作者：蓬岸 Dr.Quest
知乎文章编号：613157173
创建于：2023-03-10 11:36:47
修改于：2023-03-10 11:36:47
本文翻译自Worship the Penguin: Adventures with sprites, chiptunes, and lasers，原文由Jonathan Weinel发表于EVA London 2021会议
本文回顾了作者近期在多个计算和游戏技术平台上的创造性实践活动中开发的项目。这些项目包括：使用Unity制作的2D游戏；基于Arduino的激光拼图；用Commodore 64制作的碎拍（breakbeat）芯片音乐；Amiga演示场景磁盘档案收藏；PETSCII图形；Amiga的游戏手柄适配器；以及DJ和VJ表演。在充满乐趣的探索新的轨迹的同时，这些项目广泛地反映了在作者以前的工作中持续存在的主题：例如对老式计算机、1990年代的锐舞文化和联觉（synaesthesia）所带来的美学范式的探索。本文将讨论实现这些项目所遇到的的各种挑战和方法；教学方面的考虑；以及创建和展示这些项目在疫情时期的背景。
关键字：电子游戏 Unity Commodore 64 像素艺术 芯片音乐 演示场景 Arduino 激光
正如我在EVA上发表的前几篇论文（如Weinel 2019, 2020）以及我的书《Inner Sound: 电子音乐和视听媒体中的意识改变状态》（Inner Sound: Altered States of Consciousness in Electronic Music and Audio-Visual Media，2018），我的创作探索了与改变状态、联觉、声音的视觉化以及20世纪90年代锐舞文化的视听美学相关的各种交织的主题。在Covid-19疫情之前，我一直在制作Oculus Quest版本的Cyberdream，这是一个虚拟现实（VR）作品，探索20世纪90年代锐舞文化中的美学和声音视觉化的联觉效果。在第一次封控期间，我通过编写另一本书《头脑爆炸：创作迷幻的声音可视化效果》（Explosions in the Mind: Composing Psychedelic Visualisations of Sound，Weinel, 2022 [即将出版]）来巩固我过去十年左右的创作。
在此之后，我进行了一些项目，这些项目的规模相对较小，并融合了以前的概念，同时特别探索了与20世纪90年代计算机美学有关的富有趣味的层面。它们还具有教学功能，因为我已经能够在格林威治大学的电子游戏开发讲座中使用它们。在这种情况下，我一直在使用这些项目作为，在编程、声音设计和游戏开发的研讨会上展示各种技术的示例。在下文中，我将讨论每个作品。
风格战争（图1）是一款用Unity制作的演示版2D电子游戏。《风格战争》的名字来自于同名的经典纽约涂鸦纪录片（1983年，中文又名《嘻哈风暴》），它使用像素艺术风格来描绘一个必须在街道上与成群的蒙面人战斗的涂鸦艺术家。
这款游戏中所有的动画精灵（sprites）都是在任天堂3DS上使用《小小蚯蚓动画版》（Inchworm Animation）软件制作的，利用了掌上游戏机的手写笔快速地设计动画。一个自上而下的环境提供了诸如人行道、柏油路、商店橱窗、受损车辆和燃烧的油桶等特征。“崇拜企鹅”的主题意象以喷漆形式出现在墙壁上。玩家的角色松散地参照了涂鸦艺术家Rammellzee的形象，他创造了各种色彩斑斓的服装，并能够使用射击魔法或剑与成群的蒙面敌人战斗。游戏机制涉及战斗以及收集钥匙和其他物品推动游戏进度。2D照明效果提供了一种现代的像素艺术风格，与其他诸多使用像素艺术的当代游戏相仿。
《风格战争》音乐的灵感来自于古代祐三为《怒之铁拳》（1991-1994）系列创作的音乐。音乐是用Renoise（一种现代音乐跟踪器）和Roland Cloud插件套装创作的，这些插件模拟了80、90年代流行的经典罗兰合成器。
《风格战争》是在一周内完成的，因为可用的时间也就只有这些，这样做也是有意为之，因为在特定时间段内进行密集的创意制作可以成为促进创造力的有趣方式。就其教学用途而言，我用该作品展示面向对象编程的概念。
