Space Invaders: Tempo-Änderung im Spiel durch zufälligen Prozessor-Effekt

Viele von euch kennen den berühmten Tempowechsel im Space Invaders Arcade-Spiel. Doch nur wenige wissen, dass nicht geniale Programmierung, sondern ein Hardware-Zufall dahintersteckt.

Wie das Intel 8080 Bottleneck das Tempo bestimmte

Wenn ihr Space Invaders am Arcade-Automaten gespielt habt, habt ihr sicher bemerkt, dass das Spiel schneller wurde, je mehr Aliens ihr abgeschossen habt. Dies lag aber nicht an geplanten Codezeilen, sondern an einem technischen Nebeneffekt der Hardware. Der selbsternannte C/C++-Experte Zuhaitz erinnert in einem aktuellen Tweet daran, dass der berühmte Tempowechsel nicht bewusst einprogrammiert wurde. Stattdessen konnte die eingesetzte Intel 8080 CPU die Spielprozesse zügiger abarbeiten, weil mit jedem vernichteten Alien weniger Berechnungen anstanden.

Technische Hintergründe: CPU am Limit

Die Grundlage der Arcade-Maschine bildet der Intel 8080 Prozessor, der bereits 1974 auf den Markt kam. Mit rund 5.000 Transistoren, einem 8/16 Bit Bus und ca. 2 MHz Taktfrequenz war dieser Chip für sein Alter leistungsfähig, aber für Spiele wie Space Invaders schnell überlastet. Die Grafikauflösung von 224 x 256 Pixeln und das gleichzeitige Verwalten von bis zu 55 Alien-Sprites verlangten dem Prozessor viel ab. Zwar unterstützte ein Fujitsu MB14241 Videoshifter die CPU und der Sound wurde vom Texas Instruments SN76477 Chip erzeugt, dennoch blieb die Verarbeitung vollständig von der Performance des Hauptprozessors abhängig. Am Spielbeginn musste für jede Alien-Figur die Position berechnet, das Sprite gezeichnet und auf Kollision geprüft werden. Das kostete viele Rechenzyklen und verlangsamte den Ablauf merklich. Mit jedem besiegten Alien reduzierte sich die Zahl der zu prüfenden Objekte. So konnte die Prozessorleistung pro Frame steigen, was das Spiel immer schneller machte.

Emulatoren und spätere Umsetzungen mussten nachbessern

Spieleentwickler:innen planten diese berühmte Tempo-Änderung also nie, sondern sie ergab sich aus dem Hardware-Design. Spätere Versionen und Emulatoren von Space Invaders, die auf schnelleren Rechnern laufen, mussten extra Code einbauen, um exakt das Spieltempo der Arcade-Version nachzuahmen. Emulatoren wie MAME ermöglichen, die Original-ROMs unter zeittypischen Prozessorbedingungen laufen zu lassen, indem sie CPU und Takt künstlich limitieren. Dadurch bleibt das charakteristische, unfreiwillig entstandene Spielerlebnis erhalten. Space Invaders erschien erstmals im Juni 1978 in Japan und ist bis heute vor allem wegen dieser ganz eigenen Spielmechanik so bekannt geblieben. Ohne diesen Hardware-Zufall, der in der Vergangenheit als Fehler gelten konnte, wäre das Spielgefühl ein anderes gewesen.

Der technische Zufall im legendären Arcade-Titel Space Invaders zeigt, wie Hardware-Limitationen manchmal den Spielspaß prägten und später sogar zum Erhalt originalgetreuer Versionen zwangen.

Via: https://www.tomshardware.com

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