比爾·蓋茲最愛的遊戲《模擬飛行》許諾將整個世界裝進你的電腦,並且也兌現了承諾

比爾·蓋茲最愛的遊戲《模擬飛行》許諾將整個世界裝進你的電腦,並且也兌現了承諾

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1999 年,比爾·蓋茲寫了一篇對萊特兄弟(Wright brothers)的感人讚譽,他認為他們的機翼發明是「那個時代的全球資訊網」,給予了人們全球視野。這也為微軟後來收購《模擬飛行(Flight Simulator)》埋下了伏筆。 

而且,就像萊特兄弟最初的飛行器一樣,《模擬飛行》這款遊戲的意義早已不止是「飛行」本身,更是「飛行」所帶來的視角的轉變。《模擬飛行》許諾將整個世界裝進你的電腦,並兌現了這個承諾。這也是為什麼它成為了世界上最暢銷的飛行模擬系列遊戲。它最新的版本已經售出了超過 200 萬份。 

儘管 2022 年是《微軟模擬飛行(Microsoft Flight Simulator)》上市的 40 周年,但實際上,它的歷史要比 1982 年的正式發布還要久遠,而且目前仍在積極開發中。它也因此成為了第二古老的電子遊戲。(第一古老的是《俄勒岡之旅》(The Oregon Trail)在 1971 年問世,至今仍與我們同在。) 

《模擬飛行》系列遊戲的核心不在於「遊戲化」,而在於它用來模擬飛行體驗和你腳下地面的「技術魔法」。它對「真實描述」的關注,則反映了遊戲開發者的背景。 

對飛行的熱情 

布魯斯·阿特維克(Bruce Artwick)在伊利諾大學厄巴納-香檳分校,學習電氣工程,但他仍擠出時間去追求一個許多青少年都想過、但很少有人實現的夢想:他學會了開飛機。也正是在大學的飛行培訓項目中,他遇到了後來成為他商業夥伴的史圖·莫門特(Stu Moment)。 

1976 年,阿特維克寫了他的碩士論文,內容是他設計的飛行模擬器在數位設備公司(Digital Equipment Cooperation)的 PDP-11 微型電腦上運行。它的3D示範可以達到每秒 9 影格,這在那個時代是非常出色的。 

隨後,阿特維克在加利福尼亞州的休斯飛機公司 (Hughes Aviation) 找到了一份工作,同時在閒置時間繼續從事 3D 圖形的研究。

《模擬飛行》的兩位創始人 Stu Moment 和 Bruce Artwick  

1977 年,他為 Kilobaud 寫了一篇文章描述了他所創造的「sunLogic 3D微圖形套裝軟體」,該套裝軟體將3D技術與裝有流行的摩托羅拉 6800 微處理器的微型電腦相結合。鑒於非常多的讀者對它非常感興趣,阿特維克想尋求説明,把這個軟體變成一門生意。於是,他與史圖·莫門特重新聯繫起來,並一起成立了 sunLogic。 

戴夫·丹哈特是 sunLogic 的第二位雇員。根據他的回憶,公司早期是由阿特維克的 3D 軟體推動發展的,而該軟體又因為微型電腦的興起而更新反覆運算。丹哈特說:「布魯斯和史圖銷售的東西基本上就是一個用於微型電腦的 3D 套裝軟體」。「Tandy 公司的 TRS-80 就是一個微型電腦,我想那時 Apple II 已經出現了」。 

阿特維克常常在演講中稱,sunLogic 的軟體可以用於「飛行模擬」,這個建議讓聽眾驚呼不已。透過一台電腦展示在地球上空翱翔的視角?大多數人從未見過這樣的東西。受到觀眾的鼓舞,阿特維克決定將其變為現實。 

