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狂肝10個月手搓GPU,他們在《我的世界》里玩起《我的世界》,網友:夢想成真!

前沿科技 3年前 (2022) 虛像
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自從有人在《我的世界》里用紅石電路造出 CPU,就流傳著一個梗:

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!

先來看這臺 " 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,96x96 像素顯示器,以及一只 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游戲代碼。

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

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就這樣,3 個人肝了 10 個多月,終于實現史詩級套娃。

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這個移植版《我的世界》,不但擁有游戲的基本玩法如開放世界、方塊擺放,采礦,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,已經收獲近百萬播放量和 10 萬多贊。

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一條高贊評論將其譽為 " 整個電子游戲史上最偉大的壯舉 ",只有足夠復雜的游戲和足夠精通的玩家才能達成。

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也有人表示 " 我失望于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 顯卡都自制

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。

最終成果是一臺 8 位處理器,采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,他還開發了專用匯編器,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游戲機 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。

但他并不滿足于此,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》游戲最低配置要求也是3Ghz CPU+4GB 內存,他這只有 1Hz CPU+256 字節內存的配置,怎么帶得動?

這時候就需要借助群體的智慧了(手動狗頭)。

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

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這一升級就是 10 個月,最后竟然真的在《我的世界》中,用一塊96 × 64 像素的屏幕,玩起了一個3D 版、復刻16 種方塊 +32 種物品、還原數十種游戲機制(挖掘、制作、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。

這只 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 制造)。

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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;隨后根據相機位置,切割出需要顯示的畫面(例如相機位于一棵草中間,它就只顯示相機前面的草,將相機后面看不見的草切掉);

接下來,將屏幕上的 3D 坐標映射成 2D 坐標,并將四邊形分割成 3 個梯形、進一步分割成像素行、再分割成單個像素,并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。

由于目標與相機的距離一直在變化,因此紋理映射占用屏幕的像素范圍也不一樣。

最后,從紋理緩存中獲取像素顏色,并將深度與屏幕當前像素深度(存儲在 6kb 的像素深度緩沖區)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,這臺可以運行《我的世界》的計算機又是如何存儲游戲數據、并與玩家進行交互的?

以充當工作臺的 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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用于存儲世界地圖的 RAM 由 512 × 4 位地址組成,一共 256 字節,基于坐標(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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世界地圖就存在這里

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 就能讀取并處理。

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根據 PS4 手柄風格設計

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

于是他們便借助 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 小時錄制,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),下一步有可能制作一個獨立的、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,并當作虛擬機運行,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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盡管 sammyuri 三人組的方案尚存不足,但相比起來,不借助外部工具輔助又多疊了一層硬核 buff。

" 無限套娃 " 許愿成功!

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,制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,意味著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》,并在后者中再搭一個《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,這并不妨礙新的一輪套娃又要開始了~

事實上,sammyuri 在視頻最后留了個彩蛋," 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?

原文地址:http://www.myzaker.com/article/63295602b15ec030fd4fbe8e

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