クイックディスクメディアに関する保存技術の開発

ゲーム保存協会では「劣化消滅が近いと思われるゲームの保存」に取り組んでいます。
カートリッジなどで供給されていた半導体メディアやCDなどの光学メディアに対し、フロッピーディスクやカセットテープなどの磁性体メディアで供給されていたゲームの劣化は早急な対策を要する深刻な問題であり、ゲーム保存協会ではこれら磁性体メディアの物理的およびデータ的な保存技術を優先的に研究しています。

■「クイックディスク」とは?
そのような磁性体メディアの一つにミツミ電機が1984年に発表した「クイックディスク」があります。
当時すでに5インチフロッピーディスクなど他の磁性体メディアは存在し、ある程度の普及は認められていましたが、それらは非常に高価であったため、パーソナルユースとしてはカセットテープによるデータ保存が一般的でした。
そこへ徹底したコスト追求のもと開発を行いOEMで7000円の供給という低価格ドライブとしてクイックディスクは発売されました。
SharpのMZ-1500やMSX用の外付けドライブとして国内パソコンに採用され、MZ-1500では意欲的にゲームなどが移植、発売されることとなりました。
しかしながら他のメディアと互換性がないことや、5インチなどのフロッピーディスクがドライブ、メディアとも低価格で提供される時代へ変化し、残念ながら広く普及するメディアにはなれませんでした。

一方で、クイックディスクは広く普及しなかったこと、またドライブやメディアの情報が少ないことから、「コピーが困難なメディアでもある」という強みがありました。これらのことから1986年にファミリーコンピュータ ディスクシステムとしても採用されたという話もあります。当時もっとも売れていたコンシューマー機の周辺機器として発売されたことで、クイックディスクのマーケットが急速に拡大しました。
しかしカートリッジに使用されるROMの大容量化と低価格化が進むにつれ、扱いの容易さや速度の優位性などからROMカートリッジが普及することとなり、次第に衰退しました。

このようにクイックディスクは短い期間ではありましたが数多くのゲームが供給され、日本のゲーム保存の上で避けては通れないメディアです。現在ではその供給は終了しており、資料が少なく、保存研究は困難な状況にありました。

■保存方法とその背景
クイックディスクに使用されている素材は、一般のフロッピーディスクと変わらない磁性体であるため、物理的な長期保存の方法は、フロッピーディスクと同様と考えられます。
そうなると、フロッピーディスクと同じく、温度、湿度によってはカビが発生するため、紙によるスリーブ とは別に保存した方が、長期保存には優れています。これらの注意は以前にも報告させていただいております。リンク先を参照ください。
またコンシューマゲームに供給されていたことにより、その対象が子供向けであったため、扱われ方によって生じた傷などの損傷が多く見られます。
後年では、メディア保護が可能なシャッター構造を持ったディスクも使用されましたが、大半はメディアがむき出しのディスクであり、容易に汚れや破損が発生してしまう構造でした。
またパソコン用のソフトウェアは流通量が少なく、非常に収集が困難なジャンルの一つです。
このような状況からクイックディスクのデータ保存は急務として、数年前より対応を模索していました。

デジタルデータの保存に関しての状況は、1998年にエミュレータでの使用を目的としたイメージ形式が広く普及した後は、発展がない状態が続いていました。
このイメージ形式はエミュレータとしての使用には有用でしたが、プログラムやデータ部分のみを抜き出したバイナリデータのため、多くのデータが欠落しており 、文化財として後世に残すことを目的とした保存には精度が低く、到底精度の及ばないものでした。さらに多く流布しているデータには所有者によるゲーム進行状況などのセーブデータが混在しており、未使用なオリジナルディスク からの保存は、ほとんどなされていない状況でした。
このような背景により、ピュアなオリジナルデータの保存を最終目標とし、新しいデータ保存技術の開発や、ファミリーコンピュータディスクシステム用に発売されたゲームを新品未開封状態で収集する活動も、ゲーム保存協会メンバー有志 によって開始されました。

■保存技術の進展
「クイックディスク」のデジタル保存方法は、当初はフロッピーディスクの保存方法として当協会でも推奨しているKryoFlux(http://www.kryoflux.com/)の機能を拡張する形でSoftware Preservation Society(http://www.softpres.org/)と対応を検討していました。しかしKryoFluxの開発・研究は一般的なフロッピーディスクを優先しており、クイックディスクへの対応は時間を要するという結論となりました。同じころアメリカで同様の活動を行っている人物が存在していると情報を得ましたが、明らかな報告もなく、そのプロジェクトは消滅してしまいました。そのため協会自ら、目的とする精度のデジタル保存が可能なデバイスを開発する必要があると考え、メンバーによって研究・開発を行いました。

まず資料の整理と、サンプルとしてのドライブやディスクを収集しました。国内パソコン向けの機器やメディアは収集が困難であったため、現在でも多くのサンプルが存在しているファミコンディスクシステムを中心に調査を開始しました。
クイックディスクに関する資料は非常に少なく、その制御信号などは手探りで調査することとなりました。
また、ドライブもほとんどのものがベルトの交換などが必要であり、その方法によっては読み込みができなくなってしまうため、正しい調整方法も検討が必要でした。調整方法やドライブのバージョン違い、劣化の程度によって、出力されるデータにかなりバラつきがあることもわかりました。
過去の有志によるファミコンディスクシステムの調査結果はかなり参考になりましたが、そもそもの情報が正しいかを検討する必要があり、それらの情報の正当性を評価しました。

