sabato 23 maggio 2015

Nintendo Nes

Dopo la carrellata di console portatili della nintendo , adesso vi parlero di console domestiche. Queste sono console che necessitano di un televisore , più precisamente , in quel periodo era fondamentale , per godere al massimo della qualità grafica, di un televisore a tubo catodico:

Lo schermo a tubo catodico o schermo CRT[1], è una tipologia di display ormai quasi del tutto soppiantata, a partire dall'inizio del secolo, dallo schermo a cristalli liquidi e dallo schermo al plasma. Quando è utilizzato per applicazioni video(ad esempio per realizzare monitor e televisori) è anche chiamato cinescopio.
Per creare le immagini lo schermo a tubo catodico utilizza un tubo a raggi catodici nel quale i raggi catodici sono convogliatiad hoc su di una superficie fotosensibile. Parametro fondamentale di uno schermo a tubo catodico è la dimensione dell'area su cui sono visualizzate le immagini normalmente indicata con la diagonale dell'area e misurata in pollici.


Dopo questo breve excursus sul televisore andiamo a parlare della prima console casalinga di nintendo. Un gran pezzo da collezione , per i giorni nostri.
Il Nintendo Entertainment System (NES) è stata una console a 8 bit lanciata da Nintendo nel 1983 in Giappone , nel 1985 negli Stati Uniti e nel 1986 nel resto del mondo. È considerato il sistema che risollevò l'industria dei videogiochi dopo la crisi del 1983 questo grazie al successo di titoli come Super Mario Bros.The Legend of ZeldaPunch-Out!!ExcitebikeMetroidNinja Gaiden e Castlevania, di livello qualitativo superiore a quello dei giochi per le altre console domestiche del tempo; inoltre ha influenzato il design e gli standard delle console seguenti, partendo dal sistema di controllo. Infine, con il NES la Nintendo ha introdotto un modello lavorativo oggi adottato da tutti, ovvero di licenziatare "terze parti" per lo sviluppo di software.




Specifiche tecniche

CPU

Il Ricoh 2A07 montato sulle versioni PAL del NES.
Il NES usa come CPU un microprocessore ad 8 bit prodotto da Ricoh e derivato dal MOS 6502. Rispetto a quest'ultimo integra un generatore audio ed un controller per l'accesso alla memoria (DMA) con un bus indirizzi ridotto. Per far posto a questi moduli Ricoh eliminò dal core del 6502 la circuiteria relativa alla gestione della codifica BCD.
La CPU era prodotta in 2 versioni con 2 clock differenti, a seconda del segnale televisivo generato dalla console: il modello 2A03 (o RP2A03), destinato ai mercati con segnale NTSC (Nord America e Giappone), ha un clock di 1,79 MHz,[37], mentre il modello destinato ai mercati con segnale PAL (Europa, Nuova Zelanda ed Australia), usa il 2A07 (o RP2A07), identico al precedente ma operante ad un clock di 1,66 MHz.[38]Il generatore sonoro del 2A07 era modificato per lavorare con il clock di sistema più lento.

Memoria

Un chip di RAM statica da 2 kB montato su un clone del NES.
Il NES contiene 2 kB di RAM utilizzabile dalla CPU come memoria temporanea (WRAM). Altra RAM, fino ad un massimo di 8 kB, può essere indirizzata direttamente da una cartuccia giochi.
La PPU ha 2 kB di RAM dedicati (VRAM). Sono poi presenti 256 byte destinati ad accogliere gli attributi degli sprite (SPR-RAM) e 28 byte di RAM per la tavolozza dei colori.
I giochi sono contenuti in chip ROM (PGR-ROM) alloggiati sulle cartucce. La CPU può però indirizzare solo fino ad un massimo di 32 kB di dati: dovendo contenere sia il codice del programma che i dati della grafica, i primi giochi risultarono perciò poco dettagliati. Per ovviare a questo problema Nintendo sviluppò dei controller di memoria, detti Memory Management Controller, da installare sulle cartucce che, grazie alla tecnica del bank switching (l'alternanza dei banchi di memoria), permettono di poter utilizzare un quantitativo di ROM superiore ai 32 kB direttamente indirizzabili dalla CPU, con il risultato che i giochi col tempo si fecero più dettagliati e più elaborati.[39]
In aggiunta, le cartucce possono contenere memoria riservata denominata "Expansion Area", spesso contenente altri 8 kB di RAM aggiuntiva, memoria video estesa (VROM o VRAM) nonché, in molti casi, della circuiteria hardware che permette di indirizzare più dei 12 kB di memoria video gestibili dalla PPU.[37]

