stenzek/duckstation

⭐ 8,700 🍴 786 C++📄 Other (CC-BY-NC-ND 4.0) GitHubで見る →

主な特徴

x86-64、ARM、RISC-Vの複数アーキテクチャ対応のCPUリコンパイラ/JIT
D3D11/12、OpenGL、Vulkan、Metalに対応したハードウェアレンダラー
最大32倍までの解像度アップスケーリング
PGXP（ジオメトリ精度向上・テクスチャ補正）
テクスチャ置換システム
ベクトル化・マルチスレッド対応のソフトウェアレンダラー
ポストプロセシングシェーダー（GLSL、ReShade FX）
セーブステート（ルーンアヘッド、リワインド機能付き）
RetroAchievements対応
Discord Rich Presence対応
ビデオキャプチャ機能
豊富なコントローラーサポート（ガンコン、NeGcon等）

リポジトリ解析: stenzek/duckstation

基本情報

リポジトリ名: stenzek/duckstation
主要言語: C++
スター数: 8,700
フォーク数: 786
最終更新: 活発に開発中（自動ビルドでリリースを更新）
ライセンス: Other (CC-BY-NC-ND 4.0)
トピックス: PlayStation emulator, PS1 emulator, gaming, retro gaming, emulation

概要

一言で言うと

高速化と精度を両立したクロスプラットフォームのPlayStation 1エミュレータ。低スペックPCでも快適に動作し、現代的なグラフィックエンハンスメント機能を提供する。

詳細説明

DuckStationは、ソニーのPlayStation（PS1/PSX）コンソールのエミュレータ/シミュレータで、プレイのしやすさ、速度、長期的な保守性に焦点を当てて開発されています。低スペックデバイスでも適切なパフォーマンスを維持しながら、可能な限り正確なエミュレーションを目指しています。「ハック」オプションは推奨されず、デフォルト設定でほとんどのゲームが動作するよう設計されています。Connor McLaughlin（@stenzek）が開発を主導し、コミュニティの貢献を受けています。

主な特徴

x86-64、ARM、RISC-Vの複数アーキテクチャ対応のCPUリコンパイラ/JIT
D3D11/12、OpenGL、Vulkan、Metalに対応したハードウェアレンダラー
最大32倍までの解像度アップスケーリング
PGXP（ジオメトリ精度向上・テクスチャ補正）
テクスチャ置換システム
ベクトル化・マルチスレッド対応のソフトウェアレンダラー
ポストプロセシングシェーダー（GLSL、ReShade FX）
セーブステート（ルーンアヘッド、リワインド機能付き）
RetroAchievements対応
Discord Rich Presence対応
ビデオキャプチャ機能
豊富なコントローラーサポート（ガンコン、NeGcon等）

使用方法

インストール

前提条件

CPU: x86_64、AArch32/armv7、AArch64/ARMv8、またはRISC-V/RV64
GPU: OpenGL 3.1/ES 3.1/D3D11 FL 10.0以上（過去10年以内のもの）
OS:
- Windows 10/11 (1809以降)
- Linux (Ubuntu 22.04相当以降)
- macOS 11.0以降
- Android (armv7/AArch64/x86_64)
BIOS ROM: PS1/PS2のBIOSイメージが必要

インストール手順

# Windowsの場合
# 1. https://github.com/stenzek/duckstation/releases/tag/latest からダウンロード
# 2. zipをサブディレクトリに展開
# 3. duckstation-qt-x64-ReleaseLTCG.exeを実行

# Linux AppImageの場合
wget https://github.com/stenzek/duckstation/releases/download/latest/duckstation-x64.AppImage
chmod a+x duckstation-x64.AppImage
./duckstation-x64.AppImage

