Raspberry Pi в картридже от NES

# uncomment if you get no picture on HDMI for a default "safe" mode
#hdmi_safe=1

disable_overscan=1

# uncomment to force a specific HDMI mode (this will force VGA)
#hdmi_group=1
#hdmi_mode=1

# Sound output. Set to 0 or comment for autodetect, 1 for DVI, 2 to force HDMI.
#hdmi_drive=2

# Using /etc/modules is deprecated and no longer supported on 4.4 kernel
# So manually enable audio
dtparam=audio=on

config_hdmi_boost=0

# force hdmi while the tv can take time before sending the signal on the hdmi output
hdmi_force_hotplug=1

# uncomment for composite PAL
#sdtv_mode=2

# uncomment for lirc-rpi
#dtoverlay=lirc-rpi

#3.5 HD tft screen 800x480
dtoverlay=dpi24
overscan_left=0
overscan_right=0
overscan_top=0
overscan_bottom=0

#Banggood
framebuffer_width=800
framebuffer_height=480
dtparam=spi=off
dtparam=i2c_arm=off
enable_dpi_lcd=1
display_default_lcd=1
dpi_output_format=0x6f015
dpi_group=2
dpi_mode=87
hdmi_timings=480 0 16 16 24 800 0 4 2 2 0 0 0 120 0 46080000 6
display_rotate=3


# if you plug your tv at the same time as your rpi and that the rpi switches from the hdmi or give a low resolution because tv had no enough time to initialize it
boot_delay=3

# uncomment if you don't want the rainbow at startup
#disable_splash=1

# default CEC name
#cec_osd_name=recalbox

dtparam=spi=off

# Overclock
gpu_mem_256=128
gpu_mem_512=256
gpu_mem_1024=256
overscan_scale=1
gpu_mem=256
start_x=0
enable_uart=0

avoid_safe_mode=1

kernel=zImage

# For more options and information see
# http://rpf.io/configtxt
# Some settings may impact device functionality. See link above for details

# uncomment if you get no picture on HDMI for a default "safe" mode
#hdmi_safe=1

# uncomment this if your display has a black border of unused pixels visible
# and your display can output without overscan
disable_overscan=1

# uncomment the following to adjust overscan. Use positive numbers if console
# goes off screen, and negative if there is too much border
#overscan_left=16
#overscan_right=16
#overscan_top=16
#overscan_bottom=16

# uncomment to force a console size. By default it will be display's size minus
# overscan.
#framebuffer_width=1280
#framebuffer_height=720

# uncomment if hdmi display is not detected and composite is being output
hdmi_force_hotplug=1

# uncomment to force a specific HDMI mode (this will force VGA)
hdmi_group=1

#1080p60fps
hdmi_mode=16

# uncomment to force a HDMI mode rather than DVI. This can make audio work in
# DMT (computer monitor) modes
#hdmi_drive=2

# uncomment to increase signal to HDMI, if you have interference, blanking, or
# no display
#config_hdmi_boost=4

# uncomment for composite PAL
#sdtv_mode=2

#uncomment to overclock the arm. 700 MHz is the default.
#arm_freq=800

# Uncomment some or all of these to enable the optional hardware interfaces
#dtparam=i2c_arm=on
#dtparam=i2s=on
dtparam=spi=off

# Uncomment this to enable the lirc-rpi module
#dtoverlay=lirc-rpi

# Additional overlays and parameters are documented /boot/overlays/README

# Enable audio (loads snd_bcm2835)
dtparam=audio=on
gpu_mem_256=128
gpu_mem_512=256
gpu_mem_1024=256
overscan_scale=1
gpu_mem=256
start_x=0
enable_uart=0

# Check to see if display is not connected
_NOHDMI=$(tvservice -n ) || true
# Check to make sure it's not already in LCD mode
_ISLCD=$(tvservice -s | grep "LCD") || true
# HDMI is connected - turn off backlight LCD
_HDMI=$(tvservice -s | grep "0x12000a") || true

if [ -z "$_NOHDMI" ]; then
  if [ "$_ISLCD" ]; then
    printf "NO HDMI connected, LCD DPI display config already activen"
    #do nothing
  else
    printf "NO HDMI connected, Switching to LCD DPI displayn"
    #change config to Hyperpixel and reboot since no display detected

    sudo cp /boot/config_dpi.txt /boot/config.txt
    sudo reboot now

  fi
elif [ "$_NOHDMI" ]; then
  if [ "$_ISLCD" ]; then
    printf "HDMI is connected, but LCD DPI config is being usedn"
    #we need to switch to HDMI display config and reboot

    sudo cp /boot/config_hdmi.txt /boot/config.txt
    sudo reboot now

  elif [ "$_HDMI" ]; then
    printf "HDMI is connected, HDMI config detected, so turning off LCD BLn"
    #we need to shut off the backlight on the Hyperpixel display since we aren't using it
    #don't panic, a reboot automatically resets this - it isn't a persistent value
    #also to do this the config.txt file needs to load the backlight module on startup
    #to control it even if you aren't loading the overlay driver for the display

