MAME: Эмулятор аркадных игр и истории игровых автоматов.

Введение

Программное обеспечение для эмуляции аркадных игр,
эмулятор

MAME (ранее акроним от Multiple Arcade Machine Emulator) – это бесплатный эмулятор с открытым исходным кодом, предназначенный для воссоздания аппаратной части аркадных игровых систем в программном обеспечении на современных персональных компьютерах и других платформах. Его задача – сохранить историю игр, предотвращая потерю или забвение старинных игр. Это достигается путем эмуляции внутренней работы эмулируемых аркадных автоматов; возможность фактически играть в эти игры рассматривается как "приятный побочный эффект". Joystiq включил MAME в список приложений, которые должен иметь каждый геймер на Windows и Mac. Первый публичный релиз MAME был выпущен Николой Салморией 5 февраля 1997 года. В настоящее время он поддерживает более 7000 уникальных игр и 10000 наборов ROM-образов, хотя не во все игры можно поиграть. MESS, эмулятор для множества игровых консолей и компьютерных систем, основанный на ядре MAME, был интегрирован в MAME в 2015 году. Благодаря OTVDM (WineVDM) доступна версия MAME для эмуляции 16-битных приложений DOS и Windows на 64-битных (x64) и AArch64 версиях Windows. NTVDM от Microsoft поддерживается только для 32-битных версий Windows.

История и обзор

Проект MAME был запущен итальянским программистом Николой Сальмориа. Изначально это был проект под названием Multi Pac, предназначенный для сохранения игр семейства Pac Man, но название было изменено по мере добавления новых игр в его состав. Первая версия MAME была выпущена в 1996 году. В апреле 1997 года Сальмория ушел на срочную службу, передав руководство проектом своему соотечественнику Мирко Буффони на полгода. В мае 2003 года Дэвид Хейвуд стал координатором проекта, а с апреля 2005 года по апрель 2011 года эту роль выполнял Аарон Джайлс. Затем координатором стал Анджело Салезе, а в 2012 году – Миодраг Миланович. Проект поддерживается сотнями разработчиков по всему миру и тысячами сторонних участников. Первоначально MAME разрабатывался исключительно для MS DOS, но вскоре был портирован на Unix-подобные системы (X/MAME), Macintosh (MacMAME и позднее MAME OS X) и Windows (MAME32). С 24 мая 2001 года, с версией 0.37b15, MAME также был портирован на другие компьютеры, игровые консоли, мобильные телефоны и КПК, а однажды даже на цифровые камеры. В 2012 году Google портировал MAME в Native Client, что позволило запускать MAME внутри Chrome. Основные релизы MAME выходят примерно раз в месяц. Исполняемые файлы для Windows в 32- и 64-битных версиях публикуются на официальном сайте команды разработчиков вместе с полным исходным кодом. Небольшие, инкрементные релизы "u" (от "update") выходили еженедельно (до версии 0.149u1) в виде патчей к последней основной версии, чтобы поддерживать синхронизацию кода между разработчиками. Исходный код MAME разрабатывается в публичном репозитории GitHub, что позволяет пользователям с необходимыми знаниями и инструментами создавать самую актуальную версию и вносить улучшения в виде pull requests. Исторические номера версий 0.32 и с 0.38 по 0.52 включительно не существуют; первая была пропущена из-за схожего названия GUI-варианта MAME32 (который впоследствии был переименован в MAMEUI из-за перехода на 64-битные сборки), а последние – из-за многочисленных релизов в бета-цикле 0.37 (эти номера версий теперь указаны рядом с соответствующими бета-релизами 0.37 на официальном сайте MAMEdev). Архитектура MAME значительно улучшилась за годы существования проекта. Поддержка растровых и векторных дисплеев, нескольких процессоров и звуковых чипов была добавлена в первые шесть месяцев. Была реализована гибкая система таймеров для координации синхронизации между несколькими эмулированными ядрами процессора, а ROM-образы стали загружаться в соответствии с их CRC32-хэшем в ZIP-файлах, где они хранились. Также можно приобрести и собрать корпуса, вдохновленные классическими игровыми автоматами (с опционально предустановленным MAME). Хотя MAME содержит базовый пользовательский интерфейс, использование MAME в аркадных игровых автоматах и домашних кинотеатрах требует специальных программ-запуска, называемых фронт-эндами, с более продвинутыми функциями. Они предоставляют различные возможности настройки, позволяя просматривать изображения игровых автоматов, историю игр, советы по прохождению, специализированные логотипы и видео игрового процесса или аттракционного режима. Информация, содержащаяся в MAME, может свободно использоваться, и компании часто используют MAME при воссоздании своих старых хитов на современных системах. Некоторые даже нанимают разработчиков MAME для создания эмуляторов своих старых продуктов. Примером является пакет Taito Legends, с ROM-образами, которые можно прочитать в определенных версиях MAME. 27 мая 2015 года (0.162) эмулятор игровых консолей и компьютерных систем MESS был интегрирован с MAME (поэтому руководство пользователя MESS по-прежнему является наиболее важной инструкцией по использованию неаркадных частей MAME). Это также привело к исключению аббревиатуры, поскольку MAME теперь может эмулировать не только аркадные автоматы. С 2012 года MAME поддерживается бывшим руководителем проекта MESS Миодрагом Милановичем. Большая часть исходного кода MAME (более 90%) теперь доступна под лицензией BSD 3 Clause, а весь проект распространяется под лицензией GPL 2.0 или более поздней версии. 24 февраля 2016 года (0.171) MAME включил в себя фронт-энд MEWUI (а его разработчик присоединился к команде), предоставив MAME гибкий и более функциональный пользовательский интерфейс. 30 декабря 2021 года exA Arcadia, западные владельцы авторских прав на игры Akai Katana и DoDonPachi SaiDaiOuJou, направили через своих адвокатов уведомление о прекращении деятельности разработчикам MAME в связи с включением этих игр в эмулятор. MAME выполнил запрос на следующий день, сделав обе игры недоступными для воспроизведения в эмуляторе вне командной строки, начиная с версии 0.240.

