Эмулятор игровой консоли — это тип эмулятора , который позволяет вычислительному устройству [fn 1] эмулировать аппаратное обеспечение игровой консоли и играть в ее игры на эмулирующей платформе. Чаще всего эмуляторы содержат дополнительные функции, которые превосходят ограничения исходного оборудования, такие как более широкая совместимость контроллеров, управление временной шкалой , более легкий доступ к модификациям памяти (например, GameShark ) и разблокировка функций игрового процесса. [ нужна цитация ] Эмуляторы также являются полезным инструментом в процессе разработки самодельных демоверсий и создания новых игр для старых, снятых с производства или редких консолей. [ нужна цитата ]
Код и данные игры обычно передаются в эмулятор посредством файла ПЗУ (копия данных игрового картриджа) или образа ISO (копия оптического носителя). [ нужна цитация ] Хотя программное обеспечение для эмуляции само по себе является законным, [1] [2] эмуляция игр возможна только в том случае, если игра законно приобретена физически и копируется ее содержимое. Свободная загрузка или выгрузка ПЗУ игр на различные интернет-сайты считается формой пиратства [3] , и на пользователей могут подать в суд за нарушение авторских прав . [4] [5]
К середине 1990-х годов персональные компьютеры развились до такой степени, что стало технически возможным полностью воспроизвести поведение некоторых из самых ранних консолей с помощью программного обеспечения, и начали появляться первые несанкционированные некоммерческие эмуляторы консолей. Эти ранние программы часто были неполными, лишь частично имитируя данную систему, что приводило к дефектам . Лишь немногие производители публиковали технические спецификации своего оборудования, что позволяло программистам определять точную работу консоли посредством реверс-инжиниринга . Консоли Nintendo, как правило, изучались чаще всего, например, самые продвинутые ранние эмуляторы воспроизводили работу Nintendo Entertainment System , Super Nintendo Entertainment System и Game Boy . Первый такой признанный эмулятор был выпущен примерно в 1996 году и стал одним из проектов-прототипов, которые в конечном итоге вошли в продукт SNES9X . [6] Такие программы, как iNES Марата Файзуллина, VirtualGameBoy, Pasofami (NES), Super Pasofami (SNES) и VSMC (SNES), были самыми популярными эмуляторами консолей той эпохи. Любопытным был также неизданный эмулятор NES для Genesis , созданный Юдзи Накой , который, возможно, стал первым экземпляром программного эмулятора, работающего на консоли. [7] Кроме того, по мере того, как Интернет стал более доступным, распространение программного обеспечения эмулятора и образов ПЗУ стало более распространенным, что способствовало популяризации эмуляторов. [6]
Юридическое внимание к эмуляциям было привлечено с выпуском UltraHLE , эмулятора для Nintendo 64, выпущенного в 1999 году, когда Nintendo 64 все еще была основной консолью Nintendo — следующая консоль, GameCube , не будет выпущена до 2001 года. UltraHLE был первым эмулятором. будет выпущен для текущей консоли, и было замечено, что это оказало некоторое влияние на продажи Nintendo 64, хотя неясно, в какой степени по сравнению с падением продаж на устаревших консолях. Nintendo подала в суд, чтобы остановить проект эмулятора, и хотя первоначальные авторы прекратили разработку, проект продолжили другие, получившие исходный код. С тех пор Nintendo, как правило, взяла на себя ведущую роль в действиях против проектов эмуляции или распространения эмулированных игр со своих консолей по сравнению с другими производителями консолей или игровых автоматов. [6]
Этот рост популярности открыл двери для иностранных видеоигр и подверг геймеров Северной Америки воздействию политики цензуры Nintendo. Этот быстрый рост разработки эмуляторов, в свою очередь, способствовал росту взлома ПЗУ и фанатских переводов . Выпуск таких проектов, как перевод Final Fantasy V на английский язык от RPGe , привлек еще больше пользователей на сцену эмуляции. [8] Кроме того, разработка некоторых эмуляторов способствовала улучшению ресурсов для разработки домашнего программного обеспечения для определенных консолей, как это было в случае с VisualBoyAdvance, эмулятором Game Boy Advance , который был отмечен автором Кейси О'Доннелл как внесший вклад в разработка инструментов для консоли, которые считались превосходящими даже те, что предоставляет Nintendo, настолько, что даже некоторые лицензированные разработчики игр использовали эти инструменты для разработки игр для консоли. [9]
