Введение

Vectrex – это домашняя видеоигровая консоль на основе векторного дисплея, единственная в своем роде, разработанная и выпущенная для домашнего рынка. Она была разработана компанией Smith Engineering и производилась и продавалась General Consumer Electronics. Впервые консоль поступила в продажу в Северной Америке в ноябре 1982 года, а затем в Европе и Японии в 1983 году. Первоначально производилась General Consumer Electronics, а позже лицензирована компании Milton Bradley после ее приобретения. Компания Bandai выпустила систему в Японии. В отличие от других игровых систем того времени, Vectrex не требовала подключения к телевизору; она имела встроенный (вертикально ориентированный) монохромный ЭЛТ-монитор. Отсоединяемый проводной контроллер можно было сложить и разместить в нижней части консоли. Игры поставлялись с полупрозрачными цветными накладками для экрана. В качестве дополнительных аксессуаров предлагались 3D-очки под названием "3D Imager" и световой перо для рисования непосредственно на экране. Встроенная игра "Mine Storm" была вдохновлена "Asteroids". Консоль была задумана Джоном Россом из Smith Engineering в конце 1980 года как портативное устройство под названием "Mini Arcade". В процессе разработки она превратилась в настольную систему, которую производила General Consumer Electronics. Высокие первоначальные продажи привели к тому, что General Consumer Electronics была приобретена Milton Bradley, однако уже через несколько месяцев Vectrex стала жертвой кризиса игровой индустрии 1983 года и была снята с производства в начале 1984 года. Несмотря на коммерческий провал, Vectrex получила высокую оценку за библиотеку игр, уникальные графические возможности и встроенный монитор. Многие издания называли ее одной из лучших консолей того времени. Vectrex стала первой консолью с 3D-периферийным устройством. В конце 1980-х годов была разработана цветная портативная версия Vectrex, но от нее отказались из-за высокой стоимости производства и успеха Nintendo Game Boy.

История

Вектрекс был разработан Джоном Россом из Smith Engineering в конце 1980 года. Он, Майк Пурвис, Том Слопер и Стив Маркинг посетили Electro Mavin, склад излишков в Лос-Анджелесе. Там они обнаружили 1-дюймовую электронно-лучевую трубку (ЭЛТ) и задумались, можно ли из нее создать небольшую электронную игру. Демонстрация векторного изображения на ЭЛТ была проведена путем подключения отклоняющей катушки стандартного телевизора к каналам стереоусилителя, на который подавался музыкальный сигнал. Дополнительная катушка использовалась для поддержания работы системы обратного хода луча высокого напряжения растрового телевизора. Эта демонстрация привела к созданию системы, первоначально задуманной как портативное устройство под названием Mini Arcade, но, когда Smith Engineering предлагала эту идею разработчикам, она превратилась в настольную консоль с девятидюймовым экраном. До прекращения выпуска Vectrex планировалась преемница консоли с цветным экраном. После возвращения прав компании Smith Engineering, она планировала возродить Vectrex в виде портативного устройства, но скорое появление Game Boy от Nintendo положило конец этим планам.

