Přeskoč navigaci

Nintendo 64 - hardware, software a emulace

Vždycky mne zajímala historie počítačů a poslední dobou i historie hracích konzolí (někdy je to fakt pěkné drama).
Zde je malé shrnutí podle mne velmi zajímavého kousku hardware, třetí herní konzole firmy Nintendo (GameCube je čtvrtá a Wii je pátá) a to Nintendo64 z roku 1996. A samozřejmě nezapomenu na její emulaci.

Nintendo 64 logo

Nintendo 64 (zkráceně N64) je 64 bit konzole, jejíž konkurencí byla PlayStation One a Sega Saturn.

Konzole (původní název byl Project Reality) je výsledkem spolupráce firem Nintendo, Silicon Graphics (SGI) a MIPS. Výsledkem byla grafika od SGI (jsme v roce 1996!) a procesor od MIPS.

Cena konzole při uvedení byla $199 (Wii $250, ale prodává se dráže vzhledem k nedostatku, XBox360 $299-$399, PS3 $499-$599, přičemž jak XBox360 tak PS3 jsou dotované).

Konzole Nintendo 64 se celkově prodalo celosvětově 32,93 milionu, PlayStation One 102,49 miliónu a Segy Saturn kolem 10 miliónu. Nintendo 64 jako jediná ze své generace používala cartridge, což se negativně projevilo na prodejích, do té doby byla vždy konzole od velkého N v rámci generace nejprodávanější.

Pro názornost předchozí konzole od N – SNES (Super Nintendo Entertainment System) – se prodalo 49 milionu a Wii (momentální leader trhu) má od prosince přes 10 miliónu kousku.

Nintendo 64

Hardware

CPU Nintendo 64 je od firmy NEC VR4300 postaveno na bázi MIPS R4300i. Procesor je 64 bitový (má 64bitové registry a instrukce) a je taktován na frekvenci 93,75 MHz, ale se zbytkem systému je propojen pro snížení nákladů pouze 32 bitovou datovou sběrnicí. Jedná se o RISCový procesor s integrovaným matematickým koprocesorem pro operace s reálnými čísly. Procesor má interní 32KB L1 cache, L2 cache není.

Procesor byl vytvořen firmou NEC 0,35 µm procesem a měl 4,6 miliónu tranzistorů a je chlazen pasivně (dnes jsem si přečetl, že i Wii má za běhu spotřebu jen 17W což je neskutečné).

O grafiku a zvuk se staral koprocesor od SGI se jménem Reality Co-Processor (RCP). RCP měl dvě části Reality Drawing Processor (RDP) a Reality Signal Processor (RSP) a běžel na 62,5 MHz. Části mezi sebou komunikovaly interní 128-bit sběrnicí s přenosem 1GB/s.

RSP je postaven na MIPS R4000 a jedná se o 8bit celočíselný signálový procesor, který je programovatelný, což umožňuje měnit jeho funkce dle potřeby. RSP provádí transformace, kopírování, výpočet osvětlení atd. Inside Nintendo 64

Kromě toho RSP mohlo provádět audio operace, ale pro uvolnění celého výkonu pro 3D grafiku se častěji pro audio používalo CPU. Pro zajímavost: RSP mělo maximum 64 kanálů PCM audia v jednom okamžiku (se 100% využitím koprocesoru). Maximální samplovací frekvence byla 48kHz v 16 bitech (opět: rok 1996!). Bohužel velikost cartridge omezovala použití z hlediska velikosti dat.

RDP produkoval obraz pro výstup. Rozlišení od 256 x 224 do 640 x 480 z true color palety (najednou jen 32768 barev).

3D vlastnosti RCP

  • Z-buffering
  • Anti-aliasing
  • Texture mapping - Bilinear filtering, Mip-mapping, Trilinear mip-map interpolation (zjednodušené), Perspective-correct texture mapping, Environment mapping, Gouraudovo stínování, Level of Detail (LOD)

Super Mario 64

Super Mario 64 a Gouraudovo stínování nejen hlavní postavy

RCP také poskytoval CPU přístup do hlavní paměti díky 250 MB/s sběrnici, bohužel bez DMA.

