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Il flipper virtuale

Anche se ora si riescono a vedere solo in qualche sala giochi, chiunque abbia vissuto un'infanzia felice ai tempi d'oro in cui Internet e i computer non si erano ancora impossessati delle nostre menti non può non aver visto e giocato almeno una volta ad un flipper.

Nati nei primi anni 50 come tavoli inclinati più o meno riempiti di buche ed ostacoli in cui far correre una biglia inizialmente  lanciata in alto da un pistone a molla, acquisiscono la loro forma più nota quando vengono introdotte le palette. Originariamente meccanici o elettromeccanici si sono evoluti di pari passo alle scoperte elettroniche (transistor, LED, circuiti integrati, schermi LCD) arrivando a contenere veri e propri computer al proprio interno che gestiscono gli impulsi elettrici in arrivo dai vari dispositivi e ne pilotano altrettanti.

Prima di continuare un paio di note:

  • Flipper è il nome che abbiamo dato impropriamente in Italia al cabinato, in inglese viene però chiamato pinball machine.
  • Il termine flipper in inglese si riferisce unicamente alle alette che spingono in alto la pallina. Queste in italiano vengono chiamate anche flippanti oppure pinne (traducendo letteralmente il termine flipper). A me piace chiamarle palette!
  • La biglia, o pallina, è solitamente costruita in acciaio e ha un diametro di 27mm (1/16 di pollice). In inglese viene chiamata pinball e da qui il nome del cabinato.

Il flipper quindi è un tipo di gioco in totale dipendenza dalle leggi della fisica, dalle reazioni meccaniche e dagli urti della pallina con i vari oggetti; questo vuol dire che a differenza di un videogioco non è possibile studiare e riprodurre un pattern identico in ogni partita. Nel mondo arcade come in quello informatico si è sempre provato a simularli in maniera più o meno fedele con giochi che li riproducono e li portano su schermo.

Un fenomeno nato in questi ultimi anni è quello di ricostruire completamente un flipper, sfruttando anche parti originali tra cui molte volte il cabinato stesso, impiegando un televisore LCD al posto del piano di gioco (playfield) e un altro al posto della vetrofania della testata (backglass). Questi cabinati vengono definiti virtual pinball (flipper virtuali) e stanno diventando sempre più fedeli agli originali dal punto di vista dell'esperienza di gioco.

Nel corso degli anni ai primi prototipi che contenevano solo i televisori e il computer sono stati infatti aggiunti nuovi componenti, cercando tra l'altro di standardizzarne l'utilizzo in maniera tale da poter portare avanti un lavoro comune tra tutti i partecipanti al progetto.

Ecco una breve lista delle parti che sono state aggiunte nel tempo:

  • Come prima cosa è stato gestito il knocker, ovvero il caratteristico dispositivo che bussa quando viene vinta una partita.
  • Sono stati poi introdotti i contattori (in pratica dei grossi relè) con la funzione di riprodurre gli scatti che si sentono quando vengono attivate le palette oppure quando la pallina colpisce i funghi o altri ostacoli attivi. Inizialmente nel numero di otto (due per i flipper, due per i laterali bassi, quattro disposti a croce nella parte alta per i funghi) sono poi stati portati a dieci (la croce è stata sostituita da due file di tre contattori, la prima vicina al fondo e la seconda più centrale.
  • I PowerLED RGB simulano i flash dei flipper originali. Le strisce di LED comandati singolarmente, recentemente inserite sul mercato, hanno permesso di sostituirli avendo una gestione più precisa delle luci e aggiungendo effetti luminosi non presenti nelle versioni originali; queste vengono fissate lateralmente al piano di gioco e sul fondo, creando una sorta di matrice.
  • I motori a corrente continua simulano il rumore e le vibrazioni dei motori presenti in alcuni dei flipper originali.
  • Lo shaker (fondamentalmente un motore sbilanciato) riproduce l'analogo effetto di vibrazione presente in alcuni flipper moderni.
  • Alcuni flipper, per lo più a tema poliziesco o aeronautico, presentavano dei lampeggianti sul top. Utilizzando comuni lampeggianti acquistabili su ebay è possibile simularne il funzionamento all'interno del gioco.
  • Un paio di cabinati montavano una ventola per simulare l'effetto vento; ovviamente è stata introdotta anche quella.
  • Dal punto di vista sonoro, è stata aggiunta la possibilità di montare i chime, ovvero delle barrette di metallo che urtate da un martelletto producono i tipici suoni dei primi flipper simili a quelli dei carillon. Anche le campanelle, presenti in alcuni flipper, possono essere installate e gestite senza problemi.
  • Per quello che riguarda il tilt e in genere le botte date al cassone al fine di deviare il normale percorso della pallina, si è dapprima gestita la peretta: un pendolo che nei flipper originali blocca il gioco in caso di urti eccessivi. Utilizzando poi un accelerometro si è riusciti a rilevare le spinte "lecite" caratteristiche di una partita di flipper, replicandone le conseguenze sulla traiettoria della pallina; questa è stata una delle modifiche più importanti per arrivare alla massima giocabilità.
  • Anche per il DMD, ovvero la matrice LED che nei flipper moderni mostra i punteggi, si è passati dall'integrazione nel secondo monitor delle prime versioni all'introduzione di un terzo monitor più piccolo dedicato, per arrivare all'interfacciamento dei DMD originali o di pannelli LED con il PC.

