वाइडएनईएस परियोजना - एनईएस स्क्रीन की सीमाओं से परे जाती है

1980 के दशक के मध्य में, निंटेंडो एंटरटेनमेंट सिस्टम (NES) में एक कंसोल होना चाहिए था। सर्वश्रेष्ठ ध्वनि, सर्वश्रेष्ठ ग्राफिक्स और उस समय के सभी कंसोलों में सर्वश्रेष्ठ गेम - कंसोल ने संभव की सीमाओं का विस्तार किया। अब तक, सुपर मारियो ब्रदर्स जैसी परियोजनाएं । , लीजेंड ऑफ ज़ेल्डा और मेट्रॉइड को सभी समय के सर्वश्रेष्ठ खेलों में से कुछ माना जाता है।

एनईएस की रिहाई के 30 से अधिक वर्षों के बाद, क्लासिक गेम बहुत अच्छा लगता है, जो उस हार्डवेयर के बारे में नहीं कहा जा सकता है जिस पर उन्होंने काम किया था। केवल 256x240 के रिज़ॉल्यूशन के साथ, एनईएस कंसोल पर्याप्त स्थान के साथ गेम प्रदान नहीं कर सका। फिर भी, निडर डेवलपर्स एनईएस गेम में अद्भुत, अविस्मरणीय दुनिया में फिट होने में कामयाब रहे: द लीजेंड ऑफ ज़ेल्डा की भूलभुलैया जैसी काल कोठरी, मेट्रॉइड में ग्रह के विशाल स्थान, सुपर मारियो ब्रोस के उज्ज्वल स्तर । । हालाँकि, NES हार्डवेयर सीमाओं के कारण, खिलाड़ी कभी भी 256x240 से आगे नहीं जा सकते हैं ...

हाल तक।

मैं आपके सामने प्रस्तुत करता हूं एनईएस क्लासिक्स खेलने के लिए एक नया तरीका - वाइडनेस प्रोजेक्ट!



wideNES वास्तविक समय में NES गेम को स्वचालित रूप से और अंतःक्रियात्मक रूप से चिह्नित करने के लिए एक नई तकनीक है।

जब खिलाड़ी स्तर के चारों ओर घूमते हैं, तो वाइडएनईएस स्क्रीन को रिकॉर्ड करता है, धीरे-धीरे दुनिया के खोजे गए हिस्से के नक्शे का निर्माण करता है। बाद के स्तरों में, वाइडएनईएस उत्पन्न हुए नक्शे के साथ स्क्रीन पर गेमप्ले को सिंक्रनाइज़ करता है, अनिवार्य रूप से खिलाड़ियों को एनईएस स्क्रीन की सीमाओं से परे "देख" द्वारा अधिक देखने की अनुमति देता है! सभी के सर्वश्रेष्ठ, आप जिस तरह से वाइडनेस गेम को चिह्नित करते हैं, वह पूरी तरह से सार्वभौमिक है , जो एनईएस गेम की एक विस्तृत श्रृंखला को बिना किसी कॉन्फ़िगरेशन के वाइडएनईएस के साथ काम करने की अनुमति देता है!

लेकिन यह सब कैसे काम करता है?

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यदि आप यह पढ़ना चाहते हैं कि लेख पढ़ने से पहले कैसे काम करता है, तो कृपया! ANESE NES एम्यूलेटर है जिसे मैंने लिखा था, और वर्तमान में यह एकमात्र एमुलेटर है जो कि वाइडनेस लागू करता है। हालांकि, यह चेतावनी देने योग्य है कि UI और एमुलेशन सटीकता दोनों के संदर्भ में ANESE दुनिया का सबसे अच्छा NES एमुलेटर नहीं है। अधिकांश विशेषताएं (वाइडएनईएस को शामिल करने सहित) केवल कमांड लाइन के माध्यम से उपलब्ध हैं, और हालांकि कई लोकप्रिय गेम ठीक काम करते हैं, कुछ अन्य अप्रत्याशित तरीके से व्यवहार कर सकते हैं।

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वाइडनेस कैसे काम करती है

विवरण में देरी करने से पहले, यह संक्षेप में बताना महत्वपूर्ण है कि एनईएस ग्राफिक्स कैसे प्रस्तुत करता है।

पीपीयू का उपयोग करके पिक्सेल स्थानांतरण

NES का दिल आदरणीय MOS 6502 प्रोसेसर है। 70 के दशक के अंत और 80 के दशक की शुरुआत में, 6502 को हर जगह इस्तेमाल किया गया था और कमोडोर 64, Apple II, और कई अन्य जैसे दिग्गज मशीनों में काम किया। यह सस्ता, प्रोग्राम करने में आसान और खतरनाक होने के लिए पर्याप्त शक्तिशाली था ।

