美國工程師 Wenting Zhang 近日公開名為「60fps Eink GameBoy Emulator」改裝項目，利用 M5Stack PaperS3 開發套件配合 ESP32-S3 晶片，成功令電子紙螢幕以 60fps 運行 Game Boy 遊戲模擬器，徹底打破外界對電子紙「反應遲緩」印象。

 

電子紙變身遊戲機

M5Stack PaperS3 本身是一款開發套件，配備 ESP32-S3 雙核心處理器，以及一塊 4.7 吋、解像度達 960×540 觸控電子紙螢幕。Wenting Zhang 表示，這款套件與市面上大部分細小電子紙開發板不同，採用 row/column 原始驅動介面，而非一般波形驅動方式，正因這個特性，他才萌生改裝念頭。

 

一般電子紙螢幕更新時，需依靠控制器內置波形表，以精準電壓序列驅動顯示粒子翻轉，單次驅動粒子轉色需時約 100 毫秒，即約等於 10Hz 更新率。Wenting Zhang 索性移除畫面更新時常見的「全域鎖定」機制，改為每一畫格都讀取新影像，並額外新增狀態緩衝區追蹤每個像素驅動時間，才成功將更新率提升至 60Hz。

 

 

玩法及遊戲兼容性

軟件方面 Wenting Zhang 曾測試 3 款開源 Game Boy 模擬器核心，包括 Peanut GB、Walnut CGB 及 CrankBoy，最終發現 CrankBoy 表現最佳，遂採用作為模擬核心。CrankBoy 本身是 Peanut GB 改良分支，原先配合掌機平台 Playdate 開發前端介面。

 

由於 Game Boy 原生解像度僅 160×144，Wenting Zhang 將畫面放大 3 倍，並以抖動處理模擬 4 種灰階效果，配合雙核心分工，一核心處理遊戲模擬，另一核心專責畫面更新及音效，確保畫面同步 60Hz 節奏。目前大部分遊戲可運行至 30 至 60fps 之間，當中 Tetris 對系統要求最高，而 Super Mario Land 則錄得最高幀數表現；惟受限於運算能力，暫時未能支援需要雙倍時鐘速度運行的 Game Boy Color 遊戲。

 

聲音方面 PaperS3 開發套件僅內置一個蜂鳴器，一次只能發出單一音調，Wenting Zhang 因而借用早年個人電腦內置蜂鳴器技術，以方波快速切換模擬原本 4 聲道音效，效果雖然未能完全還原原聲，但仍可辨認出遊戲音樂旋律。

 

操控方面 螢幕下半部分模擬 Game Boy 實體方向鍵及按鍵，並加入實驗性藍牙 BLE 手掣支援，惟由於未完整實作 HID 通訊協定，現時僅兼容少數手掣型號。存檔功能方面 遊戲進度儲存至 microSD 記憶卡，由於開發套件電源鍵屬直接切斷電源設計、並無正常關機程序，Wenting Zhang 特別加設手動存檔按鍵，同時支援快速存檔及讀檔，方便玩家隨時中斷及繼續遊戲。

 

開發套件已停產引起關注

項目原始碼已上載至 GitHub，並採用 ESP-IDF 開發框架，預先編譯韌體亦可透過 M5Burner 工具下載安裝。但值得留意 M5PaperS3 開發套件目前已經停產（End-of-Life），市面上貨源短缺，現時只能透過 eBay 等二手平台以原價兩倍左右購入。若想尋找替代方案，較接近選擇為採用同款螢幕、但處理器為舊款 ESP32（非 ESP32-S3）的 M5Paper 機款，售價約 85 美元（約港幣 HK$663），但需要額外改裝才能達到相同效果。

 

另外 Wenting Zhang 友人 Yukidama 亦以 Claude Code 開發一套實驗性 JIT 動態編譯器，初步測試顯示可為模擬效能帶來提升，惟遊戲兼容性仍待完善，未來有望進一步改良整體運行速度。

 

 

 

資料來源：CNX Software、Hackster.io