Как за месяц выучить zx basic и написать дему или making of “white stars”. Часть #1
Записи велись во время написания демо со 2 ноября 2015 года.
Напомню, 7 сентября 2015 года, было объявлено забавное и необычное демокомпо — BASE-X. Необычность его в том, что принимаемые на компо демо должны быть написаны исключительно на zx basic. Интерес к бейсику есть, о чём говорит не нулевое количество демо, написанных на бейсике и возникновение компо — это весьма закономерное событие.
Мне всегда был интересен бейсик с точки зрения простоты понимания его непрограммистом. А уж что может быть проще, чем реализация бейсика на zx spectrum? Фактически, не являясь программистом, взять и что-то написать на бейсике — довольно просто и я уже не раз предпринимал попытки (EVM — 3bm openair 2011, 3bm heartbeat — 3bm 2015) что-то сделать по-быстрому, используя обрывки воспоминаний из детства и первый попавшийся гаджет под рукой — Nintendo DS с эмулятором ZX Spectrum. Но ведь всегда хочется чего-то большего и цельного, а не просто попытка попищать бипером и показать что-то на экране. А после выхода таких замечательных продуктов, как Silabba, Back to basics и Silent attraction зудеть стало еще сильнее…
Пора браться за дело, подумал я, и открыл предложенный diver4d Basin — редактор-эмулятор, заточенный под бейсик. Это стало отправной точкой разработки и изучения. Скажу больше, Basin и его форк BasinC с незначительными изменениями, являются по сути IDE для разработки программ на zx basic. Используя только Basin можно и написать программу и выловить баги и нарисовать графику и выпустить цельный и законченный продукт.
Все мои знания бейсика ограничивались несколькими операторами: FOR NEXT PRINT PLOT DRAW BEEP POKE IF THEN GO TO GO SUB LET PAUSE и вроде бы всё… Ну что же, подумал я, и с этим можно начинать.
С чего начинать дему? Конечно же с приветов!
Первым делом была попытка написания части “Rainbow hello”.
Изначально задумка была такой: выводим строку черным по черному, потом зажигаем атрибутами в несколько проходов познакоместно, чтобы проявление было постепенным, радужным.
Первично выводил строку PRINTом, потом в цикле прокручивал атрибуты в экранной области. Оказалось, что выводить строчки отдельными PRINT-ами довольно занудно и громоздко, а крутить атрибуты в цикле всё равно медленно. Вывод работает, цвета меняются, но нет изюминки и как-то обычно. Полез в справочник (а в Basin есть встроенный и очень неплохой HELP), глядеть как работают строковые переменные и оператор DATA.
Вот отрывок из варианта до сборки:
Используя данные, а не целую строку в PRINT у меня возник вопрос, а как вывести надпись красиво? Сначала я думал хранить координаты вывода вместе со строковыми данными или генерировать по ходу с помощью RND, от RND я сразу отказался т.к. во-первых это достаточно медленно, а во-вторых есть шанс холостых циклов по условию, если строка не поместится полностью до края экрана. Сделав вариант с хранением координат я понял, что добавление или удаление данных становится очень неприятным и рутинным, т.к. всегда нужно пересчитывать и прикидывать координаты для вывода, да и программа становится более громоздкой. Тогда было решено, что выводиться строка будет в середину экрана и вычисление координаты вывода сделать достаточно просто. Тут я снова полез в HELP искать пояснения про функцию LEN, которая вычисляет длину строковой переменной. Теперь, если мы из ширины экрана в знакоместах вычтем половину длины строки, то получим x-координату для вывода строки. Отлично! Вот так код становится дизайном, а не дизайн кодом, подумал я. И для бейсика это достаточно важная часть выбора т.к. мы ограничены в быстродействии и памяти. Т.е. важен компромисс между “БОЖЕНЬКИ, КАК КРАСИВО!” и “ОХТЫЖ КАК БЫСТРО!”.
Задача минимум была решена, строчки выводились исправно. Тут я подумал, что из этого можно сделать неплохой мессенджер, если смещать еще и y-координату вывода строчек, что и было сделано позже и оформлено в подпрограмму со своими входными данными, но для этого еще не раз пришлось заглянуть в шпаргалку по бейсиковским операторам.
Теперь возникла задача максимум, нужно как-то разнообразить наши приветы, иначе это не приветы, а просто мессенджер (хоть он еще был не реализован, но в голове он уже был отдельной подпрограммой). В банке знаний из визуальных альтернатив были лишь PLOT и DRAW и я начал экспериментировать.
Изначально, идея была в том, что снизу экрана из точки появляется квадратик, двигается к своему законному месту, разрастается к центру экрана в размер нашей строки, появляется, а за ним затухает хвост. На деле оказалось достаточно сложным для меня в реализации и очень медленным. Тогда я решил сделать обрамление сверху и снизу нашей надписи с зависимостью от длины выводимой строки и раскрасить в разные цвета. То что получилось меня вполне устроило и выглядело на удивление очень свежо для бейсика.
Единственный момент, который меня беспокоил — неравномерность по времени вывода линий в зависимости от длины, т.е. короткие сообщения и короткие линии выводились быстрее, а длинные медленнее, тогда я добавил паузу с зависимостью от длины выводимой строки:
Эффект был готов. На него по времени (вместе с освоением Basin и листанием HELPa) ушла наверное неделя =) А чистого времени, наверное часа 4 не меньше.