NES कंसोल में 6502 को लागू करना एक शक्तिशाली ग्राफिक्स कोप्रोसेसर था जिसे पिक्चर प्रोसेसिंग यूनिट (PPU) कहा जाता था। पुराने सिस्टम पर उपयोग किए जाने वाले सरल वीडियो कॉप्रोसेसर्स की तुलना में, PPU प्रयोज्य के संदर्भ में एक बहुत बड़ा सुधार है। उदाहरण के लिए, एनईएस की रिहाई के पांच साल पहले, अटारी 2600 प्रोसेसर 6502 का उपयोग प्रत्येक रैस्टर लाइन के लिए कोपरोसेसर को ग्राफिक निर्देश प्रसारित करने के लिए किया गया था , जो गेम लॉजिक को निष्पादित करने के लिए प्रोसेसर को बहुत कम समय बचा था। तुलना के लिए: पीपीयू को प्रति फ्रेम केवल कुछ ही कमांड की आवश्यकता थी, और इससे रोचक और अभिनव गेमप्ले बनाने के लिए 6502 का पर्याप्त समय मिला।

पीपीयू एक अद्भुत चिप है, ग्राफिक्स रेंडर करने का इसका तरीका लगभग आधुनिक जीपीयू के काम जैसा नहीं है, और इसके कार्यों को पूरी तरह से समझाने के लिए लेखों की एक पूरी श्रृंखला की आवश्यकता होगी । चूंकि वाइडएनईएस पीपीयू कार्यों के केवल एक छोटे उपसमूह का उपयोग करता है, इसलिए उन्हें केवल संक्षेप में विचार करना पर्याप्त है:

• रिज़ॉल्यूशन: 256x240 पिक्सल, 60 हर्ट्ज
• यह सीपीयू के स्वतंत्र रूप से काम करता है
  
  • मेमोरी मैपिंग के साथ I / O का उपयोग करके सीपीयू के साथ संचार करता है (पता सीमा 0x2000 - 0x2007)
• 2 रेंडरिंग लेयर: स्प्राइट लेयर और बैकग्राउंड लेयर
  • स्प्राइट परत
    
    • प्रत्येक व्यक्ति स्प्राइट को स्क्रीन पर कहीं भी रखा जा सकता है।
    • चलती वस्तुओं के लिए महान: खिलाड़ी, दुश्मन, गोले
    • 64 तक 8x8 पिक्सेल स्प्राइट
  • बैकग्राउंड लेयर
    
    • एक ग्रिड से बंधा हुआ
    • स्थैतिक तत्वों के लिए बढ़िया: प्लेटफ़ॉर्म, बड़ी बाधाएँ, सजावट
    • वीडियो मेमोरी 8x8 पिक्सेल के आकार के 64x30 टाइलों को संग्रहीत करने के लिए पर्याप्त है
      
      • 256x240 व्यूपोर्ट के साथ सच्चा आंतरिक रिज़ॉल्यूशन 512x240
      • 256x240 व्यूपोर्ट को बदलने के लिए हार्डवेयर स्क्रॉलिंग का समर्थन करता है
        
        • PPUSCROLL रजिस्टर (पता 0x2005) X / Y में व्यूपोर्ट की शिफ्ट को नियंत्रित करता है

इस बहुत संक्षिप्त अवलोकन से निपटा जाने के बाद, सबसे दिलचस्प बात पर चलते हैं: कैसे काम करता है?

मुख्य विचार

प्रत्येक फ्रेम के अंत में, CPU परिवर्तन सूचना को PPU में भेजता है। इनमें नए स्प्राइट पोजिशन, नए स्तर के डेटा और, जो कि वाइडएनईएस, नए व्यूपोर्ट ऑफसेट के लिए महत्वपूर्ण है । चूंकि वीएनईएन एमुलेटर में काम करता है, इसलिए हमारे लिए पीपीयूएससीओएलएलएल रजिस्टर में लिखे गए मूल्यों पर नज़र रखना बहुत आसान है, जिसका मतलब यह है कि किसी भी दो फ़्रेमों के बीच स्क्रीन कितना स्थानांतरित हो गई है, यह गणना करना अविश्वसनीय रूप से आसान है!

हम्म, क्या होगा यदि पुराने फ्रेम के ऊपर प्रत्येक नए फ्रेम को सीधे खींचने के बजाय, नए फ्रेम को पिछले फ्रेम पर सुपरिंपोज किया जाएगा, लेकिन वर्तमान स्क्रॉलिंग मान पर स्थानांतरित कर दिया जाएगा? फिर, समय के साथ, स्तर का एक बड़ा हिस्सा स्क्रीन पर रहेगा, धीरे-धीरे स्तर की पूरी तस्वीर का निर्माण करेगा!

