Быстрая видеокарта "METEOR-2013"

[Lethargeek]

Итак, в прошлый раз я говорил о возможной совместимости гипотетического хайколорного видеорежима со старым кодом, рассчитанным на режимы с небольшим количеством бит на пиксель. С оговоркой, что старые режимы - безатрибутные, даже надо было уточнить - безпалитровые (глобальную палитру на весь экран можно считать условно одним большим атрибутом). Как же добиться совместимости с палитровыми?

Ясно, что активную палитру надо где-то хранить. Если вспомнить разные компы, то глобальные палитры традиционно держали в аппаратных регистрах видеоадаптеров, число которых доходило до 256 (может, где-нибудь и больше, но я не знаю); в случае же атрибутных режимов аппаратных палитровых регистров было немного (например, у Спектрума только два), но видеконтроллер регулярно обновлял их содержимое значениями из видеопамяти (что несколько увеличивало нагрузку на шину памяти по сравнению с растром той же битности без палитры, но всё равно обходилось экономнее режима "цвет на точку" с аналогичного размера глобальной палитрой).

Для совместимости со Спектрумом нам достаточно добавить в прошлую схему атрибутную сетку для всего растра 360x256 и 16-битные атрибуты (шина-то всё равно 16-битная, а кроме всех возможных значений спектрумовских атрибутов нам понадобится специальное значение для бордюра). Теперь часть 16-битных кодов цветов (выберем какие-то два, или пусть признаком "палитровости" будет установленный старший бит) будет отображаться со значением цвета атрибута, а не напрямую по коду цвета.

Но это слишком ограниченное решение, мало к чему еще пригодное, кроме имитации Спектрума. Почему бы не довести атрибутную схему до логического конца, а конкретно до уменьшения группы пикселей, связанных с одним атрибутом, до... одного-единственного пикселя?! Отображение может осуществляться так: прочитали слово, если старший бит нулевой - отображаем хайколорную точку по коду цвета, если единичный - прибавляем этот код как смещение к началу атрибутной таблицы и отображаем из неё хайколорный код. То есть без палитровых регистров имитируем палитру из 32768 цветов за счет некоторой дополнительной нагрузки на память (впрочем, небольшой и необязательной, если не используется палитра).

Схема "атрибут на пиксель" позволит имитировать вообще любые атрибутно-палитровые режимы, в том числе, конечно, и спектрумовский. Причем над картинкой, сформированной старым кодом, можно будет издеваться с помощью блиттера: вырезать и перемещать куски, отражать, поворачивать, прокручивать с любым шагом, атрибутные цвета при этом не "поплывут".

Организовать спектрум-совместимость можно примерно так: пиксели, попавшие на бордюр, все указывают на одну и ту же ячейку таблицы атрибутов видеокарты, а в квадраты, совпадающие по координатам со знакоместами Спектрума, по дефолту могут попадать лишь два кода-ссылки (для каждого квадрата свои значения). Флеш можно сделать при помощи двух атрибутных таблиц, переключаемых с нужной частотой: запись атрибута в zx-программе вызывает запись пары слов инк/пейпер в каждую атрибутную таблицу, при включенном флеше вторую пару записать в обратном порядке. Аналогично можно имитировать и спектрумовский аппаратный мультиколор, 15-битных смещений хватит даже для всего растра 360x256.

[Advertiser]

[zx-kit]

Сложно. Давайте от атрибутов отходить. Они остануются только в режиме ZX Spectrum.
Если подключение через цифровые RGBI, то у нас уже готовые цвета - добавляем палитру для смены 16 цветов.

В новом режиме:
У нас будет 4 активных цвета, которыми мы будем рисовать.
В видеокарту записывать данные байтами. Один или два байта на 8 точек.
Эти 8 точек сразу перекрашиваются в активные цвета.
Во внутренней памяти видеокарты цвета хранить по 16 бит на точку.

[Reobne]

Один или два байта на 8 точек.
Эти 8 точек сразу перекрашиваются в активные цвета.