    # this comment

    #echo 1 | sudo tee /sys/class/backlight/rpi_backlight/bl_power

  else
    #debugging catchall - shouldn't happen since we expect 0x12000a - but you never know...
    printf "HDMI is connected, HDMI config detected, your tv might not like 1920x1080 resolutionn"
  fi
else
  #do nothing - based on previous if statements - you either have HDMI or you don't have it...
  printf "Debug catchall point - sorry I can't help you out - I haven't run into the error state yet!n"
fi

emulationstation #auto

#!/bin/bash
# Check to see if display is dpi
_DPI=$(grep dpi /boot/config.txt) || true

if [ "$_DPI" ]; then
  printf "Switch to HDMIn"
  sudo cp /boot/config_hdmi.txt /boot/config.txt
  sudo reboot now

else
  printf "Switch to DPI LCDn"
  sudo cp /boot/config_dpi.txt /boot/config.txt
  sudo reboot now
fi
exit 0

output_format          = (dpi_output_format >>  0) & 0xf;
rgb_order              = (dpi_output_format >>  4) & 0xf;

output_enable_mode     = (dpi_output_format >>  8) & 0x1;
invert_pixel_clock     = (dpi_output_format >>  9) & 0x1;

hsync_disable          = (dpi_output_format >> 12) & 0x1;
vsync_disable          = (dpi_output_format >> 13) & 0x1;
output_enable_disable  = (dpi_output_format >> 14) & 0x1;

hsync_polarity         = (dpi_output_format >> 16) & 0x1;
vsync_polarity         = (dpi_output_format >> 17) & 0x1;
output_enable_polarity = (dpi_output_format >> 18) & 0x1;

hsync_phase            = (dpi_output_format >> 20) & 0x1;
vsync_phase            = (dpi_output_format >> 21) & 0x1;
output_enable_phase    = (dpi_output_format >> 22) & 0x1;

output_format:
   1: DPI_OUTPUT_FORMAT_9BIT_666
   2: DPI_OUTPUT_FORMAT_16BIT_565_CFG1
   3: DPI_OUTPUT_FORMAT_16BIT_565_CFG2
   4: DPI_OUTPUT_FORMAT_16BIT_565_CFG3
   5: DPI_OUTPUT_FORMAT_18BIT_666_CFG1
   6: DPI_OUTPUT_FORMAT_18BIT_666_CFG2
   7: DPI_OUTPUT_FORMAT_24BIT_888

rgb_order:
   1: DPI_RGB_ORDER_RGB
   2: DPI_RGB_ORDER_BGR
   3: DPI_RGB_ORDER_GRB
   4: DPI_RGB_ORDER_BRG

output_enable_mode:
   0: DPI_OUTPUT_ENABLE_MODE_DATA_VALID
   1: DPI_OUTPUT_ENABLE_MODE_COMBINED_SYNCS

invert_pixel_clock:
   0: RGB Data changes on rising edge and is stable at falling edge
   1: RGB Data changes on falling edge and is stable at rising edge.

hsync/vsync/output_enable_polarity:
   0: default for HDMI mode
   1: inverted

hsync/vsync/oe phases:
   0: DPI_PHASE_POSEDGE
   1: DPI_PHASE_NEGEDGE

from gpiozero import LED
from time import sleep

sleep_time = 0.0

clock = LED(0)
de = LED(1)
vsync = LED(2)
hsync = LED(3)

red2 = LED(16)
red3 = LED(17)
red4 = LED(18)
red5 = LED(19)
red6 = LED(20)
red7 = LED(21)

green2 = LED(10)
green3 = LED(11)
green4 = LED(12)
green5 = LED(13)
green6 = LED(14)
green7 = LED(15)

blue2 = LED(4)
blue3 = LED(5)
blue4 = LED(6)
blue5 = LED(7)
blue6 = LED(8)
blue7 = LED(9)