Video

Il Ricoh RP2C07, versione PAL del chip PPU del NES
Il NES utilizza un coprocessore video denominato "Picture Processing Unit" (PPU), sviluppato da Ricoh. Come nel caso della CPU, anche la PPU della console era realizzata in 2 versioni, che si differenziano per la frequenza operativa: l'RP2C02, usato nei sistemi NTSC, ha un clock di 5,37 MHz mentre il modello PAL, denominato RP2C07, lavora a 5,32 MHz.[38] Entrambi generano un segnale video composito.[37]
Del PPU ne furono realizzate anche delle versioni speciali da utilizzare nei giochi arcade derivati dal NES. Ad esempio, il PlayChoice-10usa l'RP2C03, che funziona a 5,37 MHz e genera un segnale video RGB in formato NTSC. Il Nintendo Vs. Series usa invece 2 diverse varianti del chip: l'RP2C04 e l'RP2C05: entrambi operano a 5,37 MHz e forniscono un segnale video composito in standard NTSC ma, a differenza degli altri modelli, utilizzano tavolozze irregolari per evitare lo scambio delle ROM dei giochi.[40]
Tutte le versioni del PPU dispongono di una memoria interna, su bus dati separati, composta di 2 kB di RAM video (VRAM), di 256 byte per la memorizzazione degli attributi e della posizione degli sprite (OAM, object attribute memory) e di 28 bytes di RAM per la selezione dei colori dello sfondo e degli sprite. Il NES usa la VRAM per memorizzare gli attributi e le decorazioni grafiche: a questa memoria possono essere affiancati altri 8 kB di RAM o ROM video direttamente sulla cartuccia anche se usando la tecnica del bank swithing questo quantitativo può essere aumentato di molto.
Il PPU genera una tavolozza di 52 colori, comprese 6 diverse tonalità di grigio. Il rosso, il verde ed il blu possono inoltre essere scuriti singolarmente in una specifica area dello schermo ricorrendo a particolari accorgimenti software. Il PPU può visualizzare fino a 25 diversi colori contemporaneamente sullo schermo: 1 colore per lo sfondo, 4 gruppi di 3 colori per la grafica e 4 gruppi di 3 colori per gli sprite. Questo totale non include i valori per dimezzare la brillantezza dei colori.
Sullo schermo il PPU può visualizzare contemporaneamente 64 sprite, con dimensioni di 8×8 o 8×16 pixel (la scelta della dimensione influenza tutti gli sprite visualizzati). Su una stessa riga possono essere presenti massimo 8 sprite: il PPU utilizza un flag per segnalare quando è stato raggiunto il limite, che causa la mancata visualizzazione degli sprite in eccesso. Grazie a questo flag, i programmatori possono alternare gli sprite da visualizzare, anche se questa tecnica causa uno sfarfallio degli stessi.
Il chip può gestire un solo livello di scorrimento dello schermo, a passi di 1 pixel sia orizzontalmente che verticalmente: in quest'ultimo caso però il sistema visualizza degli artefatti grafici nella parte alta o in quella bassa dell'immagine per via di un bug nella gestione dello scrolling.
La dimensione dell'immagine era di 256×240 pixel ma nei sistemi NTSC la risoluzione verticale effettiva è di 224 pixel, dato che i primi 8 pixel e gli ultimi 8 pixel dell'immagine non sono visibili su molti televisori dell'epoca per la differente risoluzione di questo formato rispetto al PAL.
Sul Famicom originale il segnale video esce in modulazione RF. Quando la console fu riprogettata per l'esportazione nel Nord America ed in Europa come NES, è dotata anche dell'uscita composita RCA. Nel 1993 Nintendo modificò la console, rivedendo anche i connettori video: sul nuovo modello giapponese, venduto come AV Famicom, decise di usare il solo segnale composito, fornito tramite lo stesso speciale connettore a 12 pin "Multi out" introdotto con il Super NES, mentre la versione per il Nord America, denominataNintendo Entertainment System Control Deck (o NES 2), presenta solo l'uscita RF. Il PlayChoice-10, infine, utilizza un segnale video RGB invertito.

