描述

目標(biāo)

我著手做一個(gè)簡(jiǎn)單而省力的 Arduboy 游戲機(jī)。設(shè)計(jì)目標(biāo)是

• 便宜又簡(jiǎn)單
• 電視輸出
• 不錯(cuò)的控件
• 各種有趣的游戲

我現(xiàn)在對(duì)使用 ESP32 和 Arduboy 代碼感到很自在，并認(rèn)為這將是一個(gè)有趣的項(xiàng)目，可以推動(dòng)自己學(xué)習(xí)一些新事物。

將目標(biāo)一一確定

便宜又簡(jiǎn)單

KISS - 保持簡(jiǎn)單愚蠢。

幾乎唯一要購買的大產(chǎn)品就是這個(gè)

TTGO T-Display ESP32，這個(gè)板實(shí)際上比我買它時(shí)很多沒有顯示器的板便宜，但幾乎任何 ESP32 板都可以。

我一直在不斷地構(gòu)建控件，這一次我希望我可以利用 ESP32 中的一些額外硬件來實(shí)現(xiàn)這一目的。我選擇了 PS3 控制器，任何無線通用 PS3 控制器都應(yīng)該是完美的。

你還需要一些 RCA 插孔，我選擇了母頭，這樣我就可以在電視和我的電腦之間快速輕松地來回運(yùn)行，還需要一根公對(duì)公延長(zhǎng)線，以便將背面也插入電視。 .. 最終我確實(shí)得到了一個(gè) RCA 到 HDMI 轉(zhuǎn)換器并將它連接到我的第二臺(tái)顯示器，我對(duì)設(shè)備非常滿意，并且在閃爍和測(cè)試之間的周轉(zhuǎn)時(shí)間更少。

電視輸出

電視輸出是我真正想了解更多的第一個(gè)也是最重要的事情。

我啟動(dòng)并運(yùn)行了它，看到我從裸 ESP32 發(fā)送到電視的一些實(shí)際視頻信號(hào)真的很酷。

未修改的代碼存在一些問題，它實(shí)際上是為帶有 PSRAM 的 ESP32 設(shè)計(jì)的，它將通常可用的 520kb 增加了另外 8mb！

問題是做顏色會(huì)占用大量空間，并且對(duì)于庫和它的工作方式，它有非常嚴(yán)格的時(shí)間要求，所以你實(shí)際上使用了一個(gè)雙緩沖區(qū)，這意味著當(dāng)你繪制一個(gè)緩沖區(qū)（屏幕）時(shí)，您致力于更新另一個(gè)緩沖區(qū)。在完成對(duì)一個(gè)緩沖區(qū)的渲染時(shí)，將其換出，然后顯示該緩沖區(qū)，然后開始繪制到備用緩沖區(qū)。這允許您在游戲處理下一幀時(shí)將一個(gè)緩沖區(qū)連續(xù)渲染到電視。

通過從彩色轉(zhuǎn)換為黑白，我繞過了我所面臨的大小限制，這使緩沖區(qū)從一個(gè)字節(jié)縮小了 8 倍......所以我們又回到了游戲中：）

生成電視信號(hào)的另一個(gè)有趣問題是，它需要滿足非常嚴(yán)格的時(shí)序約束，而 ESP32 有 2 個(gè)內(nèi)核，我通過將其中一個(gè)內(nèi)核專門用于電視信號(hào)來解決這個(gè)問題。

我本可以走另一條路，得到一個(gè)帶有 PSRAM 的 ESP32，大多數(shù)相機(jī)模塊都有它們，因?yàn)樗鼈兘?jīng)常咀嚼超過 520kb，盡管回到我最初的廉價(jià)和簡(jiǎn)單的目標(biāo)，即沒有額外內(nèi)存的“裸”ESP32更容易掌握。

不錯(cuò)的控件

我最初的選擇是使用藍(lán)牙，它實(shí)現(xiàn)了我的一些目標(biāo)，它很好的控制，硬件內(nèi)置在 ESP32 中（雖然需要一些軟件黑客），而且因?yàn)槲覀冋谧鲭娨曒敵觯运?當(dāng)我們玩的時(shí)候，會(huì)給我們一些范圍來打沙發(fā)。

我碰巧有一個(gè)廢棄的 PS3 和 2 個(gè)控制器，所以在弄亂了一些原始的藍(lán)牙外圍設(shè)備之后，我決定看看使用這些。

PS3 控制器幾乎是一個(gè)令人著迷的案例，從技術(shù)上講，它使用藍(lán)牙，但通過序列號(hào)有一個(gè)自定義配對(duì)過程。

我將我的 PS3 控制器連接到我的 PC 并使用 SixAxisPair 工具將其序列號(hào)設(shè)置為 01:02:03:04:05:06（我知道非常原始！）

我從這里得到了這個(gè)網(wǎng)站，這似乎是合法的....