《模擬飛行》的演進歷程,從左至右分別是在 Apple II、雅達利和微軟 Dos 上的效果|JOSEF HAVLIK

於是,在 1979 年底,《模擬飛行》在蘋果 II 和 TRS-80 上推出了,採用的是線框圖形,和個位數的影格率。它並沒有描述真實的空域或現代飛機。相反,玩家駕駛的是第一次世界大戰時期的雙翼飛機,其原型是著名的索普威思·駱駝式戰鬥機(Sopwith Camel)。但在同時代,它的第一人稱 3D 視覺效果代表了當時的先進水準,甚至比 Atari 的《戰地(Battlzone)》等更著名的作品還要早。 

丹哈特說,「很早的時候,布魯斯就看到了《模擬飛行》的潛在市場。當微處理器變得普及的時候,布魯斯的機會就來了」。正如布魯斯所說,「如果我把我的這個模擬飛行的想法放到更便宜的電腦上,讓其運行,這一定是有市場的」。 

布魯斯是對的。1982 年 9 月,《電腦遊戲世界》雜誌就把《模擬飛行》列為迄今為止第四大暢銷產品。 

IBM 公司一直渴望展示它的 PC 平臺,因此聯絡了 sunLogic,希望將《模擬飛行》裝到它的新硬體上。與此同時,深入開發 IBM PC DOS 的微軟,也很快打來電話,提出了類似的要求,但提出更好的條件。 

最終,微軟和sunLogic達成了合作關係,拿到了《模擬飛行》的授權,儘管布魯斯可以在未來的幾年裡,繼續擁有他的公司。 

在 1982 年底,《微軟模擬飛行》正式發布,並在隨後的幾個月裡持續最佳化,這也反映出了微型電腦的進步。頁面動畫從單色變成了彩色(在具有適當硬體的 PC 端上),顯示更新率增加到每秒 15 影格。一位評論家稱《微軟模擬飛行》的體驗「非常流暢」。 

在遊戲中,玩家可以在四個真實世界的地區駕駛塞斯納 182 飛機(Cessna 182),包括芝加哥和西雅圖。 

這是有史以來第一次,人們可以在家,用電腦實現做飛行員的夢想——在遊戲中駕駛一個真實的飛機穿越真實的地形,在真實機場的模型上起飛和降落。 

這種真實感延伸到了飛行模型(Flight Model),它使用了一種有效的技術:尋找表(lookup tables)。這是因為,早期的 IBM 電腦無法支援對飛機受力情況的即時運算。但幸運的是,飛機製造商可以幫忙給出答案,這給 sunLogic 提供了一個可以延展的基礎。 

丹哈特說,「基本上,你輸入需求,模擬器就可以簡單地做一個尋找,並輸出結果」。「現在,由於解析度和記憶體的限制,你不會有一個超大的尋找表,但是你可以有一種中等大小的,甚至是小的尋找表,你還可以在資料點之間做修改」。 

有了飛行模型(flight model),sunLogic 擴大了模擬的範圍。 

《微軟模擬飛行 2.0》(1984 年)模擬了整個美國,《微軟模擬飛行 3.0》(1988 年)加入了蓋茲里爾噴氣機 25(Gates Learjet 25)和大量的機場,而《微軟模擬飛行 4.0》(1989 年)增加了隨機事件,包括天氣。  

《模擬飛行》從 1995 年到 2022 年持續的畫面演進過程|JOSEF HAVLIK 和微軟

1993 年,《微軟模擬飛行 5.0》引入了一個新的殺手鐧:材質系統(textures),在視覺上顛覆了遊戲的樣貌。在此之前,機場之間的土地是由成片的顏色表示的,綠色代表森林,灰色代表城市,藍色代表水。 

如今,材質系統(textures)提供了新的細節。從《微軟模擬飛行 5.0》開始,這些細節是以衛星圖像為基礎的。也因此,《模擬飛行》將會是很多人在即時3D軟體中看到衛星圖像的第一個機會。 

《模擬飛行》在市場上的第一個十年是一個平穩上升的時期。然而,這背後卻一直暗流湧動,阿特維克和莫門特經常發生分歧。到 1980 年左右,他們分開工作,莫門特在白天,阿特維克在晚上。而最終在 80 年代末,這種分裂成了永久性的,阿特維克在離開了 sunLogic,又成立了 Bruce Artwick Organization(BAO)。1988 年的《模擬飛行 3.0》也就成了最後一個歸屬於sunLogic的版本。 