Это если меняются спектрум_биты.
Если меняются спектрум_атрибуты, то на один принятый байт нужно перекрашивать 64 пикселя. Причём для каждого пикселя надо помнить кто-же он, еденичка или ноль. Это уже 17 бит на пиксель.

[zx-kit]

Это если меняются спектрум_биты.
Если меняются спектрум_атрибуты, то на один принятый байт нужно перекрашивать 64 пикселя. Причём для каждого пикселя надо помнить кто-же он, еденичка или ноль. Это уже 17 бит на пиксель.

Меняются точки в новом режиме графики. Стандартная графика остается без изменений. Можно только добавить палитру для замены 16 цветов на другие. Более разнообразные, чем в палитре ULA+.

[Lethargeek]

Сложно.

сложно что? один цветовой регистр сложнее 16-ти?
один физический источник данных сложнее двух?

Давайте от атрибутов отходить.

и зачем от них отходить, смысл какой?
обоснуй, что хорошего из этого получается
от их обобщения и расширения - вижу выгоду

Они остануются только в режиме ZX Spectrum.

и зачем нам совместимость ТОЛЬКО со стандартным режимом в двух шагах от совместимости с чем угодно?
если фишка всё равно понадобится в одном режиме, почему в других её не использовать

Если подключение через цифровые RGBI,

а если I подмешано к RGB или синхра не такая как ты рассчитывал?

то у нас уже готовые цвета

для чтения которых нужно приготовить отдельный узел

добавляем палитру для смены 16 цветов.

ДОБАВЛЯЕМ ради ХУДШЕГО результата аппаратные регистры и лишний вход
хотя что с попиксельными атрибутами применяется табличная трансляция, что с палитрой

В новом режиме:
У нас будет 4 активных цвета, которыми мы будем рисовать.
В видеокарту записывать данные байтами. Один или два байта на 8 точек.
Эти 8 точек сразу перекрашиваются в активные цвета.
Во внутренней памяти видеокарты цвета хранить по 16 бит на точку.

ты не с той стороны берешься за упрощение
узел записи нужно делать с гибкой перенастройкой
и чем здесь атрибуты тебе мешают?

[zx-kit]

Принцип такой:
Подключаем к компьютеру ZX Spectrum, Радио-86РК или Ориону для вывода на VGA.
Кроме вывода на монитор появляется возможность расширить графические возможности.
Поэтому цвета стандартного экрана берутся готовые, а не формируются внутри видеокарты.
Поэтому видеокарта не знает про атрибуты. Она оперирует массивом точек.
И стандартный экран отображает для совместимости.

Поэтому не трогаем стандартный экран. Разрабатываем новый режим/режимы.
Можно добавить текстовой режим 80х25 символов.
Команды видеокарты одни, компьютеры - разные !

- - - Добавлено - - -

Над стандартным экраном никаких преобразований кроме смены оттенков 16 цветов делать не надо ! Все должно работать как задумано.
Если мы хотим убрать клешинг, то надо перенести изображение ГГ из стандартного экрана на новый.
Все остальное остается в стандартном экране.

[Lethargeek]

Кроме вывода на монитор появляется возможность расширить графические возможности.
Поэтому цвета стандартного экрана берутся готовые, а не формируются внутри видеокарты.

уже здесь не вижу обоснованной причинно-следственной связи
зачем так, когда можно при сравнимой сложности сделать лучше??

