激进的游戏创新史，成就了多少科技神话？

显示全部楼层 · 2022-11-13 06:22:13

如果我们说一家公司被称为“核弹厂”，你会认为它在造什么？

在科技界，英伟达获此殊荣：最开始，“核弹”是指英伟达性能炸裂的游戏显卡。随着深度学习的崛起，英伟达的GPU被用于加速各种AI任务，其“造核弹”的能力在各种领域遍地开花。

这一切的起点，是英伟达创始人黄仁勋对于视频游戏发展的深刻洞察。在世界上还不存在GPU的时候，黄仁勋意识到视频游戏领域的图形计算需求将呈现指数级增长。果不其然，高歌猛进的消费市场需求牵引着英伟达不断挑战更强大的计算技术，终于让其在图形计算和GPU上的巨大投入获得回报，在AI时代，从新药研发到自动驾驶，从自然语言处理到计算机视觉，GPU都可以提供着强大的算力支持。GPU的成功，证明了庞大的游戏市场需求足够驱动着一项新兴技术的诞生和精进。

不光如此，电子游戏所具备的高度创新和活力，本身就能为其他科技、经济包括文化发展提供充足养分的沃土。游戏背后的生态价值也逐渐被各经济共同体放在越来越重要的战略地位。就在11月10日，欧洲议会以压倒性票数通过“欧盟游戏法案”，以制定欧洲长期电子游戏战略，助力全欧“电子游戏生态系统”的发展。此决议的主要推动者、欧洲议会议员 Laurence Farreng 表示：“电子游戏是我们文化经济中最有活力的部分，也是新冠疫情危机中唯一正向增长的领域。对于过半的欧洲人来说，电子游戏是他们文化生活的重要组成部分。”

电子游戏何以成为潜在引领全球创新与国际竞争的重要引擎？如果我们站在 21 世纪的时间节点，试图回顾游戏及其背后的游戏技术造“核弹”的草蛇灰线，便可以发现游戏是让科学家、科技巨头们最容易迈开腿的跑道。

天然的技术基因，计算机科学家和工程师们“瞎搞”的副产物

今天我们在世界各地都可以找到电子游戏的足迹，但正如历史上许多最伟大的技术突破都来自实验室，电子游戏也是在这个地方迈出第一个脚印。

1950 年代，那些有计算机研究项目的大学和机构中，一批最有创造力的人发动了他们的智慧，创造简单的视频游戏雏形。

需要注意的是，这些发明基本并不是为了娱乐，而是为了展示和计算相关的新技术是如何工作的。

比如，英国计算机科学家 Christopher Strachey 曾将游戏跳棋带到了在 Nimrod 计算机上运行。英国教授 AS Douglas 则在他的剑桥大学博士论文中创建了 OXO，一款移植到 EDSAC 计算机上的经典游戏“井字游戏”。

因为目的并不是用于娱乐，这两次早期尝试并没有被公认作是第一个真正的视频游戏，但也足够印证了游戏本身和科技圈之间的天然亲和力。

那么，究竟哪里诞生了我们现在更熟悉的“娱乐是目标，技术是手段”的视频游戏？

1958 年，在著名的美国布鲁克海文国家实验室，“曼哈顿计划”电子部门负责人 William Alfred Higinbotham，希望开发一个具有互动功能的展示品，来吸引参加原子能展的游客。

他的灵感同样来自于计算机，更具体的，是一台计算弹道导弹轨迹的计算机说明书。

William Alfred Higinbotham 将所有预先存在的组件，整合到一个功能性视频游戏系统中，并将其命名为 Tennis for Two。这个系统由一个示波器组成，两个人可以在该示波器上来回击打一个光点。Tennis for Two 一经展出便成功吸引了大量游客。

之后，Tennis for Two 被遗忘了 20 年，直到后来者考究游戏历史时发现，Tennis for Two 能够计算击球轨迹、作为网的冲击屏障，甚至是这些击球的风阻，是早期视频游戏示例中最复杂的存在，因此也被公认为有史以来第一款纯粹为娱乐而编程的视频游戏。

