Bonus 8: Televizní hry (závěr 70. let)

Původní konzole Magnavox Odyssey (zdroj: Wikimedia Commons, Evan-Amos, PD)

Hraní her na obrazovce televizoru začalo vlastně ještě dříve, než se k rukám veřejnosti dostaly první počítače. Řeč je tu samozřejmě o herních konzolích, které byly fenoménem 70. let - a to nejen na západě, ale i u nás, byť v omezené míře. První komerční konzoli uvedla v roce 1972 americká firma Magnavox pod názvem Odyssey. Následovala hotová lavina více či méně blízkých klonů, kopií, napodobenin, modifikací, a příbuzných produktů (jako i relativně známý PONG v začátcích značky Atari), doprovázená dle zavedeného amerického zvyku vlnou žalob na licenční poplatky - a dle zvyku radioamatérského i vlnou návodů na amatérskou stavbu podobných přístrojů.

O rok později (1973) stejnou konzoli vystavovala firma ITT Schaub-Lorenz také na mezinárodní radiotechnické výstavě v Berlíně, a protože ani německý odborný tisk nezůstal s různými návody pozadu, chopili se někdy v polovině 70. let tohoto tématu i českoslovenští nadšenci pro elektroniku. Zatímco první informace o konzoli v březnu 1973 (VTM) ještě přirovnala složitost zapojení k televizoru, tehdejšímu vrcholu domácí elektroniky, v roce 1974 již Sdělovací Technika odhalila principy některých částí přístroje, a v roce 1977 se pak na stránkách časopisu Amatérské Radio objevily hned dva návody na stavbu těchto "Televizních her", které udělaly z podobných konzolí prakticky vlajkovou loď probíhající vlny návodů na stavbu různých elektronických her a hraček. Rozšíření mezi tuzemské bastlíře napomohl zřejmě i fakt, že původní konzole Odyssey byla sestavena výhradně z diskrétních součástek - jednotlivých tranzistorů - jejichž ekvivalenty se daly bez větších potíží obstarat i u nás (však také byla konzole původně navržena již koncem 60. let - existuje i video s datem 1969). Oba zmíněné návody více či méně vycházejí z konstrukce původní americké konzole, jsou však zpracované v poněkud různém stylu.

Televizní hra V. Čackého (zdroj: Amatérské Radio A10/1977, titulní stránka)

Nákres hry "Odbíjená" se zobrazením sítě a klasickým ovládáním třemi potenciometry (zdroj: Amatérské Radio A11/1977 str. 424)

V základní "červené" řadě Amatérského Radia najdeme návod Vladislava Čackého "Televizní hry s tranzistory", který je víceméně kopií původní konzole, jen s doplněním částí vynechaných v zahraniční dokumentaci. Umí celkem čtyři navzájem dost podobné hry, které se vybírají mechanickým přepínačem - ten mění propojení jednotlivých modulů, podobně jako to u originální konzole dělaly zásuvné cartridge (které byly v základní verzi také jen propojkami). Přístroj tedy nabídl Ping-Pong (dva hráči si posílají míček, kdo jej nezachytí tak ztrácí bod), Torpédování ponorky (stejná hra, jen je cílem naopak zasáhnout protivníka), Odbíjenou (opět Ping-Pong, ale doplněný o "síť" v podobě překážející svislé čáry v dolní části obrazovky), a Bludiště (což je jen tečka volně řiditelná po celé obrazovce, na kterou si měl hráč přilepit fólii s nakreslenou trasou). Přístroj neuměl počítat skóre, ani rozeznat vyjetí z dráhy bludiště, za povšimnutí však stojí možnost pohybovat pálkami všemi směry (svisle i vodorovně) a ovládat navíc i směr letu míče k soupeři - ovladače tedy byly vybaveny (přesně podle původního přístroje Odyssey) poměrně bohatou sestavou tří potenciometrů a tlačítka. Přístroj sám ovládal pouze vodorovný pohyb míče mezi pálkami hráčů, případně po opuštění obrazovky či zásahu v režimu "torpédování" zobrazení míče vypnul (až do dalšího "podání" tlačítkem). Jde tedy o hry velmi jednoduché, tvořené na obrazovce vyloženě spartánsky jednoduchým zobrazením dvou bílých obdélníčků (pálek) a jednoho čtverečku (míče), případně ještě s delším obdélníčkem "sítě".