また、「どのようなデータ形式でデータを収集するべきか」も検討が必要でした。過去の雑誌に掲載された、古いPCを利用したファミコンディスクシステムの読み込み方法があれば、そのシステムをすべて再現して、どのようなデータなのか確認して、検討 を行いました。その他にも既存の読み込みツールを可能な限り収集、作成してデータの検討を行いました。


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写真左「バックアップ活用テクニック10号」に掲載されたPC-8801シリーズ用ディスクシステムのReader/Writerの記事
写真右:実際のReader/Writerボード写真


結果として、それらは目指しているものには、遠いものでした。ただのバイナリデータではなく、ノイズや書き込みの有無なども評価できるデータ形式を選択する必要があったためです。最終的にドライブから出力されるパルス間隔の時間評価を行い、いわゆるタイムカウント方式としてrawデータを収集する形が最も正確にデータ収集可能であると考えました。

■データ読み込みから得られたもの
これらの情報をベースにゲーム保存協会は、デジタル保存用デバイスのプロトタイプ制作を行い ました。プロトタイプが完成し、データの読み込みが可能となったのが2013年の暮れでした。
出力されたデータを見てみると様々なことがわかりました。各ブロックの終了位置にはノイズがありました。これはCDのようなDiscAtOnceでの書き込みを行わず、ブロックごとに書き込み制御を行う形でマスタリングがなされている可能性が示唆されました。またデータ終了後には、全くパルスのないNullデータのディスクと最後まで一定のパルスが書き込まれているディスクがありました。それはメーカーによって異なる傾向があるようでした。
さらに当時のコピーツールでコピーしたディスク、既存の読み込みや書き込みのツールによって作成されたディスクとオリジナルを区別する方法も、次第に理解できるようになりました。

このrawデータを元にバイナリデータへの変換を行い、一部のソフトに見られた特殊なコピープロテクトについても詳細な調査が可能となりました。従来のイメージ形式の仕様上、特殊なコピープロテクトが存在するディスクの再現は不可能であることがわかりました。

同時に、得られたデータの正当性を証明する方法やリマスター方法を模索するため、書き込みを行って評価することも行いました。
これは比較的容易に作成可能でしたが、書き込みを行ったディスクとオリジナルを比較すると、更に問題がわかりました。オリジナルのディスクには、データの入出力が可能となるReady信号の範囲外にもデータが存在していたのです。


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写真上:Ready信号ON
写真下:Ready信号OFFの画面

※画面のシグナル上はReady信号、下はReadData。
Ready信号の有効範囲外にもパルスが出力されている。


改良を重ねることで、この範囲のデータを読み込むことは可能となりましたが、正しく書き込むためにはドライブの改造が必要でした。何故なら、マスタリングに使用されているドライブは、「一般に販売されたものとは全く異なるものである可能性が高い」と考えられたからです。

■保存作業の進展
この段階で、メンバーによって収集された未使用のオリジナルのディスクからのデータ保存作業に着手しました。全てのディスクを読み込むために数カ月を要しましたが、現在は完了しています。そしてそれらから、既知のデータベースとは異なったバージョン違いのゲームや分類の誤りがいくつも見つかりました。

次に、MZ-1500に対応するべく、デジタル保存用デバイスの改良を行いました 。当初、WriteGate信号の論理がファミコンディスクシステムと反対であることに気づかず、サンプルのディスクを消去してしまうという失敗などもありました。twitterでの繋がりからドライブやファイル構造の情報提供をいただき、開発を行うことができました。得られたデータを過去の資料と比較すると、過去の資料はこれらのMZ-1500やMSX用に提供されたドライブに関するもので、ファミコンディスクシステムはその書き込み周波数などが独自のものであることなどもわかりました。
現在、MZ-1500用のゲームディスクの保存を行っていますが、プロテクトを独自に解析し、埋もれてしまった歴史を少しずつ紐解いています。

■今後の展望
デバイスの改良も継続し、将来のメデイアやドライブの物理的劣化による破損や故障時にも動作可能とするべく、ドライブエミュレーションを行う機能も実装できました。更に現在ではリマスターが可能な書き込み機能の実装をドライブの改良なども含め、開発を継続しています。

今回開発した技術を利用して、今後も様々な機種のクイックディスクメディアを保存していきたいと考えていますが、MZ-1500やMSXなどのソフトウェアは現存する実物も少なく、多くの有志による協力が必要と考えられます。
これらの保存活動に対しましてさらなる協力者を募るとともに、この経験を活かして次の保存活動へ発展させていく考えです。
クイックディスクで供給されたMZ-1500やMSXのソフトウェアをお持ちの方で、情報提供が可能な方は、保存活動にご協力 いただけますようお願い申し上げます。

ゲーム保存協会 福田

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