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登月半個世紀(jì):計算器與計算器游戲發(fā)展簡史

觸樂 2022/10/5 14:30:18 責(zé)編:云熙

本文來自微信公眾號:觸樂 (ID:chuappgame),作者:九的六次方

在阿波羅 11 號登月后不久,吉姆?斯托爾寫出了史上第一個通過計算器運(yùn)行的電子游戲。

“休斯頓,這里是靜?;??!棥懗晒??!?/p>

—— 阿姆斯特朗在月球和地球的通話

1969 年 7 月 20 日,阿波羅 11 號的指令長尼爾?阿姆斯特朗在月球上第一次留下了人類的足跡。通過電視轉(zhuǎn)播,一位名叫吉姆?斯托爾(Jim Storer)的美國高中生與全球觀眾一起目睹了歷史性的一刻。

在阿波羅計劃中應(yīng)用的阿波羅導(dǎo)航計算機(jī)(AGC)是世界上第一臺以硅基集成電路為核心的計算機(jī),通過對數(shù)據(jù)的實時處理,導(dǎo)航與控制登月飛船,幫助阿波羅計劃獲得成功。

自此,微電子技術(shù)成為第三次工業(yè)革命的重要一環(huán),帶動人類文明進(jìn)入嶄新的 21 世紀(jì)。時至今日,當(dāng)我們用于娛樂的手持游戲機(jī)從美泰運(yùn)動系列游戲機(jī)發(fā)展到最新的任天堂 Switch 時,是否有人會想到,當(dāng)年曾經(jīng)有一群熱愛研究電子產(chǎn)品的黑客們,嘗試用手持計算器玩游戲呢?

阿波羅 11 號登月過程中的“鷹”號登月艙

上世紀(jì) 70 年代的掌機(jī)鼻祖美泰電子掌機(jī)系列

登月:一切的開始

懷揣著一個大膽的想法,在阿波羅 11 號登月后不久,在列克星敦高中就讀的斯托爾便在由數(shù)字設(shè)備公司(DEC)生產(chǎn)的 PDP-8 微型計算機(jī)上,用 FOCAL 編程語言編寫了“Lunar Landing Game”——《登月》。斯托爾隨后將游戲發(fā)布至“DEC 用戶通訊”(DEC users' newsletter),并將源代碼分發(fā)給了讀者。

早期版本的《登月》運(yùn)行截圖

1973 年,運(yùn)行在 PDP-11 上,使用 GT40 矢量圖形顯示終端的《登月》移植版,可使用一支集成光筆進(jìn)行操控

《登月》的玩法正如其字面意思,玩家輸入的數(shù)據(jù)經(jīng)過計算機(jī)的處理后代入一系列方程式進(jìn)行計算,作為登月飛船的參數(shù)以模擬登陸月球。

在游戲被發(fā)布后的 40 余年里,各種《登月》的版本被各種計算機(jī)語言重新實現(xiàn)并廣泛地改編到各個計算機(jī)平臺上。盡管在之后數(shù)十年間。斯托爾本人對這些《登月》游戲并無了解,但其影響之深遠(yuǎn),連計算器這樣的平臺也不被放過,比如惠普公司生產(chǎn)的 HP-25。

HP-25 是生產(chǎn)于 1975~1978 年間的手持可編程科學(xué)計算器,使用一塊 10 位紅色 LED(發(fā)光二極管)顯示屏。雖然沒有數(shù)據(jù)傳輸接口,但是擁有可存儲 49 步按鍵的 RAM 與多個寄存器。它的程序與其說是程序,不如說是一種“鍵盤宏”,存儲的是計算器的按鍵輸入序列。

HP-25 手冊對這款產(chǎn)品的介紹

HP-25 中《登月》的玩法與中文翻譯

當(dāng)時,以各種《登月》為代表的計算器游戲受限于手持計算器簡陋的硬件,玩法過于“硬核”,幾乎沒有圖形顯示,所謂的游戲僅是給工程師與黑客們作為消遣,但正如登月的壯舉本身一樣,人們用計算器玩游戲的大膽創(chuàng)舉得到了肯定,這給了后來者無盡的啟發(fā)。