В принципе, подключив музыку на прерываниях уже можно было бы и успокоиться, но посмотрев на объем в 1к со свободными 39к — это было бы неразумно и глупо т.к. еще было достаточно времени, чтобы придумать и написать что-то еще, да и интерес разгорался всё больше и больше. Тем временем, смотря на свободное пространство в памяти, подумалось, что неплохо было бы и графику в дему добавить. Но в этот момент я даже не представлял, каким образом и как это сделать. Конечно можно было бы поглядеть на реализацию вывода графики в других демах и покопаться в исходном коде, но попытавшись залезть в исходники “b2b” и окончательно запутавшись в листинге я бросил это дело после 15 минут.
Потом пошли эксперименты с рисованием квадратиков по PLOT DRAW, вычисления SIN COS, попытка поиграться с полярными координатами:
Ну, и так далее…
Из всех попыток сделать что-то стоящее я понял одно: нужно как-то выкручиваться из ситуации тормознутости бейсика. Либо прекалк, либо зрительный обман. Я прикинул, что самый быстрый вывод на экран — это PRINT символов в знакоместа, значит нужно воспользоваться этим максимально. Выводить весь экран из буфера нереально, уже очень медленно, значит нужно использовать последовательный, выборочный вывод и элемент случайности. Но, чтобы картинка не выглядело статикой нам нужно очень быстро скроллировать экран и у нас есть такая возможность в штатном бейсике, но мешает одна особенность. Когда места на экране не хватает, бейсик спрашивает пользователя нужно ли продолжать прокрутку экрана “Scroll?”. К счастью, у нас есть возможность продлить себе удовольствие и скроллировать за раз до 255 строк, а помогает нам в этом изменение системной переменной.
Вот на этом трюке я и построил практически все свои эффекты. Признаю, что выглядит дема от этого очень одинаково, но на тот момент мне нужно было набрать необходимый набор эффектов, чтобы собрать хоть что-то более-менее смотрибельное на 2-3 минуты.
Далее, я стал потихоньку писать отдельные программы, чтобы был достаточный набор и не задумывался на том этапе о самом важном в деме — концепте =) Нет, конечно же у меня всегда были мысли о своей деме про космос, про роботов, про человечество, про сознание и осознание себя во вселенной, но я никогда не думал об этом в контексте бейсик-демы. Тем не менее, набрав пяток эффектов я решил, что пусть давняя мечта воплотится в этом продукте. Нечего протухать и умирать в забвении.
Так, неожиданно, появилось старое/новое название для демы “WHITE STARS”. Почему старое? Потому что я уже начинал рисовать когда-то графику, но большая часть была потеряна и проект остановился. Из сохранившегося осталась всего одна картинка, которая была выставлена на ZX AAA demo compo 2013:
И заставка, которая, вроде бы еще нигде не светилась, но уже не подходила по задумке:
Теперь нужно было рисовать новую заставку как минимум и дополнительную графику в дему как максимум. Если с заставкой было все более менее ясно — грузим в самом начале демы по LOAD”picture”SCREEN$, то с выводом графики я еще ничего не знал, но решил, что графика должна быть обязательно. Так, параллельно с написанием эффектов я начал рисовать заставку. И раз уж будем делать отсылки к космосу, то будем рисовать космический корабль. В конечном итоге я оставил рамку с погашенной яркостью для придания большего объема и глубины.
В конечном итоге у меня получилась примерно вот такая картина с набором простых бейсик программ:
Наверное, достаточно скучно будет разбирать далее всю дему по полочкам, как первый написанный эффект “Rainbow hello”, т.к. дальше уже появлялся опыт и ощущение чего-то непостижимого терялось со временем, но хотел бы пояснить некоторые самые интересные моменты для заинтересовавшихся.
Самый большой мой промах был в том, что я изначально не стал вести записи того, какие участки программ являются подпрограммами или некими функциями, я просто копировал нужные куски в новую программу и даже не задумывался о процессе сборки в будущем. Но! Хорошо, что я занялся этим перед окончательной сборкой и когда еще не все эффекты были окончательно дописаны.
Вот примерно так выглядел мой док в процессе разработки.
Карта адресов где лежит графика, описание функций и подпрограмм с кратким описанием работы. Для подпрограмм — данные на входе и на выходе (если есть). Также, в отдельных текстовых файлах были записи по текстам для вывода в деме. Но тексты менялись по ходу написания в зависимости от количества необходимых строк для вывода или от обстоятельств, касающихся концепта демы.
Вот, кстати о концепте… По ходу написания как таковой концепт возникал, потом перерождался во что-то иное, потом возникал новый от того, что появлялись новые возможности и новые знания. Например, с того момента, как я вывел на экран свой первый спрайт, в голове возник очередной концепт =)
Но мне не хотелось отказываться от названия демы - “WHITE STARS”, это название как заноза, мешала мне много лет, как незавершенный гештальт, не позволяла куда-то двигаться и что-то делать. Будь что будет, подумал я тогда. Будет каша и солянка, значит пусть будет так. Будет моя первая БОЛЬШАЯ бейсик-каша.
Первым шагом, сближения с графикой, естественно было знакомство с UDG. Сначала рисование во встроенном в Basin редакторе UDG с последующим экспортом прямо в тело программы строк DATA с данными символов. (В Basin это сделано очень удобно). И это мне очень помогло на первом этапе.
