Emulátor herní konzole - Video game console emulator
Videohra emulátor konzole je typ emulátoru , který umožňuje výpočetní zařízení emulovat konzole herní hardware ‚s a hrát své zápasy na emulujete platformě. Emulátory častěji nesou další funkce, které překonávají omezení původního hardwaru, jako je širší kompatibilita řadičů, ovládání časového měřítka , vyšší výkon, jasnější kvalita, snadnější přístup k úpravám paměti (jako GameShark ), cheat kódy na jedno kliknutí a odemykání herních funkcí. Emulátory jsou také užitečným nástrojem v procesu vývoje homebrew dem a vytváření nových her pro starší, ukončené nebo vzácné konzole.
Kód a data hry jsou obvykle dodávány do emulátoru pomocí souboru ROM (kopie dat herních kazet) nebo obrazu ISO (kopie optického média), které jsou vytvořeny buď specializovanými nástroji pro herní kazety, nebo běžné optické jednotky čtoucí data. Většina her si zachovává svá autorská práva i přes rostoucí časové rozpětí původního systému a přerušení produktů; pravidelní spotřebitelé a nadšenci emulace se tak mohou uchýlit k bezplatnému získávání her na různých internetových stránkách, než aby legitimně kupovali a trhali obsah (ačkoli u optických médií se toto stává oblíbeným u legitimních vlastníků). Alternativně specializované adaptéry, jako je Retrode, umožňují emulátorům přímý přístup k datům na herních kazetách, aniž by je bylo nutné nejprve zkopírovat do obrazu ROM.
Dějiny
V polovině devadesátých let osobní počítače pokročily do bodu, kdy bylo technicky proveditelné replikovat chování některých z prvních konzolí zcela prostřednictvím softwaru a začaly se objevovat první neautorizované, emulátory konzolí. Tyto rané programy byly často neúplné, pouze částečně emulovaly daný systém, což mělo za následek závady . Několik výrobců zveřejnilo technické specifikace pro svůj hardware, což nechalo programátory odvodit přesné fungování konzoly pomocí reverzního inženýrství . Nejčastěji se studovaly konzole Nintendo , například nejpokročilejší rané emulátory reprodukovaly fungování systému Nintendo Entertainment System , Super Nintendo Entertainment System a Game Boy . První takový uznávaný emulátor byl vydán kolem roku 1996, což byl jeden z prototypových projektů, které se nakonec spojily s produktem SNES9X . Programy jako iNES Marata Fayzullina, VirtualGameBoy, Pasofami (NES), Super Pasofami (SNES) a VSMC (SNES) byly nejpopulárnějšími konzolovými emulátory této éry. Kuriozitou byl také nevydaný emulátor NES Yuji Naka pro Genesis , což pravděpodobně znamenalo první instanci emulátoru softwaru běžícího na konzole. Kromě toho, jak Internet získal širší dostupnost, distribuce obou emulátoru a ROM obrazů se stala běžnější, což pomáhá k popularitě emulátory.
Právní pozornost byla věnována emulacím s vydáním UltraHLE , emulátoru pro Nintendo 64 vydaného v roce 1999, zatímco Nintendo 64 byl stále primární konzolí Nintendo - jeho další konzole, GameCube , nebude vydána až do roku 2001. UltraHLE byl první emulátor které mají být vydány pro aktuální konzoli, a bylo vidět, že má určitý vliv na prodeje Nintendo 64, i když do jaké míry nebylo srovnání se snižujícím se prodejem na stárnoucích konzolách jasné. Nintendo zahájilo právní kroky k zastavení projektu emulátoru a zatímco původní autoři ukončili vývoj, projekt pokračoval dalšími, kteří získali zdrojový kód. Od té doby se Nintendo obecně ujala vedení v akcích proti emulačním projektům nebo distribucím emulovaných her z jejich konzolí ve srovnání s jinými výrobci konzolí nebo arkád.
Tento nárůst popularity otevřel dveře zahraničním videohrám a vystavil severoamerické hráče zásadám cenzury Nintendo. Tento rychlý růst ve vývoji emulátorů zase živil růst hackování ROM a překladu fanoušků . Vydání projektů, jako je překlad Final Fantasy V do angličtiny v RPGe, přitáhlo na emulační scénu ještě více uživatelů.
