Hvordan Nintendo NES Zapper fungerte, og hvorfor det ikke fungerer på HDTV

Bare fordi det gamle Nintendo Entertainment Systemet lever og det betyr ikke at det kan leke fint med moderne teknologi. I dag undersøker vi hvorfor det klassiske lyspistoltilbehøret til NES ikke gjorde hoppet til det 21. århundre.

Kjære How-To Geek,

Dette kommer nok ikke til å være det mest alvorlige spørsmålet du får i dag, men jeg ser etter et seriøst, nøkternt svar: Hvorfor er det ikke min Nintendo Zapper som jobber på min HDTV? Jeg trakk min gamle NES ut av lagringsplass for å spille noen klassikere og bestemte meg for å starte med den aller første patronen, kombinasjonen Super Mario Bros./Duck Hunt one. Super Mario Bros. fungerer fint (selv om mannen gjør grafikken ser blokkert og rart på en stor HDTV), men Duck Hunt virker ikke i det hele tatt. Spillet laster, du kan starte det, men du kan ikke skyte noen ender. Ikke en eneste.

Jeg var overbevist om at zapper var ødelagt, men da plugget jeg NES og zapper inn i en gammel 1990-årers tube-tv i garasjen min og se, zapper fungerer! Fra min lille test vet jeg nok å si at problemet ser ut til å være et CRT vs HDTV problem, men jeg aner ikke hvorfor. Hva er historien? Hvorfor fungerer ikke zapper på nyere TV-er?

Vennlig hilsen,

Retro Gaming

Mens vi har det gøy å svare på omtrent alle spørsmålene som kommer over vårt skrivebord (du ikke ender på How-To Geek hvis du ikke elsker hvordan ting fungerer, tross alt), elsker vi virkelig spørsmål som dette: geeky forespørsel for skyld for geeky forespørsel.

La oss først omformulere spørsmålet litt, så vi bruker mer presise vilkår. Problemet du har avdekket handler ikke om forskjellen mellom CRT og HDTV (fordi det var tidlig på dagen, forbruker HDTV-er bygget rundt CRT-teknologien). Det handler ikke om oppløsning, det handler om hvordan skjermen blir gjengitt. Å ramme det mer nøyaktig, ville være å si at det handler om forskjellen mellom CRT / analog video og LCD / digital video.

Før vi ser på kjernen i problemet, men la oss se på hvordan Zapper fungerer og samhandler med NES og TV. Mange mennesker, og sikkert de fleste barna som spilte NES tilbake på dagen, var under inntrykk av at Zapper faktisk skutt noe mot fjernsynet, akkurat som en fjernkontroll som sender et signal til et fjernsynssett. Zapper gjør ingenting av den typen (og hva, akkurat på TV, ville kunne motta signalet og sende det til NES?). Den eneste forbindelsen mellom Zapper og NES er ledningen, og med god grunn. Zapper er ikke så mye en pistol som det er en sensor, en veldig enkel lyssensor. Zapper skyter ikke noe, det oppdager mønstre av lys på skjermen foran den. Dette gjaldt alle lyspistoltilbehør for alle videospillsystemer i tiden (og foregående). De var alle bare enkle lyssensorer plassert i villedende tilfeller.

Betyr det at Zapper aktivt spore alle de ender på skjermen med kirurgisk presisjon? Neppe. Nintendo-designere kom opp med en veldig smart måte å sikre at den enkle sensoren i Zapper kunne holde opp. Hver gang en spiller trakk avtrekkeren på Zapper, ville skjermen (for bare en brøkdel av et sekund) blinker svart med en stor hvit målrute boks trukket over alt på skjermen som var et gyldig mål (for eksempel ender). Det gjentok prosessen, alt innenfor den brøkdel av et sekund, for hvert tilgjengelig mål på skjermen.