RSP byl kompletně programovatelný přes mikrokódy. Změnou mikrokódu se dalo vytvářet nové efekty nebo optimalizovat určité operace. Bohužel Nintendo nerado šířilo detailní informace, takže jen málo firem bylo schopno tvořit nové mikrokódy. Jedna z nich byla RareWare - na ZX Spectru se jmenovala Ultimate Play The Game (autor takových bomb jako např. Knight Lore, Jet Pac nebo PSSST), ale bylo jich více.

Přepisování mikrokódů je stále velkým problémem pro autory emulátorů (viz dále).

SGI standartně poskytovala dva módy:

  • Fast3D microcode: < ~100 000 polygonů za sekundu
  • Turbo3D microcode: 500 000–600 000 polygonů za sekundu s nižší kvalitou. Nintendo prý nikdy nedovolilo používat tento kód v prodávaných hrách

Velkým problémem byla také malá cache pro textury (jen 4 KB). Proto se někdy používalo Gouraudovo stínování nebo různé triky.

RAM a cartridge

Nintendo 64 byla první konsole s jednotnou pamětí místo dedikovaných pamětí pro CPU nebo video. Paměť měla 4 MB RAMBUS RDRAM (rozšřitelná na 8 MB) s 9 bitovou datovou sběrnicí na frekvenci 500 MHz (opět rok 1996!) se špičkovou mezí propustností 562,5 MB/s. Pro srovnání: předchůdce SNES měl jen 128KB DRAM a frekvenci CPU cca 21MHz.

Hry pro Nintendo 64 byly na cartridge o velikosti od 4 MB (32 Mbit) do 64 MB (512 Mbit) o rozměrech (260 × 190 × 73 mm). Některé obsahovaly EEPROM pro ukládání informací o hře.

Výhoda cartridge byla velká rychlost nahrávání (v té době CDROM byla velmi pomalá), nemožnost kopírování, možnost přidání speciálního čipu a větší spolehlivost.

Nevýhodou bylo velká cena (odhad je: CD 10 centů, cartridge $25), menší kapacita a delší výrobní doby.

Volba cartridge byla pro Nintendo klíčová a nebyla příliš štastná, což byl začátek temnějšího období firmy, které skončilo uvedením Nintendo DS a Wii. Přesto některé hry se natrvalo zapsaly do podvědomí a s nimi i konzole.

Hry

Základem úspěchu každého hardware je vždy software. Nejlepší hry vždy měla (a má) mateřská firma nebo její „second party“ firmy jako Rareware nebo Factor 5.

Star Wars: Episode I Racer

Star Wars: Episode I Racer (Factor 5)

Příkladem může být např. Legend of Zelda: Ocarina of Time, která okupuje dodnes první místo různých žebříčků nejlepších her všech časů a platforem. Jedná se neuvěřitelnou 3D hru s prakticky neomezeným pohybem a neskutečnou dobou hraní a to vše má 32 MB. Shigeru Miyamoto (producent, stojí kromě jiného i za Wii) je bůh, jehož heslem prý je: Opožděná hra může být dobrá, špatná hra zůstane špatnou navždy. Právě Ocarina je toho zářným příkladem, opožděná o cca 2 roky, ale výsledek stojí za to. Mimochodem je dostupná i pro Wii přes Virtual Console.

Legend of Zelda: Ocarina of Time

Legend of Zelda: Ocarina of Time

Nebo Super Mario 64 (3D adventura pokládaná jako základ moderních adventur a to v 8MB).

Dále jen heslovitě: Mario Kart 64 (závody motokár), Paper Mario (adventura), F-Zero X (futuristické závody), Star Wars: Episode I Racer (Factor 5), GoldenEye 007 (Rare), Perfect Dark (Rare). Tyto a další hry jsem hrál na emulátoru nebo na virtual konsoli na Wii.

Dále je několik her, které bych si chtěl zkusit, ale nejdou v emulátoru (většinou od Factor 5, díky hodně upravených mikrokódům) např: Indiana Jones and the Infernal Machine (Factor 5), Star Wars: Rogue Squadron(Factor 5), Star Wars: Battle for Naboo (Factor 5).