Эмуляторы можно проектировать тремя способами: использовать только программное обеспечение, которое является наиболее распространенной формой, например MAME, с использованием образов ПЗУ; работает исключительно на аппаратном уровне, таком как адаптер ColecoVision для приема картриджей Atari VCS . [6]
Эмулятор обычно создается путем обратного проектирования информации об оборудовании, чтобы избежать любых возможных конфликтов с частной интеллектуальной собственностью. Некоторая информация о спецификациях оборудования может быть обнародована для разработчиков, и ее можно использовать для начала работ по эмуляции, но часто существуют слои информации, которые остаются коммерческой тайной, например сведения о шифровании. Операционный код, хранящийся в BIOS оборудования, может быть дизассемблирован для анализа в чистом помещении , при этом один человек выполняет дизассемблирование, а другой человек отдельно документирует функцию кода. Как только будет получено достаточно информации о том, как оборудование интерпретирует игровое программное обеспечение, можно будет создать эмуляцию на целевом оборудовании. [6] Разработчики эмуляции обычно избегают любой информации, которая может поступать из неотслеживаемых источников, чтобы не испортить чистоту своего проекта. Например, в 2020 году произошла утечка большого количества информации, связанной с консолями Nintendo , и команды, работающие над эмуляторами консолей Nintendo, такими как эмулятор Dolphin для GameCube и Wii, заявили, что держатся подальше от утечки информации, чтобы не испортить свой проект. [10]
После написания эмулятора необходимо получить копию игрового программного обеспечения, что может иметь юридические последствия. Обычно для этого требуется, чтобы пользователь сделал копию содержимого картриджа ПЗУ в компьютерные файлы или изображения, которые может быть прочитан эмулятором, - процесс, известный как «сброс» содержимого ПЗУ. Аналогичная концепция применима и к другим проприетарным форматам, например, к играм для PlayStation CD. Хотя это не требуется для эмуляции самых ранних игровых автоматов или домашних консолей, большинству эмуляторов также требуется дамп BIOS оборудования, который может варьироваться в зависимости от региона распространения и версии оборудования. В некоторых случаях эмуляторы позволяют применять патчи ПЗУ , которые обновляют дамп ПЗУ или BIOS для устранения несовместимости с более новыми платформами или изменения аспектов самой игры. Впоследствии эмулятор использует дамп BIOS для имитации оборудования, а дамп ПЗУ (со всеми исправлениями) используется для репликации игрового программного обеспечения. [6]
Файлы ROM и файлы ISO создаются либо специализированными инструментами для игровых картриджей, либо обычными оптическими приводами, считывающими данные. [11] В качестве альтернативы специализированные адаптеры, такие как Retrode , позволяют эмуляторам напрямую получать доступ к данным на игровых картриджах без необходимости предварительного копирования их в образ ПЗУ.
За пределами официального использования эмуляция обычно воспринимается производителями игровых консолей и разработчиками игр негативно. Наибольшую озабоченность вызывает характер нарушения авторских прав , связанный с образами ПЗУ игр, которые обычно распространяются свободно и без аппаратных ограничений. Хотя это напрямую влияет на потенциальные продажи эмулируемых игр и, следовательно, на издателей и разработчиков, характер цепочки создания стоимости в отрасли может привести к потенциальному финансовому ущербу для производителей консолей. [6] Кроме того, эмуляция бросает вызов использованию в отрасли модели лезвия бритвы для консольных игр, когда консоли продаются по себестоимости, а доход вместо этого получается от лицензий на продажу игр. Поскольку эмуляция консолей разрабатывается даже в то время, когда консоли все еще присутствуют на рынке, производители консолей вынуждены продолжать внедрять инновации, выводить на рынок больше игр для своих систем и быстро переходить к новым технологиям для продолжения своей бизнес-модели. [6] Существуют и другие опасения, связанные с интеллектуальной собственностью, брендом консоли и активами игр, которые могут быть использованы не по назначению, хотя это проблемы не столько с самой эмуляцией, сколько с тем, как программное обеспечение впоследствии используется. [6]
