了不起的靈感和它的詛咒

那么，這個(gè)龐大的宣傳反差，是為何誕生的呢?為什么無人深空會(huì)如此篤定他們能做出一個(gè)超級(jí)龐大，而且支持多人聯(lián)機(jī)的宇宙來（雖然他們最后并沒有做出來）?要知道，他們可只有那么小的一支團(tuán)隊(duì)（2016年的現(xiàn)在是15個(gè)人），按照游戲開發(fā)的常理來說，這簡(jiǎn)直是睜著眼睛亂吹牛皮了！15個(gè)人?做個(gè)單機(jī)手游還差不多，你們要做3A太空沙盒?是來騙經(jīng)費(fèi)的吧?！

要解答這個(gè)問題，我要從無人深空所使用的程序算法開始解釋。從某種意義上來說，無人深空這個(gè)項(xiàng)目，是整個(gè)游戲行業(yè)中極為罕見的“程序員和算法主導(dǎo)”的游戲項(xiàng)目。絕大多數(shù)的游戲，要不是游戲設(shè)計(jì)師主導(dǎo)，要不是美術(shù)總監(jiān)主導(dǎo)，甚至很多時(shí)候是市場(chǎng)總監(jiān)、財(cái)務(wù)總監(jiān)甚至融資總監(jiān)主導(dǎo)，但極少有被程序技術(shù)算法主導(dǎo)的例子——偏偏無人深空就是那極為罕見的一個(gè)。這也是他們敢以15個(gè)人的超袖珍團(tuán)隊(duì)，向所有玩家和發(fā)行商索尼描述游戲愿景的底氣。而最終，這也導(dǎo)致他們沒能完成這個(gè)架空的愿景，是游戲上市后玩家輿論給他們致命一擊的根本原因。

18,446,744,073,709,551,616這個(gè)數(shù)字是什么呢?對(duì)于學(xué)計(jì)算機(jī)的各位肯定非常熟悉——它是2的64次方，和256、65,536、4,294,697,296一樣都是計(jì)算機(jī)系的大家應(yīng)當(dāng)很熟悉的數(shù)字，代表著一個(gè)64位的2進(jìn)制數(shù)?？吹竭@個(gè)數(shù)字，你就能猜出來，他們用了一個(gè)“長(zhǎng)整形變量”作為生成隨機(jī)星球的種子。

這意味著，在無人深空中，他們使用了程序化生成算法（Procedural Content Generation，一般簡(jiǎn)稱PCG）來構(gòu)成這個(gè)隨機(jī)宇宙。你能夠在很多地方見到對(duì)PCG原理的簡(jiǎn)述，甚至還有人專門寫了一篇介紹無人深空中隨機(jī)宇宙生成算法的文章，所以我在這里不再贅述這些程序化生成是怎么實(shí)現(xiàn)的。

當(dāng)然，實(shí)際上的生成算法會(huì)非常復(fù)雜，經(jīng)過很多很多步的生成，絕非我或者科普文章說的“使用一個(gè)隨機(jī)生成的長(zhǎng)整形數(shù)來隨機(jī)生成星球上的數(shù)據(jù)”這么簡(jiǎn)單。你可以想象，相對(duì)于一般游戲使用的復(fù)雜的數(shù)值表，無人深空有一張復(fù)雜的生成規(guī)則表：星球的名字如何生成、生物如何生成、地形如何生成、資源如何擺放、宇宙太空站如何生成、NPC種族如何生成、飛船如何生成、藍(lán)圖和語(yǔ)言如何生成……

而在這里面，有些問題會(huì)比其他問題更加復(fù)雜。如何生成合理的地貌?如何生成看起來合法的生態(tài)環(huán)境?每個(gè)星球上都需要生成資源和值得玩家去探索的特殊地點(diǎn)，這些又怎么通過一個(gè)64位的隨機(jī)數(shù)種子去進(jìn)一步生成?在這些內(nèi)容上，團(tuán)隊(duì)必須要投入比簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單地說“程序化生成”這三個(gè)單詞多得多的工作量。在最終的游戲零售版本中，他們實(shí)現(xiàn)了完整的基本游戲邏輯——但也只有基本的游戲邏輯而已。對(duì)于4年的開發(fā)時(shí)間來說，這個(gè)答卷完全無法令玩家滿意。

