기사 원문 - https://www.tomshardware.com/video-games/retro-gaming/designer-turns-niche-e-ink-dev-board-into-a-60hz-game-boy-handheld-960x540-display-powered-by-ultra-low-cost-esp32-s3-microcontroller
　

열정 넘치는 개발자 웬팅(Wenting)은 M5Stack PaperS3 개발 키트와 전자잉크 스크린을 활용하여 거의 완벽하게 작동하는 게임보이를 만들어냈습니다 . 하드웨어 해킹에 관심이 없다면 웬팅 장이나 모도스 랩(Modos Labs)이라는 회사를 들어본 적이 없을 가능성이 큽니다. 이 엔지니어의 유튜브 채널 "웬팅 채널"은 오랫동안 하드웨어 해킹 관련 전문 지식을 공유하며 특정 분야의 기술 마니아들에게 인기를 얻어왔습니다. 장은 지난 몇 년간 이러한 전문 지식을 바탕으로 모도스 랩을 설립했으며, 이 회사의 고주사율 전자잉크 디스플레이는 이전에 저희가 소개한 바 있습니다.

네, 실제 카트리지를 재생하지는 못하고, 사운드도 다소 조악하며, 성능도 항상 최고 속도는 아닙니다. 하지만 여러 가지 이유로 이 제품은 상당한 성과라고 할 수 있습니다. PaperS3는 상용 제품이 아닌 e-Ink 개발 키트입니다. 프로토타입 제작과, 바로 이런 종류의 하드웨어 해킹을 위해 만들어진 것이죠. 여기서 중요한 점은 이 장치가 멀티코어 Rockchip이나 Allwinner SoC가 아닌, 클럭 속도가 수백 MHz에 불과한 초저가 ESP32-S3 마이크로컨트롤러 로 구동된다는 것입니다. 게다가, 이 e-Ink 디스플레이는 비디오 게임 플레이에 필요한 부드러운 화면 갱신을 위한 것이 아니었지만, Zhang은 이를 성공적으로 구현해냈습니다.

PaperBoyS3 에뮬레이터에서 여러 게임이 실행되고 블루투스를 통해 제어되는 사진입니다.
이 게임보이 에뮬레이터가 어떻게 가능한지 이해하려면, 장이 오픈 소스 모니터 프로젝트인 Modos Flow 를 위해 개발한 E-잉크 하드웨어에 대한 획기적인 연구를 알아야 합니다 . 그는 이 기술을 설명하는 영상을 제작 했는데, 요약하자면 일반적인 E-잉크 디스플레이의 디스플레이 컨트롤러를 강력한 FPGA로 교체하여 각 픽셀을 독립적인 표시 영역으로 처리하고, 매 프레임마다 실제로 변경되는 화면 부분만 업데이트할 수 있도록 한 것입니다.

그렇다면 그는 PaperS3에 내장된 컨트롤러에서 어떻게 이것을 구현했을까요? 이는 게임보이 화면 해상도가 현대 기준으로 매우 낮은 160x144 픽셀이기 때문에 가능했습니다. PaperS3의 화면 해상도는 960x540이므로, 그는 해상도를 세 배로 늘려 디더링에 필요한 공간을 확보하고 오리지널 게임보이 화면의 네 가지 색조를 재현할 수 있었습니다. 이 과정은 ESP32의 두 번째 CPU 코어 거의 전체를 사용하므로, 오디오 처리에 필요한 최소한의 공간만 남게 되고 실제 에뮬레이션은 첫 번째 CPU 코어에서 처리됩니다.

https://www.youtube.com/watch?v=oPbOK90aJEo

결과적으로 게임보이 디스플레이를 매우 사실적으로 재현했는데, 다만 작고 어두운 LCD 대신 선명하고 깨끗한 e-잉크 디스플레이를 사용했다는 점이 다릅니다. 장(Zhang)은 블루투스 LE 컨트롤러 부분 지원, 에뮬레이터 상태 저장 및 불러오기 전용 터치스크린 '버튼' 등 사용자 편의 기능도 구현했습니다. 프런트엔드에서 직접 상태를 불러올 수 있어 게임을 중단했을 때 바로 이어서 플레이할 수 있습니다.

그렇다고 해서 이 프로젝트가 완벽하다는 것은 아닙니다. 우선, 기기에 필요한 하드웨어가 없기 때문에 햅틱 피드백이 없는 터치스크린 조작에 의존합니다. 더욱 심각한 문제는 PaperS3가 소리를 내기 위해 단순한 피에조 부저만 사용한다는 점입니다. 장(Zhang)은 ZX 스펙트럼 해커처럼 유사 폴리포니를 사용하여 모노 부저에서 게임보이 특유의 소리를 뽑아내는 데 성공했지만, 실제 게임보이 소리와는 다소 차이가 있습니다. 또한, 해커는 에뮬레이터 실행 시 기기의 배터리 수명에 대한 언급이 없습니다. 마이크로컨트롤러의 두 CPU 코어를 모두 한계까지 사용하고 있고, e-잉크 디스플레이가 60Hz로 구동될 때 전력 소모가 상당히 크다는 점을 고려하면 배터리 수명이 그리 길지는 않을 것으로 예상됩니다.

M5Burner 스토어의 스크린샷으로, PaperBoyS3 에뮬레이터가 표시되어 있습니다.
"페이퍼 보이 S3"를 사용해보고 싶다면, 장(Zhang)은 M5Stack 기기용 펌웨어 플래셔이자 앱 스토어 역할을 하는 M5Burner 도구 에 해당 앱을 업로드했다고 밝혔습니다 . 하지만 그가 프로젝트 관련 영상에서 직접 언급했듯이, PaperS3는 제조사에서 이미 생산이 중단된 제품이므로 구하기 어려울 수 있습니다. 그럼에도 불구하고, 이 프로젝트는 초저가 하드웨어로 무엇을 할 수 있는지 보여주는 흥미로운 데모이며, 전자잉크 디스플레이의 약점 중 하나를 직접적으로 해결하는 사례라고 할 수 있습니다.