《超級馬里奧3》使用了什麼樣的技術可以在128KB中寫進這麼多東西？

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我目前的工作是製作手機遊戲, 回頭再看FC上的有些遊戲, 不由得非常驚愕了

我寫過FC模擬器，對這個比較了解。

代碼部分: 全是手寫的6502彙編，要多精簡有多精簡。
聲音部分: FC有兩路方波生成器，一路三角波生成器，一路隨機雜訊，一路PCM。PCM採樣可以實現很好的效果，但數據量巨大，所以大多數遊戲沒用。用方波/三角波來發聲就類似最簡單的MIDI音樂，數據量很小。
圖形部分: 這是主要佔卡帶容量的部分，下面簡單說一下

FC的圖形處理單元以sprite的方式組織圖像，程序能控制的最小顯示單位不是一個點，而是8x8的sprite。
「那整個畫面捲動的時候不是應該一塊一塊（8像素）的跳動嗎？」——PPU另外有捲軸寄存器，可以按像素級指定捲動的量。也就是說sprite雖然是8x8的，但在屏幕上不見得總是對齊到8x8的格子里。
sprite里具體每個點的顏色也不像現在是豪華的16位或32位RGB直接指定，而是一個2bit的索引，從一個16色的調色板里選。
既然是2bit的索引值，最多就只能指定4色。而且因為00固定代表透明，所以實際上最多只有3色。
那為啥要用到16色的調色板？實際上是4個4色的調色板。每4個相鄰的sprite（16x16）可以從這4個調色板里指定一個。所以你去數，FC的一個16x16 sprite里最多只能顯示4種顏色，因此會有那種經典的單調感。
16色的調色板有兩個，一個背景層用，一個角色層用。調色板從FC PPU固定死的64種顏色中選取顏色。因為這64個顏色里黑色/透明重複了多次，所以實際不同的顏色只有54種。
不管你看沒看暈，上面的重點是，FC遊戲裡面一個像素只佔用2bit的卡帶空間。
並且因為所有顯示內容都按sprite組織，大大方便重複使用。要顯示形狀一模一樣的兩朵雲，或者幾十個磚塊，只需要在顯存里重複寫下這些sprite的編號，而不是重複sprite的數據（8x8x2/8=16byte)
因為調色板的存在，形狀一樣而顏色不同的圖案也不需要佔額外的空間，只要設置一下調色板就行了，包括變色的效果也是這樣做的。紅色的Mario和綠色的Luigi就是同一套Sprite。
透明、滾動、前後景疊加、碰撞檢測都是PPU完成，不需要另外寫程序。
sprite的數據也不存在由CPU從卡帶讀入到RAM的過程（除了後期的磁碟機），而是直接由卡帶映射到FC的64KB地址空間進行訪問。不同的卡帶硬體（所謂的mapper）支持由程序控制將卡帶上的不同地址映射到FC的同一地址空間，所以儘管8位的FC只有64KB定址能力，但卡帶容量可以做到256KB甚至更大。

所以說白了就是在當年技術條件有限的情況下，實現了各種基礎的圖像壓縮演算法，以及對開發人員要求極高的數據重用……

之所以美版魂斗羅只有128KB容量，而日版有256KB，就是因為美版砍掉了日版里的各種片頭/過場/片尾的動畫和圖案。對，本人目前的頭像就是被美版Contra精簡掉的內容之一。

稍微說點，不會寫模擬器，就說說有關圖像構成的吧。

比如這麼一張「貼圖」，它的解析度是16*16，包括透明在內共有四種顏色。

如果用PNG存儲，大概是378B，已經很小了。

然而用FC存儲要多少呢？如果忽略掉上色問題，那麼在FC中「不經壓縮地」存儲一張「能夠區分出四種顏色的16*16圖像」，就只要64B。

因為FC的圖像基本單位正常是8*8作為一個圖塊（上圖是四個圖塊），這裡就以左上角的一個圖塊來講解，涉及到的數據量是16B，其他圖塊的數據量和是一樣的。

首先，很容易看出，一個圖塊包括透明色，一共就四種顏色，這是遊戲平台的限制，用一個兩位二進位數表示一種顏色，所以共有00 01 10 11四種用於區分圖像顏色的數值，由於調色版的定製，在圖中，00是透明，01是肉色，10是紅色，11是黑色。