Audio

La CPU del NES integra un generatore sonoro programmabile capace di gestire 5 canali audio: 2 canali supportano la modulazione dell'onda con duty cycle variabile (12,5%, 25%, 50% e 75%), 16 livelli di volume e portamento gestito via hardware con frequenze da 54 Hz a 28 kHz. Gli altri canali sono: un generatore di onde triangolari a volume fisso con una frequenza variabile da 27 Hz a 56 kHz; un generatore di rumore bianco con 16 livelli di volume con 2 modalità di funzionamento (impostabili tramite gli input in unregistro a scorrimento a retroazione lineare) con 16 frequenze preimpostate; un canale DPCM con risoluzione di 6 bit, con 1 bit per la codifica delta ed 16 frequenze di campionamento preimpostate, da 4,2 a 33,5 kHz. Quest'ultimo canale è anche in grado di riprodurre suoni PCM scrivendo nei registri 7 bit per volta ad intervalli regolari di tempo.

Hardware 

I controller

Gamepad del NES
Il gamepad standard è di forma rettangolare, dotato di una pulsantiera direzionale a croce (progettata da Gunpei Yokoi inizialmente per iGame & Watch), due pulsanti rossi denominati "A" e "B" sulla parte destra, mentre nella parte centrale trovano posto i due tasti funzione "Start" e "Select". Erano inoltre disponibili vari accessori, come la NES Zapper, il Nintendo Four Score, il Nintendo Max, il Nintendo Advantage(usato dai Ghostbusters per guidare la Statua della Libertà nel film "Ghostbusters II") e il particolare R.O.B., un piccolo robot che poteva interagire con alcuni giochi quali "Gyromite".

Le cartucce

Le cartucce (o "Game Pak") per il NES erano grigie e molto più grandi di quelle del Famicom.
Le cartucce originali, o "Game Pak", per il NES (sia il modello NTSC che PAL) erano di dimensioni 13,3×12×2 cm (A×L×P) e di colore grigio. Il connettore era nella parte inferiore ed erano originariamente chiuse con 5 viti. In seguito Nintendo adottò un sistema di chiusura con 2 linguette ad incastro e 3 sole viti,sostituendo anche le normali viti con altre particolari a forma di stella, per rendere più difficile l'apertura dell'involucro.
Le cartucce presentavano 2 etichette: la prima, sul lato frontale, riportava il nome del gioco ed un'immagine artistica dello stesso; la seconda, sul retro, riportava le precauzioni d'uso della cartuccia stessa.
Alcune cartucce presentavano il contenitore, l'etichetta frontale o quella posteriore, di color oro (raramente color argento) per quei giochi, quali"The Legend of Zelda" o Turbo Racing o anche la cartuccia dei campionati Nintendo del 1990 e contenevano una memoria alimentata da una batteria tampone per conservare i punteggi massimi o i salvataggi delle partite. Le cartucce commercializzate senza licenza Nintendo erano di colore nero (Tengen, American Video Entertainment e Wisdom Tree), uovo di pettirosso (Color Dreams e Wisdom Tree) e oro (Camerica) ed avevano dimensioni e forme diverse da quelle delle cartucce ufficiali Nintendo. Le cartucce di test, usate solo internamente a Nintendo e mai commercializzate, erano di colore giallo.
Le cartucce del Famicom avevano dimensioni più compatte, 7×10,8 cm (A×L), anche grazie al connettore dotato di soli 60 piedini contro i 72 delle cartucce del NES. Alcuni dei primi giochi pubblicati per il NES (ad esempio "Gyromite") contenevano il gioco in versione Famicom con il connettore a 60 piedini ed un adattatore per renderlo compatibile con il connettore del NES a 72 piedini. A differenza di quelle del NES, le cartucce per il Famicom erano prodotte in diversi colori. Furono prodotti anche degli adattatori per poter usare sul NES i giochi Famicom. Uno dei convertitori più noti fu l'Honey Bee, pubblicato nel 1989.