def v_sync(frame):
    vsync.on()
    for n in range(frame):
        clock.on()
        #sleep(sleep_time)
        clock.off()
        #sleep(sleep_time)
        #print("vsync")
    vsync.off()
    pass

def h_sync(frame):
    hsync.on()
    for n in range(frame):
        clock.on()
        #sleep(sleep_time)
        clock.off()
        #sleep(sleep_time)
        #print("hsync")
    hsync.off()
    pass

def clc(frame):
    for n in range(frame):
        clock.on()
        #sleep(sleep_time)
        clock.off()
        #sleep(sleep_time)
    pass


red2.off()
red3.off()
red4.off()
red5.off()
red6.off()
red7.off()

green2.off()
green3.off()
green4.off()
green5.off()
green6.off()
green7.off()

blue2.on()
blue3.on()
blue4.on()
blue5.on()
blue6.on()
blue7.on()

clock.off()

de.off()
#de.on()

sleep(sleep_time)

v_sync(2)
clc(2)

for row in range(5):
    v_sync(2)
    # v_back_porch(2)
    clc(2)
    for column in range(800):
        h_sync(16)
        # h_back_porch(16)
        clc(16)
        # LCD column
        de.on()
        clc(480)
        de.off()
        # h_front_porch(24)
        clc(24)
    # v_front_porch(4)
    clc(4)
de.off()


red2.off()
red3.off()
red4.off()
red5.off()
red6.off()
red7.off()

green2.off()
green3.off()
green4.off()
green5.off()
green6.off()
green7.off()

blue2.off()
blue3.off()
blue4.off()
blue5.off()
blue6.off()
blue7.off()

#!/bin/sh

system="$1"
emulator="$2"
romname="$3" #with path

#echo $system

# LCD programm here: 
#find current config: dpi or hdmi
_DPI=$(grep dpi /boot/config.txt) || true
if ! [ "$_DPI" ]; #if hdmi 
 then
  sudo killall lcd 
  # remove path
  filename=$(basename "$romname")
  # remove extension
  filename="${filename%.*}"
  # add image path
  file_png="/home/pi/.emulationstation/downloaded_images/$system/$filename-image.png"
  file_jpg="/home/pi/.emulationstation/downloaded_images/$system/$filename-image.jpg"
  #if system snes and n64 then rotate image 270 degree
  if [ "$system" = "snes" ] || [ "$system" = "n64" ]
  then
	if test -f "$file_png"; #fing file
	then  
		convert "$file_png" -resize '800x480' -type TrueColor -alpha Remove -rotate 270 /home/pi/lcd_screen/work.bmp
	elif test -f "$file_jpg"; 
	then 
		convert "$file_jpg" -resize '800x480' -type TrueColor -alpha Remove -rotate 270 /home/pi/lcd_screen/work.bmp 
	else
		convert "/opt/retropie/configs/$system/launching.png" -resize '480x800' -type TrueColor -alpha Remove -rotate 180 /home/pi/lcd_screen/work.bmp 	
	fi	
  else
  	if test -f "$file_png"; 
	then  
		convert "$file_png" -resize '480x800' -type TrueColor -alpha Remove -rotate 180 /home/pi/lcd_screen/work.bmp
	elif test -f "$file_jpg"; 
	then 
		convert "$file_jpg" -resize '480x800' -type TrueColor -alpha Remove -rotate 180 /home/pi/lcd_screen/work.bmp 
	else
		convert "/opt/retropie/configs/$system/launching.png" -resize '480x800' -type TrueColor -alpha Remove -rotate 180 /home/pi/lcd_screen/work.bmp 	
	fi	
  fi
  #launch my lcd project
  sudo /home/pi/lcd_screen/lcd /home/pi/lcd_screen/work.bmp 400000 &
 fi

#!/bin/sh

_DPI=$(sudo grep dpi /boot/config.txt) || true
if ! [ "$_DPI" ]; 
then
  sudo killall lcd
  sudo /home/pi/lcd_screen/lcd /home/pi/lcd_screen/retropie.bmp 50000 &
#  cp /home/pi/lcd_screen/retropie.bmp /home/pi/lcd_screen/work.bmp
fi

Создатели Retroarch, который входит в состав Retropie, озаботились этим вопросом и добавили поддержку шейдеров. Например, мне очень нравится предустановленный xbr-lv1-noblend.glslp. Он, буквально, вытягивает детали из картинки. См. ниже.

