Commodore Plus/4, Mad Pascal i bitmapy

Zapraszamy do artykułu napisanego przez autora gry Tron +4, o której pisaliśmy poprzednio. Cieszy nas fakt, że portal zdobywa Wasze zaufanie i chcecie tutaj swoje materiały.

Ten materiał będzie bardzo przydatny dla tych którzy chcą zacząć programować dla C+4 w Pascalu. Autorem artykułu jest Zbyti, któremu oddajemy nasze łamy do dyspozycji – teraz i kiedy tylko będzie chciał napisać o programowaniu na Commodore.

Carrion

Ten artykuł jest małym uzupełnieniem artykułów Carriona, które ukazały się do tej pory na łamach portalu C64portal.pl, a mianowicie:

Polecam przeczytać i obejrzeć dołączone do nich materiały wideo.

Narzędzia

W artykule posłużę się:

No to jedziemy!

Impulsem do napisania tej notki było obdarowanie mnie przez Carriona i Bocianu grafiką, którą mam zamiar użyć zamykając swój testowy projekt na komputer Plus/4 (jakim jest gra Tron +4). Skoro stałem się szczęśliwym posiadaczem obrazków to pojawiło się pytanie jak je wyświetlić na komputerze z rodziny C246? Sprawa okazała się nader prosta :]

High-Resolution Bit Map

Z książki jaką polecam na końcu artykułu wyjąłem następujące repetytorium:

$FF06 Set bit 5 for bit-map mode.
$FF12 Bit 2 determines RAM (0) or ROM (1). Bits 5-3 determine loca tion of bit map (bits 15-13).
$FF14 Bits 7-3 determine location of luminance/color memory (bits 15-11).
$FF19 Border luminance and color.
The bit map displayed is determined by bit-map memory. The luminances of both colors are determined by color memory (normally $0800-$0BE7). Color for both colors is determined by screen memory (normally $0C00-$0FE7).

Przyda nam się też wyjątek z mapy pamięci dotyczący rejestrów TED:

Otrzymaną od Bocianu bitmapę wczytałem do programu Multipaint i zapisałem jako mp.prg w formacie Boticelli czyli jako binarkę z dwubajtowym nagłówkiem $0078 (co oznacza adres $7800 ) w której dane idą (w kolejności przy zachowaniu wielkości bloków) 1KB-1KB-8KB :

luminacja
kolory
grafika

Nagłówek będziemy pomijać bo sami zadecydujemy pod jakim adresem umieścić grafikę.

Program wyświetlający grafikę HiRes w języku Mad Pascal jest bardzo prosty i może wyglądać następująco:

plik z zasobami hgfx.rc
LOGO rcdata 'mp.prg'
program główny hires.pas


{$r hgfx.rc}

const
  LOGO = $5800;

var
  SETBITMAP                          : byte absolute $ff06;
  SETMCOLOR                          : byte absolute $ff07;
  BITMAPADDR                         : byte absolute $ff12;
  VIDEOMATRIX                        : byte absolute $ff14;
  BORDER                             : byte absolute $ff19;

begin
  SETBITMAP := SETBITMAP or $20;
  SETMCOLOR := (SETMCOLOR and $40) or $8;

  // (01011xxx) $5800 = 11 * $800;
  VIDEOMATRIX := %01011000;
  // (xx011xxx) $6000 = 3 * $2000; bit 2 set to 0 means reading from RAM
  BITMAPADDR := %00011000 or (BITMAPADDR and %00000011);

  BORDER := $3d;

  repeat until false;
end.

Teraz krótkie objaśnienie co powyższy program robi:

{$r hgfx.rc} dyrektywa dołączająca zadeklarowane zasoby
absolute mapuję zmienne na potrzebne mi rejestry układu TED
SETBITMAP := SETBITMAP or $20 ustawiam 6 bit tego rejestru na 1 informując komputer, że chcę zmienić tryb wyświetlania z tekstowego na graficzny, resztę bitów pozostawiam bez zmian.
SETMCOLOR := (SETMCOLOR and $40) or $8 zapamiętuję tylko 6 bit rejestru informujący nas o aktualnym systeme telewizyjnym PAL/NTSC i zapalam 3 bit aby mieć ekran o normalnej szerokości 320 pikseli.
VIDEOMATRIX := %01011000 ustawiam adres dla luminacji, która zaczyna się od miejsca wczytania naszego pliku mp.prg czyli od adresu $5800. Luminacaja to blok o wielkości 1KB, tyle samo zajmują kolory, razem 2KB. Z tego tytułu grnulacja pamięci dla mapy kolorów naszej bitmapy to 2KB czyli szesnastkowo $800. Dzieląc nasz adres $5800 przez $800 otrzymujemy dziesiętnie 11 i taką liczbę wpisujemy binarnie %1011 do rejestru $ff14 ale zaczynając dopiero od jego 3 bitu.
BITMAPADDR := %00011000 or (BITMAPADDR and %00000011) jak już pisałem blok poprzedzający dane grafiki poprzedzają dane luminacji i koloru wielkości 2KB, stąd adres bitmapy to $5800 + $800 = $6000. Granulacja dla bitmapy to 8KB czyli możemy dane umieścić w pamięcy tylko co $2000 zaczynając właśnie od tego adresu. Aby wyliczyć jaką wartość powinniśmy wpisać do rejestru $ff12 musimy $6000 podzielić przez $2000 i zapisać wynik %11 do rejestru także od 3 bitu. Bit 2 należy ustwić na 0 (zgasić) – to poinformuje układ TED, że dane znajdują się w RAM a nie ROM. Ja jeszcze w powyższym przykładzie staram się zachować dwa pierwsze bity rejestru, które nie są związane z grafiką.

