Como os jogos em 3D apareceram no Super Nintendo: a história do coprocessador Super FX



O início dos anos 90 é o tempo das guerras dos consoles da quarta geração . Os principais concorrentes para o mercado e carteiras de fãs de jogos são Nintendo e Sega com os consoles Super NES (Super Famicom) e Sega Mega Drive (Genesis). Ambas as empresas tentaram atrair jogadores com efeitos especiais espetaculares, mas o poder computacional dos consoles era limitado. Eles são fisicamente incapazes de fornecer independentemente o cálculo de gráficos tridimensionais.

No entanto, uma solução foi encontrada e consistia no próprio conceito de cartuchos, que não eram apenas unidades com jogos, mas também podiam ser usados ​​como placas de expansão. Em março de 1993, o primeiro cartucho SNES com o simulador espacial Starfox apareceu. Um coprocessador Super FX foi instalado dentro dele, o que proporcionou a tão esperada inovação em 3D. O desenvolvimento do coprocessador Nintendo confiou o desenvolvedor de jogos britânico Argonaut Software. Que tipo de empresa é essa e como seus caminhos se cruzaram com a Nintendo? Para responder a essa pergunta, você precisa voltar há dez anos.

Uma Breve História dos Argonautas



Jeremy Sen

Em 1982, o hacker britânico de 16 anos Jeremy Jez San fundou sua própria empresa, a Argonaut Software, que fornece serviços de consultoria de segurança de TI para grandes corporações. O nome da empresa veio de um trocadilho: J.San é pronunciado muito semelhante a Jason, e onde Jason está, existem argonautas. Jeremy era um garoto prodígio, aos 13 anos estudou a linguagem assembler de várias arquiteturas de computadores. Mais tarde, ele usou esse conhecimento para eliminar os “buracos” na segurança dos sistemas comerciais de computadores.

Mais tarde, Jeremy e seu amigo Fouad "Foo" Katan começaram a desenvolver jogos, e em 1984 eles lançaram o Skyline Attack horizontal para o Commodore 64, mas a verdadeira fama chegou a eles após o lançamento.Starglider . Era um FPS com espaço em 3D para os computadores Commodore Amiga e Atari ST de 16 bits. É considerado o primeiro jogo popular em 3D, foi portado para outras plataformas e vendeu várias centenas de milhares de cópias.



Skyline Attack




Starglider

Em 1988, os Argonauts lançaram a segunda parte de Starglider. Ao mesmo tempo, o desenvolvedor de 16 anos, Dylan Cuthbert, ingressou na empresa. Um ano depois, a Nintendo lançou a versão japonesa do primeiro console portátil GameBoy de 8 bits. Jeremy Sena estava interessado no console, ele o encomendou no Japão e criou um kit de desenvolvimento experimental para ela. Enquanto o GameBoy ainda estava inacessível para o resto do mundo, com este kit, Cuthbert conseguiu extrair o máximo de seus poucos recursos e escrever uma demonstração do mecanismo de vetores 3D !


Dylan Cuthbert

A palavra "vetor", e não "poligonal" foi usada por um bom motivo - o mecanismo podia desenhar apenas os segmentos que conectam os pontos, mas não pintar sobre os polígonos. Todos os objetos na demonstração consistiam em quadros de arame que eram visíveis através e através.


O jogo de wireframe vetorial Battlezone dos anos 80,

Jez, orgulhosamente exibiu uma demonstração no Consumer Electronic Show. Acima de tudo, ele ficou chocado com representantes da Nintendo.

Dylan Cuthbert lembra:
“A Nintendo percebeu que ninguém antes de nós tentava implementar o 3D no GameBoy, ninguém pensava que isso fosse possível, e a própria Nintendo em particular. Eles pensaram que era apenas um sistema 2D e não se destinava a mais nada. ”
Duas semanas depois, os Argonauts foram convidados para o escritório japonês da empresa e oferecidos para usar sua tecnologia em futuros produtos da Nintendo. Dessa vez, eles mostraram o mecanismo 3D para toda a equipe de gerenciamento, e o próprio Shigeru Miyamoto abençoou Dylan por trabalhar em conjunto com o diretor da série Metroid , Yoshio Sakamoto, na versão completa do mecanismo.