В качестве альтернативы считается, что эмуляция способствует сохранению видеоигр как за счет перевода игровой информации из устаревших технологий в более новые, более устойчивые форматы, так и за счет предоставления программного или аппаратного обеспечения, альтернативного устаревшему оборудованию. [12] Обеспокоенность по поводу стоимости, доступности и долговечности игрового программного обеспечения и консольного оборудования также была названа причиной поддержки разработки эмуляторов. [12] Некоторые пользователи эмуляции также рассматривают эмуляцию как средство сохранения игр компаний, которые давно обанкротились или исчезли из-за предыдущего рыночного краха и спадов в отрасли, и права собственности на которые неясны. Эмуляцию также можно рассматривать как средство улучшения функциональности оригинальной игры, которая в противном случае была бы невозможна, например, добавление локализаций с помощью патчей ПЗУ или новых функций, таких как состояния сохранения . [6] В ноябре 2021 года Фил Спенсер заявил, что надеется, что компании, занимающиеся видеоиграми, в конечном итоге разработают и будут распространять легальную эмуляцию, которая позволит пользователям играть в любую игру из прошлого, копия которой у них уже есть, охарактеризовав ее как «великий Север». Звезда», к которой отрасль будет стремиться в будущем. [13] [14]
По мере того как компьютеры и глобальные компьютерные сети продолжали развиваться и становиться все более популярными, разработчики эмуляторов становились более квалифицированными в своей работе, промежуток времени между коммерческим выпуском консоли и ее успешной эмуляцией начал сокращаться. Консоли пятого поколения , такие как Nintendo 64 , PlayStation и портативные компьютеры шестого поколения , такие как Game Boy Advance , продемонстрировали значительный прогресс в области эмуляции во время их производства. Это привело к попыткам производителей консолей прекратить неофициальную эмуляцию, но последовательные неудачи, такие как Sega v. Accolade 977 F.2d 1510 (9-й округ 1992 г.), Sony Computer Entertainment, Inc. против Connectix Corporation 203 F.3d 596 ( 2000) и Sony Computer Entertainment America v. Bleem 214 F.3d 1022 (2000), [15] имели противоположный эффект, в результате чего эмуляторы, разработанные с использованием дизайна «чистых помещений», являются законными. Библиотекарь Конгресса в соответствии с Законом об авторском праве в цифровую эпоху (DMCA) кодифицировал эти правила как разрешенные исключения для обхода технической защиты авторских прав на консольном оборудовании. [6] Однако разработчики эмуляторов не могут включать код, который мог быть встроен в аппаратный BIOS, или поставлять образ BIOS со своими эмуляторами. [6]
Несанкционированное распространение кода, защищенного авторским правом, остается незаконным в соответствии как с национальным законодательством об авторском праве , так и с международным законодательством об авторском праве в соответствии с Бернской конвенцией . [16] [ нужен лучший источник ] Соответственно, издатели и разработчики видеоигр подали в суд на веб-сайты, которые незаконно распространяют их программное обеспечение, защищенное авторским правом, успешно заставляя сайты удалять свои названия [17] или полностью закрывая веб-сайты. [18]
В соответствии с законодательством США получение дампа исходной копии BIOS оригинальной машины является законным в соответствии с постановлением Lewis Galoob Toys, Inc. против Nintendo of America, Inc. , 964 F.2d 965 (9-й округ 1992 г.), как добросовестное использование, пока поскольку пользователь получил легально приобретенную копию машины. Однако, чтобы смягчить это, некоторые эмуляторы для таких платформ, как Game Boy Advance, могут работать без файла BIOS, используя высокоуровневую эмуляцию для имитации подпрограмм BIOS с небольшими затратами на точность эмуляции. [ нужна цитата ]
Из-за своей популярности эмуляторы также стали объектом онлайн-мошенничества в виде программ- троянов , созданных для имитации внешнего вида законного эмулятора, которые затем рекламируются через спам , на YouTube и в других местах. [19] Некоторые мошенники, такие как предполагаемый эмулятор «PCSX4», дошли даже до создания поддельного репозитория GitHub , предположительно для повышения надежности, особенно для тех, кто не знаком с разработкой программного обеспечения с открытым исходным кодом . [20] Федеральная торговая комиссия с тех пор выпустила рекомендательное предупреждение пользователям избегать загрузки такого программного обеспечения в ответ на сообщения о предполагаемом эмуляторе Nintendo Switch , выпущенном различными веб-сайтами в качестве прикрытия для мошенничества с опросами. [21]
