张红超_用 40 年开启一个时代,这一款比尔·盖茨最爱的游戏
1999年，比尔·盖茨写下了对莱特兄弟（Wright brothers）的动人赞誉，在他看来，他们机翼的发明就是那个年代万维网,给人一种全球的眼光。同时，也给微软随后购买《模拟飞行（Flight Simulator）》埋下隐患。
而正如莱特兄弟原来的飞行器，《飞行模拟器》游戏的含义已经不仅仅在于「飞行」本身，更重要的是，由「飞行」而引起的观点上的改变。《飞行模拟器》不仅为玩家提供一个真实而又有趣的平台，还让他们可以在此尽情地展现自己的才华与创意。《飞行模拟器》承诺要把全世界都装在电脑里，并且履行这一诺言。它可以让玩家在虚拟环境中驾驶飞机，体验到真实飞行时那种震撼与刺激。正因为如此，才使其成为全球销量最大的飞行模拟系列游戏之一。它不仅在全球各地有大量读者，更吸引了许多专业人员和爱好者。其最新版本销量已突破200 万册。
尽管2022年是《微软模拟飞行（Microsoft Flight Simulator）》上市的40周年，但实际上，其历史远远超过1982年正式公布，并正在积极发展。在过去的几十年里，电子游戏一直都是人们最喜爱和流行的娱乐形式之一。由此，也是第二款老电子游戏。在这个漫长而又充满挑战的时代里，我们可以通过各种方式来探索未知世界和了解未来科技发展方向。（第一古老的是《俄勒冈之旅》（The Oregon Trail）在1971年问世，至今仍与我们同在。）
《飞行模拟器》系列的核心不在于「游戏化」,而就在于它是用来模仿飞行体验以及你脚下地面上的技术魔法。它是一种高度仿真的系统，可以让玩家在其中感受到真实的感觉。它对「真实描述」的关注，然后体现出游戏开发者背景。
01
对于飞行充满激情
布鲁斯·阿特威克（Bruce Artwick）在伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校，研究电气工程，不过，他还是挤时间追了个很多青少年愿意的、但是，却鲜有人圆了这个梦：他学着驾驶飞机。在那之前，他一直从事着一项很有前途的商业飞行训练计划——为那些想拥有一架飞机而又没有资金购买的人提供一种新的方法。同样是在高校飞行培训项目上，他认识了斯图·莫门特，后者后来成了他的商业伙伴（Stu Moment）。
1976年阿特威克完成硕士论文，内容是他设计的飞行模拟器运行在数字设备公司（Digital Equipment Cooperation）的PDP-11微机上。当时，人们对这种模拟飞机已经很熟悉，但它能以如此高的速度和逼真的显示效果来演示还是第一次。其三维演示可达九帧/秒，在当时表现突出。
随后，阿特威克在加利福尼亚州的休斯航空公司（Hughes Aviation）找到了一份工作，同时，闲暇之余，继续进行3D图形研究。
《飞行模拟器》的两位创始人Stu Moment和Bruce Artwick|Stu Moment
1977年，他为Kilobaud写了一篇文章描述了他所创造的「sunLogic 三维微图形软件包」,这个软件包结合了三维技术和安装了热门摩托罗拉6800微处理器微型计算机。这个软件包在当时引起了轰动，许多人都想知道这是个什么样的软件，它能做什么？考虑到有很大部分读者对此十分关注，阿特威克希望得到援助，让软件成为业务。他在一家公司找到了一位工程师，并得到一份工作，他希望能把这一成果推广到更大范围里。所以他又和斯图·莫门特扯上了关系，并一起成立了sunLogic。
戴夫·丹哈特是sunLogic的第二位雇员。他在一家电脑业公司从事软件开发工作，后来进入了公司的管理部门，担任过公司的经理助理和市场开发主任等职务。据其回忆，该公司前期以阿特威克3D软件为动力，而且软件也由于微型计算机的崛起，不断更新迭代。当时的主要产品是以微型计算机控制的打印机和激光照排机等。丹哈特说:「布鲁斯和斯图销售的东西基本上就是一个用于微型计算机的3D软件包」。他认为,「微型计算机在今天已成为一种重要的工具、一种新产品和一项技术革命」。「Tandy公司的TRS-80就是一个微型计算机，我想那时Apple II已经出现了」。
