根據OVUM評估，2006年手持裝置的娛樂產值將高達四十億到一百五十億美金之間。所有相關的研發廠商都看中這塊肥美的產業大餅，對這未來的產業投注下許多心力。如果讀者不太清楚天天使用的手機中，有了什麼樣的新發展，希望下文能提供您一些新知。

3D技術的硬體限制

3D裝置向來給人高耗能、高硬體要求的感覺，因為在PC上的3D相關裝置的確如此。吃電猛、溫度高不說，一片高階的顯示卡還需要特別裝個風扇來吹，如此才不會因為過熱而損壞或無法動作。這樣的東西要是放到了PDA或手機裏面，就算供電充足，讀者也很難拿著一個攝氏50度以上的熱源，開心地享受高級的遊戲畫面。假如再把電池使用時間考慮進去，玩不到二分鐘就要換電池或充電的感覺，絕不是件愉快的事。

3D技術的軟體規格

考慮以上種種問題後，手持裝置的作業系統一開始都不把3D功能列入考量，更不要說支援了。隨著硬體的演進、系統的耗能降低、運算速度增加，以及使用時間卻變長，複雜的3D遊戲才總算有在手持裝置上實作的可能。

作業系統不支援，又沒有專用3D硬體，所以早期手持裝置上的3D是採用軟體程式庫的方式構成，靠著CPU的運算能力來繪製3D畫面。遊戲開發廠商採用這些程式庫，就可以很容易的在手持裝置平台上設計出3D遊戲，而往後也可以透過同樣的程式庫介面來支援新的3D加速硬體。如Superscape、Hi Corp和Fathammer等公司都是這種程式庫介面的代表性廠商。

Nokia所發表的機型N – Gage就是一個支援3D遊戲的例子，PC上的動作遊戲「古墓奇兵」就有N – Gage的版本，如(圖一)。

《圖一　N – Gage版本的古墓奇兵》

類似的產品還有另一家手機公司Sony Ericsson的P800，它可以執行Vasara公司的3D遊戲MIB II – Alien Pursuit，如(圖二)

《圖二　Sony Ericsson P800的MIB II – Alien Pursuit》

目前這樣的市場需求已經很明顯了，而手持裝置的作業系統自然不能再視而不見，於是作業系統的廠商在這個領域裡，紛紛投入大量的人力研究，並發表新的規格。這些廠商包括在PDA上著力的Windows CE、Palm OS等、手機的作業系統Smartphones、Symbian等，以及還有一個想要一統江湖的Sun Java。

Direct3Dm

在手持設備的作業系統中，Windows CE／PocketPC和Smartphones都屬於微軟的陣營；不過一直在PC市場稱霸的為微軟自然也不會想放過這個市場，是它們於把在PC作業系統上的成功經驗，拿到手持設備的市場上應用。在3D方面，微軟在軟體上最成功的經驗就是Direct3D。將Direct3D精簡後，以染色器（Shader）為主幹，構成了手持裝置平台的Direct3Dm，而m所指的就是Mobile。

和Direct3D一樣，Direct3Dm也是採用COM的架構來設計。熟悉Direct3D的遊戲開發商，應能很輕易地把遊戲移植到Direct3Dm上。當然除了容易移植外，完善的開發平台也是這些遊戲廠商中意的一點。因為微軟提供的.Net平台，可以讓這些遊戲在PC上完成開發及部份測試，不需要在浪費時間在實機上Debug。

Direct3Dm是這個市場的生面孔，詳細確定的規格仍在準備中。不過靠著微軟的名號，目前已經有硬體廠商配合開發晶片了。這些廠商也是微軟在PC上的合作伙伴，其中包括nVidia和ATI。nVidia發表的AR10宣稱已經支援Direct3Dm，過些時日應可見到產品的展示。

OpenGL ES

OpenGL向來是專業3D繪圖函式庫的標準界面，雖然在PC遊戲市場聲勢不如Direct3D，但在PC以外的繪圖市場仍是許多廠商的最愛。也因為OpenGL過於專業，提供的函式既多且亂，實作起來相當複雜，較不適合手持裝置這樣容量精巧、運算能力有限的平台使用。

Knronos Group針對這樣的需求，把OpenGL 1.3版的內容再簡化，推出了OpenGL for Embedded System（OpenGL ES）1.0版。OpenGL ES推出的時間比Direct3Dm早，基本介面又和OpenGL相差無幾，所以許多手持裝置遊戲程式庫和硬體晶片多半都支援這個規格，且在相容性上會比一些新規格更有保障。Khronos Group的目標，不只是把OpenGL帶到手持裝置的世界，他們更希望能讓OpenGL ES成為手持裝置的顯示標準。

