Энтузиаст разработал эмулятор Game Boy для экрана на электронных чернилах

Автор YouTube-канала Wenting Channel инженер Вэнтинг Чжан показал проект по запуску эмулятора портативной консоли Nintendo Game Boy на дисплее с электронными чернилами. Для своего проекта энтузиаст использовал монитор PaperS3 от компании M5Stack, изначально предназначенный для управления умным домом, электронных этикеток и образовательных инструментов.

Экран использует микроконтроллер ESP32-S3, основанный на двухъядерном Xtensa LX7 с максимальной частотой 240 МГц.

Чтобы запустить эмулятор Game Boy, Чжан применил технологию, которую он ранее разработал для своего проекта монитора с открытым исходным кодом Modos Flow. Инженер заменил контроллер дисплея E-Ink на мощную FPGA, чтобы рассматривать каждый пиксель как независимую область отображения и обновлять только те части экрана, которые практически изменяются в каждом кадре.

Дисплей Game Boy имеет разрешение 160х144, а PaperS3 — 960х540. Чжан смог увеличить разрешение в три раза, чтобы получить в достаточной степение пространство для применения дизеринга и воспроизведения четырёх возможных оттенков оригинального экрана портативной консоли Nintendo. Этот процесс занимает почти всё второе движок ЦП в ESP32, оставляя производительность лишь для обработки звука. Фактическая эмуляция происходит на первом ядре процессора.

В результате получилась убедительная копия дисплея Game Boy на базе электронных чернил. Чжан реализовал некоторые функции, такие как частичная поддержка контроллеров Bluetooth LE и выделенная сенсорная область для кнопок управления, сохранения и загрузки.

Для запуска Game Boy моддер создал форк CrankBoy — эмулятора Game Boy под Playdate. Ни один из протестированных Чжаном эмуляторов не смог запустить все игры Game Boy на полной скорости на PaperS3, но CrankBoy приблизился к этому результату.

PaperS3 имеет только несложный пьезоэлектрический зуммер, поэтому инженер проделал работу по созданию узнаваемого звука Game Boy, используя псевдо-полифонию.

Также Чжан не рассказал о времени автономной работы своего мода после запуска эмулятора. Эмулятор нагружает оба ядра процессора на пределе их возможностей, а дисплеи E-Ink весьма энергозатратны при частоте 60 Гц, следовательно время автономной работы должно быть очень ограничено.

Чжан загрузил свой инициатива Paper Boy S3 в средство M5Burner, который одновременно служит программой прошивки и магазином приложений для устройства M5Stack. Тем не менее энтузиаст подчеркнул, что Paper S3 сняли с производства.

Год назад Singular 9 презентовала портативную игровую консоль Ink Console на электронных чернилах. Устройство должно позволить играть во время чтения, что превращает процесс в динамичное и интерактивное приключение. Прибор оснащён 7,5-дюймовым экраном с разрешением 800х480.