Просмотр кода страницы Ресурсы УКНЦ/Глава 4

'''''Глава 4. Встроенная графика'''''
__TOC__

* Стандартные задачи графики
* Стандартный доступ (% ! 0)
* Код АЦЭ
* Нестандартный доступ, переменные.
* Многоэкранная графика
* Алгоритмы графики, переменные.
* Инициализация графики

Мы не случайно выделили графику в отдельную главу. Вшитая в ПЗУ УК, она занимает более одной пятой постоянной памяти машины и выполняет весьма полезные вещи.

Встроенная графика позволяет выполнять следующие функции:
* рисование точки заданным цветом
* рисование отрезка заданным цветом
* рисование прямоугольника заданным цветом
* заполнение контура заданным цветом
* заполнение области заданным цветом

Процедуры графики могут вызываться как со стороны ЦП (по каналу К0), так и стороны ПП (прямое обращение к процедурам). То есть можно считать, что графика может быть вызвана как стандартным так и нестандартным способом.

Оба эти способа подробно описаны в этой главе. Начнем со стандартного.

=== § 11. Стандартное обращение к графике ===

Графический режим и его включение.

Итак, мы работаем с канал К0, из ЦП, либо с буфером из ПП. Работа с графикой сводится к тому, что мы посылаем на терминал команды (коды). Эти команды принимаются программой управления графикой, а та в свою очередь, запускает нужные процедуры с нужными параметрами.

Вообще у терминала УК-НЦ 2 режима - символьный и графический. Первый разобран в главе "Стандартный экранный вывод" и включает в себя вывод на экран символов и запуск спецфункций.

Второй - графический - включается спецфункцией 45 ("%""). После его включения коды, посланные на терминал, анализируются особым образом и к программе экранного вывода отношения уже 
не имеют. Они обрабатываются программой управления графикой. Она запускается последовательностью кодов:

Символ: <33> % ! 0
Код:     33 45 41 60.

Это и есть включение графического режима.

Первые два кода вызывают СФ-45, третий ("!") здесь поставлен, видимо, для пущей серьезности, а четвертый ("0") означает, что вызывается программа управления графикой.

Вообще последний код может быть любым, и к сведению принимаются лишь два младших его бита. Если они нулевые - это графика, выключается курсор и вызывается наша программа. Если же они ненулевые (младшая цифра кода - 1,2,3, или 5,6,7), просто идет вызов СФ-27, которая, как известно включает систему команд №1. Всё это можно проследить по блок схеме СФ-45 (схема 11.0) <- [47,48]

Система координат графического режима стандартная: точка (0,0) - это левый нижний угол экрана.

==== 11.1 Операции графического режима ====

После того, как был включен графический режим, ПП ожидает поступления кодов, которые будут интерпретироваться как команды графики.

Общий формат таких посылок таков:

<33> <Команда> <Литера> [Параметры].

Здесь <Команды> и <Литера> - это коды, представляющие ту или иную операцию, а [Параметры] - последовательность байт в особом формате, которая может означать цвет либо координаты.
В зависимости от операции, количество байт параметров может быть различным - от нуля до 13.

Такая форма вызова операций (через 33(8)) похожа на вызов спецфукнций. Однако ещё раз отметим, что в спецфункциям графические команды не относятся.

В дальнейшем будет подробно описана работа программы управления графикой и формат представления параметров, а пока в таблицу 11.1 сведем вызовы  графических операций. Как видно из неё, каждой команде, как правило, соответствует несколько литер.

'''''TODO: Табл. 11.1. Вызов операций графического режима.'''''

==== 11.2 Форматы представления данных ====

В таблице 11.1 в графе "Параметры" в угловых скобках обозначены данные, передаваемые через буфер.

Эти данные могут означать либо 1 число (цвет), либо пару чисел (координаты).

Число в формате АЦЭ.

Число в этом формате трансформируется в 3 байта.

Это делается следующим образом:

1) 16 битное слово разбивается на 3 част - две шестибитные и одну четырехбитное.

'''''TODO: иллюстрация'''''

2) каждая часть дополняется до 8 бит обязательной приставкой, а 3 часть - ещё и знаком.

'''''TODO: иллюстрация'''''

В результате у нас появляются 3 байта.

Пара координат в формате АЦЭ

В этом случае два 12-битных числа представляются в виде 5-байт. Стратегия та же - каждое число разбиваем на части, а затем компонуем эти части вместе с приставками.

