Как устроены автоматы
Барабаны с символами вращаются и останавливаются в случайном порядке.
Любой подобный проект проще и дешевле выполнять, если с самого начала сразу ответить себе на вопрос: для чего он нужен. Для игровых автоматов это критично — без понятной задачи очень легко уйти в непрерывные переделки, дополнения и апгрейды, которые не имеют конца.
Именно поэтому перед тем как заказывать детали, покупать заготовки и подбирать программное обеспечение, я сформулировал для своего проекта стартовые требования к будущему устройству.
Начал я что я определил — вариант использования. Не абстрактный «аркадный автомат мечты», а как можно более реалистичный вариант:
Мне хотелось устройство в формате «пришли гости — нажали старт — идет игра». Без рассказов, инструкций и подготовки.
Большие аркадные шкафы выглядят стильно, но для комнаты это не всегда подходящий вариант. В результате я отказался от концепции полноразмерного автомата на полу и выбрал для себя настольный формат.
Базовые требования по размерам оказались следующими:
Такой формат сразу определило рамки по экрану, глубину корпуса и массу устройства.
Далее был принципиальный момент — набор игр. Я сразу определил, что данный автомат делается совсем не «для списка ромов», а прежде всего для реальной игры.
Отсюда появились конкретные требования:
Лучше всего под такой набор условий подходят файтинги, beat ’em up, гонки и традиционные аркадные стрелялки.
Ощущения от устройства примерно наполовину формируются от кнопок и джойстиков. Можно установить очень мощный ПК и красивый экран, однако когда кнопки управления «плохие», а рычаг имеет люфт — удовольствия не получится.
Если подбирать как сделать игровой автомат, в этом случае минимальный список параметров можно описать следующим образом:
По количеству кнопок я оценивал два варианта: 4 или 6 на игрока. В итоге я остановился на 6 — это гибче и дает возможность играть без ограничений в игры-файтинги.
На этом этапе я еще не знал точных размеров корпуса, но уже понимал, на что стоит учитывать:
Все эти вещи трудно рассчитать «теоретически», в результате я сразу заложил этап прототипирования, о нем я расскажу далее.
Даже если устройство находится дома и применяется бережно, он все равно со временем должен быть простым для обслуживания. Я сразу определил набор обязательных условий:
После того как все условия были сформулированы, прояснилось, в каком направлении стоит двигаться. Следующей стадией было планирование и сборка первого прототипа.
После того как основные условия были определены, было ясно, что собирать «финальный» вариант — неудачная идея. Без предварительной проверки просто допустить ошибку в размерах, углами и размещением элементов. В результате логичным шагом стало создание прототипа.
На бумаге и в голове все всегда выглядит отлично. В реальности быстро становится понятно, что на самом деле:
Прототип нужен не для красоты, а именно для оценки удобства. Цель прототипа — дать ответ на вопрос: комфортно ли играть на практике.
Наиболее дешевый и дешевый способ оценить компоновку — использовать картон и простые материалы. Я сделал:
Вся эта конструкция раскладывалось на поверхности в разных вариантах. Я пробовал менять расстояние между игроками, наклон экрана, ширину панели и оценивал, как это ощущается вживую.
Уже на этом этапе стало ясно, что часть идей из головы не работают на практике.
После бумажного этапа я перешел собрать простой контроллер управления. Без внешнего корпуса, без внешнего вида — просто чтобы понять чувство от кнопок и джойстиков.
Для такой проверки понадобилось:
Я установил элементы управления в эту коробку, соединил их к контроллеру и запустил пару игр на экране. Такой тест принес гораздо больше понимания, чем любые схемы.
После нескольких вечеров проверок прояснились детали, о которых раньше обычно не думаешь:
Этот шаг сохранил мне массу времени и средств на следующих этапах. Переделывать бумагу — почти бесплатно. Исправлять корпус — дорого и неприятно.
После того как базовая компоновка сложилась, я перенес все эту компоновку в трехмерную модель. Это позволило:
На этой стадии оформление еще не раз менялся, однако главное стало понятно: автомат будет удобным, компактным и рассчитанным на игру вдвоем.
После этого стало возможным переходить к выбору начинки и «мозга» устройства.
После того как прояснилось, каким образом автомат должен выглядеть и чувствоваться в реальности, настал момент определиться, что именно будет использоваться внутри. От подбора «платформы напрямую зависит сложность сборки, стабильность работы и количество времени, который придется потратить на запуск.