# macOSの場合
# 1. duckstation-mac-release.zipをダウンロード
# 2. DuckStation.appを実行

# Androidの場合
# Google PlayからインストールまたはAPKを直接ダウンロード

基本的な使い方

初回起動時のセットアップ

起動後、セットアップウィザードが表示される
BIOSイメージを指定（ユーザーディレクトリ/biosに配置）
ゲームディレクトリを追加
コントローラーを設定

ゲームの起動

# ディスクイメージから：
1. メニューから「Start File」を選択
2. BIN/CUE、CHD、ISO等のイメージファイルを選択

# ゲームリストから：
1. ゲームリストでタイトルをダブルクリック

# CD-ROMから直接：
1. メニューから「Start Disc」を選択

高度な使い方

グラフィックエンハンスメント

# 設定 > グラフィックス
- レンダラー: Vulkan/OpenGL/D3D11を選択
- 解像度スケール: 1x～32x
- PGXP: ジオメトリ補正を有効化
- テクスチャフィルタリング: Bilinear/xBR等

カスタム設定例

# パフォーマンス向上:
- CPUオーバークロック: 200%まで
- ファストブート: BIOSスキップ
- プリロードディスク: RAMにイメージをロード

# レトロ感の保持:
- CRTシェーダーを適用
- アスペクト比をオリジナルに設定
- スキャンラインを有効化

ドキュメント・リソース

公式ドキュメント

README.md: 詳細なインストール手順、システム要件、機能一覧
公式サイト: https://www.duckstation.org/
互換性リスト: https://docs.google.com/spreadsheets/d/e/2PACX-1vRE0jjiK_aldpICoy5kVQlpk2f81Vo6P4p9vfg4d7YoTOoDlH4PQHoXjTD2F7SdN8SSBLoEAItaIqQo/pubhtml
Discordサーバー: コミュニティサポート

コントローラーデータベース

SDL Game Controller DB: resources/gamecontrollerdb.txt
カスタムマッピング: ユーザーディレクトリにコピーして編集可能

チュートリアル・ガイド

セットアップウィザードが初回起動時にガイド
ゲームごとの設定プロファイル機能
チート・パッチデータベース内蔵

技術的詳細

アーキテクチャ

全体構造

DuckStationはモジュラー設計で構築され、各PlayStationコンポーネントを独立したモジュールとしてエミュレートします。CPUエミュレーションは動的リコンパイルを使用し、GPUはハードウェアアクセラレーションとソフトウェアレンダリングの両方をサポートします。

ディレクトリ構成

duckstation/
├── src/
│   ├── core/         # PlayStationエミュレーションコア
│   │   ├── cpu_*     # MIPS R3000A CPUエミュレーション
│   │   ├── gpu_*     # GPUエミュレーション（HW/SWレンダラー）
│   │   ├── spu.*     # SPU（サウンド処理）
│   │   ├── cdrom.*   # CD-ROMドライブ
│   │   └── bus.*     # システムバス・メモリ管理
│   ├── common/       # 共通ユーティリティ
│   ├── util/         # CDイメージ、オーディオ/ビデオ処理
│   ├── duckstation-qt/  # QtベースGUI
│   └── duckstation-mini/ # ミニマルSDLフロントエンド
├── dep/              # サードパーティ依存関係
├── data/             # リソースファイル
└── scripts/          # ビルド・パッケージングスクリプト

主要コンポーネント

CPUエミュレータ: MIPS R3000Aプロセッサの完全エミュレーション
- 場所: src/core/cpu_*
- 依存: Bus, Memory Management
- インターフェース: Recompiler (JIT), Interpreter, PGXP
GPUエミュレータ: ハードウェア/ソフトウェアレンダリング
- 場所: src/core/gpu_*
- 依存: GPU Backend (D3D/OpenGL/Vulkan/Metal)
- インターフェース: Hardware renderer, Software rasterizer
SPU: サウンド処理ユニット
- 場所: src/core/spu.*
- 依存: Audio Stream, DMA
- インターフェース: ADSR envelope, reverb, voices
System Bus: メモリマッピングとI/O
- 場所: src/core/bus.*
- 依存: 全コンポーネント
- インターフェース: Memory access, DMA transfers

技術スタック

コア技術

言語: C++20 (MSVC 2022, Clang 19+, GCC 14+)
GUIフレームワーク:
- Qt6 6.9.0+ (メインGUI)
- Dear ImGui (フルスクリーンUI)
主要ライブラリ:
- SDL3 3.2.16+: 入力/ウィンドウ管理
- SPIRV-Cross/Shaderc: シェーダーコンパイル
- SoundTouch: オーディオタイムストレッチ
- libchdr: CHDイメージサポート
- rapidyaml: 設定ファイル処理

