Egy mindössze egyetlen wattot fogyasztó mikrokontrolleren is fut az eredeti Tomb Raider nyílt forráskódú változata. A látványos technikai mutatvány demonstrálja, mennyit fejlődtek a filléres beágyazott rendszerek az elmúlt években.
A rajongói projektek világában régóta népszerű kihívás régebbi klasszikus számítógépes játékokat szokatlan hardverekre adaptálni. A legújabb kísérletben Lara Croft 1996-os kalandja egy olcsó, mindössze 25 dolláros fejlesztői lapkán kelt életre, zökkenőmentes 30 képkocka/másodperces sebességgel.
Szoftveres renderelés grafikus gyorsító nélkül
A megvalósításhoz a fejlesztő az OpenLara nevű nyílt forráskódú játékmotort vette alapul, amely a klasszikus Tomb Raider első részének modern kódalapú átirata. A feladatra kiválasztott ESP32-P4 mikrokontroller nem tartalmaz dedikált 3D-s grafikus gyorsítót (GPU-t), így az összes térbeli számítást és textúrázást maga a központi egység végzi szoftveresen.
A mikrokontroller 320×240 pixeles felbontásban rajzolja ki a 3D-s jeleneteket, amit a chipbe épített Pixel Processing Accelerator (PPA) nevű célhordver skáláz fel valós időben 1024×600 képpontos felbontásra. Ez a megoldás leveszi a képátméretezés terhét a kétmagos processzorról, így a játék stabil teljesítménnyel képes futni az MIPI DSI csatlakozású LCD kijelzőn.
Kétmagos RISC-V architektúra a háttérben
Az Espressif által tervezett ESP32-P4 SoC szívét egy kétmagos, 400 MHz-es RISC-V architektúrájú processzor alkotja. A fejlesztő a két mag között megosztotta a terhelést: miközben az elsődleges mag a szoftveres grafikai renderelésért és a játéklogikáért felel, a második mag a hangadatok feldolgozását kezeli.
A játék hangzása sem szenved csorbát, hiszen a lapka 44,1 kHz-es sztereó hangot szólaltat meg egy I2S interfészen keresztül csatlakoztatott audio dekóder segítségével. A játékos egy szabványos USB-s billentyűzeten keresztül irányíthatja a főhőst, míg a pályafájlok és textúrák egy hagyományos MicroSD kártyáról töltődnek be.
Milliwattoktól az összetett 3D-s világgal rendelkező játékokig
A mikrokontrollerek világa az utóbbi években drámai átalakuláson ment keresztül. Korábban az ilyen beágyazott eszközöket elsősorban egyszerű érzékelők adatainak leolvasására, LED-ek vezérlésére vagy alapvető IoT funkciókra használták. Az ESP32-P4-hez hasonló modern chipek viszont már olyan számítási kapacitással rendelkeznek, amely felveszi a versenyt a kilencvenes évek közepének asztali számítógépeivel vagy konzoljaival.
Különösen figyelemre méltó az energiahatékonyság: a teljes rendszeregyüttes csúcsterhelés alatt is csupán körülbelül 1 watt energiát vesz fel az elektromos hálózatból. Ez a fogyasztási érték töredéke egy hagyományos játékkonzol vagy számítógép igényének, ami jól mutatja az alacsony fogyasztású architektúrákban rejlő fejlődési lehetőségeket.
A fejlesztő korábban a DOOM című akciójátékot is sikeresen portolta erre a chipplatformra, bizonyítva a szoftveres renderelés életképességét grafikus kártya nélküli környezetben. A mostani Tomb Raider projekt GitHubon közzétett forráskódja bárki számára elérhető, így a vállalkozó szellemű építők saját maguk is megszerkeszthetik a hordozható retro konzoljukat.