यह जांचने के लिए कि क्या यह विचार किसी भी मूल्य का है, मैंने पहले कार्यान्वयन को जल्दी से रोक दिया।

संकलन ...
लॉन्च हो रहा है ...
सुपर मारियो ब्रदर्स डाउनलोड करें । ...

देखा!


यह काम किया!

ऐसा लगता है ...

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एक और दृष्टिकोण: ROM फ़ाइलों से सीधे स्तर क्यों नहीं निकाला जाता है?

कार्यान्वयन के विवरण पर विचार किए बिना, यह स्पष्ट हो जाता है कि इस तकनीक में एक गंभीर सीमा है: एक पूर्ण गेम मैप केवल तभी एकत्र किया जा सकता है जब खिलाड़ी स्वतंत्र रूप से पूरे गेम की खोज करता है।

क्या होगा अगर कच्चे एनईएस रोम से स्तर निकालने का कोई तरीका था?

क्या ऐसी तकनीक भी मौजूद हो सकती है?

खैर, सबसे अधिक संभावना नहीं है।

यदि आप एनईएस के लिए कोई दो गेम लेते हैं, तो आप गारंटी दे सकते हैं कि उनके पास केवल एक चीज है - वे दोनों एनईएस के लिए काम करते हैं। बाकी सब कुछ पूरी तरह से अलग हो सकता है! ऐसा बेमेल एक वास्तविक आपदा है, क्योंकि एनईएस गेम में अनिवार्य रूप से स्तर डेटा संग्रहीत करने के लिए अनंत विकल्प होते हैं!

कुछ लोगों ने रिवर्स इंजीनियरिंग द्वारा पूर्ण स्तरों को निकाला है जिस तरह से वे खेल के एक जोड़े के स्तर के डेटा को संग्रहीत करते हैं (कभी-कभी पूर्ण विशेषताओं वाले संपादकों के निर्माण के साथ!), लेकिन यह एक कठिन काम है, जिसमें बहुत सारे काम, दृढ़ता और बुद्धिमत्ता की आवश्यकता होती है।

ROM से स्तर के डेटा को निकालने के लिए, यह निर्धारित करना आवश्यक है कि ROM के कौन से भाग कोड (डेटा नहीं) हैं, और ऐसा करना मुश्किल है, क्योंकि बाइनरी फ़ाइल में सभी कोड ढूंढना एक स्टॉप समस्या के बराबर है !

वाइडएनईएस बहुत सरल दृष्टिकोण का उपयोग करता है: यह अनुमान लगाने के बजाय कि गेम ने रॉम में स्तर डेटा को कैसे पैक किया है, वाइडएनईएस सिर्फ गेम लॉन्च करता है और आउटपुट का ट्रैक रखता है!

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स्क्रॉलिंग 255 से परे

NES एक 8-बिट सिस्टम है, अर्थात, PPUSCROLL रजिस्टर केवल 8-बिट मान प्राप्त कर सकता है। यह अधिकतम स्क्रॉलिंग ऑफसेट को 255 पिक्सेल तक सीमित करता है, अर्थात अधिकतम 8-बिट संख्या। कोई संयोग नहीं है कि एनईएस स्क्रीन रिज़ॉल्यूशन 240x256 पिक्सल है, यानी 255-पिक्सेल की शिफ्ट पूरे स्क्रीन को स्क्रॉल करने के लिए बस पर्याप्त है।

लेकिन जब 255 से अधिक स्क्रॉल करने से क्या होता है?

सबसे पहले, गेम PPUSCROLL रजिस्टर को 0. पर रीसेट करता है। यह बताता है कि SMB शुरुआत में क्यों ले जाया जाता है जब मारियो बहुत दाईं ओर बढ़ता है।

फिर, 8-बिट PPUSCROLL प्रतिबंधों की भरपाई करने के लिए, खेल एक और PPU रजिस्टर अपडेट करते हैं: PPUCTRL (पता 0x2000)। PPUCTRL के निचले 2 बिट्स पूर्ण-स्क्रीन वेतन वृद्धि में वर्तमान दृश्य का "प्रारंभिक बिंदु" निर्धारित करते हैं। उदाहरण के लिए, 1 का मान लिखते हुए व्यूपोर्ट को दाईं ओर 256 पिक्सेल तक स्थानांतरित कर दिया जाता है, 2 का मान व्यूपोर्ट को 240 पिक्सेल से नीचे स्थानांतरित कर देता है। PPUCTRL ऑफसेट को PPUSCROLL रजिस्टर के साथ स्टैक पर धकेला गया है, जो आपको स्क्रीन को क्षैतिज रूप से 512 पिक्सेल या 480 पिक्सल के भीतर लंबवत स्क्रॉल करने की अनुमति देता है।