В дальнейшем оказалось, что переключать наборы графики можно всего лишь меняя системную переменную.
Собственно, для расчета этих двух байт я быстренько написал подпрограмму:
С её помощью я рассчитывал адреса и в своей основной программе переключал начало набора парой POKE.
Может возникнуть вопрос, а зачем же переключать не наборы, а смещать начало набора? Очень просто, таким образом, мы впечатывая в цикле один и тот же символ UDG можем менять отображаемую этим символом графику т.к. начало набора стоит уже с другого адреса.
Поясню:
PRINT AT x,y;“/a”
POKE
PRINT AT x,y;”/a”
В данном примере оператор PRINT будет выводит разную графику по координатам x,y.
Такое положение вещей мне очень понравилось и я начал думать над тем, как быстро вывести большой блок графики на экран. Всего в UDG нам доступен 21 символ в наборе т.е. мы можем вывести без особых заморочек блок графики 168x8 пикселов всего лишь одним оператором PRINT. Переключая наборы, мы можем в цикле вывести любой спрайт с размерами 21x22 знакоместо или 168x176 пикселов. Именно с задачи вывода максимального блока графики я и начал свои исследования.
Первой мыслью было: рассчитать табличку адресов, положить в память, процедурой вывода доставать из памяти адреса и переписывать значения в системной переменной в цикле, выводя при этом строку UDG.
Мысль была хорошая и чёрт меня дёрнул, написать расчёт таблички на ассемблере, уж если погружаться с головой в программирование и кодинг, то с головой =) Со второго раза у меня даже получилось написать вот это:
И оно даже правильно построило мне нужную таблицу и сразу же заработал вывод графики из бейсика.
Единственная проблема, во встроенном в Basin ассемблере нет DUP-EDUP и пришлось раскрыть большую простыню, чтобы не использовать сторонние ассемблеры. Нет, вы не подумайте, что я вызываю машинный код из бейсика ;) этот код я использовал во время написания лишь для быстрого построения табличек в памяти.
Изначально я планировал хранить графику и таблички вывода в памяти вместе, т.е. [GFX DATA][TABLE DATA], памяти на это расходуется не много: 21*2=42 байта для вывода максимального блока графики. Но, это очень неудобно, когда графика меняется, когда в любой момент потребуется перенести графику в другое место. В моём случае потребуется постоянно пересчитывать таблички. Если бы у меня изначально был чёткий план по деме, то вполне возможно, я бы и оставил всё в памяти и сильно ускорил вывод больших блоков графики т.к. не пришлось бы постоянно рассчитывать адреса из бейсика. А мы простых путей не ищем =) В дальнейшем я отказался от сохранения табличек, в обмен на возможность быстрого перемещения данных по памяти. Почему именно так? Ответ простой, когда писалась дема, еще не было готового решения с AY-плеером, не было музыки и не было четкого представления сколько займёт дема после сборки и сколько еще графики будет в деме… (даже когда пишутся эти строки — 2 ноября 2015, нет еще готового плеера и дема собрана только наполовину)
Как можно заметить, расчёт младшего и старшего байта адреса я оформил в функции бейсика и сделал процедуру расчёта таблички — строка 9010, и переключения набора символов — строка 9020.
На входе в подпрограмму рсчёта: adr — адрес графики в памяти, y — размер выводимого блока по вертикали. Табличка сохраняется в массив a(n).
Достаточно топорное и тормозное решение, но оно продиктовано сложившейся ситуацией.
Ну, а сам вывод спрайта выходит довольно простым:
В переменную Y — размер блока графики по вертикали, в переменную ADR — расположение графики в памяти. Для простоты и быстроты координату X регулируем пробелами в операторе PRINT.
На этом для себя тему с выводом графики я решил закрыть. Есть еще вариант с печатью из простого набора символов с тем же самым переключением 768-байтных банков графики для шрифта. Но я не планировал вывод полноэкранной графики и к тому же будет биться набор символов, что усложнит редактуру исходного кода, а для меня это критично, я только учусь!
Спрайт андроида — это не вошедшая в zx spectrum часть картинка демы Synchronization. Планировалась еще и анимация, но я понял, что с анимацией-то вообще ничего не успею.
Спрайт “Лео” и парочка волчков. Снизу — один уже разложен по блокам 8x8 (правый).
А вот так выглядит раскладка спрайтов левого и правого волчка. Используется ровно по одному набору UDG.
Еще немного ламповости добавлю вот этими фотографиями. Иногда на бумаге думается и размышляется гораздо продуктивнее и вот эта ностальгия по детству и исписаным тетрадкам.
Вот, на этой фотографии видно как я выбирал объект для 3d части в деме.
Почему 3d и зачем в бейсик деме?
Потому что было интересно, насколько это возможно и насколько это медленно. Опять же выбор у нас небольшой — это либо прекалк, либо честное или не очень честное 3d. Я начал с прекалка. Всё просто, закидываем координаты в массив или в DATA или кидаем в память, читаем данные, выводим. Чем больше вершин обрабатываем, тем больше тормоза. Естественно, посчитать нужно так, как это будет выводится на экран и управлять выводом мы потом уже не сможем.