北美課堂上的游戲明星

1985 年,微軟發(fā)布了 Windows 1.0 操作系統(tǒng),史蒂夫?喬布斯正式從蘋果辭職,《超級馬里奧兄弟》發(fā)售。與此同時,卡西歐發(fā)布了首款“圖形計算器”——fx-7000G。

fx-7000G 是第一款投放市場的圖形計算器,開創(chuàng)了手持計算器發(fā)展的新領(lǐng)域。它擁有一塊 96×64 像素的 LCD(液晶)顯示屏,有 422 字節(jié)空間用于存儲程序。除了一般計算器的運(yùn)算功能,它的 LCD 更能繪制多種統(tǒng)計圖與用戶定義圖形。也正因為圖形的直觀性,計算器除了作為工程領(lǐng)域的生產(chǎn)力工具,也成為各類工科學(xué)科的教學(xué)工具,開始走進(jìn)課堂。

fx-7000G

與此同時,日后壟斷北美圖形計算器市場的德州儀器(Texas Instruments)公司加入了圖形計算器的研發(fā)。

1993 年,繼 1990 年發(fā)布的 TI-81 圖形計算器之后,德州儀器發(fā)布了同樣面向教育市場的圖形計算器 ——TI-82,它使用一顆 6 MHz 的 Zilog Z80 處理器。Z80 推出于上世紀(jì) 70 年代,是 Intel 8080 的改進(jìn)產(chǎn)品,價格更低,結(jié)構(gòu)簡單,很適合用來研究。

由于它首次提供了數(shù)據(jù)傳輸接口與匯編語言支持,鼓舞了用戶采用計算器進(jìn)行程序開發(fā)的熱情。雖然用匯編開發(fā)的程序效率更高,功能更強(qiáng)大,但 Z80 再簡單,匯編語言也不是那么簡單就學(xué)會的??墒牵词鼓悴粫R編,用內(nèi)置的類 BASIC 語言編寫一些簡單的游戲就相對容易得多,編寫完程序后,也可以通過數(shù)據(jù)接口在計算器間傳輸程序。

在互聯(lián)網(wǎng)尚未普及之時,這種面對面分享的方式推動了計算器社區(qū)的發(fā)展,吸引了更多人加入“玩”計算器的行列。時至今日,當(dāng)那些在“TI”系列圖形計算器上玩游戲裝酷的小屁孩們畢業(yè)后,在計算器上分享程序、上課玩計算器游戲成了他們的共同回憶。

雖然 Game Boy 早在 1989 年就在北美發(fā)售,但要在課堂上摸魚,玩計算器仍是最佳選擇 —— 上課時把 Game Boy 放在課桌上可不是什么明智的決定。學(xué)生們也對計算器游戲開發(fā)充滿熱情。畢竟,誰不想在計算器上寫出一個又酷又好玩的游戲,然后發(fā)給自己的同學(xué)炫耀呢?

TI-82

TI-82 后續(xù)型號 TI-83 的升級版 TI-83 Plus,它為用戶提供一塊 Flash 閃存,可通過通訊端口安裝一些在電腦上編寫的更完善的程序(圖片來源:Popsugar @CHELSEA ADELAINE HASSLER)

TI-83 Plus 運(yùn)行《水果忍者》

“TI”圖形計算器是北美多數(shù)數(shù)學(xué)與工科教科書的默認(rèn)配置,在北美教育領(lǐng)域十分普及。自 90 年代起,大量學(xué)校統(tǒng)一為學(xué)生和實驗室采購“TI”計算器和配套的實驗用傳感器。所以,盡管其配置自推出以來幾乎不變,且一直售價高昂,在國外的保有量卻十分巨大,直到今天都是如此。甚至可以這么說,圖形計算器之于美國高中生,如“五三”之于中國高中生。

盡管硬件水平落后,國外計算器社區(qū)在今天仍然保持著相當(dāng)?shù)囊?guī)模,其中成員多以初、高中生為主,研究如何在計算器上摸魚仍然是主要課題之一。不過,現(xiàn)在的學(xué)生們有了更多選擇,課余時間鉆研計算器的還是少了許多 —— 在平均年齡可能不到 20 歲的年輕人小圈子里,沒有足夠的計算機(jī)知識積累,是難以對計算器進(jìn)行深入研究的。

由于計算器屏幕沒有色彩和背光,分辨率僅有 96×64 像素,即使是英文字母也僅能顯示寥寥幾行,加之大部分程序由學(xué)生在課堂或課余時間編寫,所以,當(dāng)時的計算器游戲用現(xiàn)在的眼光來看是過于粗陋的。但在一些人眼里,這些特征卻使計算器更有“Vintage”的味道,因此吸引了一些復(fù)古愛好者開始接觸計算器社區(qū)。

TI-84 是 TI-83 的繼任者,仍然采用 Zilog Z80 系列處理器

在硬件科技頻道 LinusTechTips 視頻中出場的 TI-84 Plus,可見“TI”圖形計算器的普及

TI-84 Plus C SE 上運(yùn)行的《吃豆人》

計算器上的《毀滅戰(zhàn)士》

回到 TI-82 發(fā)布的 3 年前。1990 年,惠普推出了 HP-48 圖形計算器的首款產(chǎn)品 ——HP 48SX,采用了 HP 自研的 Saturn 微處理器。

HP 48 計算器是面向高端用戶的產(chǎn)品,支持一種基于堆棧的編程語言 RPL,它被認(rèn)為是逆波蘭表達(dá)式(RPN)和 Lisp 表達(dá)式的組合體,有一個非??犰诺奶匦?—— 沒有括號!