《圖三　OpenGL ES的產品展示》

為了達成這個目標，OpenGL ES除了基本的3D繪圖函式，還有圖形、影像等多媒體處理能力。而按照這個規格設計的軟體，都能整合在一個平台上使用，且具有平台間的移植能力。OpenGL目前已往版本2.0發展，而OpenGL ES仍是1.3延伸出來的產品，但隨著OpenGL的進展，會將發展中新增的特色一一附加到OpenGL ES上。不過確保這些新功能的支援要素，還是要靠硬體能力的增加。

J2ME

Sun Java最早推出的訴求，就是能夠在不同作業平台上執行一致的Java程式，且不需要再經過重新編譯等過程，就可以達到跨平台的要求。然而遇上手持裝置這樣的小平台，Java體積略大的函式庫及執行環境就成為一種負擔了；此外，手持裝置需要經常在網路上傳輸資料或下載程式執行，和一般作業平台又有所不同。為此，Sun在2002年發表了Jave 2 Micro Edition（J2ME），這是專門針對行動裝置設計的語言，再加上Mobile Information Device Profile（MIDP）的功能，使得J2ME的程式能透過MIDP，來支援手持裝置上的各種輸出入界面；當然也支援圖形、網路等功能。

《圖四　J2ME的應用圖》

J2ME的程式又稱為Java MIDlet，和我們常見的Applet不一樣。它的體積非常地小，也和Java Applet同樣能在所有支援J2ME的平台上執行。MIDP之所以擁有這樣跨平台支援硬體的特性，是因為MIDP是架構在Connected Limit Devices Configuration（CLDC）之上。CLDC解決了不同硬體的相容問題，並提供界面給MIDP使用，所以使用MIDP的MIDlet，就有了跨平台執行的能力。

這樣為手持平台打造的語言，又有跨平台的功能，使得J2ME推出後大受歡迎，各式手機和PDA幾乎都支援J2ME。也因為本身具有多媒體的處理功能，用J2ME來設計遊戲可以省去開發不同平台版本的成本，所以一開始吸引了不少廠商和研發人員投入。

儘管J2ME有著崇高的理想，但在最初規格訂定上卻略嫌短視。MIDP 1.0的圖形處理功能上不盡理想，在3D支援上更是薄弱，並不能滿足開發人員的要求，以至於許多廠商開始開發自己的MIDP版本，以求支援更多的圖形及3D功能。例如Aromasoft致力於將OpenGL ES帶到J2ME的世界中，以及日本NTT DoCoMo也發展了DoCoMo Java（DoJa）加強多媒體特效，而DoJa 2.0版則連3D也納入了。

身為Java主要大廠的Sun也從善如流地加強了MIDP，並訂出2.0版的規格，加入了稱為Game Package的多媒體函式庫，以加強遊戲開發方面的功能。不過最後，3D功能還是納入J2ME的懷抱，成為Mobile 3D Graphics API for J2ME（JSR184）的規格。以上討論的種種並不是什麼秘而不宣的事，任何有興趣的研發人員，都可以到Sun的官方網站下載MIDP的SDK回來使用。

3D技術在硬體上的改進

要在行動裝置上使用3D，硬體就是一個門檻，沒有強力硬體的支援，即時3D功能形同空口白話。基於這點，目前很多公司針對3D的效能改善紛紛有了動作。如發展XScale系列的Intel公司，已經發表了工程代號Bulverde的PX27x晶片，時脈最高可達624Mhz，還有內建的Wireless MMX技術。這樣的能力比起早期一些Pentium PC還要強大的多，當然也能執行一些3D運算。

有了硬體，Intel於2004年2月和Superscape公司合作，針對Superscape的Sweve Mobile 3D Graphics API最佳化，加強軟體面的配合。以筆者個人經驗，400 Mhz的XScale在執行簡單3D Game的能力已經十分出色，解析度為320x240時不會有停頓等情況。不過在640x480的解析度下使用624Mhz XScale，並配合Wireless MMX的效果會如何呢？十分讓人期待。

在顯示晶片方面，PC繪圖晶片的大廠nVidia推出的是GoForce系列，支援圖形及影像的壓縮及解壓縮，並主打行動裝置的視訊會議等功能；在3D方面則推出AR10，強調支援OpenGL ES及Direct3Dm。

不過nVidia的對手公司ATI，早已在行動裝置上推出代號為Imageon的一系列晶片，功能與nVidia的GoForce相仿。其中Imageon 23xx系列，更是擁有處理3D能力的強大晶片。從這裏可以看出，PC上繪圖晶片的兩大龍頭，對手持裝置市場抱持著十分積極的態度，當然也希望他們的競爭能給消費者帶來更物美價廉的產品。

