Curiosidades tecnológicas #4
Autor: Rosi Dsouza | Publicado: 2012-05-17T19:25:00-03:00

Hoje: Como funciona o playstation 2

Demorou para a linha de consoles PlayStation entrar no Brasil oficialmente. Sem muito alarde, a Sony passou a vender o console PlayStation 2 por aqui em novembro de 2009, oito anos depois de seu lançamento nos mercados japonês e americano. O PlayStation 2 está à venda no site da Sony Style por R$ 799 - preço cerca de 30% maior do que em outras lojas de eletrônicos que importam o produto. A empresa não sabe, porém, quando passará a vender no país, o PlayStation 3 e o PSP.
Em 1988, a Sony estabeleceu um acordo com a Nintendo para desenvolver um acessório de CD-ROM conhecido como Super Disc, para o futuro lançamento do Super Nintendo. Em razão de diversos problemas contratuais e de licenciamento, o Super Disc nunca foi lançado. Em vez disso, uma versão modificada foi apresentada pela Sony em 1991, como parte de um sistema chamado PlayStation.
A primeira versão do PlayStation 2 tinha duas portas USB e uma porta FireWire
O PlayStation lia esses Super Discs, CDs especiais interativos, baseados na tecnologia desenvolvida pela Sony e Phillips chamada CD-ROM/XA. Essa extensão do formato CD-ROM permitia que dados de áudio, vídeo e computador fossem acessados simultaneamente pelo processador. O Play Station também lia CDs de áudio e tinha uma porta que aceitava cartuchos de Super Nintendo. O PlayStation original foi concebido como o núcleo de um centro de multimídia doméstico. A Sony fabricou somente cerca de 200 deles antes de decidir refazer o projeto.

O novo projeto, chamado de PlayStation X, ou PSX, eliminou a porta para cartuchos Super Nintendo e focou somente os jogos baseados em CD-ROM. O componente de hardware no interior do console também foi atualizado para assegurar uma experiência de jogo imersiva e sensível. Lançado no Japão em dezembro de 1994 e nos Estados Unidos e Europa em setembro de 1995, o PlayStation rapidamente se tornou o sistema mais popular disponível até então.

O PlayStation 2 foi o videogame campeão de vendas na categoria 128 bits, segundo dados de mercado. Os institutos de pesquisa Ibope, IDG Analysys e da Trevisan Consultores estimam que pouco mais de 1 milhão de unidades do aparelho foram vendidas no Brasil até 2005. As vendas certamente ultrapassam essa marca, porém são difíceis de ser mensuradas com precisão, pois boa parte dos PlayStation 2 comercializados no país chegam por vias não-oficiais.
Console
Vamos dar uma olhada nos componentes no interior do console de um PlayStation 2 e saber quais são suas capacidades (verifique primeiro Como funcionam os sistemas de videogame para uma apresentação geral aos consoles de jogos)
Processador: 128-bit "emotion engine"
velocidade do relógio do processador: 300 MHz
co-processador Floating point unit (FPU) operando a 6,2 gigaflops
velocidade do barramento: 3,2 GB por segundo
núcleo original da CPU do Play Station como processador I/O
 

Gráficos: "sintetizador de gráficos"
150 MHz
armazenamento auxiliar integrado embutido
4 MB VRAM
resolução: 640x480 ou 320x240 entrelaçado
cores: 24-bit (16,777,216) no máximo, bem como o modo de 16-bit (65,536)
motor geométrico:
canal alfa
antiatalho
superfície Bezier
sombreamento Gouraud
mapeamento Mip
correção de perspectiva
z-buffer
resolução de polígonos: 75 milhões de polígonos por segundo
 

Áudio: SPU2 (+CPU)
canais: 48
taxa de amostras: 44,1 KHz ou 48 KHz
memória: 2 MB RAM
saída ótica digital
 

Memória: 32 MB RDRAM
 

Sistema operacional: Sony
 

Mídia do game: 4,7-GB DVD
CDs originais do PlayStation
capacidade para DVDs de vídeo
capacidade para CDs de áudio
 

Compartimento do drive (para disco rígido ou interface de rede)
 

Outros atributos:
duas fendas para cartões de memória
duas portas USB
porta FireWire (chamada de iLink pela Sony)
Assim como o PlayStation original, a CPU do PS2 é um processador RISC. RISC em inglês significa conjunto reduzido de instruções computacionais, o que quer dizer que as instruções e computações efetuadas pelo processador são mais simples e em menor quantidade. Além disso, os chips RISC são superescalares: podem efetuar múltiplas instruções ao mesmo tempo. Essa combinação de capacidades (executando múltiplas instruções simultaneamente e completando cada instrução mais rápido porque ela é mais simples), permite que a CPU tenha um desempenho melhor do que muitos chips de clock muito mais rápido.
O floating point unit (FPU) é um processador especial, especializado em lidar com equações matemáticas complexas, especialmente as que incluem números não inteiros. Esses cálculos são comumente chamados de floating point operations porque o ponto decimal pode se mover ou "flutuar", dependendo do resultado do cálculo. A complexidade de tais números criará um engarrafamento enorme se o processador tiver de ocupar seu tempo fazendo cada cálculo. Para aliviar isso, os números não inteiros são enviados para o FPU.

A velocidade na qual o FPU consegue processar esses cálculos é expressa como operações de pontos flutuantes por segundo (FLOPS). Um gigaflop equivale a um bilhão deles. Então, o FPU de 6,2 gigaflops do PS2 consegue executar 6,2 bilhões de operações de pontos flutuantes em um segundo.