The MAME project was started by Italian programmer Nicola Salmoria. It began as a project called Multi Pac, intended to preserve games in the Pac Man family, but the name was changed as more games were added to its framework. The first MAME version was released in 1996. In April 1997, Salmoria stepped down for his national service commitments, handing stewardship of the project to fellow Italian Mirko Buffoni for half a year. In May 2003, David Haywood took over as project coordinator; and from April 2005 to April 2011, the project was coordinated by Aaron Giles; then Angelo Salese stepped in as the coordinator; and in 2012, Miodrag Milanovic took over. The project is supported by hundreds of developers around the world and thousands of outside contributors. At first, MAME was developed exclusively for MS DOS, but it was soon ported to Unix like systems (X/MAME), Macintosh (MacMAME and later MAME OS X) and Windows (MAME32). Since 24 May 2001, with version 0.37b15, MAME has also been ported to other computers, game consoles, mobile phones and PDAs and, at one point, even to digital cameras. In 2012, Google ported MAME to Native Client, which allows MAME to run inside Chrome. Major releases of MAME occur approximately once a month. Windows executables in both 32 bit and 64 bit fashion are released on the development team's official website, along with the complete source code. Smaller, incremental "u" (for update) releases were released weekly (until version 0.149u1) as source diffs against the most recent major version, to keep code in synchronization among developers. MAME's source code is developed on a public GitHub repository, allowing those with the required expertise and tools to build the most up to date version and contribute enhancements as pull requests. Historical version numbers 0.32, and 0.38 through 0.52 inclusively, do not exist; the former was skipped due to similar naming of the GUI equipped MAME32 variant (which itself has since been renamed MAMEUI due to the move to 64 bit builds), while the latter numbers were skipped due to the numerous releases in the 0.37 beta cycle (these version numbers have since been marked next to their equivalent 0.37 beta releases on the official MAMEdev website). MAME's architecture has been extensively improved over the years. Support for both raster and vector displays, multiple CPUs, and sound chips were added in the project's first six months. A flexible timer system to coordinate synchronization between multiple emulated CPU cores was implemented, and ROM images started to be loaded according to their CRC32 hash in the ZIP files they were stored in. Cabinets inspired by classic games can also be purchased and assembled (with MAME optionally preinstalled). Although MAME contains a rudimentary user interface, the use of MAME in arcade game cabinets and home theaters necessitates special launcher applications called front ends with more advanced features. They provide varying degrees of customization, allowing one to see images of games' cabinets, histories, playing tips, specialized logo artwork for games, and video of the game's play or attract mode. The information within MAME is free for reuse, and companies have been known to utilize MAME when recreating their old classics on modern systems. Some have even hired MAME developers to create emulators for their old properties. An example is the Taito Legends pack, with ROMs readable on select versions of MAME. On 27 May 2015 (0.162), the games console and computer system emulator MESS was integrated with MAME (so the MESS User Manual is still the most important usage instruction for the non arcade parts of MAME). This also led to the removal of the acronym, as MAME can now emulate more than arcade machines. Since 2012, MAME has been maintained by former MESS project leader Miodrag Milanović. Most of MAME's source code (90%+) is now available under the BSD 3 Clause license, and the complete project is under the GPL 2.0 or later license. On 24 February 2016 (0.171), MAME embedded the MEWUI front end (and its developer joined the team), providing MAME with a flexible and more full featured UI. On 30 December 2021, exA Arcadia, the Western copyright holders of the games Akai Katana and DoDonPachi SaiDaiOuJou had their lawyers file a cease and desist notice to the MAME developers over those games being included in the emulator. MAME complied with the request a day later, making both unplayable on the emulator outside of command line, as of version 0.240.