Скриншот из игры Castlevania: Symphony of the Night, советую в нее сыграть

Чтобы установить шейдер, зайдите в меню Retropie -> Configuration editor. Выберите Configure basic libretro emulator options, после выберите Configure default options for all libretro emulators. Затем установите Video Shader Enable в «true» и Video Shader File на желаемый шейдер. Установите также Video Smoth в «false», поскольку он только смазывает картинку. Можно даже выбрать что-то типа scanline шейдера, который эмитирует работу CRT телевизоров. Но это на любителя.

Отрисовка шейдеров довольно затратная операция. При разрешении равном и выше 720p на RPi 3B появляются довольно заметные подлагивания. Поэтому в этом же меню выберите Render resolution «800x600». Не волнуйтесь, если вы до этого делали изменения в файле /boot/config.txt, как в этой статье выше чуть выше, то разрешение экрана по кабелю HDMI будет 1080p, но эмулятор будет рендерить картинку в 800x600 и растягивать на весь экран. И делает он это не плохо. По крайне мере, с шейдером лучше, чем без него, да и рендер в 1080p бесполезен, поскольку видеоданные игры всё равно нарисованы для разрешения 320x240.

Если у вас геймпад от xbox или аналогичный, то настраивать надо с перевернутыми кнопками, как на NES. Затем зайти в Retropie -> Retropie Setup, выбрать Configuration / tools, затем emulationstation, поставить в Swap A/B Buttons in ES «Swapped». Потом заново переконфигурируйте джойстик.

Также, мне не нравится, как разработчики Retropie распорядились кнопочным фондом. Где комбинация кнопок сделать скриншот? Зачем мне кнопка reset, если я на нее попадаю каждый раз? Где кнопки перемотки и ускорения времени?

Чтобы это исправить, нужно подредактировать файл с названием вашего джойстика в /opt/retropie/configs/all/retroarch-joypads/. Также он доступен по сети \192.168.x.xxxconfigsallretroarch-joypads. После каждого обновления Retropie через апдейтер, нумерация привязки слетает, поэтому я не буду выкладывать весь конфиг. Напишу, что изменил лишь эти кнопки. Они выполняются при нажатии одновременно с Hotkey-м, обычно это кнопка с логотипом, посередине джойстика.

input_screenshot_btn = "0"
input_rewind_btn = "h0left"
input_hold_fast_forward_btn = "h0right"
input_state_slot_increase_btn = "h0up"
input_state_slot_decrease_btn = "h0down"

Здесь кнопка скриншотов назначена вместо reset. Fast forvard и rewind (перемотка назад) настроены на кнопки крестовины: вперед и назад. Кнопки крестовины вверх и вниз изменяют слот сохранения.

Rewind надо включить в конфиге /opt/retropie/configs/all/retroarch.cfg. Только не включайте Rewind на эмуляторе psx, всё начинает дико тормозить. Перемотка назад, по-умолчанию, отключена в конфиге psx.

Еще хочется добавить про Bluetooth. Сам я беспроводные джойстики не люблю и играю всегда с кабелем. Старая школа еще. Для любителей беспроводных джойстиков надо приобрести Bluetooth донгл и вставить в USB порт. Так будет лучше и никаких проблем не будет. Сам я не проверял, но знающие люди пишут.

Xboxdrv

Но и это еще не всё. В Retropie Setup в менеджере пакетов можно поставить различные порты, например Openttd, Doom или вообще DOS эмулятор Dosbox. Но управлять в них джойстиком не получится. Только клавиатурой и мышкой. Чтобы это исправить, нужно поставить в менеджере пакетов драйвер xboxdrv, который умеет эмулировать нажатия клавиатуры. Просто поставить из исходников, автозапуск делать не нужно, он не подходит под все джойстики.

Скрипт запуска напишем сами под наш геймпад. Добавим в /opt/retropie/configs/all/runcommand-onstart.sh следующие строки в конец файла.