'''''TODO: иллюстрация'''''

Такое "интересное" представление данных введено, по-видимому, для совместимости с более ранними версиями терминальной системы команд. Для графики УК-НЦ эти преобразования на пользу не пошли: для того чтобы запустить операцию с параметрами из ЦП, приходится сначала зашифровать данные в код АЦЭ,  послать в таком виде в канал, а затем ПП расшифровывает их в обычный формат, рассовывая их по ячейкам-переменным (в нормально формате). Разумеется это долго!

Далее, в следующем параграфе, мы покажем, где в ОЗУ ПП хранятся графические переменные и как напрямую вызывать графические процедуры.

Сейчас же любители покопаться в недрах машины могут посмотреть, как работает программа управления графикой (остальные смело листайте к П.12).

==== 11.3 Работа управляющей программы ====

Итак, действие СФ-45 привело к тому, что после выключения курсора (CALL 111632) была вызвана программа управления графикой (CALL 135436). На схеме 11.3 представлено "ядро" этой программы.

Запустившись, система сохраняет R5 в стеке и присваивает R5 значение SP. Затем идёт вызов директора начальной таблицы (CALL 136274), а по выходе из него анализируется R0.

Если его значение равно 0, идет выход их управляющей программы (с восстановлением R5 и SP), в противном случае директор запускается вновь.

Что такое директор начальной таблицы? Вспомним, что все управляющие последовательностями графики начинаются с кода 33(8). Директор, приняв этот код, запускает директор команд. Тот, в свою очередь, анализирует второй поступивший код и т.д.

Вообще работа директора сводится к следующему:

В специальной таблице (например, в начальной таблице или в таблице команд) хранятся коды и адреса, соответствующие этим кодам. Все очень просто: директор, найдя поступивший код в таблице, отправляется по соответствующему адресу. В случае если такого кода в таблице нет, идёт переход на адрес, по которому просто R0 присваивается 1 и идёт возврат в предыдущий директор.

Имеется 3 "слоя" директоров:

1-й - верхний, это директор начальной таблицы, он распознает код 33 и запускает директор команд. 

2-й слой состоит из одного директора команд. Этот анализирует команду (2-й поступивший код) и запускает литерные директоры.

3-й слой - это 6 литерных директоров.

каждой команде соответствует свой литерный директор. Он распределяет управление уже непосредственно в зависимости от литеры (3-е кода)

На схемах 11.3 приведены блок-схемы литерных директоров. Все они идентичны, за исключением одной цифры - адреса литерной таблицы, с которой эти директоры работают. Литерные таблицы показаны тут же.

==== Резюме к § 11 ====

- У терминала УК 2 режима - символьный и графический.

- Графический режим заключается в том, что коды, посланные на терминал, анализируются особым образом и ни к символам, ни к спецфункциям отношения не имеют.
Он включается последовательностью кодов:

<33> % ! 0.

- Операции графического режима вызываются последовательностью кодов. Каждая последовательность состоит из 3 байт и параметров:

   1 байт - 33(8)
   2 байт - код команды
   3 байт - код литеры

   У некоторых операций параметры отсутствуют.

- Каждая операция однозначно определяется командой и литерой.

- Параметрами графических операций могут быть числа со знаком, означающие цвет, либо пара координат - (X,Y).

- Эти параметры передаются по каналу К0 в закодированном виде. Число преобразуется в 3 байта, а пара координат - в в 5 байт.

- Анализом кодов команд и литер занимается программа управляющая графикой, которая каждой дозволенной комбинации кодов ставит в соответствие адрес и отправляется на него. Так запускается графическая операция.


=== § 12 Работа графических операций ===

==== 12.0 Ненужные операции ====

Мы остановились на том, что "правильная" комбинация кодов команд и литер вызывает операцию. К имеющимся в таблице 11.1 операциям можно присовокупить ещё несколько, практической пользы не имеющих, то есть ничего не делающих. Это:

 R U
 R D
 U E
 U D 

 Хотя управляющая программа на них откликается, все они пустые.

 Есть ещё 2 операции, смысл коих до конца не ясен.

 M M
 M V 

Теперь все существующие операции мы рассмотрим по порядке.

На схеме 12.1 показано их действие.

==== 12.1 Действие стандартных операций ====

 L I

Установка цветов символьного режима

Начальный адрес - 136414

Параметры: <Цс> <Цз> <Цэ> (цвет символа, знакоместа и экрана)

Действие: В текущую экранную карту пишет цвет символа, знакоместа и экрана. Цвета символа и знакоместа пишет в РТ и РФ соответственно.

Работа.  С помощью подпрограммы 143756 число из формата АЦЭ преобразуется к нормальному формату и записывается в ячейку 23424. Оттуда цвет переписывается в соответствующую ячейку. Это повторяется 3 раза. Цвета пишутся в ячейки:

23456 - символа
23460 - знакоместа
23462 - экрана.

