ZX Club #09 31 октября 1998

Soft Group - Бегущие строки вне экрана.

                                          
     (c) Alex Rostov / Dementia Corp.     
__________________________________________
                                          
        Бегущие строки вне экрана.        
                                          
    Тема бордюрных эффектов уже давно была
неплохо освещена в литературе, но на неко-
торых тонкостях их реализации я  хотел  бы
остановиться подробнее. Основанием для по-
добного шага служит бедственное  положение
демомейкинга в Барнауле. Я хотел бы видеть
в Барнауле не только свои демки, и не дем-
ки моих хороших друзей и знакомых, а новые
( пусть  не  особо   профессиональные,  но
НОВЫЕ!!! ). В связи с этим я вновь  затра-
гиваю  эту  тему. Эта  коротенькая статья,
надеюсь, поможет Вам разобраться со  столь
интересным   эффектом,   как  графика  вне
экрана...                                 
                                          
1. Вступление                             
                                          
    ...в тот день я унес  свою  челюсть  в
кормане, так как она  начисто  отвалилась.
Был солнечный осенний день. Я  первый  раз
увидел скрытую часть Insult Megademo...   
                                          
2. Теория                                 
                                          
    Для начала не мешало  бы  разобраться,
что такое BORDER и как на нем  формируется
изображение. Как известно, BORDER- это об-
ласть, находящаяся вне стандартного спект-
румовского экрана и занимающая все  остав-
шееся от него место. К сожалению,  единст-
венное, что мы можем сделать  с  BORDERom,
это поменять его цвет.  Никаких  точек  на
нем мы поставить не сможем. А как же тогда
пускать по BORDERy бегущие строки ?- спро-
сите Вы. А вот как. На помощь нам приходит
наша родная электронно-лучевая трубка. Все
дело в том, что изображение на экране  мо-
нитора появляется не сразу (будь то SCREEN
или BORDER), а прорисовывается сверху вниз
слева направо с определенной частотой - 50
кадров в секунду. Цвет BORDERa зависит  от
содержимого порта №254 (#FE). В нем  нахо-
дится байт, младшие три бита которого  от-
вечают за цвет  BORDERa  ( остальные  биты
на цвет не влияют, мы их сбрасываем в 0 ).
Теперь нам необходимо только "подсовывать"
лучу, прорисовывающему картинку на экране,
необходимые нам значения. Как  только  луч
доходит до места, в котором нам надо  пос-
тавить точку, посылаем  в  порт  #FE  цвет
точки. Как только луч прошел точку,  посы-
лаем в порт номер цвета фона, либо  другой
точки. Вот, в принципе, и  весь  алгоритм.
                                          
3. Проблемы                               
                                          
    Несмотря  на  столь простой  алгоритм,
на практике  мы  сталкиваемся  с  довольно
серьезными проблемами. Одна  из  них - это
проблема синхронизации. Вся беда  том, что
практически никогда  нельзя  угадать,  где
находится луч в данный момент времени.    
    Решить эту проблему  очень  простым  и
эффективным способом помогает порт #FF, но
так как не у всех он  есть  (  точнее  его
почти ни у кого нет ), то от этого способа
мы сразу абстрагируемся и рассказывать про
него я здесь не буду. Если кому интересно,
можете позвонить мне - я расскажу, как  он
работает.                                 
    Еще  одним  вариантом  решения  данной
проблемы является синхронизация  под  пре-
рывания. Так уж получилось, что частота, с
которой приходят прерывания копейка в  ко-
пейку совпадает с частотой прорисовки - 50
герц (= 50 кадров в секунду). Из сего  де-
лаем вывод, что через 1/50 секунды луч бу-
дет находиться там же, где он сейчас нахо-
дится и где он находился 1/50 секунды (т.е
ровно одно прерывание) назад.             
    К сожалению это решает  проблему  лишь
наполовину. Мы по прежнему не  знаем,  где
именно находится луч. Это зависит от  типа
компьютера (точнее от его INTa), а так как
компьютеры у всех разные, ни о какой  син-
хронизации на первый взгляд не может  быть
и речи ( тут я сделаю небольшую  оговорку:
последнее время все демы ( 99.9% ) пишутся
под INT компьютера Pentagon 128 ). Но и из
этой ситуации есть выход. Такой выход, по-
моему  первыми  нашли  авторы  KAZAN  Demo
(Enlight 97). Они предложили  пользователю
самому производить настройку программы под
свой компьютер путем  регуляции  задержки,
предшествующей выводу бордюрного изображе-
ния:                                      
     1. прерывание                        
     2. регулируемая задержка             
     3. вывыд изображения                 
                                          
