COMO FUNCIONA UM NINTENDO 64?

Olá meus amigos. Como estão as coisas? Quase duas semanas se passaram desde a ultima postagem. Demorou mais cheguei com uma nova ideia, a de esmiuçar as funcionalidades de alguns dos consoles mais usados do mundo. Já tem bastante tempo que alguns leitores enchem o saco pedem carinhosamente para o blog trabalhar também o Nintendo 64, e agora resolvi colocar as funcionalidades dele aqui. Vamos lá?

1 - ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS

Vamos dar uma olhada nos componentes dentro de um N64 e quais são suas capacidades.

• Processador: 64-bit R4300i "Reality Engine"
  • Velocidade do relógio do processador: 93,75 MHz
  • Velocidade do barramento: 562,5 MB por segundo
• Co-processador: "Reality Co-Processor", chip de 62.5 MHz que combina dois sistemas:
  • Gráficos: "Reality Immersion Processor"
    • Velocidade do relógio do processador: 62,5 MHz
    • MIPS (Milhões de Instruções Por Segundo): 500
    • Resolução: 640x480, 320x240 ou 256x224 entrelaçados
    • Cores: máximo de 21 bits (2,097,152)
    • Transmissão de polígonos: 360 mil polígonos por segundo
    • Engine (motor) geométrico:
      • Gráficos:
      • Correção de perspectiva
      • Gouraud shading
      • Mip-mapping trilinear
      • Mapeamento de ambiente
    • Memória: uso da memória do sistema
  • Áudio: "Reality Signal Processor"
    • Canais: 64
    • Taxa de amostras: 44,1 KHz
    • Memória: uso da memória do sistema
• Memória: 4 MB Rambus D-RAM (expande a 8 MB)
• Sistema operacional: patenteado
• Mídia de jogos: cartucho

Semelhante ao PlayStation, a CPU do N64 é um processador RISC. RISC em inglês significa conjunto reduzido de instruções computacionais, o que quer dizer que as instruções e computações efetuadas pelo processador são mais simples e em menor quantidade. Além disso, os chips RISC sãosuperescalares - eles podem efetuar múltiplas instruções ao mesmo tempo. Essa combinação de capacidades, executando múltiplas instruções simultaneamente e completando cada instrução mais rápido porque ela é mais simples, permite que a CPU tenha um desempenho melhor do que muitos chips muito mais velozes.

Para reduzir os custos de produção, a CPU e os processadores gráficos e de áudio são combinados em um único circuito integrado de aplicativo específico, ou ASIC, derivado do nome em inglês. Simplificando, o ASIC é um chip personalizado criado para gerenciar todos os componentes que, de outra forma, seriam manipulados por 3 chips independentes.

Algumas das características especiais do N64 incluem correção de perspectiva e mapeamento mip trilinear. A correção de perspectivafaz um mapa de textura (em inglês) redimensionado no mesmo nível que um objeto que está mapeado.

O mapeamento mip trilinear é um processo interessante. Nesta forma de mapeamento de textura, 3 tamanhos são elaborados: grande, médio e pequeno. Na verdade, ele repõe a aparência de um objeto com uma imagem mais detalhada à medida que você se aproxima do objeto no jogo. Vamos ver como são usados os mapas:

• o sistema calcula a distância de seu ponto de vista ao objeto no jogo;
• o sistema carrega os mapas de textura para o objeto. Nossos 3 mapas serão de 64x64 (grande), 32x32 (médio) e 8x8 (pequeno);
• o sistema determina o tamanho exato que a imagem precisa ter: por exemplo, 16x16;
• baseado no tamanho, é decidido qual dos 2 mapas de textura utilizar. No exemplo dado, é possível escolher os mapas de textura médio e pequeno;
• ele, então, interpola (fez uma média) entre 2 mapas de textura, criando um mapa de textura que é de 16x16, o que se aplica ao objeto.

O mapa do ambiente não é menos interessante. Simples no conceito, significa que os reflexos dos objetos são transmitidos e mapeados sobre a superfície refletora. A quantidade total de cálculo, que é feita pelos processadores de gráficos para determinar o ângulo e a transparência de cada objeto refletido para então refletir em tempo real, é extraordinária. Um incrível número de cálculos tem que acontecer para cada polígono no jogo. E a tela pode conter centenas de milhares de polígonos.

