超级任天堂

**超級任天堂**（日版名：スーパーファミコン，Super Famicom，英文版名：Super Nintendo Entertainment System，簡稱**超任**；日版簡稱 **SFC**；歐美版簡稱 **Super Nintendo**、**SNES**）是由遊戲公司任天堂繼紅白機後開發的 16 位元家用遊戲機。超級任天堂於 1990 年 11 月 21 日在日本開始發售，北美於 1991 年 8 月 13 日發售，歐洲於 1992 年 4 月 11 日發售。手把改進之處在於第一次加入了肩部按鍵 L/R，並形成了 ABXY 四個按鍵的手把布局。超級任天堂全球累計銷量為 4910 萬台。超級任天堂的下一代產品為任天堂 64。

## 歷史

為了與日本流行的家用電腦競爭，NEC 家用電子產品於 1987 年推出了 PC Engine，SEGA 於 1988 年推出了 Mega Drive。這兩個平臺後來於 1989 年在北美推出，分別為 TurboGrafx-16 和 Sega Genesis。這兩個系統都建立在 16 位元架構上，並在 8 位元 NES 上提供了進階的圖形和聲音處理能力。然而，SEGA 的主機花了幾年時間才取得成功。1987 年 9 月 9 日，當時的任天堂社長山內溥在《京都新聞》說明超級任天堂的發展情況。1988 年 8 月 30 日在接受《TOUCH》雜誌採訪時，宣布開發電子遊戲《超級瑪利歐兄弟 4》（即後來的《超級瑪利歐世界》）和《勇者鬥惡龍 V》。該雜誌和艾尼克斯都對它產生濃厚的興趣，超級任天堂遊戲機於 1988 年 11 月 21 日和 1989 年 7 月 28 日向日本媒體展示。

超級任天堂由時任任天堂開發第二部部長，亦是紅白機的設計師上村雅之設計，於 1990 年 11 月 21 日在日本發行，售價為 25,000 日元。隨著超級任天堂超過同世代其他家用機的競爭對手並成為立竿見影的成功，任天堂確立自己作為日本遊戲機市場的領導者的地位。任天堂的成功部分歸功於第三方開發商，包括卡普空、科樂美、特庫摩、史克威爾、光榮和艾尼克斯。

超級任天堂在北美以 199 美元的價格發佈新設計版本，並於 1991 年 8 月 23 日開始限量販售全國官方發行日期為 1991 年 9 月 9 日。隨後在 1992 年 4 月於英國和愛爾蘭發行，而多數 PAL 區的主機都使用日本版本超級任天堂的設計。

超級任天堂上的任天堂遊戲很少，但這些遊戲很受歡迎。在日本最初只有《超級瑪利歐世界》和《F-Zero》，其中《F-Zero》和 1 個月後發行的《飛行俱樂部》是結合 Mode 7 和偽 3D 彩現處理技術下所設計出來的遊戲。

### 32 位元時代後

1994 年 11 月 Rare 發佈《超級森喜剛》其特點是在圖形工作上能彩現 3D 模型和紋理。憑藉精緻的圖形，流暢的動畫和高水準的音樂，在 1994 年的最後的 45 天總共售出 610 萬份使其成為當時在短時間內銷量最快的遊戲產品。這款遊戲為超級任天堂上幾乎無法呈現的效果，然而 Rare 實現了，這種效果在接下來世代的家用遊戲機市場成為遊戲開發主流。根據 TRTS 的報導，1996 年 12 月美國最暢銷的五款遊戲中有兩款是超級任天堂遊戲。

1997 年 10 月，任天堂在北美以 99 美元的價格發售超級任天堂的新型號「New-Style Super NES」同時附贈《超級瑪利歐 耀西島》遊戲一同販售。New-Style Super NES 缺少 S-Video 和 RGB 輸出，但比起其前身更為輕薄。

任天堂於 1999 年停止在北美生產超級任天堂主機，最後一款遊戲《金屬之光 Director's Cut》於 2000 年 11 月 29 日發行。

2001 年上市的第六世代掌上型遊戲機 Game Boy Advance 具備完全支援超級任天堂遊戲的圖像處理能力，任天堂及其他第三方廠商決定將一部分的遊戲移植至 Game Boy Advance 平台。2003 年 9 月 30 日，因必要零件停產導致採買困難，日本停止生產遊戲主機。2005 年 Wii 可以通過 Virtual Console 進行下載超級任天堂遊戲。 2007 年 10 月 31 日，因重要的零件短缺而停止主機維修服務。2016 年 3 月 3 日，3DS、3DS XL 可通過 eShop 取得超級任天堂遊戲。2019 年 9 月 4 日任天堂官方宣佈精選的超級任天堂遊戲引入任天堂 Switch Online。