लेकिन निर्माण, क्या केवल दो स्तरीय स्क्रीन के लिए पर्याप्त वीडियो मेमोरी है? क्या होता है जब व्यूपोर्ट बहुत दूर दाईं ओर स्क्रॉल करता है और "वीआरएएम से आगे निकल जाता है"? इस मामले को संभालने के लिए, PPU सजा को लागू करता है: चयनित वीडियो मेमोरी के बाहर व्यूपोर्ट के सभी हिस्से बस वीडियो मेमोरी के विपरीत किनारे तक ढह जाते हैं।

इस तरह की तह, स्मार्ट PPUSCROLL और PPUCTRL रजिस्टर हेरफेर के साथ, NES गेम को असीम रूप से लंबे / चौड़े दुनिया का भ्रम पैदा करने की अनुमति देता है! देखने की खिड़की के बाहर के स्तर के आलसी लोडिंग और इसमें धीरे-धीरे स्क्रॉल करने के लिए धन्यवाद, खिलाड़ियों को कभी भी एहसास नहीं होता है कि वीआरएएम के अंदर वे वास्तव में "हलकों में चलते हैं"!

Nesdev wiki के एक उत्कृष्ट चित्रण से पता चलता है कि कैसे सुपर मारियो ब्रदर्स। दो स्क्रीन से अधिक स्तर बनाने के लिए इन गुणों का उपयोग करता है:


चलिए उस प्रश्न पर वापस आते हैं जिसकी हम चर्चा कर रहे हैं: 256 के पार स्क्रॉलिंग को विस्तृत कैसे करता है?

खैर, स्पष्ट रूप से, वाइडनेस पूरी तरह से PPUCTRL रजिस्टर को नजरअंदाज कर देता है और बस फ्रेम के बीच PPUSCROLL अंतर का ट्रैक रखता है!

यदि PPUSCROLL अप्रत्याशित रूप से लगभग 256 पर कूदता है, जिसका आमतौर पर मतलब है कि खिलाड़ी का चरित्र स्क्रीन पर बाएं / ऊपर चला गया है, और यदि वह अप्रत्याशित रूप से लगभग 0 पर कूदता है, तो इसका आमतौर पर मतलब है कि खिलाड़ी स्क्रीन पर दाएं / नीचे स्थानांतरित हो गया है।

यद्यपि यह अनुमानी सरल लग सकता है - और यह है - वास्तव में, यह बहुत अच्छा काम करता है!

इस अनुमान को लागू करने के बाद, सुपर मारियो ब्रदर्स। , Metroid और कई अन्य खेलों में लगभग पूरी तरह से काम किया है!

मैं रोमांचित था, इसलिए मैंने आगे बढ़कर एक और NES क्लासिक - सुपर मारियो ब्रदर्स अपलोड किया । 3 ...


हम्म ... बहुत सुंदर नहीं है।

स्थिर स्क्रीन तत्वों की अनदेखी

कई गेम में स्क्रीन के किनारों के आसपास स्थिर UI तत्व होते हैं। SMB3 के मामले में , यह बाईं ओर कॉलम है और स्टेटस बार स्टेटस में सबसे नीचे है।

डिफ़ॉल्ट रूप से, स्क्रीन के किनारों से 16-पिक्सेल वेतन वृद्धि के साथ चौड़े नमूने, यानी किनारों पर सभी स्थिर तत्वों का नमूना लिया जाता है! अच्छा नहीं है!

इस समस्या को हल करने के लिए, विस्तृत नियम और विधियाँ लागू होती हैं जो स्थिर स्क्रीन तत्वों को स्वचालित रूप से पहचानने और मास्क करने का प्रयास करती हैं।

सामान्य तौर पर, एनईएस गेम तीन अलग-अलग प्रकार के स्थिर स्क्रीन तत्वों का उपयोग करते हैं: एचयूडी, मास्क और स्टेटस बार।

HUD - कोई बात नहीं

यदि कोई खेल एक स्तर के शीर्ष पर एक HUD लगाता है, तो यह संभव है कि HUD में कई स्प्राइट हों। उदाहरण: Metroid में HUD।

सौभाग्य से, ऐसे HUD समस्याएँ पैदा नहीं करते हैं, क्योंकि wideNES वर्तमान में केवल स्प्राइट परत को अनदेखा करता है। बहुत बढ़िया!