В начале я перебирал ряд популярных вариантов:
ПК и ноутбук исключились почти сразу: они занимают много места, потребляют больше питания и усложняют сборку. Мне хотелось небольшое, простое и предсказуемое вариант.
В итоге я выбрал на Raspberry Pi. Не потому что он «лучший выбор», а за счет того, что он идеально подходил под текущие цели:
Для классических аркадных и консольных игр старых поколений его мощности вполне хватает.
С экраном все было не таким простым. Было желание найти баланс между размером, стоимостью и комфортом.
Ключевые условия были такие:
Я не гнался за сверхвысоким разрешением экрана — для классических игр оно избыточно.
На этом этапе пытаться сэкономить не рекомендуется. Недорогие кнопки управления часто начинают работать некорректно, а плохие рычаги — люфтить уже через пару недель.
Я выбирал элементы управления по следующим параметрам:
Проще сразу взять чуть дороже, чтобы потом не разбирать автомат по мелким причинам.
Чтобы Raspberry Pi видел органы управления как стандартный геймпад или клавиатуру, используются USB-энкодеры.
Это компактные печатные платы, к которым напрямую подсоединяются:
Затем все это через один кабель подсоединяется к Raspberry Pi, и система распознает управление автоматически.
Даже у небольших систем возникают особенности:
Нагрев у Raspberry Pi не критичен в аркадных задачах, но лучше сразу предусмотреть вентиляционные отверстия либо тихий вентилятор.
Когда вся электроника были подобраны и куплены, можно было переходить к следующему этапу — сборке пробной системы и конфигурации программной части.
Перед тем как встраивать электронику внутрь корпуса, я принял решение собрать все в предельно простом виде и проверить, что все работает корректно по плану. Данный этап дает возможность поймать основные ошибки без риска испортить корпус или переделывать готовый корпус.
На этом этапе не имеет значения дизайн. Важна исключительно работа системы.
Я выложил на столе:
Элементы управления временно были соединены вне корпуса — просто ради проверки логики управления и удобства.
Для софта я использовал готовый образ с эмуляторами игр. Такой подход существенно экономит время настройки: не требуется отдельно устанавливать каждый эмулятор и конфигурировать их по отдельности.
Процесс выглядел примерно так:
После старта система автоматически предлагает привязать кнопки — достаточно нажать кнопки по порядку.
Это — один из самых важных моментов. Даже когда все собрано корректно, на практике часто всплывают мелкие проблемы:
Я тестировал разные типы игр и проверял, удобно ли играть, не тянется ли руку к кнопкам и не задевают ли игроки друг другу.
Базовая система поставляется без контента, и потому игры загружаются вручную. Я заранее подготовил небольшой набор:
Важно здесь не стараться добавить «все и сразу». Ограниченный список игр позволяет сконцентрироваться на проверке удобства, и не на переборе из сотен вариантов.
Без проблем, конечно, не обошлось. В процессе тестов выяснилось:
Все эти нюансы было легко устранить в данный момент, пока ничего не встроено в корпус.
Спустя нескольких вечера тестирования система стала стабильной и понятной. Управление работало ровно так, как ожидалось, игры запускались оперативно, ничего не зависало и не требовало дополнительных настроек.
Это говорило о том, что пора переходить к наиболее сложному этапу — проектированию и изготовлению корпусной части.
Корпус — это самая трудоемкая и самая «осязаемая» часть проекта. Именно корпус задает внешний вид устройства, его вес, прочность и удобство использования. Промахи на этой стадии стоят дороже всего, поэтому к выбору материалов я подошел особенно внимательно.
Перед тем как выбирать материал, я определил ключевые требования к корпусу:
Конструкция должен оставаться практичным, и не выставочным объектом.
Первым и самым очевидным выбором оказалась фанерная плита. Это классический классический материал для игровых корпусов, и у него имеется набор очевидных преимуществ:
Я рассматривал лист фанеры толщиной 10–15 мм. В итоге я остановился на компромиссном решении — такая толщина дает достаточную жесткость, но не превращает корпус в неподъемный объект.
Идея сделать корпус из массива выглядит заманчиво, однако на практике у такого решения есть ряд минусов:
Для первого проекта такой вариант слишком сложен и дорого.
