Trick Shot II คืออะไร?

Trick Shot II เป็น Physics Puzzle ที่ Hoani Bryson สร้างสำหรับ Nokia 3310 Jam 8

Theme ของ Jam คือ:

ผู้สร้างจึงออกแบบเกม ที่ให้ผู้เล่นจัดตำแหน่งวัตถุ เพื่อทำให้ลูกบอลกระเด้งไปยังเป้าหมาย โดยเน้นผลลัพธ์จาก Geometry และ Physics มากกว่าความสุ่ม

Trick Shot II ได้อันดับ:

• อันดับ 1 Overall
• อันดับ 1 Innovation
• อันดับ 1 Completeness
• อันดับ 1 Quality

แต่ส่วนที่น่าสนใจที่สุด คือผู้สร้างไม่ได้หยุดอยู่ที่เวอร์ชัน Browser เพราะเขาตั้งใจทำให้เกม ใกล้เคียงกับประสบการณ์ของ Nokia 3310 จริงที่สุด

Nokia 3310 Game Jam จำกัดอะไรบ้าง?

Nokia 3310 Jam ใช้ข้อจำกัดของโทรศัพท์รุ่นนี้ เป็นกรอบในการออกแบบเกม

จอ Nokia 3310 จริงคือ 84×48 ไม่ใช่ 94×48

Hackaday ระบุในบทความว่า Interface ของ Nokia 3310 มีจอขนาด 94 × 48 pixels

แต่ข้อมูลนี้ขัดกับทั้ง:

• Nokia 3310 Jam 8
• Hardware Teardown ของ Hoani
• PCD8544 display configuration ที่ใช้ใน Project

Display ที่ Hoani ตรวจสอบ เป็น Monochrome LCD ที่ใช้ PCD8544 driver ซึ่งกลายเป็นข้อจำกัดหลัก ทั้งด้าน Graphics, Font, Physics presentation และ Animation

3310 Engine: Game Engine ที่รันได้ทั้ง Browser, Desktop และ MCU

แทนที่จะทำ Trick Shot II ผูกติดกับ Platform เดียว Hoani สร้าง Game Engine ของตัวเอง บน:

Architecture นี้ทำให้ Game Code และ Engine Concept หลัก ใช้ร่วมกันได้ แล้วแยก Platform layer สำหรับ Hardware หรือ Desktop ออกไป

ใน Source Code มี Interface สำหรับ:

• Game lifecycle
• Canvas / graphics
• Key input
• Sound
• Display
• Platform abstraction

นี่ทำให้ Project ไม่ได้เป็นแค่เกมหนึ่งเกม แต่เป็น Framework ที่ใช้สร้างเกมภายใต้ข้อจำกัดแบบ 3310 ได้

Graphics Engine แบบ 1-bit ทำงานอย่างไร?

จอ Nokia 3310 ไม่ต้องการ Pipeline แบบเกมสีสมัยใหม่

Canvas ใน Engine มอง Pixel หลัก ๆ เป็นสถานะ:

Source Code ของ Engine มี Method สำหรับ:

• Clear Canvas
• Set Pixel
• Read Pixel
• Access Buffer
• Draw Surface
• Overlay

type Canvas interface {
    Set(x, y int, val bool)
}

ความเรียบง่ายนี้ เหมาะกับ Display ที่มีข้อจำกัดสูง เพราะ Engine ไม่ต้องแบก Color Buffer ขนาดใหญ่ หรือ Image Processing ที่เกินความจำเป็น

Tiny Font และ Embedded Assets ทำไมสำคัญเมื่อมีแค่ 84×48 Pixels?

