研究完《长安十二时辰》的望楼系统，我魔怔了

　　来源：涵的硅谷成长笔记

　　豆瓣8.6分的《长安十二时辰》，害人不浅啊！

　　是的，我花了一个月去追剧…

　　空闲时间都没了，真的。（才不是因为我懒）

　　终于，好在这剧完结！

　　作为剧粉 + 科技宅，今天，就给你深挖一下，这个剧里的通讯设定—— 望楼。

　　它在第一集里就出现了。

　　‘这是望楼，今日于你有大用’

　　这是檀棋交代张小敬的第一件事。

　　其实就是通讯系统，在长安城里传递消息。

　　城内每300步就有一个望楼，消息转瞬，即可传遍整个长安城。

　　我一看到这儿，就兴奋了！

　　诶？

　　这不就是一个，12位比特的通讯系统么！

　　你看，他有上下两排，一共12格，每个格子可以点亮或熄灭。

　　如果点亮是1，熄灭是0，那下面这个图，12位就可以表示成：

　　101011 101100。

　　有了二进制码之后，我们就可以编码译码了，也就是把‘码’和‘字’对应起来。

　　现代计算机里，最基本的，就是用ASCII码了，下面是一个对照表：可以表示字母，数字和符号。

　　比如O就是0100 1111，M就是01001101， G就是0100 0111。

　　其实有12位bit已经很多了，上面的ASCII码，其实只要7位。（看上去是8位，但第一位都是0）

　　那么12位，其实可以表示2的12次方，也就是4096个汉字了。

　　按照咱中国1988年出版的《现代汉语常用字表》，常用汉字一共也就3500个，可以涵盖99.48%的日常所需，所以12位完全足够了。

　　当今计算机的汉字编码，比较常用的，比如有Unicode，下面是一个对照表。

　　在我仔细研究《十二时辰》之后，我发现，剧中其实有大小两种望楼！

　　一种是上面的小望楼，两排12格那种，还有一种是3*3的9宫格大望楼。

　　诶？为什么有两套系统？

　　我个人猜测：

　　这是通讯系统Infra 2.0版，工程师正在逐步迁移（Migration），还没有完全结束，小的还没有完全弃用（Deprecated），所以得两套共存。

　　而且，两套系统还可以对接。

　　我去，居然还做了向下兼容（Backward Compatibility）。

　　你可能会说，9宫格，那岂不是降低成9bit了？反而性能下降？

　　No No No，它其实四周还有8片花辫，可以分别收起和放出，这样就多了8位。

　　加起来，就有9 + 8 = 17比特了。

　　哦对了，毕竟白天和晚上的需求不同，它还分为“日用”和“夜用”两种模式。

　　长安百姓，真是夜里也安心呢~

　　你可能会问，12bit已经够用了，为啥要17bit呢？

　　除了可以传递更多内容以外，还有大用：纠错。

　　你知道，信息传递很容易出错，如果这12位里，有一个地方坏了，比如灯不亮了，或者接收方看走眼了，这咋办。

　　你看，这12个格子太难读了，你得一个一个数，眼睛都要瞎了，随便一抖，就错了。

　　然而，改成9宫格之后，一眼就能看对并记住，用户体验直线上升，错误率下降。

　　当然，多出来的5个bit，还有更高级的用法。

　　这就是：计算机通讯里，两个经典手段：纠错码，和，冗余。

　　先来看纠错码。

　　最简单的方法，就是“奇偶校验法”，也就是你多传1位，这位表示前面几位里面，应该有奇数还是偶数个1。

　　如果接收的时候，你发现，最后一位告诉你，前面应该有偶数个1，结果前面是奇数个1，那就说明这数据有问题了，你得让对方再传一遍。

　　如果，你有很多位可以用来纠错，比如大望楼多出了5位，那就可以用更高级的方法了，比如循环冗余校验法。

　　这里有点复杂，但说白了就是，信息位和纠错位，两组数，进行运算，如果得出的值不对，那就验证失败。

　　这玩意说深了就是研究生课程了，收。

　　除了纠错码，还有冗余。

　　有冗余，这本身就能纠错。

　　比如，你规定，传递的一个数，必须所有数字，都是一样的才有效。

　　那么，当你收到了比如6668666，那你就知道：哦，那个8绝对打错了，本来想说的应该是6666666。