[zx-kit]

Попробую объяснить по-другому на примере клонов ZX Spectrum-а:

Как передается изображение с компьютера на телевизор
Изображение с компьютера на телевизор передается по точкам.
Сначала цвет левой верхней точки, затем второй точки и так далее слева направо в строке.
После передачи первой строки также по точкам передается вторая и остальные строки в кадре телевизора.
Чтобы телевизор знал, когда начинать изображать первую строку компьютер формирует кадровые синхроимпульсы. Назовем этот сигнал KSI.
Чтобы телевизор знал, когда начинать изображать первую точку в строке компьютер формирует строчные синхроимпульсы. Назовем этот сигнал SSI.
На телевизор подаются не два этих сигнала, а синхросмесь из этих двух сигналов. Назовем этот сигнал SYNC.
Кроме этого в строке передается несколько дополнительных черных точек, а в кадре передается дополнительно несколько черных строк.
Вот такая вот развертка.
Цвет точки формируется с помощью цифровых сигналов RGBI.
Затем схема на резисторах, диодах и транзисторах преобразовывает цифровые сигналы в аналоговые размахом 0.7 V на соответствующих входах телевизора.

Как в игре или деме формируется изображение для передачи на телевизор
Программист знает, что телевизор показывает изображение синхронно с разверткой.
Программист знает, что важен цвет точки именно в момент передачи ее на телевизор.
Программист заботится о том, чтобы к моменту передачи точки на телевизор точка была нужного цвета.

Как преобразовать изображение, передаваемое на телевизор, для передачи на монитор
Компьютер выдает на телевизор изображение с частотой кадров около 50 Гц. То есть за секунду передается 50 кадров (изображений).
Каждый кадр обычно отличается от предыдущего. Этим создается эффект движения.
У мониторов другие частоты строк и кадров. Поэтому приходится преобразовывать.
Для этого надо собрать изображение с компьютера по точкам. И сохранить весь кадр в памяти.
Затем для передачи на монитор надо брать по одной точке из памяти и выдавать с нужными временными интервалами на монитор.

Что из этого следует
Изображение надо брать с компьютера строго в момент передачи цвета соответствующей точки на телевизор.
Если брать до этого момента, то цвет точки может быть не готов. Например, при изображении бордюрных эффектов.
Есть два способа получения цвета точки.
Первый способ - имитировать формирование цвета строго синхронно с выводом точек с компьютера на телевизора.
Для этого надо отслеживать запись данных в ОЗУ компьютера, синхронизироваться с тактовой частотой компьютера, формировать сигналы RGBI и SYNC.
То есть полностью дублировать сигналы. Они должны быть точно такими же, что и с компьютера. Иначе изображение будет отличаться.
Второй способ - брать готовые сигналы RGBI и SYNC.
В обоих случаях надо сигналы RGBI записывать в память видеокарты, чтобы получить изображение всего экрана.

Чем VGA SPUTNIK отличается от METEORa
Использование цифровых сигналов цвета и синхросмесь позволяет подключать адаптер VGA SPUTNIK с режимами МETEOR к разным компьютерам.
Можно использовать FPGA с меньшим количеством выводов.
Можно использовать экранное меню и настраивать режимы работы с помощью кнопок.
В ZX Spectrum не занимается слот ZX-BUS.
Не занимается место в корпусе компьютера.
Можно подключить даже к Ленинграду в небольшом корпусе.

[Lethargeek]

Как передается изображение с компьютера на телевизор (...)

Изображение "с компьютера на телевизор" передает подключённый к системной шине ВИДЕОКОНТРОЛЛЕР, функции которого может ПОЛНОСТЬЮ ЗАМЕНИТЬ (и лично я не вижу никаких разумных причин поступать иначе) внешнее устройство, подключённое всё к той же системной шине. Этому устройству не нужно знать, что творится за пределами системной шины, как там смешивается синхра и какие там разновидности сигналов для цвета точек.

Как в игре или деме формируется изображение для передачи на телевизор
Программист знает, что телевизор показывает изображение синхронно с разверткой.
Программист знает, что важен цвет точки именно в момент передачи ее на телевизор.
Программист заботится о том, чтобы к моменту передачи точки на телевизор точка была нужного цвета.

К моменту чтения видеоконтроллером из видеобуфера (или бордюрного регистра) данных для отображаемой группы точек.

Как преобразовать изображение, передаваемое на телевизор, для передачи на монитор
Компьютер выдает на телевизор изображение с частотой кадров около 50 Гц. То есть за секунду передается 50 кадров (изображений).
Каждый кадр обычно отличается от предыдущего. Этим создается эффект движения.
У мониторов другие частоты строк и кадров. Поэтому приходится преобразовывать.

