玩射擊游戲使用鍵盤和鼠標(biāo)好一些？還是使用手柄好一些？在面對(duì)這種問題時(shí)，相信很多人都會(huì)毫不猶豫地選擇鍵盤和鼠標(biāo)，因?yàn)檫@種操作方式相比于手柄操作更加精準(zhǔn)。但其實(shí)還有一種更加原始、更加直接、更加容易上手的操作方式被大部分玩家所遺忘，那就是指哪打哪的光槍。不知道有多少朋友好奇過，為什么一把塑料玩具槍沖著屏幕來一槍，就能夠擊中游戲中的角色？那么今天硬核的AGamer就來與各位聊聊隱藏在光槍背后的秘密吧。

第一代光槍與《打鴨子》

早在FC紅白機(jī)時(shí)期，就已經(jīng)有光槍外設(shè)的存在了。與FC同捆發(fā)售的光槍外設(shè)具有手槍的外觀，因此在日本的命名為“光線銃”，而歐美的名稱則是“Zapper”。雖然它不是第一款光槍，但卻是第一代光槍中名氣最大的一款。盡管外形看上去是“槍”，名字里面也包含“槍”，但它并不是真正的“槍”，只不過是一個(gè)攝像頭罷了。

Zapper光槍

那么攝像頭是如何當(dāng)做“槍”來使用的呢？大名鼎鼎的光槍游戲《Duck Hunt》，也就是國(guó)內(nèi)俗稱的《打鴨子》，相信絕大多數(shù)玩家都比較了解，下面就用《打鴨子》來分析一下第一代光槍的原理。

經(jīng)典光槍游戲《打鴨子》

首先要知道的是，對(duì)于游戲來講，屏幕并不是一整塊的大區(qū)域，而是會(huì)被分為NxN的小區(qū)域。當(dāng)玩家扣動(dòng)光槍扳機(jī)時(shí)，屏幕會(huì)變成全黑色，這是用來檢測(cè)光槍是否正對(duì)著屏幕。隨后屏幕中的鴨子（目標(biāo)區(qū)域）會(huì)依次變成白色，除了當(dāng)前的鴨子是白色外，其他區(qū)域都是黑色。同一時(shí)刻最多只能有一直鴨子變白色，這是為了保證當(dāng)前檢測(cè)鴨子的唯一性。所有鴨子輪流變白一遍后，畫面恢復(fù)正常，整個(gè)過程大約持續(xù)0.1秒。在這段時(shí)間內(nèi)，光槍中的攝像頭會(huì)去檢測(cè)正對(duì)著的物體是否是白色，如果是白色則判斷射擊命中鴨子，否則就判斷射擊落空。

4個(gè)狀態(tài)

這種檢測(cè)方式雖然巧妙，但是也存在著弊端：

1。因?yàn)楣鈽屩袛z像頭只判斷正對(duì)著的是否是白顏色，無(wú)法判斷光槍正對(duì)著的精確位置，也就是說在檢測(cè)瞬間對(duì)著白紙開槍也是會(huì)被系統(tǒng)判定為命中的。

2。這種游戲的原理注定要利用屏幕閃爍才能實(shí)現(xiàn)，因此目標(biāo)越多，閃爍就越厲害，對(duì)眼睛的傷害就越大。

實(shí)際效果

第二代光槍與陰極射線管

到了SFC超級(jí)任天堂時(shí)期，光槍也隨之得到了升級(jí)。但是第二代光槍Super Scope必須配合采用隔行顯示的CRT（陰極射線管）電視（俗稱“大腦袋”或者“大屁股”電視）才能使用。這里知識(shí)點(diǎn)比較多，讓我們一步步來了解。

SFC的光槍Super Scope

CRT電視的圖像顯示原理

CRT（Cathode Ray Tube，陰極射線顯像管）電視里面有一根真空管，一個(gè)或多個(gè)電子槍。當(dāng)電子槍射出的電子束轟擊熒光屏上時(shí)，就會(huì)讓屏幕內(nèi)測(cè)的熒光粉發(fā)光，眾多的發(fā)光點(diǎn)按照一定的規(guī)則排布就形成了圖像。

CRT電視原理

熒光粉受到高速電子的轟擊時(shí)會(huì)吸收能量，其中的電子會(huì)從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)，但由于高能級(jí)非常不穩(wěn)定，馬上又會(huì)從高能級(jí)回到低能級(jí)，并將能量以熒光（光能）的形式釋放出來。這就意味著電子束轟擊屏幕所能維持的發(fā)光時(shí)間是很短的，想要讓屏幕穩(wěn)定的發(fā)光就必須持續(xù)發(fā)射電子束。