Em 1992, o trabalho no projeto foi concluído, e o anúncio do jogo com o nome abreviado "X" já estava publicado na revista da Nintendo Power . No entanto, a Nintendo mudou de repente os planos e se recusou a espalhar o jogo no mercado mundial, limitando-se ao Japão. Portanto, o primeiro jogo de tiro em 3D para GameBoy não se tornou um clássico do mundo.


O gráfico X mostra claramente a influência do Starglider

O maior sucesso de Argonaut ainda foi o Starglider . E para elevar a fasquia, eles não possuíam técnicas avançadas de software suficientes ...

Vamos voltar à primeira reunião de Argonaut com Miyamoto e representantes da Nintendo no Japão. Nele, Jeremy demonstrou outro exemplo de jogo criado com base no Starglider e projetado para funcionar no NES (tinha o nome correspondente NESglider ). Por sua vez, a Nintendo decidiu que era hora de apresentar Jes e Dylan ao projeto mais recente da empresa: um protótipo muito grosseiro do então desconhecido sistema Super Famicom com uma versão anterior do jogo Pilotwings. A gerência disse que essa foi a primeira tentativa da Nintendo de implementar o 3D em um futuro console, o que poderia se beneficiar muito com o conhecimento de jovens programadores.


Protótipo Super Famicom

Desenvolvimento Super FX


O próximo passo do Argonaut foi o trabalho de portar a demo do NESglider para o protótipo incompleto do prefixo Miyamoto. Anos depois, Jez disse em uma entrevista:
“Eu disse a eles que seria muito melhor se eles nos deixassem desenvolver o equipamento para que o SNES se sentisse confiante em 3D. Para minha surpresa, apesar da minha falta de experiência, eles concordaram e me deram um milhão de dólares para vender. ”
A Argonaut Software contratou uma equipe de experientes designers de chips de Cambridge para criar o primeiro acelerador 3D do mundo com base em um dos primeiros processadores RISC.
"Fomos os primeiros no mercado de aceleração 3D que a NVidia e a ATI agora dividiram ... e temos patentes para provar isso."
O protótipo Super Famicom estava mal documentado; portanto, para uma integração mais completa do chip com hardware de 16 bits e para melhorar o desempenho de todo o sistema, era necessário executar engenharia reversa. Os "Argonautas" foram bem-sucedidos, mas eles tiveram que suportar colocar o coprocessador no cartucho do jogo (isso aumentou o custo dos cartuchos, e não do próprio console). O resultado foi o chip MARIO (matemático, argonauta, rotação e entrada / saída), posteriormente renomeado Nintendo para Super FX.
“Não era apenas um chip gráfico, mas um microprocessador projetado para trabalhar com software gráfico, mas também executava outras funções (por exemplo, cálculos matemáticos rápidos).”

A primeira versão do acelerador gráfico Argonaut com a marcação MARIO CHIP 1.


A versão final do processador usado no Starfox, Stunt Race FX, Vortex e Dirt Trax FX

Super NES propriamente dito possuía capacidades matemáticas limitadas, exceto o famoso modo Modo 7, que poderia Apenas dimensione e gire um único plano de fundo 2D. Além disso, a CPU do SNES nem mesmo contém instruções de multiplicação!

As especificações do processador estão listadas no Apêndice A.

O primeiro jogo com um acelerador de gráficos


O trabalho de Dylan no X coincidiu com o desenvolvimento do Super FX (por volta de 1990-1992). Em 1992, os dois projetos foram concluídos quase simultaneamente. Após o lançamento do único jogo monocromático de Argonaut, que atingiu o Japão, Dylan se juntou a Giles Goddard e Krister Wombell em um novo projeto conjunto entre Argonaut e Nintendo: criando o primeiro jogo usando o recém-desenvolvido acelerador 3D.


American Starfox game cover

A agora famosa série de jogos da Nintendo chamada Starfox começou como Starglider 3, continuação do popular jogo de tiro espacial com Amiga. Portanto, Argonaut novamente usou o tópico da guerra interestelar que ela tanto amava. tarefa Nintendo desta vez foi o trabalho em estilo mais "arcade" do jogo, mais fácil do que com o simulador do X .