## 規格

### 技術規格

超級任天堂為 16 位元家用遊戲機結合執行平鋪和類比 3D 效果的圖形和聲音協處理器，32,768 種顏色的和 8 聲道 ADPCM 音訊。通過電路板內部的 12 塊晶片提升超級任天堂的各項能力

### 主機規格

* 中央處理器 CPU: 5A22 65C816 的 16 位元 CPU
  * 運行速度：分為 1.79MHz、2.68MHz、3.58MHz
  * RAM: 128KB DRAM
  * VRAM: 64 kB main RAM 　　　 512 + 32 bytes sprite RAM 　　　 256 × 15 bits palette RAM
  * ARAM: 64 kB
* 圖像處理器 PPU：S-PPU1 和 S-PPU2
  * 解析度依遊戲而有所不同，其中 256x224 較為多數，大致分為下列幾種
    * 256×224, 512×224, 256×239
    * 512×448, 512×478, 512×239
  * 像素: 70 的 PPI
  * 色彩: 32,768 色（15 bpp）
  * 畫面：最大四枚 BG
  * BG 字元大小： 32×32 - 128×128
  * BG 區：1,024×1,024
* FPS 影格率
  * 絕大多數遊戲為 60.0988138974405 Hz
  * 極少數 (例子：《星際火狐》《Doom》) 利用遊戲卡匣額外放置的 Super FX 強化晶片以提升圖像的處理能力來運行遊戲 FPS 為 50.0069789081886 Hz
* 聲音: S-DSP （DSP） 和 S-SMP （SPC700 核心） 頻率 1.024 MHz
  * RAM: 64KB SRAM（連接到 S-DSP）
  * 聲音取樣率: 32.768kHz
  * 同時發音數: 8 聲道
  * 16-bit stereo PCM （ADPCM）
* AV 輸出：RGB21 端子、S 端子、RF 端子
* 主機尺寸：200mm（寬）×242mm（長度）×72mm（高度）
* 重量：約 600 克

### 卡匣

* 遊戲容量係根據遊戲卡帶而有所不同，官方推出的卡匣容量為 0.512 MBit ~ 48 MBit（如：時空幻境 幻想傳奇）之間。包括程式碼、圖象和聲音資料。
* 用來儲存記錄的靜態隨機存取記憶體（S-RAM），使用電池維持。
* 10.5/21MHz RISC CPU（Super FX）用來在遊戲中執行 3D 多邊形或其他特效。
* 一個數學核心處理器（DSP1）用於處理一些包含大量物理計算的遊戲（飛行俱樂部），或者作為保護裝置（超級瑪利歐賽車）。
* 其他用來提高遊戲執行速度、增強圖像效果或者對 ROM 中資料進行保護的客製化晶片。

## 硬體細節

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### 處理器

中央處理器（CPU）型號為 Ricoh 5A22，該晶片為 16 位元 WDC 65C816 微型處理器的衍生版本。在 NTSC 區域中，其速度為 3.58 MHz，但是在處理複雜圖形時，其運行速度減慢至 2.68 MHz 或 1.79 MHz.

主 CPU 採用 65c816，是一枚 8/16 位元的 CPU，是基於 6502 改進而來的，它有一個可以如同 6502 一樣執行的仿真模式。毫無疑問，任天堂曾經期望讓超任相容紅白機的遊戲，但是因為成本問題被迫放棄了。

這枚 CPU 有 24 位元的位址匯流排和 8 位元的資料匯流排，支援 16MB 的定址空間。它有一個計算機和兩個暫存器，可以在 8 元位或 16 元位元型樣之間切換。

位址空間分割成 256 塊，每塊大小為 64KB，另外也有一種定址模式可以把整個位址空間視為一個連續的區塊。0 號塊是棧專用的，一些定址模式、中斷和復位向量都存放在這裡，棧的指標寬度為 16 位元。

6502 有一個叫做「ZERO-PAGE」的定址模式，可以讓 1 位元組長度的位址在指令中直接指定記憶體的最初 256 位元組，這樣可以讓一些雙位元組的指令提高執行速度。65c816 擴充了這個模式，可以通過 16 位元直接頁暫存器轉到 0 號塊的任何部分。

