Hoe de Nintendo NES Zapper werkte en waarom hij niet werkt op HDTV's

Alleen al omdat je oude Nintendo Entertainment System springlevend is, wil nog niet zeggen dat het leuk kan spelen met moderne technologie. Vandaag onderzoeken we waarom het klassieke lichtpistoolaccessoire voor de NES niet de sprong naar de 21ste eeuw maakte.

Geachte How-To Geek,

Dit is waarschijnlijk niet de meest serieuze vraag die je vandaag krijgt, maar ik ben op zoek naar een serieus, nerd antwoord: waarom zal mijn Nintendo-robot niet werken op mijn HDTV? Ik trok mijn oude NES uit de opslag om wat klassiekers te spelen en besloot om te beginnen met de allereerste cartridge, de combinatie Super Mario Bros./Duck Hunt. Super Mario Bros. werkt prima (hoewel de mens er grafisch en blocky uitziet op een grote HDTV) maar Duck Hunt helemaal niet werkt. Het spel laadt, je kunt het starten, maar je kunt geen eenden schieten. geen enkele.

Ik was ervan overtuigd dat de zapper kapot was gegaan, maar toen heb ik de NES aangesloten en in een oude tv-tv uit de jaren '90 uitgehangen in mijn garage en zie, de zapper werkt! Van mijn kleine test weet ik genoeg om te zeggen dat het probleem een ​​CRT versus HDTV-kwestie lijkt te zijn, maar ik heb geen idee waarom. Wat is het verhaal? Waarom werkt de zapper niet op nieuwere tv's??

oprecht,

Retro Gaming

Hoewel we veel plezier hebben bij het beantwoorden van bijna elke vraag die op ons bureau aankomt (je komt niet bij How-To Geek als je niet houdt van hoe dingen werken), we houden echt van vragen als deze: geeky inquiry for omwille van geeky onderzoek.

Laten we eerst de vraag een beetje herdefiniëren, zodat we preciezere termen gebruiken. Het probleem dat u hebt ontdekt, gaat niet over het verschil tussen CRT en HDTV's (omdat er in de beginfase consumenten-HDTV's waren gebouwd rond CRT-technologie). Het gaat niet om de resolutie, het gaat erom hoe het scherm wordt weergegeven. Preciezer geformuleerd zou zijn om te zeggen dat het gaat om het verschil tussen CRT / analoge video en LCD / digitale video.

Voordat we naar de kern van het probleem kijken, laten we echter kijken naar hoe de Zapper functioneert en interactie heeft met de NES en televisie. Veel mensen, en zeker de meeste kinderen die de NES op de dag speelden, hadden de indruk dat de Zapper daadwerkelijk iets naar de televisie had geschoten, net als een afstandsbediening van een televisie die een signaal uitzendt naar een televisie. De Zapper doet niets van het soort (en wat, precies, op de televisie zou het signaal kunnen ontvangen en naar de NES kunnen sturen?). De enige verbinding tussen de Zapper en de NES is het snoer, en om een ​​goede reden. De Zapper is niet zozeer een geweer als wel een sensor, een heel eenvoudige lichtsensor. De Zapper schiet niets, het detecteert lichtpatronen op het scherm ervoor. Dit gold voor alle lichtpistoolaccessoires voor alle videogamesystemen uit die tijd (en er aan voorafgaan). Het waren allemaal simpele lichtsensoren, gehuisvest in bedrieglijk geweerachtige gevallen.

Betekent dit dat de Zapper al die eenden op het scherm actief volgde met chirurgische precisie? Nauwelijks. Nintendo-ontwerpers bedachten een heel slimme manier om ervoor te zorgen dat de eenvoudige sensor in de Zapper kon bijhouden. Elke keer dat een speler de trekker van de Zapper trok, zou het scherm (voor slechts een fractie van een seconde) knipoog zwart met een groot wit richtvak dat wordt getekend over alles op het scherm dat een geldig doelwit was (zoals de eenden). Het herhaalde het proces, allemaal binnen die fractie van een seconde, voor elk beschikbaar doelwit op het scherm.

Terwijl de speler de hele tijd een scherm als dit zag:

De zapper zag tijdens elke trigger-press zoiets als dit:

In die korte flits, die de gebruiker onzichtbaar was, zou het pistool bepalen of een of meer van de doelen was gecentreerd in de hitzone van de Zapper. Als de doos voldoende gecentreerd was, werd dit als een treffer geteld. Als de doeldoos zich buiten de middenzone bevond, was het een misser. Het was een heel slimme manier om met de beperkingen van de hardware om te gaan en een vloeiende gebruikerservaring te bieden.