高度的開放性與這種非常“酷”的編程語言激發(fā)了黑客們開發(fā)計算器的熱情。1995 年,HP 48 平臺上的《毀滅戰(zhàn)士》移植版問世了,這使 HP 48 成為最早能運(yùn)行《毀滅戰(zhàn)士》的計算器。

HP 48SX 擁有 32KB RAM、一塊 131×64 的灰度屏與蜂鳴器

HP 48GX 運(yùn)行《毀滅戰(zhàn)士》,除了常規(guī)的串口通訊,它還可以紅外通訊(當(dāng)遙控器用)

在 HP 48 平臺的《毀滅戰(zhàn)士》發(fā)布的同年,德州儀器發(fā)布了 TI-92 圖形計算器,采用一塊 10MHz 的摩托羅拉 68K 處理器。

因為采用了 QWERTY 布局的鍵盤,TI-92 不僅外形像個人電腦,也被美國相關(guān)考試機(jī)構(gòu)歸類于個人電腦,被禁止在各類考試中使用。德州儀器為此另外生產(chǎn)了使用相近配置但采用標(biāo)準(zhǔn)鍵盤布局的產(chǎn)品 TI-89 與 TI-89 Titanium,面向教育市場發(fā)布。

TI-92 或許是長得最像個人電腦的計算器之一,屏幕分辨率在當(dāng)時的計算器中是最高的

對學(xué)生的不幸卻是對黑客們極大的幸運(yùn)?!癟I”計算器對社區(qū)的研究沒有做出任何限制,大名鼎鼎的 68K 處理器也沒有辜負(fù)黑客們的期望,開放的平臺使各類軟件層出不窮(自然包括了《毀滅戰(zhàn)士》的移植版)。盡管屏幕會有一定的拖影現(xiàn)象,但以這塊 240×128 的高分辨率屏幕為畫布,黑客們的想象力有了充分的發(fā)揮空間。

我本人也曾有幸入手了一臺升級了 188KB 內(nèi)存并加入了 2.7MB 閃存的 TI-92 升級版 Voyage 200,在它的游戲中,讓我印象最深的是《銀河戰(zhàn)士》的一個移植版本。

Voyage 200 運(yùn)行移植版的《超級馬里奧》

運(yùn)行在 TI-92 上的《毀滅戰(zhàn)士》移植版

Voyage 200 運(yùn)行《銀河戰(zhàn)士》

網(wǎng)友制作的運(yùn)行在 TI-92 上的 SLG 游戲(圖片來源:@diameter)

卡西歐是推出第一款圖形計算器的廠商,面對德州儀器和惠普的挑戰(zhàn)自然不甘落后。

1996 年,卡西歐推出了新品 CFX-9850G。它的 CPU 采用了一塊定制的日立 HCD6212,參數(shù)不詳,它最有趣的地方是擁有一塊支持顯示橙色、藍(lán)色和綠色的“假彩色”LCD—— 由 3 種顏色的偏光片混合成的彩色,產(chǎn)生顏色的原理類似于灰度變化。雖然被稱為“假彩色”,CFX-9850G 在事實上成為了世界上第一款擁有彩屏的圖形計算器。

由于資料缺乏,這款計算器的軟件均以內(nèi)置 BASIC 開發(fā),社區(qū)研究的成果也十分有限(甚至通過逆向工程獲得它的 CPU 主頻也沒有成功)。作為第一款彩屏圖形計算器,它并沒有掀起多大的波瀾。但有趣的是,使用彩屏并沒有增加它的耗電量,與前代 FX-9750G 續(xù)航時間一致,這塊彩屏就權(quán)當(dāng)添頭了。

CFX-9850GB PLUS

1999 年,卡西歐又在 CFX-9850G 及其衍生型號的基礎(chǔ)上推出了 Algebra FX 2.0(簡稱 AFX 2.0,前代型號 AFX 1.0 由于設(shè)計問題未能普及)。

大概是卡西歐覺得“假彩色”LCD 過于雞肋,AFX 2.0 改回了單色 LCD。不過,AFX 2.0 最有趣的地方卻是它的處理器。AFX 2.0 采用了一塊運(yùn)行在 8 MHz、兼容 Intel 80186 指令集的 NEC V30MX 處理器,這使它可以運(yùn)行 ROM-DOS—— 一種為嵌入式設(shè)備設(shè)計的 MS-DOS 系統(tǒng)的變種。