Дизайн

Ядро MAME координирует эмуляцию нескольких элементов одновременно. Эти элементы воспроизводят поведение аппаратного обеспечения, присутствующего в оригинальных аркадных автоматах. MAME может эмулировать множество различных центральных процессоров (ЦП) и сопутствующее оборудование. Эти элементы виртуализированы, благодаря чему MAME выступает в роли программного слоя между оригинальной программой игры и платформой, на которой он работает. MAME поддерживает произвольные разрешения экрана, частоту обновления и конфигурации дисплея. Также поддерживается несколько эмулируемых мониторов, как, например, в игре Darius. Отдельные аркадные системы задаются драйверами, которые представлены в виде макросов препроцессора C. Эти драйверы определяют отдельные компоненты, подлежащие эмуляции, и способы их взаимодействия. Изначально MAME был написан на C, но потребность в объектно-ориентированном программировании побудила команду разработчиков начать компилировать весь код как C++ для версии MAME 0.136, используя дополнительные возможности этого языка. Хотя большинство ядер эмуляции ЦП являются интерпретирующими, MAME также поддерживает динамическую рекомпиляцию через промежуточный язык, называемый Универсальным машинным языком (UML), для повышения скорости эмуляции. Поддерживаемые целевые платформы для рекомпиляции – x86 и x64. Также доступна C-реализация для дополнительной проверки корректности. Процессоры SH 2, MIPS R3000 и PowerPC эмулируются таким образом.

