電子遊戲歷史/理解歷史技術

在研究電子遊戲史時，瞭解歷史技術非常有幫助。本章旨在讓讀者瞭解與遊戲技術發展相關的重大發展。具有此類歷史背景的讀者可以考慮繼續閱讀。

先前發展

許多先前的發展將在電子遊戲的發展中證明具有影響力。本節涵蓋了為遊戲系統鋪平道路或展示了早期人們如何看待自動娛樂的技術——遊戲行業的社會技術基礎。

同時，許多與遊戲相關的技術比人們預期的要古老得多。重要的是要注意，本節中的任何發展本身都不是直接的電子遊戲，而且其中許多發展在開始大規模生產之前，普通人無法使用。

史前

使用動態影像作為藝術形式可能可以追溯到石器時代。

古代

自古以來，人們就渴望擁有自主的娛樂。這一點在古希臘人身上得到了證明，據說他們曾在亞歷山大港建造了一個自動機劇院。 在柏拉圖的《洞穴之喻》中，也能看到早期模擬現實的概念。 特別是，亞歷山大的希羅在《自動機制造》中描述了自動化的戲劇系統，不僅在 3D 空間中移動自動機演員，而且還包含後來 3D 遊戲使用的技巧，例如在 3D 空間中使用 2D 圖形令人信服。 古代中國人也在其歷史的各個階段，主要是在機械劇院中使用自動化來娛樂。

古代中國人與古希臘人都知道小孔成像的自然現象，這是一個重要的觀察結果，後來導致了更先進的照相機和對光學的理解， 這兩項技術後來都將在遊戲中使用。

米利都的泰勒斯是一位希臘七賢之一，是最早記錄電磁現象的人之一。

希臘哲學家亞歷山大的歐幾里得開創的數學概念，尤其是與幾何相關的概念，後來被遊戲開發者普遍使用。 希臘哲學家柏拉圖描述瞭如何使用三角形來表示 3D 形狀， 這是一個對計算機 3D 圖形至關重要的數學概念，尤其是由電子遊戲中使用的即時圖形。

• 
  笛卡爾座標系，是基於歐幾里得幾何的常見遊戲概念。古代世界在數學方面的進展將成為遊戲技術的關鍵支柱。
• 
  古希臘人在製造機械裝置方面非常熟練。安提基特拉機械可能是已知的最古老的模擬計算機。然而，直到近兩千年後，通用可程式設計計算機才得以開發。
• 
  希羅的早期的蒸汽機——艾奧利斯球。除了某些可再生能源和化學電池外，幾乎所有現代電力生產都基於類似的原理。
• 
  亞歷山大的希羅的風輪驅動風琴的描繪，這是一個有趣的自動新奇事物。
• 
  巴格達電池的圖示。儘管其用途存在爭議，但有些人懷疑這些來自波斯帝國的裝置被用來利用電力。

啟蒙時代和第一次工業革命

雖然電子遊戲通常被認為是一種相對較新的媒介，但許多用於遊戲的基礎技術是在電子遊戲出現之前僅僅幾十年或一兩個世紀前開發出來的，這在大多數歷史領域中是一個非常短的時間。

1770 年代的機械土耳其人展示了人們希望與機器玩遊戲的願望， 儘管實際上，這臺機器是由一個隱藏在遊戲桌下的人操縱的木偶。

從 1830 年代到她早逝，奧古斯塔·艾達·金，洛夫萊斯伯爵夫人（俗稱艾達·洛夫萊斯），一位在奧古斯都·德·摩根本人指導下學習的熟練數學家，成為有史以來第一個程式設計師，她為查爾斯·巴貝奇設計的分析機編寫了一個複雜的程式，該程式包含現在常見的程式設計特徵，包括巢狀迴圈、錯誤、除錯技術和變數。 除了她的數學工作外，艾達·洛夫萊斯還接受過音樂訓練，是她第一個寫下使用計算機以程式設計方式生成音樂的文章——這對電子遊戲史具有特殊意義。 艾達·洛夫萊斯患病後，巴貝奇對這臺機器的進一步開發幾乎肯定受到了阻礙，最終導致她英年早逝。

• 
  機械土耳其人，這是一臺著名的“機器”，會下棋，實際上是由隱藏在機器內部的人操控的。
• 
  1809 年的早期電報。這些裝置將幫助為自動計算機通訊，以及最終的網路多人電子遊戲鋪平道路。
• 
  本傑明·富蘭克林進行風箏實驗的描繪。在啟蒙運動期間和之後，人們對與電力打交道以及後來利用電力的興趣大大增加。如果沒有在這個時期獲得的關於電力的知識，我們就無法知道電子遊戲。
• 
  亞歷山大·格雷厄姆·貝爾 1876 年的“大盒子電話”模型。像這樣的早期商用電話為現代遊戲概念（如語音聊天）鋪平了道路。
• 
  1790 年代日本自動機劇院的描繪。這些發展是在與西方相對隔絕的情況下進行的，這表明人們對開發自動娛樂的普遍興趣。
• 
  基於查爾斯·巴貝奇設計的差分機的模型。雖然在他的一生中從未建造過，但該裝置是計算史上的一個重要里程碑。
• 
  1833 年查爾斯·巴貝奇的肖像。
• 
  大約 1840 年艾達·洛夫萊斯的肖像，由於她在巴貝奇的分析機上的工作，她通常被認為是第一個計算機程式設計師。