不過FC存儲的圖塊結構一般不是直接連續存儲這個兩位二進位數（GB就是連續存儲），而是將每個顏色的低位和高位分離出來，各自連續存儲。所以這裡我們同樣要對圖像進行顏色分離，把一張圖片變換成兩張圖片（若引起不適還請見諒）。

左圖是將紅色全部替換成黑色，並刪除肉色，這麼做是為了連續記錄圖像點陣的高位數據（高位是1的有紅色和黑色，透明和肉色的高位是0）。

右圖是將肉色全部替換成黑色，並刪除紅色，這麼做是為了連續記錄圖像點陣的低位數據（低位是1的有肉色和黑色，透明和紅色的低位是0）。

這麼做的話，我們就得到了兩張單色圖像，實際使用的時候，如果兩方讀取到的都是0(00)，那就顯示透明了，如果在某位讀取到1而在另一位讀取到0(10或01)，那麼就顯示對應的顏色，如果高低位讀取到的都是1(11)，那麼就顯示黑色。現在我們將兩張圖片上的點用0代表透明 1代表顏色，進行標註，可以得到

高位的連續數據 01110011 10001111 10011111 01111101 01100001 01100010 00111111 00110000

低位的連續數據 01110011 11111100 11110000 01011111 01011111 01011111 00111111 00101111

比如左上角第一個像素點，讀取到00，便是透明

這個二進位的點陣，就是最終存儲到遊戲當中的圖像數據，二進位中每8位代表一個位元組，這裡一行就是一個位元組，16行正好16B。

(可選)你可以把這個二進位點陣轉換成平時更多使用的16進位代碼，將上面的二進位點陣，轉換成十六進位便是

738F9F7D61623F30 73FCF05F5F5F3F2F

這種轉換，微軟的計算器都能做到。

這樣就完成了一個圖塊，它的數據大小是16B，未經壓縮，FC遊戲正常的圖像都是這麼存儲的。

遊戲ROM中對應圖像的四行。你可以用同樣的方法反推導出圖片，修改並再次導入回去（當然，如果真要改，有專用工具，不用這麼麻煩）。

所以其實並不是說遊戲用了什麼技術能寫進這麼多東西，而是本身的設計就是如此裝入數據，說白了，對數據所能提供的信息量進行限制，那麼用於表達數據所需要的數據量自然也就跟著減小，對於圖像來說，單個圖塊最多4色就是一個明顯的限制，更不用說什麼同屏允許多少圖塊，同屏多少顏色等等的限制了。

註：實際遊戲中兩個點陣中讀取到的0和1一共對應四種顏色00 01 10 11，實際上是哪種顏色是由調色板處理完成，並不是說00就一定是透明，11就一定是黑色。這裡的例子是Mario，然而Luigi用的圖像數據也還是這一段，不過通過調色版選擇了其他顏色（比如紅色換成綠色）來代表Luigi。

上面的講述改來改去，也不知道如何能夠用比較合適的方式來說清楚，先這樣吧。

說一點，重構。

以前哪裡看到的，草堆和雲朵的形狀是一樣的。

其實這並不是超級馬里奧3…

跑題了+_+

但是重構確實很重要:-D

感謝邀請, 如有疏漏歡迎指正, 補充

先來了解下FC 的技術參數:

FC使用一顆理光製造的8位的6502中央處理器，PAL制式機型運行頻率為1.773447MHz，NTSC制式機型運行頻率為1.7897725MHz，內存和顯存為2KB。