Философия, точность и качество

Заявленная цель проекта — документировать аппаратное обеспечение, поэтому MAME придерживается достаточно пуристичного подхода к эмуляции, запрещая программные ухищрения, которые могут упростить запуск игры за счёт точности эмуляции. Компоненты, такие как процессоры, эмулируются на низком уровне (то есть эмулируются отдельные инструкции) всякий раз, когда это возможно, а эмуляция высокого уровня (HLE) используется только тогда, когда схема полностью не документирована и не может быть детально реконструирована. Эмуляция на уровне сигналов используется для эмуляции аудиосхем, состоящих из аналоговых компонентов. MAME эмулирует более тысячи различных аркадных систем, большинство из которых полностью не документированы и разработаны специально для запуска одной игры или очень небольшого их числа. Подход MAME к точности является постепенным: системы эмулируются настолько точно, насколько это разумно возможно. Пиратские копии игр часто эмулируются первыми, а официальные (и защищённые от копирования) версии — позже. Помимо шифрования, аркадные игры обычно защищались специализированными микроконтроллерами (MCU), которые реализовывали часть игровой логики или другие важные функции. Эмуляция этих микросхем предпочтительна даже в тех случаях, когда они оказывают мало или вообще никакого видимого влияния на саму игру. Например, поведение монстров в Bubble Bobble было доведено до совершенства только после того, как код и данные, содержащиеся в специализированном MCU, были извлечены путём декапсуляции чипа. Это приводит к изменению требований к набору ROM по мере того, как игры эмулируются всё более и более точно, в результате чего старые версии набора ROM становятся несовместимыми с новыми версиями MAME. Переносимость и универсальность также важны для MAME. В сочетании с бескомпромиссным отношением к точности это часто приводит к высоким системным требованиям. Хотя процессора с частотой 2 ГГц достаточно для запуска почти всех 2D-игр, более новые системы и особенно системы с 3D-графикой могут быть неиграбельно медленными даже на самых мощных компьютерах. В настоящее время MAME не использует аппаратное ускорение для ускорения рендеринга 3D-графики, отчасти из-за отсутствия стабильного кроссплатформенного 3D API, а отчасти потому, что программная отрисовка теоретически может быть точным воспроизведением различных специализированных подходов к 3D-рендерингу, которые использовались в аркадных играх.

The stated aim of the project is to document hardware, and so MAME takes a somewhat purist view of emulation, prohibiting programming hacks that might make a game easier to run at the expense of emulation accuracy. Components such as CPUs are emulated at a low level (meaning individual instructions are emulated) whenever possible, and high level emulation (HLE) is only used when a chip is completely undocumented and cannot be reverse engineered in detail. Signal level emulation is used to emulate audio circuitry that consists of analog components. MAME emulates well over a thousand different arcade system boards, a majority of which are completely undocumented and custom designed to run either a single game or a very small number of them. The approach MAME takes with regards to accuracy is an incremental one; systems are emulated as accurately as they reasonably can be. Bootleg copies of games are often the first to be emulated, with proper (and copy protected) versions emulated later. Besides encryption, arcade games were usually protected with custom microcontroller units (MCUs) that implemented a part of the game logic or some other important functions. Emulation of these chips is preferred even when they have little or no immediately visible effect on the game itself. For example, the monster behavior in Bubble Bobble was not perfected until the code and data contained with the custom MCU was dumped through the decapping of the chip. This results in the ROM set requirements changing as the games are emulated to a more and more accurate degree, causing older versions of the ROM set becoming unusable in newer versions of MAME. Portability and generality are also important to MAME. Combined with the uncompromising stance on accuracy, this often results in high system requirements. Although a 2 GHz processor is enough to run almost all 2D games, more recent systems and particularly systems with 3D graphics can be unplayably slow, even on the fastest computers. MAME does not currently take advantage of hardware acceleration to speed up the rendering of 3D graphics, in part because of the lack of a stable cross platform 3D API, and in part because software rendering can, in theory, be an exact reproduction of the various custom 3D rendering approaches that were used in the arcade games.