錄音

1877 年，托馬斯·愛迪生髮明瞭留聲機，它能夠準確地錄製音訊並在以後播放。

電流之戰

在19世紀80年代，電流之戰極大地影響了電力標準。^[17][18][19] 隨之而來的交流電標準會影響電視的標準重新整理率，^[20] 並進而影響標準影片遊戲的重新整理率。^[21]

要了解更多關於電流之戰的資訊，可以參考華夏公益教科書尼古拉·特斯拉，但請記住，這位重要人物只是這場事件的一部分。

操縱桿

根據資料來源，操縱桿最早是在1861年至1865年美國內戰期間為潛艇使用的，^[22] 或者是在1923年由C. B. Mirick在為美國海軍研究實驗室工作時發明的。^[23][24] 它們作為專門車輛的控制方案，使其成為早期遊戲系統的自然選擇。

• 
  1882年，托馬斯·愛迪生公司的員工在紐約市進行電氣化工作。電力基礎設施的安裝為電子遊戲鋪平了道路。電流之戰也是最早的格式之戰之一，它將直接影響影片遊戲行業。
• 
  尼古拉·特斯拉在1899年左右科羅拉多斯普林斯實驗室的照片。特斯拉在交流電、無線通訊和電機方面的研究為消費電子產品，以及影片遊戲行業的發展鋪平了道路。
• 
  1913年的福特流水線。大規模生產的興起以及標準化零件帶來的穩定性和效率，使得家用遊戲機等複雜但高度標準化物品的大規模消費市場成為可能。
• 
  托馬斯·愛迪生和他第二代留聲機，照片拍攝於1878年左右。

街機

賽車遊戲作為街機型別可以追溯到1912年。^[25]

• 
  1910年左右新奧爾良的一家彈珠遊戲廳。在電子遊戲街機出現之前的幾十年裡，機械街機的建立使公眾熟悉了這一概念。

現代

廣播標準以及爵士樂

早期的電流之戰會影響電視的廣播標準，進而影響計算機和遊戲機所使用的幀率、解析度和其他標準。儘管標準化極大地提高了不同公司裝置之間的相容性，但全球範圍內仍出現了許多不相容的標準。這導致遊戲歷史上早期出現了巨大的差異和不相容性，因為系統必須針對NTSC、PAL或SECAM設計，具體取決於其地理區域，而且通常必須針對特定的交流電壓和頻率進行設計，而這些電壓和頻率在各國之間有所不同。隨著時間的推移，數字標準使得這些早期的電視標準大多變得無關緊要，並且能夠處理全球各地使用的幾乎所有交流電源標準的更好電源的引入也顯著減少了這種擔憂。

其他創新

在20世紀30年代的早期發展之後，印刷電路板在第二次世界大戰的彈藥中得到了廣泛的應用。^[26] 這些電路板有助於標準化，併為消費電子產品的批次生產鋪平了道路。

• 
  1929年的早期陰極射線管電視機。在遊戲硬體開發之前，顯示技術的創新為遊戲系統的採用鋪平了道路。
• 
  國際上使用的主電壓和頻率地圖。早期的電源通常針對單個區域，限制了它們的國際使用。一些國家，如日本，在國內使用了多個系統，進一步複雜化了問題。
• 
  各國模擬電視標準。直到2000年代後期，這在決定主機輸出的解析度和幀率方面發揮著關鍵作用，以便與那些區域的電視機相容，這些區域期望特定的重新整理率和解析度才能正常工作。現代數字標準以及能夠輸出多種解析度和幀率的設計，大大減少了這種擔憂。

資訊時代

雖然遊戲作為一種媒介先於其基礎技術，但這些技術中的大多數與遊戲技術一起繼續取得重大進步。這意味著自影片遊戲作為一種媒介出現以來的每一個十年，支援遊戲的核心技術也取得了實質性進步，使得兩者之間的關係處於重大變動之中。

計算機行業的興起與影片遊戲行業幾乎同時出現，直接導致了兩個行業在改進和創新方面的進步。華夏公益教科書計算機歷史更詳細地介紹了計算機的總體歷史。本節討論這些創新與遊戲相關的方面。