А при чём тут УЛУЧШЕНИЕ ГРАФИКИ?? Перераскадровка - это ОТДЕЛЬНАЯ задача, решение которой не должно негативно повлиять на новые графические возможности! Если так, то нужно преобразовывать уже НОВУЮ, улучшенную картинку. А иначе - как ты будешь синхронизировать в модернизированных игрушках старый 50гц фон и вывод сверху новых 60гц спрайтов?

Для этого надо собрать изображение с компьютера по точкам. И сохранить весь кадр в памяти.
Затем для передачи на монитор надо брать по одной точке из памяти и выдавать с нужными временными интервалами на монитор.

Для этого "надо собрать изображение" с ВИДЕОКАРТЫ. Впрочем, можно это делать в ней же самой, включив кадровый конвертер в неё физически; но логически он должен быть отдельным устройством. Схемы кадровых конвертеров мб разные; в идеале, чтоб не запиналась 50-герцовая анимация, нужно место для трёх кадровых буферов (в один пишем и одновременно отображаем смесь двух других)

Что из этого следует
Изображение надо брать с компьютера строго в момент передачи цвета соответствующей точки на телевизор.
Если брать до этого момента, то цвет точки может быть не готов. Например, при изображении бордюрных эффектов.

Вообще ИЗОБРАЖЕНИЕ "с компьютера" (то есть старого видеоконтроллера) брать НЕ надо.

Первый способ - имитировать формирование цвета строго синхронно с выводом точек с компьютера на телевизора.
Для этого надо отслеживать запись данных в ОЗУ компьютера, синхронизироваться с тактовой частотой компьютера, формировать сигналы RGBI и SYNC.
То есть полностью дублировать сигналы. Они должны быть точно такими же, что и с компьютера. Иначе изображение будет отличаться.

В чём проблема-то? Синхронизироваться можно по прерыванию. Остальные временные характеристики (число строк, длина строки в тактах и с какого такта растр начинается) разово вычисляются либо выбираются. Кроме того, надо бы предусмотреть работу в режиме, когда прерывание приходит с видеокарты, формирующей кадр любого клона, а стандартный встроенный видеоконтроллер может отсутствовать.

Второй способ - брать готовые сигналы RGBI и SYNC

Так ведь всё равно же надо формировать новый видеосигнал, накладывая сверху еще слой спрайтов. То есть делать то же, что в первом случае, только еще и выхлоп старого видеоконтроллера читать придётся. Лишняя возня, только ухудшающая потенциал модернизации старых игр.

В обоих случаях надо сигналы RGBI записывать в память видеокарты, чтобы получить изображение всего экрана.

НЕТ. В первом случае достаточно сигналов только системной шины.

Чем VGA SPUTNIK отличается от METEORa
Использование цифровых сигналов цвета и синхросмесь позволяет подключать адаптер VGA SPUTNIK с режимами МETEOR к разным компьютерам.
Можно использовать FPGA с меньшим количеством выводов.

Это как, если он "с режимами метеора", для использования которых нужен процессор?
Для rgb-входа И zx-bus нужно меньше ножек, чем только для zx-bus?

Можно использовать экранное меню и настраивать режимы работы с помощью кнопок.
В ZX Spectrum не занимается слот ZX-BUS.
Не занимается место в корпусе компьютера.
Можно подключить даже к Ленинграду в небольшом корпусе.

Но зачем ради этого излишне ограничивать возможности новой графики?
Сделал бы отдельный конвертер, подключить который можно к любому выходу.
Хоть компа, хоть бесконвертерного варианта 50-герцового метеора.

[zx-kit]

А при чём тут УЛУЧШЕНИЕ ГРАФИКИ?? Перераскадровка - это ОТДЕЛЬНАЯ задача, решение которой не должно негативно повлиять на новые графические возможности! Если так, то нужно преобразовывать уже НОВУЮ, улучшенную картинку. А иначе - как ты будешь синхронизировать в модернизированных игрушках старый 50гц фон и вывод сверху новых 60гц спрайтов?