編程方面,除了內(nèi)置的 CASIO BASIC 可供使用,也支持使用 C 與 Pascal 編程。由于其獨(dú)特的處理器,使不少 DOS 平臺下的程序(自然包括不少 DOS 游戲)可直接在 AFX 2.0 上運(yùn)行。有鑒于此,我們可以將 AFX 2.0 當(dāng)作一臺非常有趣的掌上個人電腦。

AFX 2.0 PLUS,相比 AFX 2.0 主要加強(qiáng)了一些數(shù)學(xué)功能(圖片來源:cnCalc 計算器論壇 @stj2002)

AFX 2.0 PLUS 上運(yùn)行的《索尼克》(圖片來源:YouTube@EnvoySoft)

AFX 2.0 PLUS 運(yùn)行元祖游戲《乓》(圖片來源:@X230 大青椒)

AFX 2.0 PLUS 運(yùn)行打飛機(jī)游戲(圖片來源:@X230 大青椒)

ARM 時代:彩色的、移植的及其它

隨著主打高能耗比的 ARM 處理器在各類手持設(shè)備上的普及,圖形計算器領(lǐng)域也深受影響。

2007 年,德州儀器發(fā)布了面向教育市場的 Nspire 圖形計算器,采用定制的 90MHz ARM9 處理器。使用 ARM 處理器的設(shè)備在我們當(dāng)今使用的手持消費(fèi)電子產(chǎn)品中普及程度之高自不必多說,它相對強(qiáng)大的配置自然也激發(fā)了黑客們的研究熱情,320×240 像素的高分辨率灰度 LCD 對玩游戲也是十分有利的。

TI-Nspire ClickPad,按鍵布局很獨(dú)特

由于市場定位原因,為了保證學(xué)生不會使用計算器在考試中作弊,除了內(nèi)置的 BASIC 和后來加入的 Lua 之外,德州儀器并沒有公開任何編程支持,但是這并不能阻止黑客們。通過對 Nspire 的研究,黑客們推出了 Ndless—— 一款針對 Nspire 的“越獄”軟件,提供了一套 SDK(軟件開發(fā)工具包),使 Nspire 能夠運(yùn)行 C、C++、匯編等語言編寫的各種軟件。

Ndless 項目 Logo

通過 Ndless,TI-Nspire ClickPad 得以運(yùn)行 GBC 模擬器

TI-Nspire TouchPad(將導(dǎo)航鍵換成觸摸板)上運(yùn)行的《毀滅戰(zhàn)士》移植版,屏幕殘影比較嚴(yán)重(圖片來源:嗶哩嗶哩 @戈登 freeman)

德州儀器自然不會放任 Nspire 變成游戲機(jī),每次系統(tǒng)更新,Ndless 利用的漏洞就會被修復(fù),但黑客們研究新固件后總能卷土重來。德州儀器在后期發(fā)售的版本中通過更新硬件封堵漏洞,逼迫黑客針對新機(jī)型重新開發(fā)。

2011 年,德州儀器推出 TI-Nspire CX 圖形計算器,除了將處理器主頻升級至 132MHz 并提升存儲容量外,還將屏幕升級為彩色,并將干電池升級為可充電鋰電池。2019 年,新款 TI-Nspire CX II 發(fā)布,處理器主頻更新至 396MHz,其它參數(shù)基本不變,應(yīng)用程序則向下兼容。

TI-Nspire CX 與 TI-Nspire CX II,導(dǎo)航鍵也可以作為觸摸板使用

TI-Nspire CX 學(xué)校專供版本(上有 School Property 字樣,其它不變)

從 TI-Nspire CX 發(fā)布的 2011 年至 2017 年這段時間里,隨著 Ndless 的跟進(jìn),計算器社區(qū)迎來了又一春 ——Ndless 為黑客們解除了限制的同時,各類自制軟件也如井噴一般發(fā)布,其中不乏各路大佬編寫的模擬器軟件。Nspire 采用了 4 比 3 的屏幕比例,分辨率為 320×240 像素,不需要對顯示比例進(jìn)行調(diào)整就可以運(yùn)行各種游戲,較為強(qiáng)大的硬件也使各類模擬器運(yùn)行流暢,體驗良好。

TI-Nspire 通過 GBA 模擬器運(yùn)行《火焰紋章》(圖片來源:@diameter)

TI-Nspire 通過 GBC 模擬器運(yùn)行《合金裝備》(圖片來源:@diameter)