Ve své době byla ovšem i taková hra přitažlivá - vždyť šlo pro spoustu lidí o vůbec první možnost nějak aktivně řídit dění na obrazovce svého televizoru... A vzhledem k použité technologii to vlastně nebyl nijak špatný výkon. Celé zařízení bylo v podstatě analogové, neobsahovalo samozřejmě nic, co by se podobalo počítači, neznalo žádné pixely ani bitmapy. Jednotlivé elementy hry se "kreslily" v podobě různě časovaných impulsů přímo do analogového videosignálu, což měl na starosti pro každý "flíček" samostatný klopný obvod s tranzistory. Veškeré časování probíhalo analogově, nabíjením kondenzátorů, s čímž souvisí i typ použitého ovladače - potenciometr. (Ten ostatně jaksi z tradice přežil i u některých pozdějších zařízení, například u firmy Atari takové ovladače podporuje ještě i osmibitová řada počítačů známá také u nás, ani nemluvě o dalších reliktech ve vnitřní struktuře stroje.)

Konstrukce V. Čackého představuje klasicky "bastlířský" přístup, v té době v radioamatérské komunitě poměrně obvyklý, orientovaný na jednoduchost a tvůrčí zužitkování dostupného a spíše levného materiálu. Obvody jsou sestaveny z 29 tranzistorů (a dalších drobných součástek) na 11 malých destičkách, přivěšených kousky drátu na pertinaxovém šasi, hry vybírá mechanický přepínač, krabička je navržena z lepené překližky, držák na baterie z kousku odpadové trubky, za konektory ovladačů měly posloužit patice z rozbitých starých elektronek, zalité do lepidla. Radioamatérský kontext celé konstrukce je vidět i na vysokofrekvenčním modulátoru pro televizor, kterému je věnováno relativně málo pozornosti, jako by šlo o věc samozřejmou - přitom tato část není úplně triviální.

Televizní Tenis L. Kryšky a J. Zusky (zdroj: Amatérské Radio B1/1977, titulní stránka)

Ovladač k Televiznímu Tenisu se dvěma tzv. tahovými potenciometry (zdroj: Amatérské Radio B1/1977, 3. strana obálky)

Druhý návod uvedla pro změnu v "modré" řadě B (s podtitulem "pro konstruktéry") zkušená dvojice autorů L. Kryška a J. Zuska, jako tematický sešit "Hřiště na televizní obrazovce". Jak bylo v "modré" řadě zvykem, je zde téma pojato značně zeširoka, od úvodu do historie, stavu, i světlých zítřků v oblasti televizních her, přes výklad relevantních principů (samozřejmě analogového) videosignálu a jeho umělé tvorby, fungování televizoru, logických funkcí, vnitřní struktury a elektrických vlastností logických obvodů, až po vysvětlení funkce některých typických zapojení. Popsaná verze hracího přístroje je zde o poznání moderněji pojatá: V zapojení jsou částečně použity logické obvody TTL řady 7400 (v omezeném sortimentu, který se u nás již tehdy vyráběl, a ovšem i krvavě platil), desky se zasouvají do solidních konektorů v robustní kovové skříňce, ovládacími prvky jsou tehdy značně moderní "tahové" potenciometry (s přímočarým pohybem). Popsána je i celá řada možných vylepšení či alternativních řešení - mezi nimi dokonce najdeme jako levnější alternativu i původní tranzistorovou verzi (prakticky shodnou s návodem V. Čackého).