मास्क - कहीं भी आसान नहीं है

PPU में एक ऐसी सुविधा है जो खेल को पृष्ठभूमि परत के सबसे बाएं 8 पिक्सल को मुखौटा करने की अनुमति देती है। यह रजिस्टर के दूसरे बिट (पता 0x2001) को सेट करके सक्रिय होता है। कई खेल इस सुविधा का उपयोग करते हैं, लेकिन यह बताते हुए कि वे ऐसा क्यों करते हैं, इस लेख के दायरे से परे है।

शामिल मुखौटा को पहचानना अविश्वसनीय रूप से सरल है: wideNES सिर्फ PPUMASK मूल्य का ट्रैक रखता है और दूसरे बिट को रजिस्टर में सेट होने पर सबसे बाईं ओर के 8 पिक्सेल की अनदेखी करता है!

ऐसा लगता है कि इस सरल नियम को लागू करने से SMB3 के साथ समस्या ठीक हो गई :


... अच्छी तरह से, या लगभग समाप्त हो गया।

स्टेटस बार सबसे मुश्किल होता है

स्क्रीन पर किसी भी समय पीपीयू की सीमाओं के कारण 64 से अधिक स्प्राइट नहीं हो सकते; इसके अलावा, प्रत्येक रेखापुंज में किसी भी समय 8 स्प्राइट्स से अधिक नहीं हो सकता है। यह प्रतिबंध डेवलपर्स को स्प्राइट्स से जटिल HUD बनाने से रोकता है और उन्हें जानकारी प्रदर्शित करने के लिए पृष्ठभूमि परत के कुछ हिस्सों का उपयोग करने के लिए मजबूर करता है।

मास्क के अलावा, खेल क्षेत्र और स्थिति क्षेत्र में पृष्ठभूमि परत को अलग करने के लिए पीपीयू में कोई आसान तरीका नहीं है। इसलिए, डेवलपर्स चाल में चले गए, स्थिति पैनल बनाने के लिए अपरंपरागत तरीकों के एक समूह के लिए अग्रणी ...

वाइडएनईएस विभिन्न प्रकार के स्टेटस पैनल को पहचानने के लिए विभिन्न अनुमानों का उपयोग करता है, लेकिन समय बचाने के लिए, मैं केवल सबसे दिलचस्प में से एक पर विचार करूंगा: मध्य-फ्रेम आईआरक्यू ट्रैकिंग।

मिड-फ़्रेम आईआरक्यू ट्रैकिंग

बड़े आंतरिक फ्रेम बफ़र्स के साथ आधुनिक जीपीयू के विपरीत, पीपीयू में आमतौर पर एक फ्रेम बफर नहीं होता है! अंतरिक्ष को बचाने के लिए, पीपीयू 8x8 पिक्सल के 64x32 टाइल्स के ग्रिड के रूप में दृश्यों को संग्रहीत करता है। पिक्सेल डेटा की पूर्व-गणना करने के बजाय, टाइल्स को सीएचआर मेमोरी (चरित्र मेमोरी) के संकेत के रूप में संग्रहीत किया जाता है, जिसमें सभी पिक्सेल डेटा होते हैं।

चूंकि 80 के दशक में एनईएस विकसित किया गया था, पीपीयू को आधुनिक प्रदर्शन प्रौद्योगिकियों को ध्यान में रखे बिना बनाया गया था। एक ही समय में पूर्ण फ्रेम प्रदान करने के बजाय, PPU NTSC वीडियो सिग्नल को आउटपुट करता है, जिसे CRT स्क्रीन पर प्रदर्शित किया जाना चाहिए जो पिक्सेल द्वारा वीडियो पिक्सेल प्रदर्शित करता है, लाइन से लाइन , ऊपर से नीचे, ऊपर से नीचे, बाएं से दाएं।

यह सब क्यों महत्वपूर्ण है?

चूंकि PPU फ्रेम को ऊपर से नीचे, लाइन से लाइन से रेंडर करता है, आप किसी अन्य दृष्टिकोण के साथ असंभव वीडियो प्रभाव बनाने के लिए मध्य-फ्रेम को PPU निर्देश भेज सकते हैं! ये प्रभाव या तो सरल हो सकते हैं (उदाहरण के लिए, पैलेट को बदलना), या काफी जटिल (उदाहरण के लिए, आपने अनुमान लगाया, स्टेटस बार बनाकर!)।

यह बताने के लिए कि कैसे एक मध्य-फ्रेम PPU लेखन स्टेटस बार बना सकता है, मैंने एक SMB3 फ्रेम के लिए एक कच्चा PPU और CHR मेमोरी वीडियो स्लाइस डंप रिकॉर्ड किया:


सब कुछ ठीक लग रहा है, कुछ खास नहीं ... पर सिर्फ स्टेटस बार देखो! वह पूरी तरह से विकृत है!