擁有了模擬器,就意味著有了幾乎無限的游戲庫,模擬器游戲也被認(rèn)為是計算器游戲可玩性的巔峰。學(xué)生們利用計算器內(nèi)置 BASIC 在業(yè)余時間搗鼓出來的游戲,在上課時自娛自樂當(dāng)然不錯,但綜合各方面素質(zhì),顯然是比不過那些商業(yè)公司發(fā)行的游戲。

但是,在計算器上玩這些模擬器游戲有兩點不足:一是計算器沒有音頻輸出(雖然在必須用計算器玩游戲的場合下也不適合出聲);二是由于 TI-Nspire 的按鍵采用了按鍵彈片(又稱鍋仔片)設(shè)計,鍵程短且硬,操作手感受到了一定影響。

在國外計算器社區(qū)積極發(fā)布各類軟件、進(jìn)行研究的同時,國內(nèi)社區(qū)的開發(fā)者也在 TI-Nspire 平臺上發(fā)布了大量軟件,其中甚至包括《RPG Maker》制作的同人游戲和《仙劍奇?zhèn)b傳》的移植。

TI-Nspire CX 的中國版本 TI Nspire CM-C 上運(yùn)行的網(wǎng)友移植版《仙劍奇?zhèn)b傳》(圖片來源:cnCalc 計算器論壇 @ZephRay)

網(wǎng)友創(chuàng)作的同人游戲作品《逆轉(zhuǎn)電磁炮》,色彩在 TI-Nspire 的灰度屏上以灰度顯示(圖片來源:@diameter)

在 ARM 時代,惠普公司也逐漸轉(zhuǎn)向使用 ARM 處理器。

一開始,HP 39/48 系列使用的 Saturn 處理器芯片由 NEC 生產(chǎn)。Saturn 停產(chǎn)后,惠普聯(lián)合中國臺灣的 Kinpo 公司開發(fā)了基于 ARM 的 "Saturn+" 模擬器,以在 ARM 設(shè)備上模擬 Saturn 處理器。

2006 年,惠普發(fā)布了 3 款圖形計算器:HP 50g、HP 39gs 與 HP 40gs,前者面向工程市場,支持 SD 卡并升級了屏幕分辨率;后兩者面向教育市場,配置相近。3 款計算器均采用了三星的 75 MHz S3C2410A ARM9 處理器,為了能兼容之前平臺的程序而采用 Saturn + 模擬器,導(dǎo)致計算效率低下,耗電量大,但一些愛好者制作了 SDK,為 C 語言程序開發(fā)提供支持,這些基于 C 語言的程序能直接在實機(jī)上運(yùn)行并能將處理器頻率提升至 200MHz(需要指出的是,受限于 SRAM 的速度,單純的處理器超頻作用有限)。

HP 50g、HP 39gs 與 HP 40gs

由于價格原因,HP 39gs 在國內(nèi)十分流行,圖為 HP 39gs 玩《超級馬里奧》(圖片來源:@plum 的博客)

網(wǎng)友開發(fā)的 HP 39gs 中文閱讀器(圖片來源:百度貼吧 @zqr9987)

2011 年,HP 發(fā)布了 HP 39gII 圖形計算器,采用飛思卡爾的 80 MHz STMP3770 ARM 處理器,固件雖然經(jīng)過重寫,卻是一個半成品。后來官方開發(fā)人員出來解釋是因為開發(fā)轉(zhuǎn)向了新產(chǎn)品,聯(lián)想到 TI-Nspire CX 的推出也是在這一時期,推測是惠普迫于德州儀器同期推出新品的壓力而放棄了對 HP 39gII 的支持。由于固件完成度低,HP 39gII 實機(jī)體驗有非常多的 Bug,以至于有人為其列出了 Bug 清單。

HP 39gII

HP 39gII 擁有一塊高分辨率的灰度 LCD(圖片來源:@diameter)

2013 年,在 HP 39gII 不完善的固件基礎(chǔ)上,HP 重新設(shè)計了硬件,推出了對標(biāo) TI-Nspire CX 的新產(chǎn)品 ——HP Prime 圖形計算器。

HP Prime 最初版本搭載了三星 400 MHz S3C2416XH-40 基于 ARM9 的處理器,擁有一塊彩色多點觸控屏幕。除了高端的硬件外,還有一大賣點:它移植了運(yùn)行在個人電腦上的開源數(shù)學(xué)軟件 Xcas。HP Prime2018 年又發(fā)布了更新的硬件版本 G2 版,處理器升級為基于 ARM Cortex A7 528MHz 的 NXP i.MX 6ULL MCIMX6Y2。遺憾的是,由于主要面向教育市場,直至我撰寫本文時它仍然沒有第一方或第三方 SDK 可用,因此,HP Prime 僅能使用系統(tǒng)內(nèi)置的類 BASIC 語言 ——HP PPL。