FC有一顆可顯示64種顏色的圖像控制器（PPU），畫面可顯示2層捲軸和5個頁面，其中2個背景頁面各佔用1KB顯存；由於顯存的限制，最多只能顯示16種顏色。

FC遊戲通常以只讀內存形式存放於可插在主機插槽上的遊戲卡中，容量有LA系列24K，LB系列40K，LC系列48K，LD系列64K，LE系列80K，LF系列128K，LG系列160K，LH系列256K，特卡系列和多合一卡帶等。還有一些帶有電池用來保存遊戲進度。

超級瑪麗3 是1988年出來的, 128K 在當時已經算是FC上的大作. 8位機的極限內存定址是256k, 所以當時128k 已經是"龐大"的容量, 就如同32位機時代初期, 開發一個使用2G內存的遊戲一樣的感覺. 只是由於摩爾定律, 讓現在的我們覺得不可思議而已.

由於當時的開發都是使用彙編語言, 彙編開發更加需要考慮性能和空間的問題, 所以整個遊戲的邏輯代碼會很精簡. 而在當時解析度下, 16色圖片的資源量很小. 再通過顯存的大小我們可以看出來, 最大的資源都不可能超過2KB.

不得不說, 在當時這樣"惡劣"的環境底下, 能開發出來至今依然讓人覺得精美好玩的遊戲, 的確是很強大. 宮本茂大叔的確不是徒有虛名.=D

超級馬里奧3其實是128KB的程序ROM（16KB頁面x8）加上128KB的字元RAM（8KB PPU字元頁x16）。

由於FC的CPU對卡帶的CPU RAM部分（這裡要說一下，FC的卡帶是直接連接到CPU的RAM匯流排的，ROM和RAM一視同仁）最大只能支持2個頁面也就是32KB的定址，超級馬里奧3使用了中期以後FC遊戲普遍採用的頁面切換晶元，一個頁面16KB作為遊戲核心程序，另一個頁面用來動態載入數據和邏輯。而FC的圖形輸出不是frame buffer模式而是PCG模式（類似於PC的字元模式，但是加入了捲動和掃描線控制，以及硬體活動塊功能），8KB包含512個8x8的字元，其卡帶的頁面切換晶元可以以1/4頁面為單位切換，可以形成很多種組合。

這對你其實意義不是很大了，你可以看下Wii U上的《馬里奧3D世界》印象上應該是150關左右，容量壓縮到了3G左右，不說秒殺，也算是碾壓現在幾乎所有動作遊戲的存在。還有對麥克風觸摸屏體感的教科書級別的支持，只此一家。

素材的重利用度主要集中在後幾大關，而前面的關卡光是建模放到其他廠商哪裡，不一定有多少個G。

然後就神級的動畫渲染，建模精度不高的情況下，渲染來提高畫面，還有各種複雜唬人的光效，你值得學習。

其實看看現在的遊戲，容量里佔大頭的是動畫、貼圖（特別是高清4K貼圖）、音頻啥的，代碼占容量並不多，而馬里奧的那個年代貼圖啥的基本不存在，所以容量才小，技術上的細節樓上的各位大神解釋過了我就不說了（這逼裝的好其實我不懂_(:з」∠)_）

每一代主機的後期都會出現一批所謂「吃透了機能」的作品。世嘉md有16人街霸，超任甚至移植了少年街霸2.

其實代碼占的容量遠沒你想像的大，就是後來PS和土星年代，一張CDROM里遊戲代碼部分也只幾十MB，其它都是動畫和音樂占容量

你肯定不知道在PC上，4k的文本（注意是可編輯文本）可以成為一個帶音樂的時間很長的3D動畫，128K的exe可以是一個功能完整的CS遊戲。

震撼吧？然並卵啊～

FC的那幫人，今天用大容量PC也沒倒騰出什麼像樣的世界級經典遊戲......嗎？比如【尾行3】？