Riguardo il software invece le maggiori evoluzioni riguardano il miglioramento della fisica nei movimenti della pallina e della qualità di riproduzione grafica delle varie parti del tavolo di gioco, permettendo di utilizzare modelli 3D invece delle originali immagini in due dimensioni. Visual Pinball, ovvero il programma di simulazione maggiormente, nasce infatti nel 2000 come versione desktop, con una gestione 2D della grafica; quando il sorgente è stato reso freeware una comunità di sviluppatori ha iniziato a modificarne il codice originale per implementare le DirectX, migliorando le prestazioni grafiche, e per avere una gestione 3D della tavola e dei suoi oggetti, pur continuando a restituire al momento del gioco solo una vista 2D statica. Questo ha però introdotto la possibilità di personalizzare l'angolo di visuale del piano di gioco, oltre a rendere più fedele la riproduzione a schermo dei vari oggetti che lo compongono.

Amante da sempre dei flipper, anche se in misura minore rispetto ai videogiochi, ho introdotto da subito una versione desktop del Visual Pinball sul cabinato arcade, utilizzando una coppia di tasti laterali per gestire le palette e il tilt. Appena ho avuto l'occasione, ho recuperato invece ad un prezzo abbastanza onesto un flipper non funzionante (Cyclone della Williams), ottima partenza per la realizzazione della mia versione del flipper virtuale. Trattandosi di un cassone dalle dimensioni standard ho utilizzato uno schermo da 40 pollici per il tavolo da gioco, così da sfruttare tutta la larghezza; ho dovuto invece prevedere un pannello da posizionare nella parte più vicina alla testata che risultava non coperta dal televisore. Nella testata ho invece inserito televisore da 29 pollici per simulare le vetrofanie e un monitor widescreen da 15 pollici per il DMD. Ho preferito un monitor al DMD originale perché in questa maniera posso utilizzarlo anche con titoli che originariamente non lo prevedono.

La prima fase del lavoro ha previsto la rimozione di tutte le parti interne al cassone, arrivando a lasciare in pratica solo il legno. Dopo una pulizia di fondo e una stuccatura delle parti danneggiate ho ricavato i binari per alloggiare il televisore, ho realizzato i fori per i pulsanti aggiuntivi, sia frontali che laterali, e ho ricavato una apertura posteriore protetta da uno sportello per poter accedere direttamente alla scheda madre. Nella testata ho aggiunto dei supporti per il televisore e ho rifatto la griglia di supporto del DMD e delle casse. Per quanto riguarda la grafica ho applicato adesivi fatti stampare appositamente e ispirati alle grafiche originali dei primi flipper della Williams (soprattutto FirePower), mentre gli altri pannelli sono stati verniciati di nero. Gambe, gettoniera e staffe laterali sono state riutilizzate dopo un'accurata pulizia e lucidatura.

