指哪打哪的游戏是如何实现的？ 揭秘光枪背后的原理

　　玩射击游戏使用键盘和鼠标好一些？还是使用手柄好一些？在面对这种问题时，相信很多人都会毫不犹豫地选择键盘和鼠标，因为这种操作方式相比于手柄操作更加精准。但其实还有一种更加原始、更加直接、更加容易上手的操作方式被大部分玩家所遗忘，那就是指哪打哪的光枪。不知道有多少朋友好奇过，为什么一把塑料玩具枪冲着屏幕来一枪，就能够击中游戏中的角色？那么今天硬核的AGamer就来与各位聊聊隐藏在光枪背后的秘密吧。

　　第一代光枪与《打鸭子》

　　早在FC红白机时期，就已经有光枪外设的存在了。与FC同捆发售的光枪外设具有手枪的外观，因此在日本的命名为“光线铳”，而欧美的名称则是“Zapper”。虽然它不是第一款光枪，但却是第一代光枪中名气最大的一款。尽管外形看上去是“枪”，名字里面也包含“枪”，但它并不是真正的“枪”，只不过是一个摄像头罢了。

　　Zapper光枪

　　那么摄像头是如何当做“枪”来使用的呢？大名鼎鼎的光枪游戏《Duck Hunt》，也就是国内俗称的《打鸭子》，相信绝大多数玩家都比较了解，下面就用《打鸭子》来分析一下第一代光枪的原理。

　　经典光枪游戏《打鸭子》

　　首先要知道的是，对于游戏来讲，屏幕并不是一整块的大区域，而是会被分为NxN的小区域。当玩家扣动光枪扳机时，屏幕会变成全黑色，这是用来检测光枪是否正对着屏幕。随后屏幕中的鸭子（目标区域）会依次变成白色，除了当前的鸭子是白色外，其他区域都是黑色。同一时刻最多只能有一直鸭子变白色，这是为了保证当前检测鸭子的唯一性。所有鸭子轮流变白一遍后，画面恢复正常，整个过程大约持续0.1秒。在这段时间内，光枪中的摄像头会去检测正对着的物体是否是白色，如果是白色则判断射击命中鸭子，否则就判断射击落空。

　　4个状态

　　这种检测方式虽然巧妙，但是也存在着弊端：

　　1。因为光枪中摄像头只判断正对着的是否是白颜色，无法判断光枪正对着的精确位置，也就是说在检测瞬间对着白纸开枪也是会被系统判定为命中的。

　　2。这种游戏的原理注定要利用屏幕闪烁才能实现，因此目标越多，闪烁就越厉害，对眼睛的伤害就越大。

　　实际效果

　　第二代光枪与阴极射线管

　　到了SFC超级任天堂时期，光枪也随之得到了升级。但是第二代光枪Super Scope必须配合采用隔行显示的CRT（阴极射线管）电视（俗称“大脑袋”或者“大屁股”电视）才能使用。这里知识点比较多，让我们一步步来了解。

　　SFC的光枪Super Scope

　　CRT电视的图像显示原理

　　CRT（Cathode Ray Tube，阴极射线显像管）电视里面有一根真空管，一个或多个电子枪。当电子枪射出的电子束轰击荧光屏上时，就会让屏幕内测的荧光粉发光，众多的发光点按照一定的规则排布就形成了图像。

　　荧光粉受到高速电子的轰击时会吸收能量，其中的电子会从低能级跃迁到高能级，但由于高能级非常不稳定，马上又会从高能级回到低能级，并将能量以荧光（光能）的形式释放出来。这就意味着电子束轰击屏幕所能维持的发光时间是很短的，想要让屏幕稳定的发光就必须持续发射电子束。

　　电子枪并不是同时发出大量电子束同时打在屏幕上的，而是从电视屏幕的左上角开始，由左至右、从上到下以Z字型的轨迹扫过整个屏幕的。由于人眼具有视觉暂留现象（Persistence of vision），即在看到光的作用结束后，视觉影响并不立即消失， 而是暂留时间约为0.1至0.4秒（中等亮度的光刺激），于是便能够将屏幕上的发光点识别为一幅完整的影像。

　　隔行显示与逐行显示

　　按照正常的思路思考，电子束应该就是一行接着一行地扫描的，但事实并非如此。CRT有PAL和NTSC两种制式（区别见注释1），这里以国内国内使用的PAL制式说明，因为PAL电视垂直方向有625行扫描线，如果电子束一行一行地扫到最后一行最后一个点时，第一行第一个点可能早就熄灭了（带宽不够）。于是人们便想到了一个解决方式，那就是第一次扫描只扫描1，3，5的奇数行，第二次扫描只扫描2，4，6的偶数行，两次叠加就能够拼成完整的画面了。因为这种扫描方式是间隔着扫描的，也就取名为“隔行扫描”（interlaced scan），而一行接着一行扫描的方式就叫做“逐行显示”（progress scan）。

　　常常听到的480p和480i后面的字母就是表示扫描方式是逐行还是隔行。下面用一张动图来直观地表现一下这两种扫描方式的差别，虽然用时相同，但是感觉却是不同。假设显示一张完整的图（一帧画面）需要10秒钟，那么在5秒钟时，逐行扫描只能看到半个屏幕，剩下半个屏幕内容完全未知。但是隔行扫描已经可以大致猜出来要显示的内容了，剩下的靠自己脑补就足够了，无非就是一些细节可能猜不到而已（注释2）。

　　注释1：

（编辑：济南站长网）

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