Jednotlivé části zapojení a jeho alternativ jsou zřejmě většinou převzaty ze zahraniční literatury (autoři uvádějí až 10 takových zdrojů, poměrně dost detailů včetně názvu článku se kryje s verzí nizozemského magazínu Elektor). Když si pak obvody této hry srovnáme s původním přístrojem Odyssey (který nám zrcadlí také verze V. Čackého), uvidíme, že je to vlastně pořád stejná konzole, jen s drobnými kosmetickými změnami. Úpravy herního principu nejsou nijak zásadní, a použití tehdy moderních logických obvodů TTL jen nahrazuje tranzistorové obvody se stejnou funkcí; některé části dokonce zůstaly zachovány v původní tranzistorové verzi. Přesto lze vyzdvihnout tvůrčí pojetí tohoto relativně moderně a široce pojatého návodu, který se možná stal i předobrazem skromné rodiny herních konzolí značky Tesla.

Jak vlastně vypadala samotná hra? V základní verzi jde o "Televizní tenis", kde opět lze s pálkami pohybovat všemi směry, míč se však ve svislém směru pohybuje již sám - odráží se od horního či dolního okraje obrazovky, při odpálkování pak mění směr dle volby tlačítkem na ovladači (kde jsou tedy již jen dva potenciometry). Pokud míč proletí až na okraj obrazovky, zůstane tam skákat nahoru a dolů. Tlačítko "podání" v této verzi jen pohne pálkou tak, aby míč "vyhrábla" od okraje zpět do pole - což se ovšem později neosvědčilo a sami autoři to několika různými způsoby měnili.

Doporučena je i řada dalších změn a vylepšení, v závěru návodu i v jeho pozdějším pokračování, přičemž některé z těchto změn mají vzhledem k poněkud slabší týmové spolupráci obou autorů až 3 různé verze. Něco je v klasicky elektronickém duchu (stabilnější kmitočty, symetrizační člen k televizoru, jiný modulátor), něco pak rozšiřuje i samotnou hru - doplnění středové sítě či mantinelů kolem hřiště, hokejové branky, čtyřhra, jiné způsoby podání a ovládání (v jedné z verzí zůstal jen jediný potenciometr pro svislý pohyb pálek), hra proti stěně či "automatu" (kde poloha pravé pálky kopíruje pohyb míče). Další možná hra, kde máme pálkou sledovat míč obíhající v kruhu (na principu Lissajousových obrazců, podobně jako při hraní si s osciloskopem a sinusovkami), je prezentována už jako seriózní trénink koordinace pohybů. Ani tento článek totiž nezapomíná náležitě vyzdvihnout pozitivní význam her pro trénink rychlé reakce atd., snad aby autoři nějak "ospravedlnili" plýtvání technikou na pouhé hry. Není snad třeba dodávat, že každé vylepšení v takovéto čistě hardwarové verzi hry bylo vždy na vrub zvýšení (již tak značné) pracnosti i ceny přístroje.

Významným tématem se stalo také počítání a zobrazování skóre. Původní verze nic takového neměly, autoři varovali že obvody potřebné pro zobrazení číslic "by byly složitější, než obvody samotné hry", a doporučovali používání papírků, mechanických počítadel, případně samostatného displeje s digitrony, umístěného na televizor. V původním článku se přímo ve hře pustili maximálně do zobrazení posuvné čárky, ukazující na číslice ručně přilepené k okraji obrazovky. Po několika měsících hraní však museli sami připustit, že hra bez skóre nemá úroveň, a odvážně se přece jen pustili do zobrazování číslic - každý z nich trochu jinak. Vznikly tedy dvě verze, obě s čítači do 9 bodů pro každého hráče a zobrazením analogově časovaných bitmap pro číslice v rastru 3x5 pixelů. Jedna verze řešila font dekodérem a de-facto pamětí ROM, v podobě maticového zapojení 67 diod, v druhé verzi tuto funkci zastává dekodér z asi 11 integrovaných obvodů základní logiky TTL (kde navíc tiskovou chybou část schématu chybí, i to se tehdy stávalo...) A to nepočítám ještě další obvody, čítače a dekodér, společné oběma verzím - v té době tedy nic levného ani snadného. Za povšimnutí stojí, jak oba autoři cítili potřebu zobrazené číslice nějak odklidit z hracího pole, aby vizuálně nerušily při sledování míče. Kvůli čárkám u horního okraje zužovali hrací plochu, číslice v ploše pak jeden přebarvil na nejčernější černou, druhý jejich zobrazení po vhození míče vypínal.

