تلاش باستان‌شناسان دیجیتالی برای رمزگشایی از یک بازی ویدیویی اسرارآمیز

«شما و تیمی از باستان‌شناس‌ها در گورستانی از زامبی‌ها گرفتار شده‌اید.» موقعیتی رقت‌انگیز. این سناریوی بازی Entombed یکی از بازی‌های Atari 2600 است. گوردخمه‌ها مکان‌های خشنی هستند؛ یک هزارتوی دوبعدی و نزولی که بازیکنان برای فرار از زامبی‌ها در آن حرکت می‌کنند. اما این بازی به کابوس باستان‌شناسان دیجیتالی تبدیل شده است.

Entombed که در سال ۱۹۸۲ منتشر شد، بازی چندان پرفروشی نبود و امروزه هم به دست فراموشی سپرده شده است؛ اما به‌تازگی دانشمندان کامپیوتر و باستان‌شناسی دیجیتالی تصمیم به تفکیک کد بازی و بررسی ساختار آن گرفته‌اند.

به‌گفته‌ی جان آیکوک از دانشگاه کالگاری آلبرتای کانادا، Entombed همیشه جذاب و اسرارآمیز بوده؛ اما از آنجا که در گذشته به شهرت بالایی نرسیده، سوژه‌ی تحلیل و بررسی عمیق هم قرار نگرفته است. به همین دلیل، آیکوک و همکار او، تارا کوپلستون در دانشگاه یولک بریتانیا Enombed را به ۵۰۰ عنوان دیگر کنسول بازی Atari 2600 ترجیح دادند و آن را به سوژه‌ی پژوهش خود تبدیل کردند.

کوپلستون و آیکوک از باستان‌شناسان بازی‌های ویدیویی هستند که به بررسی بخش‌های فراموش‌شده‌ی نرم‌افزاری و تفکیک آن‌ها می‌پردازند؛ از میان این بخش‌ها به سرنخ‌هایی درباره‌ی اولین روزهای بازی ویدیویی می‌رسند. پرده‌برداری از راز این بازی‌ها می‌تواند به برنامه‌نویس‌های امروزی کمک کند.

بسیاری از بازی‌های ویدئویی امروزه به کالای مجموعه‌دارها تبدیل شده‌اند و در ازای صدها و حتی هزاران دلار می‌توان به آن‌ها دسترسی پیدا کرد

آیکوک و کوپلستون هم مانند کاوشگرهای شجاع گوردخمه‌ها به‌دنبال آثار باستانی در Entombed بودند. نتایج آن‌ها فراتر از انتظار بود: آن‌ها موفق به یافتن یک بیت کد اسرارآمیز شدند که قادر به توصیف آن نبودند. به نظر می‌رسد منطق پشت این بیت برای همیشه گم شده است.

به سمت هزارتوها

بازی‌ به سبک هزارتو در اواخر دهه‌ی ۱۹۷۰ و اوایل دهه‌ی ۱۹۸۰ رواج پیدا کرد اما هر برنامه‌نویس روش خود را برای ساخت هزارتو داشت. در عصر آتاری ساخت بازی نیاز به مهارت بالایی داشت زیرا سیستم‌های کامپیوتری که قادر به اجرای چنین بازی‌هایی بودند، محدودیت بالایی داشتند.

اما چگونه می‌توان برنامه‌ای کامپیوتری برای جلوگیری از تولید بی‌رویه‌ی هزارتو یا به بیان دیگر پلانی نفوذناپذیر ساخت؟ آیکوک به دشواری مسئله کاملا آگاه بود و تصور می‌کرد در اعماق Entombed به فرآیندهای هوشمندانه‌ای رسیده است. او می‌گوید:

الگوریتم هزارتوی این بازی درست مانند یک لانه‌ی خرگوش بود. هرچقدر بیشتر به آن نفوذ می‌کردم، به نظر می‌رسید نکته‌ی منحصربه‌فردی در مورد این بازی وجود دارد.

آیکوک متوجه شد، هزارتو براساس یک توالی ترتیبی ایجاد شده است. بازی با ترسیم هر مربع جدید هزارتو تصمیم می‌گیرد دیوار یا فضایی برای حرکت کاراکترهای بازی بسازد؛ بنابراین هر مربع باید مقدار «wall» (دیوار) یا «no wall» (فاقد دیوار) یا به عبارت دیگر بیت‌های ۰ یا ۱ را بگیرد. الگوریتم بازی با تحلیل یکی از بخش‌های هزارتو به‌صورت خودکار تصمیم‌گیری می‌کند. این الگوریتم از یک کاشی پنج مربعی استفاده می‌کند که مشابه آجرهای بازی تتریس است. این کاشی ماهیت مربع بعدی در هر سطر را مشخص می‌کند.