Я также рассматривал идею частично использовать 3D-печать. Такой подход хорошо работает в случае:
Полностью делать на печати весь корпус нецелесообразно: это долго, дорого и не всегда достаточно прочнo.
Геометрия непосредственно зависит от формата устройства. В моем случае использовался компактный вариант, поэтому:
Я старался избегать сложных криволинейных форм — чем проще форма, тем проще производство и монтаж.
После того как геометрия и материалы были выбраны, я сделал основные планы. Эти чертежи не получились идеальными, и при этом пару раз корректировались по ходу дела, но помогали увидеть:
С такими схемами уже можно было перейти к производству корпусных деталей и сборке конструкции.
Когда материал были выбраны и чертежи были готовы, стартовала наиболее осязаемая часть проекта — сборка конструкции. Именно здесь из отдельных элементов автомат превращается в реальный объект, а не абстрактную идею.
Все детали конструкции я предварительно распилил по размерам. Сделать это можно по-разному:
Я остановился на способе с ЧПУ — в этом случае детали получаются более точными, и отверстия под кнопки и дисплей сразу совпадают чертежам. Но это не обязательное условие, особенно если автомат собирается в единственном экземпляре.
Прежде чем что-либо фиксировать и закручивать намертво, я выполнил «сухую» сборку деталей — без использования клея и без финального крепежа.
Это позволило:
На этом этапе часто проявляются мелкие ошибки по размерам, и такие ошибки легче поправить сейчас, чем после завершения финальной сборки.
После сухой сборки корпус разбирался и собран в финальном виде.
Для крепления элементов я использовал:
При этом важно не переусердствовать с крепежом и оставить возможность при необходимости разобрать корпус корпус позже.
Особого внимания заслуживает панель управления. На ней:
Я несколько раз примерял панель управления перед окончательного крепления, чтобы, что пользоваться действительно удобно.
Дисплей крепится внутри корпуса таким образом, чтобы:
В большинстве случаев достаточно простых планок или металлических уголков.
Я заранее предусмотрел возможность доступа к внутренней части корпуса. С этой целью задняя панель:
Это заметно упрощает обслуживание системы, смену кнопок управления и любые работы с начинкой.
После того как корпус был собран, можно было перейти к установке всей электроники и внутренней разводке.
На этом этапе устройство уже смотрелся как готовое устройство, но без корректной настройки ПО он был обычной коробкой с кнопками. Моя цель была простой: подать питание и сразу же оказаться в меню игр, без экранов и действий.
С самого начала предполагал что устройством пользуются не только один человек. Значит:
Фактически автомат должен вести себя как обычное устройство: включил — работает.
После завершения финального монтажа всей электроники внутри я повторно выполнил настройку управления в системе. Это необходимо, так как после окончательной разводки часто появляются небольшие нюансы.
Я проверил:
Без этого некоторые игры будут управляться «неправильно» или просто неудобно.
Чем меньше элементов меню видит пользователь гость, тем удобнее. Я убрал все лишнее:
В результате получился компактный набор проверенных игр, в которые реально хочется играть вдвоем.
Я сделал настройку систему так, чтобы:
Такой подход особенно актуально, когда устройство используют разные люди или стоит в общем пространстве.
Прежде чем считать проект готовым, я пару вечеров просто играл на автомате:
Именно в таком режиме всплывают мелкие детали, которые невозможно предусмотреть заранее: в одном месте неудобно тянуться к кнопке, где-то хочется другой очередность игр, а иногда — быстрее выход к списку игр.
К этому моменту автомат стал ровно тем, чем я и задумывал в самом начале. Это устройство, которое не требует объяснений и работает предсказуемо.
Если подытожить весь процесс, то как сделать игровой автомат — это не столько про про электронику или фанеру, сколько продуманную последовательность шагов: от идеи до финальных тестов в реальной эксплуатации.
Далее я опишу о реальной эксплуатации, ошибках и выводах, которые возникли после использования устройства на практике, а не в теоретических условиях.
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.
Звуковые эффекты подчёркивают выигрышные комбинации.
Яркие огни усиливают эмоциональное восприятие процесса.
Сложность автоматов варьируется от простой до многоуровневой.
Некоторые автоматы рассчитаны на опытных игроков.
Темы варьируются от приключений до фантастики.
Многие автоматы используют популярных персонажей.
 |  |  |
 |  |  |
 |
