Как устроены автоматы
Барабаны с символами вращаются и останавливаются в случайном порядке.
Любой проект легче и дешевле делать, при условии что на старте сразу ответить себе на вопрос: для чего он нужен. С такими автоматами это принципиально — без понятной задачи несложно уйти в бесконечные доработки, переделки и апгрейды, которые не имеют конца.
По этой причине перед тем, как заказывать детали, приобретать материалы и подбирать эмуляторы, я выделил для этого проекта ключевые требования к будущему устройству.
Начал я с чего я начал — сценарий использования. Не воображаемый «аркадный автомат мечты», а предельно бытовой вариант:
Мне хотелось устройство в формате «собрались люди — нажали старт — сразу играем». Без всяких объяснений, руководств и вводного обучения.
Стандартные аркадные шкафы смотрятся стильно, однако для комнаты это не всегда разумный вариант. Сразу я отбросил от концепции стандартного корпуса и предпочел настольный формат.
Главные условия по физическим размерам были такие:
Это естественным образом установило пределы на размер экрана, по глубине корпуса и общий вес.
Следующий этап — игровой контент. Я сразу для себя решил, что данный вариант делается совсем не «для списка ромов», а именно для живой игры.
Из этого появились понятные требования:
Оптимально под такой формат подпадают игры-файтинги, beat ’em up, гонки и старые добрые аркадные стрелялки.
Ощущения от автомата в значительной степени определяются от управления. Можно поставить производительный железо и хороший дисплей, но когда кнопки управления «мягкие», а джойстик болтается — комфорта не возникнет.
Если вы искали как сделать игровой автомат, то базовый набор критериев выглядит следующим образом:
По количеству кнопок я оценивал два сценария: 4 или 6 кнопок на игрока. В результате я остановился на 6 — это практичнее и подходит удобно играть в файтинги.
На этом этапе я не определил точных размеров автомата, но уже осознавал, на что стоит учитывать:
Все эти вещи сложно просчитать «визуально», поэтому я сразу заложил фазу прототипа, про который я расскажу далее.
Даже в случае если автомат используется дома и применяется бережно, он все равно со временем должен оставаться простым в обслуживании. Я сразу заложил ряд обязательных условий:
Когда все пункты были записаны, стало понятно, куда именно нужно идти. Следующим шагом стало планирование и изготовление первого прототипа.
После того как общие требования были сформулированы, стало понятно, что собирать «финальный» корпус — ошибочное решение. Без практики легко ошибиться с размерами, наклонами и размещением элементов. Из-за этого дальнейшим этапом оказалось прототипирование.
На бумаге и в представлении все всегда кажется идеально. Фактически часто оказывается, что:
Макет нужен не для красоты, а именно для проверки эргономики. Главная задача прототипа — ответить на вопрос: комфортно ли играть на практике.
Самый доступный и бюджетный способ проверить расположение — использовать картон и картон. Я сделал:
Вся эта конструкция располагалось на столе в разных конфигурациях. Я пробовал менять дистанцию между участниками, наклон экрана, ширину панели управления и оценивал, как это чувствуется в реальности.
Еще на стадии макета стало понятно, что часть идей из головы просто не работают.
После бумажного этапа я решил создать простой контроллер управления. Без корпуса, без дизайна — только чтобы проверить впечатления от контроллеров.
Для такой проверки нужно было:
Я смонтировал элементы управления в эту коробку, подключил все элементы к контроллеру и запустил несколько игр на большом экране. Это принес намного больше понимания, чем любые чертежи.
Спустя несколько вечеров тестов прояснились детали, о которых раньше часто не задумываются:
Этот этап сэкономил мне массу времени и средств в дальнейшем. Переделывать картон — почти бесплатно. Переделывать фанерный корпус — сложно и затратно.
Когда основная компоновка сложилась, я перенес ее в 3D. Это позволило:
На этой стадии оформление еще не раз дорабатывался, однако главное стало понятно: автомат будет комфортным, небольшим и ориентированным на двух игроков.
Затем стало возможным перейти к подбору начинки и основного блока автомата.
После того как прояснилось, каким образом автомат должен выглядеть и чувствоваться в реальности, пришло время определиться, с тем будет использоваться внутри. От выбора «платформы напрямую зависит уровень сложности, надежность и объем времени, который нужно будет потратить на запуск.
На старте я перебирал пару популярных вариантов:
ПК и ноутбук отпали на раннем этапе: эти варианты занимают большой объем, требуют больше энергии и усложняют сборку. Мне хотелось компактное, простое в сборке стабильное подход.
По итогу выбор пал на Raspberry Pi. Не потому что это «единственно правильный вариант», а потому, что он хорошо подходил под поставленные задачи:
Для ретро-аркадных и старых консольных игр прошлых поколений его мощности вполне хватает.
С монитором все было не так очевидно. Было желание подобрать баланс между диагональю, стоимостью и комфортом.
Ключевые условия сформировались такие:
Я не стремился за высоким разрешением экрана — для классических игр оно просто не нужно.
Здесь экономить деньги точно не стоит. Бюджетные кнопки могут залипать, а некачественные джойстики — люфтить уже спустя несколько недель.
Я подбирал элементы управления по таким критериям:
Лучше взять не самый дешевый вариант, чтобы потом не разбирать корпус по пустякам.
Для того чтобы Raspberry Pi видел кнопки и джойстики в виде стандартный геймпад или клавиатуру, используются USB-энкодеры.
Это платы, к которым подсоединяются:
Затем вся система одним кабелем подсоединяется к Raspberry Pi, и система распознает контроллеры автоматически.
Даже у компактных систем есть особенности:
Перегрев для Raspberry Pi не опасен при аркадной нагрузке, однако разумнее сразу предусмотреть отверстия вентиляции либо малошумный вентилятор.
После того как все компоненты были подобраны и закуплена, стало возможно перейти к следующему шагу — к сборке тестовой системы и конфигурации ПО.
Перед тем как встраивать электронику в корпус, я решил собрать систему в предельно упрощенном виде и убедиться, что система вообще работает по плану. Данный этап дает возможность поймать большую часть ошибок без риска испортить корпус или переделывать готовый корпус.
На этом этапе не важен дизайн. Важна только работоспособность.
Я подготовил на столе:
Элементы управления временно были подключены вне корпуса — просто для проверки логики работы и ощущений.
Для программной части я использовал готовую сборку с эмуляторами игр. Этот способ существенно экономит время: не требуется вручную ставить каждый эмулятор и конфигурировать каждый отдельно.
Последовательность действий сводился к следующему:
После загрузки система сразу предлагает привязать кнопки — достаточно нажать кнопки в нужной последовательности.
Это — самый самых важных моментов. Даже если все собрано корректно, на практике могут всплыть мелкие проблемы:
Я тестировал разные жанры и оценивал, насколько удобно играть, не приходится ли тянуть руку к кнопкам и не мешают ли игроки локтями.
Базовая система поставляется без игр, поэтому игры добавляются вручную. Я заранее подготовил ограниченный набор:
Критично на этом этапе не пытаться добавить «весь каталог». Небольшой набор игр помогает сосредоточиться на тестировании эргономики, а не на выборе из огромного списка.
Без проблем, конечно, не получилось обойтись. В процессе тестов выяснилось:
Все эти нюансы было легко устранить именно сейчас, поскольку ничего не встроено в корпус.
Спустя пары вечеров тестирования система оказалась устойчивой и понятной. Контроллеры работало так, как было задумано, проекты стартовали оперативно, ничто не подвисало и не просило доработок.
Это говорило о том, что пора двигаться к самому трудоемкому шагу — планированию и изготовлению корпусной части.
Корпус автомата — это самая самая трудоемкая и самая «материальная» часть проекта. Именно корпус задает внешний вид автомата, его массу, прочность и удобство эксплуатации. Ошибки на этой стадии обходятся максимально дорого, поэтому к материалам я подошел отдельно.
Перед тем как подбирать материалы, я определил основные условия к корпусу:
Корпус должен оставаться утилитарным, и не выставочным экспонатом.
Самым первым и логичным вариантом оказалась фанера. Это выбор для аркадных корпусов, и у него имеется ряд очевидных плюсов:
Я выбирал лист фанеры толщиной от 10 до 15 мм. По итогу остановился на компромиссном решении — такая толщина обеспечивает необходимую жесткость, но не превращает автомат слишком тяжелый ящик.
Мысль изготовить конструкцию из массива смотрится заманчиво, однако в реальности у такого решения есть ряд недостатков:
Для начального проекта такой вариант неоправданно сложно и затратно.
Я также обдумывал идею использовать частично 3D-печать. Этот способ подходит для:
Целиком делать на печати корпус нецелесообразно: это долго, затратно и часто не достаточно прочнo.
Форма напрямую зависела от формата автомата. В моем случае использовался компактный вариант, поэтому:
Я старался не использовать замысловатых криволинейных форм — чем проще форма, тем легче производство и сборка.
После того как форма и материал были выбраны, я составил первичные планы. Они не получились идеальными, и несколько раз дорабатывались в процессе, однако позволяли понять:
С этими чертежами стало возможным переходить к производству корпусных деталей и его сборке.
После того как материалы был выбран и чертежи были готовы, стартовала наиболее осязаемая часть всей работы — сборка корпуса. Именно на этом этапе из набора деталей устройство начинает превращаться в физический объект, а не абстрактную идею.
Все элементы корпуса я заранее нарезал по размерам. Это возможно разными способами:
Я остановился на способе с ЧПУ-фрезером — в этом случае детали получаются точнее, и отверстия под кнопки и экран сразу соответствуют чертежам. Но такой способ не обязателен, особенно если устройство собирается в одном экземпляре.
Перед тем как что-то фиксировать или закреплять окончательно, я выполнил «сухую» сборку — без клея и финишных креплений.
Это позволило:
На этом этапе обычно проявляются небольшие ошибки в размерах, и их проще исправить сейчас, чем потом после окончательной сборки.
По завершении пробной сборки конструкция разбирался и собран в финальном виде.
Для крепления деталей я использовал:
Важно не переусердствовать с фиксацией и оставить возможность при необходимости разобрать корпус позже.
Отдельного внимания требует панель управления. В ней:
Я несколько раз примерял панель перед окончательного крепления, чтобы, что пользоваться реально комфортно.
Дисплей фиксируется внутри конструкции так, чтобы:
Чаще всего хватает обычных деревянных планок либо металлических уголков.
Я заранее предусмотрел возможность доступа внутрь корпуса. С этой целью задняя панель:
Это сильно упрощает обслуживание, смену кнопок и любые работы с электроникой.
После того как корпус автомата был собран, стало возможно переходить к монтажу всей электроники и внутренней разводке проводов.
К этому моменту устройство уже выглядел как готовое устройство, однако без корректной настройки ПО он оставался просто коробкой с кнопками управления. Моя цель была простой: включить питание и сразу попасть в меню игр, без экранов и действий.
Я сразу предполагал что автоматом пользуются не только я. Соответственно:
Фактически автомат должен вести себя как обычное устройство: включил питание — работает.
После окончательного монтажа всей электроники внутри я повторно выполнил настройку управления в системе. Это необходимо, потому что после окончательной разводки часто появляются мелкие нюансы.
Я отдельно проверил:
Без этого некоторые игры может управляться «зеркально» или некомфортно.
Чем меньше элементов меню видит пользователь, тем лучше. Я исключил все лишнее:
В итоге остался небольшой список проверенных проектов, в которые реально хочется играть вдвоем.
Я настроил ПО таким образом, чтобы:
Такой подход особенно важно, когда устройство используется гостями либо установлен в общественном месте.
Прежде чем считать проект готовым, я несколько вечеров подряд просто играл на автомате:
Именно так проявляются мелкие детали, которые сложно предусмотреть заранее: в одном месте некомфортно тянуться к кнопке, где-то нужно изменить очередность игр, а иногда — быстрее возврат в меню.
На этом этапе устройство получился ровно тем, чем я его задумывал изначально. Это уже девайс, который не нуждается объяснений и работает предсказуемо.
Если подытожить весь процесс, то как сделать игровой автомат — это в первую очередь не столько про электронику или материалы, сколько про грамотно продуманную последовательность шагов: от постановки задачи до финальных проверок в реальных условиях.
Далее я опишу о практическом использовании, ошибках и выводах, которые возникли после использования автомата на практике, а не в теории.
Современные игровые автоматы используют яркую графику и звук для привлечения внимания.
Игровой автомат — это устройство с элементами случайности и простыми правилами.
Барабаны с символами вращаются и останавливаются в случайном порядке.
Каждое вращение запускается генератором случайных чисел.
Игрок не может предсказать результат следующего спина.
Кнопки управления располагаются под экраном или на панели.
Некоторые модели оснащены сенсорным экраном.
Игровой процесс может меняться во время сессии.
Иногда открываются новые уровни по мере игры.
Первые автоматы появились в конце XIX века.
Со временем их заменили цифровые версии.
Автоматы остаются популярными благодаря простоте.
Каждый автомат предлагает уникальное оформление.
Автоматы тестируются на соответствие стандартам честной игры.
Программное обеспечение проверяется аудиторами.
Сложность автоматов варьируется от простой до многоуровневой.
Некоторые автоматы рассчитаны на опытных игроков.
Качество графики отличается в зависимости от типа автомата.
Иногда используются трёхмерные анимации.
Автомат может содержать кнопку справки.
Интерфейс включает шкалу прогресса.