Televizní Odbíjená TESLA VÚST, vystavená na Dnech Nové Techniky 1977 (zdroj: VTM 13/1977, str. 394)

Současně svoji verzi představil i Výzkumný Ústav Sdělovací Techniky A. S. Popova (TESLA VÚST) na své výstavě Dny nové techniky '77. Není dokonce vyloučeno, že tam byly rovnou verze dvě, protože různými zdroji uváděné parametry se diametrálně liší: Podle poněkud pesimistického srovnání stavu naší a západní techniky, publikovaného O. Šmejkalem v časopisu VTM, měl být přístroj osazen jen tranzistory, diodami a jedním tyristorem, přibližně tedy v rozsahu nepatrně rozšířené původní konzole Odyssey. Přístroj měl dle fotografie i odpovídající ovladač se dvěma páčkami a byl zřejmě doplněn o nějaké zvukové efekty. Autoři návodu z "modré" řady AR ovšem VÚSTu na téže výstavě vyčítají naopak překomplikované řešení s digitálním časováním a více než 80 integrovanými obvody - takže kdoví, co všechno se tam vystavovalo (nebo jak spolehlivé informace měli autoři článků).

Malou odbočku si dovolím k dobovému názvosloví. Autoři očividně nevěděli, jak si s novými pojmy poradit, takže ovladače se jmenují jednou "hrací pulty", podruhé zas "ovládací" či "povelové skříňky", samotná konzole je "hrací ústřednou". Objekty zobrazované na obrazovce jsou zas nejčastěji nazývány "maketami". Herní názvosloví zkrátka v tom roce 1977 ještě chybělo.

Na západě samozřejmě nelenili, takže se v roce 1976 objevuje první specializovaný integrovaný obvod AY-3-8500 se šesti hrami, zobrazením skóre a přesnějším číslicově řešeným časováním obrazu. Následovala vzápětí celá řada dalších čipů od různých výrobců (včetně sovětského klonu), které rychle ovládly trh (kam se ovšem tlačily už i konzole vybavené mikroprocesory, jako Fairchild VES/Channel F (1976) následovaný úspěšnějším Atari 2600).

Příklad TV hry s obvodem AY-3-8500, precizně vyrobené dle návodu v Amatérském Radiu (zdroj: http://ok2pde.radio/)

Také mezi českými radioamatéry si obvod AY-3-8500 získal značnou popularitu. Návod na stavbu konzole vyšel v Amatérském Radiu v roce 1978, následován v dalších letech řadou drobných doplňků a vylepšení. Obvod se sice do Československa nikdy oficiálně nedovážel, takže byly podobné konstrukce omezeny na šťastné majitele čipů individuálně dovezených ze západu, rozhodla však zřejmě širší nabídka her při nesrovnatelně jednodušší konstrukci přístroje. Soudě dle obsahu časopisů, ovládl obvod AY-3-8500 rychle a téměř úplně scénu televizních her u nás. V inzerci pak můžeme vysledovat jistou formu černého trhu: Pravidelně se opakující inzeráty, nabízející prodej relativně široké škály nepoužitých součástek ze západu, začínají jen pár měsíců po otištění návodu nabízet i AY-3-8500. Nabídek rychle přibývá, cena obvodu během jednoho roku klesá z 1000 Kčs až na 510 Kčs, objevují se kombinace s dalším potřebným materiálem, i několik nabídek hotové konzole. Pár lidí obvod poptává i v rubrice "koupě".

Současně se ovšem této oblasti do jisté míry věnoval i náš český výrobce elektroniky Tesla. Již koncem roku 1977 lze v závěru jednoho z článků najít nabídku Tesly Pardubice: Kompletní sada součástek a materiálu na Televizní tenis, za pouhých 2200 Kčs (tedy téměř celý měsíční plat).