ผู้สร้างต้องคิดเรื่อง Graphics Asset ในมุมของ Embedded System ด้วย ไม่ใช่แค่ความสวย

เป้าหมายของ Asset Pipeline คือ:

• ลด Flash usage
• รองรับ Monochrome
• รองรับ Transparency
• ลด Runtime Processing
• หลีกเลี่ยงการ Decode image format หนัก ๆ บน MCU

Hoani จึงเลือกแนวทาง Netpbm format เช่น:

• PBM สำหรับ Black/White
• PGM สำหรับ Grayscale/Dithering ในบางกรณี
• PBMX แนวทางของผู้สร้างที่แยก Pixel Data กับ Mask เพื่อ Transparency

ผู้สร้างระบุว่า Sprite ส่วนใหญ่ใน Trick Shot II มีขนาดเล็กมาก โดยหลายชิ้นอยู่ราว 10×8 pixels ทำให้ Format และ Overhead ของ File มีผลชัดกว่าที่คิด

Physics 60Hz บน Microcontroller ทำได้อย่างไร?

Trick Shot II ไม่ได้ใช้เพียง Animation ที่กำหนดไว้ล่วงหน้า แต่มีระบบ 2D Physics ทำงานแบบ Real-time:

โครงหลักที่ผู้สร้างอธิบายประกอบด้วย:

• Integrator
• Equations of motion
• Collision detection
• Collision handling

Simulation แยก Object เป็น:

• Dynamic — Object ที่เคลื่อนที่ได้
• Static — Object ที่ถือว่าไม่เคลื่อนที่และมีมวลไม่จำกัดในโมเดล

Collision ระหว่าง Dynamic Object ใช้วิธีที่มีความซับซ้อนเชิงจำนวนคู่สูงขึ้นตามจำนวน Object แต่ Hoani อธิบายว่า ในเกมจริงจำนวน Dynamic Object มีน้อย จึงยังเหมาะกับข้อจำกัดของ Platform

Pixel Nokia 3310 ไม่ได้เป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัสจริง

สิ่งที่น่าสนใจมากคือ Hoani ไม่ได้ดูแค่ Resolution 84×48 แต่ไปวัดพื้นที่แสดงผลของ LCD จริง

เขาประเมินพื้นที่จอไว้ประมาณ:

เมื่อเทียบกับจำนวน Pixel จึงได้ Pixel pitch โดยประมาณ:

• แนวนอน ≈ 0.363 mm
• แนวตั้ง ≈ 0.448 mm

ผู้สร้างจึงมองว่า Pixel Aspect Ratio ใกล้เคียงกับ:

ทำไม Game Grid เป็น 5×4 pixels?

ถ้าวาด Square ด้วยจำนวน Pixel เท่ากันทั้ง X และ Y รูปร่างบน LCD จริงจะไม่รู้สึกเป็น Square เท่าไร

Trick Shot II จึงใช้ Logical Grid:

Physics ก็ต้องรู้เรื่องนี้ด้วย

Hoani ปรับ Physics Scale ให้ 5 pixels ในแกน X และ 4 pixels ในแกน Y แทน 1 logical unit

ผลคือ Visual Geometry และ Physics Geometry ใช้ระบบสัดส่วนเดียวกัน แทนที่จะวาดให้ดู Square แต่คำนวณ Collision ด้วย Coordinate ที่ผิดสัดส่วน

LCD Ghosting ของ Nokia 3310 ช้าแค่ไหน?

PCD8544 LCD อัปเดตได้สูงสุดประมาณ:

แต่ Update Rate ของ Controller ไม่ได้แปลว่า Pixel เปลี่ยนสภาพได้ทันที

จากการวัดของ Hoani:

เมื่อ Object เคลื่อนที่เร็ว Pixel เก่าจึงยังไม่หายทันที เกิดรอยตามที่เรียกว่า:

นี่เป็นเหตุผลว่าทำไม การจำลอง Nokia 3310 ให้ “รู้สึกเหมือนจริง” ไม่ได้จบที่การตั้ง Canvas เป็น 84×48

ทำ Grayscale ด้วย Ghosting ได้ไหม?

