Consoles de jeux de salon. Philippe Roose/Cépadues

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1 Consoles de jeux de salon Philippe Roose/Cépadues 1

2 Console de jeux ordinateur? Architecture matérielle équivalente à un ordinateur + capacités graphiques, d animation, sonores, etc. gestion des sprites, scrollings, 3D, Temps de chargement rapide Interactions simples Jouabilité maximale => Flop des ordinateurs «recarossés» 2

3 Développement de jeux Il faut 1 ordinateur (!) + suite logicielle Pas forcément de la même marque que la console => Cross-compilation OS simplifiés Ordinateur : OS complexe => doit savoir tout faire Console : OS simple => doit savoir peu mais bien! 3

4 Ca marche comment? Architecture de type Von Neumann mathématicien américain ( ) divisions à 8 chiffres à 6 ans obtient son doctorat de mathématiques à 23 ans Prof d Albert Einstein et de Kurt Godel (NP Complétude) 4

5 Vocabulaire RAM: Random Accès Memory - mémoire principale d un ordinateur /console de jeux disponible pour l exécution des programmes et l emmagasinement de données ROM: Read Only Memory - Ce type de mémoire n'est accessible qu'en lecture, son contenu ne peut être modifié et surtout est non volatile (contrairement à la RAM), c'est-à-dire qu elle ne s'efface pas lorsque l'appareil qui la contient n'est plus alimenté en électricité. Sur les consoles de jeux elle permet de stocker le système d exploitation et peut prendre la forme de cartouches amovibles où sont enregistrés les jeux. Scrolling: De l'anglais Scroll, rouleau. Il s'agit du défilement de l'écran (horizontalement, verticalement, voire en diagonale) lorsque les personnages ou plus généralement les objets mobiles se déplacent sur les écrans. Easter Egg:ou «œuf de Pâques» en Français est une fonction cachée au sein d'un programme (animation, jeu, message, etc.) accessible à partir d'un mot clé ou d'une combinaison de touches et de clics, au détour d un décor, etc. Sprite : ou Lutin en Français est un élément graphique (exclusivement dans des graphiques en 2D) qui peut se déplacer indépendamment sur l'écran (sans nécessiter la gestion de son rafraîchissement ou du rafraîchissement de la zone graphique qu il masque. Les sprites sont en général accompagnés de fonctionnalités leur permettant de recevoir des textures, de détecter les collisions entre eux, etc. Overlays : plastiques de positionnant sur le clavier des manettes rappelant les fonctions Bitmap: Type de fichier graphique où l'image numérisée est représentée par une matrice de pixels. La couleur de chaque pixel est codée sur un certain nombre de bits image numérique composée de pixels, par opposition à une image vectorielle réalisée à partir de vecteurs. Aliasing:crénelage en français. La Déformation de contours d'objets montrant des effets d'escaliers indésirables, l aliasing. Pour ce faire, les cartes vidéos offrent des mécanismes d antialiasing afin d éviter ou de minimiser cet effet disgracieux. Z-buffering : Utilise lors des affichages 3D. Cette fonctionnalité permet d éviter d'afficher les zones d'un objet caché par un autre, écourtant ainsi le temps d affichage. 5

6 1 ère consoles? Le premier jeu électronique est né en 1958, et déjà c était : Pong, mais intitulé à l époque «Tennis for two» Réalisé sur : un oscilloscope! 6

7 Magnavox Odyssey 1 - Analogique 1972 Ajout des overlays Sur Odyssey, Nolan Bushnell, futur créateur d Atari aura l idée du jeu Pong. 7

8 Atari VCS 2600, 1977, 200 $ Constructeur Microprocesseur RAM ROM Son Affichage graphique Sprites Atari MOS 6507, 8 bits, 1,19 Mhz (version modifiée du 6502) 128 octetsvlsi 4 Koctets (par cartouche) TIA, Deux voies mono (pixels rectangulaires de rapport 1 sur 8) Palette de 128 couleurs : 16 couleurs avec 8 niveaux d intensité chacune (8 couleurs en SÉCAM) 5 d une seule couleur chacun 8

9 Atari millions de ventes -> 1991, n 1 des ventes + longévité Jusqu à 80 % du marché Participe à l essor des consoles Premiers «Easter Egg» => messages cachés 9

10 CBS Colecovision, 1981, 200 $ Constructeur Coleco Microprocesseur Zilog Z80a à 3,58 Mhz RAM 8 Ko ROM 16 Ko + Cartouches de 8, 16, 24 et 32 Ko Son Texas Instruments SN76489AN; 3 canaux, 1 bruit Affichage graphique 16Ko de V-RAM (dont 1 transparente), processeur Texas Instruments TMS9928A 256 * 192 pixels en 16 couleurs Sprites 32 sprites simultanés 10

11 CBS Colecovision Killer game Super puissante Konami, Namco et SEGA développent pour cette console et la 1600 Ne résistera pas au krach de