使用 Wifi 和藍(lán)牙啟動(dòng) ESP32 項(xiàng)目時(shí)要注意的一件事是庫非常龐大！你炸掉大約 1Mb 的 ROM 只是為了獲得 BT 和 Wifi 堆棧，我相信有更輕的可用，但不是我可以使用 Arduino。

完成此操作后，我的輸入和輸出開始工作了！

現(xiàn)在我的游戲在哪里！

各種各樣的游戲

到目前為止，Arduboy 已經(jīng)給我?guī)砹艘粋€(gè)有趣的世界，它是我放在面包板上的第一個(gè)真正的硬件，然后焊接到原型板上并構(gòu)建了我自己的 ESP32 版本，最后現(xiàn)在制作了一個(gè)電視輸出版本。我對(duì)我在這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中和周圍的樂趣感到非常滿意。我什至構(gòu)建了一款令我引以為豪的游戲 Game Plug ArduRacer https://community.arduboy.com/t/arduracer-a-trackmania-type-time-trial-game/8850 ，它具有平滑滾動(dòng)、放大功能起跑線和 10 個(gè)關(guān)卡為特色！

一個(gè)早期的控制臺(tái)原型（錯(cuò)誤的芯片，但我保證我有一個(gè)非常相似的帶有按鈕的 Arduino Pro Micro）。

啟動(dòng)和運(yùn)行它的實(shí)際過程非常有趣。

最初我嘗試使用 Blinky 先生的圖書館

https://github.com/MrBlinky/Arduboy-homemade-package

這很棒，并且在不同的屏幕上為許多不同類型的 Arduboy 和 Arduino 的不同引腳做了訣竅。經(jīng)過一堆錯(cuò)誤的開始后，我找到了 ESPBoy https://www.espboy.com/的 ESP8266 轉(zhuǎn)換

一旦我抓住了這個(gè)，我做的第一件事就是讓它在它所構(gòu)建的硬件上啟動(dòng)并運(yùn)行，所以我抓住了一個(gè) ESP8266、一個(gè)兼容的屏幕和面包板，一直在研究它，直到我啟動(dòng)并運(yùn)行它（并且然后玩了一會(huì)兒游戲）

完成此操作后，接下來的步驟是更換處理器，進(jìn)行了很多更改，但主要是刪除和更改庫。我將列出一些亮點(diǎn)

• PROGMEM 不是 ESP32 上的東西，刪除引用
• avr/pgmspace.h 已移至 ESP32 上的 pgmspace.h
• EEPROM不是很好，必須工作
• 音調(diào)不起作用，不得不重新編寫代碼，它仍然有點(diǎn)hacky
• 更改控件以使用 PS3 控制器
• 將輸出代碼大幅更改為線程化并輸出到電視
• 因?yàn)樾枰€程，我不得不修改每個(gè)游戲的代碼！

PROGMEM - 這有點(diǎn)簡(jiǎn)單，你需要做的就是#define PROGMEM 沒有任何意義，等 viola，完成

avr/pgmspace.h - 我有點(diǎn)懶，在 Visual Studio Code 中對(duì)整個(gè)文件夾進(jìn)行了完整的搜索和替換，這很快就解決了這個(gè)問題

Tones - 我寫了一些非常適用于詛咒地下墓穴的 hacky 代碼，我喜歡它！不幸的是，其他一些游戲也在為此苦苦掙扎……我應(yīng)該稍后再研究一下

EEPROM - 我在游戲過程中運(yùn)行良好，可以存儲(chǔ)它，但實(shí)際上它需要一個(gè)完整的實(shí)現(xiàn)，我希望它知道哪個(gè)游戲正在運(yùn)行并將 EEPROM 文件存儲(chǔ)在 SPIFFS 分區(qū)上，這更像文件系統(tǒng)并允許文件，可能是與游戲名稱匹配的格式，并將特定游戲 EEPROM 存儲(chǔ)在 SPIFFS 上的文件中，因此它永遠(yuǎn)不會(huì)被覆蓋。待定

PS3 控制器連接- PS3 庫實(shí)際上有一個(gè)經(jīng)常運(yùn)行的通知檢查，我只是將它的值存儲(chǔ)在一些全局變量中，然后我可以在 Arduboy2Core::buttonsState 過程中使用它來設(shè)置值。