HP Prime v1

盡管系統(tǒng)較為封閉,HP Prime 在各類規(guī)格上與 TI-Nspire 對比并不落下風(fēng),HP PPL 語言也足以寫出各類有趣的游戲。不過,由于沒有提供相關(guān)開發(fā)工具,黑客們對 HP Prime 興趣不大,游戲數(shù)量較少,游戲畫面較為簡陋。雖然 HP PPL 提供了與觸摸屏交互的功能,但使用觸摸屏功能的游戲并不多,畢竟多數(shù)人習(xí)慣使用有更大屏幕的智能手機(jī)。

HP Prime 是惠普目前唯一在產(chǎn)的產(chǎn)品,計算器社區(qū)的惠普擁躉們一直有為它引入 Python 等編程語言、提高開放度的呼聲。于是,在今年推送的固件更新中,HP Prime 添加了對部分 Python 語法的支持。

HP Prime 上的 3D《俄羅斯方塊》

HP Prime 上的《Flappy Bird》

HP Prime 上的《打磚塊》

我們身邊的計算器

將目光轉(zhuǎn)向國內(nèi),過去幾十年里,出現(xiàn)我們身邊的計算器不勝枚舉。

與美歐等市場不同,談起中國的計算器,就不能不提人們眼中的“潮牌”—— 卡西歐。如果算上那些仿造卡西歐的變種,卡西歐在中國手持計算器市場的份額就像德州儀器在北美一樣,處于壟斷地位。

1972 年中日建交后,憑借地緣與政策優(yōu)勢,日企成為最先一批進(jìn)入中國市場的外資企業(yè)。1980 年,卡西歐電子計算器進(jìn)入中國,卡西歐后來在 1985 年設(shè)立了北京事務(wù)所。

1999 年,卡西歐 fx-82/991 SX 成為首款進(jìn)入中國的科學(xué)計算器。自此,我們便可以在學(xué)校門口的小賣部與全國的新華書店里買到卡西歐的科學(xué)計算器了。

fx-991SX

卡西歐影響更深遠(yuǎn)的是緊接著在 2000 年上市的 fx-82/991TL 與 2003 年上市的 fx-82/991MS 科學(xué)計算器。

作為人民教育出版社與部分考試的欽定產(chǎn)品,相信讀者們一定在數(shù)學(xué)書上看到過那些長長一串的計算器按鍵序列實例。它們使用的便是 fx-82/991MS 科學(xué)計算器,也正因此,fx-82/991MS 被廣泛仿造。

fx-991MS,右上角有一塊太陽能電池

限于產(chǎn)品定位是給中小學(xué)生學(xué)習(xí)的工具,這類科學(xué)計算器僅提供了寥寥幾個變量與有限的數(shù)學(xué)功能,完全沒有提供編程功能。對大多數(shù)人來說,這種科學(xué)計算器唯一的娛樂可能只限于用隨機(jī)數(shù)擲骰子或者比手速,也因此,它們被一些研究圖形計算器的玩家戲稱為“年輕人的第一件古董”。

然而,因為 fx-82MS 初版在電路板上留出了大量的測試觸點,有心者以鉛筆涂抹的方式將它們連接起來,成功地將低端型號 fx-82MS 升級至高端型號 fx-991MS,并解鎖了對應(yīng)的功能,自此掀開了卡西歐計算器破解的風(fēng)潮。

fx-82MS 利用硬件漏洞升級,比起升級得到的功能,破解計算器的樂趣更有吸引力(圖片來源:cnCalc 計算器論壇 @不銹鋼)

盡管卡西歐很快將硬件漏洞補(bǔ)上,但是這并不能阻止上課時無聊的學(xué)生們。2005 年,卡西歐發(fā)布了 fx-82/991es 科學(xué)計算器,摒棄了段碼顯示而采用了點陣顯示屏。盡管受限于科學(xué)計算器低端的軟硬件,機(jī)智的我國學(xué)生們通過發(fā)揮強(qiáng)大的想象力,成功“發(fā)明”了以《三國殺》為代表的獨(dú)特游戲形式。更有甚者,通過特定的按鍵輸入造成計算器故障,實現(xiàn)了各種“爆機(jī)”玩法。

fx-350es 是 fx-82es 升級版,更換了外殼與字體

fx-991es 上的《三國殺》,印證了世界上最好的圖形是由想象力創(chuàng)造的(圖片來源:cnCalc 計算器論壇 @Zms)

利用軟件漏洞,fx-991es PLUS 實現(xiàn)爆機(jī)(圖片來源:cnCalc 計算器論壇 @zyy)