Metody
Emulátory lze navrhnout třemi způsoby: čistě pracovat v softwaru, který je nejběžnější formou, jako je MAME, pomocí arkádových obrazů ROM; čistě pracující s hardwarem, jako je adaptér ColecoVision pro přijímání kazet Atari VCS , a hybridní řešení, jako jsou hardwarové můstky pro různé počítače Amiga, které by mohly spouštět software kompatibilní s IBM PC.
Emulátor je obvykle vytvářen prostřednictvím zpětného inženýrství informací o hardwaru, aby se předešlo případným konfliktům s neveřejným duševním vlastnictvím. Některé informace mohou být zveřejněny pro vývojáře o specifikacích hardwaru, které lze použít k zahájení úsilí o emulaci, ale často existují vrstvy informací, které zůstávají jako obchodní tajemství, jako jsou detaily šifrování. Provozní kód uložený v systému BIOS hardwaru lze rozebrat a analyzovat v designu čisté místnosti , přičemž jedna osoba provádí demontáž a druhá osoba samostatně dokumentuje funkci kódu. Jakmile je k dispozici dostatek informací o tom, jak hardware interpretuje herní software, lze poté vytvořit emulaci na cílovém hardwaru. Vývojáři emulací se obvykle vyhýbají jakýmkoli informacím, které mohou pocházet z nevystopovatelných zdrojů, aby se vyhnuli kontaminaci povahy čistého prostoru svého projektu. Například v roce 2020 došlo k úniku velkého množství informací týkajících se konzolí Nintendo a týmy pracující na emulátorech konzoly Nintendo, jako je emulátor Dolphin pro GameCube a Wii, uvedly, že zůstávají daleko od uniklých informací, aby se vyhnuli znečištění jejich projektu.
Jakmile je emulátor napsán, vyžaduje získání kopie herního softwaru, což může mít právní důsledky. Obvykle to vyžaduje, aby uživatel vytvořil kopii obsahu kazety ROM do počítačových souborů nebo obrázků, které lze přečíst emulátorem, což je proces známý jako „vypuštění“ obsahu paměti ROM. Podobný koncept platí pro další proprietární formáty, například pro hry PlayStation CD. I když to není vyžadováno pro emulaci nejranější arkády nebo domácí konzoly, většina emulátorů také vyžaduje výpis BIOSu hardwaru, který se může lišit v závislosti na distribuční oblasti a revizích hardwaru. V některých případech emulátory umožňují použití oprav ROM, které aktualizují výpis ROM nebo BIOS, aby opravily nekompatibility s novějšími platformami nebo změnily aspekty samotné hry. Emulátor následně pomocí výpisu systému BIOS napodobí hardware, zatímco výpis ROM (s jakýmikoli opravami) se použije k replikaci herního softwaru.
Perspektivy
Mimo oficiální použití byla emulace výrobci videoherních konzolí a vývojářů her obecně vnímána negativně. Největší obavou je povaha porušení autorských práv související s obrázky ROM her, obvykle distribuovanými volně a bez hardwarových omezení. I když to má přímý dopad na potenciální prodej emulovaných her a tím i na vydavatele a vývojáře, povaha hodnotového řetězce v tomto odvětví může vést k potenciálnímu finančnímu poškození výrobců konzolí. Emulace dále zpochybňuje použití modelu razorblade v průmyslu pro konzolové hry, kde se konzole prodávají za cenu a příjmy místo toho, které se získávají z licencí na prodej her. Vzhledem k tomu, že se emulace konzolí vyvíjí, i když jsou konzole stále na trhu, jsou výrobci konzolí nuceni pokračovat v inovacích, uvádět na trh více her pro své systémy a rychle přejít na novou technologii, aby mohli pokračovat ve svém obchodním modelu. Existují další obavy související s duševním vlastnictvím značky konzoly a aktiv her, které by mohly být zneužity, ačkoli se jedná o problémy méně s emulací samotnou, ale s tím, jak se software následně používá.