Accessori


Cloni
Per NES, vennero rilasciati una moltitudine di accessori, prodotti direttamente da Nintendo o da terze parti, alcuni pubblicati nel solo Giappone (e quindi esclusiva Famicom), mentre altri anche in Nord America o Europa, come esclusiva NES o adattati dall'originale giapponese. Questi accessori comprendevano pistole light gun, gamepad con componenti aggiuntivi, tappettini per praticare esercizio fisico, tastiere, modem per intenet, giocattoli, controller particolari e alternativi, cartucce per sbloccare cheats, e altro.
Un clone del NES
Durante i primi anni novanta, sorse un fiorente mercato di cloni illegali della console, conosciuti tra gli appassionati del settore con il nome di Famiclones (dall'unione delle parole Famicom e clones, cloni). In un primo momento, la diffusione di questi sistemi fu giustificata dal fatto che la loro commercializzazione avveniva in luoghi in cui Nintendo non aveva inviato una versione autentica del suo NES, come in Brasile, in cui dal 1989 venne commercializzato il "Dynavision", o nell'Unione Sovietica, dove il clone conosciuto come "Dendy" (prodotto a Taiwan nel 1992), divenne nel territorio la console più popolare del suo tempo, costruendosi una reputazione paragonabile a quella dell'originale in Nord America e Giappone. Allo stesso modo, dal 1990, grande successo ottennero, il Family Computer System (dall'aspetto molto simile al NES), il Family Game (il cui design ricordava molto il vero Famicom), venduto in Argentina, oppure il NASA, altra copia del NES, di enorme popolarità in paesi europei come la Spagna. Nel Sud-Est asiatico, grande diffusione ebbe il Micro Genius, mentre nelle regioni dell'Europa centrale e in Polonia, spopolarono rispettivamente il Samurai e il Pegasus.
Il mercato delle versioni senza licenza del NES, si protrasse anche dopo la cessazione della produzione ufficiale della console da parte di Nintendo. Alcuni cloni prodotti nel corso degli anni, risultarono più evoluti dell'originale, tanto da superarne le funzionalità hardware: questi sistemi maggiormente evoluti, includevano aggiunte importanti, come un display LCD a colori integrato, il quale permetteva di visualizzare l'immagine di gioco, senza la necessità di una televisione (questo sistema, è generalmente noto come "PocketFami"). Altri sistemi prodotti hanno invece la forma di una tastiera da computer, come il Mega Boy MK-1000, e si presentano come cloni del Family BASIC. Furono prodotti inoltre dei cloni, che permettevano di giocare sia ai giochi del NES che ai giochi del Super Nintendo su un'unica console.
Come avvenne nel caso delle cartucce senza licenza, Nintendo tentò un'azione legale per proibire la fabbricazione e la commercializzazione dei Famiclones, soprattutto contro quelle console senza supporto per cartucce, le quali avevano all'interno come software preinstallato, una moltitudine di titoli ufficiali per NES con licenza Nintendo. Celebre il caso della linea di prodotti Power Player Super Joy III (distribuito in Nord America, Europa, e Australia), contro i quali "Nintendo of America" fece causa, per violazione dei diritti d'autore.

Software


In totale, guardando al mercato americano, si stima esistano 698 giochi per NES ufficiali (non contando le riedizioni o le edizioni per collezionisti)
[49]e 1048 giochi ufficiali, per quanto riguarda quello nipponico[50]. Per Famicom Disk System, furono 198 i giochi ufficiali rilasciati[51].Il parco titoli del NES, offrì ai giocatori videogiochi avanzati ed innovativi per l'epoca, come Super Mario Bros., pioniere del videogioco a piattaforme a scorrimento orizzontale, oThe Legend of Zelda, che popolarizzò la funzione di salvataggio in un videogioco. Con il NES si diffusero, fino a diventare fenomeno culturale[47], nuovi generi videoludici, come ad esempio il gioco di ruolo giapponese su console, fondato ufficialmente da titoli di grande successo in patria, come Dragon Quest o Final Fantasy.


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