Helaas was het, ondanks dat het slim was, erg afhankelijk van de hardware. Heel erg zoals de vroege ontwerpers van pc-videogames hardwarequirks gebruikten om hun spellen te bouwen (zoals het feit dat de kloksnelheid van het platform waar ze aan werkten vast was en kon worden gebruikt om in-game-evenementen te timen), leidden Nintendo en andere vroege gamebedrijven sterk op de eigenaardigheden van CRT-schermen en hun respectieve weergavestandaarden. Specifiek, in het geval van de Zapper, is het mechanisme volledig afhankelijk van de kenmerken van CRT-weergave.

Ten eerste vereist het een uiterst nauwkeurige timing tussen de trigger-trekkracht op de Zapper en de respons op het scherm. Zelfs het kleinste verschil (en we spreken hier milliseconden) tussen het signaal dat naar de NES wordt gestuurd en het signaal dat op het scherm wordt weergegeven, kan het uitwerpen. De oorspronkelijke timingsequentie was gebaseerd op de zeer betrouwbare responstijd van een CRT aangesloten op het analoge NES-signaal. Of de oude buis-tv groot, klein, cutting edge of 10 jaar oud was, de snelheid van het signaal via de CRT-beeldschermstandaard was betrouwbaar. De latentie in moderne digitale sets is daarentegen niet betrouwbaar en is niet hetzelfde als de oude consistente vertraging in het CRT-systeem. Dit doet er niet toe in de meeste situaties. Als je je oude videorecorder hebt aangesloten op de coax-aansluiting op je nieuwe LCD-scherm, maakt het niet uit of de audio en video met 800 milliseconden worden vertraagd omdat je het nooit zou weten (de audio en video zouden synchroon worden afgespeeld en je zou absoluut niet weten dat het hele proces een fractie van een seconde achterbleef). Deze latentie vernietigt de communicatie tussen de Zapper, de NES en de gebeurtenissen op het scherm echter volledig.

Deze uiterst precieze timing was mogelijk (en consistent) omdat Nintendo-ontwerpers konden rekenen op een consistente verversingssnelheid van de CRT. CRT-schermen gebruiken een elektronenkanon om fosforen te activeren op het scherm dat zich achter het beeldschermglas bevindt. Dit pistool zwaait met een zeer betrouwbare frequentie over het scherm van boven naar beneden. Hoewel het sneller gebeurt dan het menselijk oog kan waarnemen, wordt elk frame van elke videogame of televisie-uitzending weergegeven alsof een hyperactieve robot het regel voor regel van boven naar beneden tekent.

Moderne digitale schermen daarentegen maken alle wijzigingen tegelijkertijd. Dit wil niet zeggen dat moderne televisies geen progressieve en geïnterlinieerde video hebben (omdat ze dat zeker doen), maar de lijnen worden niet één voor één weergegeven (hoe snel ook). Ze worden allemaal tegelijk weergegeven in hun respectieve normen. Wat betreft waarom dit van belang is voor de Zapper, de software die het detectie-algoritme van de Zapper aanstuurt behoefte aan dat regel voor regel wordt vernieuwd om de timingtrucs af te ronden die het mogelijk maken om 5 eenden op het scherm te hebben en succesvolle hitdetectie allemaal binnen 500 milliseconden of zo.

Zonder de zeer specifieke en hard-gecodeerde timing van het CRT-scherm, zal Duck Hunt (of een andere op Zapper gebaseerde game van het tijdperk) gewoon niet werken.

Hoewel dat teleurstellend is, weten we dat er een voordeel is. De eersteklas buizenreeksen van weleer, die high-end Sony-sets bijvoorbeeld, die $$$$ $$$$ nu te vinden zijn zittend op stoepranden tijdens elektronische recycling dagen en het verzamelen van stof aan de achterkant van tweedehands winkels. Als je serieus bent over retrogaming, kun je een premium CRT voor standaarddefinitie kopen voor centen op de dollar.

Heb je een dringende technische vraag, groot of klein? Schiet ons een e-mail op [email protected] en we zullen ons best doen om het te beantwoorden.