在一次機(jī)緣巧合之下,一位網(wǎng)友找到一份計算器芯片生產(chǎn)廠商的技術(shù)手冊,發(fā)現(xiàn)這個手冊在舉例芯片的應(yīng)用范圍時提到了科學(xué)計算器,配圖使用了 fx-82es。于是,網(wǎng)友大膽猜測,這就是 fx-82es 使用的主芯片。

查閱手冊后,網(wǎng)友發(fā)現(xiàn),這款芯片支持的輸入電壓高于 fx-82es 使用的 1.5V—— 最高可提升至 4V 左右。于是,網(wǎng)友大膽地給計算器多串聯(lián)了一顆紐扣電池,之后,計算器的計算速度明顯加快,fx-82es 的超頻宣告成功。

網(wǎng)友挖開使用 COB(又稱“牛屎”)封裝的芯片(圖片來源:amobbs@cqsrmxxzyx)

fx-82/991 es 使用的 OKI 的 ML610901 單片機(jī)手冊

fx-82es 超頻:使用透明膠將導(dǎo)線粘在紐扣電池上,再將導(dǎo)線卷在電池觸點上(圖片來源:@yls)

這些科學(xué)計算器過去廣泛地通過線下渠道銷售,今天,也可以在學(xué)校門口的文具店買到,讓更多人接觸到了卡西歐計算器或以卡西歐為藍(lán)本的變種。

除了面向中學(xué)生的 fx-82/991 系列科學(xué)計算器,卡西歐在中國還發(fā)售了面向大中院校與工程測繪的 9860 G / GII 與面向國際考試的 fx-CG Prizm。這些機(jī)器均采用了日立開發(fā)的 SH3 或者 SH4 處理器,并有第一方或第三方 SDK 等支持,能夠使用 C、C++ 等高級語言進(jìn)行軟件開發(fā)。自然,游戲開發(fā)是不會被放過的了。

不知是有意還是無意,卡西歐并沒有吸取在 fx-82MS 上被利用漏洞升級的教訓(xùn)。相對便宜的低端型號 fx-9750GII 可以通過刷機(jī)升級到 fx-9860GII,“9860”系列圖形計算器在國內(nèi)計算器社區(qū)里十分普及,這就是原因之一。

fx-CG50 和 fx-9860GII SD(SD 意為可使用 SD 卡)

網(wǎng)友在 fx-9860GII SD 上制作的 3D Demo,可以實現(xiàn)視角移動(圖片來源:@diameter)

fx-CG Prizm 運(yùn)行游戲截圖

fx-CG50 的歐洲版本 Graph 90+E 上使用模擬器游玩《塞爾達(dá)傳說:夢見島》

除了游戲開發(fā),國內(nèi)社區(qū)里也有不少人試著為“9860”系列計算器編寫電子書軟件。雖然國外網(wǎng)友也編寫了不少電子書軟件,但軟件界面都是英文,使用不便,卡西歐也沒在計算器中加入 GBK 等編碼支持。于是,研究如何給計算器加入中文字庫成了國內(nèi)社區(qū)的研究方向之一。經(jīng)過網(wǎng)友的不懈努力,使用“9860”看小說的愿望最終得以實現(xiàn)。

網(wǎng)友開發(fā)的閱讀器(圖片來源:cnCalc 計算器論壇 @wu58430)

尾聲:計算器與登月 52 年

自 1970 年第一款手持計算器發(fā)售于日本以來,手持計算器已經(jīng)走過了整整 52 個年頭。在這之后很長的一段時間里,手持計算器成為最新銳的移動設(shè)備技術(shù)實驗的戰(zhàn)場之一,對微電子技術(shù)的發(fā)展起到了長足的推動作用(一個有趣的事實是,Intel 為日本 Busicom 公司的計算器發(fā)明了第一款微處理器 4004)。一時間,手持計算器市場百花齊放,好不熱鬧。

斗轉(zhuǎn)星移,曾經(jīng)生產(chǎn)過計算器的廠商一個個停止了新計算器的研發(fā),或在 70 年代激烈爭奪市場的“計算器大戰(zhàn)”中破產(chǎn)倒閉,或轉(zhuǎn)向其它消費(fèi)電子產(chǎn)品的生產(chǎn)。放眼全球,僅有寥寥幾個廠商仍在研發(fā)新型計算器。在當(dāng)代微電子技術(shù)與移動設(shè)備技術(shù)大發(fā)展的背景下,個人電腦、手機(jī)甚至是網(wǎng)頁計算器的計算速度與換代速度都遠(yuǎn)高于手持計算器。一年甚至半年一換的最新款智能手機(jī)才是最新技術(shù)的寵兒。