阿特威克经常发言,sunLogic的软件可以用于「飞行模拟」,这一提议引起了观众的惊呼。它能将我们驾驶飞机的感觉展现得如此逼真，以至于我们能够想象出飞行员们的真实姿态和动作。透过一台计算机，显示出翱翔于大地之上的角度？这是个大胆而又令人着迷的想法。多数人都从来没有见过这种事情。在过去，它只是一种想象，而现在它已变成了现实。受听众启发，阿特威克下定决心要把它变成事实。
《飞行模拟器》演变，从左到右依次位于Apple II上、雅达利和微软Dos上的效果|JOSEF HAVLIK和微软
因此1979年岁末，《飞行模拟器》在苹果II和TRS-80上推出了，所用图形为线框图形，以及个位数帧率等。它将飞行员从复杂而枯燥的数字游戏中解脱出来，让他们能够更轻松地操作计算机模拟各种空战场景。它既不说明实际空域，也不说明现代飞机。这款游戏以第二次世界大战为背景。相反，玩家驾驶的是第一次世界大战时期的双翼飞机，原型为著名的索普威斯骆驼（Sopwith Camel）。这款游戏以二战为背景，是一款经典的空战题材类网络游戏，也曾获得过许多荣誉，如当年的最佳动作机、年度优秀游戏奖以及当年最受欢迎的十大热门游戏之一等等。但同时期其第一人称3D视觉效果却代表着那个时代先进水平，甚至早于Atari《战地（Battlzone）》之类更为有名之作。
丹哈特说,「很早的时候，布鲁斯就看到了《飞行模拟器》的潜在市场。当微处理器变得普及的时候，布鲁斯的机会就来了」。就像布鲁斯说的,「如果我把我的这个模拟飞行的想法放到更便宜的电脑上，让其运行，这一定是有市场的」。
布鲁斯说得对。1982年9月，《计算机游戏世界》杂志便将《飞行模拟器》作为至今的第四款畅销产品。
IBM公司对其PC平台表现得十分向往，于是与sunLogic取得联系,期望能在其新硬件中安装《飞行模拟器》。同时对IBM PC DOS微软进行了深度发展，还赶紧打电话过来了，也有相似的需求，但是，提出了较好的情况。
最后微软与sunLogic合作，拿下《飞行模拟器》许可，尽管布鲁斯可以在未来的几年里，继续占有自己的企业。
《微软模拟飞行》于1982年岁末出版，并且在接下来的数月中不断进行优化，也是微型计算机发展的一个体现。该软件是一个交互式图形用户界面系统，提供给用户多种操作模式，包括鼠标控制、键盘和屏幕切换等功能。页面动画由单色改为彩色（在硬件合适的PC端），显示刷新率提高至15帧/秒。此外，画面更加清晰和稳定，而且有足够多的细节来支持游戏中各种复杂场景。一位评论家称《微软模拟飞行》的体验「非常流畅」。
在游戏中，玩家可以在四个真实世界的地区驾驶塞斯纳182飞机（Cessna 182），包括芝加哥和西雅图。
历史上首次出现，人都能在家里，利用电脑来完成当飞行员这个梦吧—游戏里开着一架现实飞机，在现实地形上航行，以真实机场为原型进行起降。
这种真实感被扩展为飞行模型（Flight Model）的真实感，它采用了一个有效的技巧：查询表（lookup tables）。在早期的计算机上，人们通常只能得到一些关于物体运动状态和速度方面的数据信息，而不能直接从这些数据中获得更多的有关物体形状、位置等方面的知识。其原因是早期IBM电脑不能支持实时计算飞机受力。因为当时还没有人能够直接在屏幕上观察出飞机受到任何方向和大小的力的情形，因此只能通过一些粗略的数据来判断飞机是否会被撞到或折断。不过好在飞机制造商们能帮我们解答这个问题，这就为sunLogic的发展奠定了可延展的根基。