แนวคิดคือ:

• Pixel ชุดหนึ่งเปิดตลอด
• Pixel ชุดหนึ่งปิดตลอด
• Pixel อีกชุดสลับ ON/OFF ระหว่าง Frame

ถ้า LCD ตอบสนองช้า ในทางทฤษฎี Pixel ที่สลับ อาจดูเหมือนมีความเข้มอยู่กึ่งกลาง

แต่ผลจาก Hardware จริง:

ดังนั้น Project นี้ ไม่ควรถูกอธิบายว่า “ทำให้ Nokia 3310 แสดง Grayscale ได้”

สิ่งที่ถูกต้องกว่าคือ: ผู้สร้างทดลองใช้ Temporal Flicker เพื่อสร้างเฉดกลาง แต่ผลบน LCD จริงไม่สม่ำเสมอ

จากเกมไปสู่ Custom Nokia 3310 Mainboard

ผู้สร้างไม่ได้พยายามใช้ Processor และ Proprietary IC เดิมของโทรศัพท์

เขาเลือกแนวทางใหม่:

Creator ระบุว่า Nokia 3310 และ 3315 ใช้ Hardware ที่เหมือนกัน ในบริบทที่เขาต้องการ Swap PCB

Interface หลายจุดในเครื่องเดิม ไม่ได้ใช้ Connector แบบสายเสียบ แต่ใช้:

เช่นบริเวณ:

• Battery
• LCD
• Buzzer
• Vibration Motor

นั่นหมายความว่า PCB ใหม่ต้องวาง Pad ให้ตรงตำแหน่งเดิมเชิง Mechanical ด้วย ไม่ใช่เพียงต่อ Circuit ถูก

PCB 1.6mm ทำไมใส่เคสไม่พอดี?

Mainboard เดิมของ Nokia 3310 หนาประมาณ:

แต่ Prototype รอบแรก ของ Custom PCB ถูกสั่งที่:

Circuit ทำงาน แต่ Assembly ทั้งหมด ไม่สามารถ Clip กลับเข้าหากันได้อย่างพอดี

นี่เป็นตัวอย่างที่ดีว่า PCB Design สำหรับอุปกรณ์เดิม มี Constraint มากกว่าการลาก Trace:

• Board thickness
• Component height
• Connector/contact position
• Mechanical stack-up
• Clearance กับ Housing

ข้อจำกัดด้าน Mechanical ของ Nokia 3310 หนักกว่าที่เห็น

ด้านหน้าของ PCB ต้องประกบกับชุดที่มี:

• LCD
• Keypad
• Speaker
• Light tunnels

Hoani ระบุว่า Surface ด้านหน้าของ Board ต้องแบนมาก เพราะแทบไม่มีพื้นที่ให้ Component ยื่นขึ้นมา

Component ส่วนใหญ่ ต้องมีความสูงต่ำกว่าโดยประมาณ:

มีพื้นที่มากขึ้นเล็กน้อย ใกล้ Power Button เนื่องจาก Housing เดิม มี Cavity สำหรับ Antenna

แม้แต่ LED ก็ต้องวางด้านหลังของ PCB แล้วหันแสงผ่านรูประมาณ 2 mm เพื่อส่งแสงไปยังด้านหน้า

Project นี้จึงเป็นตัวอย่างของ:

Keypad มี 16 ปุ่ม แต่ Game Jam ใช้ได้ 12 Controls

ใน Engine Hoani สร้าง Key model สำหรับปุ่ม:

• 0–9
• *
• #
• A
• B
• C
• D

รวมเป็น:

Engine ยังมี Alias ให้ปุ่มบางชุดทำหน้าที่เชิงเมนู เช่น:

• Cancel
• Confirm
• Prev
• Next

แต่กติกา Nokia 3310 Jam จำกัด Game Controls สูงสุดไว้ 12 เพราะไม่นับปุ่มเมนู 4 ปุ่ม เป็น Gameplay Controls หลัก

นี่เป็นตัวอย่างว่า Hardware Interface จริง กับ Rule ของ Game Jam ไม่จำเป็นต้องมีจำนวน Input เท่ากันทุกอย่าง

Buzzer และ Vibration Motor ต้องขับอย่างไรในระดับ Concept?