也許,正是因為這種分裂,阿特維克在 1995 年決定把《模擬飛行》賣給微軟。雖然,這無法得到阿特維克的證實,但知情的員工透露,這是一個突然但並不令人意外的決定,儘管阿特維克已經花了近二十年的時間致力於這項業務,儘管該團隊與微軟也有分歧。 

保羅·唐蘭在微軟收購的前一年擔任 BAO 的集團經理。他說,「我認為最終微軟想要《模擬飛行》的絕對控制權,而不是阿特維克持有它」。「我們是一家小公司,我們按照小公司的規則行事,而這有時會給微軟的人帶來困擾。我們很容易說不,這讓他們感到非常沮喪」。 

微軟掌權 

隨著 Windows95 作業系統的問世,《微軟模擬飛行》的新篇章也拉開了序幕。在 Windows 95 華麗的發佈會上,傑伊·雷諾依靠媒體屬性來說服消費者,「是時候讓 MS-DOS 電腦退休,並購買 Windows 電腦了」。(順帶一提,正是這種推動使遊戲進入了我的視野:用於 Windows 95 的《微軟模擬飛行》與我家的第一台 Windows 95 電腦綁在了一起)。 

將《模擬飛行》搬到 Windows 上不是一件小事。該遊戲深深紮根於 MS-DOS 和 20 世紀 80 年代初,日益神秘的軟體發展實踐。Windows 95 在理論上可以運行 MS-DOS 應用程式,但這並不適合《模擬飛行》。 

sunLogic 公司的丹哈特解釋說,「其實,到現在這一步了,《模擬飛行》還是沒有真正使用微軟的作業系統:你把磁碟片塞進磁碟機,它就會啟動」。「我想《模擬飛行》是在微軟最小的 MS-DOS 上運行,但只是啟動運行,然後就不理會 MS-DOS 了」。甚至,該團隊還抵制了早期版本的 Windows 系統,因為他們擔心它會拖慢《模擬飛行》的運行。 

但現在微軟掌權了,失敗是不可能的! 

保羅·唐蘭回憶說,「當我們進入 Flight Sim 95 時,有一個巨大的端口」。他認為現任洛克希德公司(Lockheed)的 Prepar3D 模擬平臺的軟體工程師邁克·施羅特,發揮了指路人的作用。「我不能說這對所有的事情來說有多重要,但很多程式碼都從組合語言(Assembly language)移到了 C 語言中,這其中的工作量是巨大的」。

將《模擬飛行》搬到 Windows 上,是對微軟勞作文化的初次嘗試。它也只是部分地成功了,因為審查人員發現即使是最快速的家用電腦也存在性能問題。事實證明,《模擬飛行》團隊對 Windows 處理「模擬」的能力的擔憂,並非毫無根據。儘管如此,《模擬飛行》仍是微軟為擴大 Windows 95 的媒體影響力,而不可或缺的「噱頭」。 

該團隊在《飛行模擬器 98》的視覺效果上更是加倍努力,透過採用 3D 硬體加速再次推動了尖端技術。測試負責人哈爾·布萊恩說,「這項工作需要花很長時間來測試各種 3D 加速器,這些加速器還沒有形成共同的標準」。所幸,這些測試得到了些回報,《飛行模擬器 98》平息了評論家對假性能的抱怨。 

此外,使用者也受益於 CD-ROM 和 DVD-ROM 媒介的興起,它們為遊戲中更詳細的材質系統(textures)、更多的地形資料,以及更快的資料傳輸速度提供了發展空間。 

《模擬飛行》40 周年版本中的遊戲畫面

傑森·丹特最初受雇於微軟的《安卡塔世界地圖集(Encarta World Atlas)》,很快就轉而協助《模擬飛行》的相關工作。衛星圖像改善了模擬器的視覺效果,但其資料仍然很粗糙,「邊長大約在 4 到 16 公里之間」。在人跡罕至的地區,整個山脈都不見了。為了避免這種差距,丹特和他的同事將衛星圖像與土地使用資料結合起來,同時提供規模和精度。 