Правовой статус

Владение и распространение MAME само по себе законно в большинстве стран, поскольку это всего лишь эмулятор. Такие компании, как Sony, пытались в суде запретить продажу другого программного обеспечения, например, Virtual Game Station – эмулятора Sony PlayStation, но в конечном итоге потерпели неудачу. Сам MAME до настоящего времени не был предметом судебных разбирательств. Большинство аркадных игр по-прежнему защищены авторским правом. Загрузка или распространение ROM-файлов, защищенных авторским правом, без разрешения правообладателей почти всегда является нарушением законов об авторском праве. Однако некоторые страны (включая США) разрешают владельцу платы переносить данные, содержащиеся в ее микросхемах ROM, на персональный компьютер или другое принадлежащее ему устройство. Некоторые правообладатели рассматривали возможность предоставления аркадных игровых ROM-файлов общественности посредством лицензирования. Например, в 2003 году Atari сделала доступными на сайте Star ROMs ROM-файлы, совместимые с MAME, для 27 своих аркадных игр. Однако к 2006 году эти ROM-файлы там больше не продавались. В какой-то момент различные игры Capcom продавались в комплекте с аркадным джойстиком HotRod производства Hanaho, но эта схема также была прекращена. Другие правообладатели выпустили игры, которые больше не являются коммерчески выгодными, бесплатно для общественности на основании лицензий, запрещающих коммерческое использование игр. Многие из этих игр можно легально загрузить с официального сайта MAME. Испанский разработчик аркадных игр Gaelco также выпустил World Rally для некоммерческого использования на своем веб-сайте. Сообщество MAME отстранилось от других групп, распространяющих ROM-файлы через Интернет или на физических носителях, заявляя, что они грубо нарушают авторские права и наносят вред проекту, потенциально подрывая его репутацию. Несмотря на это, незаконные дистрибутивы ROM широко распространены в Интернете, и существует множество "полных наборов", содержащих полную коллекцию ROM-файлов определенной версии. Кроме того, многие пиратские игровые системы, такие как аркадные мультикарты, часто используют версии MAME для запуска своих игр.

Owning and distributing MAME itself is legal in most countries, as it is merely an emulator. Companies such as Sony have attempted in court to prevent other software such as Virtual Game Station, a Sony PlayStation emulator from being sold, but they have been ultimately unsuccessful. MAME itself has thus far not been the subject of any court cases. Most arcade games are still covered by copyright. Downloading or distributing copyrighted ROMs without permission from copyright holders is almost always a violation of copyright laws. However, some countries (including the US) allow the owner of a board to transfer data contained in its ROM chips to a personal computer or other device they own. Some copyright holders have explored making arcade game ROMs available to the public through licensing. For example, in 2003 Atari made MAME compatible ROMs for 27 of its arcade games available on the Internet site Star ROMs. However, by 2006 the ROMs were no longer being sold there. At one point, various Capcom games were sold with the HotRod arcade joystick manufactured by Hanaho, but this arrangement was discontinued as well. Other copyright holders have released games which are no longer commercially viable free of charge to the public under licenses that prohibit commercial use of the games. Many of these games may be downloaded legally from the official MAME web site. The Spanish arcade game developer Gaelco has also released World Rally for non commercial use on their website. The MAME community has distanced itself from other groups redistributing ROMs via the Internet or physical media, claiming they are blatantly infringing copyright and harm the project by potentially bringing it into disrepute. Despite this, illegal distributions of ROMs are widespread on the Internet, and many "Full Sets" also exist which contains a full collection of a specific version's ROMs. In addition, many bootleg game systems, such as arcade multi carts, often use versions of MAME to run their games.

Оригинальная лицензия MAME

MAME ранее распространялся под собственной копилефтовой лицензией, называемой «лицензией MAME» или «лицензией типа MAME», которую также приняли другие проекты, например Visual Pinball. Эта лицензия обеспечивала доступность исходного кода лицензируемой программы, при этом запрещалось перераспространение программы в коммерческих целях. Из-за этого условия лицензия не соответствует определению открытого исходного кода OSI и определению свободного программного обеспечения FSF, и, следовательно, не считается лицензией открытого исходного кода или лицензией свободного программного обеспечения соответственно. Условие о некоммерческом использовании было разработано для предотвращения установки игровых автоматов MAME операторами аркад и получения прибыли за счет работ оригинальных производителей игр. С марта 2016 года, начиная с версии 0.172, сам MAME перешел на общепринятые лицензии свободного программного обеспечения – лицензию BSD 3-Clause и лицензию GPL 2.0 или более поздней версии – посредством двойного лицензирования. Однако старые версии по-прежнему лицензируются по первоначальной лицензии.