12 Milton Bradley Company (MB), Vectrex, 1982, 200 $ Console tout en 1 Vectorielle Transportable Overlays Fluidité jamais vue 3D Arrive un peu tard, marché saturé 12

13 Sega Master System, 1985, 200 $ Constructeur SEGA Microprocesseur Zilog Z80 8 bit à 3.5 MHz RAM 8 Ko + 16 Ko pour la vidéo ROM 128 Ko maximum par cartouche Son Texas Instruments SN canaux (mono) 3 générateurs de son de 4 octaves chacun, 1 générateur de bruits blancs. Affichage graphique Texas Instruments TMS9918 Palette de 64 couleurs Palette de 32 pour les sprites + 32 pour le fond. Scrolling hard : horizontal, diagonal, vertical Résolution : pixels Sprites 16 de 8x8 13

14 SMS Au départ, société américaine SEGA : Service Game Initialement : arcade Gros succès en France > à nintento L inverse aux USA 14

15 Mégadrive, 1988, 200 $ Microprocesseur RAM ROM Motorola MC68000 à 7.67 Mhz 64 Ko + 64 Ko pour la vidéo 128 Ko maximum par cartouche Son Zilog Z80 à 3,58 MHz Yamaha YM2612 FM à 7,67 MHz SN76489 PSG à 3,58 MHz 6 voix FM, 1 voix PCM, 3 voix PSG Affichage graphique VDP (Vidéo Display Processor, variante du Texas Instruments TMS9918) Résolution de 320 x 224 et 320 x 448 Palette de couleurs simultanément 16 couleurs par plan, soit 64 en tout Sprites 80 de 32X32 pixels Interfaces Mega Cd Lecteur CD-ROM Deux ports manettes 15

16 Megadrive Killergame 16

17 Nintendo NES, 1983, 100 Microprocesseur Ricoh (variante du 6502 de CMOS Technology) à 1,79 Mhz RAM 2 Ko + extension sur cartouche ROM 16 Ko Son 4 voix, dont deux canaux FM, 1 canal PCM et un canal de bruit Affichage graphique Processeur Ricoh spécifique à 5,37 Mhz 256x240 pixels, 53 couleurs, 25 simultanément Scrolling cablé Sprites 64 de 8x8 ou 8x16 pixels 17

18 Nintendo Jeux de cartes Fera du pong Objectif : console à 60 (ce sera 100) NES/Famicom : design par de Shigeru Miyamoto Donkey Kong, Mario Bros, Zelda, etc Intégration de la «croix» 18

19 Wii Microprocesseur Broadway (PowerPC 750GX d'ibm à 729 MHz) RAM - 24 Mo de TSRAM (pour compatibilité avec GameCube) - 64 Mo de GDDR3 (CPU+GPU) - 16 Mo (pour le Son et l interface) ROM Son Dolby Pro Logic II + haut parleur sur les manettes Affichage graphique Processeur GPU Hollywood à 243 Mhz (dérivé des R520 d ATI) Résolution 640x480 (anamorphique -> qui s étire sur écrans 16:9) 19

20 Associations multiples STMicroelectronics Capteurs IBM : processeur ATI : carte graphique Objectif : 250 $, prix de fabrication : 109 (profit sur la console, rare!) Pas de course à la puissance (=> Sony) Succès tel que durant le premier semestre 2007, il se vend plus de Wii que de Xbox 360 et de PlayStation 3 réunies juin 2010, ce sont 70 millions de consoles 20

21 Sony : Playstation, 299 $ Microprocesseur RAM ROM Son R3000A à 33,8688MHz - 32 bits (Architecture RISC) 1 Mo RAM + 1 Mo VRAM 512 Ko Processeur DSP, 24 voix, fréquence 44,1kHz 512 Ko de RAM Effets en temps réel (reverb, enveloppe, looping) Affichage graphique 320x240 ou 640x480 Palette de 16 millions de couleurs Décompression JPEG en hardware Sprites Sprites de 256x256 pixels, avec effets (rotation, zoom etc.) à 1,5 de polygones millions/seconde Interfaces Lecteur de CD x2 21

22 Sony Merci Nintendo! Sony = CD Projet de lecteur de CD pour la SNES Contrats signés Mais Le projet piloté par Ken Kuturagi (père de la PlayStation) Nintendo remarque des modifications dans les contrats Sony se déclarant «propriétaire» des jeux développés sur la SNES- CD. Le président de Nintendo dénonça ces précontrats en interne et alla rencontrer le PDG de Philips avec lequel il signera des accords (en douce!) plus équitables pour Nintendo. Lors du CES de 1989, Nintendo annonce la sortie du module SNES-CD (avec Philips). Surprise totale pour Sony, qui la veille venait de trouver le nom Play Station pour ce module Sony vexé (ça se fait pas au Japon, on jour la carte des entreprises Japonaises) => Affront pour Sony 22