Для этого "надо собрать изображение" с ВИДЕОКАРТЫ. Впрочем, можно это делать в ней же самой, включив кадровый конвертер в неё физически; но логически он должен быть отдельным устройством. Схемы кадровых конвертеров мб разные; в идеале, чтоб не запиналась 50-герцовая анимация, нужно место для трёх кадровых буферов (в один пишем и одновременно отображаем смесь двух других)

Да, это два отдельных логических устройства. Поэтому и не надо сейчас рассматривать выход на монитор. Есть только обязательное требование - со всех слоев - старого и нового цвет надо брать синхронно с разверткой телевизора 50 Гц по одной точке. Далее уже работает схема вывода на телевизор или монитор.

Вообще ИЗОБРАЖЕНИЕ "с компьютера" (то есть старого видеоконтроллера) брать НЕ надо.
В чём проблема-то? Синхронизироваться можно по прерыванию. Остальные временные характеристики (число строк, длина строки в тактах и с какого такта растр начинается) разово вычисляются либо выбираются. Кроме того, надо бы предусмотреть работу в режиме, когда прерывание приходит с видеокарты, формирующей кадр любого клона, а стандартный встроенный видеоконтроллер может отсутствовать.

Стандартный видеоконтроллер может отсутствовать только в новом модульном компьютере. В старых комьпютерах RBGI, SYNC уже есть и с такими параметрами, какие у данного компьютера. А если подключать к ZX-BUS, то потребуется использовать дополнительные CPLD+SRAM или более старую многоногую FPGA с усложнением прошивки.

Так ведь всё равно же надо формировать новый видеосигнал, накладывая сверху еще слой спрайтов. То есть делать то же, что в первом случае, только еще и выхлоп старого видеоконтроллера читать придётся. Лишняя возня, только ухудшающая потенциал модернизации старых игр.

А если в компьютере 48К/128К/1М. А если компьютер PENTAGON-128, ATM или Profi ? Или Орион ? Надо будет еще и их имитировать ? Как раз когда старый режим готовый мы можем заниматься только разработкой новых режимов. Мы ведь с нового слоя будем брать тоже по одной точке для вывода на телевизор. Остается простая задача получить из нескольких точек с разных слоев (по одной с каждого) результирующий цвет для вывода на телевизор, а если надо то далее и на монитор.

НЕТ. В первом случае достаточно сигналов только системной шины.

Не забывай, что цвет точек действителен только в момент вывода на телевизор синхронно с разверткой. В другие моменты цвета могут быть случайными.

Это как, если он "с режимами метеора", для использования которых нужен процессор?
Для rgb-входа И zx-bus нужно меньше ножек, чем только для zx-bus?

Для подключения внешней видеокарты нужно меньше сигналов, чем есть в ZX-BUS. 8 линий данных, два сигнала записи (формуруются простейшим дешифратором) и RESET. То есть для новых возможностей надо 11 сигналов на FPGA. Чтобы читать данные цвета точек старого режима надо RGBI - 4 сигнала. В некоторых компьютерах их можеж быть до 8. И еще синхросмесь SYNC. То есть для старого режима надо 9 сигналов. 11+9=20.

Но зачем ради этого излишне ограничивать возможности новой графики?
Сделал бы отдельный конвертер, подключить который можно к любому выходу.
Хоть компа, хоть бесконвертерного варианта 50-герцового метеора.

Для записи в видеокарту достаточно двух адресов. Один - для выбора регистра или памяти. Второй - для записи данных в выбранный регистр или память. А внутри FPGA можно разместить до 256 восьмибитных регистров режима.
Есть китайские преобразватели TV->MONITOR, но они не добавят новых графических возможностей.
Зачем ограничиваться только Спектрумом и вникать в тонкости видеорежима конкретного компьютера ?