這些努力在《飛行模擬器 2000》中得到了回報。《飛行模擬器 2000》達到了一個技術上的里程碑:以 1 公里為單位繪製了整個地球的地圖。監督該團隊的工作室經理史考特·貝勒斯說,「早期的效果示範讓比爾. 蓋茲驚呆了」。 

根據貝勒斯的回憶,在向比爾·蓋茲展示了該軟體包括了地球上的每一個機場後,蓋茲回應說,「你在胡說八道。這是我聽過的最愚蠢的事情」。貝勒斯強調,「這是比爾·蓋茲最高形式的讚美。根據微軟的八卦,如果比爾·蓋茲對你說這句話,那麼你就成功了」。 

而且,有一段時間,《模擬飛行》確實取得了成功。新的版本登上了暢銷榜。《模擬飛行》團隊也更名為 Aces Game Studio,還創建或承包了《微軟模擬戰鬥飛行》和《微軟模擬太空飛行》等衍生產品。 

甚至還有傳言,稱微軟要建立一個通用的、世界規模的模擬平臺,這最終成為了微軟的企業模擬平臺(Enterprise Simulation Platform,ESP)。雖然,ESP 只持續了幾年,但是,被洛克希德-馬丁公司(Lockheed Martin)授權用於其 Prepar3D 模擬平臺。回過頭來看,ESP 就像是建立「數位雙胞胎」來模擬和複製真實世界的努力的先驅。

然而,《微軟模擬飛行》有一個問題,而且是來自微軟公司內部的,那就是 Xbox 遊戲機。微軟在 2001 年推出 Xbox,是為了對抗SONY 2000 年發表的 PlayStation 2。它有一個 DVD 驅動器,並且可以通透過一個附件連接到網際網路。微軟擔心一些消費者會將其視為低成本的 PC 替代品。 

布萊恩說,Aces Game Studio 曾探討過將《模擬飛行》引入 Xbox。但因為該計畫需要調整鍵盤和滑鼠的控制方式讓其適應遊戲手把,而受到重重阻礙。貝勒斯認為,這讓 Aces Game Studio 和微軟之間產生了裂痕,他對沒有更努力地推動 Xbox 版本的《模擬飛行》而感到遺憾。「我認為我們最終會得到一個更強大、更靈活、更健全、更適合未來的引擎」。 

Aces Game Studio 在以 Xbox 為中心的微軟遊戲部門中獨立。不難理解,當 2008 年的金融危機迫使全公司裁員時,它首當其衝。對於那些受影響的人來說,這是一個令人討厭的驚喜,但多年來,他們中的一些人已經接受了微軟的決定是有道理的,因為模擬器的最後一次反覆運算可以說是停滯不前,專注於過去的優勢,而忽視了新的平臺。 

在裁員開始的時候,sunLogic 的員工丹特就在那裡,他結束了這個項目。他留下來對工作室的工作存檔,為《模擬飛行》的這個時代畫上了句號。  

涅槃重生 

約爾格·諾伊曼是微軟的一名老員工,從事一個名為 HoloTour 的 HoloLens 專案。這是一個沉浸式虛擬實境的旅遊指南,它包括對秘魯馬丘比丘等地的鳥瞰視角。然而,該項目也面臨著挑戰,特別是在馬丘比丘,團隊實際獲得的資料遠低於預期。 

諾伊曼說:「很明顯,即使有現場照片,要做一個完整的、漂亮的3D模型也是非常困難的」。「針對這一點,我們只是說,為什麼我們不直接讓飛機飛過頭頂,給我們提供光學雷達資料和適當的攝影測量」?(光學雷達是一種基於雷射的技術,用於估計物體的範圍,而攝影測量則是從照片中提取的3D資訊)。 

