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Nintendo DS

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Nintendo DS Logo.svg
Nds.png
原名 Nintendo DS
研发商 任天堂
制造商 富士康
类型 掌上游戏机
世代 第七世代
发售日期 北美:2004年11月21日
日本:2004年12月2日
澳洲:2005年2月24日
欧洲:2004年3月11日
中国大陆:2005年7月23日
停产日期 已停产,日期未知
销量 原版DS:1879万台
DS Lite:9386万台
DSiDSi XL:4137万台
最畅销游戏 New 超级马里奥兄弟
(3,080万份)
(2022年9月数据)[1]
媒体 NDS游戏卡
GBA游戏卡带
向下兼容 Game Boy Advance游戏(仅限原版和Lite机型)
前代机种 Game Boy Advance
后继机种 Nintendo 3DS

Nintendo DS(简称NDS,下文简称DS),开发代号Nitro,产品代号NTR,任天堂开发并发售的一款掌机,是Game Boy Advance的后继机种,Nintendo 3DS的前任机种。

在DS的生命周期里,一共发布过四种型号,分别是原版DS饭盒机DS Lite(系列中最畅销机型)、DSi(改进机型,加强了性能,自带在线商店)、和DSi XL(日版称为LL),后者有着更大的屏幕,也是DS系列最后一款机型。DS是“Dual Screen”(双屏幕)或“Developer System”(开发者系统)的缩写,前者突显出DS的双屏特性。

历史

2002年,任天堂开始研发他们的下一代掌机。该掌机遵循前社长山内溥“双屏游戏机”的想法,有两块屏幕。2003年11月13日,任天堂宣布将在2004年发布一款游戏机,但具体细节没有披露。2004年初期,游戏机的正式名称“Nintendo DS”被公之于众。“DS如果成功,将拯救任天堂。但是它如果失败了,任天堂就将和世嘉一样陷入财产危机,最终倒闭。”其实世嘉并没有倒闭,只是退出了家用游戏机市场。DS同时也是任天堂实行蓝海计划的第一步,因为它的触摸屏更容易让蓝海玩家(休闲玩家)上手,可以更加直观的玩游戏。

2004年11月21日,DS正式在北美发售。

硬件

作为蓝海计划的第一步,任天堂在开发DS时考虑到的是游戏性,并没有特意的关注性能,而关注游戏性。而同时代竞品——索尼PlayStation Portable则是完完全全的性能怪兽。

虽然性能不如竞争对手,但DS相对于GBA仍然有着巨大的性能提升。其中,最重要的一点是,DS支持3D图形加速(是第一台有此机能的掌机),使得掌机3D游戏成为可能。除此之外,还引入了Wifi控制器,使得DS可以连接网络,更方便的进行多人游戏。

设计

不同于GBA,DS使用了翻盖设计,打开盖后可以看到上下两块屏幕,这两块屏幕的分辨率都为256x192,相比于GBA的240x160不过GBA的屏幕不是一般的4:3,而是稍微宽了一点,DS这波直接退化到4:3略有提升。这两个屏幕既可以显示不同的内容,也可以显示同一个场景的不同区域。

除此之外,DS还引入了全新的操作方式,原来GBA右侧的两个按键加倍成了四个DS进化成了SFC的控制器。DS的下屏上还安装了触摸屏(同时随机附送触摸笔两根),这就使得许多游戏想出了各种办法利用触摸屏,开发出了种种新奇的操作方式。另外,DS还安装了一个老任从FC时期就惦记着的麦克风,部分游戏通过它实现了一些神奇的玩法,例如任天狗系列中的吹泡泡。

在接口方面,GBA原有的联机线被移除了,使得DS无法像GBA一样有线联机,但新加入的Wifi模块使得网络或局域网联机成为可能。原版DS和DS Lite都内置了一个GBA卡带插槽,这个卡带插槽除了可以插入GBA卡带游玩GBA游戏外,还充当了DS的扩展接口(部分软件可能需要在这个接口插入内存扩展卡才能运行)。

而DSi则砍掉了GBA卡槽,同时在转轴处安装了一个摄像头,前盖上也安装了一个摄像头,这些设备允许用户拍摄照片。与此同时,DSi还有一个SD卡槽,允许用户插入SD卡来扩展储存空间。

CPU

DS的架构图,令人头疼的两条总线

和前一代的GBA类似,任天堂也给DS准备了两个处理器:ARM7TDMI(ARM7)与ARM946E-S(ARM9)。这两个处理器有着不同的任务,可以通过内存或者FIFO单元(一个非常小的缓存区)通信。其中运行在66.6Mhz的ARM9为运行DS游戏时的主处理器,所有DS的游戏代码都运行在它上头。值得注意的是,ARM9不支持计算除法和平方根运算,所以任天堂为ARM9增加了一个外挂的除法/平方根计算单元。

而运行在33.3Mhz下的ARM7处理器则有着复杂的任务,在运行DS游戏时,它负责处理IO问题,负责控制Wifi传输、读取触摸屏的输入、播放音乐等。但如果插入了GBA游戏卡带,那么ARM7就会摇身一变为主处理器,禁用ARM9处理器,降频到16.78 MHz,并读取GBA的固件,开始运行GBA游戏代码。若要退出GBA模式,就必须重启掌机。