अब उसी कच्चे डंप को देखें, लेकिन 196 के बाद की लाइन ...


हाँ, स्तर भयानक लग रहा है, लेकिन स्थिति बार बहुत अच्छा लग रहा है!

यहाँ क्या हो रहा है?

SMB3 195 रास्टर लाइन को रेंडर करने के बाद IRQ (व्यवधान) को ट्रिगर करने के लिए एक टाइमर सेट करता है। यह IRB हैंडलर को निम्नलिखित निर्देश देता है:

• PPUSCROLL को (0,0) पर सेट करें (ताकि स्टेटस बार जगह में रहे)
• हम CHR मेमोरी में टाइल कार्ड की जगह लेते हैं (हम स्टेटस बार के ग्राफिक्स को क्रम में रखते हैं)

चूंकि बाकी परत पहले से ही प्रदान की गई है, PPU फ्रेम को "फिर से अपडेट" नहीं करेगा। इसके बजाय, यह इन विकल्पों के साथ प्रतिपादन जारी रखेगा, एक सुंदर अविरल स्थिति पट्टी प्रदर्शित करेगा!

आइए वाइडनेस पर वापस जाएं: फ्रेम के बीच में सभी आईआरक्यू का अवलोकन करके और उस रेखापुंज रेखा को याद करके जिस पर वे हुए थे, वाइडएनईएस रिकॉर्ड में बाद की सभी रेखापुंज लाइनों को अनदेखा कर सकता है! यदि IRQ 240/2 से ऊपर रेखापुंज रेखा में होता है, तो पिछली सभी पंक्तियों को नजरअंदाज कर दिया जाता है, क्योंकि रेखापुंज रेखा के प्रारंभिक रुकावट का मतलब है कि स्थिति पट्टी स्क्रीन के शीर्ष पर हो सकती है।

इस अनुमान को लागू करने के बाद, सुपर मारियो ब्रदर्स। 3 सही अर्जित!

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मैंने कुछ समय के लिए कंप्यूटर विज़न लाइब्रेरी का उपयोग करने की संभावना पर विचार किया, जैसे कि OpenCV, स्टेटस पैनल (या स्क्रीन के अन्य ज्यादातर स्थिर क्षेत्रों) को पहचानने के लिए, लेकिन परिणामस्वरूप मैंने इसे छोड़ने का फैसला किया। विशाल, जटिल और अपारदर्शी कंप्यूटर विज़न लाइब्रेरी का उपयोग करना, वाइडनेस के आदर्शों के विपरीत है, जिसमें मैं परिणाम प्राप्त करने के लिए कॉम्पैक्ट, सरल और पारदर्शी नियमों और हेयुरेटिक्स का उपयोग करने का प्रयास करता हूं।

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दृश्य मान्यता

कुछ प्रमुख उदाहरणों (उदाहरण के लिए, Metroid ) के अपवाद के साथ, एनईएस के लिए खेल आमतौर पर एक विशाल, अविभाज्य स्तर के भीतर पारित नहीं होते हैं। इसके विपरीत, अधिकांश एनईएस खेलों को कई छोटे स्वतंत्र "दृश्यों" में विभाजित किया जाता है, जिनके बीच दरवाजे या संक्रमण स्क्रीन होते हैं।

चूंकि wideNES में "दृश्यों" की अवधारणा नहीं है, इसलिए दृश्य बदलते समय खराब चीजें होती हैं ...

उदाहरण के लिए, यहां कैसलानिया दृश्य से पहला संक्रमण है, जहां साइमन बेलमोंट ड्रैकुला के महल में प्रवेश करता है:


वाह, सब कुछ बुरा है! wideNES पूरी तरह से एक नए स्तर की पहली स्क्रीन के साथ स्तर के अंतिम भाग को फिर से लिखा है!

जाहिर है, वाइडन्यूज को दृश्य परिवर्तनों को पहचानने के कुछ तरीके की आवश्यकता होती है। लेकिन कौन सा?

अवधारणात्मक हैशिंग!

क्रिप्टोग्राफ़िक हैश फ़ंक्शंस के विपरीत, जो समान रूप से इनपुट डेटा को आउटपुट सूचना स्थान पर वितरित करने की प्रवृत्ति रखते हैं, अवधारणात्मक हैश फ़ंक्शन समान डेटा डेटा को आउटपुट डेटा स्पेस में एक-दूसरे को "बंद" रखने का प्रयास करते हैं। इसलिए, समान छवियों को पहचानने के लिए अवधारणात्मक हैश आदर्श हैं!