Mens spilleren så en slik skjerm hele tiden:

Zapper, under hvert utløser trykk, så noe slikt:

I den korte blitsen, som var usynlig for brukeren, ville pistolen avgjøre om et eller flere av målene var sentrert i Zapperens treffsone. Hvis boksen var sentrert nok, regnet det som et treff. Hvis målboksen var utenfor sentrumsonen, var det en glipp. Det var en veldig smart måte å håndtere begrensningene til maskinvaren og gi en flytende brukeropplevelse.

Dessverre, selv om det var smart, var det veldig maskinvareavhengig. I likhet med at tidlige PC-videospilldesignere brukte maskinvarekvaliteter for å hjelpe til med å bygge sine spill (som å vite klokkefrekvensen på plattformen de jobbet med, var løst og kunne brukes til tid i spillhendelser), støttet Nintendo og andre tidlige spillfirmaer tungt på kjennskap til CRT-skjermer og deres respektive displaystandarder. Spesielt, når det gjelder Zapper, er mekanismen helt avhengig av egenskapene til CRT-skjermen.

For det første krever det ekstremt nøyaktig timing mellom utløseren på Zapper og svaret på skjermen. Selv den minste forskjellen (og vi snakker millisekunder her) mellom signalet som sendes til NES og signalet som vises på skjermen, kan kaste det av. Den opprinnelige timingsekvensen var basert på den svært pålitelige responstid for en CRT koblet til det analoge NES-signalet. Hvorvidt den gamle rør-TV var stor, liten, forkant eller 10 år gammel var signalets hastighet via CRT-displaystandarden pålitelig. I motsetning er latensen i moderne digitale sett ikke pålitelig og er ikke det samme som den gamle konsekvente forsinkelsen i CRT-systemet. Nå spiller dette ingen rolle i de fleste situasjoner. Hvis du har din gamle videospiller koblet til koaksialkontakten på den nye LCD-skjermen, spiller det ingen rolle om lyden og videoen forsinkes med 800 millisekunder fordi du aldri ville vite (lyden og videoen ville spille i synkronisering og du hadde absolutt ingen måte å vite at hele prosessen var lagging i en brøkdel av et sekund). Denne latensen ødelegger imidlertid kommunikasjonen mellom Zapper, NES og hendelsene på skjermen.

Denne ekstremt nøyaktige timingen var mulig (og konsekvent) fordi Nintendo-designere kunne regne med at oppdateringshastigheten til CRT var konsistent. CRT-skjermer bruker en elektronpistol til å aktivere fosforer i skjermen som er skjult bak displayglasset. Denne pistolen feier over skjermen fra topp til bunn med en svært pålitelig frekvens. Selv om det skjer raskere enn det menneskelige øye kan oppdage, vises hver enkelt ramme for hvert enkelt videospill eller fjernsynsutsendelse som om noen hyperaktiv robot tegner den linje for linje fra topp til bunn.

Derimot gjør moderne digitale skjermer alle endringene samtidig. Dette er ikke å si at moderne TV-apparater ikke har progressiv og interlaced video (fordi de absolutt gjør det), men linjene blir ikke gjengitt en om gangen (men raskt). De vises på en gang i sine respektive standarder. Når det gjelder hvorfor dette betyr noe for Zapper, kjører programvaren Zapper's deteksjonsalgoritme behov som oppdateres line-by-line for å trekke av timing triks som gjør det mulig å ha 5 ender på skjermen og vellykket hit deteksjon alt innen 500 millisekunder eller så.

Uten den svært spesifikke og hardkodede timingen fra CRT-skjermen, vil Duck Hunt (eller et annet Zapper-basert spill av æraen) ikke bare fungere.

Mens det er skuffende, vet vi, det er en oppside. Premium-settene fra yesteryear, de avanserte Sony-settene for eksempel, som koster $$$, kan nå bli funnet å sette seg på kantene under elektroniske gjenvinningsdager og samle støv på baksiden av brukte butikker. Hvis du er seriøs om retrospill, kan du hente en premium standard definisjon CRT for pennies på dollaren.

Har du et presset teknisk spørsmål, stort eller lite? Skyt oss en e-post på [email protected], og vi vil gjøre vårt beste for å svare på det.