为什么模拟PS2会那么难?

最新推荐文章于 2024-01-16 16:00:48 发布
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#游戏 #图形 #编程 #优化 #测试

本文探讨了PS2模拟器PCSX2的技术难点及其背后的复杂架构，包括EE、IOP等组件，并对比了不同模拟器的表现，如龙漫0.99版。
如下内容为原创, 转载请保留作者姓名和链接.
作者: Edengundam(马涛)

我有过5台游戏机: FC, MD, DC, PS2, GBA SP. FC和MD都送给了其他人, GBA SP被我贱卖, DC和PS2放在家里压箱底...

作为一个非职业玩家, 我打游戏的水平实在有待提高>_<, 由于不想和父母抢电视, 还是希望能够有模拟器来玩游戏...这样会方便很多^^. 可惜DC我是没有看到什么好的模拟器....哎...

PS2的模拟器PCSX2果然强大, 连大蛇无双-魔王再临都可以稳定跑在40帧/s, 但是要想完美模拟必须要60帧/s, 在大蛇无双这种切菜的游戏中, 一般也只有45-50帧/s...也就是75%-80%的速度...既卡又流畅....卡是因为相对使用PS2游戏机来说真的很卡, 但是如果仔细想想其他模拟器, 这样的速度真的可以说很流畅了.

为什么PS2模拟这么困难?或者说为什么游戏机的模拟会慢的多(除掌机...), 原因很简单, PS2的游戏开发可以说引入了分布式的概念. 他有多个频率较低的(在PS2出来的那个年代, 频率还是很高...)处理器. 宏观上看, PS2包括EE, IOP, GS, SP. GS是负责显示的处理器, SP是负责声音处理, IOP是MIPS的R3000, 负责I/O处理和模拟PS1游戏. EE实际上由3个处理器组成: MIPS R5900(FPU), VU0, VU1, GIF. R5900有一个浮点处理器(FPU), 是PS2的核心, 运行在大约300MBHz上, VU0, VU1是两个向量单元, VU0可以单独进行可编程控制, 还可以作为R5900的协处理器...GIF是个负责数据传输的接口. EE内部的总线位宽是128bit...

好了, 现在你能猜到为什么模拟游戏机困难了吧? 即使不考虑CPU架构之间的性能问题, 在以前单核的时代, 同时模拟这些处理器是非常困难的事情, 况且在PS2中这些处理器还是并发运行, 并发程度取决于游戏的具体编写....目前PCSX2针对双核进行了优化, 但是还离完美有些距离, 不过应该很近了^^

PCSX2中还引入了recompile的特性, 进行了指令转换...貌似会提升很多性能...就说到这里吧, 真希望能多些PS2的资料, 即使英文资料都感觉少得可怜, 翻来覆去说着同样的事情, 还好我有同学在UK学习游戏开发, 5月份会给我更多PS2资料, 希望能了解更多.

NDS的模拟器中, 有一款是模拟ARMS CPU的...但是目前来看效果很差...只有10+fps, 我的机器竟然跑着都吃力...哎....NDS路途漫长啊

模拟PS2的话, 我还是推荐 龙漫0.99版, 是我测试多个版本中速度最快的, 代价就是图像质量很差...我还用过另一个图形插件, 图像效果可以用完美来形容, 可惜会比龙漫的版本慢不少无双大蛇平均也就35-40帧....而龙漫可以稳定在45-50, 如果画面人很少, 基本可以60帧....最差也不会低于35帧.

我的机器E6550 超频到 3G, 内存4G(超频到900), 主板是ASUS P5KR, 显卡是8600GT. 其实这个模拟器不吃内存, 对CPU要求较高, 显卡次之....2G内存应该就很好了, 1G估计也行...对INTEL的CPU支持的比较好. 感觉我的内存体质不太好....影响了整体超频, 还有主板可能也不太好...