Дизайн

Компьютер и векторный генератор были разработаны Джерри Карром. Компьютер запускает программный код игры, отслеживает ввод пользователя, управляет звуковым генератором и контролирует векторный генератор для отрисовки изображения на экране. Векторный генератор представляет собой полностью аналоговую конструкцию, использующую два интегратора: X и Y. Компьютер задает скорость интегрирования с помощью цифро-аналогового преобразователя. Компьютер управляет временем интегрирования, кратковременно замыкая электронные аналоговые переключатели в интеграторных схемах на основе операционных усилителей. Генерируются напряжения в виде линейно нарастающих импульсов, которые монитор использует для управления электронным лучом по поверхности фосфорного экрана кинескопа. Другой сигнал управляет яркостью линии. Кинескоп – монохромный прибор модели 240RB40 производства Samsung размером 9 × 11 дюймов, отображающий изображение с диагональю 240 мм; это серийный кинескоп, предназначенный для небольших черно-белых телевизоров. Яркость кинескопа регулируется круглой ручкой на задней панели дисплея. Векторный дисплей, такой как в Vectrex, не требует специального кинескопа и отличается от стандартных телевизоров с растровой разверткой только схемами управления. Вместо использования пилообразных импульсов для управления внутренним электронным лучом в растровом порядке, интеграторы, управляемые компьютером, подают сигнал на линейные усилители для управления отклоняющей катушкой. Эта катушка имеет аналогичные, если не идентичные, индуктивности, в отличие от отклоняющей катушки телевизора. В катушке используется стандартный сердечник телевизионной катушки. Высоковольтный трансформатор также использует стандартный сердечник и обмотку. Предусмотрена специальная схема для отключения электронного луча в случае остановки или неисправности векторного генератора. Это предотвращает выгорание фосфоров экрана. Эта конструкция значительно меньше по размеру, чем электроника, используемая в отдельно стоящем, полноразмерном аркадном автомате Asteroids. В процессе разработки на короткое время рассматривалась возможность использования процессора 6502, но впоследствии его производительность была признана недостаточной. Ранние модели издают отчетливый "жужжащий" звук из встроенного динамика, реагирующего на графику, отображаемую на экране. Это связано с неправильным заземлением сигнальных линий низкоуровневой аудиосхемы, что было исправлено в более поздних производственных моделях. "Земляная петля" возникла из-за заземляющего ремня, добавленного в процессе производства для соответствия требованиям Федеральной комиссии по связи США в отношении излучения сигнала. Эта особенность стала узнаваемой характеристикой устройства.

Периферийные устройства

3D-изображение, изобретенное Джоном Россом, преобразует 2D черно-белые изображения, создаваемые Vectrex, в цветной 3D-опыт. Изображение работает за счет вращения диска перед глазами зрителя. Диск имеет черную область в 180 градусов и, в некоторых случаях, 60-градусные секторы прозрачных красных, зеленых и синих фильтров. Пользователь смотрит на экран Vectrex через этот диск. Vectrex синхронизирует вращение диска с частотой кадров программного обеспечения, отрисовывая 6 кадров: сначала, с закрытым правым глазом, отрисовывается красное изображение для левого глаза, затем зеленое и, наконец, синее; затем, пока левый глаз закрыт черным сектором в 180 градусов, отрисовываются красное, зеленое и синее изображения для правого глаза. В любой момент времени только один глаз видит экран Vectrex и связанные с ним 3 изображения (или цвета), в то время как другой глаз блокируется 180-градусной маской. Прототип был создан в пластиковом корпусе Viewmaster. Диск вращается свободно и приводится в движение мотором. Программное обеспечение Vectrex генерирует собственную частоту кадров и сравнивает ее с индексным сигналом от очков один раз за оборот. Подсчитывается, на сколько вращений колеса опережает или отстает от частоты кадров программного обеспечения. Программное обеспечение стремится уравновесить эти две тенденции, регулируя мощность, подаваемую на двигатель, вращающий фильтр и маску. Для управления скоростью двигателя используется широтно-импульсная модуляция (ШИМ) – отношение времени включения к времени выключения быстрого потока импульсов мощности, подаваемых на двигатель. Таким образом, программное обеспечение синхронизирует вращение диска с частотой кадров программного обеспечения или временем отрисовки объединенной и повторяющейся группы из до 6 изменяющихся изображений. Один объект, не находящийся на плоскости монитора (то есть перед или внутри монитора), отрисовывается как минимум дважды, чтобы предоставить информацию для каждого глаза. Расстояние между дублированными изображениями и углы, под которыми они отрисованы, определяют, где объект будет казаться расположенным в 3D-пространстве. Иллюзия 3D также усиливается за счет регулировки яркости объекта (затемнение объектов на заднем плане). Вращение диска с достаточной скоростью обманывает глаза/мозг зрителя, заставляя его воспринимать множественные изображения как два разных вида одного и того же объекта из-за инерции зрения. Это создает впечатление 3D и цвета. Тот же 3D-эффект возможен и с растровыми изображениями или кинопроекцией, а затворные очки, используемые в некоторых 3D-кинотеатрах и аттракционах виртуальной реальности, работают по тому же принципу. Световой перо позволяет пользователю "рисовать", создавать изображения и указывать на экране. Он оснащен фотодетектором, который может видеть яркую точку векторного дисплея, когда она проходит под положением светового пера, прижатого к экрану. Фотодетектор передает сигнал на внутренние схемы обнаружения импульсов, которые сообщают Vectrex и его программному обеспечению о событии. Прототип был создан в пластиковом корпусе маркера Marks A Lot. Vectrex рисует сетку, похожую на паутину, для отслеживания местоположения пера. Программное обеспечение изменяет размер сетки в зависимости от движения и скорости пера, чтобы поддерживать непрерывное отслеживание его положения. Световое перо для Vectrex было изобретено Джоном Россом.

