Новый графический режим для игр

[zx-kit]

Давайте пока отложим способы формирования сцены игры в буфере экрана. Надо время все обдумать. Наверно найдем приемлемый вариант. А пока спроектируем вывод из буфера экрана в регистр RGB. Для начала будем считать, что у нас один буфер экрана с картинкой 320х240 точек по 15 бит на цвет. Потом доработаем для 4х буферов с врезанием экрана с динамической графикой в экран со статической графикой.

Для хранения информации о цвете точек в строке организуем во внутренней памяти FPGA буфер VGA размером 320 ячеек по 15 бит. Из SDRAM будем читать данные пакетами по 8 точек (1 точка за такт) с паузами (по 6 и более тактов) и записывать в буфер VGA. После записи каждой точки в буфер VGA счетчик записи увеличивается на 1. Как только сделано 320 записей - буфер полон. Больше читать из буфера экрана не надо.

Для адресации в буфере VGA во время чтения используем счетчик чтения. Так как читать из буфера VGA можно только тогда, когда он свободен от записи из SDRAM - нужно добавить между буфером VGA и регистром RGB небольшой буфер FIFO. Из регистра RGB будем отправлять данные о цвете точки через HDMI или аналоговые ЦАПы типа R-2R на монитор. Это уже будет зависеть от реализации конкретной видеокарты или девборды. В остальном, кроме типа выхода на монитор, новый видеорежим должен работать одинаково на всех устройствах.

Во время строчного синхроимпульса VGA будем сбрасывать счетчики записи и чтения из буфера VGA, а также проводить регенерацию SDRAM. Достаточно сделать 3 цикла AUTO REFRESH в начале каждой строки VGA. Затем, во время левого бордера в строке начинаем заполнение буфера VGA данными о цвете точек из буфера экрана в SDRAM. К моменту вывода видимой части строки его начало уже будет заполнено.

Так как для экрана 320х240 каждая вторая строка VGA в режиме 640x480@60Hz дублируется, то буфер загружать надо только 1 раз на 2 строки. В начале второй строки нужно сделать только 3 цикла AUTO REFRESH, а остальное время доступ к SDRAM будет в основном у блиттера. Аналогично нужно вывести все 240 строк изображения, сформированного в буфере экрана. Во время бордера в кадре VGA данные из SDRAM читать не надо.

Вот и все. Для простоты частоту точек VGA выбрать 25 MHz, а FGPA и SDRAM 125 MHz.

[Alex Rider]

А пока спроектируем вывод из буфера экрана в регистр RGB.

Это уже не моя компетенция, но все же: оно будет нормально, без искажений показывать обычный спектрумовский 6912, если карту не активировать после сброса/включения питания, а VGA-монитор подключить только к карте? Какие частоты развертки будут поддерживаться?

Во время бордера в кадре VGA данные из SDRAM читать не надо.

15с-BORDER по #fe сделать получится?

[zx-kit]

Это уже не моя компетенция, но все же: оно будет нормально, без искажений показывать обычный спектрумовский 6912, если карту не активировать после сброса/включения питания, а VGA-монитор подключить только к карте? Какие частоты развертки будут поддерживаться?

15с-BORDER по #fe сделать получится?

Мы пришли к выводу, что после сброса работает стандартный режим 256х192 15 цветов с бордером. Вывод на SCART 50 Гц или на монитор VGA 640х480@60Hz без геометрических искажений. INT стандартный 50 Гц. Возможно получится и 50 Гц VGA.

После включения нового режима 320х240 32K бордера уже нет так как экран занимает всю видимую часть на мониторе VGA 640х480@60Hz. INT новый 60 Гц для уменьшения мерцаний и совпадения с частотой развертки VGA.

Возможно сделаем, как вы просили, возможность включения вывода стандартного режима по-новому в центре экрана для упрощения постепенного перекрашивания игр. При этом бордер будет как раньше или как статическая часть экрана 320х240.

Полностью совместить 50 и 60 Гц не получается, приходится выбирать приемлемый и достаточно хороший вариант вывода.

[shurik-ua]

Возможно получится и 50 Гц VGA.

