根据OVUM评估，2006年手持装置的娱乐产值将高达四十亿到一百五十亿美金之间。所有相关的研发厂商都看中这块肥美的产业大饼，对这未来的产业投注下许多心力。如果读者不太清楚天天使用的手机中，有了什么样的新发展，希望下文能提供您一些新知。

3D技术的硬件限制

3D装置向来给人高耗能、高硬件要求的感觉，因为在PC上的3D相关装置的确如此。吃电猛、温度高不说，一片高阶的显示适配器还需要特别装个风扇来吹，如此才不会因为过热而损坏或无法动作。这样的东西要是放到了PDA或手机里面，就算供电充足，读者也很难拿着一个摄氏50度以上的热源，开心地享受高级的游戏画面。假如再把电池使用时间考虑进去，玩不到二分钟就要换电池或充电的感觉，绝不是件愉快的事。

3D技术的软件规格

考虑以上种种问题后，手持装置的操作系统一开始都不把3D功能列入考虑，更不要说支持了。随着硬件的演进、系统的耗能降低、指令周期增加，以及使用时间却变长，复杂的3D游戏才总算有在手持装置上实作的可能。

操作系统不支持，又没有专用3D硬件，所以早期手持装置上的3D是采用软件链接库的方式构成，靠着CPU的运算能力来绘制3D画面。游戏开发厂商采用这些链接库，就可以很容易的在手持装置平台上设计出3D游戏，而往后也可以透过同样的链接库接口来支持新的3D加速硬件。如Superscape、Hi Corp和Fathammer等公司都是这种链接库接口的代表性厂商。

Nokia所发表的机型N – Gage就是一个支持3D游戏的例子，PC上的动作游戏「古墓奇兵」就有N – Gage的版本，如(图一)。

《图一 N – Gage版本的古墓奇兵》

类似的产品还有另一家手机公司Sony Ericsson的P800，它可以执行Vasara公司的3D游戏MIB II – Alien Pursuit，如(图二)

《图二 Sony Ericsson P800的MIB II – Alien Pursuit》

目前这样的市场需求已经很明显了，而手持装置的操作系统自然不能再视而不见，于是操作系统的厂商在这个领域里，纷纷投入大量的人力研究，并发表新的规格。这些厂商包括在PDA上着力的Windows CE、Palm OS等、手机的操作系统Smartphones、Symbian等，以及还有一个想要一统江湖的Sun Java。

Direct3Dm

在手持设备的操作系统中，Windows CE／PocketPC和Smartphones都属于微软的阵营；不过一直在PC市场称霸的为微软自然也不会想放过这个市场，是它们于把在PC操作系统上的成功经验，拿到手持设备的市场上应用。在3D方面，微软在软件上最成功的经验就是Direct3D。将Direct3D精简后，以染色器（Shader）为主干，构成了手持装置平台的Direct3Dm，而m所指的就是Mobile。

和Direct3D一样，Direct3Dm也是采用COM的架构来设计。熟悉Direct3D的游戏开发商，应能很轻易地把游戏移植到Direct3Dm上。当然除了容易移植外，完善的开发平台也是这些游戏厂商中意的一点。因为微软提供的.Net平台，可以让这些游戏在PC上完成开发及部份测试，不需要在浪费时间在实机上Debug。

Direct3Dm是这个市场的生面孔，详细确定的规格仍在准备中。不过靠着微软的名号，目前已经有硬件厂商配合开发芯片了。这些厂商也是微软在PC上的合作伙伴，其中包括nVidia和ATI。nVidia发表的AR10宣称已经支持Direct3Dm，过些时日应可见到产品的展示。

OpenGL ES

OpenGL向来是专业3D绘图函式库的标准界面，虽然在PC游戏市场声势不如Direct3D，但在PC以外的绘图市场仍是许多厂商的最爱。也因为OpenGL过于专业，提供的函式既多且乱，实作起来相当复杂，较不适合手持装置这样容量精巧、运算能力有限的平台使用。

Knronos Group针对这样的需求，把OpenGL 1.3版的内容再简化，推出了OpenGL for Embedded System（OpenGL ES）1.0版。OpenGL ES推出的时间比Direct3Dm早，基本接口又和OpenGL相差无几，所以许多手持装置游戏链接库和硬件芯片多半都支持这个规格，且在兼容性上会比一些新规格更有保障。Khronos Group的目标，不只是把OpenGL带到手持装置的世界，他们更希望能让OpenGL ES成为手持装置的显示标准。