還有一些能將塊指定為資料庫暫存器的其他定址模式，能起到縮短程式碼長度並加快執行速度的作用。

在同一時間內，程式碼通常只在一個單獨的塊中執行。當前的塊編號儲存於一個 8 位元的可程式化塊暫存器中。有一些能讓呼叫其他塊中子程式或者直接跳到其他塊裡的程式碼的命令。

65c816 的執行速度是 3.58MHz，不過當 CPU 嘗試讀寫其他硬體時，這些硬體能臨時將 CPU 的速度降到 2.58MHz 甚至 1.56MHz。實際上，卡匣裡的程式常常是高速和低速 ROM 的混合體，只能在 2.58MHz 的速度下存取低速的 ROM。

65c816 能對 128K 的工作記憶體和在卡匣中可能存在的其他記憶體直接回應，而視訊記憶體和聲音記憶體則不行。

### 聲音處理

輔助 CPU 採用一顆由索尼設計和製作的 SPC700，是一個 8 位元的 CPU 核心，很接近 6502，但有一些不同的定址模式和複數 / 分割指令，與一個客製化的數字聲音訊號處理器共同整合在一個模組中。SPC700 和 65c816 通過一個 4 路雙向通道（8 位元 I/O 埠）通訊。SPC700 有自己獨立的 64K 記憶體，可以用來儲存聲音採樣或者從 65c816 下載的程式。
CPU 有一個內建的 64K ROM 開機碼，用來通過 65c816 從遊戲 ROM 里載入更多的複雜程式或者採樣資料。這個 ROM 可以關閉，以儲存開機碼的 64K RAM 來代替它的工作。

聲音數位訊號處理器（Sound DSP）只能播放壓縮的聲音採樣。這種使用一固定比率的壓縮演算法，可以將 16 個 16 位元聲音採樣壓縮成 8 位元組加一位元組標題的形式。一個採樣的最小單位是一個區塊，區塊的標題位元組包含一個移位和一個過濾值（演算法解壓資訊），再加上一個最後區塊標記和一個迴圈標記。迴圈標記僅僅在最後區塊標記存在時才使用。

在同一時間內，最多允許有 8 個聲音通道同時播放聲音採樣，每個聲音通道都有單獨的左右聲道音量和頻率的調節。每個通道都可以定義一個硬體音量調節，並各自設定其回聲效果，不過複合的回聲效果必須受制於一個 8 路的 FIR 聲音分流器。一個通道的聲音輸出可以用來調整在數字序列上的下一個聲音通道的頻率。
DSP 也有一個白噪音源，可以播放一個替代採樣資料的聲音通道。所有的 8 個音源連同回聲資料最後都混合到一個雙連結的主音量控制下。
DSP 有 3 個間隔定事器，頭兩個執行在 8KHz 下，最後一個是 64KHz。遊戲通常只使用三個中的一個來輸出一個恆定的音樂回放頻率。

### 圖象顯示

超任有一個 256 塊的 15 位色調色盤，允許在同畫面上顯示 32768 色中的 256 色。不過遊戲可以在某一影格中改變色塊，再加上硬體的色彩值追加 / 減少和整體亮度調節，可以很容易地將螢幕上的色彩增加到數千之多。

### 像素

超任全部的圖象資料都是由色塊構成的，一個色塊由 8×8 的像素組成，每個像素則占用 2、4 或者 8 位元，允許由 4、16 或者 256 色構成。

詳細地說，超任的硬體本身是按平面格式儲存色塊資料的，一個像素的頭一位資料儲存在一起，第二位資料儲存在一起，依次類推，就象一個 1 位的 8×8 縱深像素區塊序列一樣。

如果色塊用在背景資料裡的話，每個色塊都將關聯一個 3 位的調色盤起始資料位址。程式設計師可以從系統調色盤里選擇每個色塊的色彩。活動塊只能使用 4 位元深度（16 色）的色塊，但每個活動塊都有自己的調色盤起始位址。

## 手把及配件

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超任手把的資料在主機和手把之間連續傳輸，遊戲可以選擇其中某一個位元來讀取，或者由主機里一個客製化的晶片來自動讀取手把里每個影格的值，而讓遊戲來讀儲存在暫存器裡的值。