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PS2手柄接收器：独占3-6 #define PS2_DAT 6 #define PS2_CMD 5 #define PS2_SEL 4 #define PS2_CLK 3 #define pressures true #define rumble true PS2X ps2x; int ps2Error = 0; byte vibrate = 0; // 3. 机械臂舵机（4路）：2、7、A0、A1 Servo myservo1, myservo2, myservo3, myservo4; // 手爪、上臂、下臂、底座 const int SERVOS = 4; int servoValue[SERVOS], currentAngle[SERVOS]; int MIN_ANGLE[SERVOS] = {10, 10, 40, 0}; // 舵机最小角度 int MAX_ANGLE[SERVOS] = {50, 140, 170, 170}; // 舵机最大角度 int INIT_ANGLE[SERVOS] = {30, 90, 90, 90}; // 初始角度 // 4. 底盘电机（4路）：0、1、A2、A3 int Left_motor = 0; // 左电机IN3→0 int Left_motor_pwm = 1; // 左电机PWM→1 int Right_motor_pwm = A2; // 右电机PWM→A2 int Right_motor = A3; // 右电机IN1→A3 // 5. 传感器与执行器（A4独占，A5分时复用） #define DHT_PIN A4 // DHT11温湿度→A4（无冲突） #define SOIL_PIN A5 // 土壤湿度AO→A5（模拟输入） #define RELAY_PIN A5 // 水泵继电器→A5（数字输出，分时复用） #define VOLT_PIN A5 // 电池电压检测→A5（模拟输入，分时复用） #define DHT_TYPE DHT11 // 温湿度传感器型号 #define WATER_THRESHOLD 30 // 浇水阈值（土壤湿度<30%） #define LOW_VOLT 3.5 // 低电压保护阈值（V） DHT dht(DHT_PIN, DHT_TYPE); // 6. 系统状态（模式切换相关） #define MANUAL_MODE 0 // 手动模式 #define AUTO_MODE 1 // 自动模式 int currentMode = MANUAL_MODE; // 默认手动模式 bool isWatering = false; // 浇水状态标记 unsigned long waterStartTime = 0; // 浇水计时 // 二、基础控制函数（整合自“基础模块”） // 电机控制 void forward() { digitalWrite(Left_motor, LOW); analogWrite(Left_motor_pwm, 150); digitalWrite(Right_motor, LOW); analogWrite(Right_motor_pwm, 150); } void back() { digitalWrite(Left_motor, HIGH); analogWrite(Left_motor_pwm, 150); digitalWrite(Right_motor, HIGH); analogWrite(Right_motor_pwm, 150); } void left() { digitalWrite(Left_motor, LOW); analogWrite(Left_motor_pwm, 0); digitalWrite(Right_motor, LOW); analogWrite(Right_motor_pwm, 150); } void right() { digitalWrite(Left_motor, LOW); analogWrite(Left_motor_pwm, 150); digitalWrite(Right_motor, LOW); analogWrite(Right_motor_pwm, 0); } void stopMotor() { digitalWrite(Left_motor, LOW); analogWrite(Left_motor_pwm, 0); digitalWrite(Right_motor, LOW); analogWrite(Right_motor_pwm, 0); } // 舵机控制 void openGripper() { myservo1.write(MIN_ANGLE[0]); delay(300); } void closeGripper() { myservo1.write(MAX_ANGLE[0]); delay(300); } void updateServo(int index) { // 舵机角度更新 switch(index) { case 0: myservo1.write(currentAngle[0]); break; case 1: myservo2.write(currentAngle[1]); break; case 2: myservo3.write(currentAngle[2]); break; case 3: myservo4.write(currentAngle[3]); break; } delay(10); } // 三、传感器读取函数（整合自“传感器模块”） // 传感器初始化 void sensorInit() { pinMode(DHT_PIN, INPUT); // DHT11固定为输入 pinMode(SOIL_PIN, INPUT); // A5初始为输入（读传感器） dht.begin(); // 初始化DHT11 lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Sensors Ready"); delay(1000); } // 读取土壤湿度（A5模拟输入模式） int readSoilHumidity() { pinMode(SOIL_PIN, INPUT); // 切换A5为输入（避免与继电器冲突） noInterrupts(); // 抗电机PWM干扰 int sum = 0; for (int i = 0; i < 3; i++) { // 3次采样平均 sum += analogRead(SOIL_PIN); delay(50); } interrupts(); // 恢复中断 int soilRaw = sum / 3; return map(soilRaw, 1023, 200, 0, 100); // 干土→0%，湿土→100% } // 读取温湿度（A4，无冲突） float readTemperature() { return dht.readTemperature(); } float readHumidity() { return dht.readHumidity(); } // 读取电池电压（A5模拟输入模式，10K+10K分压） float readBatteryVoltage() { pinMode(VOLT_PIN, INPUT); // 切换A5为输入 int raw = analogRead(VOLT_PIN); return raw * (5.0 / 1023.0) * 2.0; // 计算实际电压 } // 低电压保护（优先执行） bool lowVoltageProtect() { float volt = readBatteryVoltage(); if (volt < LOW_VOLT) { lcd.clear(); lcd.print("LOW VOLTAGE!"