अवधारणात्मक हैश फ़ंक्शन अविश्वसनीय रूप से जटिल हो सकते हैं, उनमें से कुछ समान छवियों को पहचानने में सक्षम हैं यदि उनमें से एक को घुमाया गया, बढ़ाया गया, बढ़ाया गया और उसमें रंग बदल गए। सौभाग्य से, वाइडएनईएस को जटिल हैश कार्यों की आवश्यकता नहीं होती है क्योंकि प्रत्येक फ्रेम को समान आकार की गारंटी होती है। इसलिए, wideNES मौजूदा अवधारणात्मक हैश के सबसे सरल का उपयोग करता है: स्क्रीन पर सभी पिक्सल को समेटें !

यह सरल है, लेकिन यह बहुत अच्छी तरह से काम करता है!

उदाहरण के लिए, देखें कि द लीजेंड ऑफ ज़ेल्डा में समय के साथ अवधारणात्मक हैश प्लॉट करते हुए दृश्यों के बीच संक्रमण कैसे हुआ ?


वर्तमान में, wideNES दृश्यों के बीच संक्रमण को पूरा करने के लिए अवधारणात्मक हैश मूल्यों के बीच एक निश्चित सीमा का उपयोग करता है, लेकिन परिणाम आदर्श से बहुत दूर है। अलग-अलग गेम अलग-अलग पैलेट का उपयोग करते हैं, और ऐसे कई मामले हैं जहां wideNES को लगता है कि एक संक्रमण हुआ है, लेकिन वास्तव में यह नहीं था। आदर्श रूप से, wideNES को एक गतिशील सीमा मूल्य का उपयोग करना चाहिए, लेकिन अभी तक निश्चित एक ही करेगा।

इस नए हेयुरिस्टिक को लागू करने के बाद, वाइडएनईएस ने कैसलिया से साइमन के महल के प्रवेश द्वार को सफलतापूर्वक पहचान लिया और तदनुसार एक नया कैनवास बनाया।


और इस निर्णय के साथ, हमने वाइडएनईएस पहेली के अंतिम प्रमुख टुकड़े को रखा।

सबसे सरल क्रमांकन लागू करने के बाद, मैं अंततः NES के लिए गेम चलाने में सक्षम था, कई स्तरों में खेलता हूं और स्वचालित रूप से स्तर के नक्शे उत्पन्न करता हूं!

भविष्य में क्या हो रहा है?

wideNES में दो अलग-अलग भाग होते हैं: wideNES कर्नेल , जो कि प्रौद्योगिकी को अंतर्निहित करने वाले बहुत ही नियम / नियम हैं, और ANESE एमुलेटर के अंदर wideNES का विशिष्ट कार्यान्वयन है।

वाइडएनईएस कोर एन्हांसमेंट

सबसे पहले, wideNES दृश्यों के बीच संक्रमण की बहुत आक्रामक मान्यता के लिए प्रवण है। अधिक उपयुक्त अवधारणात्मक हैशिंग एल्गोरिथ्म का उपयोग करके या अवधारणात्मक हैश के बीच गतिशील थ्रेशोल्ड मान पर स्विच करके झूठी सकारात्मक की संख्या को कम किया जा सकता है।

स्थिर स्क्रीन तत्वों को पहचानने के लिए अतिरिक्त कार्य भी आवश्यक है।उदाहरण के लिए, मेगामन IV में फ्रेम के बीच में एक IRQ है, लेकिन कोई स्टेटस बार नहीं है, यही वजह है कि wideNES गलती से खेल के मैदान के ठोस हिस्से को नजरअंदाज कर देता है। हालांकि इस विशेष मामले को मैनुअल ट्यूनिंग द्वारा ठीक किया जा सकता है, लेकिन अधिक बुद्धिमान उत्तराधिकारियों का उपयोग करना बेहतर है।

कुछ एनईएस गेम स्क्रीन को "अनूठे" तरीके से स्क्रॉल करते हैं। सबसे उल्लेखनीय उदाहरणों में से एक द लीजेंड ऑफ ज़ेल्डा है , जो क्षैतिज स्क्रॉल के लिए PPUSCROLL का उपयोग करता है, लेकिन ऊर्ध्वाधर स्क्रॉल - PPUADDR के लिए पूरी तरह से अलग रजिस्टर का उपयोग करता है। ज़ेल्डा एक काफी लोकप्रिय खेल है, इसलिए विशेष रूप से ज़ेल्डा के लिए हेनेस्टाइल को लागू करता है। इसी तरह के "अनूठे" स्क्रॉलिंग मोड के साथ अन्य गेम हैं, जिनके लिए व्यक्तिगत आंकड़ों की भी आवश्यकता होती है।