Criar personagens fofinhos e um script simples foi apenas metade do trabalho. Eles também tiveram que otimizar seus controles e passar de voos gratuitos, típicos dos jogos anteriores do Argonaut, para uma jogabilidade de arcada mais fácil de usar, inspirada nos jogos Starblade e Solvalou da Namco. Tais mudanças perturbaram alguns fãs do Argonaut (o próprio Dylan queria os níveis da Starfoxnão eram lineares), mas, como sabemos, a jogabilidade do produto final ficou próxima do ideal.


Starfox

O enredo do jogo é a luta do esquadrão mercenário de elite Starfox (composto por Falco hawk, coelho Peppy, sapo Slippy e líder da equipe Fox) contra o cientista sinistro Andross. A equipe de Fox deve defender o planeta natal Corneria e o resto do sistema Lylat com sua nave espacial (Arwing), entregando um contra-ataque e seguindo uma das três rotas para escolher no final chegar à fonte do mal - o planeta Venom. Cada rota (chamada de nível no jogo) é notável por sua complexidade e estágios. Ele atravessa vários planetas do sistema, campos de asteróides, setores no espaço profundo e até um misterioso buraco negro e uma dimensão alternativa oculta.

Como já mencionado, a liberdade de movimento disponível no Starglider e no X não foi portada para o Starfox . Em vez disso, o Arwing do jogador segue automaticamente o caminho especificado em cada estágio, atirando nos inimigos e esquivando-se de obstáculos e, em seguida, chega ao final do estágio e ao chefe. Parece que isso reduziu muito as capacidades do jogador em comparação com os jogos anteriores do Argonaut, mas o mecanismo 3D ainda deixa maneiras suficientes de se esquivar e se mover. A câmera, ao mesmo tempo, segue-o para cima, para baixo e para os lados.

O jogo começa com uma linha completa de energia e três vidas. A nave do jogador está equipada com um laser principal aprimorado, limitado pelo número de bombas que destroem todos os inimigos na tela, pode fazer um "cano" para evitar tiros e também acelerar por alguns segundos para atravessar portões e gargalos.

Os inimigos são representados não apenas por uma variedade típica de óperas espaciais na forma de pequenos caças e grandes cruzadores, mas também de insetos, dragões, cobras d'água e robôs de apoio. Os mais impressionantes, é claro, foram os chefes gigantes do final do nível, a vitória sobre a qual requer reflexos e táticas rápidas.


Mapa de nível de Starfox

Os estágios são mais exclusivos do que nos jogos de tiro regulares, em alguns deles você pode até escolher até três pontos de vista da câmera (o mais interessante fica dentro do cockpit de Arwing). Gameplay Starfox é um equilíbrio constante mudança entre um controle mestre e tiro rápido. O jogador está ocupado penetrando nos túneis inimigos, esquivando-se de asteróides e passando com segurança pelas estações espaciais inimigas, enquanto ao mesmo tempo tenta atirar no maior número possível de inimigos.

O jogador não está jogando sozinho. Provavelmente a melhor idéia de Nintendo no Starfox- A adição de três companheiros da Fox, protegendo constantemente a “retaguarda” de seu Arwing e seguindo o jogador em ordem de combate corpo a corpo. Eles se comunicam em amostras de voz tolas e distorcidas (os jogadores riram mais desse detalhe) e podem até fugir, pedindo ajuda à Fox quando suas linhas de energia diminuem quando atacadas por inimigos. Essa interação com a equipe, mesmo muito limitada, aumentou muito a sensação de pertencer à equipe, forçando o jogador a cuidar de seus companheiros de equipe. Se eles saíssem do campo de batalha, o jogador notou imediatamente uma falta de apoio ao fogo.


Slippy, obrigado jogador por ajuda

Os modestos recursos do chip Super FX de 10,5 megahertz eram impressionantes na época, embora não atendessem aos padrões modernos. A desvantagem mais notável foi a taxa de quadros incrivelmente "irregular" (em emuladores não é tão óbvio) e a baixa resolução da saída de vídeo com uma moldura preta ao redor da tela (o Super FX não conseguiu desenhar mais de 192 linhas de altura). Felizmente, esses problemas não afetaram seriamente a jogabilidade.

Curiosamente, o mundo da Starfox não consistia apenas em polígonos. Os fundos eram lindas imagens estáticas e animadas, e o processador Super FX não apenas calculava vetores, mas também sprites 2D em escala e rotação, como lasers circulares, asteróides e a própria forma final do chefe da Andross.