图2中的项目是一个激光拼图。这个项目是与我父亲（David Weinel，一位退休的直升机工程师）合作的结果。大卫根据我的草图承担了框架的机械结构，而我则设计了电子电路和程序。在疫情背景下，我们在这个项目上的合作不得不通过一系列的电话、电子邮件和邮寄半成品来进行。
激光拼图的一个灵感来源是VR游戏《半条命：Alyx》(Valve 2020)，该游戏有多个空间小游戏，玩家必须以不同的配置操纵激光束。我想用激光创造一个类似于这些谜题的实物版本。以《半条命：Alyx》为起点，我描绘出一个技术上可行的设计，它将使用相对简单的机械结构、Arduino、三个激光器和三个光敏电阻。
最终的作品是一个谜题，必须通过旋转安装在轴上的三个中央圆盘来解决。每个圆盘包含一系列的孔，被组织成不同的配置（图3）。转动圆盘可以让一个、两个或三个激光器通过圆盘上的孔。将所有三个圆盘旋转到正确的位置，将允许所有三个激光器到达框架的另一侧，与三个光敏电阻连接（图4）即可解开谜题。
在距离圆盘中心的三个距离上，以各种配置放置了孔。排列（permutation）的数学公式（有序的）是 ，n是可供选择的元素数量，我们每次选择其中的r个。通过这个公式，我们可以计算出圆盘提供了
种排列组合，其中孔的方向意味着只有其中一种可以完成拼图。这样的设计是为了使谜题不至于太简单，尽管类似看到光束在某些位置穿过圆盘这样的视觉反馈可能有助于用户完成任务。
激光拼图的各个方面都可以从Norman（2013）的设计原则来考虑。例如，Norman讨论了设计中声波反馈的使用，这一点在激光谜题中通过使用压电体来实现，当每个激光与相应的光敏电阻连接时，压电体会发出咔哒声。这种咔哒声是为了提供“中性”的声音反馈；玩家知道激光已经与对面连接，但必须做更多的事情才能完成拼图。每一次咔哒都会有红色LED灯亮起，与之对应。在连接所有三个激光后，一个绿色LED灯亮起，并发出“成功”的音效，通过一个上升的谐波序列向用户提供积极的情感反馈。这种情感反馈可以理解为一种情感化的声音设计（见Cunningham等人，2020）。
显然，仅仅是一个简短的“成功”的音效作为完成谜题的奖励是不够令人满意的，因此该项目有一个精心制作的简短的激光灯表演，当谜题被解锁时，激光灯立即被激活。我对Arduino进行编程，通过控制压电装置，使其发出一系列的音调，并播放一个简短的曲子，循环四次。每个音调被映射到其中一个激光器上，激光器被同步触发，创造了一个声光同步的简短激光秀。
在制作激光拼图的过程中遇到的挑战包括：激光器、孔和光敏电阻之间需要精确对准，以及需要用烟雾机来测试和记录这个装置（为了使激光器可见），这往往会触动我公寓里的烟雾警报器，在疫情中，这是可用于测试激光拼图的唯一空间。如前所述，激光拼图也具有教学功能，这种效用来自于它所展示的电子、编程、机械、数学和视听机制，并可以作为讨论诺曼（2013）的设计理论的载体。
EkTune是一个使用Commodore 64制作的芯片音乐作品。该作品最初是用Retrogames的“The C64”（一个带有功能键盘的全尺寸Commodore 64复刻版）创作的。Commodore 64仍然是创作芯片音乐音乐的热门选择，因为该计算机的声音接口设备（SID）具有独特的特性。SID是一个可编程的声音芯片，它提供三个音频振荡器、四个波形（锯齿、三角、脉冲和噪音）和一个滤波器（Commodore Computer 1982）。
该作品是根据鼓和贝斯的典型形式设计的。最初，该作品是在Retrogames“The C64”上使用Sid Wizard 1.8（一种音乐跟踪器，见图5）创作的。然而出现了失真/破音的问题，其原因是出于显示兼容性的考虑，这个平台上系统以60Hz运行PAL电视制式，而不是通常的50Hz。除了零星出现的失真/破音之外，还存在另外一些问题，这些问题在通过其他模拟器或真实硬件上以正确的50Hz速度回放曲目时会变得很明显。最明显的是，节奏被改变了，而且由于对奈奎斯特频率的影响，某些声音在50赫兹下会有明显的不同（而且有时会变得刺耳）。