Nintendo má určité franchise (značky, např. Zelda, Mario, Metroid (s aktuální peckou pro Wii - Corruption)), které nejsou na žádné jiné platformě a tvrdě dbá na jejich kvalitu u každého herního pokračování.

Příslušenství

Velké N byla vždy průkopníkem různých podivuhodných periférií - viz. světelná pistole pro NES, nebo Wiimote a Wii balance board (to pecka teprve bude!) pro Wii. Z nepřeberného množství periférií mne zaujalo:

  • Rumble Pak – zapojen do ovladače vibruje během hry, stalo se brzy standardem
  • Expansion Pak – dalších 4 MB paměti
  • Bio Sensor – připnut na ušní boltec měřil srdeční frekvenci, byl pouze v Japonsku a jediná hra která se dala ovládat byl Tetris 64, kde v závislosti na frekvenci srdce zrychloval nebo zpomaloval hru

Emulace

Konzole (jako i všechny předchozí generace konzolí od N) je vděčným cílem pokusů o emulaci.

Emulátory Nintendo 64 pro PC

Seznam dostupných emulátorů Nintendo 64

Podrobněji se zmíním jen o dvou:

Nejlepším emulátorem pro PC je Project64, v aktuální verzi 1.6 spustíte většinu her. Na stránkách projektu je i kompatibility list.

Pro kvalitní emulaci na PC je třeba tak 1,2Ghz CPU (s MMX a lépe s SSE a 3DNow!), 256 MB RAM a grafiku s DirectX7 (8 doporučeno) a platí, že čím lepší grafika tím lépe.

Většina emulátorů totiž běží v lepším rozlišení než originál a používají různé triky moderních 3D karet pro vylepšení obrazu. Jak už jsem uvedl, ne všechny hry se dají spustit, ale většina jde. Project 64

Prvním použitelným emulátorem, který dovedl spustit komerční hry v hratelné podobě na rozumném hardware byl UltraHLE. Autoři, kteří zůstali skrytí za nicky Epsilon a RealityMan, dne 28. ledna 1999 (cca 3 roky po uvedení N64) zpřístupnili revoluční emulátor. Fíglem bylo, že hry pro N64 jsou psané v C, tudíž autoři emulátoru volání do běhové knihovny C nahrazovaly vlastním kódem bez emulace a tudíž pro vlastní emulaci zůstalo menší procento kódu a tím pádem byl běh rychlejší.

UltraHLE podporoval jen asi 20 her, několik hodin po uvedení byl vývoj ukončen a zásah právníků situaci zpečetil. Emulátor podporoval pouze 3Dfx karty a jejich rozhraní Glide. Pro současné karty existuje naštěstí Glide Wrapper, který převádí volání Glide na OpenGL nebo DirectX. V roce 2002 se zdrojové kódy UltraHLE objevily na veřejnosti (neví se proč a jak) a tak vzniklo několik následovníků. Požadavky: doporučené 600 MHz, 256MB, 32MB grafika.

Emulátor Nintendo 64 pro Wii a GameCube

Emulátor pro GameCube a Wii má samotné Nintendo a není veřejně oficiálně dostupné.

Nintendo chtělo umožnit hráčům na GameCube hrát Ocarinu a tak vznikl emulátor, který unikl na veřejnost. Pokud má člověk trpělivost, dá se najít na internetu (hledejte soubor exp-n64v2.rar). V podstatě se jedná o image média, obsahující dvě ROM her z N64 (jedna je Ocarina, druhá je jiná Zelda), ke kterému existuje nástroj, který v tom image zamění originální ROM za jiné.

Dále hry pro Nintendo 64 jsou dostupné přes Virtual Console na Wii, kde každá hra je ke stažení zabalená i s emulátorem na míru (včetně Ocariny).