Из-за высокого спроса на старые игры на современных системах, консоли начали использовать технологию эмуляции. Наиболее примечательной из них является Virtual Console от Nintendo . Первоначально выпущенная для Wii , но присутствующая на 3DS и Wii U , Virtual Console использует программную эмуляцию, позволяющую покупать игры для старых систем и играть в них на этом современном оборудовании. Хотя доступны не все игры, виртуальная консоль содержит большую коллекцию игр для самых разных консолей. Библиотека прошлых игр виртуальной консоли в настоящее время состоит из игр, выпущенных для Nintendo Entertainment System , Super NES , Game Boy , Game Boy Color , Nintendo 64 , Game Boy Advance , Nintendo DS и Wii, а также Sega 's Master System и Genesis/Mega Drive , TurboGrafx-16 от NEC и Neo Geo от SNK . Сервис для Wii также включает игры для платформ, которые были известны только в избранных регионах, таких как Commodore 64 (Европа и Северная Америка) и MSX (Япония) [22] , а также Virtual Console Arcade, которая позволяет игрокам загружать видеоаркадные игры . Игры для виртуальной консоли были загружены более десяти миллионов раз. [23] Каждая игра распространяется со специальным эмулятором, настроенным для максимально эффективного запуска игры. Однако в нем отсутствуют улучшения, которые предоставляют неофициальные эмуляторы, и многие игры по-прежнему недоступны. [ который? ]
До обновления прошивки 4.0.0 системное программное обеспечение Nintendo Switch содержало встроенный эмулятор NES, называемый внутри компании «flog», запускающий игру Golf (с поддержкой контроллера движений с помощью Joy-Con ). Считалось, что пасхальное яйцо — это дань уважения бывшему президенту Nintendo Сатору Ивате , который умер в 2015 году: игра стала доступна только 11 июля (дата его смерти), гольф был запрограммирован Иватой, и игра активировалась путем выполнения жест движения с парой Joy-Con, который Ивата, как известно, использовал во время видеопрезентаций Nintendo. Было высказано предположение, что включение гольфа было задумано как цифровая форма омамори — традиционной формы японских амулетов , предназначенных для обеспечения удачи или защиты. [24] [25] [26] В рамках своей подписки на Nintendo Switch Online компания Nintendo впоследствии выпустила приложение с регулярно обновляемой библиотекой игр для NES и SNES по требованию. [27] Приложение имеет функции, аналогичные играм Virtual Console, включая состояния сохранения, а также режим масштабирования пикселей и эффект, имитирующий дисплеи ЭЛТ-телевизоров . [28]
Из-за различий в аппаратном обеспечении Xbox 360 не обладает обратной совместимостью с оригинальными играми для Xbox . [fn 2] Однако Microsoft добилась обратной совместимости с популярными играми с помощью эмулятора. 15 июня 2015 года Microsoft объявила, что Xbox One будет обратно совместим с Xbox 360 посредством эмуляции. В июне 2017 года они объявили, что оригинальные игры для Xbox также будут доступны для обратной совместимости посредством эмуляции, но поскольку оригинальная версия Xbox работает на архитектуре x86 , эмуляция ЦП не требуется, что значительно повышает производительность. PlayStation 3 использует программную эмуляцию для воспроизведения оригинальных игр PlayStation, а в PlayStation Store продаются игры, которые запускаются через эмулятор внутри машины. В оригинальных японских и североамериканских моделях емкостью 60 ГБ присутствует оригинальное оборудование PS2 для запуска игр; однако во всех моделях PAL, а также в более поздних моделях, выпущенных в Японии и Северной Америке, были удалены некоторые аппаратные компоненты PS2, заменив их программной эмуляцией, работающей вместе с видеооборудованием, для достижения частичной аппаратной/программной эмуляции. [29] [30] В более поздних выпусках обратная совместимость с играми для PS2 была полностью удалена вместе с графическим чипом PS2, и в конечном итоге Sony выпустила игры для PS2 с программной эмуляцией в PlayStation Store . [30]
Коммерческие разработчики также использовали эмуляцию как средство переупаковки и переиздания старых игр на новых консолях в розничных версиях. Например, Sega создала несколько сборников игр Sonic the Hedgehog . До Virtual Console Nintendo также использовала эту тактику, например, переиздания Game Boy Advance игр для NES в серии Classic NES . [31]
Хотя основная цель эмуляции — заставить старые видеоигры работать на новых системах, дополнительная гибкость программной эмуляции дает несколько преимуществ, которые были невозможны в исходных системах.
