狂肝10個月手搓GPU，他們在《我的世界》里玩起《我的世界》，網(wǎng)友：夢想成真！

夢晨 衡宇 蕭簫 發(fā)自 凹非寺
量子位 | 公眾號 QbitAI

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”）。

擁有1Hz頻率的CPU、8KB內(nèi)存、6KB顯存的顯卡、加速模塊，96×96像素顯示器，以及一只PS4手柄作為輸入設(shè)備。

它運行起來是這樣的：

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(zhuǎn)換成自制CPU能運行的匯編碼搞定。

就這樣，3個人肝了10個多月，終于實現(xiàn)史詩級套娃。

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。

作者之一sammyuri把最終成果濃縮成一條3分鐘的視頻，已經(jīng)收獲近百萬播放量和10萬多贊。

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(fù)雜的游戲和足夠精通的玩家才能達成。

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?！?/p>

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(shù)的RISC架構(gòu)，可以1Hz頻率運行，擁有256字節(jié)RAM。

取名CHUNGUS 2，意為“計算用超巨大非傳統(tǒng)數(shù)字與圖形處理器”。

與此同時，他還開發(fā)了專用匯編器，可以把程序代碼轉(zhuǎn)換成可以一鍵粘貼到《我的世界》里的磚塊結(jié)構(gòu)。

sammyuri認為，CHUNGUS 2性能基本達到雅達利經(jīng)典游戲機Atari 2600水平，運行個貪吃蛇、俄羅斯方塊都不在話下。

手搓CPU的視頻，一發(fā)到網(wǎng)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》。

不過，這聽起來實在是天方夜譚……

畢竟在現(xiàn)實中，《我的世界》游戲最低配置要求也是3Ghz CPU+4GB內(nèi)存，他這只有1Hz CPU+256字節(jié)內(nèi)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。

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(fù)刻16種方塊+32種物品、還原數(shù)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）。

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(jù)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(yīng)的紋理位置（即紋理映射），以及它與相機的距離；

紋理映射是實現(xiàn)GPU處理3D圖像的一個關(guān)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(yīng)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(qū)）進行比較，如果更相近就進行覆蓋。

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(shù)據(jù)、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(jié)果（木塊），否則就輸出0。

用于存儲世界地圖的RAM由512×4位地址組成，一共256字節(jié)，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。

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(tài)發(fā)送到隊列中，CPU就能讀取并處理。

當然，在《我的世界》中運行這臺計算機，必須經(jīng)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(wù)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）。

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(jù)Sammyuri表示，目前他們正在進一步優(yōu)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(tǒng)的版本，甚至實現(xiàn)在《我的世界》中運行《DOOM》的夢想。

細節(jié)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(xiàn)“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(xiàn)。

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：

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(wǎng)頁版《我的世界》：

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(xiàn)成”以外，這個0.2版本的《我的世界》，還有更多細節(jié)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(jié)的8路關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)緩存，甚至分支預(yù)測，符合RISC標準。

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。

再者，紅石線路本就具備數(shù)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(xiàn)“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！

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(guān)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”

他不會是認真的吧？不會吧？

GitHub地址：
https://github.com/sammyuri/minecraft

《3D版我的世界套娃》壓縮包：
https://www.mediafire.com/file/fbkuwo2aqg8gigj/3D+Minecraft+in+Minecraft.zip/file

參考鏈接：
[1]https://www.youtube.com/watch?v=-BP7DhHTU-I
[2]https://github.com/MCHPR/MCHPRS/blob/master/docs/Redpiler.md
[3]https://news.ycombinator.com/item?id=32901461
[4]https://www.youtube.com/watch?v=eiDrRa6JvQ0