Zajímavé linky:

Inside Nintendo 64

Jaggni to|Linkuj

Komentáře k tomuto článku

[*] Pavel @ 23.12.2008 15:06:19

Jelikož už jsem starej kozel,nemam tolik zkušeností s PC,ale Zeldu a Maria hraju rád,měl bych dotaz.Je možno zahrat si nove hry(Zelda-Twilight princess apod..)na počítači?Našel jsem jen dolphin emu. a tam mi bohužel neběží.Děkuji za jakoukoliv odpověď.

[*] Radek @ 23.12.2008 23:39:19

Ne, žádný emulátor Wii neexistuje, resp. existuje zmíněný Dolphin (původně emulátor GameCube) který umožňuje spouštět některé nekomerční hry.

Konkretně s tou Zeldou - existuje i verze pro GameCube tam by byla možná větší šance (nebo koupit GameCube - stojí pár stovek na aukcích). Ale nejlepší je koupit přímo Wiičko :-)

[*] david @ 9.6.2009 10:32:38

prosim kde mam stahnout nejaky hry na n64 díky

[*] Romenek @ 19.11.2009 15:09:37

Samozrejme, ze existuje Wii emulator, a dokonce, kdyz mate 64 bit Windows a nadulpany PC, tak se na nem da hrat slusne tak polovina her. Normalne spustite iso hry. Stahujte na http://www.dolphin-emu.com

[*] Radek @ 19.11.2009 22:39:11

No o Dolphinu jsem mluvil, furt se zlepšuje, ale stejně to není ono (ono to nebude nikdy ono), navíc to PC musí být opravdu ale opravdu nadupane.

Navíc nejsem si jist jak je na tom s ovladači (jako s wiimote).

Podle mne je to stejně ubohost emulovat Wii na PC.

[*] pavko @ 19.3.2011 19:26:40

Mam pro syna Nintendo 64 a jsem laik,jak to připojit k televizi?Když už se to povede,nejde nám zvuk....

[*] Radek @ 11.10.2011 20:48:31

Chci se zeptat jestli se dají na nintendu 64 spustit i hry ze super nintenda

[*] Karolína @ 24.10.2011 12:45:47

Ahoj, mám uplně to první nintendo, které je vis na hoře na obrázku. A mám otázečku. Dá se na něho sehnat ještě nějaké hry? Nebo-li kazety?? Dííky moc..

[*] Radek @ 22.11.2011 21:26:26

Zkus aukro tam se sem tam neco objevi. Lepší je ale ebay - tam je to levnější



Prosím o dodržovaní určitých pravidel (tj. žádné neslušné texty, reklamy a tak prostě podobně). Komentáře porušující tyto pravidla budou odstraněny.

Před vložením komentáře je nutno provést náhled, jedná se o ochranu proti spamu.

 

Vložení komentáře
  
 
 

 

© NetCode.cz, 2006-9 | Všechna práva vyhrazena
Provozováno na mém pikoCMS, vygenerováno: 30.3.2017 14:37:26

O mně

Informace o mé maličkosti a kontakt.

Lokální tagy

amd(1) amiga(1) apple(1) aspnet(2) audio(1) borland(5) C64(1) codegear(12) delphi(39) dotnet(9) dvd(1) electone(1) embarcadero(1) emulator(11) firebird(2) flash(1) freepascal(5) gamecube(3) gigabyte(2) google(3) hardware(48) holografie(1) homebrew(29) hry(12) ibm(14) iphone(7) jidlo(1) komponenty(1) konzole(15) latex(1) lenovo(17) migrace(1) modchip(3) moje(9) mplayer(3) mssql(1) multi-touch(3) native-api(1) navody(23) nintendo(53) Nintendo3DS(2) nintendo64(6) NintendoDS(15) onestation(2) opera(1) ot(1) palm(1) pascal(1) pdf(1) pic(2) pmd85(1) pocitace(1) print-server(2) programovani(21) programy(25) R400(1) recenze(6) retro(1) satelit(1) seamonkey(5) snes(3) svepomoci(1) technika(1) thinkpad(20) usb(1) video(3) vs(3) vykriky(12) web(7) webdesign(8) wii(83) wiimote(13) wiiware(1) wiki(2) windows(7) windows-mobile(1) wl500g(2) wtf(8) zivot(1) ZX-Spectrum(5)