　　你知道，咱们人的DNA就有非常大的冗余，很多密码子貌似没啥信息，去掉了也完全没影响。

　　这些“冗余”密码子的作用，一直有很多猜测，一种解释就是：这是防止，基因在自我复制时失误，酿成大错。

　　好了，以上都是我的脑洞。

　　在看了官方公布的资料以后，证明我完全是想多了

　　根据官微@北斗北工作室，小望楼这12个框，其实只能代表3位，十进制数…

　　每四个一组，分别代表百位，十位，个位，0~9分别有不同的图案。

　　比如，下面这个就代表序号900。

　　当然了，阿拉伯数字这种标记法要到近代才被中国人熟练使用，所以当年使用的都是算筹表示法：

　　那么900，其实就是：

　　在编码之后，就可以翻译了，过程也很简单，就是查表。

　　靖安司官员们，有这么一个袋子，作为密码本。

　　而上面的900号，代表的就是“狼”，你看就在这里。

　　按照这个规律，其实能传递很多信息了，比如‘张小敬’就是这样的：

　　怎么样，学会了吗？

　　来来来，咱们做一下课后小练习。

　　练习题1： 请翻译下图。

　　练习题2： 请翻译下图。

　　练习题3：  熟读靖安司密码本，并背诵全文。

　　（参考答案见文末）

　　以上，都是“靖安司公务员考试”送分题哦。

　　对了，别忘了还有：大望楼。

　　本质上也是编码成十进制的3位数。

　　9宫格的空间，用来表示个位。

　　左边的4个花瓣位，用来表示十位。

　　右边的4个花瓣位，用来表示百位。

　　当然，什么都不出现，就表示0。

　　那么，下面这个，就表示的是701。

　　不过，我很快发现了这个大望楼系统的两个Bug。

　　Bug-1： 四宫格表示0~9我还能记住，可这九宫格，也太随意了，编码的人疯了。

　　Bug-2： 为什么左边是高位起，右边是低位？

　　反人性吗？

　　难道不应该：左边是百位吗？

　　大望楼那边，左边的花瓣是十位，右边是百位，这是要弄死我。

　　你看这个“狼”，很容易读成900啊，喂。

　　反正，这么差的用户体验，一般人绝对懵了。

　　怪不得，只有我这种人肉计算机，才可以瞬间看懂。

　　这么说来，望楼可以传递0到999，一共1000个子信息。

　　可以说，虽然是12位比特的承载量，而现有的望楼系统，只用了四分之一，有75%的冗余量待开发，或者就是为了纠错的故意留下的。

　　妙啊。

　　经过我再仔细研究，剧中还有另一种编码方式：八卦法。

　　因为卦象是三行的嘛，这么一看，我大概知道为啥剧组想用大望楼了。

　　传输的时候，要传两遍，分别组成上下两组八卦。

　　整合以后，就是一个，额，现代计算机叫：Index（索引）。

　　译码时，用的则是开元20年，孙愐所修的音韵书籍《唐韵》，按照卷、韵、字，三个等级，依次索引。

　　可是，这部分似乎没有在剧中用上？或者说用的不多？我咋没发现呢。

　　莫非，这只是设想的一个方案，因为太复杂了，后来就没用上，官方放出来装x的？

　　厉害厉害厉害。

　　对了，上面这套编码规范，可不是闹着玩的，它被切切实实，用在了剧中拍出来的。

　　根据官微@北斗北工作室，剧中望楼每一个镜头都是对的。

　　比如：

　　‘张都尉为民捉狼。全城武侯、不良人随时听张都尉号令’

　　这句话，是这么传递的。

　　先是跟电报一样，人工对信息进行压缩，并分割成最小信息元：

　　张（263）都尉（197）捉（134）狼（121） 全城（20） 武职（217） 听令（152）

　　于是，信息就从原来的22个汉字，缩短为7组信息，只需变换七次。

　　按照每秒传两个，全部传完只需3.5秒。

　　不过，如果遇到复杂信息，就有点蛋疼，比如下面这个。

　　一共48个信息元…

　　估计接收方人脑的内存，是不够的吧。

　　而可怜的美术老师，也只能小心地写上“内容精简待商榷”…

　　我真的要对这部良心剧竖大拇指，太强了。

　　好了，以上就是望楼系统的全部了。

　　最后，给你送上一个鸡汤：

　　无论遇到任何困难，都要迎难直上，不退。