熒光原理

電子槍并不是同時(shí)發(fā)出大量電子束同時(shí)打在屏幕上的，而是從電視屏幕的左上角開始，由左至右、從上到下以Z字型的軌跡掃過整個(gè)屏幕的。由于人眼具有視覺暫留現(xiàn)象（Persistence of vision），即在看到光的作用結(jié)束后，視覺影響并不立即消失， 而是暫留時(shí)間約為0.1至0.4秒（中等亮度的光刺激），于是便能夠?qū)⑵聊簧系陌l(fā)光點(diǎn)識(shí)別為一幅完整的影像。

掃描束隔行顯示與逐行顯示

按照正常的思路思考，電子束應(yīng)該就是一行接著一行地掃描的，但事實(shí)并非如此。CRT有PAL和NTSC兩種制式（區(qū)別見注釋1），這里以國(guó)內(nèi)國(guó)內(nèi)使用的PAL制式說明，因?yàn)镻AL電視垂直方向有625行掃描線，如果電子束一行一行地掃到最后一行最后一個(gè)點(diǎn)時(shí)，第一行第一個(gè)點(diǎn)可能早就熄滅了（帶寬不夠）。于是人們便想到了一個(gè)解決方式，那就是第一次掃描只掃描1，3，5的奇數(shù)行，第二次掃描只掃描2，4，6的偶數(shù)行，兩次疊加就能夠拼成完整的畫面了。因?yàn)檫@種掃描方式是間隔著掃描的，也就取名為“隔行掃描”（interlaced scan），而一行接著一行掃描的方式就叫做“逐行顯示”（progress scan）。

隔行掃描

常常聽到的480p和480i后面的字母就是表示掃描方式是逐行還是隔行。下面用一張動(dòng)圖來直觀地表現(xiàn)一下這兩種掃描方式的差別，雖然用時(shí)相同，但是感覺卻是不同。假設(shè)顯示一張完整的圖（一幀畫面）需要10秒鐘，那么在5秒鐘時(shí)，逐行掃描只能看到半個(gè)屏幕，剩下半個(gè)屏幕內(nèi)容完全未知。但是隔行掃描已經(jīng)可以大致猜出來要顯示的內(nèi)容了，剩下的靠自己腦補(bǔ)就足夠了，無(wú)非就是一些細(xì)節(jié)可能猜不到而已（注釋2）。

逐行掃描與隔行掃描

注釋1：

PAL電視標(biāo)準(zhǔn)是：每秒25幀，電視掃描線為625線，奇場(chǎng)在前，偶場(chǎng)在后，標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化PAL電視標(biāo)準(zhǔn)分辨率為720*576， 24比特的色彩位深，畫面的寬高比為4：3， PAL電視標(biāo)準(zhǔn)用于中國(guó)、歐洲等國(guó)家和地區(qū)。

NTSC電視標(biāo)準(zhǔn)是：每秒29.97幀（簡(jiǎn)化為30幀），電視掃描線為525線，偶場(chǎng)在前，奇場(chǎng)在后，標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化NTSC電視標(biāo)準(zhǔn)分辨率為720X486， 24比特的色彩位深，畫面的寬高比為4：3。NTSC電視標(biāo)準(zhǔn)用于美、日等國(guó)家和地區(qū)。

游戲外包裝標(biāo)明制式

注釋2：

隔行掃描上可能會(huì)使得二維碼顯示不完全，用手機(jī)掃描CRT電視上的二維碼無(wú)法識(shí)別就是這個(gè)原因。

隔行掃描無(wú)法識(shí)別二維碼

第二代光槍原理

雖然光槍槍口看上去較大，但是真正感受光的元件接收范圍還是很小的，光槍對(duì)準(zhǔn)屏幕的范圍略大于兩行掃描線距離，因此隔行掃描時(shí)可以認(rèn)定為對(duì)準(zhǔn)的就是一個(gè)“點(diǎn)”。當(dāng)玩家按下光槍扳機(jī)時(shí)，電視會(huì)先按照隔行掃描的方式繪制一個(gè)全白色的幀，當(dāng)光槍收到白色信號(hào)時(shí)，游戲就可以計(jì)算出光槍對(duì)準(zhǔn)的位置了。例如一行有10點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)掃描1秒，那么當(dāng)光槍在第25秒收到白色信號(hào)時(shí)，就可以推算出它在第3行第5列。當(dāng)然這只是為了便于理解的簡(jiǎn)化模型，實(shí)際上還要考慮消隱時(shí)間、掃描線回歸時(shí)間等等。

紅色代表白色信號(hào)的掃描方式（簡(jiǎn)化）

如果游戲判斷光槍位置與游戲目標(biāo)位置相同，那么就判定為命中了。這種光槍的優(yōu)點(diǎn)就在于精確度更高，而且不會(huì)出現(xiàn)第一代光槍那種作弊漏洞。而采用這種方式制作的游戲，也不用頻繁刷新畫面，也不那么累眼睛。