Teraz kompilujemy program (jak to się robi można samodzielnie doszukać w dokumentacji Mad Pascala, lub zapytać mnie na forum o szczegóły). Po uruchumieniu naszego programu powinniśmy zobaczyć:

Multicolor Bit Map

Teraz czas na grafikę Carriona, którą od razu otrzymałem w formacie Boticelli.

plik z zasobami mgfx.rc
TRON_TITLE_SCREEN rcdata ‚tron.prg’ 2
program główny hires.pas


{$r mgfx.rc}

const
  TRON_TITLE_SCREEN = $5800;

var
  SETBITMAP                          : byte absolute $ff06;
  SETMCOLOR                          : byte absolute $ff07;
  BITMAPADDR                         : byte absolute $ff12;
  VIDEOMATRIX                        : byte absolute $ff14;
  BACKGROUND                         : byte absolute $ff15;
  COLOUR1                            : byte absolute $ff16;
  BORDER                             : byte absolute $ff19;

begin
  SETBITMAP := SETBITMAP or $20;
  SETMCOLOR := (SETMCOLOR and $40) or $18;

  // (01011xxx) $5800 = 11 * $800;
  VIDEOMATRIX := %01011000;
  // (xx011xxx) $6000 = 3 * $2000; bit 2 set to 0 means reading from RAM
  BITMAPADDR := %00011000 or (BITMAPADDR and %00000011);

  BORDER := 0;
  BACKGROUND := 0;
  COLOUR1 := 1;

  repeat until false;
end.

Jedyna istotna zmiana to zapalenie w rejestrze $ff07 bitu 4 który poinformuje układ TED, że ma interpretować dostarczone dane jako multikolor.

Packer APL

Jak można sobie łatwo policzyć bitmapy zajmują 10KB co dla komputera wyposarzonego a 64KB jest liczbą znaczącą, jeżeli byśmy w naszym programiw jednocześnie chcielibyśmy trzymać kilka grafik to w postaci surowej moglimyśmy sobie pozwolić na ich niewielką licznę.

W takiej sytuacji przychodzą nam w sukurs znane algorytmy pakujące dane jak: deflate, lz4 czy apl. Mad Pascal dostarcza biblioteki do wszystkich jakie wymieniłem. My skorzystam z apl.

Logo Mad Pascala w postaci niespakowanej to jak już dokładnie już wiesz 10KB , tymczasem po spakowaniu grafiki programem apultra otrzymujemy plik wielkości lekko przekraczającej 1KB ! :]

Jak się do tego zabrać?
Napier pozbądźmy się nagłówka z pliku prg, możesz do zrobić dowolnym edytorem, ja posłużę sie

programem dd:

dd if=logo.prg of=logo.bin bs=1 skip=2

Teraz możemy spakować czyste dane graficzne:

apultra.exe logo.bin logo.apl

Dla tak przygotowanych grafik program w Mad Pascalu może wyglądać następująco:

plik z zasobami hgfx_apl.rc
APLBIN rcdata ‚mp.apl’
program główny hires_apl.pas


{$r hgfx_apl.rc}

uses aplib;

const
  APLBIN = $3000;
  LOGO   = $5800;

var
  SETBITMAP                          : byte absolute $ff06;
  SETMCOLOR                          : byte absolute $ff07;
  BITMAPADDR                         : byte absolute $ff12;
  VIDEOMATRIX                        : byte absolute $ff14;
  BORDER                             : byte absolute $ff19;

begin

  unapl(pointer(APLBIN), pointer(LOGO));

  SETBITMAP := SETBITMAP or $20;
  SETMCOLOR := (SETMCOLOR and $40) or $8;

  // (01011xxx) $5800 = 11 * $800;
  VIDEOMATRIX := %01011000;
  // (xx011xxx) $6000 = 3 * $2000; bit 2 set to 0 means reading from RAM
  BITMAPADDR := %00011000 or (BITMAPADDR and %00000011);

  BORDER := $3d;

  repeat until false;
end.

Na koniec może nam się nie podobać, że wynikowy plik ma wciaż około 9KB, jest tak między innym dlatego że spakowane pliki dołączam od adresu $3000 a program główny jest krótki i zaczyna się około adrsu $1000. Kompilator przestrzeń między tymi adresami wypełni zerami. Dla treningu możemy spakować nasz prg jeszcze raz, tym razem Exomizerem:

exomizer sfx sys -n -t 4 -o hires_apl_exo.prg hires_apl.prg

i otrzymać plik wielkości 1,7KB.

Literatura

Aby w pełni zrozumieć powyższy artykuł nieodzowne jest zapoznanie się z rozdziałem 4 książki Programmer’s Reference Guide for the Commodore Plus 4

Zbyti