Hardware Teardown ระบุว่า Nokia buzzer ถูกขับด้วย Square Wave

แต่ Hoani เองก็ระบุว่า Documentation ของ Buzzer เดิม ไม่สมบูรณ์ เขาจึงเลือกปฏิบัติกับมัน ในลักษณะเดียวกับ Inductive Load เพื่อความระมัดระวัง

ฝั่ง Vibration Motor ผู้สร้างทดลองขับด้วย 3.3V square wave แต่เตือนชัดว่า:

บทความนี้จะไม่กำหนด Transistor part number, resistor value หรือ wiring เพิ่มเอง เพราะ Source ไม่ได้ระบุเป็นวงจร Build Guide แบบตายตัว

Raspberry Pi Pico / RP2350 อยู่ตรงไหนใน Project?

Hackaday เรียก Controller ในภาพรวมว่า:

ขณะที่ Repository ของ Custom PCB ใช้ Raspberry Pi Pico-family footprint และ Current Design Files มีข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับ Pico 2 / RP2350

อย่างไรก็ตาม Source ที่ตรวจไม่ได้ระบุอย่างชัดเจนว่า Prototype ทุก Revision ที่ปรากฏในภาพ ใช้ Pico รุ่นเดียวกันทั้งหมด

Game Engine เดียว Build ไป Browser ได้อย่างไร?

Current Repository มี Build Script สำหรับ:

• WASM
• macOS
• Linux
• Windows

ทำให้เกมและ Engine สามารถมีเวอร์ชัน Browser/Desktop สำหรับพัฒนาและทดสอบ ขณะที่ Firmware path ถูกใช้กับ Microcontroller

./tools/build/build.sh wasm ./example/snd

Trick Shot II บนจอแบบ Nokia จริงหน้าตาเป็นอย่างไร?

สิ่งที่ดูเหมือนข้อจำกัด กลับกลายเป็นภาษาการออกแบบของเกม:

• รูปทรงต้องอ่านออกในพื้นที่เล็ก
• Font ต้องใช้ Pixel น้อย
• Animation ต้องคำนึงถึง LCD Response
• Physics ต้องเข้ากับ Pixel Aspect
• Controls ต้องพอดีกับ Keypad

อยากดู Hardware และ Engine จริง? Source เปิดไว้แล้ว

Project นี้มี Source แยกหลัก ๆ เป็นสอง Repository:

Project นี้สอนอะไรเรื่อง Constraint-driven Design?

สิ่งที่น่าสนใจของ Trick Shot II คือข้อจำกัดแต่ละชั้น บังคับให้เกิด Design Decision ชั้นถัดไป

ข้อจำกัดไม่ได้เกิดเฉพาะใน Software

เมื่อเอาเกมกลับเข้าตัวเครื่องจริง ผู้สร้างต้องเผชิญกับ:

• PCB Thickness
• Component Height
• Spring Contact Alignment
• Battery Contact
• LCD Timing
• Buzzer
• Vibration Motor
• Keypad Matrix

FAQ: Trick Shot II และ Nokia 3310 Custom PCB

สรุป: Game Jam ที่เริ่มจาก 84×48 แล้วจบที่การออกแบบ Mainboard ใหม่

Trick Shot II แสดงให้เห็นว่า Constraint เล็ก ๆ สามารถเปลี่ยนทิศของ Project ได้มากแค่ไหน

เริ่มจาก:

ถ้าผู้สร้างหยุดแค่เกมบน Browser Trick Shot II ก็เป็น Game Jam entry ที่สำเร็จแล้ว

แต่การพยายามให้มันกลับไปอยู่ ใน Form Factor ของ Nokia 3310 จริง ทำให้ต้องเรียนเพิ่มทั้งเรื่อง LCD response, Pixel geometry, Hardware contact, PCB thickness และ Mechanical clearance

โปรเจกต์นี้มีทั้ง Game Engine, Physics และ PCB แนะนำอ่าน Source ต้นฉบับควบคู่กัน

โดยเฉพาะคนที่ต้องการสร้าง Hardware ตาม ควรตรวจ Creator documentation และ Repository ปัจจุบันโดยตรง เพราะ Board revision, firmware และ file structure สามารถเปลี่ยนได้