Я взял половину звезды и планировал, что она будет крутиться, наполовину выходя за экран. И когда я уже рассчитал все координаты, понял, что количество вершин у меня меняется. Это немного смутило меня, но я пошел по простому пути, просто стал выводить максимальное кол-во вершин и продубировал координаты несуществующих.
Теперь немного о “настоящем” 3d. “Настоящее” я взял в кавычки потому, что вместо SIN-COS при преобразовании поворота я использовал вычисленные значения. Я использовал только преобразование поворота и масштабирования, что упрощало вычисления, но и давало некоторое представление о возможности реалтаймового 3D в бейсике.
Первый же запрос в гугл дал мне забытые формулы:
Ужасно медленно. Больше не делайте как я, не надо честного или “честного” 3d в бейсике. Прекалькулируй это! Ну, вы помните да?
Вот это пожалуй и все самые интересные моменты написания демы (хотя, как знать, дема-то еще не написана, когда пишутся эти строки).
Из всего вышесказанного я прямо сейчас могу сделать несколько выводов и дать пару советов:
1. В самом начале взять лист бумаги и написать один абзац текста с подзаголовком: “О чём эта дема:”
2. С самой первой секунды работы над демой (не имеет значения работаете вы в одного или в команде) ведите диз. доки, тех. доки, ТЗ, любые описания работы и аккуратно складывайте в папочку “СУПЕРДЕМА”. Ваша голова и головы всех, кто в проекте не удержат весь поток информации, который будет генерироваться или всплывать по ходу. Если вы в команде, выберите главного, который будет принимать окончательное решение по всем вопросам. Нет главного — нет демы. В случае неудачи пусть все шишки достанутся ему ;)
3. Не переоценивайте свои возможности. Времени всегда не хватает.
4. Советуйтесь!
5. Начинайте с простого. Усложняйте постепенно. И будьте готовы переписать всё заново, 2 раза или 3.
6. Если можно сделать просто, делайте просто. Если можно обмануть, обманывайте.
7. Получайте удовольствие от процесса. Это самый главный пункт. Если при написании вы получаете положительные эмоции, поверьте, кто-то потом порадуется точно также.
Буду рад ответить на возникшие вопросы в комментариях.
P.S. сразу предсказывая вопрос про “НЕ ПРОГРАММИСТ НИ РАЗУ”, хотя упомянул про тетрадки исписанные в детстве… так вот, то было в детстве и давно забыто. Было немного бейсика и совсем чуть-чуть ассемблера — это правда. А еще был момент учебы на кафедре физики-информатики, но это было давно и не правда.
Чтобы далеко не ходить, вот и дема
Напомню, 7 сентября 2015 года, было объявлено забавное и необычное демокомпо — BASE-X. Необычность его в том, что принимаемые на компо демо должны быть написаны исключительно на zx basic. Интерес к бейсику есть, о чём говорит не нулевое количество демо, написанных на бейсике и возникновение компо — это весьма закономерное событие.
Мне всегда был интересен бейсик с точки зрения простоты понимания его непрограммистом. А уж что может быть проще, чем реализация бейсика на zx spectrum? Фактически, не являясь программистом, взять и что-то написать на бейсике — довольно просто и я уже не раз предпринимал попытки (EVM — 3bm openair 2011, 3bm heartbeat — 3bm 2015) что-то сделать по-быстрому, используя обрывки воспоминаний из детства и первый попавшийся гаджет под рукой — Nintendo DS с эмулятором ZX Spectrum. Но ведь всегда хочется чего-то большего и цельного, а не просто попытка попищать бипером и показать что-то на экране. А после выхода таких замечательных продуктов, как Silabba, Back to basics и Silent attraction зудеть стало еще сильнее…
Пора браться за дело, подумал я, и открыл предложенный diver4d Basin — редактор-эмулятор, заточенный под бейсик. Это стало отправной точкой разработки и изучения. Скажу больше, Basin и его форк BasinC с незначительными изменениями, являются по сути IDE для разработки программ на zx basic. Используя только Basin можно и написать программу и выловить баги и нарисовать графику и выпустить цельный и законченный продукт.
Все мои знания бейсика ограничивались несколькими операторами: FOR NEXT PRINT PLOT DRAW BEEP POKE IF THEN GO TO GO SUB LET PAUSE и вроде бы всё… Ну что же, подумал я, и с этим можно начинать.
С чего начинать дему? Конечно же с приветов!
Первым делом была попытка написания части “Rainbow hello”.
Изначально задумка была такой: выводим строку черным по черному, потом зажигаем атрибутами в несколько проходов познакоместно, чтобы проявление было постепенным, радужным.
Первично выводил строку PRINTом, потом в цикле прокручивал атрибуты в экранной области. Оказалось, что выводить строчки отдельными PRINT-ами довольно занудно и громоздко, а крутить атрибуты в цикле всё равно медленно. Вывод работает, цвета меняются, но нет изюминки и как-то обычно. Полез в справочник (а в Basin есть встроенный и очень неплохой HELP), глядеть как работают строковые переменные и оператор DATA.