Una volta preparato esteticamente il cabinato, ho iniziato a montare i pulsanti e la gettoniera e ho realizzato il loro cablaggio verso una scheda I-PAC per permetterne la gestione da PC. I pulsanti laterali, ovvero quelli che pilotano le palette e i magna save, contengono un LED RGB che consente loro di assumere il colore del flipper originale che si va a simulare; quelli anteriori invece, come pure la gettoniera, contengono normali LED a luce bianca. Sotto al cabinato ho fissato strisce LED RGB che seguono il profilo anteriore e quelli laterali e regalano effetti di luce diretti verso il basso. Il passo successivo è stato quello di montare i contattori sfruttando dei listelli di legno per disporli nei punti corretti. In uno dei listelli ho fissato anche un motore a corrente continua. Riguardo la testata, nella parte superiore ho fissato due lampeggianti e una strobo ottenuta con due PowerLED da 10W l'uno, mentre nel pannello posteriore ho disposto due ventole per evitare il surriscaldamento dei monitor; al suo interno, nella parte superiore sinistra ho rimontato il knocker originale. Nel pannello che affianca lo schermo del playfield ho infine predisposto 5 PowerLed RGB  e due faretti a luce bianca.

La gestione dei vari dispositivi e dei LED viene demandata a due schede LedWiz, in grado ciascuna di pilotare tramite USB fino a 32 uscite a 500 mA. Per i carichi di corrente più elevati, come knocker, lampeggianti o strobo, ho utilizzato una scheda relè in grado di pilotare fino a 4 circuiti di massimo 220V 10A. Per fornire tutta la corrente necessaria ho invece utilizzato due alimentatori, uno da 5/12V e uno da 24V, oltre ovviamente a quello del computer che è fissato in un pannello montato nella parte posteriore del flipper assieme alla scheda madre e al disco a stato solido, inclinato verticalmente in maniera da facilitare il suo inserimento e da garantire l'accesso alla scheda sia dallo sportello posteriore che dall'alto. Alla scheda madre sono collegate anche le due ventole tachimetriche poste sul pannello posteriore, il cui compito è quello di estrarre l'aria calda dal cabinato ed evitare surriscaldamenti.

Passando alla gestione dell'audio, sono riuscito a configurare due sistemi di riproduzione sonora differenti:

  • Visual Pinball è configurato per utilizzare tramite la connessione HDMI le casse originali del televisore del piano di gioco, fissate sotto lo schermo subito dietro la gettoniera; da qui provengono i rumori meccanici delle tavole, come ad esempio il suono del lancio della pallina, delle collisioni o delle buche.
  • VPinMAME invece, che riproduce le musiche e gli effetti programmati nelle ROM del flipper, utilizza delle casse Logitech Z4, il cui subwoofer è collocato sul fondo del cassone e sfrutta il foro della cassa originale mentre le due casse sono fissate dietro i lati della griglia della testata. Il controllo remoto del volume è posto dietro lo sportello della gettoniera ed è accessibile facilmente.

La fase forse più difficile dell'intero progetto è stata quella di replicare con accuratezza all'interno del gioco i colpi dati al cassone. A parte la classica peretta, recuperata e ripulita, che reagisce ai colpi più violenti mandando in tilt il gioco, serviva riprodurre fedelmente i classici colpi che vengono inferti al flipper per deviare la traiettoria della pallina. I primi tentativi sono stati fatti montando interruttori al mercurio, più che altro perché le prime versioni di Visual Pinball utilizzavano tre tasti per simulare gli urti laterali e frontali. Successivamente si è provato ad introdurre la gestione degli accelerometri, modificando in base ad essi l'inclinazione del tavolo: una buona intuizione, che permetteva ad esempio di replicare il giocatore che alzava la parte anteriore del flipper per far tornare indietro la tastiera, ma non sufficiente a gestire gli urti veri e propri. Solo nelle versioni successive si è riuscito a sfruttare il movimento trasmesso dall'accelerometro per simulare un urto vero e proprio, con tanto di deviazione immediata della pallina; unica accortezza trovare un buon punto dove posizionare il sensore in maniera da non captare le vibrazioni minori dovute al nornale gioco e ai vari dispositivi.

Il risultato che ho ottenuto è andato oltre ogni mia immaginazione. Purtroppo un filmato non potrà mai rendere completamente l'idea di quella che è l'esperienza di gioco con un flipper, vi lascio comunque un video dimostrativo dove vengono mostrati praticamente tutti gli effetti luminosi e sonori che ho installato.

RIFERIMENTI

  • Le pagine Wiki del progetto.
  • Il blog che descrive cronologicamente le diverse fasi di realizzazione del flipper.
  • La galleria fotografica su Flickr.
  • VPForums, un forum completamente dedicato ai flipper virtuali, dalla costruzione del cabinato al software.
  • VPUniverse è un altro forum dedicato ai flipper virtuali.
  • PinballX è IL frontend per i flipper virtuali.