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多边形另一个世界：Amiga 500

本文是有关“另一个世界”游戏端口的系列文章的一部分。 它将讨论与Amiga 500一起使用时的技巧 。 建议您先阅读上一篇文章 。


Amiga的故事始于1982年中，拉里·卡普兰（Larry Kaplan）致电杰伊·迈纳（Jay Miner）。 他们俩都在70年代在Atari工作。 双方都决定离开公司。 卡普兰（Kaplan）缺乏知名度，而矿工（Miner）由于禁止使用炫酷但价格昂贵的摩托罗拉68000处理器而处于领导地位。


Kaplan离开Atari创立了Activision。 投资者要求他开发新的游戏平台后，他联系了他认识的最聪明的人。 矿工在新成立的Hi-Toro公司处理了问题的硬件。 系统收到了代号“洛林”。


到1983年底，组装了一个原型。 由于Boing Ball演示，该设备使1984年1月的美国消费电子展（CES）的参观者印象深刻，其中巨大的子画面以每秒60帧的帧速率移动。 该设备于1985年以“来自Commodore的Amiga”的名称发布，后来更名为Amiga 1000。




注意： Amiga 1000无法自行启动，该设备没有ROM。 引导加载程序位于软盘上，如果将其存储为您的眼睛，那会更好！


系列文章


  1. 多边形另一个世界 。
  2. 多边形另一个世界：Amiga 500。
  3. 多边形另一个世界：Atari ST 。

A500


到1985年，在一系列错误之后，准将处于濒临破产的令人震惊的境地。 当时的首席运营官Thomas Rattigan进行了根本性的改变。 除了涵盖公司几乎所有部门的雄心勃勃的计划外，他还将Amiga 1000分为两种产品：一种为创意市场设计的高端新产品Amiga 2000，另一种为Commodore 64推出的廉价产品Amiga 500。


Amiga 500，也称为A500，于1987年推出。 在Motorola 68000的支持下，该设备的工作频率为7.16 MHz，并具有5​​12 KB的RAM。 该设备已经非常成功，它在播放器，程序员，尤其是演示现场的人们中广受欢迎。 它是Commodore的最畅销产品（从1987年到1991年售出了大约600万台[1] ）。



A500有一个ROM，但是只有足够的内存来容纳称为Kickstart的引导程序。 初始化设备后，Kickstart提示用户插入包含程序或Workbench OS的软盘。 开机时，软盘应保留在驱动器中。 后来的型号，例如A1200（又名有史以来最大的机器），具有2.5英寸硬盘驱动器的空间，并且不再使用软盘了。


建筑学


由于该技术最初是为游戏而创建的[2] [3] ，因此Amiga并非像当时的大多数计算机那样，在具有音频和视频功能的“铁”处理器上构建。 32/16位68000与芯片组一起工作，该芯片组包含三个功能强大的芯片：Paula（音频），Denise（视频）和Agnus（数据处理和同步）。



具有存储器系统的类似设计不仅提供平面寻址，而且还提供处理器和芯片组可用的通用RAM，这极大地促进了Amiga在开发人员中的普及。 为了进行比较，世嘉（Sega Genesis）和任天堂SNES都没有共同的记忆，这是几年后发布的两个强大系统（分别在1989年1月和1990年11月）。


芯片组总线具有复杂的优先级系统，其中68,000个偶数周期不活动。 DMA（直接内存访问）芯片组尝试仅使用奇数个周期来逐渐多路复用总线访问，而不会影响处理器。 但是，并非一切都总是顺利。 特别是阿格努斯（Agnus）在68,000人挨饿的情况下表现良好[4] 。


为了解决此问题，客户可以购买带有专用“ CPU总线”的“快速RAM”扩展，用于68000。按照指示，当屏蔽器[15]的DMA通道处于活动状态时，CPU 68000 [5]不饿。 这使68,000的执行速度翻了一番。


影像系统


视频系统由Denise完全控制，总共提供二十种图形模式[6] 。 最受欢迎的分辨率是320x200，长宽比为1.6，与当时的显示器不符（4/3 = 1.3）。 当帧缓冲区传输到CRT监视器时，宽高比会导致失真。



帧缓冲区不是连续存储的，而是存储在称为位平面的单独存储区域中。 最多可以分配8 KB的五个[7]位平面，每个像素提供5位，从而可以获取32个颜色索引。 乍一看，这种方法看起来很笨拙（特别是对于具有PC经验的开发人员而言），但是Agnus尤其是它的整体优势提供了更高的清晰度。


调色板基于每个通道的4位RGB颜色空间。 每种颜色12位允许您识别多达4096种不同的颜色，这比同一时代的计算机上的常用颜色要多得多。


许多技巧使我们可以显示更多颜色。 与Copper一样，您可以将调色板更改为HSYNC。


以下两个图像代表RGB颜色空间的两个相对侧。 黑色在坐标（0x0、0x0、0x0），红色在（0xF，0x0、0x0），绿色在（0x0、0xF，0x0），蓝色在（0x0、0x0、0xF）和白色在（0xF，0xF）0xF） 。 这些彩色图像很好地说明了图形开发人员的创作自由。




Amiga的另一个世界


实际上，Amiga上的另一个世界不是港口。 由于A500用于开发，因此这是由21岁的埃里克·谢伊（Eric Shayy）在他的卧室里独自工作的1989年至1991年之间创建的原始版本。



有两个原因使Amiga成为理想的开发机器。 首先，GenLock允许进行旋转侦查。 其次，也是最重要的是，Amiga Agnus极大地促进了多边形的渲染。


击球手


由于不正确的假设，即Amiga上的“龙之巢，从辛格城堡逃生”使用了它们，因此提出了一种仅基于多边形的游戏的想法[8] 。 埃里克（Eric）必须以某种合理的帧速率实施该操作。 在研发的这一阶段，Amiga炸药发挥了关键作用。