遗憾的是，当时并没有人意识到，这样的一台机器可能带来怎样的商业价值甚至影响全人类。

在科学家和工程师们的眼中，游戏仅是用来实现某种研究的工具，它的生态价值却鲜有人挖掘。

或许这就是高校科研工作者们的常态，一项新事物如何推动技术研究往往是他们最关心的事情。但是，技术的发展也离不开必须有人关心怎样用新事物赚钱。

1966 年，国防设备制造商 Sanders Associates 员工 Ralph Baer 正在构思这样一个“新奇”的想法——有没有可能在电视上玩视频游戏？

Ralph Baer 关注这个问题很久了。这位犹太人在二战结束后从芝加哥的美国电视理工学院获得了电视工程学学士学位，这种专业学习让他对电视并不满意：今年全美大约有 4,000 万台电视，只有晚上 6 点以后才有电视节目，电视使用者需要更多的娱乐活动。

终于，他在纽约公车站写下了第一份电视游戏的策划案。一年后，Baer 推出了 Brown Box，这是一款能够运行具有多人游戏功能、多个程序的游戏机，即现代电视游戏主机雏形。1968 年，Baer 为 Brown Box 申请了专利。Baer 也因此经常被称为视频游戏之父。

Baer 的工作直接促进第一款家用视频游戏系统 Magnavox Odyssey 的诞生。后者是历史上第一台真正意义上的商品化视频游戏专用游戏机。

早期通常作为科研项目副产品出现的视频游戏，就此从学校实验室和极客圈子里走出去，走上作为家庭娱乐活动的进化之路，影响了全球数十亿人的生活。

2008 年，Baer 获得了 GDCA 协会颁发的“游戏开发者选择先锋奖”，他说：“如果我 40 年前听从了那些劝阻我不要瞎搞胡搞（发明电视游戏主机）的谏言，那我今天就不可能站在这里，一切都会变得不太一样。”

所以，别忘了，游戏由这些科技界弄潮儿的“胡搞”而得，它带着科技的基因来到这个世上。

一个对体验创新、技术创新无止境追求的行业

Odyssey 在商业大获成功之后，拉开了视频游戏的群雄争霸大幕。

水面之上，我们可以看到的是 80 年代的街机游戏跨越到 90 年代末到 2000 年代初的 PC 主机以及移动互联网，索尼和微软等公司涌现出来，竞相发布功能强大的专用计算机（游戏机），从 Magnavox Odyssey 到 Microsoft Xbox Series X 和 PlayStation 5，现代电子游戏正式成为娱乐产业中的庞然大物。

同样暗潮涌动的，还有“科技与游戏”的故事线从未缺席。

之所以说是“暗潮”，也是因为游戏的娱乐属性过于强大，于是在最广泛的公众视野中，娱乐属性总是取代技术属性成为人们对于游戏的第一印象。

但游戏的发展从来就离不开技术天才们的创新实践。他们信仰之并实践之的信条是，游戏从来就不是玩物丧志，创造新游戏的技术，本身就是改变真实世界的手段。

而随着游戏与商业、消费者之间更紧密的关系，如何用技术改善游戏体验几乎又是所有游戏公司必须回答的问题。

即便是乔布斯这样公认的天才，在正式创办苹果之前，也被这个问题“折磨”过。

1971 年，得益于英特尔公司推出的新型处理器，还在 Ampex 公司默默无闻打工的工程师布什内尔鼓搞出一台名叫《乒乓》（简称《乓（Pong）》）的双人对战游戏机。他把这台游戏机扛到一家小酒吧，没想到放那不久后，这台游戏机出了故障：硬币塞满了机器的投币口。布什内尔由此看到了巨大的商机。那一筐硬币也被戏称就是如今千亿游戏市场的第一桶金。

布什内尔不久后便辞掉工作，成立了全球第一家电脑游戏机厂商“雅达利”。

公司成立两年后，20 来岁的乔布斯作为雅达利第 40 号员工加入，负责《Pong》等电子游戏的开发。

雅达利给乔布斯留了一个技术难题：那时候的街机游戏机还没有电脑主机，只能在芯片上集成晶体管电路，让晶体管控制电路开关，但是由于晶体管价格昂贵，每增加一个都是真金白银，雅达利一直希望能够在游戏设计中，减少芯片中晶体管的数量。