丹哈特表示:「基本上，当您输入要求时，模拟器只需进行一次搜索即可输出结果。」。我们知道，任何一个数据库都包含了许多不同类型的数据项，而且每一项数据项又具有各自独立的结构。「现在，由于分辨率和内存的限制，你不会有一个超大的查询表，但是你可以有一种中等大小的，甚至是小的查询表，你还可以在数据点之间做修改」。
借助飞行模型（flight model）,sunLogic拓展了仿真范围。
《微软模拟飞行2.0》（1984年）模拟了整个美国，《微软模拟飞行3.0》（1988年）加入了盖茨里尔喷气机25（Gates Learjet 25）和大量的机场，《微软模拟飞行4.0》（1989年）增加了包括天气在内的随机事件。
《飞行模拟器》从1995年到2022年持续的画面演进过程|JOSEF HAVLIK和微软
1993年《微软模拟飞行5.0》推出新杀手锏：材质系统（textures），从视觉上推翻了这场比赛。在这个全新的概念中，我们看到飞机与地面环境有了更多的关联和不同。在这以前，机场间土地用一片片色彩来表达，绿色代表着森林，灰代表城市，蓝代表水。
现在材质系统（textures）又给出了一些新细节。这些细节可以让我们更好地理解飞机的性能以及如何操纵它们。从《微软模拟飞行5.0》开始，这些详细内容都基于卫星图像。这是因为卫星图像可以直接显示出飞机上各种部件和设备的形状、位置以及它们之间的相对关系等信息，而不需要再去绘制复杂的图形。也正因为如此，《飞行模拟器》将成为许多人通过实时三维软件观看卫星图像的最初契机。
《飞行模拟器》市场的第一个十年，是一个稳步上升的阶段。这期间，飞行模拟器行业经历了从“飞机制造”向“飞机仿真”转变的过程，这也为后来的发展奠定了基础。然而在它的背后，始终是暗流汹涌，阿特维克和莫门特经常发生分歧。至1980年前后，两人各自上班，莫门特白天，阿特维克的夜晚。在这个过程中，他们之间产生了很多矛盾。而且终于到了80年代后期，这一分裂是永久的，阿特维克在离开了sunLogic,又成立了Bruce Artwick Organization（BAO）。1988年，《模拟飞行3.0》亦成为最终归于sunLogic。
或许，就是由于这样的隔阂，阿特维克在1995年决定把《飞行模拟器》卖给微软。尽管，它并不能被阿特威克所确认，不过，知情工作人员披露，多了个突如其来，却又不失出人意料的决定，尽管阿特威克已经花了近二十年的时间致力于这项业务，尽管该团队与微软也有分歧。
在微软收购前一年，保罗·唐兰担任BAO的集团经理。他说,「我认为最终微软想要《飞行模拟器》的绝对控制权，而不是阿特维克持有它」。「我们是一家小公司，我们按照小公司的规则行事，而这有时会给微软的人带来困扰。我们很容易说不，这让他们感到非常沮丧」。
02
微软当权了
在Windows95操作系统出现的今天，《微软模拟飞行》新的一页随之揭开。它以崭新的面貌向人们展示了一个全新的、充满魅力的电脑软件世界。在Windows 95绚丽的发布会上，杰伊·雷诺凭借媒体属性说服了消费者,「是时候让MS-DOS电脑退休，并购买Windows电脑了」。在他看来，这只是一种策略，而不是真正要把游戏推向市场的目的。（顺带一提，正是这种推动使游戏进入了我的视野：用于Windows 95的《微软模拟飞行》与我家的第一台Windows 95电脑捆绑在了一起）。
把《飞行模拟器》迁移到Windows中，可不是件小事。它是一个全新的软件项目。游戏在MS-DOS以及80年代初期根深蒂固，越来越玄妙的软件开发实践等。它是一种以“真实”为基础而又充满了神秘色彩的系统仿真软件。Windows 95理论上能运行MS-DOS应用程序，但是它不适用于《飞行模拟器》的制作。
sunLogic公司丹哈特解释道：事实上，迄今为止这一步《飞行模拟器》并没有实际使用微软操作系统：当您将软盘插入软驱时，软盘将被激活。「我想《飞行模拟器》是在微软最小的MS-DOS上运行，但只是启动运行，然后就不理会MS-DOS了」。就连研究小组也对Windows系统的早期版本表示抗拒，由于他们怕《飞行模拟器》拖得太慢。
