開源FPGA硬件模擬游戲機，原汁原味的復(fù)古游戲體驗帶你回童年
本文經(jīng)AI新媒體量子位（公眾號ID:QbitAI）授權(quán)轉(zhuǎn)載，轉(zhuǎn)載請聯(lián)系出處。
近幾年，游戲界興起了一股復(fù)古風潮。
玩膩了追求極致畫面表現(xiàn)，玩法上卻千篇一律的“罐頭大作”的人們，開始懷念童年記憶中那些簡單的美好。
這款基于FPGA的硬件模擬游戲機MiSTer可以帶你穿越到過去，找回童年的感覺。
目前已支持雅達利，紅白機，世嘉MD和GB、GBA等17種游戲主機與掌機。
還有Apple II，Commodore 64，MSX等四十多種古董個人電腦。
△運行MSX上的初代《合金裝備》
這些主機的配置文件全都可以放在一起，隨時切換。一臺巴掌大小的機器，把你的童年全裝進去。
與常見的各種模擬器軟件不同，MiSTer使用硬件模擬方法，在電路的層面還原各種老游戲機的運行方式。
MiSTer是開源項目，軟件部分可以免費下載，在GitHub上已獲得1800星。
硬件部分基于友晶科技的DE-10 Nano FPGA開發(fā)板，淘寶可以買到。
硬件模擬好在哪？
一般來說現(xiàn)在想玩老游戲有三種方法。
第一種方法是在二手市場淘換當年的原機原卡帶，但是非常稀缺、價格昂貴，品相難以保證。
年代久遠的游戲機只能輸出模擬視頻信號，需要更換芯片或用采集卡才能連接現(xiàn)代的數(shù)字顯示器，會帶來顯示延遲。
第二種方法是軟件模擬，雖然硬件性能今非昔比，手機上都可運行許多模擬器，但有兼容性問題，不是所有游戲都能穩(wěn)定運行。
使用軟件模擬還會出現(xiàn)操作輸入延遲，和聲音延遲。
對高難度的動作游戲來說，雖然延遲只有毫秒級別，但還是能感覺到手感不同，老游戲難度普遍又高，輸入延遲使一些高級技巧難以操作。
△經(jīng)典超難紅白機游戲《魔界村》
對于音游來說，那就根本沒法玩了。
△GBA上的音游《節(jié)奏天國》
現(xiàn)在市面上有一些基于樹莓派等環(huán)境的開源游戲機，任天堂、世嘉等也不斷地推出官方迷你復(fù)刻版。
但這些本質(zhì)上還是使用現(xiàn)代硬件架構(gòu)的軟件模擬，不能解決軟件模擬帶來的問題。如任天堂迷你FC實際上是在ARM架構(gòu)上運行Linux系統(tǒng)。
第三種方法就是使用FPGA硬件模擬。
FPGA的全稱是現(xiàn)場可編程門陣列，通過直接對芯片中的模塊和邏輯單元編程來模擬老游戲機硬件的運行方式。
軟件模擬器是用CPU做通用計算，按順序執(zhí)行代碼，需要比被模擬的硬件運行頻率快許多倍的CPU才能達到原硬件的運行速度。
FPGA通過編程重組生成專用電路，相當于“可變形的硬件”。
可以讓被模擬硬件的不同芯片同時工作，耗費的資源更少，同時解決延遲問題。
還可以模擬大型游戲卡帶中特制的增強芯片，解決游戲兼容性問題。
△SFC星際火狐中的增強芯片負責渲染3D多邊形
以及模擬老機種的音頻芯片輸出原汁原味的游戲音效。
此外，在測試中MiSTer輸出的畫面比原機清晰度更高，色彩也更鮮明。
購買安裝使用
組裝一臺MiSTer需要一塊DE10-Nano開發(fā)板，USB OTG Hub或為MiSTer特制的USB I/O板，和SD卡，推薦安裝風扇增強散熱，以及一個合適的外殼。
這些都可以從淘寶買到，全套價格在1700元左右，成本較高。
從GitHub下載整合好的安裝鏡像文件，刷入SD卡后接入DE10-Nano就可以自動安裝了。
具體步驟請參考文章末尾處的項目Wiki。
懶得動手的玩家也可以直接購買第三方制作好的成品，搜索“MiSTer FPGA”即可。
MiSTer支持鼠標、鍵盤、手柄與搖桿輸入，甚至老游戲機專用的光槍等獨特外設(shè)。
軟件方面，MiSTer運行的是定制的Linux系統(tǒng)，只加載了游戲機需要的模塊，可以像老機一樣瞬間開機。
游戲ROM直接拷在SD卡里。像MSX這種存檔存在磁帶里的老機也可以用軟件方式解決。
MiSTer系統(tǒng)里提供作弊選項，截圖，聯(lián)網(wǎng)更新等功能。
還可以為液晶顯示器添加模仿CRT的掃描線等濾鏡，體驗最正統(tǒng)的復(fù)古風格。
最后總結(jié)一下，玩老游戲用軟件模擬器最方便省錢，官方復(fù)刻機適合買來收藏，注重游戲體驗選擇FPGA硬件模擬。
MiSTer項目Wiki：
https://github.com/MiSTer-devel/Main_MiSTer/wiki