超任的手把有一方向鍵和 8 功能鍵，分別是 A、B、X、Y、L、R、選擇和開始。

## 區域限制

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## 週邊商品、選購品

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* 二鍵的滑鼠（Super Famicom Mouse）：1992 年 7 月 14 日發售，最初用來支援同步發行的《瑪利歐繪圖》遊戲。
* 步槍外型的光線槍（Super Scope，在歐洲和澳洲稱為「Nintendo Scope」）：1992 年於北美和 PAL 區發售（日本於 1993 年 6 月 21 日發售），可以對著螢幕射擊，大約有 10 個遊戲支援。
* 五人遊戲介面（Super Multitap）：由 Hudson Soft 開發並在 1993 年發售的轉接器，如果遊戲支援，最多可以讓五個人同時遊玩。
* Super Game Boy：1994 年 6 月 14 日發售的 Game Boy 轉接卡匣，可以讓使用者在超任上玩彩色的 Game Boy 遊戲（Game Boy Color 專用卡匣除外）。
  * Super Game Boy 2：1998 年 1 月 30 日在日本發售的第二代 Game Boy 轉接卡匣，新增一個聯機線插孔，可以和 Game Boy 進行聯機遊戲（不包括 Game Boy Color 專用卡匣）。
* 衛星訊號接收器（Satellaview）：可以接收在日本地區經由衛星訊號傳送的多媒體內容並儲存在與裝置一同配套的記憶用模組。當初任天堂以「自宇宙前來的遊戲」作為宣傳，由於宣傳不足（多數人誤以為接受資訊必須付高額費用）加上該硬體套裝價格過於昂貴，導致這個計畫在很短的時間內就遭到淘汰。
* 外加磁碟機：盜版廠商推出非經官方允許外加於主機上的磁碟機（內建轉換器和記憶體），以磁碟片代替卡匣遊玩遊戲（超級任天堂只有推出以卡匣為媒介），並把遊戲依照其記憶體容量主要分為 4Mb、8Mb、10Mb、12Mb、16Mb、24Mb、32Mb、48Mb。一張 4Mb 的遊戲需要一片磁碟片，一款 16Mb 遊戲需要兩張磁碟片，一款 24Mb 與 32Mb 的遊戲分別需要三張及四張磁碟。部份外加磁碟機不能將卡匣中的 ROM 抽取出來除存至磁碟片中，因此廠商先以專用器材將卡匣資料轉錄至 CD-ROM，再將 CD-ROM 轉售至各零售店，零售店再將指定的遊戲從 CD-ROM 複製到磁碟片中販售，這些都屬盜版行為。顧客可以數港元一張的價錢購買已含有遊戲的磁碟（此為香港售價）。磁碟機需要先讀取磁碟片資料至磁碟機以後才能執行遊戲，如遊戲容量較大，則需要多張磁碟片儲存，所以讀取遊戲至磁碟機中需要較長時間。雖然讀取消耗較長時間，但以磁碟片玩遊戲較卡匣便宜，因而帶動磁碟機的流行。附帶一提，由於卡匣的資料讀取不完全，導致轉寫至磁碟上的資料也異常的情形時有所聞（例如遊戲過程取得的道具無法記憶等）。 外加磁碟機在台灣、香港廣為流行，許多遊戲開始被非法轉錄至磁碟片上複製流通，但也形成在台灣、香港 SFC 熱賣的現象。後期的磁碟機甚至可以接上網路線，將所有磁片 Image 儲存於一部電腦主機 Server 進行管理，遊戲時以下載方式丟給 Client 端的 SFC 進行遊戲。

## 遊戲

## 影響

超級任天堂在全球共售出約 4910 萬台。儘管仍是這一世代中售出最多的遊戲機，但 SEGA Mega Drive 與 NEC PC Engine 的有力競爭使超級任天堂未能獲得前代 FC 主機獨佔家用主機市場 8 到 9 成的成績。超級任天堂在 16 位元主機市場中偏晚的販售日期給予其他競爭者先一步搶占市場的機會，其中最大的挫敗發生在北美市場，Mega Drive 在以效能擊敗了較遲在美紮根的 FC 主機後擁有整整兩年的時間經營市場，以至做為追趕者的超級任天堂直到最後都無法在市佔率上超過對方。但在日本本土及歐洲市場，超級任天堂依然穩穩地佔據者主機龍頭的地位。

## 註解

## 參考文獻

## 參考書目

* Kent, Steven L. The Ultimate History of Video Games: The Story Behind the Craze that Touched our Lives and Changed the World. Roseville, California: Prima Publishing. 2001. ISBN 0-7615-3643-4.
* Sheff, David. Game Over: How Nintendo Zapped an American Industry, Captured Your Dollars, and Enslaved Your Children First. New York: Random House. 1993. ISBN 0-679-40469-4.

## 外部連結

* 官方網頁：スーパーファミコン （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 官方網頁：スーパーファミコンジュニア （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）