Sucesso da StarfoxO resultado é um grande equilíbrio entre a tecnologia inovadora do Argonaut e o trabalho meticuloso da Nintendo. Asas de Arwing destrutíveis, câmeras intercambiáveis ​​e a breve introdução do Scramble que se tornou clássica são o resultado do trabalho de Argonaut; O mérito da Nintendo é o design do jogo, controles simplificados, trabalho em equipe e uma excelente trilha sonora.



Vida após Starfox


Após o enorme sucesso de Starfox, Dylan começou a trabalhar na criação de sua sequência do SNES. O Starfox 2estava na versão beta final, mas a Nintendo decidiu abandoná-lo completamente em favor dos recursos 3D aprimorados do novo N64. Depois disso, Cuthbert deixou o Argonaut na Sony Computer Entertainment America, onde trabalhou no desenvolvimento de Blasto para o Playstation. Alguns anos depois, ele foi transferido para o escritório da Sony em Tóquio, desenvolveu Ape Escape e deixou a empresa em 2001, montando seu próprio estúdio de desenvolvimento, Q-Games. Ele continua morando no Japão, sua empresa criou vários projetos para Nintendo DS, Playstation 3 e Playstation 4.


A tela de título do

sucesso inédito de Starfox 2Starfox e o chip Super FX expandiram o desempenho do Argonaut. Jez e sua equipe desenvolveram processadores para outros consoles de jogos: Philips GreenPiece, Apple VeggieMagic e Hasbro MatriArc; nenhum deles foi liberado. A equipe do Argonaut, chateada com isso, finalmente criou seu próprio microprocessador ("Argonaut RISC Core") e vendeu seu design com direitos não exclusivos.

Em 2002, Jez recebeu a Ordem do Império Britânico, que foi premiada pela primeira vez por conquistas na indústria de jogos de computador. Infelizmente, dois anos depois, a Argonaut Software Ltd foi liquidada devido a perdas significativas. Jez agora atua como presidente da empresa de poker online que ele fundou em 2005.

Apêndice A: Detalhes do processador Super FX


O hardware do chip foi projetado pela empresa britânica Ben Cheese Electronic Design .


Ben Cheese, desenvolvedor do Super FX

A primeira versão do Super FX (GSU-1) tinha uma frequência de 21.477 MHz, mas o divisor de relógio interno a reduziu para 10,74 MHz. O processador tinha 100 pinos. O Super FX 2 (GSU-2), trabalhava na frequência total de 21.477 MHz, tinha 112 contatos e tinha acesso a um volume maior de SRAM.

Cartuchos de jogos com chips Super FX possuem pinos adicionais que se conectam a pinos adicionais no slot de cartucho que normalmente não eram usados. Adaptadores de cartucho, como Game Genie , não tinham conexões com esses contatos não utilizados anteriormente, portanto, jogos com Super FX não podiam ser usados ​​em tais dispositivos.

Além de renderizar polígonos, o chip era frequentemente usado para ajudar o SNES / Super Famicom com efeitos 2D complexos.

Para os desenvolvedores de jogos, o chip custa US $ 10.

Super FX (GSU-1)Super FX 2 (GSU-2)
Frequência10,74 MHz21.477 MHz
Número de contatos100112
SRAM32 kb64 KB (suporta até 128 KB)

Apêndice B: Jogos usando Super FX


Super FX (GSU-1)
StarFox (ROM de 8 Mbit, 1993, Nintendo / Argonaut)
Super StarFox Weekend (8 Mbps, 1993, Nintendo / Argonaut)
Stunt Race FX (8 Mbps, Nintendo / Argonaut)
Vortex (4 Mbps, Electrobrain / Argonaut)
Dirt Racer (4 Mbit, 1995, Elite Systems / MotiveTime)
Dirt Trax FX (4 Mbit, 1995, Software de reconhecimento / esculpido)
Super FX 2 (GSU-2)
DOOM (16 Mbps, 1995, Williams)
Winter Gold (16 Mbps, 1996, Nintendo / Funcom)
Super Mario World 2: Yoshi's Island (16 Mbps, 1995, Nintendo)

Source: https://habr.com/ru/post/pt397955/


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