我想，那可能是因?yàn)樗麄兝速M(fèi)了很多時(shí)間，用來追尋另外一個(gè)最終失敗的目標(biāo)。很多關(guān)于無人深空的文章都說了程序化生成，但這個(gè)游戲并不僅僅是程序化生成。在這個(gè)游戲里面，還容納了一個(gè)極為罕見的靈感，也正是這個(gè)靈感，將它原本的愿景和野心暴露在了我們的面前。

因?yàn)樵谶@里還有另外一個(gè)非常重要的設(shè)計(jì)要點(diǎn)：雖然這個(gè)宇宙里，有2的64次方個(gè)不同的星球，但所有人看到的宇宙都是一樣的。雖然游戲沒有聯(lián)機(jī)功能，但玩家們確實(shí)能夠看到別人上傳和命名的星球，在龐大的宇宙中找到其他玩家的蹤影，看到別人所命名的生物——這證明大家所看到的宇宙，并不純粹是用那個(gè)隨機(jī)數(shù)生成的本地?cái)?shù)據(jù)，而確確實(shí)實(shí)存在于所有人的電腦之中。

但從傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)游戲的實(shí)現(xiàn)方法來說，這個(gè)“所有人都能看到的宇宙”原本是不可能存在的！只要做一個(gè)簡(jiǎn)單的算術(shù)，大家就能明白這一點(diǎn)了：假定一個(gè)星球的隨機(jī)生成，真的只需要一個(gè)長(zhǎng)整型變量，也就是一個(gè)64位的2進(jìn)制數(shù)（64bit）。存儲(chǔ)這個(gè)星球的隨機(jī)生成種子，就需要64位2進(jìn)制數(shù)，也就是8個(gè)字節(jié)（一個(gè)字節(jié)是8bit）。

我們平時(shí)說的1MB有多大呢?有1,048,576字節(jié)，能存儲(chǔ)131,072個(gè)這樣的星球（約13萬個(gè)）。

1GB有多大呢?有1024MB，也就是說，能存儲(chǔ)134,217,728個(gè)這樣的星球（約1.3億個(gè)）。

1TB有多大呢?這個(gè)已經(jīng)是大家一整塊硬盤的單位，有1024GB，也只能存儲(chǔ)137,438,953,472（約1374億個(gè)）這樣的星球。

我們?cè)儆蒙戏?wù)器等級(jí)的硬盤，1PB=1024TB！這樣的硬盤能儲(chǔ)存多少個(gè)星球呢?140,737,488,355,328個(gè)，也就是140萬億個(gè)星球的數(shù)據(jù)。沒錯(cuò)，即便我們動(dòng)用了1PB這樣驚人的服務(wù)器級(jí)別硬盤，也還沒能存下這個(gè)宇宙每個(gè)星球的生成種子——遑論玩家們給這些星球和星球上的地點(diǎn)、生物們起的名字了。

那么，無人深空這個(gè)多層宇宙宇宙里，到底有多少個(gè)這樣的星球需要儲(chǔ)存呢?答案是1800億億個(gè)。我們換算成PB的話，是131,072PB——13.1萬PB的服務(wù)器，當(dāng)然遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一個(gè)游戲公司所能負(fù)擔(dān)的上限。

所以，他們不可能使用這么愚蠢的“傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)游戲”的做法。他們需要另外一種辦法來存儲(chǔ)這個(gè)“所有玩家共存的單一宇宙”。