其他PC上的繪圖晶片設計公司如XGI圖誠或威盛的S3等，目前仍沒有對外放出消息，據了解應該也是在籌劃中。若這兩家公司加入戰局，可以期待全3D化的手持裝置時代將會很快地來臨。

原先就在手持市場發展的Motorola和TI等公司也沒在3D上缺席，去年底Morotola就發表了i.MX21處理器，能加強影像及繪圖顯示的效能，支援OpenGL ES、Superscape、Hi Corp和Fathammer等繪圖函式庫；TI則在今年初，針對3G手機發表了OMAP 2晶片，加強多媒體效能和每秒可處理200萬個2D／3D的多邊形繪圖加速器。

行動3D的未來與趨勢

手持裝置的3D發展談了這麼多，也有相當的成果，但實際上卻很少見到有人在這些小螢幕上玩起3D電玩，這也難免會讓人質疑手持裝置上的3D遊戲是否真有市場。的確，即使是現在PDA 320x240的解析，對大部份的人來說仍是十分粗糙；而支援640x480解析度又有3D功能的手持裝置，更是難以負擔的天價品，成本要壓低和普及都是件很難的事。最讓人質疑的是小小手持裝置，要3D何用？了不起是台高級的小型電動玩具。

沒錯，手持裝置的3D功能，目前主打多為娛樂市場，但放大眼光來看，其實手持裝置的晶片，如Intel、Motorola等，都已經開始可以外接的顯示裝置，解析度也很高。這表示以後做簡報或有任何相關需求，使用者可以帶著手持裝置，再找個大螢幕就能使用，比筆記型電腦更具機動性。

回到娛樂的領域來說，手持裝置的遊戲仍在發展階段；目前有很多規格仍在發展中，像Direct3Dm就是其中之一。不過一旦Direct3Dm等發展後，就能大量的移植PC的遊戲到手持裝置上；接下來再配合手持裝置的便利性，線上遊戲等也有機會出現在手持平台上，其帶來的產值十分驚人！

手持裝置雖小，研發其中技術要投入的人力物力卻十分地高，而省電和高效率的要求，更是一般PC晶片的數倍。在末來發展的方向中，應用方式是所有軟硬體廠商正在摸索的事。如果讀者還沒有機會接觸3D的手持裝置，別心急，那只是時間還沒到罷了。

對筆者來說，手機真的純粹只是講話用，記事功能則委任給筆者的PDA處理，因其畫面大又方便，不過對別人來說就不一定了。在手機螢幕變大和色彩豐富後，這個手機使用的需求將會顯得更明顯。

根據統計，日本、韓國在手機娛樂市場的開發最為先進，其產值也最高。而這個風潮也漸漸地影響到歐洲、美洲等地。但行動3D技術的需求太高，價格也很難平易近人，再說手機目前的解析和螢幕大小，讓3D遊戲沒有太大的發揮空間；所以目前要推廣和普及化，實在有一定的困難度。

（資料來源：資訊工業策進會多媒體技術實驗室及Wireless playing to Win：OVUM歐洲首席電訊IT產業顧問公司於2002年發表）

＜作者為電子產業研發工程師＞

延 伸 閱 讀

PC繪圖晶片市場打的火熱的ATi與nVIDIA，看好移動裝置市場的無限潛力，早已將戰線 拉至移動裝置市場，推出可攜式裝置專用的媒體處理器（Media Processor）及3D加速器（3D Accelerator），讓手機廠商加入這類晶片，以提升繪圖效能，成為媲美掌上遊戲機的萬能手機。相關介紹請見「下一代手機遊戲平臺ATi領跑」一文。 不久前，幾個不同的開發者團體私下研擬了兩個規格草案，一個是OpenGL ES（嵌入式系統），另一個是Java行動3D API；這兩種規格一起作業時，可為手機業界提供一種軟體圖形標準。你可在「OpenGL ES與Java行動3D API的趨勢與分析」一文中得到進一步的介紹。 過去，在小小的手機上執行3D遊戲是個不可能的任務，不過這幾年來已經有多家軟硬體 大廠開發出Mobile 3D技術，讓行動3D遊戲可以實現。在相關標準部分，目前有個Knronos Group正在定義適合行動終端設備上的3D繪圖函式庫標準界面 – OpenGL ES，而在Java部分則有Mobile 3D Graphics API for J2ME (JSR 184)的標準正在審定中。在「行動遊戲平台發展趨勢」一文為你做了相關的評析。

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