PSP 게임을 웹어셈블리로 변환해 브라우저에서 실행

핵심 요약

• PSP 게임의 MIPS 머신 코드를 사전에 C++로 변환한 후 웹어셈블리로 컴파일하고, PSP 운영체제와 그래픽 칩을 웹GL2로 구현한 환경에서 브라우저에서 실행하는 기술이다.
• 첫 번째 타이틀 '갓 오브 워: 체인 오브 올림푸스'는 부팅부터 메뉴, 컷신, 전투까지 노트북에서 Chrome과 Firefox로 초당 60프레임으로 구동되며, PSP 해상도의 최대 4배인 1440×816에서 실행되고 휴대폰 터치 제어도 지원한다.
• 음악, 음성, 효과음은 작동하며 영화는 현재 스킵된다.
• 두 번째 타이틀 '갓 오브 워: 고스트 오브 스파르타'는 DRM 해독, 몇 개의 시스템 콜, 라이팅 수정만으로 구동되며 성능 최적화 없이도 기본 해상도의 3배에서 매초 55~60프레임으로 실행된다.
• 게임 데이터는 포함되지 않으며, 사용자가 소유한 디스크 이미지를 가져가서 저장소의 스크립트로 웹 페이지로 변환한다.
• 재컴파일 방식으로 PSPRecomp가 실행 파일을 분석해 함수를 찾아내고 16KiB 단위의 게스트 코드를 C++로 변환한다.
• PSP 커널은 스레드, 세마포어, 이벤트 플래그, 메모리 파티션, HTTP Range 요청으로 스트리밍되는 파일 시스템, 컨트롤러, 오디오 출력, 저장 데이터를 고수준 에뮬레이션으로 구현한다.
• 그래픽 처리 장치(GE)는 디스플레이 리스트를 디코딩하고 꼭짓점 형식, 스킨닝, 라이팅, 텍스처 생성, 클리핑, 역면 제거를 거쳐 WebGL로 렌더링하며, 프레임버퍼는 VRAM 위치별로 WebGL 렌더 타겟으로 변환되어 GPU에 유지된다.
• PSP처럼 그래픽 칩이 한 프레임의 디스플레이 리스트를 처리하는 동안 CPU가 다음을 준비하도록, GE와 WebGL 컨텍스트는 OffscreenCanvas가 있는 워커 스레드에서 실행되며 명시적 동기화 호출에만 대기한다.
• 사운드는 PSP의 음성 신디사이저를 재구현한 32개 ADPCM 음성(피치와 ADSR 엔벨로프 포함), FFmpeg 디코더로 디코딩된 ATRAC3+ 스트림, 그리고 AudioWorklet으로 믹싱된다.
• 초기 빌드는 초당 6프레임이었으나, 게임이 프레임버퍼를 수직 귀선 간격을 기다리지 않고 교환해 화면에 도달하는 매 프레임마다 약 8프레임을 그렸으므로, 수직 귀선 내 두 번 교환을 다음 귀선까지 대기하게 하니 작업이 8배 감소했다.
• WebAssembly에서 std::chrono 시계 읽기가 성능을 저하시켰고, 프로파일링이 활성화될 때만 performance.now()를 읽도록 변경했으며, Firefox의 4MB 인덱스 버퍼 공유로 초당 3프레임 저하가 각 드로우마다 작은 버퍼로 해결되었고, 모바일에서는 조각 단위 쓰기가 GPU 드라이버 대기를 유발했다.
• PSP의 스텐실 버퍼가 프레임버퍼 알파 채널에 있어서 전체 화면 패스로 미러링하면 초당 6천만 픽셀이 소비되었으나, 실제로 변경된 영역만 추적해 약 7백만 픽셀로 감소시켰다.
• 두 번째 게임은 ZIP 파일에서 별도 스크립트나 재컴파일 없이 구동되었으나, PSP의 DRM 플래그가 있는 파일을 읽으므로 KIRK 암호화 엔진의 AES-128 복호화를 구현했으며, 하늘이 하얀 문제는 전역 주변 빛의 알파 불투명도를 라이팅 코드에 추가해 해결했다.
• 게임을 이식하려면 git, CMake, Ninja, C++20 컴파일러, Python 3이 필요하며 Linux에서 테스트되었고, 게임당 약 2GB 디스크 공간이 필요하며 port.sh 스크립트가 몇 분 내에 ISO를 웹 페이지로 변환한다.
• 소매 디스크의 실행 파일은 암호화되어 있어 DecEboot나 pspdecrypt 같은 복호화 도구나 PPSSPP 게임 실행 중 덤프로 평문 ELF를 얻어야 한다.