『Xibalba 64』開発記：JavaScript エンジンの C 移植から N64 用ゲームまで

2026 年 8 月 4 日（火）、**『Xibalba 64』**は Modretro 社より、M64（現代における N64 リメイク機）向けカートリッジとして正式に発売されました。

• 作品概要: 『ウルフェンシュタイン 3D』に似た視点型アクションシューティングゲーム（FPS）。
• 歴史的背景: コンソールの商業的生命を終えた後、物理メディアで新作 N64 タイトルが発表された例は極めて稀です（2002 年の『Tony Hawk's Pro Skater 3』以来、約 20 年ぶりの事例）。
• Modretro 社との連携: Bitmap Bureau の『Xeno Crisis』の成功を受け、同社から物理メディアとしての発売決定がなされました。カートリッジ、パッケージング、マニュアルを備え、完全な商業作品としてリリースされています。

Modretro.com の紹介ページより詳細をご覧ください。

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エンジンについて：high_impact

開発の根幹を支えるのが、私が 2010 年に制作した JavaScript 製ゲームエンジン「Impact」です。その後、趣味半分で C 言語へ再実装され、現在は「high_impact」と呼ばれています。

Impact と high_impact の概要

• Impact (旧): 2D アクションゲーム向けに設計されたシンプルながら堅牢な JavaScript エンジン（タイルシート処理、背景マップ、スプライト、衝突検知対応）。
• high_impact: 2 年前の「面白かったから」という直感で C 言語へ移植。現在はプラットフォームバックエンド概念を導入し、多様なデバイスに対応しています。
  • デフォルトバックエンド:

    SDL2

    または

    Sokol

    をコンパイルオプションで選択可能。
  • モジュール化されたレンダリング: ソフトウェアレンダラー、OpenGL、Metal (iOS/macOS) などが追加可能です。

N64 向けの実装

• Libdragon 統合: 「N64 用の SDL」と呼ばれる高機能なライブラリ「Libdragon」を導入し、新しいプラットフォームバックエンドを構築しました。
  • スプライト描画、三角形描画、音声出力、コントローラー入力などに対応。
  • ゲームロジックのコード変更は最小限で済みましたが、パフォーマンス調整が必要でした（_naive_方式の初期実装）。

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N64 ハードウェアと開発環境

N64 は独特なアーキテクチャを持ち、開発には特殊な知識とツールの組み合わせが求められます。

N64 ハードウェアの特殊性

• CPU: 93MHz の MIPS CPU（ビッグエンディアン）。
• コプロセッサ (RCP):
  • RDP (Reality Display Processor): 固定機能グラフィックプロセッサ。
  • RSP (Reality Signal Processor): プログラム可能ベクトルプロセッサ。
  • 両者は「リアリティコプロセッサ（RCP）」として物理パッケージに搭載されています。

開発環境とツール链

• Libdragon: N64 ROM 構築に必要なコンパイラ一式を提供する標準的なライブラリ。
  • ※「preview」ブランチの使用が推奨されます。「stable」ブランチは更新が遅すぎて事実上使用不能です。
• エミュレータと実機検証の両立:
  • Ares エミュレータ: RDP/RSP が完全に実装され、特に RSP のタイミング制御も正確に再現されています（ただし、メモリアクセス帯域制限などの「有難い遅延」は依然として実機のみで検証可能）。
  • SummerCart64 (実機): 開発には USB-C ポート経由での ROM アップロード機能を備えた本物の N64 カートリッジが必要です。安価な選択肢（AliExpress など）でも機能しますが、基板構成に注意が必要です。
• 低遅延出力設定 (Linux 環境):
  • PC と N64 を USB で接続し、10 ドルのアナログキャプチャカードでデスクトップ表示を実現。

  • mpv

    との調整により低遅延な出力を達成しました。

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ゲーム内容と技術的拡張

JavaScript 版『Xibalba』から N64 版への変遷には、2D から 3D への拡張や物理演算の再構築が含まれます。

3D 化のためのデータ構造変更

high_impact は元々 2D エンジンですが、『Xibalba 64』は 3D グローバルな環境です。

entity_t

の定義を拡張し、3 次元座標情報を扱えるようにしました。

typedef struct {
    float x, y;
} vec2_t;

// union を用いて、vec2 と vec3 で互換性を確保
typedef union {
    vec2_t xy;
    struct {
        float x, y, z;
    };
} vec3_t;

typedef struct {
    // ...
    vec3_t pos;  // 現在位置 (x, y, z)
    vec3_t vel;  // 速度ベクトル
    // ...
} entity_t;

• 機能:

  vec3_t

  の

  .xy

  プロパティを引数として渡すことで、2D 系関数も利用可能にします（例：

  trace(collision_map, entity->pos.xy, ...)

  ）。
• 内部構造の直接アクセス:

  entity->pos.z

  など、匿名ユニオン内の値にも直接アクセス可能です。

レベルコンパイラと JSON → C 変換

レベルデータは JSON ファイル形式で管理されていますが、N64 で直接読み込むと約 100ms のオーバーヘッドが発生するため、ビルド時に C 構造体に変換するコンパイラを開発しました。

• 出力フォーマット: N64 向けにはビッグエンディアン、x86/WASM 向けにはリトルエンディアンで記述し、プラットフォーム間で互換性を確保。
• レベル構造体の例:

typedef struct {
    uint16_t magic;
    uint16_t entities_len;
    uint16_t map_width;
    uint16_t map_height;

    // エンティティリスト
    struct {
        uint16_t type_id;
        uint16_t x, y;
        uint16_t settings_len;
        // ... 設定値 (name, target, size など)
    } entities[entities_len];

