Рига: -8.9°С
Проект Doombuds: легендарный шутер на аудиоустройстве
В истории портирования культовой игры DOOM на всё более непредсказуемые устройства появилось новое достижение: теперь легендарный шутер 1993 года успешно работает на паре беспроводных наушников. Проект, получивший название Doombuds, был реализован энтузиастом из Сиднея, Арином Саркисяном. В качестве аппаратной основы были выбраны наушники PineBuds Pro, которые выделяются на рынке благодаря наличию открытой прошивки (firmware) и сравнительно мощного встроенного процессора Cortex-M4F.
Саркисян не просто адаптировал игру, но и провёл значительную аппаратную и программную доработку, чтобы заставить DOOM функционировать на устройстве, изначально не предназначенном для вывода графики. Вся сложность заключалась в том, что, по сути, игра запущена на чипе, который обычно управляет только воспроизведением звука и беспроводными соединениями.
Экстремальный разгон и оптимизация памяти
Для достижения приемлемой производительности разработчику пришлось пойти на радикальные меры. Стандартная тактовая частота встроенного процессора ARM Cortex-M4F, составлявшая 100 МГц, была разогнана до 300 МГц. Кроме того, для максимальной отдачи был полностью отключен режим низкого энергопотребления.
Не меньшие вызовы представляла работа с памятью. Стандартный объём оперативной памяти наушников крайне ограничен — по умолчанию доступно 768 КБ, хотя после отключения сопроцессора этот лимит можно увеличить до 992 КБ. Между тем, для запуска DOOM требуется около 4 МБ оперативной памяти. Саркисян решил эту проблему путём глубокой оптимизации кода игры: он переместил некоторые переменные в постоянную (флеш-) память, отключил кэширование и применил другие программные ухищрения, что позволило сократить требуемый объём в четыре раза.
Дополнительной трудностью стал размер файла ресурсов (WAD-файла) игры. Стандартный условно-бесплатный файл весит 4,2 МБ, тогда как хранилище наушников имеет ограничение в 4 МБ. Эту проблему решили, использовав ранее оптимизированную версию — так называемый «Squashware» WAD, размер которого удалось уменьшить до 1,7 МБ.
Решение проблемы вывода изображения
Поскольку наушники, очевидно, не оснащены дисплеем, ключевым моментом стало получение визуальной информации. Разработчик рассмотрел два основных канала передачи данных: Bluetooth и аппаратный интерфейс UART. Скорость Bluetooth сочли недостаточной и нестабильной (около 1 Мбит/с).
Предпочтение было отдано подключению через UART, которое обеспечивает полезную пропускную способность до 2,4 Мбит/с. Однако даже с этой скоростью, без сжатия, игра могла выдавать лишь около 3 кадров в секунду. Чтобы значительно увеличить частоту кадров, Саркисян применил сжатие в формате MJPEG — последовательную передачу кадров, сжатых как JPEG-изображения. Благодаря использованию менее ресурсоёмкого кодека, производительность удалось поднять до фактических 18 кадров в секунду при разрешении 320x200.
Архитектура Doombuds и удалённый доступ
Порт состоит из нескольких взаимосвязанных компонентов. Сам порт DOOM работает непосредственно на процессоре наушников. Для вывода видео используется «последовательный сервер», который действует как мост, перекодируя MJPEG-поток в формат для Twitch. За ним следует веб-сервер, который отвечает за обслуживание ресурсов, управление очередью запросов и пересылку нажатий клавиш от пользователя к наушникам. Наконец, статическая веб-страница отображает изображение в браузере и обеспечивает взаимодействие с сервером.
Интересной особенностью проекта является то, что играть в DOOM на наушниках можно, не имея их физически. На сайте Doombuds развернута виртуальная очередь, которая позволяет любому желающему удалённо подключиться к наушникам Саркисяна и управлять игрой через собственный браузер. Параллельно встроена прямая трансляция на Twitch, демонстрирующая текущий игровой процесс.
Именно открытая прошивка PineBuds Pro, выпущенных компанией Pine64 (известной также по паяльникам Pinecil), сделала возможным такой глубокий доступ к аппаратному обеспечению и позволила перенести DOOM на категорию устройств, где это ранее казалось невозможным.
Следите за новостями на других платформах: