Emulatoren und die Oldieszene

[Captain]

Emulatoren und die Oldieszene
Einblicke in die Entwicklung von Konsolen und Emulatoren
"Ein Mann hastet durch einen halbdunklen Tunnel. Seine Schritte hallen von den Wänden wieder. Da ist eine Tür. Er betritt einen grossen Raum, sieht sich um, und entdeckt zu seinem Entsetzen mehrere grosse Roboter die den Raum systematisch durchfahren. Nach eingehender Analyse des Bewegungsschemas er sich zu einem Frontalangriff. Einer der Roboter wird lässig mit Hilfe eines Lifts umgangen, der nächste durch einen perfekten Vorwärtssalto übersprungen und der dritte schliesslich per Computerterminal in einen 30 sekündigen Halbschlaf geschickt. In fieberhafter Hektik durchsucht der Mann einen Schrank. Und da, das Glück ist kaum zu fassen, findet er den zerrissenen Teil einer Codekarte. Das begehrte Teil wird eingesteckt und weiter hastet er zum nächsten Raum. Er weiss, es sind noch mindestens 20 weitere Räume zu durchsuchen und die Zeit wird langsam knapp. Einen Augenblick ist er unaufmerksam und da fällt er auch schon durch ein Loch in einen bodenlosen Schacht. Sein gellender Schrei verhallt ungehört....."

Wer den obigen Text eindeutig einem Namen zuordnen kann, nämlich "Impossible Mission", der gehört entweder zu der Sorte Mensch die deutlich mehr als 30 Sommer gesehen haben, oder aber sie oder er ist ein Anhänger des magischen Wortes "Emulation".


Epyx Klassiker "Impossible Mission" von 1984 auf einem C64

Der Begriff Emulation kommt aus dem lateinischen vom Wort "aemulari" und bedeutet nachahmen. "Damit wird in der Computertechnik das funktionelle Nachbilden eines Systems durch ein anderes bezeichnet. Das nachbildende System erhält die gleichen Daten, führt die gleichen Programme aus und erzielt die gleichen Ergebnisse wie das originale System. Zu unterscheiden sind Hardware- und Software-Emulatoren" (Wikipedia). Mit Hilfe von Emulatoren werden z.B. in der Industrie oder der Forschung zum Schutz hochlastiger Investitionen oder nicht mehr vorhandener Spezialkenntnisse, ältere, nicht mehr erwerbbare, Systeme auf neuen Maschinen per Software nachgeahmt.

Die Spielernaturen unter den Computerfreaks entdeckten die Emulation als interessante Variante um beispielsweise den momentan wieder aktuellen Retro-Gedanken aufleben zu lassen. Ein "uraltes" System wie der C64, aus den 80ern des letzten Jahrtausends, war eine im Grunde so einfache Maschine, dass ein moderner PC diesen eigentlich im Standby nachahmen kann. Was lag also näher, als eine Software zu entwickeln, um die alten, aber damals eben topaktuellen, weil neuen, Spiele und Spielideen über ein emuliertes System auf ein modernes Betriebssytem zu übertragen ?
Ein solches, altes System, wie z.B. der C64 von Commodore, hat heutzutage einen schweren Stand. Die Hardware ist im Lauf der Zeit doch deutlich verschlissen, Ersazteile sind schwer bis überhaupt nicht mehr zu bekommen, und die damals üblichen 5 ¼ Zoll und 3 ½ Zoll Magnetspeicherdisketten mit den sagenhaften 170 kB Speicherkapazität sind nach mittlerweile teilweise über 20 Jahren am Rande ihrer Lebensdauer bzw. weit darüber. Ein altes System, selbst wenn es noch eingemottet im Keller sein Dasein fristet, wieder aufzumöbeln und aus dem Schattendasein des Kartons zu befreien, lohnt daher nicht wirklich.
Aber hat nicht heute nahezu jeder Haushalt "seinen" PC ? Und sei es nur um die laufende Korrespondenz zu erledigen oder ein Fahrtenbuch zu führen. Unglaublich aber wahr, selbst der hinterletzte Computer aus den späten 90ern des letzten Jahrtausends kann beispielsweise einen C64 oder auch einen Atari ST problemlos und mit einer sagenhaft authentischen Bild- und Tonwiedergabe emulieren d.h. vollständig ersetzen.

Kurze Geschichte der Videospiele und der Emulation

Die Geschichte der Videospiele beginnt ca. 1972 mit der Veröffentlichung des wohl ersten Videospiels für Zuhause. Das Magnavox Odyssey konnte mit Hilfe von Steckmodulen maximal 12


1972 Magnavoxx Konsole und das erste Spiel "Tennis"

verschiedene Spiel darstellen. Obwohl alles ziemlich einfach gehalten war, war die Idee der Spielkonsole geboren. Diese wurde 1975 fortgesetzt mit der Pong Konsole von Atari. Diese stellt wohl den Durchbruch in der Spielkonsolenwelt dar. Obwohl sich am eigentlich Spiel nichts änderte, war der Siegeszug der digitaten Spielewelt in die Wohn- und Kinderzimmer dieser Welt nicht mehr aufzuhalten.


1975 Ataris "Pong" und das gleichnamige Spiel

1977 folgte bereits der erste "Homecomputer" der legendäre Apple ][. Er gilt gemeinhin als der Computer, mit dem die Heimcomputer-Industrie begründet wurde.


1976 Apple ][ sowie ein Spiel von 1986 "Karateka"

Als Commodore 1983 den C64 für umgerechnet 1400,00 DM (+ Diskettenlaufwerk für ebenfalls 1500,00 DM) auf den Markt brachte, war es endgültig um den Frieden in der digitalen Welt zuhause geschehen. Das System verkaufte sich insgesamt weltweit 17 Millionen Mal !


1983 - C64 mit der damals üblichen 5 ¼ Zoll Magnetspeicherdiskette

Dem Apple, Atari und C64 folgten eine lange Reihe von Entwicklungen in der Homecomputer- und Spielkonsolenindustrie die sich anfangs noch gegenseitig Konkurrenz machten, bis sich irgendwann gegen Ende der 80er die Trennung in die heute üblichen Spielkonsolen und Personalcomputer ergab.

Historisch gesehen sind für Heimcomputer & Spielkonsolen die folgenden Daten zu nennen:

- 1977 Ataris Video Computer System VCS 2600 – Die meistverkaufte Konsole
- 1977 Commodores PET 2001 – Commodores Einstieg in die digitale Welt
- 1979 Texas Instruments TI-99/4 – Der erste mit 16 bit Prozessor
- 1980 Commodore VC 20 – Der kleine und ältere Bruder
- 1981 IBM PC – Der erste Personal Computer
- 1981 Sinclair ZX 81 – Der "Billig” Computer
- 1982 Commodore C64 - Der meistverkaufte Homecomputer aller Zeiten
- 1984 Apple Macintosh – Der erste Computer mit graphischer Benutzeroberfläche
- 1985 Atari ST – Ataris musikalisches Genie
- 1985 Commodore Amiga – Die Wundermaschine
- 1985 Nindendos Entertainment System NES – Die Wiedergeburt der Spielkonsole
- 1986 Sega Master System – Der ewige Zweite hinter Nintendo
- 1988 Sega Mega Drive – Der ewige Zweite begehrt auf
- 1989 Atari Lynx – Die erste farbige Handheldkonsole
- 1989 Nintendo Gameboy – Die Revolution für die Hosentasche
- 1993 Atari Jaguar – Die erste und erfolglose 64 bit Konsole
- 1994 Sega Saturn – Die next generation Spielkonsole
- 1994 Sony Playstation – Der Neueinsteiger räumt ab
- 1996 Nintendos N64 – Immer noch mit Modulen statt CDs
- 1998 Sega Dreamcast – Die erste 128 bit Konsole
- 2000 Sony Playstation II – Die erste Konsole mit DVD Laufwerk
- 2001 Microsofts Xbox – Der Einstieg des Softwareriesen
- 2001 Nintendos GameCube – Nintendos Einstieg in die Scheibenwelt
- 2005 Sony Playstation Portable – Der Trend zu den tragbaren geht weiter
- 2006 Microsofts Xbox360 – Die letzte Generation

Alle diese Geräte gerieten irgendwann einmal in den Focus der Emulatorenprogrammierer. Durchgesetzt haben sich aber nur die gebräuchlichsten Emulatoren, die auch auf eine breite Basis von Software zurückgreifen konnten.
Die Emulatoren selbst entwickelten sich in einer ähnlichen zeitschiene, beginnend mit dem zeitpunkt als die moderne Hardware in der Lage war, die alten Geräte ausreichend zu emulieren um beispielsweise eine authentische Spielgeschwindigkeit zu erzielen.

- 1990 "100 most remembered C64 tunes" – Retromusik für moderne PCs
- 1991 "PlaySID” für den Amiga – C64 Nostalgika auf dem Amiga
- 1995 CCS64 erste Version des Emulators für PC
- 1997 Erste Programmierschritte beim M.A.M.E.
- 1998 M.A.M.E. 0.31 Final veröffentlicht
- 2000 Erste Version des KC85 Emulators (DDR Computer)
- 2002 Erste Veröffentlichung des WinUAE (Beta)
- 2005 V1.0 des WinUAE veröffentlicht

Die Emulatoren

Wozu braucht man nun genau einen Emulator ? Dafür kann es ganz unterschiedliche Gründe geben. Die meisten Emulatoren werden aus Test- Spiel- oder Investitionsgründen eingesetzt. Das heisst, wenn beispielsweise der Besitzer eines PocketPC mit vielen sensitiven Daten sich nicht sicher ist, was die neue Software mit diesen Daten anstellt, dann kann sie oder er einen Emulator einsetzen um die neue Software auf einem emulierten PocketPC zu installieren, um zu sehen was sie genau mit seinem Gerät machen würde.
Ein anderer Typ Computernutzer möchte vielleicht an die vielen vielen Stunden erinnert werden, die sie oder er 20 Jahre zuvor an einem alten Spielautomaten mit Pacman oder mit einem C64 und den "Summer Games" verbracht hat und kann dies nun nahezu kostenfrei gemütlich zuhause vor dem Bildschirm mit dem MAME bzw. dem CCS64 machen ohne sich die Mühe zu machen einen lauffähigen Spielhallenboliden oder einen C64 inklusive passender Hardware und dem lauffähigen Originaltitel von damals aufzutreiben.
Zum anderen gibt es Banken oder auch Hightech Entwicklungszentren wie beispielsweise die NASA, deren erste und grundlegende Systeme möglicherweise immer noch auf uralter Hardware beruhen. Da es diese Hardware nicht mehr im Handel gibt, aber diese Systeme möglichst weiterhin laufen müssen, emuliert man alte Systeme einfach auf neuerer Hardware um sich die Kosten für einen kompletten Neuaufbau der Systeme zu sparen.

Anwendungsgründe für Emulatoren gibt es also vielfältig. Das einzige was man heutzutage noch braucht um sich in die "gute alte Zeit" zurückversetzen zu lassen, sind ein mittelmäßig ausgestatteter PC oder Mac, sowie die richtige Software, also den passenden Emulator.
Aus einigen frühen Emulatorenprogrammen hat sich im Laufe der Zeit sogar eine weitestgehende perfektionierte Software entwickelt, deren Anwendungsbereich so gut ist, dass sie inzwischen kommerziell vertrieben wird. Ein Beispiel dafür ist die Windows Emulationsplattform für Apple Computer.
Es gibt inziwschen Emulatoren für viele der oben in der Geschichte aufgeführten Systeme. Manche sind schon ewig im Betastadium, andere wurden nach vielen Schwierigkeiten wieder aufgegeben, und die dritte Gruppe ist nicht nur brandaktuell und äusserst stabil sondern inzwischen auch für viele Systeme verfügbar. Dazu gehören aktuell Emulatoren für folgende Systeme (wobei man beachten sollte, dass es z.B. schwer ist, aktuelle Spielekonsolen zu emulieren da diese eine sehr spezielle Funktion ausführen und daher teilweise auf Specialhardware aufbauen deren Anwendung mit herkömmlichen Methoden nur sehr aufwendig zu emulieren ist.:

Einige der gebräuchlichsten und für Einsteiger auch geeignetsten Emulatoren sollen hier genauer vorgestellt werden.

Arkade - M.A.M.E

Der Mame ist ein Emulator für die ganz ganz alten Sachen. Vor ca. 20-30 Jahren, also etwa um 1975-1985, war es üblich an Kiosken, in den neu entstehenden Spielhallen bzw. in Freizeitparks einzelne oder auch mehrere Videospielgeräte aufzustellen. Dazu gehörten beispielsweise das legendäre "Asteroids" oder auch "Donkey Kong", "Centipede" und natürlich das original "Pacman".


Asteroids (1979), Pacman (1980), Donkey Kong (1981) und Centipede (1981)

Diese Geräte bestanden meist aus einer einfachen und robusten Steuerungskonsole aus Knöpfen und Joysticks, einem Fernseher, einem ebenfalls sehr robusten Gehäuse zum Aufstellen, sowie einer speziellen Hauptplatine, die das Spiel, die Steuerung und die Bild- und Tonausgabe steuerte. Dazu gab es meist einen winzigen Flashspeicher der eine Highscoreliste führte. Die durchschnittliche Laufzeit solcher Maschinen lag bei mehreren Jahren. Wenn sie dann ausgemustert wurden, gab es meist eine neue Platine, einen neuen Bildschirm und Steuerungseinheit, sowie einen neuen Anstrich für das Gehäuse und fertig war das nächste Videospiel.
Im Jahre 1997 begann der Programmierer Nicola Salmoria die Arbeit an einem Emulatorprogramm dass genau diese alten Hauptplatinen auslesen und in ausführbaren Code für moderne Rechnersystem umsetzen konnte. Der M.A.M.E. war geboren. Das erste stabil laufende Programm wurde Anfang Februar 1997 veröffentlicht. Damit wurde eine Lawine in Gang gesetzt die bis heute nicht aufzuhalten ist. Das Pojekt M.A.M.E. wurde Open Source und zur Zeit arbeiten rund um die Welt hunderte von Leuten an der Weiterentwicklung und der Umsetzung noch fehlender Arkadeklassiker.


M.A.M.E. Beispiele

Aktuell, in der Version 0.103 vom 29.12.2005 unterstützt M.A.M.E. insgesamt 5943 ROMs, wovon 3227 eigenständige Spiele sind (die anderen 2716 Spiele sind Ableger oder Versionen in anderen Sprachen)von 478 Herstellern und 850 Automaten.

C64 - CCS64

Der CCS64 ist ein Emulator, der den Commodore 64 für den PC, in Zukunft aber auch auf anderen Systemen, emuliert. Er wurde von Per Håkan Sundell entwickelt. 1990 veröffentlichten Per Håkan Sundell und Ron Birk eine Demo mit dem Namen "100 most remembered C64 tunes", die sehr populär war; 1991 veröffentlichten wir das allererste Arbeitsprogramm "PlaySID" für den Amiga, welches später als vorlage für viele andere Programme dieser Art auf anderen Systemen diente.
1995 entwickelte Per Håkan Sundell als Diplomarbeit an seiner Universität den CCS64. Seit dieser Zeit wurde er vielfach überarbeitet und angepasst. Seit 1983 verbrachte Per einen grossen Teil seiner Zeit in der sogenannten "Szene". Als der Umstieg auf den Amiga 1987 erfolgte, vermisste er die "gute alte" Zeit mit dem C64 und begann daher mit Hilfe des Amigas und später mit einem PC den Emulator zu programmieren.


Der CCS64 als Anwendung unter Windows

CCS64 ist Shareware. Es kann frei und kostenlos kopiert warden, Nutzer des Programmes warden jedoch gebeten, einen entsprechenden Obolus zu entrichten.
Der CCS64 erstellt einen virtuellen C64 auf dem PC. Dadurch wird es möglich viele der alten Originalsoftware zu nutzen, beispielsweise auch moderne Drucker oder Eingabegeräte.
Für den CCS64 sind ca. 3.000 Titel als Rom erhältlich. Aktuell ist die Version 3.0 vom August 2005.

Amiga - WinUAE

WinUAE ist eine 32-bit-Windowsanwendung (Win95/98/NT) von UAE- dem Amigaemulator unter UNIX. UAE ist ein Projekt, welches von Bernd Schmidt organisiert und geleitet wird mit dem Ziel, einen hochkompatiblen Amigaemulator mit freiem source-code zu entwickeln. Für den WinUAE sind zahllose Extras und Erweiterungen verfügbar, die nahezu jede noch so exotische Zusatzhardware der Amigarreihe emulieren kann. So gibt es natürlich Festplattenemulationen, Zorro- und Videoschnittemualtionen etc etc. Eigentlich nichts was einigermassen bekannt in der Hardwareszene der Amigafreunde ist, lässt sich auf einem WinUAE nicht emulieren.


WinUAE Konfigurationschirm + fertige WB + Spielansicht

Für den aktuellen WinUAE V1.1.1 vom 24.10.2005, sind ca. 10.000 einzelne Titel mehr oder weniger preiswert erhältlich. Dazu gibt es tausende von PD (Public Domain) Softwaretiteln die auf vielen Seiten im Internet frei verfügbar sind.

Software/Spiel/Anwendungen– Die "Roms"

Mit einem Emulator alleine ist es meist nicht getan. Das ist ungefähr so, als würde man auf dem Flohmarkt einen alten aber funktionstüchtigen Atari ST mit Floppy und allen Kabeln kaufen, aber es wäre keine einzige Diskette dabei. Mit solche einer Ausstattung läßt sich daher (noch) nicht viel anfange. Ausser natürlich der Benutzer will wirklich nur die alte Hardwareumgebung testen und evtl. die Möglichkeiten selber ausreizen. Ansonsten braucht man natürlich Anwendungssoftware in jedweder Form um wirklich die "alten Zeiten" aufleben zu lassen.

Software älterer Computersysteme, besonders der Spielekonsolen, ist häufig nur in Form von ROM-Bausteinen verfügbar. Da sich ROMs relativ einfach auslesen lassen, arbeiten Emulatoren in der Regel problemlos mit so genannten ROM-Dateien (oder auch ROM Images), die in verschiedenen Dateiformaten vorliegen. Ähnlich verhält es sich mit Kopien von Software, die auf Bändern oder Disketten ausgeliefert wurden. Auch hier sind Tape Images bzw. Disk Images für die Benutzung mit einem Emulator verbreitet. Entpackt verweisen verschiedene Dateiendungen auf bestimmte ROM-Formate:

.a26 – Atari 2600
.a78 – Atari 7800
.adf – Amiga Disk Files, Acorn Disc Files
.nes – Nintendo Entertaiment System
.smc – Super Nintendo Entertaiment System
.bin – Image einer Standard-CD, etwa einer Playstation
.d64 – C64 Disk Image
.t64 – C64 Tape Image
.gb .gbc .gba – Gameboy, Gameboy Color & Gameboy Advance
.z64 .v64 .n64 – Nintendo 64

Die Spiele bzw. Softwarepakete verpackt in den Roms, sind meist Copyright geschützt und müssen daher käuflich erworben werden. Teilweise sind sie bedingt durch ihr Alter, die Aufgabe der ursprünglichen Urheber oder anderer Gründe als Freeware zu haben. Da viele der Softwarepakete inzwischen mehr als 20 Jahre alt sind, sind inzwischen viele frei verfügbar und unterliegen keinem Copyrightschutz mehr.
Auch der gesamte Bereich der so genannten "Public Domain" für viele der genannten System (in der Hauptsache C64, Amiga, Atari etc) sind vollkommen kostenlos auf dem Markt verfügbar. Allerdings sollte man explizit auf die Freigabe achten, bevor man sich z.B. Dateien aus dem Internet holt.

Emulatoren für Anfänger & Fortgeschrittene

Um sich nun dem Genuss oder Spass eines Emulators hinzugeben braucht der ambitionierte Spieler, Retrofan oder Tester eigentlich nicht viel. Einen lauffähigen PC oder ein anderes Sytem für das der gewünschte Emulator verfügbar ist. Den passenden Emulator und dann nur noch die gewünschte Originalsoftware bzw. das entsprechende (wenn verfügbare) Rom.
Nach ca. ½ Stunde Installation aller Bestandteile und deren Konfiguration kann man vielleicht schon mit einer Runde Original-Pacman auf einer emulierten Arcade Maschine loslegen.

Wer tiefer in die Szene einsteigt, stellt bald fest, dass es einige ambitionierte Hobbybastler bzw. Tüftler inzwischen zu einer gewissen Perfektion im Umgang mit den Emulatoren gebracht haben. So gibt es auch Bausätze und Anleitungen um beispielsweise einen "alten" Steuerknüppel mit der typischen Robustheit eines Arkadeklassikers herzustellen, oder auch Schaltpläne um einen digitalen Joystick an einen herkömmlichen PC anzuschliessen (ohne dies macht beispielsweise ein Spiel wie "Track & Field" kaum Sinn).
Auch komplette Umbau oder Eigenbauten alter Arkadegeräte mit eingebautem Minipc zur Auswahl von tausenden der vorhandenen MAME Roms wurden schon gesehen, sozusagen eine Riesenspielhalle in einem Gerät.


MAME Emulatoren als Standalone Geräte

Auch das Selberprogrammieren und Weiterentwickeln der Emulatoren kann man teilweise mehr oder weniger professionell betreiben, da einige der Emulatoren als Open Source Projekte ausgeschrieben sind. Hier läßt sich also problemlos der Quellcode auftreiben und evtl. Schwachstellen ausmerzen.
Der einzige Nachteil dieser Form der Vergangenheitsaufarbeitung liegt in der Zeit. Wer sich einmal davon fesseln läßt kommt nicht so schnell wieder davon los.

Weblinks:

Im Internet finden sich tausende von deutschen und internationalen Seiten die sich mit dem Thema Emulation bzw. Spieleklassikern und Homecomputern beschäftigen. Daher sind hier nur ein paar aufgeführt. Weitere lassen sich problemlos durch die Eingabe einfacher Schlüsselwörter in die bekannten Suchmaschinen finden, z.B. Emulator – UAE – Mame – Arcade / Arkade – Spieleklassiker – Homecomputer – C64 Museum – Atari ST .....

http://de.wikipedia.org - Wikipedia deutsch (Emulator, WinUAE, MAME etc)
http://www.emulator-zone.com/ - Die Seite (englisch) schlechthin über Emulatoren
http://www.red11.de/amiga/Emulatoren.htm - Eine schöne Seite über Amiga Emulatoren
http://www.jaapan.de/heimcomputer.php - Geschichte der Homecomputer
http://www.stcarchiv.de/ - Ein Archiv älterer Computerzeitschriften
http://www.homecomputermuseum.de - Webmuseum über Homecomputer
http://www.computerspielemuseum.de/index.html - Computerspielemuseum
http://www.zavatar.de/ - Online Datenbank zu Unterhaltungssoftware
http://www.thelegacy.de/Start/index.html - Online Homecomputermuseum
http://www.sultan-zonk.de/software/arcade/arcade.htm - Arkade Klassiker
http://www.forum-64.de/ - Ein Forum für Anhänger des C64
http://www.mame.net/ - Homepage des M.A.M.E. Emulators für Arkadespiele (englisch)
http://www.computerbrains.com/ - Homepage des CCS64 Emulator für den C64 (englisch)
http://www.winuae.net/ - Homepage des WinUAE Emulators für den Amiga (englisch)
http://www.amigaland.de/ - Schöne Seite über den Amiga + Anleitung für den WinUAE
http://www.emunews24.de/ - Sammelseite für viele Emulatoren und News
http://arcadecontrols.com/arcade_examples.php - Eigenbauten + Anleitungen für MAME