Alternativně je emulace považována za zvýšení úsilí o zachování videohry , a to jak při přesunu informací o hře ze zastaralé technologie do novějších, trvalejších formátů, tak při poskytování alternativ softwaru nebo hardwaru k zastaralému hardwaru. Někteří uživatelé emulace také vidí emulaci jako prostředek k uchování her od společností, které již dávno zkrachovaly nebo zmizely z dřívějšího krachu trhu a kontrakcí v odvětví a kde je vlastnictví nemovitosti nejasné. Emulaci lze také považovat za prostředek ke zlepšení funkčnosti původní hry, který by jinak nebyl možný, například přidání lokalizací pomocí záplat ROM nebo nových funkcí, jako jsou stavy uložení .
Legální problémy
Spojené státy
Vzhledem k tomu, že počítače a globální počítačové sítě pokračovaly v pokroku a vývojáři emulátorů byli ve své práci kvalifikovanější, začala se doba mezi komerčním vydáním konzoly a její úspěšnou emulací zmenšovat. Konzole páté generace, jako jsou Nintendo 64 , PlayStation a kapesní počítače šesté generace , jako je Game Boy Advance , během jejich výroby zaznamenaly značný pokrok směrem k emulaci. To vedlo ke snaze výrobců konzolí zastavit neoficiální emulaci, ale konzistentní selhání, jako jsou Sega v. Accolade 977 F.2d 1510 (9. obvod. 1992), Sony Computer Entertainment, Inc. v. Connectix Corporation 203 F.3d 596 ( 2000) a Sony Computer Entertainment America v. Bleem 214 F.3d 1022 (2000), měly opačný účinek, který rozhodl, že emulátory, vyvinuté prostřednictvím designu čisté místnosti, jsou legální. Knihovník Kongresu pod Millennium zákona Digital Copyright Act (DMCA), který kodifikoval tato pravidla jsou povoleny výjimky pro bypass technických Ochrana autorských práv na konzole hardware. Vývojáři emulátoru však nemohou začlenit kód, který mohl být vložen do hardwarového systému BIOS, ani odeslat bitovou kopii systému BIOS pomocí svých emulátorů.
Neoprávněné šíření kódu chráněného autorskými právy zůstává nelegální, jak podle země specifické autorských práv a mezinárodního autorského práva v rámci Bernské úmluvy . V souladu s tím vydavatelé a vývojáři videoher podnikli právní kroky proti webům, které nezákonně redistribuují jejich software chráněný autorskými právy, a úspěšně přiměly weby k odstranění jejich titulů nebo jejich úplné odstranění.
Podle práva Spojených států je získání dumpingové kopie systému BIOS původního počítače legální podle vládního rozhodnutí Lewis Galoob Toys, Inc. v. Nintendo of America, Inc. , 964 F.2d 965 (9. obvod. 1992), za přiměřené použití po celou dobu protože uživatel získal legálně zakoupenou kopii stroje. Aby se to však zmírnilo, několik emulátorů pro platformy, jako je Game Boy Advance, může běžet bez souboru BIOS, přičemž pomocí emulace na vysoké úrovni simuluje podprogramy BIOSu s mírnými náklady na přesnost emulace.
Vydávání se za malware
Díky své popularitě se emulátory staly také terčem online podvodů ve formě programů pro trojské koně navržených tak, aby napodobovaly vzhled legitimního emulátoru, které jsou poté propagovány prostřednictvím spamu , na YouTube a jinde. Některé podvody, jako například údajný emulátor „PCSX4“, dokonce zašli tak daleko, že vytvořily falešné úložiště GitHub , pravděpodobně kvůli větší důvěryhodnosti, zejména pro ty, kteří neznají vývoj softwaru s otevřeným zdrojovým kódem . Federal Trade Commission od té doby vydala poradní uživatelům varování, aby se zabránilo stahování takového softwaru, v reakci na zprávy o údajné Nintendo Přepínač emulátor vydané různých webových stránkách jako zástěrku pro zjišťování podvodu.