O PS2 tem vários efeitos de hardware controlados pelo Graphics Synthesizer (sintetizador de gráficos). Eles incluem um canal alfa, superfície Bezier, correção de perspectiva e mapeamento mip.

O PS2 usa o canal alfa para adicionar efeitos de transparência a um objeto. Esse é um modo de gráficos especial usado em vídeo digital, desenhos animados e videogames para conseguir certas aparências.

24 bits são usados para definir as quantidades de vermelho, verde e azul, (8 bits para cada informação), necessárias para criar uma cor específica.
Outros 8 bits são usados para criar uma escala de cinza máscara, que funciona como uma camada separada para representar os níveis de transperência dos objetos.
O grau de transparência é determinado por quão escuro é o cinza em que o canal alfa está.
Fazendo uma parte da máscara em cinza escuro, pode-se fazer que um objeto pareça ser muito transparente.
Fazendo-a em cinza claro, pode-se criar efeitos especiais de neblina ou água.
A superfície Bezier é um processo de modelagem 3-D que calcula quantos polígonos são necessários para criar um objeto. Ele dá base para o nível de detalhe necessário para fazer que o objeto pareça suave. O PS2 só executa esses cálculos em objetos baseados na superfície Bezier que estão no jogo. A correção de perspectiva faz o mapa de textura ter a mesma taxa do objeto no qual ele está mapeado.

O mapeamento mip é um processo legal. Ele é uma forma de mapear como os diferentes tamanhos de cada mapa de textura são feitos. Em sua essência, o processador reconstrói a aparência de um objeto com uma imagem mais detalhada conforme você se aproxima do objeto no jogo. Vamos ver como o PS2 usa esses mapas no mapeamento mip trilinear:

o sistema calcula a distância de seu ponto de vista em relação a um objeto do jogo;
o sistema carrega os mapas de textura para o objeto. Nossos três mapas serão de 64x64 (grande), 32x32 (médio) e 8x8 (pequeno);
o sistema determina o tamanho exato que a imagem do mapa precisa ter: digamos 16x16 para nosso exemplo;
baseado no tamanho, ele decide qual dos mapas de texturas serão usados. Em nosso exemplo, ele deve escolher os mapas de textura médio e pequeno;
ele interpola (através de médias) os dois mapas de textura, criando um mapa de textura especializado de 16x16, que será aplicado no objeto.
O objetivo é usar o menor mapa de textura possível, dada a distância que o objeto está do jogador. Quanto menor o mapa de textura, menor a carga de processamento. Em objetos próximos, entretanto, mapas de textura pequenos criam uma superfície granulada feia. Por essa razão, usam-se mapas de textura maiores em casos assim.

Controle
O controle é a primeira interface de usuário no PlayStation 2. Com seu formato de asa, controles analógicos e vários botões bem posicionados, ele é fácil de usar, mesmo sendo potente.
O controle padrão do PS2 tem 15 botões, sendo todos - exceto Analog, Start e Select - analógicos. Eles incluem:

quatro botões formando uma plataforma direcional na parte superior esquerda
botões Analog, Start e Select na parte intermediária superior
quatro botões de ação na parte superior direita
dois botões de ação na parte frontal esquerda
dois botões de ação na parte frontal direita
um joystick analógico na parte superior esquerda
um joystick analógico na parte superior direita
Apesar de ser possível configurar cada botão para efetuar uma ação específica e exclusiva, todos eles funcionam pelo mesmo princípio. Cada botão tem um pequeno disco curvado acoplado a sua parte inferior. Esse disco é um grande condutor. Quando o botão é apertado, o disco é pressionado contra uma fina faixa condutora montada na placa de circuito do controle. Se o botão for levemente pressionado, a parte inferior do disco curvado alcança a faixa, aumentando levemente o nível de condutividade. Conforme o botão for pressionado com mais força, mais o disco entra em contato com a faixa, aumentando gradualmente o nível de condutividade. Esse nível variável de condutividade faz que os botões sejam sensíveis à pressão.
Os controles do PS2 também têm dois joysticks analógicos. Esses joysticks funcionam de forma totalmente diferente dos vários botões descritos acima. Dois potenciômetros (resistores variáveis) são posicionados em ângulos retos entre si, abaixo do joystick. A corrente flui constantemente através de cada um, mas a quantidade de corrente é determinada pela quantidade de resistência. A resistência é aumentada ou diminuída com base na posição do joystick. Através do monitoramento da saída de cada potenciômetro, o PS2 pode determinar o ângulo exato no qual o joystick é mantido e dispara a resposta. Em jogos que os suportem, atributos analógicos como esses permitem um controle surpreendente sobre a partida.
Outro recurso do controle Dual Shock 2, na verdade a razão para seu nome, é a realimentação de força. Esse recurso fornece um estímulo tátil para determinadas ações em um jogo. Por exemplo: num jogo de corrida, é possível sentir uma grande vibração quando um carro bate na parede.
A realimentação de força é obtida, na verdade, por meio de um dispositivo muito comum, um simples motor elétrico. No controle Dual Shock 2 são usados dois motores, um alojado em cada controle. O eixo de cada motor sustenta um peso desbalanceado. Quando o motor é alimentado, ele gira o peso. Como o peso está desbalanceado, o motor tenta oscilar. Mas como o motor está firmemente instalado dentro do controle, a oscilação se traduz em um estremecimento do próprio controle.