Вот отрывок из варианта до сборки:
20 FOR a=1 TO 3 40 READ a$ 50 LET l=LEN a$: LET x=INT ((32-l)/2) 60 FOR f=0 TO 8: PRINT BRIGHT 1; OVER 1; INK f; PAPER 0;AT 11,x;a$: NEXT f 100 DATA "zzz","xxx","yyy"
Используя данные, а не целую строку в PRINT у меня возник вопрос, а как вывести надпись красиво? Сначала я думал хранить координаты вывода вместе со строковыми данными или генерировать по ходу с помощью RND, от RND я сразу отказался т.к. во-первых это достаточно медленно, а во-вторых есть шанс холостых циклов по условию, если строка не поместится полностью до края экрана. Сделав вариант с хранением координат я понял, что добавление или удаление данных становится очень неприятным и рутинным, т.к. всегда нужно пересчитывать и прикидывать координаты для вывода, да и программа становится более громоздкой. Тогда было решено, что выводиться строка будет в середину экрана и вычисление координаты вывода сделать достаточно просто. Тут я снова полез в HELP искать пояснения про функцию LEN, которая вычисляет длину строковой переменной. Теперь, если мы из ширины экрана в знакоместах вычтем половину длины строки, то получим x-координату для вывода строки. Отлично! Вот так код становится дизайном, а не дизайн кодом, подумал я. И для бейсика это достаточно важная часть выбора т.к. мы ограничены в быстродействии и памяти. Т.е. важен компромисс между “БОЖЕНЬКИ, КАК КРАСИВО!” и “ОХТЫЖ КАК БЫСТРО!”.
Задача минимум была решена, строчки выводились исправно. Тут я подумал, что из этого можно сделать неплохой мессенджер, если смещать еще и y-координату вывода строчек, что и было сделано позже и оформлено в подпрограмму со своими входными данными, но для этого еще не раз пришлось заглянуть в шпаргалку по бейсиковским операторам.
Теперь возникла задача максимум, нужно как-то разнообразить наши приветы, иначе это не приветы, а просто мессенджер (хоть он еще был не реализован, но в голове он уже был отдельной подпрограммой). В банке знаний из визуальных альтернатив были лишь PLOT и DRAW и я начал экспериментировать.
Изначально, идея была в том, что снизу экрана из точки появляется квадратик, двигается к своему законному месту, разрастается к центру экрана в размер нашей строки, появляется, а за ним затухает хвост. На деле оказалось достаточно сложным для меня в реализации и очень медленным. Тогда я решил сделать обрамление сверху и снизу нашей надписи с зависимостью от длины выводимой строки и раскрасить в разные цвета. То что получилось меня вполне устроило и выглядело на удивление очень свежо для бейсика.
Единственный момент, который меня беспокоил — неравномерность по времени вывода линий в зависимости от длины, т.е. короткие сообщения и короткие линии выводились быстрее, а длинные медленнее, тогда я добавил паузу с зависимостью от длины выводимой строки:
146 PAUSE (50-(LEN a$))/3
Эффект был готов. На него по времени (вместе с освоением Basin и листанием HELPa) ушла наверное неделя =) А чистого времени, наверное часа 4 не меньше.
В принципе, подключив музыку на прерываниях уже можно было бы и успокоиться, но посмотрев на объем в 1к со свободными 39к — это было бы неразумно и глупо т.к. еще было достаточно времени, чтобы придумать и написать что-то еще, да и интерес разгорался всё больше и больше. Тем временем, смотря на свободное пространство в памяти, подумалось, что неплохо было бы и графику в дему добавить. Но в этот момент я даже не представлял, каким образом и как это сделать. Конечно можно было бы поглядеть на реализацию вывода графики в других демах и покопаться в исходном коде, но попытавшись залезть в исходники “b2b” и окончательно запутавшись в листинге я бросил это дело после 15 минут.
Потом пошли эксперименты с рисованием квадратиков по PLOT DRAW, вычисления SIN COS, попытка поиграться с полярными координатами:
10 LET r=10: LET s=.1 15 LET s=s+.1 20 FOR t=0 TO 2*PI STEP s 25 REM LET r=changes for radius 30 LET x=10+r*COS (t) 40 LET y=16+r*SIN (t) 50 PRINT AT 21,x;"********" 55 PRINT 60 NEXT t 70 GO TO 15 5 LET x=1: LET dx=10+(2*(-10*RND)) 10 PLOT 255/2,88 20 LET yx=15*(RND) 30 LET x=x+yx 40 DRAW -dx,yx 45 IF x<50 THEN GO TO 20 50 GO TO 5
Ну, и так далее…
Из всех попыток сделать что-то стоящее я понял одно: нужно как-то выкручиваться из ситуации тормознутости бейсика. Либо прекалк, либо зрительный обман. Я прикинул, что самый быстрый вывод на экран — это PRINT символов в знакоместа, значит нужно воспользоваться этим максимально. Выводить весь экран из буфера нереально, уже очень медленно, значит нужно использовать последовательный, выборочный вывод и элемент случайности. Но, чтобы картинка не выглядело статикой нам нужно очень быстро скроллировать экран и у нас есть такая возможность в штатном бейсике, но мешает одна особенность. Когда места на экране не хватает, бейсик спрашивает пользователя нужно ли продолжать прокрутку экрана “Scroll?”. К счастью, у нас есть возможность продлить себе удовольствие и скроллировать за раз до 255 строк, а помогает нам в этом изменение системной переменной.
[SCR_CT 23692] POKE 23692,255
Вот на этом трюке я и построил практически все свои эффекты. Признаю, что выглядит дема от этого очень одинаково, но на тот момент мне нужно было набрать необходимый набор эффектов, чтобы собрать хоть что-то более-менее смотрибельное на 2-3 минуты.