即使是發(fā)布于數(shù)年前的 iPhone 6 也能輕松運(yùn)行當(dāng)前最高配置的圖形計算器的模擬器

除了出于收藏、研究目的的玩家,人們購買實體計算器的理由幾乎僅僅是學(xué)習(xí)或工作需要(應(yīng)試或測繪行業(yè)等野外工作)。因此,近年推出的新款計算器幾乎都面向教育市場,其中有不少添加了對 Python 的支持。

在撰寫本文時,我有幸找到了一位曾編寫過不少計算器游戲的大佬(@diameter)。談起為什么要玩計算器時,他說原因很簡單,因為他買不起 UMPC(超級移動個人計算機(jī),可以理解為巴掌大的超極本)。當(dāng)時,他所在的學(xué)校里沒有多少人能買得起智能手機(jī),所以,只能買一臺 fx-9750GII 編程打發(fā)時間。

diameter 說:“我記得是在 2009 還是 2010 年買的第一臺 fx-9750GII。我那兒是鄉(xiāng)鎮(zhèn)中學(xué),班里見過最早的一臺 iPhone 是 3GS,有智能手機(jī)的人是少數(shù)。到了高二,營業(yè)廳開始送 QVGA 屏幕的垃圾三星安卓機(jī),暑假大家討論買中興的哪一臺好。高中畢業(yè)前,智能手機(jī)流行起來,可以人手一臺了。就算是 Geek,想要搞一些與眾不同的玩意,手機(jī)也是比計算器更好的展示技術(shù)的平臺?!?/p>

“要是當(dāng)年我配得起 iMac 和 iPhone,也許我就去開發(fā) iOS App 了?!眃iameter 半開玩笑地說,“歸根到底還是窮?!?/p>

幾年后,diameter 從學(xué)校畢業(yè),雖然現(xiàn)在已經(jīng)沒有那么多時間,但他仍然將收集計算器作為自己的業(yè)余愛好之一。

diameter 現(xiàn)在的部分計算器收藏(圖片來源:diameter)

對現(xiàn)在的我們來說,diameter 玩計算器的原因或許有點難以理解 —— 廉價的智能手機(jī)、隨時可以通過網(wǎng)絡(luò)獲取的最新游戲,還有網(wǎng)絡(luò)小說和網(wǎng)劇。即使是學(xué)生,也不再只有計算器可玩。這些笨重如磚頭的計算器除了用來考試與展示格調(diào),還有什么意義呢?diameter 也說,因為智能手機(jī)開始普及,他明顯感到計算器社區(qū)在衰落。他似乎坦然接受這一切:“反正就是玩唄,用戶就是論壇里那些人,來來去去都是他們?!?/p>

想起當(dāng)年的“黑歷史”,diameter 總結(jié)道:“計算器,稍稍玩一下就可以了,別認(rèn)真,我是靠拍照騙來的女朋友,計算器可不行。”

在這半個世紀(jì)中,盡管以《登月》玩法為核心的各種游戲被發(fā)布于多個平臺,其原作者斯托爾 —— 現(xiàn)在是美國布蘭代斯大學(xué)的計算機(jī)科學(xué)教授,卻在 2009 年的采訪中提到:“直到幾個月前,有人發(fā)郵件告訴我這件事,我才完全意識到除了高中時寫的那款游戲外,我沒有玩過任何一款《登月》游戲?!?/p>

用 Flash 編寫的《登月》移植版

同樣在 2009 年,HP-35 科學(xué)計算器獲得“IEEE 電氣工程和計算里程碑”獎。

HP-35 推出于 1972 年 2 月 1 日,是歷史上第一款手持科學(xué)計算器 —— 能夠直接進(jìn)行三角函數(shù)、對數(shù)函數(shù)和指數(shù)函數(shù)的運(yùn)算,以極高的精度(甚至超過了大多數(shù)大型計算機(jī)的精度)與便捷的使用正式宣判了計算尺的死刑。

2009 IEEE 典禮上展出的 6 種版本的 HP-35

如今,計算器的輝煌時代也已經(jīng)成為過去式。將來,隨著移動技術(shù)的發(fā)展,我們是否會在某一天宣判計算器的死刑呢?那一天會在何時到來尚不可知,但我認(rèn)為,在未來一段時間里,計算器社區(qū)和計算器的使用者仍然會存在,只要這個群體存在,就會繼續(xù)消費(fèi)各種計算器。只是在缺乏第一方支持與缺乏大量開發(fā)者提供優(yōu)質(zhì)軟件的情況下,這個圈子終究會消失在互聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)實的角落里,成為那些玩家的共同回憶。

時過境遷,但愿你心中的探索信仰永不改變 —— 就如“登月”一樣。

NASA 宇航員使用 HP-65 計算器,通過插入紙帶運(yùn)行程序

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