    // マップデータ（衝突判定、床、壁、天井、照明）
    uint16_t collision_map[map_width * map_height];
    uint16_t floor_map[map_width * map_height];
    uint16_t wall_map[map_width * map_height];
    uint16_t ceiling_map[map_width * map_height];
    uint16_t light_map[map_width * map_height];
} level_t;

レベルエディタの拡張

元々の HTML 単体ファイルを大幅に強化しました。

• 機能追加: ライトマップ対応、エンティティ表示のボックス化、設定説明の充実。
• 仕組み: 「ソース・オブ・ザ・トゥルース」である C ソースコードを読み込み、自動的にエンティティタイプや設定を抽出します。

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レンダリングと最適化

N64 の制約（4KB のテクスチャメモリ、64x64 ピクセル制限）の中で 60 FPS を達成するための高度な最適化が施されています。

RSP と RDP の連携

• 課題: Libdragon は独自マイクロコードで描画処理を加速しますが、RDP 直接呼び出しでは非効率的です。
• 解決策: Tiny3D ライブラリを採用し、RSP に描画コールを提出し、専用マイクロコードで処理させる手法を取りました。

テクスチャメモリ管理とバッチ処理

• 制約: 4KB の極小メモリ、64x64 ピクセルの制限、厳しいテクスチャアップロードコスト。
• 最適化方針:
  • レベルタイルの描画順序を細かく制御し、テクスチャアップロード回数を最小化。
  • 同じテクスチャを持つ三角形を 64 ビット単位のコールとして集約（バッチ処理）。

typedef union render_call {
    uint64_t packed;
    // ハッシュ化用フィールド
    uint32_t hashable;
    
    // パーソナルフィールド
    uint64_t ident : 46;
    struct {
        uint64_t translucent : 1;         // 半透明フラグ
        uint64_t texture_index : 9;       // テクスチャ ID
        uint64_t x : 10;                  // 開始 X
        uint64_t y : 10;                  // 開始 Y
        uint64_t w : 8;                   // 幅
        uint64_t h : 8;                   // 高さ
        uint64_t vbi : 14;                // Vertex Buffer Index
        uint64_t len : 4;                 // クアッド数
    };
} render_call_t;

レイカスティング（Raycasting）によるセクタ判定

• 課題: ポータルシステムはオーバードロウを起こしたため、より軽量なアプローチが必要でした。
• 実装: ゲーム全体を覆う320 本のビームを射出し、通過したタイルをビットマップとして記録。
  • 視野角（320 ピクセル）を再帰的に二分木で分割。
  • 2 つのビームが同じタイルに到達するまで細分化する処理を行う。
  • スカイボックス: 通過したタイルの天井がない場合は、単一テクスチャを用いた地平線沿いの描画を実装。

テクスチャアップロード回数の削減（4 ビットカラー）

• タイルシートを 1 つの列にまとめ、可能な限り4 ビットインデックスカラーを使用。
• これにより、テキストチャメモリアー fitting できるピクセル数を増やし、連続したメモリエリアでの処理を実現しました。

成果: すべての最適化により、60 FPS を安定して維持（スプリットスクリーンでも滑らか）。対照的に『ゴールデンアイ 007』は頻繁にフレームレートが低下することが知られています。

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音声と音楽

• サウンドトラック: 友人のアンドレアス・ローシェ氏による制作。Bandcamp で全曲聴取可能。
• ゲーム内プレイヤー: シングルプレイキャンペーンで解錠可能な組み込みプレイヤーを搭載。

音声デコード技術の限界と突破

• 制約: カートリッジ容量の厳しさから、高品質な音声には大きな計算コストが必要。
• 画期的な解決策: Libdragon メンテナーであるジョバンニ・バージョ氏により、RSP で加速されたOpus デコーダーが実装されました（N64 発売からの約 16 年後の技術）。
  • ※リアルタイム使用は依然として高負荷なため、現在は簡易的な4 ビット VADPCMを採用。
• 現状: ROM の 32MB 中約 31MB が音声・音楽に消費されています。
• 将来性: 『Xibalba 64』リリース後、空間・品質・複雑性のバランスを改善する新たな圧縮フォーマットの開発に取り掛かっています。

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発売と販売について

Modretro 社は既存の Game Boy クローンマシン「Chromatic」の制作で知られ、ホビスト開発者の新作出版に積極的です。M64 の発表を受け、リリースへ至りました。

開発プロセス

• 契約: 官僚的な手続きは最小限。オープンソース化権利などを認めるとの要望も快く受け入れられました。
• ハードウェア対応: プレプロダクション段階の M64 を入手しましたが、謳い文句通りの動作で、ゲーム側の変更は不要でした。
• パッケージとマニュアル:
  • パッケージアート：シエラ社の過去のタイトルデザイン経験を持つ友人が担当し、90 年代風の素晴らしい仕上がりになりました。
  • マニュアル：テキスト・イラストを Modretro に提供し、印刷用レイアウトを完了。

成果と感謝

• 販売実績: 発売数日で非常に良い結果を見せています（完全な「退職」の道ではありませんが、素敵な休暇資金としては十分です）。
• 感謝の意:
  • Libdragon: ジョバンニ・バージョ氏
  • Tiny3D: マックス・ベボーク氏
  • N64brew Discord コミュニティ
  • Modretro チーム

リソース：N64 開発への推奨ツール集

新しい開発者の方へ、以下のリソースをぜひご活用ください。

• n64.dev – N64 開発に関するすべてを集めたコレクション。
• N64brew Discord – 支援的なコミュニティ。多くのライブラリ開発者が在籍。
• Libdragon – N64 向けシステムライブラリ（事実上の標準）。
• Tiny3D – シンプルで高速な 3D グラフィックスライブラリ。
• Pyrite64 – 3D ゲーム作成用のビジュアルエディタとランタイム。