這就是無人深空這個(gè)游戲大愿景的另外一半：用“偽隨機(jī)數(shù)”的算法來同步所有人的宇宙。這是之前所有程序化生成游戲，從矮人要塞到孢子，都沒有想到的事情。那些使用種子生成地圖對(duì)戰(zhàn)的游戲們想到了，但是他們從未想過要把這個(gè)算法擴(kuò)大到一個(gè)真正的“大服務(wù)器游戲”上——這確確實(shí)實(shí)是一個(gè)非常瘋狂，但也相當(dāng)天才的想法。

我先來解釋一下偽隨機(jī)數(shù)的算法。對(duì)于學(xué)過計(jì)算機(jī)的人，計(jì)算機(jī)不能生成真正的隨機(jī)數(shù)，只能生成偽隨機(jī)數(shù)。通過一個(gè)算法，生成一個(gè)看起來沒什么規(guī)律的大數(shù)字，然后再通過算法在這個(gè)大數(shù)字里面截取一段，之后再進(jìn)行近似操作，對(duì)我們?nèi)祟悂碚f，看起來就好像是隨機(jī)數(shù)了。

比如說最常用的偽隨機(jī)數(shù)生成算法，叫做“線性同余法”：Xi = (Xi-1 * A + C ) mod M，通過取大數(shù)字的余數(shù)來快速生成偽隨機(jī)數(shù)。懂?dāng)?shù)學(xué)或者算法的讀者應(yīng)該一看就懂，而各位不懂算法的大家不必深究，知道這是一個(gè)用于遞歸生成特定隨機(jī)數(shù)的算法就可以了。

但是，偽隨機(jī)數(shù)不是真正的隨機(jī)數(shù)。如果你玩過那些廉價(jià)計(jì)算器，就會(huì)知道這一點(diǎn)：在這些計(jì)算器的偽隨機(jī)數(shù)生成模塊中，有極其明顯的規(guī)律存在。比如你使用線性同余法，只要給定了計(jì)算的次數(shù)和函數(shù)的初始值，這個(gè)隨機(jī)數(shù)序列的每一項(xiàng)都是固定的;當(dāng)這個(gè)同余數(shù)字特別小的時(shí)候，甚至還會(huì)產(chǎn)生有規(guī)律的循環(huán)和特定數(shù)字。所以會(huì)有一些安全指南，告訴程序員的大家一定不要允許其他心懷惡意的用戶在你的系統(tǒng)里連續(xù)取隨機(jī)數(shù)，或者干脆就不要用語(yǔ)言提供的默認(rèn)隨機(jī)數(shù)算法（很多主流語(yǔ)言默認(rèn)都使用線性同余法）;在已知使用線性同余法的情況下，他們甚至能夠通過連續(xù)取到一定數(shù)量的隨機(jī)數(shù)反推到種子。所以，通常來說，我們看到這種默認(rèn)通過一個(gè)函數(shù)來生成的算法都會(huì)覺得算法的隨機(jī)性很差;一些從眾所周知的函數(shù)（比如pi的通項(xiàng)公式）里面取值的算法就更糟糕，只要知道算法，種子瞬間就可以被破解。

實(shí)際上，我們?cè)诂F(xiàn)實(shí)生活中，也大量使用和這個(gè)“偽隨機(jī)數(shù)”原理類似的驗(yàn)證算法——最著名的驗(yàn)證算法就是被我們用于加密和驗(yàn)證的“大質(zhì)數(shù)因數(shù)分解”（著名的RSA算法）。我們大量使用的“CRC校驗(yàn)算法”其實(shí)也是個(gè)類似的應(yīng)用：只要給定輸入和算法，任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)，一定都能算出相同的結(jié)果;反過來說，只要算出了相同的結(jié)果，我們就能夠知道他們使用了相同的固定算法。

但是，在游戲領(lǐng)域，之前幾乎沒有人思考過如何反向使用“偽隨機(jī)數(shù)”這類算法。隨機(jī)性越高就越好的思維定勢(shì)很難避開，所以幾乎沒有人考慮過能不能反過來利用大隨機(jī)數(shù)序列的“偽”性來構(gòu)造復(fù)雜的設(shè)計(jì)用途。