作为负责人，乔布斯需要把第一代街机 150 到 170 个左右的电路板优化控制在 50 个以内。最终，乔布斯和他的天才好朋友沃兹尼亚克完成了这个技术挑战，开发了“乒乓”这款游戏的单机版本，只用了 4 天时间，44 枚晶体管。

这大大加速了《Pong》街机在当时的流行程度，也激发了乔布斯成为企业家的梦想。当然，最直接的是，乔布斯创办苹果的资金就来源于他在雅达利的积累。

除此之外，雅达利的这段游戏开发经历，帮助乔布斯完成了他走上商业和设计之路的入门课。

在雅达利期间，乔布斯意识到追求简洁的价值。比如，雅达利从来不在出版的游戏中提供操作手册，他们的游戏系统必须简化到任何初学者都能立即掌握。这种风格和苹果在其第一本宣传手册中写的“简洁是终极的复杂”如出一辙。

以游戏公司作为职业起点的乔布斯，造出影响整个科技界的 iPhone，每一代的改进，游戏一直是创新的主要焦点。在他改变世界的一生中，这段加入雅达利的经验功不可没。

其实，视频游戏行业一直是关于创新、关于新技术和新体验的。

自人类诞生以来，人类就通过在他们的想象中构建新世界，来应对真实世界的复杂性，并对真实世界施以改造，游戏技术的发展为我们提供了更多维度去实现这件事情。

游戏技术正是一类关于体验塑造、关于丰富人类感官的技术大类，它对技术创新、体验创新无止境的追求，不亚于其他任何一个科技行业，而它涉及的技术深度，也不亚于任何一门历史悠久的科学技术学科。

诸多游戏技术中，计算机图形学（Computer Graphics）还走出过 2 位 2019 年图灵奖得主：Patrick M. Hanrahan 和 Edwin E. Catmull。这也是图灵奖新历史纪录：图形领域学者第一次以图形学贡献获颁图灵奖。

计算机图形学是研究计算机在硬件和软件帮助下创建计算机图形的学科。Patrick M. Hanrahan 和 Edwin E. Catmull 受到图灵奖认可的技术成就，正在于大大发展了计算机图形学技术。

正如微软亚洲研究院研究员童欣曾如此介绍：“纵观整个计算科学应用，早期大部分领域都是在解决真实世界的问题，只有计算机图形学是通过计算机技术来充分实现人类的各种想象，并为此创造出了一系列全新的艺术表达形式，例如电影中的特效、计算机三维动画长片，和三维计算机游戏等等。让想象中的美好成为现实，也许这就是他们值得成为图灵奖获得者的一个原因吧”。

IBM 和微软也是计算机图形学发展的受益者。IBM 发展早期，非常希望能快速推动个人电脑进入家庭，他们的想法是，或许可以开发一些包含彩色图形和互动功能的程序，来展现操作系统的易用性，于是一系列微软游戏诞生，比尔·盖茨甚至亲自出镜拍摄电视广告，由此，游戏的存在也改变了计算机图形界面的开发方式。

现在，计算机图形学的发展催生了专用图形处理器 GPU 的产生与普及。在软件上，图形学的基本绘制流水线已成为操作系统的一部分，为各种计算机平台提供显示和图形处理。

无论你是不是游戏玩家，这件事情是不可否认的：许多重要的技术创新，都来自于游戏开发的历程中。

创新溢出：游戏技术将无处不在

放眼当下，视频游戏产业是整个科技界创新最活跃、最令人兴奋的领域之一，诸如英伟达这样以游戏业务起家的科技公司，正在主导整个科技行业最激进的技术革命。

之所以称之为“激进”，是因为这其中的投入，不见得短期内能带来最直观的经济效果。

2007 年，为了在技术上更加便利开发者，英伟达推出了集成常见开发工具的 CUDA 架构。这个架构在当时技术上过于超前，也因此带来了成本剧增。不仅在硬件产品设计中需要为 CUDA 的逻辑电路服务，每款产品的软件驱动也要做到协同支持。因此，英伟达每年砸到 CUDA 上的研发成本占了公司总收入的 1/6。