Далее, я стал потихоньку писать отдельные программы, чтобы был достаточный набор и не задумывался на том этапе о самом важном в деме — концепте =) Нет, конечно же у меня всегда были мысли о своей деме про космос, про роботов, про человечество, про сознание и осознание себя во вселенной, но я никогда не думал об этом в контексте бейсик-демы. Тем не менее, набрав пяток эффектов я решил, что пусть давняя мечта воплотится в этом продукте. Нечего протухать и умирать в забвении.
Так, неожиданно, появилось старое/новое название для демы “WHITE STARS”. Почему старое? Потому что я уже начинал рисовать когда-то графику, но большая часть была потеряна и проект остановился. Из сохранившегося осталась всего одна картинка, которая была выставлена на ZX AAA demo compo 2013:
И заставка, которая, вроде бы еще нигде не светилась, но уже не подходила по задумке:
Теперь нужно было рисовать новую заставку как минимум и дополнительную графику в дему как максимум. Если с заставкой было все более менее ясно — грузим в самом начале демы по LOAD”picture”SCREEN$, то с выводом графики я еще ничего не знал, но решил, что графика должна быть обязательно. Так, параллельно с написанием эффектов я начал рисовать заставку. И раз уж будем делать отсылки к космосу, то будем рисовать космический корабль. В конечном итоге я оставил рамку с погашенной яркостью для придания большего объема и глубины.
В конечном итоге у меня получилась примерно вот такая картина с набором простых бейсик программ:
Наверное, достаточно скучно будет разбирать далее всю дему по полочкам, как первый написанный эффект “Rainbow hello”, т.к. дальше уже появлялся опыт и ощущение чего-то непостижимого терялось со временем, но хотел бы пояснить некоторые самые интересные моменты для заинтересовавшихся.
Самый большой мой промах был в том, что я изначально не стал вести записи того, какие участки программ являются подпрограммами или некими функциями, я просто копировал нужные куски в новую программу и даже не задумывался о процессе сборки в будущем. Но! Хорошо, что я занялся этим перед окончательной сборкой и когда еще не все эффекты были окончательно дописаны.
Вот примерно так выглядел мой док в процессе разработки.
Карта адресов где лежит графика, описание функций и подпрограмм с кратким описанием работы. Для подпрограмм — данные на входе и на выходе (если есть). Также, в отдельных текстовых файлах были записи по текстам для вывода в деме. Но тексты менялись по ходу написания в зависимости от количества необходимых строк для вывода или от обстоятельств, касающихся концепта демы.
Вот, кстати о концепте… По ходу написания как таковой концепт возникал, потом перерождался во что-то иное, потом возникал новый от того, что появлялись новые возможности и новые знания. Например, с того момента, как я вывел на экран свой первый спрайт, в голове возник очередной концепт =)
Но мне не хотелось отказываться от названия демы - “WHITE STARS”, это название как заноза, мешала мне много лет, как незавершенный гештальт, не позволяла куда-то двигаться и что-то делать. Будь что будет, подумал я тогда. Будет каша и солянка, значит пусть будет так. Будет моя первая БОЛЬШАЯ бейсик-каша.
Первым шагом, сближения с графикой, естественно было знакомство с UDG. Сначала рисование во встроенном в Basin редакторе UDG с последующим экспортом прямо в тело программы строк DATA с данными символов. (В Basin это сделано очень удобно). И это мне очень помогло на первом этапе.
В дальнейшем оказалось, что переключать наборы графики можно всего лишь меняя системную переменную.
[UDG 23675] (2) POKE 23675,low: POKE 23676,high
Собственно, для расчета этих двух байт я быстренько написал подпрограмму:
10 INPUT "adr=";adr 30 LET h=INT (adr/256) 40 LET l=adr-(INT (adr/256)*256) 50 PRINT "Font adr=";adr: PRINT "low byte=";l;" high byte=";h
С её помощью я рассчитывал адреса и в своей основной программе переключал начало набора парой POKE.
Может возникнуть вопрос, а зачем же переключать не наборы, а смещать начало набора? Очень просто, таким образом, мы впечатывая в цикле один и тот же символ UDG можем менять отображаемую этим символом графику т.к. начало набора стоит уже с другого адреса.
Поясню:
PRINT AT x,y;“/a”
POKE
PRINT AT x,y;”/a”
В данном примере оператор PRINT будет выводит разную графику по координатам x,y.
Такое положение вещей мне очень понравилось и я начал думать над тем, как быстро вывести большой блок графики на экран. Всего в UDG нам доступен 21 символ в наборе т.е. мы можем вывести без особых заморочек блок графики 168x8 пикселов всего лишь одним оператором PRINT. Переключая наборы, мы можем в цикле вывести любой спрайт с размерами 21x22 знакоместо или 168x176 пикселов. Именно с задачи вывода максимального блока графики я и начал свои исследования.
Первой мыслью было: рассчитать табличку адресов, положить в память, процедурой вывода доставать из памяти адреса и переписывать значения в системной переменной в цикле, выводя при этом строку UDG.
Мысль была хорошая и чёрт меня дёрнул, написать расчёт таблички на ассемблере, уж если погружаться с головой в программирование и кодинг, то с головой =) Со второго раза у меня даже получилось написать вот это:
org 30000 ld de,49152+6144+1 ld hl,49152 ld bc,168 DUP 21 ld a,l ld (de),a inc de ld a,h ld (de),a inc de add hl,bc EDUP ret
И оно даже правильно построило мне нужную таблицу и сразу же заработал вывод графики из бейсика.