Oficiální použití
Vzhledem k vysoké poptávce po hraní starých her na moderních systémech začaly konzole začleňovat technologii emulace. Nejpozoruhodnější z nich je Nintendo ‚s Virtual Console . Původně vydán pro Wii , ale je k dispozici na 3DS a Wii U , Virtual Console používá softwarovou emulaci, která umožňuje nákup a hraní her pro staré systémy na tomto moderním hardwaru. Ačkoli nejsou k dispozici všechny hry, virtuální konzole má velkou sbírku her pokrývajících širokou škálu konzolí. Knihovna virtuální konzoli v minulých her v současné době skládá z titulů původem z Nintendo Entertainment System , výborný NES , Game Boy , Game Boy Color , Nintendo 64 , Game Boy Advance , Nintendo DS a Wii, stejně jako Sega ‚s Master System a Genesis / hrozně řídit , NEC 's TurboGrafx-16 a SNK je Neo Geo . Služba pro Wii zahrnuje také hry pro platformy, které byly známy pouze ve vybraných oblastech, jako jsou Commodore 64 (Evropa a Severní Amerika) a MSX (Japonsko), a také Virtual Console Arcade, která umožňuje hráčům stahovat video arkádové hry . Tituly Virtual Console byly staženy více než deset milionůkrát. Každá hra je distribuována s vyhrazeným emulátorem upraveným tak, aby byla hra co nejlépe spuštěna. Chybí mu však vylepšení, která poskytují neoficiální emulátory, a mnoho titulů je stále nedostupných.
Až do aktualizace firmwaru 4.0.0 obsahoval systémový software Nintendo Switch vestavěný emulátor NES, interně označovaný jako „flog“, na kterém běží hra Golf (s podporou pohybového ovladače pomocí Joy-Conu ). Easter egg byl věřil být pocta bývalý Nintendo prezident Satoru Iwata , který zemřel v roce 2015: hra byla přístupná pouze na 11. července (datum jeho smrti), Golf byl naprogramován podle Iwata, a hra byla aktivována provedením gesto, které Iwata skvěle použila během video prezentací Nintenda. Bylo navrženo, aby zahrnutí Golfu bylo zamýšleno jako digitální forma omamori - tradiční forma japonských amuletů, která měla zajistit štěstí nebo ochranu. V rámci své předplacené služby Nintendo Switch Online společnost Nintendo následně vydala aplikaci s pravidelně aktualizovanou knihovnou titulů NES a SNES na vyžádání. Aplikace nabízí podobné funkce jako tituly Virtual Console, včetně stavů uložení, režim pixelového škálovače a efekt simulující televizní obrazovky CRT .
Kvůli rozdílům v hardwaru není Xbox 360 nativně zpětně kompatibilní s původními hrami pro Xbox . Microsoft však dosáhl zpětné kompatibility s populárními tituly prostřednictvím emulátoru. Dne 15. června 2015 společnost Microsoft oznámila, že Xbox One bude zpětně kompatibilní s Xbox 360 prostřednictvím emulace. V červnu 2017 oznámili, že původní tituly pro Xbox budou k dispozici také pro zpětnou kompatibilitu prostřednictvím emulace, ale protože původní verze pro Xbox běží na architektuře x86 , emulace CPU je zbytečná, což výrazně zlepšuje výkon. PlayStation 3 použití softwarové emulace hrát původních titulů PlayStation a PlayStation Store prodává hry, které běží přes emulátor uvnitř stroje. V původních japonských a severoamerických 60GB modelech je k provozování titulů přítomen originální hardware PS2; nicméně všechny modely PAL a pozdější modely vydané v Japonsku a Severní Americe odstranily některé hardwarové součásti PS2 a nahradily jej emulací softwaru pracující vedle video hardwaru, aby se dosáhlo částečné emulace hardwaru/softwaru. V pozdějších verzích byla zpětně kompatibilita s tituly PS2 zcela odstraněna spolu s grafickým čipem PS2 a Sony nakonec vydalo tituly PS2 se softwarovou emulací v obchodě PlayStation Store .
Komerční vývojáři také použili emulaci jako prostředek k přebalování a vydávání starších her na novějších konzolách v maloobchodních verzích. Například Sega vytvořila několik sbírek her Sonic the Hedgehog . Před virtuální konzolí tuto taktiku používalo také Nintendo, jako například Game Boy Advance re-vydání titulů NES v klasické sérii NES .
Jiné použití
Ačkoli primárním účelem emulace je nechat starší videohry spouštět na novějších systémech, existuje několik výhod spojených s mimořádnou flexibilitou emulace softwaru, které na původních systémech nebyly možné.