यह समान दृश्यों को "सिलाई" करने के लिए कुछ तरीके खोजने के लिए उपयोगी होगा। उदाहरण के लिए, यदि कोई उपयोगकर्ता सुपर मारियो ब्रदर्स खेलता है । स्तर 1, लेकिन सिक्के के साथ भूमिगत गुफा में जाने के लिए पाइप में रेंगता है, wideNES स्तर 1: दृश्य ए, स्तर के लिए दो अलग-अलग दृश्य बनाएगा जब तक कि मारियो सिक्के के साथ क्षेत्र में प्रवेश नहीं करता है, और दृश्य बी, स्तर, पल से। जब मारियो पाइप से बाहर निकलता है और फ्लैगपोल तक जाता है। यदि खेल को फिर से शुरू किया जाता है और स्तर 1 को पाइप में जाने के बिना फिर से दोहराया जाता है, तो वाइडएनईएस केवल दृश्य ए को अपडेट करेगा, जिसमें एक पूर्ण-स्तरीय नक्शा होगा, लेकिन दृश्य बी "ब्रेक ऑफ" होगा।

अंत में, wideNES दृश्यों के बीच संक्रमण को ट्रैक करना चाहिए। इन आंकड़ों के बिना, यह दृश्यों के बीच संक्रमण का ग्राफ के निर्माण के लिए उत्पन्न करने के लिए कार्ड खेल दुनिया असंभव है नहीं है एक भी महान दुनिया से बना।

ANESE में wideNES के कार्यान्वयन में सुधार

वर्तमान में wideNES केवल NES एमुलेटर में लागू किया जाता है जिसे मैंने ANESE नाम से लिखा था। ANESE एक बहुत ही संयमी एमुलेटर है: अधिकांश विकल्प CLI झंडे के पीछे छिपे हुए हैं, और केवल UI लागू किया गया सरलतम फ़ाइल चयन ओवरले है! वह अभी भी "उत्पादन" के स्तर से बहुत दूर है।

UI, ANESE और wideNES की कमी के अलावा, संगतता और गति में सुधार चोट नहीं पहुंचाएगा। ANESE मैंने लिखा पहला एमुलेटर है, और यह ध्यान देने योग्य है!

इसमें काफी कम संगतता समस्याएं हैं - कई गेम सही तरीके से काम नहीं करते हैं या बिल्कुल भी शुरू नहीं करते हैं। सौभाग्य से, ANESE की अपूर्णता का मतलब यह नहीं है कि wideNES एक खराब तकनीक है। wideNES सिद्ध सिद्धांतों पर बनाया गया है जो अन्य एमुलेटर में लागू करना आसान होगा!

गति के संदर्भ में, ANESE और wideNES परिपूर्ण नहीं हैं, और अपेक्षाकृत शक्तिशाली पीसी पर भी, प्रदर्शन कभी-कभी 60fps से कम हो सकता है! ANESE और wideNES को कई अनुकूलन लागू करने की आवश्यकता है। ANESE कर्नेल के सामान्य सुधार के अलावा, वाइडनेस फ्रेम रिकॉर्डिंग, मैप रेंडरिंग और हैश सैंपलिंग में सुधार करने की आवश्यकता है।

निष्कर्ष

लेख में, मैंने wideNES के मुख्य पहलुओं के बारे में बात की, लेकिन कई छोटी विशेषताओं का वर्णन नहीं कर सका। उदाहरण के लिए, wideNES प्रत्येक फ्रेम के असली हैश और स्क्रॉल मानों का एक नक्शा संग्रहीत करता है, जो दोहराए जाने वाले दृश्यों को सक्षम करने के लिए उपयोग किया जाता है। इस और कई अन्य विशेषताओं को विस्तृत रूप से टिप्पणी किए गए स्रोत कोड में वर्णित किया गया है, जो कि चौड़े एनएनईएस प्रोजेक्ट पेज पर पोस्ट किया गया है ।

वाइडएनईएस पर काम करना वास्तव में एक अद्भुत अनुभव था, लेकिन वाटरलू विश्वविद्यालय में नए अकादमिक सेमेस्टर के दृष्टिकोण के साथ, मुझे संदेह है कि मैं निकट भविष्य में वाइडएनईएस विकसित करना जारी रख सकूंगा। फिलहाल, wideNES के मुख्य कार्य काम कर रहे हैं, और मुझे खुशी है कि मैं इस पोस्ट को अपनी कुछ तकनीकों का वर्णन करने में सक्षम था!

WideNES का उपयोग करके देखें और अपनी भावनाओं को साझा करें! ANESE डाउनलोड करें , सुपर मारियो ब्रदर्स लॉन्च करें । , द लीजेंड ऑफ ज़ेल्डा या मेट्रॉइड , और उन्हें एक नए तरीके से खेलते हैं!