Единственная проблема, во встроенном в Basin ассемблере нет DUP-EDUP и пришлось раскрыть большую простыню, чтобы не использовать сторонние ассемблеры. Нет, вы не подумайте, что я вызываю машинный код из бейсика ;) этот код я использовал во время написания лишь для быстрого построения табличек в памяти.
Изначально я планировал хранить графику и таблички вывода в памяти вместе, т.е. [GFX DATA][TABLE DATA], памяти на это расходуется не много: 21*2=42 байта для вывода максимального блока графики. Но, это очень неудобно, когда графика меняется, когда в любой момент потребуется перенести графику в другое место. В моём случае потребуется постоянно пересчитывать таблички. Если бы у меня изначально был чёткий план по деме, то вполне возможно, я бы и оставил всё в памяти и сильно ускорил вывод больших блоков графики т.к. не пришлось бы постоянно рассчитывать адреса из бейсика. А мы простых путей не ищем =) В дальнейшем я отказался от сохранения табличек, в обмен на возможность быстрого перемещения данных по памяти. Почему именно так? Ответ простой, когда писалась дема, еще не было готового решения с AY-плеером, не было музыки и не было четкого представления сколько займёт дема после сборки и сколько еще графики будет в деме… (даже когда пишутся эти строки — 2 ноября 2015, нет еще готового плеера и дема собрана только наполовину)
Как можно заметить, расчёт младшего и старшего байта адреса я оформил в функции бейсика и сделал процедуру расчёта таблички — строка 9010, и переключения набора символов — строка 9020.
На входе в подпрограмму рсчёта: adr — адрес графики в памяти, y — размер выводимого блока по вертикали. Табличка сохраняется в массив a(n).
DIM a(42) 9000 DEF FN h(n)=INT (n/256) 9001 DEF FN l(n)=n-(FN h(n)*256) 9010 FOR f=1 TO y*2 STEP 2: LET a(f)=FN l(adr): LET a(f+1)=FN h(adr): LET adr=adr+(x*8): NEXT f: RETURN 9020 POKE 23675,FN l(adr): POKE 23676,FN h(adr): RETURN
Достаточно топорное и тормозное решение, но оно продиктовано сложившейся ситуацией.
Ну, а сам вывод спрайта выходит довольно простым:
1005 LET y=16: LET adr=49152 1010 GO SUB 9010 1015 FOR f=1 TO y*2 STEP 2 1020 POKE 23675,a(f): POKE 23676,a(f+1) 1025 PRINT " \a\b\c\d\e\f\g\h\i\j\k\l\m\n" 1030 NEXT f
В переменную Y — размер блока графики по вертикали, в переменную ADR — расположение графики в памяти. Для простоты и быстроты координату X регулируем пробелами в операторе PRINT.
На этом для себя тему с выводом графики я решил закрыть. Есть еще вариант с печатью из простого набора символов с тем же самым переключением 768-байтных банков графики для шрифта. Но я не планировал вывод полноэкранной графики и к тому же будет биться набор символов, что усложнит редактуру исходного кода, а для меня это критично, я только учусь!
Спрайт андроида — это не вошедшая в zx spectrum часть картинка демы Synchronization. Планировалась еще и анимация, но я понял, что с анимацией-то вообще ничего не успею.
Спрайт “Лео” и парочка волчков. Снизу — один уже разложен по блокам 8x8 (правый).
А вот так выглядит раскладка спрайтов левого и правого волчка. Используется ровно по одному набору UDG.
Еще немного ламповости добавлю вот этими фотографиями. Иногда на бумаге думается и размышляется гораздо продуктивнее и вот эта ностальгия по детству и исписаным тетрадкам.
Вот, на этой фотографии видно как я выбирал объект для 3d части в деме.
Почему 3d и зачем в бейсик деме?
Потому что было интересно, насколько это возможно и насколько это медленно. Опять же выбор у нас небольшой — это либо прекалк, либо честное или не очень честное 3d. Я начал с прекалка. Всё просто, закидываем координаты в массив или в DATA или кидаем в память, читаем данные, выводим. Чем больше вершин обрабатываем, тем больше тормоза. Естественно, посчитать нужно так, как это будет выводится на экран и управлять выводом мы потом уже не сможем.
Я взял половину звезды и планировал, что она будет крутиться, наполовину выходя за экран. И когда я уже рассчитал все координаты, понял, что количество вершин у меня меняется. Это немного смутило меня, но я пошел по простому пути, просто стал выводить максимальное кол-во вершин и продубировал координаты несуществующих.