反向是什么樣的呢?讓我們想想看“給定一個(gè)算法和種子值，任意一臺(tái)計(jì)算機(jī)都能生成特定的隨機(jī)數(shù)”的反面……

沒錯(cuò)，這個(gè)反向思維是“如果我想要一個(gè)所有人都能獲得的特定值，那么給他們一個(gè)算法和種子值就可以了”！

我們不再需要這個(gè)至少13.1萬PB的服務(wù)器用來存儲(chǔ)宇宙了：只要在每臺(tái)機(jī)器上存儲(chǔ)這個(gè)“通過特定種子數(shù)值生成宇宙、行星及星球上一切的算法”，再給幾個(gè)玩家一個(gè)相同的種子值，他們就會(huì)處在一個(gè)同樣的行星系和同樣的星球上。理論上來說，只要把玩家的數(shù)據(jù)再單獨(dú)拆開，我們就能造出一個(gè)龐大的隨機(jī)宇宙，讓無數(shù)的玩家在里面同時(shí)游戲，還不用準(zhǔn)備龐大的服務(wù)器和進(jìn)行預(yù)先設(shè)計(jì)！

如果這個(gè)反向思維成真，只需要給每個(gè)玩家在服務(wù)器端儲(chǔ)存一套用戶數(shù)據(jù)，理論上我們就不需要去做單獨(dú)的場(chǎng)景地圖了。我相信，這個(gè)“可以同步的算法”本身，才是無人深空這個(gè)項(xiàng)目最開始的野心和愿景。不需要給大家預(yù)先準(zhǔn)備副本和區(qū)域設(shè)計(jì)，只要所有人和服務(wù)器都使用同樣的偽隨機(jī)生成函數(shù)和算法，就能按需生成一個(gè)龐大的可以同時(shí)容納很多玩家的宇宙。

從這點(diǎn)來看，在最初的設(shè)計(jì)方案中，這個(gè)宇宙一定、一定、一定是有多人游戲的。只有非常想做多人游戲的程序員和設(shè)計(jì)師，才會(huì)想出這種充滿炫技色彩的實(shí)現(xiàn)方法，來解決這個(gè)大宇宙沙盤中的對(duì)戰(zhàn)問題。而這個(gè)項(xiàng)目的總監(jiān)、程序員、設(shè)計(jì)師……所有人，甚至包括索尼方面了解這個(gè)項(xiàng)目的宣傳負(fù)責(zé)人，他們也應(yīng)當(dāng)是知道這個(gè)愿景的，所以才會(huì)印出那些包含多人游戲的包裝盒來。所以，他們的項(xiàng)目制作人才會(huì)在各種場(chǎng)合，口無遮攔地暢想著以后“多人模式”實(shí)現(xiàn)后的景象。

然而，最后他們沒做出來，索尼只能臨時(shí)把包裝盒上的“多人游戲”用貼紙給貼上。

要具體將這個(gè)野心變成具體的游戲設(shè)計(jì)，非常非常困難，一路上有非常非常多的細(xì)節(jié)問題要處理。某種意義上來說，他們所遇到的問題，有點(diǎn)像我曾經(jīng)討論過的VR游戲設(shè)計(jì)：我們有一個(gè)聽起來非常非常棒的點(diǎn)子，但是執(zhí)行起來卻發(fā)現(xiàn)這個(gè)點(diǎn)子的各個(gè)角落，都充滿著我們之前完全沒有想到的問題，每個(gè)問題都足夠毀掉你之前的所有努力。

這些問題里，有些看起來可能是無法解決的;還有一些則是因?yàn)殚_發(fā)團(tuán)隊(duì)的無力和設(shè)計(jì)選擇被迫放棄了;甚至還有一些是因?yàn)殚_發(fā)團(tuán)隊(duì)的不重視和漠視。所以，我們最終沒能看到視頻和宣傳里說的那個(gè)游戲;就算用最寬松的標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估，最后實(shí)現(xiàn)的這個(gè)游戲，也只達(dá)到了宣傳和視頻里那個(gè)游戲的30%。

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