電晶體、積體電路和微處理器

小型化以及由此帶來的批次生產先進且相對廉價的電子裝置的能力，是所有消費電子產品應用，特別是影片遊戲歷史上的一個關鍵時刻。一個房間大小的遊戲裝置，每分鐘花費鉅額資金執行，並且需要定期停機以由技術人員更換真空管，不太可能存在一個重要的市場。

在1945年發表在《大西洋月刊》上的文章《我們如何思考》中，瓦尼瓦爾·布什博士提出了“美美克斯”，^[27] 這是一個後來發展為超文字的概念，為全球資訊網，以及網路遊戲的發展鋪平了道路。

• 
  阿蘭·圖靈，20世紀30年代。
• 
  瓦尼瓦爾·布什，20世紀40年代初期，第二次世界大戰期間。

電子遊戲時代

本節介紹了電子遊戲歷史上技術使用和採用的常見趨勢。

通用硬體

在20世紀80年代後期到2000年代初期，出現了一種趨勢，營銷人員會透過其裝置內部計算機使用的位數來宣傳他們的系統。總的來說，更大的位數確實在一定程度上幫助了開發。然而，位數本身與遊戲相關的事情幾乎沒有關係，尤其是在32位處理器開始廣泛使用之後。其他因素，如改進的時鐘速度、每時鐘指令、內部體系結構改進，以及可能最重要的一點，用於圖形和音訊等應用的專用晶片，對隨著時間的推移而出現的效能提升負有更大的責任。媒體儲存容量的增加也幫助開發人員更多地關注改進遊戲，而不是最佳化硬體。

硬體正規化

在一個世代中，個人系統通常擁有廣泛的可用功率。大多數系統都處於一種“金髮姑娘”區域，即它們足夠強大，可以運行當時的​​遊戲，但價格足夠低廉，可以在市場上生存。但是，有一些常見的策略打破了這種趨勢。

一種常見的替代策略是使用更便宜的低功率硬體，並希望由此帶來的低價格帶來的高市場份額能夠吸引開發人員進入平臺。熟練的開發人員通常可以彌補僅略微低功率的硬體，但如果硬體功率過低，就會造成一種“雞生蛋，蛋生雞”的問題，消費者不願購買即使是廉價的硬體，因為它缺乏引人入勝的遊戲，第三方開發人員也不願開發此類硬體，因為它缺乏市場份額並且難以開發。這種模式的一個例子是 Watara Supervision，它在價格上低於流行的 GameBoy，但由於其遊戲庫質量低下而無法吸引市場份額。

使用更昂貴的超強硬體的逆向策略也經常出現。對於大型遊戲主機來說，這種情況尤其如此，在釋出時，主機本身往往需要以低於成本的價格出售，利潤來自遊戲銷售。但是，一些系統將這種模式推向極致，透過以無與倫比的價格提供無與倫比的體驗來尋找一個小眾市場。這種策略的一個很好的例子是 Neo Geo 家用遊戲機，它本質上與 SNK 當時製造的街機系統相同。

尤其是在早期，一些公司僱用了技術精湛的工程師，他們可以用更低的價格做比競爭對手更多的事情。一個著名的例子是 Apple II 家用電腦，史蒂夫·沃茲尼亞克巧妙地為其添加了彩色功能，同時將成本控制在比其他彩色電腦低得多的水平。這款價格相對便宜、具有巨大彩色遊戲潛力的家用電腦因此席捲了市場。隨著時間的推移，這種巨大的飛躍變得越來越少，但有一些公司能夠利用其在其他市場的巨大製造能力，透過內部製造產品並消除第三方中間商來壓低遊戲公司的價格。

偶爾，裝置製造商會嘗試完全不同的模式，通常是透過引入新的使用者介面技術來吸引消費者。

開發人員友好性

另一個經常被忽視的技術方面是開發人員友好性，它隨著時間的推移而得到改善。隨著時間的推移，系統通常變得更容易開發，允許開發人員使用高階程式語言、標準化 API，以及後來標準化的遊戲引擎，更容易在同一代的多個系統上開發遊戲。

需要注意的是，架構清晰的低功率系統對開發人員的影響並不大，他們通常可以開發出適合硬體的遊戲。但是，歷史上釋出的許多系統都做出了奇怪的技術決策，這些決策理論上提供了比當時其他硬體更高的效能。在這種情況下，開發人員，尤其是第三方工作室，往往難以真正利用這種難以理解的硬體，效能優勢往往會降低、完全消失，甚至會因為實施效果比在更弱的系統上更糟糕而適得其反。隨著時間的推移，這種缺陷會隨著廣泛的採用而減少。

例如，20 世紀 90 年代，許多軟體開發人員難以利用具有多個 CPU 的系統。到 2010 年代後期，對多核 CPU 的利用率有了很大提高。這得益於硬體本身的改進，例如設計具有多個核心的 CPU，而不是在同一塊板上放置兩個獨立的 CPU，以及軟體改進，例如遊戲引擎預設情況下支援多執行緒。