但是如今微软上台执政，败北不行！
保罗·唐兰的记忆,「当我们进入Flight Sim 95时，有一个巨大的端口」。在这一转变过程当中，他看到了一种新的编程方法，它将成为未来软件开发的主要工具之一。他认为现任洛克希德公司（Lockheed）的Prepar3D模拟平台的软件工程师迈克·施罗特，扮演指路人。「我不能说这对所有的事情来说有多重要，但很多代码都从汇编语言（Assembly language）移到了C语言中，这其中的工作量是巨大的」。
将《飞行模拟器》搬到Windows上，在微软劳作文化中进行了第一次尝试。也仅仅是在一定程度上取得成功，由于审查人员认为，再快家用电脑都有性能问题。事实证明，《飞行模拟器》团队对Windows处理「模拟」的能力的担忧，不是没有根据的。虽然它提供许多优秀的软件和服务，但其缺点却不容忽视——无法与真实系统兼容、不能支持实时交互以及不具有良好的安全性......这些都是目前《飞行模拟器》所面临的主要挑战。尽管如此，《飞行模拟器》仍是微软为扩大Windows 95的媒体影响力，而且是必不可少的「噱头」。
研究小组对《飞行模拟器98》视觉效果倍加研究，通过使用3D硬件加速，再一次促进尖端技术的发展。目前，他们正在开发一套新的测试方法，以确保能更好地模拟真实飞行环境。检测负责人哈尔·布莱恩说,「这项工作需要花很长时间来测试各种3D加速器，这些加速器还没有形成共同的标准」。在过去一年中，该项目共进行过两次大型测试。幸运的是这些考试有一些收获，《飞行模拟器98》使评论家们关于虚假性能的不满得以平息。
另外，使用者还得益于CD-ROM、DVD-ROM等媒体的崛起，它们是游戏中较为细致的材质系统之一（textures）、地形数据更加丰富，和较快的数据传输速度，为其发展提供空间。
游戏画面《飞行模拟器》四十周年版|Steam
杰森·丹特最初受雇于微软的《安卡塔世界地图集（Encarta World Atlas）》，不久便转向帮助《飞行模拟器》进行有关研究。他说，在完成任务时，他发现许多地图上没有显示出真实的地形和地貌，而是出现了大量的虚景、空洞等问题。卫星图像提高模拟器视觉效果，但是，它的资料还比较简陋,「边长大约在4到16公里之间」。这意味着，当你从地图上看到一个国家时，可能只看到一片平原或丘陵地。人迹罕至之地，整座山脉消失殆尽。这意味着这些地区的地表状况是完全不同的。为避免这一空白，丹特及其同事综合了卫星图像和土地使用数据，同时给出了规模与精度的关系。
《飞行模拟器2000》对上述工作进行了奖励。它提供了一种新的，可重复使用的工具来模拟全球范围内的各种天气条件和复杂地形环境，从而帮助飞行员更好地理解飞行任务并进行更精确的操纵。《飞行模拟器2000》是技术里程碑：整个地球是按1公里的比例尺绘制的。这将对我们未来的飞机设计产生巨大影响。督导团队的工作室经理斯考特·贝勒斯说,「早期的效果演示让比尔。盖茨惊呆了」。
据贝勒斯回忆，给比尔·盖茨看完这个软件，里面有地球上所有机场，盖茨回答道,『你胡说八道，那是我听到的最蠢的事。』。贝勒斯强调,「这是比尔·盖茨最高形式的赞美。根据微软的八卦，如果比尔·盖茨对你说这句话，那么你就成功了」。
而在一段时间里，《飞行模拟器》的确是成功的。它成为了全球最受欢迎的软件之一，并在许多国家被翻译成多种语言。新版荣登畅销榜榜首。这其中当然包括《飞行模拟器》的作者。《飞行模拟器》团队也更名为Aces Game Studio,同时，也创立或承包经营《微软模拟战斗飞行》、《微软模拟太空飞行》及其他衍生产品。