Эти ячейки заталкиваются в стек и вызывается процедура 117026. В ней из стека цвета переписываются в экранную карту и в ячейки 7160, 7162, 7164, а затем в РТ и ТФ. По выходе из процедуры восстанавливается стек и происходит стандартный выход из операции. 

 M L

Установка цвета для прямой

Начальный адрес - 136542

Параметр - <Цп> (цвет для прямой и точки).

Действие: в ячейку 23442 переписывается цвет прямой.

Работа. Используется процедура 143756 для преобразования в нормальный формат.

 M M

Установка цвета чего-то

Начальный адрес - 136562

Параметр - <Ц?>

Действие: в ячейку 23446 пишется число (цвет, наверное).

Работа: Аналогична ML.

 M P

Установка цвета заполнения.

Начальный адрес - 136602

Параметр - <Цf>

Действие: а ячейку 23450 пишется цвет заполнения *отрицательное число 0...7 в дополнительном коде).

Работа: Аналогична ML.

 M V

Установка цвета чего-то

Начальный адрес - 136622

Параметр - <Ц?>

Действие: в ячейку 23444 пишется поступившее число

Работа: Аналогична ML

 R D

Пустое действие

 R U

Пустое действие

 R R

BOX

Начальный адрес - 136706

Параметры: <X1 Y1> <X2 Y2> <Цв>

Действие: Рисует закрашенный цветом Цв прямоугольник с координатами диагонали (X1, Y1) - (X2, Y2).

Работа. Процедура 144104 преобразует первую пару координат (X1, Y1) в нормальный формат и пишет их в ячейки 23420 и 23422:

 X -> (23420)
 Y -> (23422).

Затем эти значения сравниваются с максимальными:

 Xmax = (23412)
 Ymax = (22664),

и, если меньше их, то берется вторая пара координат и преобразуется в обычный формат. Также проверяются их значения, и, если они не выходят за установленные пределы, считывается цвет и преобразуется к нормальному виду. Получившиеся 5 слов:

Цв, Y2, X2, Y1, X1

заталкиваются в стек и выполняется процедура 144666, которая, собственно, и рисует BOX.

Затем восстанавливается указатель стека и управление возвращается в управляющую программу.

 T D

Установка цвета курсора

Начальный адрес - 137122

Параметры - <Ц1> <Ц2>

Действие: Устанавливает цвет курсора рабочего экрана.

Работа. Принимается первый цвет процедурой 143756 и пишется в ячейку 23452, затем второй - он пишется в ячейку 23454. Первый байт через стек передается в процедуру 117004, где из него выделяется 4 младших бита. Они пишутся в ячейку 7166, а также в ЭК рабочего экрана - в ячейку 22742. Второй цвет никуда не пишется, он так и сидит в (23454). Заканчивается всё традиционно - R0=1, JMP 136046.

 U A

Управление цветом точки

Начальный адрес - 137222

Параметры - отсутствуют

Действие: цвет текущей точки посылается по K0 в формате АЦЭ. Посылка завершается кодом 15(8) ("ВК").

Работа: РА - (1770?0) загружается из переменной (23430), которая содержит адрес текущей точки в ВОЗУ. Считывается РО (177024), при этом РО - (177020) и (177022) - загружается содержимым планов по этому адресу. Затем проверяется позиция точки в октете (23440), и, в зависимости от того, в какой половине октета покоится искомая точка, R0 загружается либо первым (177020), либо вторым (177022) словом РФ. Дальше, после некоторых хитрых манипуляция цвет текущей точки оказывается-таки в стеке, и с помощью процедуры 144304 он отправляется в канал в весьма зашифрованном виде. Затем в канал посылается код 15, и операция заканчивается.

 U B
Fill

Начальный адрес - 137334

Параметры - отсутствуют

Действие: Начиная с текущей точки (её координаты хранятся в паре ячеек:

 X = (23414)
 Y = (23416)),

начинается заполнение цветом Цf (ячейка (23450)) экрана. Точки, закрашенные цветом Цп (ячейка (23442)), заполнению не подлежат. А поскольку заполнение осуществляется последовательно, точка за точкой, без скачков, то замкнутый контур нарисованный цветом прямой, будет заполнен изнутри (если текущая точка находится у него внутри) или будет "окружен" цветом Цf снаружи (если точка снаружи). 

Работа. Ячейки (23414) и (23416) - X и Y - меняются местами, затем вызывается процедура 151714, по выходе X и Y восстанавливается первоначальными значениями. 