Televizní Tenis TESLA XD8000 (zdroj: http://www.litildivil.cz)

Televizní Tenis TESLA XD8000A (zdroj: http://www.kompjutry.cz)

Televizní hra TESLA XD8001 (zdroj: https://20thcenturyvideogames.com)

Tesla pak začala vyrábět i vlastní konzole, z nichž první nesla označení XD8000 (a slovenský název "Televízny tenis"). Uměla jen základní hru s možností nastavit rychlost pohybu míče, každý ze dvou ovladačů nesl jen jediný potenciometr a tlačítko. Podle funkce i použitých součástek se lze domnívat, že šlo o jistou verzi zmíněného zapojení z Amatérského Radia řady "B". Následovala jen nepatrně pozměněná verze XD8000A, doplněná o hru proti stěně (na což v podstatě stačilo vhodně připojit samotný spínač). Tesla pro tato zařízení vesměs recyklovala skříňky již vyráběné za jiným účelem, takže poněkud modernější vzhled této konzole nebezpečně připomíná radiopřijímač Menuet 2, zatímco ovladače jsou stejné jako u tehdejších hraček ovládaných bowdenem (samozřejmě ovšem osazené jinými prvky).

Nakonec Tesla přece jen částečně následovala západní trend, takže se v (poměrně hubeném) katalogu tuzemských integrovaných obvodů objevila nevídaná položka: Trojice speciálních obvodů pro televizní hry! Ty dostaly označení MAS601, MAS602 a MAS603, a jakožto nerozlučná trojice (nebo spíše jediný obvod rozdělený kvůli malým pouzdrům na tři části) se staly srdcem inovované konzole XD8001 - tentokrát v krabičce k nerozeznání od stolních kalkulaček řady OKU104, recyklované ostatně i pro další zařízení jako mixážní pult či paměť k telefonu. Tato konzole již zvládala 4 různé hry (samozřejmě velice podobné), měla jednoduché zvukové efekty, zobrazovala čáry ohraničující hřiště, přerušovanou síť, a dokonce i číselně skóre. Hra se tak poněkud více podobala západním vzorům, přesto se stále jednalo o tutéž jednoduchou a zvolna zastarávající rodinu her typu Pong. Kdy se tyto konzole vyráběly? Existuje zmínka, že jeden dochovaný exemplář byl v Tesle Piešťany zabalen v říjnu roku 1980, ovšem samotné integrované obvody (alespoň ty dochované a vyfocené různě po webu) nesou vesměs výrobní kódy z roku 1979. Takže vlastně Tesla ani tak moc nezaspala, výrobu spustila už 3 roky po legendárním AY-3-8500, a ani to nebyl klon odjinud (na rozdíl třeba od několika sovětských konzolí ze stejné doby).

Čtyři hry konzole TESLA XD8001 s čipy MAS601-603 (zdroj: Katalog TESLA polovodičové součástky 1982/83)

Doporučené zapojení obvodů MAS601-603 je prakticky schématem konzole XD8001 (zdroj: Katalog TESLA polovodičové součástky 1982/83)

Podívejme se trochu blíže na zmíněné integrované obvody Tesla MAS601/MAS602/MAS603, které jsou poměrně tajuplnou záležitostí. Existuje k nim pár nákresů herních obrazovek, elektrických parametrů, a doporučené zapojení, přetiskované ještě nějakou dobu v různých vydáních katalogů součástek - a to je vlastně všechno. Některé novodobé sběratele a nadšence toto téma dráždí dokonce do té míry, že byla jedna trojice obvodů rozebrána a zkoumána mikroskopem. Nemám sice k dispozici detaily, ale základní představu lze získat i z onoho doporučeného zapojení, a srovnáním s jinými dobovými verzemi: Nejvíc práce odvádí obvod MAS601, který je ve své podstatě asi číslicový, z jediného hodinového kmitočtu generuje do videosignálu synchronizaci, podle zvolené varianty hry nepohyblivé objekty (asi včetně horizontální složky pálek), detekuje kolize, překlápí směr pohybu míče, vytváří zvuk, počítá a zobrazuje skóre. Zbylé dva obvody MAS602 a MAS603 generují pohyblivé objekty - MAS602 má na starosti polohu a vzhled míče, MAS603 pak obě pálky ovládané hráči (a oscilátor hodin). Tyto dva obvody jsou pojaté úplně jinak než MAS601 - jsou v podstatě analogové (jejich čipy jsou téměř 4x menší než MAS601 a domnívám se, že kdyby tehdy Tesla uměla pouzdra s více vývody, nemusely být vůbec rozděleny), a jsou podobné již zmíněné klasické verzi časované jen nabíjením kondenzátorů (a Teslou již dříve vyráběné). Konzole tak byla vlastně modernizovaná jen částečně - při pohledu na schéma se nemohu zbavit dojmu, že je to spíše jakýsi číslicově-analogový kočkopes. Je to vlastně vidět i na existujícím videu, kde analogově tvořené pálky u okrajů podivně "zalézají" do digitálních mantinelů.