如果作品从Retrogames“The C64”上回放，这些问题可能并不重要，但由于我决定将作品提交给演示聚会（一种电脑爱好者在包括老式系统在内的家用电脑上创造艺术、音乐和代码的活动；见Porgár, 2005），因此有必要使作品在原始Commodore 64硬件和（基于PC的）模拟器上听起来大致相同。 解决方案是将作品加载到原始的Commodore 64上，因为这提供了最真实的SID芯片的表现。在Commodore 64s中有两种不同的SID芯片。早期的型号有MOS Technology生产的6581，而后期的型号是8580。在这种情况下，我使用了Commodore 64C，它使用的是8580芯片。
使用原始的硬件也不是全无困难，因为它们与现代LCD屏幕的显示兼容性很有限，而CRT显示器则太大了，特别是对于我目前在客厅中设立的单人工作室而言。幸运的是，我能够找到一台Dell 2001FP显示器，它是一款能够与Commodore 64以及我目前正在使用的Amiga 1200兼容的LCD显示器（见图6）。
一旦在Commodore 64C上解决了EkTune的节奏问题和声音设计问题，该曲目就被录制成原始硬件的.wav文件，并转换成.d64磁盘镜像，可以在Commodore 64或模拟器上播放。 这首曲子被我以Soundcat化名提交给Assembly Winter '21演示聚会（芬兰）并在流媒体音乐类别中展演。这首作品可以在网上收听（见Soundcat 2021）。
我在老式计算机和演示场景制作方面的冒险并不局限于我自己的创意作品。最近我获得了一盒1989-1993年前后的几百张Amiga 演示场景软盘。这盒软盘包括在英国和欧洲举行的演示会的作品，包括音乐磁盘、图形和幻灯片、演示汇编、大型演示、多部分演示等，由Scoopex、Kefrens、Cult和其他许多团体制作。
虽然这些作品中的许多已经在Pouet等网站上存档，但这盒软盘中也可能包括一些无法在网上获得的作品。由于年代久远，有些软盘已不能使用，但我一直在处理盒软盘，系统地记录它们，并将它们转换为.adf格式，然后可以通过CF卡从Amiga传输到现代计算机上存档（图6）。
我希望这能为保护演示场景中的文物做出一点贡献，这代表了计算机艺术史的一个重要领域。事实上，在“演示场景-代码的艺术” (Demoscene - The Art of Coding)倡议下，演示场景的文化意义已经得到了联合国教科文组织的认可，他们已经授予德国和芬兰的演示场景“非物质文化遗产”的地位。
Commodore 64使用的PETSCII（PET信息交换标准代码）是一套包含128个字符的文字编码，其中收录了各种字母和符号（图8）。每个字符是8x8像素。可以使用Commodore 64的16色调色板来选择全局背景色和单个字符的颜色。
在演示场景中，PETSCII被用来创造艺术作品。在2021年Revision演示聚会（德国）上，我创作了图7所示的PETSCII图形，并被列入了ASCII/ANSI/PETSCII竞赛（Revision Demoparty 2021）。这个图形扩展了我前面提到的对街头艺术和涂鸦的兴趣，使用对角线的PETSCII字符来形成字母图案。一些Commodore 64对启动时常见的加载蓝屏进行了巧妙的变形。为了向这种实践致敬，我的Soundcat64 PETSCII作品展示了对在屏幕中巧妙地运用字符的探索。
延续我对使用现代技术的复古电子游戏的探索，在另一个项目中我制造了一个手柄适配器。Sega Megadrive和Amiga 1200都使用9针DE9/DB9连接器，其中的针脚功能有一些相似之处，但不完全相同（见表1）。请注意，5v针脚是不同的，Megadrive还使用了一个“选择”针脚，它由主机设备控制，用于读取多个按钮。例如，将选择电压设置为高电平，可以从6号针脚读取B按钮，而将其设置为低电平，可以从6号针脚读取A按钮。
表1. 两种手柄的针脚映射。
| Megadrive手柄 | Amiga手柄 | ||
|---|---|---|---|
| 1 | 前 | 1 | 前 |
| 2 | 后 | 2 | 后 |
| 3 | 左 | 3 | 左 |
| 4 | 右 | 4 | 右 |