اما بخش جذاب ماجرا چگونگی این فرایند است. منطق اصلی تعیین‌کننده‌ی مربع بعدی در جدول مقادیر احتمالی نوشته‌شده در کد بازی قفل شده است. جدول براساس مقدار کاشی پنج‌مربعی به بازی می‌گوید، هر کدام از مقادیر wall، no wall یا تصادفی یکی از این دو را انتخاب کند.

ریشه‌های گمشده

شاید روش ساخت جدول به نظر ساده بر‌سد اما در واقعیت کسی تاکنون موفق به محاسبه‌ی آن نشده است. آیکوک و کوپلستون تلاش کردند جدول را مهندسی معکوس کنند. آن‌ها برای پی بردن به نوع طراحی جدول‌ها به‌دنبال الگوهایی در مقادیر رفتند اما هیچ نکته‌ی سودمندی پیدا نکردند؛ بنابراین می‌توان پیچیدگی بالای این طراحی را نشانه‌ای برای نبوغ برنامه‌نویس‌های آن دوران دانست. با هر بار اجرای بازی یک هزارتو استخراج می‌شود. صرف‌نظر از اینکه مقادیر جدول تصادفی یا اندکی متفاوت باشند، ممکن است ترسیم هزارتو با شکست روبه‌رو شود. به همین دلیل توصیف ساختار الگوریتم به نظر پیچیده می‌رسد.

هزارتوها در اولین بازی‌های کامپیوتری رایج بودند، اما برنامه‌نویس‌ها ترجیح می‌دادند به‌جای ذخیره‌سازی آن‌ها داخل بازی به تولید تصادفی آن‌ها بپردازند

به‌گفته‌ی کوپلستون، این بازی تنها یک نمونه از مسائل پیچیده در باستان‌شناسی بازی‌های ویدئویی است. او می‌افزاید:

این جدول کاملا غیرعادی است. براساس یک فرضیه، وقتی چیزی را پیدا می‌کنیم، تازه می‌توانیم به ماهیت آن پی ببریم؛ اما اغلب اوقات هیچ ایده‌ای از اتفاقات نداریم.

برای آیکوک راز حل‌نشد‌ه‌ی جدول به تأخیر افتاده است. او می‌گوید: «به‌عنوان یک دانشمند معتقدم روش‌هایی منطقی برای درک این مسئله وجود دارد و همه‌چیز آن‌طور که به نظر می‌رسد، نیست.» هر دو دانشمند حدس می‌زنند برنامه‌نویس الگوریتم هزارتو باید مقادیر جدول را آن‌قدر تغییر داده باشد که به نتیجه‌ی دلخواه برسد اما باز هم نمی‌توان منطق این کدها را توضیح داد.

‌حفاری دیجیتالی

آندرو رینهارد از دانشگاه یورک در مورد باستان‌شناسی بازی‌های ویدیویی مقاله نوشته است. به اعتقاد او پروژه‌ی آیکوک و کوپلستون روی Entombed نشان‌دهنده‌ی الماس‌ها و گنجینه‌های زیادی هستند که در اعماق بازی‌ها و به‌طور کلی نرم‌افزارهای قدیمی در انتظار کشف شدن هستند. رینهارد می‌افزاید: «من احساس می‌کنم آنچه در Entombed رخ داده، اتفاق نادری است که تاکنون موفق به کشف آن نشده‌ بودیم.»

جذابیت بازی‌های چند دهه پیش برای باستان‌شناسان امروزی به نظر عجیب می‌رسد. آن‌ها می‌خواهند با حفاری بازی‌های گذشته به گنجینه‌های مدفون در اعماق آن‌ها برسند. به عقیده‌ی رینهارد، بازی‌های ویدیویی به یکی از بخش‌های عمده‌ی تجاری و مهم از فرهنگ جامعه تبدیل شده‌اند. بازی‌ها بخشی از تاریخچه‌ی انسان را شکل می‌دهند.

باستان‌شناسان دیجیتالی با بررسی بازی‌های قدیمی می‌توانند به سرنخ‌هایی درباره‌ی تکامل برنامه‌نویسی برسند، به عملکرد فناوری‌های قدیمی پی ببرند و دیدگاه‌هایی درباره‌ی فرهنگ روبه نابودی قرن بیستم به دست بیاورد. برنامه‌نویس دیگری به نام الکسی پپرز از شرکت Improbable کانادا، بازی‌های قدیمی را به چشم آثار باستانی می‌بیند.