Есть еще один способ, дающий наилучшие ре-
зультаты - запретить прерывания и добиться
путем регулирования задержки  того,  чтобы
ровно через 1/50 секунды, когда  луч  ока-
жется в нужном месте,  программа  как  раз
дошла до процедуры вывода изображения.  На
самом деле это совсем не  сложно,  если  у
Вас под рукой таблица со временем выполне-
ния каждой команды ( в тактах ) и если  Вы
знаете, сколько тактов процессора проходит
за 1/50 секунды.                          
    Есть еще одна проблема, решить которую
на сей раз никак не удастся. Она состоит в
том, что команда вывода байта в порт  тре-
бует не меньше 12 тактов, а за  один  такт
луч смещается  на  два  пиксела.  Получаем
2*12=24 пиксела (= 3 знакоместа). Это зна-
чит, что точку, уже чем 3  знакоместа  нам
поставить не удастся  ( высота "точки" - 1
пиксел ). Тут уж ничего  не  поделаешь,  с
этим придется  смириться. Именно  по  этой
причине бордюрная графика редко выходит за
рамки горизонтальных полос ( почему-то мне
вдруг вспомнилась процедура загрузки прог-
рамм с ленты... ). Как  было  уже  сказано
выше, за один такт луч проходит два пиксе-
ла, та что перемещать изображение на  бор-
дюре влево/вправо можно только на 2*n пик-
селов ( n=1,2,3... ), регулируя  задержку.
По вртикали переместить изображение  можно
на любое целое количество пикселов.       
                                          
4. Реализация                             
                                          
    Итак, мои маленькие любители бордюрных
ных эффектов, настало  время  поговорить о
главном - о применении вышеизложенной тео-
рии к бегущей строчке на бордюре.         
    Допустим, мы хотим запустить  скролл в
верхней части экрана, над экранной  облас-
тью ( допустим, что Вы поняли, где это на-
ходится :-). Для того, чтобы прерывания не
мешали нам работать, повесим на прерывания
IM2 всего одну команду:                   
         RETI                             
т.е. прерывание не выполняет никаких функ-
ций, следовательно не будет влиять на луч,
осуществляя дополнительную, неизвестно ка-
кую задержку. Далее  выполняем  циклически
следующий алгоритм:                       
                                          
-  ждем, когда придет прерывание. Это  де-
   лает комманда ассемблера               
         HALT                             
                                          
-  производим  нужную  задержку,  например
   выполняя в цикле какую-нибудь нейтраль-
   ную комманду типа                      
         NOP, или                         
         LD A,A                           
   Параметры цикла зависят от типа компью-
   тера, от расположения  скролла и подби-
   раются вручную.                        
                                          
-  выводим изображение. На  этом  пункте я
   остановлюсь иболее подробно. Для вывода
   будем использовать команды:            
                                          
         OUT (С),A           #ED79        
         OUT (С),В           #EDЧ1        
         OUT (С),D           #EDS1        
         OUT (С),E           #EDS9        
         OUT (С),Н           #EDб1        
         OUT (С),L           #EDб9        
                                          
Для работы нам понадобится буфер  размером
(l*2+1)*h+1 байт, где l - длина скролла  в
"точках" по три  знакоместа (18), h-высота
скролла (8) в "точках" по x пикселов ( на-
пример х=4 ). То есть буфер будет состоять
из x*h строк по l*2+1 байт. Теперь обьясню
откуда берутся +1. Во первых в конце  дан-
ного буфера расположим байт 201 ( комманда
RET ), а во вторых в конце  каждой  строки
расположим байт 0 (комманда NOP). Так  как
этот буфер будет состоять из кодов  команд
ассемблера (во как хитро !..), RET нам по-
надобится для того, чтобы обеспечить  воз-
врат в программу, когда мы будем обращать-
ся к этому буферу как к подпрограмме ( при
помощи команды CALL ). Каждая строка буфе-
ра будет состоят  из l  (18)  штук  команд
OUT (С),N ( N - какой-нибудь регистр )  то
есть из последовательности  байт  ED NN ED
NN ED NN ... NOP. Зачем NOP ? А вот зачем.
Все дело в том,  что  луч  пробегает  одну
строку экрана за 224 (запомните это число)
такта процессора ( если  у  Вас не  совсем
"левый" спекки ). Как уже было  упомянуто,
команда OUT (С),N выполняется за 12 тактов
процессора. Очевидно, что в одну строку мы
сможем поместить целиком не более 224/12 =
18 "точек" по 24 пиксела. Но т.к 12*18=216
у нас остается 8 "лишних"  тактов. Вот  их
то и заполняет NOP.                       
    Теперь для вывода изображения ( напри-
мер бегущей сироки ) расположим после каж-
дого байта #ED один из  следующих  байтов:
#79 (регистр A), #41 (В), #51 (D), #59 (E)
#61 (Н) или #69 (L). Пустим желтый  скролл
по синему фону (например). Тогда если  N-ю
точку нужно окрасить в желтый цвет,  запи-
сываем после N-го байта, равного #ED  байт
#69, если в синий - #61. Теперь перед  вы-
зовом этой подпрограммы в регистр L занес-
ти 6 (желтый), а в Н - 1 (синий) и все ОК!
Теперь для того, чтобы сменить цвет скрол-
ла достаточно изменить регистр L, цвет фо-
на - Н.                                   
    Вывести-то вывели. А как заставить  ее
бежать ? Это реализуется  путем  изменения
задержки перед вызовом подпрограммы вывода
изображения  Помните,  что  при  изменении
держки на один такт изображение сдвигается
нп два пиксела! Желаю удачи в программиро-
вании. По всем вопросам звоните мне:      
                                          
       42 - 48 - 07 ( Саша )              
                                          
              The END