Накладывание экрана

Для улучшения визуального отображения Vectrex, каждая коммерчески выпущенная игра включала в себя уникальную полупрозрачную пластиковую накладку на экран, которая поставлялась вместе с картриджем (эта концепция впервые появилась в Magnavox Odyssey, а также в некоторых ранних аркадных автоматах). Вместо прямого касания экрана ЭЛТ, четыре зажима на консоли Vectrex надёжно фиксировали накладку перед экраном, оставляя небольшой зазор между самим экраном и накладкой. Эти накладки, состоящие из одного-трёх цветов для игровой области, имитировали простую цветную графику (на монохромном экране), уменьшали блики и мерцание, а также создавали ощущение плоского экрана. Они также делали изменения яркости векторной графики более заметными. В некоторых случаях разработчики игр создавали эффекты псевдо-циклической смены цветов, чтобы придать динамику, используя чередующиеся цветные узоры. Помимо областей для отображения счета игрока, некоторые накладки содержали дополнительное оформление и рисунки, расширяющие игровое поле. В нижней части каждой накладки размещались подсказки по управлению джойстиком и кнопками для игрока. Каждая накладка также отображала название и логотип игры, а также цветную рамку или дизайн, добавляющие эстетическую привлекательность Vectrex (подобно аркадному автомату с его декоративной панелью или боковым оформлением). Накладки не были обязательными, но улучшали впечатление от игры с точки зрения визуального оформления графики и общего внешнего вида консоли.

Программное обеспечение

Некоторые игры в библиотеке Vectrex были портами популярных аркадных хитов, большинство из которых появились на консоли благодаря лицензионному соглашению с Cinematronics. Clean Sweep была разработана Ричардом Мозковским.

Прием

Байт в 1982 году назвал Vectrex "одной из лучших игровых систем, которые мы видели в этом году". [Vectrex] имеет хорошие шансы на успех у потребителей. Журнал высоко оценил экран, заявив, что "в это почти невозможно поверить, пока не увидишь своими глазами; представьте себе игры дома (или в офисе) с векторной графикой, трехмерным вращением и масштабированием", и отметил, что "необычно и приятно видеть продукт, выходящий на рынок с уже готовым программным обеспечением". Дэвид Х. Ахл заявил в Creative Computing Video & Arcade Games в 1983 году, что "векторная графика действительно играет важную роль, а сильный набор игр значительно повышает привлекательность".

Наследие

С конца 1995 года в Usenet существует сообщество энтузиастов, разрабатывающих игры для ParaJVE, эмулятора Vectrex (входит в состав MAME, а значит, доступен и в RetroArch через libretro), DVE, lr vex, Vecx, а также версия для Wii под названием VectrexWii. В открытом доступе находятся схемы картриджа "Vectrex Multicart", позволяющего разместить несколько игр на одном картридже. Кроме того, есть несколько человек, которые производят и продают новые игры: некоторые – в виде полноценных картриджей с упаковкой и наклейками, выполненными в стиле оригинальных коммерческих релизов, другие – с различной степенью комплектности. В последние годы для Vectrex было разработано и новое оборудование, включая световой перо, которое решило проблему оригинальной версии, добавив кнопки, заменяющие второй контроллер, необходимый в оригинальной конфигурации, и дополнительную плату, устраняющую известный гул в аудиосистеме (путем обхода оригинальной аудиосхемы на плате питания и использования модуля, установленного в другом месте корпуса).