界》的圖靈完備。

具備圖靈完備,意味着在不考慮實時運算的前提下, “在《我的世界》里玩《我的世界》”,可以一直套娃。

狂肝10多個月可以套娃一次,要是狂肝20多個月,豈不是就能實現“在《我的世界》搭電腦玩《我的世界》,並在後者中再搭一個《我的世界》來玩”???

套娃人狂喜!

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不過,考慮到《我的世界》邊界距離理論上是有限的,所以每一次模擬出的《我的世界》都會更小。

因此真·無限套娃,用這個辦法恐怕還是不行。

但,如果造出來的《我的世界》里有了紅石電路,這並不妨礙新的一輪套娃又要開始了~

事實上,sammyuri在視頻最後留了個彩蛋,“關注點贊我可能開始做我的世界中的我的世界中的我的世界”

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他不會是認真的吧?不會吧?

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上一篇 2022-09-20 15:25
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