甚至有传闻说，说微软将打造通用、全球规模模拟平台，这最终成为了微软的企业模拟平台（Enterprise Simulation Platform,ESP）。尽管,ESP的历史只有短短几年的时间，被洛克希德-马丁公司（Lockheed Martin）授权用于其Prepar3D仿真平台。这也是一个在业界具有里程碑意义的事件。现在回想起来,ESP像创建一个数字双胞胎以模拟并复制真实世界努力的开拓者。
不过《微软模拟飞行》也遇到了麻烦，而从微软公司里面，这是Xbox游戏机。它不是在网上出售，而是以一种游戏方式出售。微软在2001年推出Xbox,是为了对抗索尼2000年发布的PlayStation 2。它是一种便携式、具有联网能力和游戏功能的电脑系统。它有一个DVD驱动器，并可通过配件与互联网相连。这使得它能支持更多游戏和应用，但同时也增加了对用户体验和成本方面的压力。微软害怕某些消费者认为它是PC的低成本替代品。
布莱恩说,Aces Game Studio曾探讨过将《飞行模拟器》引入Xbox。该公司希望能在不久后推出一款全新的产品来吸引玩家，并使他们能够使用这种设备进行各种模拟操作。但是由于这个方案要求对键盘、鼠标控制方式进行调整，使之与游戏手柄相适应，并遭到了重重障碍。他表示，虽然在开发过程中遇到很多困难，但是《飞行模拟器》还是被成功推出了，并成为众多玩家喜爱的产品之一。贝勒斯相信这使得Aces Game Studio与微软出现裂痕，他很遗憾未能在Xbox版《飞行模拟器》上更加用力。在《飞行模拟器》中，玩家可以看到许多不同类型的武器系统，包括各种战斗模式和其他元素，这些都是未来所需具备的功能。「我认为我们最终会得到一个更强大、更灵活、更健全、更适合未来的引擎」。
Aces Game Studio在以Xbox为中心的微软游戏部门中独立。它将会如何发展？不难发现，在2008年金融危机倒逼整个企业裁员之际，更是首当其冲。对受灾群众，这句话让人恨意外，却让人觉得很多年了，其中有些人接受微软这一决定，这无可厚非，由于模拟器上一个迭代可谓停滞，集中注意以往的长处，却忽略了一个全新的舞台。
裁员之初,sunLogic雇员丹特也在场，他为工程画上句号。他是个非常优秀的人，在这里工作了三年，现在他已经有了一个新办公室，并且已经有两个月没有离开过这里。他留了下来，把工作室里的作品归档，结束了《飞行模拟器》时代。
03
涅槃重生了
约尔格·诺伊曼，微软资深员工，从事一个名为HoloTour的HoloLens项目。他曾为一家大型旅游网站设计了一套系统，用来提供一种虚拟漫游体验，帮助用户更方便地浏览世界各地不同地区的自然风光和人文风情。这是一本身临其境的虚拟现实旅行指南，其中有鸟瞰视角，如秘鲁马丘比丘。但是，这一工程也遇到了难题，尤以马丘比丘为甚，小组实际得到的数据比预想的要少很多。
诺伊曼说:「很明显，即使有现场照片，要做一个完整的、漂亮的三维模型也是非常困难的」。「针对这一点，我们只是说，为什么我们不直接让飞机飞过头顶，给我们提供激光雷达数据和适当的摄影测量」？其实，这个想法并没有错，因为激光雷达与摄影测量在许多方面都可以互相取长补短。（激光雷达是一种基于激光的技术，用于估计物体的范围，而摄影测量则是从照片中提取的三维信息）。
《飞行模拟器》中的Cessna C172飞机|微软
尽管，这架飞机并不在上空掠过，但是诺伊曼却改变了看法。他认为，他所看到的是一种新的模式，而不是传统的那种，它将成为未来发展的方向之一。他认识到微软已拥有一个完善的解决方案，即《飞行模拟器》。在过去几年中，他一直想做一个飞行模拟游戏。「其实，这个想法一直都在我脑子里。我们应该尝试通过空中数据来增强我们的游戏世界」。
诺伊曼使用了必应（Bing）提供的资料，制作了塞斯纳飞机（Cessna）飞越西雅图的演示，就像当初微软《飞行模拟器》里的飞机一样，城市也一样。甚至是那初期，又显得十分壮观。这一工程已经有所进展，事实证明，丹哈特的纪录同样珍贵。