開発・運用ツール

ビルドツール:
- CMake 3.19+ (クロスプラットフォーム)
- Visual Studio 2022 (Windows)
- Ninja (Linux/macOS)
CI/CD: GitHub Actionsで自動ビルド・リリース
テスト: リグレッションテストフレームワーク
デプロイ: 各プラットフォーム向けバイナリを自動配布

設計パターン・手法

モジュラー設計: 各ハードウェアコンポーネントを独立モジュール化
ジャストインタイムコンパイル: 複数アーキテクチャ対応のCPUリコンパイラ
マルチレンダリングAPI: 抽象化されたGPUバックエンド
イベント駆動: タイミングイベントシステム
ページフォルトハンドラ: 高速メモリアクセス

データフロー・処理フロー

ゲーム起動: BIOSロード → ディスクイメージ読み込み
CPU実行: 命令フェッチ → デコード → JITコンパイル/実行
GPUコマンド: GP0/GP1コマンド → レンダリングパイプライン
オーディオ: SPU処理 → ミキシング → 出力
入力: コントローラー入力 → SIOエミュレーション
同期: V-Blank/H-Blankタイミング

API・インターフェース

公開API

デバッグAPI

GDBサーバー: リモートデバッグサポート
メモリスキャナーAPI: チート検索・作成
GPUダンプAPI: グラフィックコマンドの記録・再生

設定・カスタマイズ

設定ファイル

# duckstation.iniの主要設定
[GPU]
Renderer = Vulkan
ResolutionScale = 4
PGXPEnable = true
TextureFiltering = xBR

[CPU]
OverclockEnable = true
OverclockNumerator = 200
OverclockDenominator = 100

ユーザーディレクトリ構成

~/.[local/share/]duckstation/
├── bios/             # BIOSイメージ
├── cache/            # シェーダーキャッシュ
├── cheats/           # チートコード
├── covers/           # ゲームカバー画像
├── memcards/         # メモリカード
├── savestates/       # セーブステート
└── textures/         # テクスチャ置換

パフォーマンス・スケーラビリティ

パフォーマンス特性

CPUリコンパイラ: ネイティブコードに近いパフォーマンス
GPUアップスケーリング: 4K解像度でも快適に動作（適切なGPU使用時）
メモリ使用量: 約200-500MB（ゲームによる）
フレームレート: オリジナルの60fps（NTSC）/50fps（PAL）を維持

最適化手法

SIMD命令の活用（SSE4.1+、NEON）
マルチスレッドソフトウェアレンダリング
コードキャッシュによるJIT最適化
GPUコマンドバッチング

制限事項

技術的制限:
- SSE4.1以上のCPUが必要（x86版）
- 一部の特殊チップを使用したゲームの完全エミュレーションが困難
運用上の制限:
- BIOSイメージが必須（ユーザーが用意）
- Android版はサポートなし

評価・所感

技術的評価

強み

優れたパフォーマンスと互換性のバランス
幅広いプラットフォームサポート（x86、ARM、RISC-V）
現代的なエンハンスメント機能（PGXP、アップスケーリング）
活発な開発とコミュニティサポート
ユーザーフレンドリーなGUIと設定システム

改善の余地

CC-BY-NC-NDライセンスによる商用利用の制限
Android版のサポートが限定的
一部の特殊な周辺機器のエミュレーションが不完全

向いている用途

レトロゲーム愛好家のPlayStationゲームプレイ
ゲーム保存・アーカイブ
ストリーミング・実況配信
ゲーム開発・デバッグ用途

向いていない用途

商用利用（ライセンス制限）
古いOSでの使用（Windows 7/8等）
低スペックAndroidデバイスでの使用

総評

DuckStationは現在最も優れたPlayStationエミュレータの一つで、高い互換性とパフォーマンスを両立しています。現代的なエンハンスメント機能により、オリジナルよりも美しいグラフィックでゲームを楽しむことができ、同時にレトロ感を保つオプションも提供しています。クロスプラットフォーム対応とユーザーフレンドリーなインターフェースにより、初心者から上級者まで幅広いユーザーにお勧めできるエミュレータです。