а почему не получится ? - сделать то его не сложно просто не все мониторы поддерживают 50 Гц - мой Асус 22'' например минимум 56 Гц поддерживает, я даже спецом для спековских дел купил CRT 17'' )

[Eagle]

Полностью совместить 50 и 60 Гц не получается, приходится выбирать приемлемый и достаточно хороший вариант вывода.

А конвертировать на лету, как в китайских конвертерах SCART to HDMI — не судьба?

[zx-kit]

Мы уже обсуждали кадровые частоты ранее. Для старого режима 50 Гц или 60 Гц, для нового 640х480@60Hz.
Эмулятор UNREAL выводит картинку в режиме 640х480@60Hz, любой монитор и телевизор с VGA входом также поддерживает этот режим. Это стандарт. Поэтому новый режим будет одинаково отображаться на любом экране. Разве что у широкоформатных по бокам будет лишнее затемнено.

Надо блиттер делать. А сначала вывести состояние SDRAM на экран, потом добавить рисование точками. Работы много. а мы опять спорим про частоты.

[zx-kit]

Я сейчас занимаюсь разработкой основного режима 640х480@60Hz 24bpp, на его базе: 640x480@60Hz 24bpp/15bpp/8bpp, 320x240@60Hz 24bpp/15bpp/8bpp.
На данный момент работает базовый режим 640х480@60Hz 24bpp и ZX-Spectrum screen x2 = H:32+256+32; V=24+192+24 с возможностью наложения.

ОК. На какой частоте работает SDRAM и FPGA? Можешь сделать так, чтобы моя тестовая программа рисовала цветные полоски? Для этого надо реализовать команду рисования по точкам. А до этого пакетный режим SDRAM по 8 точек на частоте 125 MHz (для упрощения вывода на VGA)

[Valen]

Потом доработаем для 4х буферов с врезанием экрана с динамической графикой в экран со статической графикой.

Это аппрататное врезание статического и динамического экрана ?
Думаю что не нужно, трата логики.
Блиттер успеет.

[zx-kit]

Это аппрататное врезание статического и динамического экрана ?
Думаю что не нужно, трата логики.
Блиттер успеет.

Не все можно сделать с помощью денди-скроллов. Надо и неподвижную информацию выводить.

[zx-kit]

Добавил палитру, получается 4-ре страницы. Как лучше сделать обращение к палитре со стороны ЦП и переключение страниц, через порта? Тогда нужно 3-ри развёрнутых порта типа 0xnnD0, 0xnnD1, 0xnnD2, где nn=0-255. Или отображать палитру на память, это 3К (4-ре страницы). Формат записи тогда какой, страница палитры 0: +0 R, +1 G, +2 B ... +253 R, +254 G, +255 B, страница палитры 1: +256 R, +257 G, +258 B ... +509 R, +510 G, +511 B ... ?

В блоке адресов регистров выдели два регистра. 1 регистр - установка номера цвета/начальный адрес для загрузки данных. 2 регистр - данные. Записывать в регистр данных последовательно R0,G0,B0, R1,G1,B1. Видеокарта сама увеличивает адреса, начиная с загруженного в регистр 1.

00 MODE - режим графики: 1 = 256х192 32K, 2 = 320х240 32K, 0 - стандартный 256х192 с атрибутами
01 ADDR_SCR1 - адрес экрана 1
02 ADDR_SCR2 - адрес экрана 2
03 CLEAR - закрасить экран цветом COLOUR
04 PLOT - нарисовать точку цветом COLOUR по координатам Y, X с предварительным смещением в качестве параметра: 0 = без смещения
05 PL1_ADDR - начальный номер цвета/адрес в палитре для загрузки данных
06 PL1_DATA - последовательные данные цветов RGB в палитре
07 PL2_ADDR - начальный номер цвета/адрес в палитре для загрузки данных
08 PL2_DATA - последовательные данные цветов RGB в палитре
09 PL3_ADDR - начальный номер цвета/адрес в палитре для загрузки данных
0A PL3_DATA - последовательные данные цветов RGB в палитре
0B PL4_ADDR - начальный номер цвета/адрес в палитре для загрузки данных
0C PL4_DATA - последовательные данные цветов RGB в палитре
0D PL_SELECT - выбор палитры 1-4