# xboxdrv
sudo killall > /dev/null 2>&1 xboxdrv
if [ "$1" = "pc" ] || [ "$1" = "openttd" ] || [ "$1" = "doom" ] || [ "$1" = "kodi" ];
then
sudo /opt/retropie/supplementary/xboxdrv/bin/xboxdrv > /dev/shm/runcommand.log 2>&1 
    --evdev /dev/input/event0 
	--silent 
	--detach-kernel-driver 
	--force-feedback 
	--mimic-xpad 
	--trigger-as-button 
	--evdev-no-grab 
	--evdev-absmap ABS_X=x1,ABS_Y=y1,ABS_RX=x2,ABS_RY=y2,ABS_HAT0X=dpad_x,ABS_HAT0Y=dpad_y 
	--evdev-keymap KEY_#304=a,KEY_#305=b,KEY_#307=x,KEY_#308=y,KEY_#312=lt,KEY_#313=rt,KEY_#310=lb,KEY_#311=rb,KEY_#317=tl,KEY_#318=tr,KEY_#314=back,KEY_#315=start,KEY_#316=guide 
	--axismap -Y1^deadzone:3000=Y1,-Y2^deadzone:3000=Y2 
	--ui-axismap x2^deadzone:3000=KEY_LEFT:KEY_RIGHT,y2=KEY_UP:KEY_DOWN 
	--ui-axismap x1^deadzone:3000=REL_X:06,y1=REL_Y:06 
	--ui-axismap dpad_x^deadzone:0=KEY_LEFT:KEY_RIGHT,dpad_y^deadzone:0=KEY_UP:KEY_DOWN 
	--ui-buttonmap rt=BTN_LEFT,lt=BTN_RIGHT,start=KEY_ENTER,back=KEY_ESC,tl=KEY_4,tr=KEY_5,lb=KEY_2,rb=KEY_3,a=KEY_SPACE,b=KEY_M,x=KEY_3,y=KEY_LEFTCTRL,guide=KEY_Y 
&
fi

Здесь $1 — наша целевая система, при которой запускается xboxdrv. Можно добавлять по аналогии. Строки --evdev-absmap --evdev-keymap отвечают за привязку осей и кнопок к вашему джойстику. Скрипт выше дан для контроллера Xbox One S. Чтобы узнать какая ось и кнопка соответствуют номеру или названию вашего джойстика, нужно в консоли набрать команду evtest. Заодно можно посмотреть какой event соответствует нашему джойстику. У меня это /dev/input/event0 который стоит в параметре --evdev.

Параметры --ui-axismap эмулируют оси мыши, а --ui-buttonmap кнопки клавиатуры. В данном примере курки — это кнопки мыши, левый стик — мышь, правый стик — курсорные клавиши. Старт, селект — enter и esc, соответственно. На остальные кнопки привязаны цифры клавиатуры. Задействовать крестовину под кнопки клавиатуры, к сожалению, не удалось. Почему-то на джойстике Xbox One S отказывается работать.

С таким конфигом отлично играются стратегии, наподобие Theme Hospital, OpenTTD и пр. Чуть хуже играется в шутеры, но вы можете создать аналогичные скрипты запуска под шутеры в этом же файле, меняя там параметр $1.

Чтобы обеспечить нормальную работу джойстика в emulationstation, нужно завершить xboxdrv после выхода из игры. Для этого в конец файла /opt/retropie/configs/all/runcommand-onend.sh добавляем следующее.

sudo killall > /dev/null 2>&1 xboxdrv

Заметил, что клавиатура работает при загрузке. Понажимал много раз ctrl+c и, о, консоль! Но как теперь восстановить Wi-Fi? Интерфейс wlan0 отсутствовал от слова совсем. Запуск апдейтера не помог, поскольку он подтягивает файлы с интернета.

Первым делом в /opt/retropie/configs/all/autostart.sh закомментировал запуск emulationstation и перезагрузился. После перезапуска загружается консоль, клавиатура работает. Дальнейшее гугление, как вернуть wlan дало вот это. Команда переконфигурирует все установленные пакеты. Помогло.

sudo dpkg --configure -a

dwc_otg.lpm_enable=0 console=tty3 root=PARTUUID=f2d3cb4f-02 rootfstype=ext4 elevator=deadline fsck.repair=yes rootwait loglevel=3 consoleblank=0 plymouth.enable=0 quiet vt.global_cursor_default=0 plymouth.enable=0 plymouth.ignore-serial-consoles splash

nano /etc/motd

sudo nano /etc/systemd/system/autologin@.service

ExecStart=-/sbin/agetty --autologin pi --noclear %I $TERM

ExecStart=-/sbin/agetty --skip-login --noclear --noissue --login-options "-f pi" %I $TERM

Также, при загрузке системы можно вывести свое фото — splashscreen. Можно и несколько, они будут сменять друг друга со временем. Нужно положить свои картинки в папку в сети \192.168.x.xxxsplashscreens, и выбрать их в меню Retropie -> SPLASH SCREEN -> Append Splashscreen to list.
Мне, например, безумно нравится вот эта картинка.

Также в Retropie установлен runcommand, который при запуске игры выводит консольный обрезок с предложением нажатия клавиши. Этот экран можно заменить на милые картиночки игровых приставок.

Подробная инструкция, как это сделать, написана здесь.