23 Sony Sony se rapproche de Commodore Amiga (CD 32), en vain dommage, Commodore déposera le bilan 2 ans plus tard! Sony qui connaît la musique va rebondir La SNES est déjà équipée d un processeur sonore de la marque et Ken Kuturagi, qui est déjà à l origine de ce processeur sonore, travaille à l élaboration d un circuit 3D à bas coût. L idée germe alors de concevoir une console sur la base d un processeur à architecture RISC. Prémices d une console 32 bits. Ils ont la base, le processeur graphique, sonore et le lecteur de CD Play Station (compatible Audio CD et XA). C est la naissance en secret du projet PlayStation (sans l espace cette fois-ci!). 23

24 Sony Succès de console = jeux de qualité Rachat de Psygnosis (jeux pour atari+amiga) Association avec NAMCO (en froid avec Nintendo car en concurrence sur bornes d arcade) Orchestration du bouche à oreille sur la puissance de la console Titille les développeurs! Posionnement «adulte+ado» Musiques souvent rock + heavy-metal. Développement initial sur Silicon Graphics puis PC 24

25 Microsoft Xbox, 2001, 479 Microprocesseur Intel Celeron modifié cadencé à 733 MHz RAM 64 Mo RAM DDR (mémoire unifiée RAM+VRAM) ROM BIOS Son nvidia Dolby Digital 5.1 (AC3) Affichage graphique nvidia NV2a (variante de la GeForce 3) Sprites Pixel Shading, Vertex Shading, Antialiasing, Bump-mapping, Multitexturing Calcul : 115 millions à 125 millions de polygones/seconde Affichés : 8 à 15 millions de polygones/seconde 25

26 XBox L équipe du développement ne reprend les caractéristiques d un PC standard de l époque. La différence est qu il n y a plus à gérer un matériel hétérogène (processeurs, carte vidéo et son différents, etc.) => d optimisation la partie logicielle (entre autres l API DirectX, base pour le développement de jeux sur la console). La conception simplifiée/rationalisée. RAM (DDR) est unifiée, c'est-à-dire partagée à la fois par le processeur central, la vidéo et le son. Le reste est également classique vidéo : adaptation de la GeForce 3 de nvidia, certes une référence du moment, de même que pour le son. pas de lecteur spécifique, de format torturé. Le chargement des jeux se fait via un classique lecteur de DVD Pour le système d exploitation, inutile de dire qu ils s en sont chargés eux même! Sur une base de NT 2000, l OS a été épuré. L amusant est que comme l architecture de la console est très proche de celle d un PC, il est également possible d y installer un Linux ou un FreeBSD de façon totalement légale! Bon succès, pas le ras de marée espéré, 22 millions de consoles vendues 26

27 SNK, Neo Geo, 1990, 450 Microprocesseur Processeur Motorola à 12 MHz + Zilog Z80A à 4 MHz RAM 64 Ko RAM + 68 Kb de VRAM ROM 40 Mo Son Yamaha YM2610 à 8 Mhz 15 (7 voix digitales, 4 voix de synthèse FM, 3 PSG, 1 voix de bruitages) Affichage graphique 320x224 pixels 4096 couleurs simultanées sur une palette de couleurs Sprites 380 Sprites simultanés sur 3 plans d affichage (1x2 à 15x512 pixels) 27

28 Console d arcade dans le salon! Il s agit d un système d arcade basé sur des cartes amovibles chaque carte contenant un jeu s enfichent sur une carte mère qui est fixe Console chère : 450, jeux très chers : 200 Qualité : exceptionnelle 28

29 Gros Flops Commodore Amiga CD PUB : Apple/Bandaï Pipp!n

30 Flops pourquoi Ordinateurs recarossés comme la Xbox (mais encore moins de spécifique ) Pipp!n => OS Système 7 Supportait le Java (inventé 1 an plus tôt en 1995!) Le retour de Jobs aux affaires en 1997 sonnera le glas de la console CD 32 : Amiga 1200, sans pub au lancement, compatible CD-TV, marché en «pause», passage à la nouvelle génération de console 3D (Playstation, 3DO, etc.) 30

31 Courbes des sorties Alice Alice 90 Laser 100 Hector 2-HR 2HR+ MSX I MSX II Laser 200 Laser 300 CPC464 CPC6128 TI 99/4A TO7 SV 318 MO5 EXL 100 EXLTEL Oric I Atmos Archimede Apple I Vic 20 C64 Apple IIe Apple Iic /300H Macintosh Cube NextStation ST TRS-80 TRS-Coco 2 ZX 81 Spectrum QL A600 A1000 A500 A3000 A1200 Micral PC A2000 A

32 Générations de consoles 32

33 Conclusion : et demain Encore plus de puissance Wii U - Playstation 4 Xbox 360 Et encore plus de diversité Tablettes, téléphones, consoles portables, etc. 33