電視輸出- Arduboy 有它自己的幀緩沖區(qū)，理想情況下我會(huì)使用它來避免代碼重復(fù)和復(fù)制，但它的水平條紋格式有點(diǎn)奇怪。緩沖區(qū)模仿您一次寫入幾個(gè)水平像素的屏幕的方式，這使得我的電視輸出代碼很難使用，所以我有一個(gè)過程，我把它放入 Arduboy 輸出代碼中，而不是輸出到屏幕，它準(zhǔn)備緩沖區(qū)并使用鎖處理緩沖區(qū)的交換。有一個(gè)線程一直在運(yùn)行，只是使用當(dāng)前設(shè)置的輸出緩沖區(qū)進(jìn)行 TV 輸出，當(dāng)它們準(zhǔn)備好時(shí)，它將獲取更改。

修改每個(gè)游戲的代碼- 這實(shí)際上非常有趣，因?yàn)樗馕吨创a兼容我想找到一種修改每個(gè) Arduboy 游戲的方法，我研究了很多解決方案。但讓我先設(shè)置前提。

我需要為線程添加初始化代碼，電視輸出代碼對(duì)于它生成的 NTSC 信號(hào)非常敏感，所以我希望它本身有一個(gè)完整的核心。默認(rèn)情況下，Wifi 和藍(lán)牙代碼也在默認(rèn)使用的一個(gè)核心上運(yùn)行。這對(duì)電視輸出來說是有問題的，所以我希望它在不同的核心上。

第一次嘗試- 手動(dòng)修改游戲這是一件很痛苦的事情，并且不能對(duì)所有游戲進(jìn)行維護(hù)或擴(kuò)展。

第二次嘗試- 用我自己的替換主 ino 文件，同時(shí)將 ino 重命名為 mytvgame.cpp 或類似的，我能夠通過一兩個(gè)游戲擺脫這個(gè)問題，但由于一些原因而出現(xiàn)了一些問題。Ino 文件就像一個(gè)全局命名空間，可以按照您喜歡的任何順序定義函數(shù)（就像您在導(dǎo)入的頭文件中指定它們一樣），但是當(dāng)我以編程方式生成頭文件時(shí)，我開始遇到更多錯(cuò)誤。這是一個(gè)單一的源文件，一旦它們被復(fù)制到 CPP 文件中，它實(shí)際上就能夠從我的 Arduino INO 文件https://fossil-scm.org/home/doc/trunk/src/makeheaders.html制作標(biāo)題。

第三次嘗試- 實(shí)際上我需要的只是將 setup() 和 loop() 重命名為其他名稱，然后創(chuàng)建自己的啟動(dòng)和循環(huán)方法來調(diào)用它們！

我最近在 Python 上玩得很開心，并決定在其中編寫腳本。首先，瀏覽所有 GAMES 目錄，尋找與文件夾名稱匹配的 a.ino 文件（這是我從未理解的 Arduino IDE 限制，但謝謝！）

找到文件后，請(qǐng)進(jìn)行備份（始終進(jìn)行備份！）。然后復(fù)制到我愿意修改的文件，我運(yùn)行了一些更改

最后，一旦完成所有磨機(jī)更改，它會(huì)使用我的新設(shè)置和循環(huán)創(chuàng)建一個(gè)新的 ino 文件，一旦完成，它就會(huì)調(diào)用重命名的游戲設(shè)置和循環(huán)方法

我的設(shè)置運(yùn)行游戲設(shè)置代碼并為游戲邏輯循環(huán)設(shè)置線程。

我?guī)缀蹩梢栽谶@里做任何我想做的事情，目前它只是嘗試進(jìn)行無線更新，但以后可能會(huì)添加一個(gè) flash 菜單，如果我們有 SD 卡，你可以在設(shè)備上玩多個(gè)游戲

你會(huì)看到循環(huán)只是一種延遲方法。它不需要做任何 gameLogicLoop 線程負(fù)責(zé)運(yùn)行原始循環(huán)代碼的事情。

其中一個(gè)不錯(cuò)的功能是實(shí)際上使其可多次運(yùn)行（有點(diǎn)冪等），因此每次運(yùn)行它時(shí)，它都會(huì)修改原始文件而不是已經(jīng)更改的文件，這對(duì)快速迭代有很大幫助。

從這里到哪里

如果您有興趣四處尋找，可以查看我的所有代碼

https://github.com/tonym128/ESP32_Arduboy

這個(gè)項(xiàng)目目前都在 tvout 分支下

我已經(jīng)在 BSides Cape Town 2019 Badge 上運(yùn)行了它，我在這里詳細(xì)介紹了徽章項(xiàng)目本身的軟件。

ESP32 電子紙顯示器

現(xiàn)在有了帶有 PS3 控制器的電視輸出，我認(rèn)為這是最簡(jiǎn)單、最快捷的方式來開始這一點(diǎn)并獲得一些樂趣。

我希你在我的旅程中發(fā)現(xiàn)了一些有趣的地方，如果你想聊聊這方面的任何事情，請(qǐng)給我留言，我很樂意參與。

在那之前，我會(huì)玩一些該死的地下墓穴。

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