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("STOP ALL!"); stopMotor(); controlPump(false); // 关闭水泵，释放A5 return true; } return false; } // 四、模式切换与浇水逻辑（整合自“模式切换模块”） // 水泵控制（A5数字输出模式，分时复用） void controlPump(bool on) { pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT); // 切换A5为输出（避免与传感器冲突） digitalWrite(RELAY_PIN, on ? HIGH : LOW); isWatering = on; if (on) { waterStartTime = millis(); // 记录浇水开始时间 } else { pinMode(RELAY_PIN, INPUT); // 关闭后切回输入，供传感器使用 } } // 模式切换（PS2 SELECT键） void checkModeSwitch() { if (ps2x.ButtonPressed(PSB_SELECT)) { currentMode = !currentMode; lcd.clear(); lcd.print(currentMode == AUTO_MODE ? "Mode: Auto" : "Mode: Manual"); delay(500); } } // 自动浇水逻辑 void autoWaterLogic() { int soilHum = readSoilHumidity(); // 触发自动浇水 if (soilHum < WATER_THRESHOLD && !isWatering) { lcd.clear(); lcd.print("Auto Watering..."); // 自动流程：前进→机械臂下降→浇水→复位 forward(); delay(2000); stopMotor(); myservo2.write(120); delay(1000); // 上臂下降（舵机7） controlPump(true); // 打开水泵（A5输出） } // 浇水超时关闭（5秒） if (isWatering && millis() - waterStartTime > 5000) { controlPump(false); // 关闭水泵（A5切回输入） myservo2.write(90); delay(1000); // 上臂复位 back(); delay(2000); stopMotor(); lcd.clear(); lcd.print("Water Done!"); delay(1000); } } // 手动模式逻辑（PS2控制） void manualModeLogic() { // 底盘控制（方向键） if (ps2x.Button(PSB_PAD_UP)) { forward(); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Move: Forward "); } else if (ps2x.Button(PSB_PAD_DOWN)) { back(); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Move: Back "); } else if (ps2x.Button(PSB_PAD_LEFT)) { left(); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Move: Left "); } else if (ps2x.Button(PSB_PAD_RIGHT)) { right(); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Move: Right "); } else { stopMotor(); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Move: Stop "); } // 手爪控制（圆形键/方形键） if (ps2x.ButtonPressed(PSB_CIRCLE)) { openGripper(); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Gripper: Open "); } if (ps2x.ButtonPressed(PSB_SQUARE)) { closeGripper(); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Gripper: Close"); } // 手动浇水（三角形键） if (ps2x.ButtonPressed(PSB_TRIANGLE)) { controlPump(!isWatering); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(isWatering ? "Water: ON " : "Water: OFF "); delay(300); } // 舵机摇杆控制 servoValue[0] = ps2x.Analog(PSS_LX); // 手爪（舵机2） servoValue[1] = ps2x.Analog(PSS_RY); // 上臂（舵机7） servoValue[2] = ps2x.Analog(PSS_LY); // 下臂（舵机A0） servoValue[3] = ps2x.Analog(PSS_RX); // 底座（舵机A1） for (int i = 0; i < SERVOS; i++) { if (servoValue[i] > 130 && currentAngle[i] < MAX_ANGLE[i]) { currentAngle[i]++; updateServo(i); } else if (servoValue[i] < 120 && currentAngle[i] > MIN_ANGLE[i]) { currentAngle[i]--; updateServo(i); } } } // 五、初始化与主循环 void setup() { // 1. 1602液晶屏初始化 lcd.begin(16, 2); lcd.print("System Initializing"); // 2. 电机引脚初始化 pinMode(Left_motor, OUTPUT); pinMode(Left_motor_pwm, OUTPUT); pinMode(Right_motor_pwm, OUTPUT); pinMode(Right_motor, OUTPUT); stopMotor(); // 3. 舵机初始化 myservo1.attach(2); // 手爪→2 myservo2.attach(7); // 上臂→7 myservo3.attach(A0); // 下臂→A0 myservo4.attach(A1); // 底座→A1 for (int i = 0; i < SERVOS; i++) { currentAngle[i] = INIT_ANGLE[i]; updateServo(i); } // 4. PS2手柄初始化 Serial.begin(57600); delay(2000); Serial.print("Connecting PS2..."); do { ps2Error = ps2x.config_gamepad(PS2_CLK, PS2_CMD, PS2_SEL, PS2_DAT, pressures, rumble); if (ps2Error == 0) { Serial.println("\nPS2 Connected!"); break; } else { Serial.print("."); delay(100); } } while (1); // 5. 传感器初始化 sensorInit(); // 初始化完成提示 lcd.clear(); lcd.print("Manual Mode Ready"); } void loop() { // 低电压保护（优先执行） if (lowVoltageProtect()) return; // 读取PS2手柄状态 ps2x.read_gamepad(false, vibrate); // 模式切换检测 checkModeSwitch(); // 执行当前模式逻辑 if (currentMode == MANUAL_MODE) { manualModeLogic(); } else { // 自动模式：显示传感器数据+执行自动浇水 autoWaterLogic(); float temp = readTemperature(); float humi = readHumidity(); int soil = readSoilHumidity(); float volt = readBatteryVoltage(); lcd.clear(); lcd.print("T:"); lcd.print(temp); lcd.print("C S:"); lcd.print(soil); lcd.print("%"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("H:"); lcd.print(humi); lcd.print("% V:"); lcd.print(volt, 1); } delay(50); // 稳定循环周期 } 你可以将我提供的代码和你提供的代码进行修改优化整合吗，保证所有模块正常使用
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