多边形绘图


冲击波文档中提到了一个称为“区域填充模式”的功能。 我们不是在谈论花哨的三维投影或纹理化。 Blitter在屏幕空间上的位字符串上起作用，并具有“填充空白”的选项。 该工作基于从左到右的扫描。 只要阻击器看到0，什么都不会发生。 一旦第一个1通过，阻击器将用到下一个1的单位填充该行。文档中的图说明该方法工作良好。 请注意，即使使用此方法也可以正确显示凹面多边形。


     位阵列之前位阵列之后
   ______________________ ______________________
  |  |  |  |
  |  |  |  |
  |  |  |  |
  |  1 1 1 1 |  |  11111 11111 |
  |  1 1 1 1 |  |  1111 1111 |
  |  1 1 1 1 |  |  111111 |
  |  11 11 |  |  11 11 |
  |  1 1 1 1 |  |  111111 |
  |  1 1 1 1 |  |  1111 1111 |
  |  1 1 1 1 |  |  11111 11111 |
  |  |  |  |
  |  |  |  |
  | ______________________ |  | ______________________ |

这样的解决方案导致了第二个问题-如何绘制多边形的“边界”。 如果仔细查看上图，您会发现这是一种非标准的Bresenham算法[9] ，因为应该跳过水平线。 幸运的是，设计师Amigi将线描模式呈现给了blitter [10] 。


我们还没有完成。 仍然有问题。 首先，“绘制线条然后填充区域”必须进行四次（每个位平面一次），这看起来非常昂贵。 其次，引擎必须渲染数百个多边形。 抖动器需要一个干净的缓冲区，该缓冲区充满零并且要有良好的单位边界。 在经过多个多边形之后，帧缓冲区可能看起来像是一堆汤。 最后，阻击器仅输出1-ts，但是我们需要能够在四个位平面中的一些输出0，以便生成正确的4位颜色。


解决这些问题的方法是配置A，B和C阻击器的输入[11] 。 Blogger Scali在其博客中[12]可以更好地解释此过程。


...有一个解决这个问题的方法，甚至没有那么困难。 Blitter可以在Chipmem中的任何位置进行渲染，因此可以轻松设置临时的清洁缓冲区“ scratchpad”，并在其中绘制多边形。 然后，使用蒙版[16]上的一点光将其复制到屏幕的实际区域。 通常，此操作也称为cookie切割。 本质上，此操作与您仅在原始图像中设置像素时才记录2D图像时使用2D图像时使用的操作相同，否则将目标像素保持完整（逻辑OR操作）。 这样可以正确组合屏幕上的多边形。


实际上，也许现在是时候更详细地说明该攻击者了。 阻击器具有3个输入和1个输出。 所有这些都由DMA处理，因此调整后它可以完全独立于CPU工作。 可以使用逻辑运算来组合3个输入。 然后将结果写入输出通道。 如果蒙版蒙住眼睛，通常需要执行以下操作：


= ( ) ( )


-Scali的OpenBlog



基于阻击器的输入数据，我们现在有了渲染每个多边形所需内容的完整图片。


  1. 选择一块缓冲区。
  2. 零清洁，含油渍。
  3. 在绘制线模式下以单位绘制多边形边界。
  4. 在“区域填充”模式下，用单位填充缓冲区。
  5. 闪电击缓冲区四次（每个位平面一次）。

它不是很有趣，但是工作已经完成。 付出的努力是值得的，因为该程序可以每秒20帧的速度处理多达50个多边形（取决于它们的大小）。 这把我们带到了第二个问题。


复制帧缓冲区


不管阻击器绘制多边形的速度有多快，仍然不够快。 每个框架由数千个多边形组成。 一些多边形非常小（1x1，称为像素），以至于无法证明开销。 游戏中最早的背景之一（莱斯特离开水时）由981个多边形组成。



解决方案是通过简单的复制将背景缓存在特殊的BKGD缓冲区中。 对于击打者而言，这是一项特殊的任务。


Blitter是Amiga中的两个协处理器之一。 作为Agnus芯片的一部分，它用于复制矩形存储块和画线。 复制内存时，它比68000快大约两倍，并且每秒可以移动近4兆字节。 他可以每秒近一百万像素的速度绘制线条。


-Amiga开发人员CD v2.1（OS 3.5）



以4000字节（毫秒）的速度，在每个新帧的开头写入BKGD缓冲区仅需要8 ms。


注意：尽管《另一个世界》是一款精美的游戏，但有些优势仍然“粗糙”。 如果玩家在复制保护测验[13]中尝试变得聪明，然后按“ c”键输入代码以进入游戏过程，则屏幕将变为绿色，并且Amiga冻结。 唯一的解决方法是重新启动游戏。


帧缓冲填充


尽管68000处理器一次可以记录16位，但是帧缓冲器也可能使用了冲击清除器。 Amiga文档包含一个示例“ clearmem”代码[14] ，该代码使用blitter清理128 KB的RAM。


参考文献


  1. 维基百科：Amiga 500 。
  2. 准将：Amiga年 。
  3. 准将：最后的岁月 。
  4. Amiga Chip RAM 。
  5. 维基百科：Amiga Hardware 。
  6. Amiga屏幕模式 。
  7. Amiga实时3D图形 。
  8. 经典游戏验尸-另一个世界 。
  9. 布雷森纳姆算法 。
  10. 6阻击器硬件/区域填充模式 。
  11. 6个Blitter硬件/ DMA通道 。
  12. 只是保持真实，第3部分 。
  13. 码盘 。
  14. Amiga文档，“示例：Clearmem” 。
  15. 击球手 。
  16. 有点发呆 。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN483140/

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