Atari در سال ۱۹۸۳ صدها هزار کارتریج بازی را در نزدیکی آلاموگوردو در نیومکزیکو دفن کرد؛ ۳۰ سال بعد کارتریج‌ها استخراج شدند

پپرز معتقد است، برخی از برنامه‌نویسان اوایل دهه‌ی ۱۹۸۰ ممکن است کد خود را برای اجرای Entombed دستکاری کرده باشند؛ این کار نوعی آزمون و خطا بوده که در برنامه‌نویسی کنونی هم رایج است. پی بردن به روش‌های برنامه‌نویسی در اولین بازی‌ها و غلبه‌ بر محدودیت‌های دستگاه‌های آن زمان تنها جذابیت آکادمیک ندارد.؛بلکه از نتایج این پژوهش‌ها می‌توان در پروژه‌های کنونی هم استفاده کرد. برای مثال برنامه‌نویسی بازی‌ها و تجربیات واقعیت مجازی را در نظر بگیرید؛ شاید از نظر بصری تفاوت‌های زیادی با بازی‌های دوبعدی آتاری داشته باشد، اما مسئله و تقاضایی که از برنامه‌نویس می‌شود یکسان است. پپرز می‌گوید:

از نظر تکنیکی محدودیت بالایی وجود دارد، زیرا بازی VR با نرخ فریم بسیار بالایی اجرا می‌شود و از نظر حرکت و عملکرد بازیکن با محدودیت روبه‌رو هستید.

برنامه‌نویس‌های قرن بیست‌ویک با بررسی ترفندها و راه‌حل‌های عصر پیش از خود و کنار زدن محدودیت‌های فناوری می‌توانند به یافته‌های سودمندی برسند. آیکوک معتقد است، حل الگوریتم‌ هزارتوی بازی Entombed یک نمونه‌ی خوب از خلاقیت در برنامه‌نویسی بازی محسوب می‌شود. او می‌افزاید: «از دیدگاه مدرن روش حل این مسئله در زمان و فضایی محدود، مطالعه‌ی موردی جالبی است.»

گنجینه‌ی مدفون

باستان‌شناس‌های دیجیتال تنها به بررسی کدها نمی‌پردازند. آتاری در سال ۱۹۸۳ تقریبا ۷۰۰ هزار کارتریج بازی‌های ویدیویی را در زباله‌دان آلاموگوردوی نیومکزیکو دفن کرد. این کار رویدادی تاریخی در تاریخچه‌ی بازی‌های ویدیویی است و به سوژه‌ی حدس و گمان بسیاری از افراد تبدیل شده است.

بازی‌هایی که این سازمان برای دفن انتخاب کرده بود، محبوبیت زیادی نداشتند و فروش آن‌ها غیرممکن بود. برای مثال ET یا فرازمینی به‌عنوان بدترین بازی ویدیویی تاریخ شناخته می‌شود. بیش از سه دهه کارتریج‌ها زیر زمین دفن بودند؛ اما در سال ۲۰۱۴ آندرو رینهارد و همکاران او به حفاری این منطقه پرداختند. رینهارد موفق به استخراج ۱۳۰۰ کارتریج شد. صدها بازی‌ ویدیویی ET هم با رقم ۱۰۸ هزار دلار در Ebay به فروش رفتند.

از کد سیستم‌های دارای توان رایانشی محدود می‌توان برای کمک به ساخت بازی‌های امروزی و سیستم‌های واقعیت مجازی استفاده کرد

در ابتدا به نظر می‌رسید هیچ‌کدام از بازی‌ها قابل اجرا نیستند، اما یک گیمر با خرید یک کپی از بازی Asteroids و پاکسازی و اتصال مجدد برخی وسایل الکترونیکی، موفق به اجرای مجدد آن شد. شاید اگر کارتریج‌ها چند دهه دیگر در گورستان نیومکزیکو می‌ماندند، به‌طور کامل از کار می‌افتادند و اجرای آن‌ها غیرممکن بود؛ اما چالش اصلی باستان‌شناس‌های دیجیتالی زمان است.

باستان‌شناسی بازی‌های ویدیویی تقریبا کاری فوری است زیرا شکل فیزیکی بازی‌ها مرتب در حال تغییر است؛ بنابراین منطق و مهارت برنامه‌نویسی چنین بازی‌هایی خیلی زود از بین خواهد رفت. به همین دلیل است که هدف پروژه‌های آرشیو‌سازی کامپیوتری، ذخیره‌سازی دیجیتالی بازی‌های قدیمی و تلاش برای حفظ طولانی‌مدت آن‌ها است.

اما محافظت از بازی‌های ویدیویی تنها قدم اول است. جدول هزارتوی اسرارآمیز در Entombed نشان می‌دهد، حتی با وجود سوابق خوب، درک کامل یک بازی چالش دیگری است که شاید دستیابی به آن هرگز ممکن نباشد. به عبارتی Entombed می‌تواند نوعی بن‌بست باشد؛ همان‌طور که دستورالعمل بازی هشدار می‌دهد: «قبل از دانستن هرچیزی، دفن خواهید شد.»