《模擬飛行》中的 Cessna C172 飛機

雖然,飛機沒有飛過頭頂,但諾伊曼的觀點發生了變化。他意識到了微軟已經有了完美的解決方案,那就是《模擬飛行》。「其實,這個想法一直都在我腦子裡。我們應該嘗試透過空中資料來增強我們的遊戲世界」。 

諾伊曼利用來自Bing的資料,製作了一個塞斯納飛機(Cessna)飛越西雅圖的演示,這與最初的微軟《模擬飛行》中的飛機和城市相同。即使在那個早期階段,它看起來也很壯觀。該專案取得了進展,丹哈特的記錄也被證明是非常寶貴的。 

諾伊曼說,「程式庫和專案的歸檔工作做得非常好」。這些程式碼被送到 Asobo 工作室,也就是 HoloTour 專案的主要開發者,並用於保留與《模擬飛行 X》的協力廠商飛機的相容性,它是 Aces Game Studio 發表的最後一次反覆運算。 

《飛行模擬器 X》還保留了一個「傳承(legacy)」模式,可以啟動舊的飛行模型,保留了那個可以一直追溯到 1982 年的血統。 

今天,大多數《模擬飛行》的玩家都會喜歡預設的「現代」模擬,其模型多達 1500 個飛行表面。模擬中每個點的氣流不僅由飛機的速度和設計決定,而且還由周圍環境狀況決定,如天氣和附近的地形。 

這種模擬水準在 1982 年是無法想像的,但今天它可以在任何最近的中階 AMD 或 Intel 處理器上運行。 

哈爾·布萊恩指出,之前的模擬在極端情況下會崩潰,比如失速和旋轉,這樣飛機就會表現得很木訥,過於可預測。他知道,因為他以前就是這樣測試這個東西的。新的模擬可以精確地模擬許多表面上的氣流,因此可以確定失速會在何時開始,以及是否會變成旋轉。 

雖然 Bing 的資料對創建《模擬飛行》的遊戲世界很有幫助,但該團隊仍然面臨著阻礙,畢竟並不是每一寸地面都有高品質的攝影測量資料。 

為了填補這些空白,Asobo 使用 Blackshark.ai 的機器學習技術,將攝影測量資料和衛星照片,轉換成「地球表面的複刻」。 

Blackshark.ai 技術根據衛星照片,自動創建建築物,並在適當的地方添加建築物。機器學習還糾正了照片之間的顏色變化,同時消除了雲層和陰影。 

《模擬飛行》2020 版本中下方城市的畫面清晰可見

Blackshark.ai 的首席技術長 Arno Hollosi 說,「我們希望有獨特的建築,基本上你透過程式性產生來做到,它會收集建築腳印、屋頂類型、屋頂顏色、分區、建築密度等其他資訊」。然後,這些資料被具有適合該地理區域風格的「原型(archetypes)」所修改。其結果就是,各種各樣的 3D 建築至少從離地面一千多公尺的地方看是真實的。這種技術還可以描繪出小型社區,甚至是無人問津的農村房屋和建築,這是藝術家們在逐一加入建築時永遠無法完成的。 

即便如此,微軟如今的模擬也並不完美。一條城市街道可能看起來是正確的,但你的房子可能不會。模擬的空中交通並不像現實中那樣繁忙。模擬的空中交通管制的資訊也往往不準確或不存在,特別是在中型機場。模擬的天氣往往是驚人的美麗,但它只是模糊地模仿了真實世界。對於這些問題的解決,就像《模擬飛行》的許多附加功能一樣,需要新的技術來支援。 

然而,《微軟模擬飛行》的一個核心成果是不可否認的:它把整個世界裝進了你的電腦。它甚至可以透過微軟用於智慧型手機的 xCloud 串流媒體APP,將整個世界裝進你的口袋,允許任何擁有現代智慧型手機的人下載《模擬飛行》,在全世界「自由翱翔」。 

貝勒斯說,「我們的雄心壯志是複刻整個世界,而且,我們確實做到了!」

geekpark
作者

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