5 DIM z(64) 6 LET r=100 10 PAPER 0: INK 7: BORDER 0: CLS 20 FOR n=1 TO 64 30 READ z(n) 40 NEXT n 100 LET n=1: LET m=14: GO SUB 2000: GO SUB 2000 110 LET n=17: LET m=30: GO SUB 2000: GO SUB 2000 120 LET n=33: LET m=46: GO SUB 2000: GO SUB 2000 130 LET n=49: LET m=62: GO SUB 2000: GO SUB 2000 999 GO TO 100 1000 DATA 0,48,44,27,38,76,72,112,24,120,0,164,0,164,0,164 1010 DATA 0,38,20,56,68,50,48,96,68,140,20,134,0,152,0,152 1020 DATA 0,26,24,70,72,80,38,115,45,164,0,144,0,144,0,144 1030 DATA 0,38,16,23,25,72,68,96,25,120,16,168,0,152,0,152 2000 INK 2+INT (0.02*PEEK r) 2003 FOR f=n TO m STEP 2 2010 PLOT OVER 1;z(f),z(f+1) 2020 DRAW OVER 1;z(f+2)-z(f),z(f+3)-z(f+1) 2025 LET r=r+1 2030 NEXT f 2040 RETURN
Теперь немного о “настоящем” 3d. “Настоящее” я взял в кавычки потому, что вместо SIN-COS при преобразовании поворота я использовал вычисленные значения. Я использовал только преобразование поворота и масштабирования, что упрощало вычисления, но и давало некоторое представление о возможности реалтаймового 3D в бейсике.
Первый же запрос в гугл дал мне забытые формулы:
10 DIM z(32): DIM c(32) 20 LET r=1 30 PAPER 0: INK 7: BORDER 0: CLS 40 FOR n=1 TO 32 50 READ z(n): LET z(n)=z(n)*10: LET c(n)=z(n) 60 NEXT n 64 RESTORE 115 65 FOR l=1 TO 24 66 POKE 23692,255: READ l$: PRINT BRIGHT 1;AT 21,16-(LEN l$)/2;l$: PRINT : PRINT 70 GO SUB 120 80 GO SUB 250 90 GO SUB 190: GO SUB 290 100 NEXT l 105 STOP 110 DATA -3,2,-2,3,-1,3,-0,2,0,3,2,3,3,2,3,0,2,-1,0,-1,0,2,-1,1,0,0,-1,-1,-2,-1,-3,0 115 DATA "3D","IN BASIC","IS","REAL THING","BUT","SO BORING","LET'S","TRY","SOMETHING","FASTER","...","","","","","","","","","","","","","","" 119 REM risuem 120 INK r 130 FOR f=1 TO 30 STEP 2 140 PLOT OVER 1;128+INT (z(f)),88+INT ((z(f+1))) 150 DRAW OVER 1;z(f+2)-z(f),z(f+3)-z(f+1) 160 LET r=r+1: IF r>7 THEN LET r=1 170 NEXT f 180 RETURN 189 REM poworot 190 FOR f=1 TO 32 STEP 2 200 LET rx=INT (z(f)*0.97)-(z(f+1)*0.20) 210 LET ry=INT (z(f)*0.20)+(z(f+1)*0.97) 220 LET z(f)=INT (rx*1.05): LET z(f+1)=INT (ry*1.05) 230 NEXT f 240 RETURN 249 REM perebros massiva 250 FOR f=1 TO 32 260 REM READ z(f) 270 LET c(f)=z(f) 280 NEXT f: RETURN 289 REM stiraem staroe 290 INK r: FOR f=1 TO 30 STEP 2 300 PLOT OVER 1;128+INT (c(f)),88+INT ((c(f+1))) 310 DRAW OVER 1;c(f+2)-c(f),c(f+3)-c(f+1) 320 LET r=r+1: IF r>7 THEN LET r=1 330 NEXT f 340 RETURN
Ужасно медленно. Больше не делайте как я, не надо честного или “честного” 3d в бейсике. Прекалькулируй это! Ну, вы помните да?
Вот это пожалуй и все самые интересные моменты написания демы (хотя, как знать, дема-то еще не написана, когда пишутся эти строки).
Из всего вышесказанного я прямо сейчас могу сделать несколько выводов и дать пару советов:
1. В самом начале взять лист бумаги и написать один абзац текста с подзаголовком: “О чём эта дема:”
2. С самой первой секунды работы над демой (не имеет значения работаете вы в одного или в команде) ведите диз. доки, тех. доки, ТЗ, любые описания работы и аккуратно складывайте в папочку “СУПЕРДЕМА”. Ваша голова и головы всех, кто в проекте не удержат весь поток информации, который будет генерироваться или всплывать по ходу. Если вы в команде, выберите главного, который будет принимать окончательное решение по всем вопросам. Нет главного — нет демы. В случае неудачи пусть все шишки достанутся ему ;)
3. Не переоценивайте свои возможности. Времени всегда не хватает.
4. Советуйтесь!
5. Начинайте с простого. Усложняйте постепенно. И будьте готовы переписать всё заново, 2 раза или 3.
6. Если можно сделать просто, делайте просто. Если можно обмануть, обманывайте.
7. Получайте удовольствие от процесса. Это самый главный пункт. Если при написании вы получаете положительные эмоции, поверьте, кто-то потом порадуется точно также.
Буду рад ответить на возникшие вопросы в комментариях.
P.S. сразу предсказывая вопрос про “НЕ ПРОГРАММИСТ НИ РАЗУ”, хотя упомянул про тетрадки исписанные в детстве… так вот, то было в детстве и давно забыто. Было немного бейсика и совсем чуть-чуть ассемблера — это правда. А еще был момент учебы на кафедре физики-информатики, но это было давно и не правда.
Чтобы далеко не ходить, вот и дема
10 комментариев
Золотые слова-то!
В любом случае, публикация задним числом не очень нормальна по своей сути, и если для этого есть какая-то техническая причина, надо бы её исправить.