Os jogos vêm em pequenos módulos ROM em cartuchos plásticos. Quando um jogo é colocado no console, acontece o seguinte:

• você liga o aparelho;
• o console carrega porções do sistema operacional do ROM para a RAM;
• a seqüência de inicialização do jogo é carregada para a RAM;
• você interage com o jogo por meio do controle;
• como cada peça específica do jogo é requisitada, o código de aplicação, vídeo, áudio e geometria de transmissão do hardware são carregados para a RAM;
• a CPU coordena todas as coisas. Ela recebe a entrada do controlador, puxa os dados da RAM e direciona o processamento dos gráficos e do áudio;
• finalmente, você é derrotado pelo jogo e desliga o aparelho.

2 - CONTROLES

O controle é a principal interface do usuário com o N64. Em forma de tridente, o controle padrão do N64 tem 14 botões mais um joystick analógico. Os comandos incluem:

• 4 botões dispostos em uma plataforma direcional na parte superior esquerda;
• o botão start na parte superior central;
• 6 botões de ação na parte superior direita;
• 2 botões de ação na parte superior esquerda;
• 1 botão de ação na parte frontal direita;
• 1 botão de ação na parte inferior central;
• 1 joystick analógico na parte superior central.

Apesar de ser possível configurar cada botão para efetuar uma ação específica e exclusiva, todos eles funcionam pelo mesmo princípio. Em essência, cada botão é um interruptor que completa um circuito quando pressionado. Um pequeno disco metálico abaixo do botão é colocado em contato com duas tiras de material condutor na placa de circuito no interior do controle. Quando o disco metálico faz contato, conduz eletricidade entre as duas tiras. O controle sente que o circuito está fechado e envia os dados ao N64. A CPU compara esses dados com as instruções para aquele botão no software do jogo e dispara a resposta apropriada. Há também um disco metálico sob cada braço da plataforma direcional. Se você estiver jogando uma partida na qual empurrar a plataforma direcional para baixo faz com que o personagem se agache, uma seqüência de conexões similar é feita desde quando é pressionada a plataforma até o momento em que o personagem se agacha.

O joystick analógico funciona de maneira completamente diferente do que os botões descritos acima. Duas rodas são posicionadas perpendicularmente na parte inferior do joystick. Quando o joystick se movimenta, as duas rodas viram levemente. Pequenas aberturas são feitas ao redor do perímetro de cada roda. As rodas são colocadas entre um LED(Light Emitting Diode) e um potenciômetro. A luz do LED, brilhando através das aberturas nas rodas das células, cria uma pequena quantidade de corrente. Quando a quantidade de luz muda, o nível de corrente muda também. Por meio do monitoramento da saída de cada potenciômetro, o N64 pode determinar o ângulo exato no qual o joystick é mantido, disparando a resposta apropriada.

Uma outra característica do controlador do N64 é a habilidade de adicionar opções por meio de uma abertura de expansão na parte inferior do controle. Uma opção popular é o Rumble Pack, que oferece uma realimentação de força. Este recurso fornece um estímulo tátil para determinadas ações em um jogo. Por exemplo, em um jogo de corrida, você poderá sentir uma vibração desagradável quando bate seu carro na parede.

A realimentação de força é obtida, na verdade, por meio de um dispositivo muito comum, um simples motor elétrico. O eixo de cada motor sustenta um peso desbalanceado. Quando o motor é alimentado, ele gira o peso. Como o peso está desbalanceado, o motor tenta oscilar. Mas como o motor está firmemente instalado dentro do Rumble Pak, a oscilação se traduz em uma vibração do próprio controle.

Mas você pode salvá-los usando os cartões de memória Flash especiais. O cartão é inserido na abertura da parte inferior do controle N64.

O controle N64 usa apenas três cabos para conectar o console: há o fio terra, um fio que fornece + 3,6 volts  e um terceiro que carrega todas as informações. O controle envia a informação para cada botão em seqüência e, então, recebe os dados do console.

3 - JOGOS

Vantagens

• Tempo de carregamento rápido - as partes do jogo são transferidas quase instantaneamente do ROM do cartucho para o RAM do sistema.
• Características de desempenho adicionais - Uma vez que o cartucho tem um quadro de circuito que está conectado ao sistema principal, pode conter incrementos especiais de hardware que aumentam a potência de processamento ou efeitos especiais do sistema.
• Durabilidade - os cartuchos não são tão facilmente danificados quanto os CDs, que podem ser estragados com um simples arranhão.

Desvantagens

• Capacidade pequena - os cartuchos, variando entre 8 MB a 96 MB, guardam menos dados que os CDs (650 MB).
• Preço - Por causa do hardware, o custo por unidade para a fabricação de cartuchos é um pouco maior que o dos CDs.
• Áudio - muito embora o N64 tenha quase mesma qualidade de som do CD, ele não é utilizado no mesmo grau que um CD de jogos por causa da grande quantidade de armazenamento necessário.