| 5 | +5v | 5 | 未连接 |
| 6 | A/B | 6 | 按钮1 |
| 7 | 选择 | 7 | +5v |
| 8 | 接地 | 8 | 接地 |
| 9 | Start/C | 9 | 按钮2 |
出于方便，我希望在Amiga上使用Retro-Bit的世嘉Mega Drive 2.4GHz无线手柄。最初，我发现通过使用网上提供的廉价印刷电路板（PCB）重新映射引脚以提供兼容性。这种方式可以工作，但是包括Zipstik等许多游戏都受益于流行的Amiga手柄中常见的连发功能。我决定通过使用一个连发功能的印刷电路板将其添加到手柄适配器上。它同样可以工作，但需要玩家在不需要连发的情况下打开或关闭这一功能，比如在像Turrican II这样的游戏中，按住射击按钮（而不是反复点击它）会产生一个定向的光束。
我意识到，利用Megadrive手柄的额外按钮来提供普通和连发的Amiga 1号按钮可能会更实用，如表2所示。为了做到这一点，我使用Arduino Uno创建了一个原型，利用Jon Thysell（2021）创建的一个库，该库涉及从世嘉控制板上读取按钮。图9显示了最初的原型。这个版本提供了一个允许用户控制连发速度的电位器，并包含了用于显示手柄的按键动作的LED灯。
表2. 重新设计的的按钮分配
| Megadrive按钮 | Amiga Controller按钮 | Turrican II功能 |
|---|---|---|
| 上 | 上 | 跳 |
| 下 | 下 | 蹲 |
| 左 | 左 | 向左走 |
| 右 | 右 | 向右走 |
| A | 按钮1 | 定向光束 |
| B | 按钮1+连发 | 开火 |
| C | 按钮2 | 手雷/轮子 |
这一原型版本的工作符合预期，因此接下来就是要创建一个更紧凑的版本，并装在一个项目箱中。为此，我正在使用一个低成本的Arduino Nano兼容开发板，为了方便，它将被安装在一个项目箱中。由于8个按钮的Megadrive手柄还有其他可用的按钮，这个手柄的扩展版本可以让X、Y、Z和手柄肩部的按钮被用作其他游戏中组合键的快捷键，并且可以使用Arduino代码做进一步修改。
继Assembly Winter '21和Revision 2021之后，我为Transmission 64（2021）演示聚会制作了额外的Commodore 64作品。TkTune是一首为SID 8580创作的碎拍音乐，其中包含了dub部分。我还创作了另一个名为Soundcat City的PETSCII图案，如图10所示。
在伦敦Art Futura音乐节上，我进行了DJ/VJ表演，也同样使用了Soundcat作为艺名。这次表演扩展了我之前在EVA讨论的DJ/VJ工作（Weinel 2019）。这个表演的早期版本利用了定制的音乐视频，在工作室里使用模拟和数字视频制作的各种技术进行混合和录制，比如在8毫米胶片上直接制作动画，以及用Processing编写的代码来生成运动图形。音乐由20世纪90年代的碎拍音乐和其他音乐的DJ混音组成。
这个表演的Art Futura版本整合了一些原始表演中没有使用的新材料，如带有硬迷幻（Hard Trance）和致幻科技舞曲(Acid Techno)音轨地部分，以及与之搭配的新的彩色视觉特效（图11）。由于我通常用于表演的Mac电脑早些时候SSD出了故障，所以不可能像我平时那样使用带有MixEmergency插件的Serato DJ Pro。作为替代我做了一些调整，在一台装有Serato DJ Pro和Serato Video插件的Windows 10笔记本电脑上完成了表演。由于疫情中的社交距离限制，这个表演需要用OBS Studio预先录制，并通过Twitch进行直播。