SFC光槍游戲

第三代光槍與紅外線

隨著科技的進(jìn)步，CRT電視逐漸被背投電視、等離子電視和液晶電視所取代，第二代光槍就很難有用武之地了。這時(shí)任天堂又推出了不依靠CRT電視就可以游玩的第三代光槍，也就是2006年誕生的，以體感為賣點(diǎn)的Wii。與之前的主機(jī)與光槍配件的搭配形式不同，這次手柄與光槍合二為一，既可以當(dāng)做控制器，又可以當(dāng)做光槍。

任天堂Wii

Wii主機(jī)上的黑色條狀部件叫做感應(yīng)條（sensor bar），里面左右分別裝有一個(gè)紅外線LED。當(dāng)用Wii手柄的前方對(duì)準(zhǔn)屏幕時(shí)，手柄前方的紅外攝像頭會(huì)根據(jù)感應(yīng)條中的兩個(gè)LED光源的位置進(jìn)行計(jì)算，從而得出手柄前方正對(duì)著的位置。需要說明的是，平時(shí)Wii手柄與Wii主機(jī)是通過藍(lán)牙鏈接，而非紅外線，所以玩非光槍類游戲沒有必要將手柄正對(duì)著屏幕。

Wii手柄配合支架

如果Wii的感應(yīng)條失靈了的話，也有一些奇葩方式來修復(fù)，其中一種就是使用兩個(gè)蠟燭來代替感應(yīng)條中的紅外線LED。

蠟燭代替紅外光源

在一些大型電玩廣場(chǎng)里經(jīng)常能夠看到光槍游戲，《VR特警》和《死亡之屋》就是兩款非常流行的游戲。其實(shí)街機(jī)光槍游戲也有CRT顯示器和液晶兩種，前者的原理同前兩代光槍，后者的原理類似于Wii。

街機(jī)光槍游戲

拓展知識(shí)

索尼在PS3和PS4平臺(tái)都推出了相應(yīng)的體感外設(shè)控制器PS Move，配合槍托可以當(dāng)做光槍來使用，但是原理卻與前面提到的有所不同。PS Move前端配備會(huì)發(fā)出不同顏色光線的圓球，配套的PS Eye攝像頭會(huì)以2D影像辨識(shí)方式追蹤圓球位置。也就是說這種是通過攝像頭來進(jìn)行捕捉，與微軟的Kinect的原理頗為類似。

PS Move

光槍游戲興起與衰落

光槍游戲曾經(jīng)風(fēng)靡世界，但現(xiàn)在已經(jīng)比較小眾了，這都是其玩法機(jī)制導(dǎo)致的。常見的光槍游戲有兩種，一種是類似于《打鴨子》，場(chǎng)景固定，只能守候目標(biāo)出現(xiàn)。這種機(jī)制注定了游戲內(nèi)容不會(huì)太深，放到一些娛樂場(chǎng)所供大眾游玩或者比賽效果還是不錯(cuò)的，但是長(zhǎng)時(shí)間玩容易感到單調(diào)。

固定背景

另一種類似于《VR特警》，玩家雖然也只能等候目標(biāo)出現(xiàn)，但是游戲場(chǎng)景是變化的。玩家不能控制鏡頭畫面，只能根據(jù)游戲自身進(jìn)度進(jìn)行前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)身等等，因此這類也叫作“軌道式射擊”。

軌道式射擊

軌道式射擊可以根據(jù)玩家的操作來決定接下來的行走路線，大大豐富了游戲的內(nèi)容。很多大型游戲中心都會(huì)置備幾臺(tái)這種游戲，早年的《死亡之屋》和《VR特警》非常普及，之后也出現(xiàn)了屏幕更大，效果更好的《第一滴血》，近幾年還出現(xiàn)了可以坐在車上的《叢林冒險(xiǎn)》和《海盜大冒險(xiǎn)》，更有支持4人聯(lián)機(jī)、帶有駕駛艙的《光環(huán)：渡鴉小隊(duì)》。一些玩家會(huì)因好奇心而體驗(yàn)一下，但很少見到反復(fù)游玩的。

《光環(huán)：渡鴉小隊(duì)》大型駕駛艙

光槍游戲可以說是時(shí)代的產(chǎn)物，在電子游戲還處于早期階段時(shí)，使用手柄游玩射擊游戲是比較困難的。光槍外設(shè)的出現(xiàn)讓玩家可以憑借身體本能進(jìn)行游玩，指哪打哪的體驗(yàn)非常好。但隨著電子游戲不斷發(fā)展，游戲的操作越來越復(fù)雜，單憑光槍一個(gè)扳機(jī)鍵已經(jīng)無(wú)法滿足游戲的需要了，加上鍵盤與鼠標(biāo)的出現(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)更加快速精準(zhǔn)的打擊，光槍游戲逐漸邊緣化，更加偏向體驗(yàn)和休閑。感謝光槍游戲在那個(gè)時(shí)代帶給我們的快樂，期待光槍游戲在未來能夠有所突破。

來源：AGamer

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