与此同时，英伟达所处的外部环境也逐渐险恶。CUDA 推出的第二年，AMD 收购英伟达老对手 ATI，旨在推出 CPU 整合 GPU 的新解决方案。此外市场上也有越来越多竞争对手尝试在自家芯片集成 3D 图形加速器。

激进的技术投资和外部压力双重叠加之下，英伟达那一年营收骤降 16%，股价从 37 美元跌到 6 美元左右。

但这些并没有阻止黄仁勋对 CUDA 技术的判断和推进。果然，基于 CUDA 的通用 GPU 在高性能计算领域大施拳脚，随着英伟达陆续在大数据、自动驾驶等领域推出新的产品线，GPU 开始成为更通用的计算设备，尤其在 AI 深度学习浪潮中，GPU 是所谓“AI 三架马车”——数据、算法、算力——中的算力代表。

过去 30 多年中，正是这些被屡屡视作技术冒险的举措，一步一步将英伟达送上了计算技术及市场的“铁王座”：

一方面，因游戏显卡而拓展出的动态高分辨率、动态超频、光线追踪、DLSS 等技术，也成为英伟达 GPU 的关键底层能力，开始被广泛运用到电影、自动驾驶、医疗、能源、制造业等更多领域。

另一方面，其市值也从 2011 年的 80 亿美元飙升至 2021 年峰值一度超 8000 亿美元，登顶 2021 年全球市值最大的芯片公司。

由此，作为高科技行业边界的开拓者之一，英伟达从图形芯片初创公司到端到端行业解决方案激活者，改写了自己的命运，也重新定义了游戏技术的行业边界：从最初只是图像和命令的简单组合，游戏技术已经长成一颗囊括人工智能、图形生成、计算平台等前沿方向的巨大科技树。

正如英伟达的 CEO 黄仁勋所说：“电子游戏是计算上最具挑战性的问题之一，但同时又拥有非常巨大的销售量。它就像是一个飞轮，载着我们不断推进更深入的研发，解决大规模的计算问题，最终抵达更大的市场。”

从本世纪起，被视为全球科技风向标的微软、亚马逊、苹果、Facebook 和谷歌，均已布局游戏技术，而且是以前所未有的力度投入其中。

特别是在 AI 领域，AlphaGo 的一鸣惊人，让我们意识到，视频游戏是非常成功的训练系统，AI 可以在游戏中突破智能极限，电子视频游戏悄悄成为训练和测试 AI/AGI 的新基准，还是本世纪这头几十年的事情。近几年，游戏技术又因强化学习的发展得以壮大。

用前亚马逊工作室全球战略主管、投资人 Matthew Ball 的话来说，“与其他类别相比，游戏更受技术（以及技术变革）的影响”。从云游戏到虚拟现实和增强现实，游戏技术领域涌现出如此多令人兴奋的方向。

不仅如此，游戏技术“创新溢出”所带来的连锁反应也愈发明显，不同的行业开始采用视频游戏技术和实践来改善他们的产品和体验：

2010 年，美国空军实验室用 1700 台 PS3 主机，组成了一部性价比运算高、能力强大的“鹫群”超级计算机，用它处理来自无人侦察机的图像. 但这可能就是 PS3 以及整个 PS 家族在超算历史上最后的辉煌；

2016 年 4 月 14 日，专攻癌症手术的 Shafi Ahmed 医生在皇家伦敦医院使用 VR 相机完成了手术，这也是医学发展史上的首次 VR 手术；

2019 年 6 月，蛋白质折叠游戏《Foldit》衍生出的首批研究成果在 Nature 上发布，这项游戏专门支持玩家将蛋白质可视化并创新蛋白质设计。甚至在新冠疫苗的研究过程中，医学家们也通过该游戏辅助学术研究……

游戏技术可以用来“造核弹”，也将继续打破虚拟世界和物理世界之间的屏障。——在可预见的未来，我们会对这样的形容越来越习以为常。

激进的游戏创新史，成就了多少科技神话？

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