任天堂的图形显示技术


1992-10-30

        任天堂的屏幕显示共有五个页面，由前到后依次为卡通0页、背景0页、卡通1页、背景1页、和底背景页。这五个页面只有背景0页和背景1页各占用1KB的屏幕缓冲区，而卡通页与底背景页均为虚页面，在内存中无具体的缓冲区，其中卡通页只能用定坐标显示的办法显示64个8×8点阵的图形块，而底背景页只是一个颜色页，不能显示任何图形，当然也就无需缓冲区存在了。
        为了在1KB的背景页里显示出256×240的分辨率的图形，任天堂硬件规定；在背景页缓冲区里每一个字节代表一个8×8点阵的图形块，整个页面纵向使用30个字节，横向使用32个字节，从而构成纵向30×8=240个点、横向32×8=256点的分辨率。
        为颜色显示的需要，屏幕上的一个点在图形ROM中占用两个位(BIT)，利用这两个位可实现4个颜色状态(00、01、10、11)，这4个颜色状态并不固定为4种颜色，而是由显示缓冲区的另外两个位指向，从16个背景颜色寄存器的调色板中任选出4种来，因此，也可以说背景页上的每一个点可显示16颜色，如果让该点的颜色连续变化，根据图形处理器(PPU)可产生64种颜色的条件，该点也可连续变化出64种颜色。
        在实际应用过程中，任天堂的5个页面均可开可关，或单独显示，或相互叠加，具体由CPU驱动$2001这一页次寄存器中的软开关来设定。为了使画面自然显示，绘图动作一般在幕后进行，因此两个背景页一般只显示其中一页，另一页用来完成幕后绘图动作。但有时为了某种特殊效果，有的软件故意将绘画动作显示于当前页，如《FANCY MAR10》，用来造成一种梦幻的效果。又如《SUPER CONTRA》，其封面先显示三个蓝字，然后红色的“SUPER”等字慢慢叠加于其后，这就是采用了幕后绘图，然后慢慢叠加于当前页的技术。
        在背景页显示的图形，一般是静止不动的，但也有些软件，其背景图形可以完成某些动作，如《1944》中波光鳞鳞的海洋，《LIFE FORCE》中汹涌澎湃的火山，都是非常壮观的动感背景，这是怎么实现的呢?
        原来，这些软件的图形字模库并非存于ROM中，而是存于RAM中，在屏幕显示时，图形RAM中的内容不断地被CPU改变，PPU又将已改变的图形送往屏幕显示，于是便形成大面积的动感效果。
        任天堂的图形处理技术是相当巧妙的，感兴趣的读者不妨也做些观摩，相信也能揭开不少奥妙。
 
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