《图三 OpenGL ES的产品展示》

为了达成这个目标，OpenGL ES除了基本的3D绘图函式，还有图形、影像等多媒体处理能力。而按照这个规格设计的软件，都能整合在一个平台上使用，且具有平台间的移植能力。OpenGL目前已往版本2.0发展，而OpenGL ES仍是1.3延伸出来的产品，但随着OpenGL的进展，会将发展中新增的特色一一附加到OpenGL ES上。不过确保这些新功能的支持要素，还是要靠硬件能力的增加。

J2ME

Sun Java最早推出的诉求，就是能够在不同作业平台上执行一致的Java程序，且不需要再经过重新编译等过程，就可以达到跨平台的要求。然而遇上手持装置这样的小平台，Java体积略大的函式库及执行环境就成为一种负担了；此外，手持装置需要经常在网络上传输数据或下载程序执行，和一般作业平台又有所不同。为此，Sun在2002年发表了Jave 2 Micro Edition（J2ME），这是专门针对行动装置设计的语言，再加上Mobile Information Device Profile（MIDP）的功能，使得J2ME的程序能透过MIDP，来支持手持装置上的各种输出入界面；当然也支持图形、网络等功能。

《图四 J2ME的应用图》

J2ME的程序又称为Java MIDlet，和我们常见的Applet不一样。它的体积非常地小，也和Java Applet同样能在所有支持J2ME的平台上执行。MIDP之所以拥有这样跨平台支持硬件的特性，是因为MIDP是架构在Connected Limit Devices Configuration（CLDC）之上。CLDC解决了不同硬件的兼容问题，并提供界面给MIDP使用，所以使用MIDP的MIDlet，就有了跨平台执行的能力。

这样为手持平台打造的语言，又有跨平台的功能，使得J2ME推出后大受欢迎，各式手机和PDA几乎都支持J2ME。也因为本身具有多媒体的处理功能，用J2ME来设计游戏可以省去开发不同平台版本的成本，所以一开始吸引了不少厂商和研发人员投入。

尽管J2ME有着崇高的理想，但在最初规格订定上却略嫌短视。MIDP 1.0的图形处理功能上不尽理想，在3D支持上更是薄弱，并不能满足开发人员的要求，以至于许多厂商开始开发自己的MIDP版本，以求支持更多的图形及3D功能。例如Aromasoft致力于将OpenGL ES带到J2ME的世界中，以及日本NTT DoCoMo也发展了DoCoMo Java（DoJa）加强多媒体特效，而DoJa 2.0版则连3D也纳入了。

身为Java主要大厂的Sun也从善如流地加强了MIDP，并订出2.0版的规格，加入了称为Game Package的多媒体函式库，以加强游戏开发方面的功能。不过最后，3D功能还是纳入J2ME的怀抱，成为Mobile 3D Graphics API for J2ME（JSR184）的规格。以上讨论的种种并不是什么秘而不宣的事，任何有兴趣的研发人员，都可以到Sun的官方网站下载MIDP的SDK回来使用。

3D技术在硬件上的改进

要在行动装置上使用3D，硬件就是一个门坎，没有强力硬件的支持，实时3D功能形同空口白话。基于这点，目前很多公司针对3D的效能改善纷纷有了动作。如发展XScale系列的Intel公司，已经发表了工程代号Bulverde的PX27x芯片，频率最高可达624Mhz，还有内建的Wireless MMX技术。这样的能力比起早期一些Pentium PC还要强大的多，当然也能执行一些3D运算。

有了硬件，Intel于2004年2月和Superscape公司合作，针对Superscape的Sweve Mobile 3D Graphics API优化，加强软件面的配合。以笔者个人经验，400 Mhz的XScale在执行简单3D Game的能力已经十分出色，分辨率为320x240时不会有停顿等情况。不过在640x480的分辨率下使用624Mhz XScale，并配合Wireless MMX的效果会如何呢？十分让人期待。

在显示芯片方面，PC绘图芯片的大厂nVidia推出的是GoForce系列，支持图形及影像的压缩及解压缩，并主打行动装置的视频会议等功能；在3D方面则推出AR10，强调支持OpenGL ES及Direct3Dm。

不过nVidia的对手公司ATI，早已在行动装置上推出代号为Imageon的一系列芯片，功能与nVidia的GoForce相仿。其中Imageon 23xx系列，更是拥有处理3D能力的强大芯片。从这里可以看出，PC上绘图芯片的两大龙头，对手持装置市场抱持着十分积极的态度，当然也希望他们的竞争能给消费者带来更物美价廉的产品。