Загрузка образа диска необходима для большинства эмуляторов консолей, поскольку большинство вычислительных устройств не имеют аппаратного обеспечения, необходимого для запуска старых консольных игр непосредственно с самого физического игрового носителя. Даже при использовании эмуляторов оптических мультимедийных систем, таких как PlayStation и PlayStation 2, попытка запуска игр с реального диска может вызвать такие проблемы, как зависания и сбои в работе, поскольку оптические приводы ПК не предназначены для вращения дисков, как это делают консоли. [ нужна цитация ] Это, однако, привело к тому, что стало гораздо проще изменять файлы реальной игры, содержащиеся в ПЗУ игры. Программисты -любители и энтузиасты игр сделали переводы иностранных игр, переписали диалоги внутри игры, исправили ошибки , которые присутствовали в оригинальной игре, а также обновили старые спортивные игры современными составами. Можно даже использовать обновления пакета текстур высокого разрешения для 3D-игр, а иногда и для 2D-игр, если они доступны и возможны. [фн 3]
Программное обеспечение, эмулирующее консоль, можно улучшить, добавив дополнительные возможности, которых не было в исходной системе. К ним относятся расширенные графические возможности, такие как пространственное сглаживание , масштабирование разрешения кадрового буфера для соответствия высокому разрешению и даже более высоким разрешениям дисплея, а также анизотропная фильтрация (повышение резкости текстур).
Программное обеспечение эмуляции может предлагать улучшенные возможности звука (например, уменьшение задержки и лучшую интерполяцию звука), улучшенные состояния сохранения (которые позволяют пользователю сохранять игру в любой момент для отладки или повторной попытки) и сокращение времени загрузки и загрузки. В некоторых эмуляторах есть возможность «быстро» загрузить игру, минуя оригинальные заставки производителя консоли.
Кроме того, программное обеспечение эмуляции может предлагать функции многопользовательской онлайн-игры , а также возможность ускорять и замедлять скорость эмуляции. Это позволяет пользователю, например, перематывать нежелательные ролики вперед или полностью отключать ограничитель кадров (полезно для целей тестирования).
Некоторые консоли имеют региональную блокировку, не позволяющую пользователю играть в игры за пределами указанного игрового региона. Это можно считать неприятностью для консольных геймеров, поскольку в некоторых играх присутствуют, казалось бы, необъяснимые различия в локализации между регионами, такие как различия во времени, необходимом для выполнения миссий по вождению и лицензионных тестов в Gran Turismo 4 , [32] [33] [ нужен лучший источник ] и PAL-версия Final Fantasy X , в которой добавлено больше игровых навыков, изменены некоторые боссы и даже больше боссов, Dark Aeons, [34] , которых не было в североамериканской версии игры NTSC. [35]
Хотя обычно можно модифицировать сами консоли, чтобы обойти региональные блокировки, модификации консолей могут вызвать проблемы с неправильным отображением экранов и слишком быстрым или медленным запуском игр из-за того, что сама консоль может быть не предназначена для вывода на консоль. правильный формат игры. Эти проблемы можно решить с помощью эмуляторов, поскольку они обычно имеют собственные модули вывода, которые могут без проблем запускать игры как NTSC, так и PAL. [ нужна цитата ]
Многие эмуляторы, например Snes9x , [36] значительно упрощают загрузку консольных читов, не требуя при этом потенциально дорогих проприетарных аппаратных устройств, таких как те, которые используются GameShark и Action Replay . Бесплатные программные инструменты позволяют конвертировать коды, предоставленные такими программами, в код, который может быть прочитан непосредственно встроенной системой читерства эмулятора, и даже позволяют переключать читы из меню. Инструменты отладки, представленные во многих эмуляторах, также помогают геймерам создавать свои собственные читы. Подобные системы также можно использовать для включения широкоэкранных хаков для определенных игр, что позволяет пользователю играть в игры, которые изначально не были предназначены для широкоэкранного режима, не беспокоясь об искажении соотношения сторон на широкоэкранных мониторах.