在本文中，我对最近在疫情期间进行的创意项目进行了回顾。这些作品和它们的传播不可避免地被封控的环境所塑造，以及这些环境所带来的精神、身体、时间和社会限制，但我认为这并不影响它们的设计。这种环境也需要新的传播模式。通过流媒体视频服务来传播这些作品已经成为可能，无论是在远程教学环节还是在各种节日和演示会上。它们并不总是令人满意，因为流媒体视频服务并不总能提供充分欣赏相关作品所需的帧率或音质。在某些情况下，像Twitch这样的服务的内容政策也可能是有问题的；例如，Revision 2021在音乐节中途被Twitch禁止，不得不转移到Chaos Computer Club提供的不同服务。 尽管有这些限制，在线音乐节和线上演示聚会确实为参加国际活动提供了便利，否则时间和经济成本都可能会过高，而且环境会阻碍面对面的活动。演示聚会的参赛作品随后也会在网上公布，因此对于那些拥有适当硬件的人来说，可以下载并体验原始艺术品（关于我自己的作品，见Demozoo 2021）。在写这篇文章的时候，我正在进行与本文讨论的那些项目有关的进一步工作，我期待着在EVA伦敦2021年会议上展示我的作品。
Commodore Computers (1982) Commodore 64 Programmer's Reference Guide. Financial Times Prentice Hal.
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Demozoo (2021) Soundcat demos archive. 在线版本：Soundcat - Demozoo
Norman, D. (2013) The Design of Everyday Things: Revised and Expanded Edition. Philadelphia: Basic Books.
Polgár, T. (2005) Freax: A Brief History of the Computer Demoscene. CSW-Verlag, Winnenden.
Revision Demparty (2021) Revision Online 2021 - Compo - ASCII/ANSI/PETSCII [YouTube video]. 在线版本：https://youtu.be/kdjze7BI9VU (访问于2021年4月18日).
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Soundcat (2021) EkTune [chiptune music], Assembly Winter '21: Streaming Music Compo, 2021年3月15日. 在线版本：https://youtu.be/4nxJ-QSAjk0
Thysell, J. (2021) Reading Sega Genesis Controllers with Arduino. 在线版本：Reading Sega Genesis controllers with Arduino (访问于2021年4月18日).
Transmission64 (2021) Transmission64 [online demoparty]. 在线版本：https://www.twitch.tv/videos/999155708 (访问于2021年4月27日).
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Weinel, J. (2020) Visualising Rave Music in Virtual Reality: Symbolic and interactive approaches. In: Weinel, J., Bowen, J.P., Diprose, G., and Lambert, N. (eds), EVA London 2020 (Electronic Visualisation and the Arts) 2020. doi: 10.14236/ewic/EVA2020.13
Weinel, J. (2022, forthcoming) Explosions in the Mind: Composing Psychedelic Sounds and Visualisations. Palgrave Macmillan Studies in Sound.