其他PC上的绘图芯片设计公司如XGI图诚或威盛的S3等，目前仍没有对外放出消息，据了解应该也是在筹划中。若这两家公司加入战局，可以期待全3D化的手持装置时代将会很快地来临。

原先就在手持市场发展的Motorola和TI等公司也没在3D上缺席，去年底Morotola就发表了i.MX21处理器，能加强影像及绘图显示的效能，支持OpenGL ES、Superscape、Hi Corp和Fathammer等绘图函式库；TI则在今年初，针对3G手机发表了OMAP 2芯片，加强多媒体效能和每秒可处理200万个2D／3D的多边形绘图加速器。

行动3D的未来与趋势

手持装置的3D发展谈了这么多，也有相当的成果，但实际上却很少见到有人在这些小屏幕上玩起3D电玩，这也难免会让人质疑手持装置上的3D游戏是否真有市场。的确，即使是现在PDA 320x240的解析，对大部份的人来说仍是十分粗糙；而支持640x480分辨率又有3D功能的手持装置，更是难以负担的天价品，成本要压低和普及都是件很难的事。最让人质疑的是小小手持装置，要3D何用？了不起是台高级的小型电动玩具。

没错，手持装置的3D功能，目前主打多为娱乐市场，但放大眼光来看，其实手持装置的芯片，如Intel、Motorola等，都已经开始可以外接的显示设备，分辨率也很高。这表示以后做简报或有任何相关需求，用户可以带着手持装置，再找个大屏幕就能使用，比笔记本电脑更具机动性。

回到娱乐的领域来说，手持装置的游戏仍在发展阶段；目前有很多规格仍在发展中，像Direct3Dm就是其中之一。不过一旦Direct3Dm等发展后，就能大量的移植PC的游戏到手持装置上；接下来再配合手持装置的便利性，在线游戏等也有机会出现在手持平台上，其带来的产值十分惊人！

手持装置虽小，研发其中技术要投入的人力物力却十分地高，而省电和高效率的要求，更是一般PC芯片的数倍。在末来发展的方向中，应用方式是所有软硬件厂商正在摸索的事。如果读者还没有机会接触3D的手持装置，别心急，那只是时间还没到罢了。

对笔者来说，手机真的纯粹只是讲话用，记事功能则委任给笔者的PDA处理，因其画面大又方便，不过对别人来说就不一定了。在手机屏幕变大和色彩丰富后，这个手机使用的需求将会显得更明显。

根据统计，日本、韩国在手机娱乐市场的开发最为先进，其产值也最高。而这个风潮也渐渐地影响到欧洲、美洲等地。但行动3D技术的需求太高，价格也很难平易近人，再说手机目前的解析和屏幕大小，让3D游戏没有太大的发挥空间；所以目前要推广和普及化，实在有一定的困难度。

（数据源：信息工业策进会多媒体技术实验室及Wireless playing to Win：OVUM欧洲首席电讯IT产业顾问公司于2002年发表）

＜作者为电子产业研发工程师＞

延 伸 阅 读

PC绘图芯片市场打的火热的ATi与nVIDIA，看好移动装置市场的无限潜力，早已将战线 拉至移动装置市场，推出便携设备专用的媒体处理器（Media Processor）及3D加速器（3D Accelerator），让手机厂商加入这类芯片，以提升绘图效能，成为媲美掌上游戏机的万能手机。相关介绍请见「下一代手机游戏平台ATi领跑」一文。 不久前，几个不同的开发者团体私下研拟了两个规格草案，一个是OpenGL ES（嵌入式系统），另一个是Java行动3D API；这两种规格一起作业时，可为手机业界提供一种软件图形标准。你可在「OpenGL ES与Java行动3D API的趋势与分析」一文中得到进一步的介绍。 过去，在小小的手机上执行3D游戏是个不可能的任务，不过这几年来已经有多家软硬件 大厂开发出Mobile 3D技术，让行动3D游戏可以实现。在相关标准部分，目前有个Knronos Group正在定义适合行动终端设备上的3D绘图函式库标准界面 – OpenGL ES，而在Java部分则有Mobile 3D Graphics API for J2ME (JSR 184)的标准正在审定中。在「行动游戏平台发展趋势」一文为你做了相关的评析。

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