Hackování a úpravy ROM
Načítání obrazu disku je pro většinu emulátorů konzoly nutností, protože většina výpočetních zařízení nemá hardware potřebný ke spouštění starších konzolových her přímo ze samotného fyzického herního média. I u emulátorů systému optických médií, jako jsou PlayStation a PlayStation 2, může pokus o spuštění her ze skutečného disku způsobit problémy, jako je zablokování a porucha, protože optické jednotky PC nejsou navrženy tak, aby točily disky tak, jak to dělají konzoly. To však vedlo k výhodě, že je mnohem snazší upravit soubory skutečné hry obsažené v herních ROM. Amatérští programátoři a herní nadšenci vytvořili překlady zahraničních her, přepsali dialog v rámci hry, použili opravy chyb, které byly v původní hře, a také aktualizovali staré sportovní hry s moderními soupiskami. Je dokonce možné použít upgrady textur s vysokým rozlišením pro 3-D hry a někdy i 2-D, pokud jsou k dispozici a možné.
Vylepšené technické vlastnosti
Software, který emuluje konzolu, lze vylepšit o další možnosti, které původní systém neměl. Patří sem vylepšené grafické možnosti, jako je prostorové vyhlazování , upscaling rozlišení framebufferů tak, aby odpovídalo vysokému rozlišení a ještě vyšším rozlišením displeje, a také anizotropní filtrování (doostřování textur).
Emulační software může nabídnout vylepšené zvukové možnosti (např. Sníženou latenci a lepší zvukovou interpolaci), vylepšené stavy ukládání (které umožňují uživateli uložit hru v libovolném bodě pro ladění nebo opakování) a zkrácení doby spouštění a načítání. Některé emulátory mají možnost „rychle“ spustit hru, čímž se obejdou původní úvodní obrazovky výrobce konzoly.
Emulační software navíc může nabízet online funkce pro více hráčů a schopnost zrychlit a zpomalit rychlost emulace. To umožňuje uživateli například rychlý posun vpřed prostřednictvím nechtěných scén scén nebo možnost zcela vypnout omezovač snímků (užitečné pro účely srovnávání).
Obejití regionálních výluk
Některé konzoly mají regionální výluku, která brání tomu, aby uživatel mohl hrát hry mimo určenou herní oblast. To lze považovat za obtíž pro hráče na konzolích, protože některé hry obsahují zdánlivě nevysvětlitelné rozdíly v lokalizaci mezi regiony, jako jsou rozdíly v časových požadavcích na řízení misí a licenčních testů na Gran Turismo 4 a verze PAL Final Fantasy X, která přidala více her dovednosti, změny některých šéfů a ještě více šéfů, Dark Aeons, které nebyly k dispozici v americkém vydání hry NTSC.
Ačkoli je obvykle možné upravit samotné konzoly tak, aby obcházely regionální výluky, úpravy konzolí mohou způsobit problémy s nesprávným zobrazováním obrazovek a příliš rychlými nebo pomalými hrami her, protože konzola samotná nemusí být navržena tak, aby byla správný formát pro hru. Tyto problémy lze překonat na emulátorech, protože jsou obvykle navrženy s vlastními výstupními moduly, které mohou bez problémů spouštět hry NTSC i PAL.
Podvádění a širokoúhlá funkce
Mnoho emulátorů, například Snes9x , usnadňuje načítání podvodů na konzole, aniž by vyžadovalo potenciálně drahá proprietární hardwarová zařízení, jako jsou ta, která používají GameShark a Action Replay . Freeware nástroje umožňují převádět kódy zadané takovými programy na kód, který lze číst přímo vestavěným podvodným systémem emulátoru, a dokonce umožňují přepínání cheatů z nabídky. Ladicí nástroje obsažené v mnoha emulátorech také pomáhají hráčům při vytváření vlastních takových podvodů. Podobné systémy lze také použít k povolení širokoúhlých hacků pro určité hry, což uživateli umožňuje hrát hry, které původně nebyly určeny pro širokoúhlé obrazovky, aniž by se museli starat o zkreslení poměru stran na širokoúhlých monitorech.