一个DS的软件一般同时包含ARM7和ARM9部分,但由于任天堂从未允许游戏开发商编写自己的ARM7程序,因此实际上绝大多数官方DS游戏都使用了一模一样的ARM7程序,这使得ARM7做的工作非常固定,在相当多的情况下并不会满载运行。于是,有一些自制软件有独特的ARM7程序,以实现更复杂的功能。

由于DS有两个处理器,因此在DS的SOC内部实际有两条主要总线类似于SFC的A、B总线,这就使得SOC中出现了不同CPU可以访问不同硬件的情况(具体详见右图)。这种架构非常的奇葩,尤其是内存的位置分布非常的诡异,ARM7与ARM9都可以访问外置的4Mb内存和内置的32Kb内存,但ARM7还拥有一个自己独享的64Kb内存。

后期推出的DSi机型将两个处理器都超频到了133Mhz(但任然可以降频到66.6Mhz),还将主内存加到了16Mb.

图形与其他硬件

DS拥有一个集成了656Kb显存的图形加速单元,这个图形加速单元拥有着复杂的结构,其中包含两个2D图形加速单元、一个3D图形加速单元和视频输出切换器。其中两个2D图形单元与GBA上的2D单元基本一致。而3D图形单元则比较的复杂,包含着两个复杂的单元:几何引擎与渲染引擎。几何引擎负责处理几何变换、光照等,通过接受ARM9的指令,将卡带中的多边形数据变换后储存在专用的104Kb多边形内存与144Kb顶点内存中。而渲染引擎则读取那两个专属内存的数据,生成由像素点组成的画面。这个3D单元性能相当的弱总比没有好,同屏可以显示的三角形数仅有2048个,这导致相当多游戏使用2D贴图代替3D模型,并且由于缺少浮点数处理单元,模型抖动是很常见的问题。

这几个图形加速单元在输出图形时可以自由设置输出对象,比如说两个2D图形单元可以将视频信号输出到任意一个显示屏。但值得注意的是,任何时刻一个显示屏只能与一个2D显示单元相连。而3D单元则与其中一个2D单元绑定,2D单元可以在3D单元的输出画面上绘制2D图形。这也导致了DS同时只能在一块屏幕上显示3D图像。

在向下兼容GBA时,只有2D单元被激活,用户可以切换开关决定那个屏幕可以显示图像。

DS支持同时播放16个音频采样,且采样质量相比GBA有了一定的提升。与此同时,GB的PSG(编程信号发生器)任然存在在系统中,有六个音频通道可以切换为这个模式。DS可以使用安装在上屏两侧的扬声器或者耳机接口输出音频。

除了Wifi模块以外,DS还有一个内置的时钟,以及一个存储操作系统的256Kb闪存和一些只与启动相关的小ROM

DSi对于以上的绝大多数系统都没有修改,只有闪存容量提高到了256Mb。

操作系统

对于原版DS来说,操作系统基本没有什么存在感,基本只有一个简单的可交互界面,提供基本的系统设置功能与一个日历和闹钟。对于绝大多数人来说,这个界面基本聊胜于无,没有太多的功能,操作系统更多是给开发者提供便利的。原版DS的系统界面自带一个叫做"PictoChat"(中文译为“涂鸦聊天”)的局域网聊天室软件,允许用户使用DS触控屏和触控笔的特性,画画进行局域网聊天。值得注意的是,由于原版DS的卡带读取原理,只有打开电源前插入的卡带才可能被读取。不过不管有没有卡带,都会进入操作系统界面。只不过在设置中,可以设置掌机开机时,如果任意一个卡槽有游戏卡(带),是否自动进入游戏。

对于DSi来说,情况就变得有些不同了。首先,和Wii一样,DSi拥有系统菜单,允许用户启动应用程序。DSi还额外拥有一些应用,如可以购买数字版游戏(DSi Ware)的DSi商店(已停服),原版DS日历和闹钟的升级版DSi Clock,让用户自由拍照的DSi Camera,让用户通过Wifi浏览网页的浏览器。除此之外,DSi修改了卡带读取流程,现在在掌机运行时插入卡带也可以正常识别并游玩了。和一般系统不同的是,DSi不支持直接切换软件。相反,退出任何软件都会导致掌机重启。DSi还支持读取SD卡内的照片、应用数据。

软件

主分类:Category:Nintendo DS游戏Nintendo DSi游戏

(待补充)

向下兼容

原版DS与DS Lite都有GBA卡带槽,直接可以通过卡带运行GBA游戏。而DSi与DSi XL则没有GBA卡槽,故无法直接运行GBA游戏。

对于任何型号的NDS,都可以使用GBARunner2这个自制软件运行GBA游戏。这个软件只能读取GBA卡带映像,因此在使用前必须转储GBA卡带。

影响

在ACG作品中的登场

  • 路易吉鬼屋2》: 哎呦·喂博士给了路易吉一台黑白配色开发机色的NDS作为通信工具与地图显示器使用。

参考资料

  1. 任天堂. 主要タイトル販売実績 Wii用ソフト. [引用时间: 2022-11-27] (日本語). 

外部链接