Jakkoliv je hra jednoduchá a po světě již opakovaná snad v desítkách variant, dá se v "Teslácké" verzi rozeznat řada rysů, podle nichž se nejedná o klon žádného ze zahraničních čipů (jako je široká rodina AY-3-8500, obvod MM-57105, nebo i sovětská verze K145IK17). Lze naopak vidět blízkou příbuznost s konstrukcí publikovanou v Amatérském Radiu řady "B": Zobrazené skóre poměrně neobvykle zhasíná až chvíli po vhození míče (po jeho průchodu sítí), míč náhodně mění směr při doteku jak pálek, tak i sítě (!), po opuštění obrazu dál skáče kdesi v nedohlednu nahoru a dolů (jak prozrazuje zvuk) a je odtud opět servírován, vodorovné čáry na okraji hřiště přesahují do stran, hra jediného hráče míří opačným směrem než u zahraničních čipů. Na druhou stranu je vidět, že Tesla zapojení ještě i vylepšila, takže zde máme dle cizích vzorů i hru s dvojicemi spřažených pálek, přerušovanou čáru sítě, úplné či částečné boční mantinely, počítání skóre je až do 15 bodů. Použitý font se pak nekryje s žádnou jinou verzí, tuzemskou ani zahraniční.

Těsně po příchodu této konzole se k nám ovšem dostaly počítače ZX-80 a ZX-81, následované ještě populárnějším ZX Spectrem a dalšími, což další vývoj v oblasti "televizních her" i u nás prakticky ukončilo.

Další články od Jiřího Bernáška najdete pod štítkem "bonus". 

Zdroje:

• PONG - First documented Video Ping-Pong game - 1969 (https://www.youtube.com/watch?v=XNRx5hc4gYc)
• Domácí televizní hry (VTM 5/1973 str. 172)
• Jan Hájek: Televizní obrazovka hřištěm (Sdělovací Technika 12/1974 str. 475)
• O. Šmejkal: Dny nové techniky Tesla-VÚST '77 (VTM 13/1977 str. 394)
• Vladislav Čacký: Televizní hry s tranzistory (Amatérské Radio A10/1977 str.369-373,  A11/1977 str. 423-425)
• L. Kryška, J.Zuska: Hřiště na televizní obrazovce (Amatérské Radio B1/1977 str. 6-36, B6/1977 str. 222-231)
• TV Tennis (Elektor 11/1975 str. 1111-1120) 
• ing. Karel Mráček: Televizní hry s AY-3-8500 (Amatérské Radio A4/1978, str. 150-151)
• Doplňky k TV hrám: Amatérské Radio A8/1977 str. 286, A10/1978 str. 366, A11/1978 str.409, A7/1979 str. 247, A8/1979 str. 286, A1/1980 str. 12, A6/1983 str. 209
• Jaroslav Budínský: "Televizní hry" (Amatérské Radio A1/1979 str.19-22, A2/1979 str. 53-54)
• Wikipedie: Magnavox Odyssey
• Fotografie konzolí XD8000, XD8000A, XD8001 (internet)
• Polovodičkové součástky 1982/83 (Katalog, TESLA)
• Jaroslav Švelch: Jak obehrát železnou oponu (str. 82)
• Video s konzolí XD8001 (https://www.youtube.com/watch?v=80nm31Uwf0g)