诺伊曼表示,「代码库及项目归档工作完成良好。」。这是因为在开发过程中，我们会使用许多不同类型的代码来进行测试。这些编码发送到了Asobo工作室，即HoloTour项目主要研发人，并且用来预留和《模拟飞行X》第三方飞机兼容，它是Aces Game Studio发布的最后一次迭代。
《飞行模拟器X》也保留着一种（legacy）的传承模式，能启动老飞行模型，保留着那可追溯到1982年前的世系。
现在，大多数《飞行模拟器》的玩家都会喜欢默认的「现代」模拟，它的模型飞行表面高达1500个。在这些真实飞行表面上，飞行员必须通过不断地调整自己的身体来适应复杂的环境条件。仿真中各点的气流不仅由飞行器的速度和设计确定，并受周边环境状况的影响，比如天气，以及附近地形等。
这一模拟水平,1982年难以想象，但是，现在却能运行于任何近期中端AMD和Intel处理器。
哈尔·布莱恩注意到，以前的仿真都会在极端条件下瓦解，如失速，旋转等，这使得飞机的性能显得呆板和太可预测了。他很清楚是因为自己之前是这么考验这玩意儿。现在他又提出了一种全新的模拟方法，这种模拟方法将有助于我们更好地了解飞行中的一些细节。新模拟能准确模拟出很多面的气流，由此可判断失速将从什么时候开始发生，和会不会成为旋转。
尽管在《飞行模拟器》中,Bing数据对于建立游戏世界是非常有用，但是，这支队伍依然遇到障碍，毕竟，并非寸土寸金，摄影测量数据优质。
为弥补上述不足,Asobo使用Blackshark.ai的机器学习技术，把摄影测量数据与卫星照片结合起来，转化为「地球表面复刻」。
Blackshark.ai的技术是基于卫星照片的，自动建立建筑物，以及适当位置增加建筑。该系统能使人们从复杂而杂乱的背景中快速找到感兴趣区域。机器学习也可以校正图片间颜色的变化，在排除云层与阴影的情况下。
在2020版《飞行模拟器》里，下面这座城的照片清晰可见|微软
Blackshark.ai的首席技术官Arno Hollosi说,「我们希望有独特的建筑，基本上你通过程序性生成来实现，它会收集建筑脚印、屋顶类型、屋顶颜色、分区、建筑密度等其他信息」。他在过去一年中对这个地区进行了一系列调查研究，并将他们搜集到的数据和当地专家一起绘制成一个地图。这些数据随后由一个与地理区域风格相适应的原型（archetypes）进行了修正。最终，它就会成为一个真正的建筑模型，并展示给用户。其结果就是，各种各样的3D建筑至少从离地面一千多米的地方看是真实的。建筑师们能将他们自己设计好的建筑物以类似于真实环境中一样的方式呈现给大众。这一技术也能勾勒出一个小的社区，就连无人管理的农村房屋与建筑也不例外，这是艺术家们在逐一添加建筑时，永远也做不到的。
即便如此，微软如今的模拟也并不完美。在这个世界上，有许多地方需要模拟飞行来保证安全和效率。一个城市街道也许看上去很对，但是你家也许没有。即使是最先进的技术，如果没有一个完善而高效的空管系统来管理这些复杂的问题的话，就很难实现其目的。仿真后空中交通没有实际情况下那么热闹。模拟的天气经常会被错误地认为是真实的。仿真空中交通管制信息通常也不够精确或者没有，中型机场尤其如此。由于这种原因，模拟的飞机可能会被错误地引到危险区域。模拟出的气候常常令人叹为观止，美不胜收，但是，这仅仅是对真实世界的一种模糊的摹仿。针对上述问题进行了研究，正如《飞行模拟器》中很多附加功能，要有新技术作支撑。
不过《微软模拟飞行》中的核心结果之一不容否认：它让全世界都装在电脑里。这款游戏不仅让我们有机会体验到空中驾驶飞机的乐趣，而且还能让我们感受到这个时代人们生活中发生的巨大变化。甚至还能通过微软在智能手机上使用xCloud流媒体应用，把全世界都装在自己口袋里，让所有掌握现代智能手机者都能下载《飞行模拟器》，在全世界「自由翱翔」。
贝勒斯表示:「我们的野心就是要复刻全世界。并且，我们的确这样做了！」