Процедура 151714 делает следующее. В стек записываются регистры (CALL 147662), делается начальная установка переменных (CALL 151756), устанавливается режим закрашивания ((23634)=0), запускается сама процедура заполнения, затем восстанавливаются переменные (CALL 176300) и регистры (CALL 147706).

 U C

Refill

Начальный адрес - 137334

Параметры - отсутствуют

Действия: функция зеркальная операции U B (в прямом и переносном смысле). Во-первых эта операция перекрашивает область, окрашенную цветом Цп, в цвет Цf (а "U B" делает наоборот - не трогает точки с цветом Цп). Во-вторых, координаты текущей точки меняются местами: X - это Y, а Y - это X. Иными словами, от точки с координатами (X,Y) идет перекрашивание точек, сообщающихся с текущей, окрашенных в Цп.

Работа. Аналогична "U B", но ячейки (23414) и (23416) не меняются местами (отсюда и зеркальность), и ячейка (23632) устанавливается в 177777 (режим перекрашивания).

 U D

Бездействует

 U E

Бездействует

 U F

Установка координат тек. точки

Начальный адрес - 137442

Параметры - <XY>

Действие - принимает пару координат в коде АЦЭ и делает текущей точку с этими координатами. Однако точку на экран не ставит.

Работа. С помощью процедуры 144104 пара координат преобразуется в удобоваримый вид:

 X = (23420)
 Y = (23422).

Затем проверяется их попадание в габариты экрана, и, если все в порядке, выполняются необходимые манипуляции с графическими переменными.

Смысл используемых здесь переменных таков:

(23414) - X текущее
(23416) - Y текущее
(23420) - X требуемое
(23422) - Y требуемое
(23426) - позиция октета в строке (X/8)
(23430) - текущий адрес ВОЗУ
(23432) - адрес нижней видеостроки в таблице строк
(23434) - адрес текущей видеостроки в таблице строк
(23436) - октет
(23440) - позиция точки в октете (0...7).

 U G 

Рисование отрезка

Начальный адрес - 137620

Параметры - <XY>

Действие: Рисует отрезок прямой от текущей точки до заданной параметрами. Цвет Цп. Точка (X,Y) становится текущей.

Работа. После приёма координат и их проверки ставится первая точка, а затем рисуется весь отрезок (CALL 141330).

 H H

Рисование точки

Начальный адрес - 137722

Параметры - <XY>

Действие: Рисует точку с цветом Цп с заданными координатами. Эта точка становится текущей.

Работа. Аналогична работе "U F", но в конце точка всё же ставится:

Загрузка РТ: (177016)=(23422)
Загрузка РА: (177010)=(23430)
Загрузка РФ: (177024)
             (177010)=(23430)

Наложение октета: (177024)=(23436)

 U I

Чтение координат.

Начальный асдрес - 140140

Параметры - отсутствуют

Действие: Отправляет в канал координаты текущей точки в коде АЦЭ. Посылка завершается кодом 15(8) (ВК).

Работа. В стек отправляется содержимое ячеек (23416) и (23414), вызывается процедура 144454, которая кодирует координаты и отправляет их в канал, затем в стек идёт код 15(8) и также отправляется в канал.

 % !

Режим

Начальный адрес - 140232

Параметры - № режима (1 байт)

Действие: Анализируется байт, идущий за литерой. Если он равен 60, ничего не происходит (остается графический режим). Иначе идет переключение на режим, указанный в 1-х младших битах. Если они не нулевые, идёт возврат в символьный режим.

Работа. См. "Действие".

==== 12.2 Прямое управление графическими процедурами ====

Громоздкость стандартного вызова графики приводит к замедлению и усложнению графических программ. Однако для управления  графикой и ПП имеется неплохая возможность - параметры писать непосредственно в ячейки, и вызывать необходимые процедуры также непосредственно. Здесь мы расскажем, как удобнее всего это делать.

Графические переменные

1. Координаты

Координаты задаются в обычном формате, т.е. одному числу соответствует слово, паре координат - 2 слова.

Пара ячеек содержит текущие координаты:

   X тек. = (23414)
   Y тек. = (23416).

Именно эти координаты считываются в канал при чтении через операцию «U I».

Ещё 2 ячейки содержат задаваемые (требуемые) координаты:

   X тр. = (23420)
   Y тр. = (23422).

Различие между этими координатами следующее. Текущие меняются графическими процедурами в процессе их работы (изнутри, а требуемые меняются лишь извне, (при задании координат для процедур.

Еще одна пара ячеек используются под максимальные значения:

   X max = (23412)
   Y max = (22664).

Ячейка (22664) - из экранной карты рабочего экрана. Она означает количество видеострок на рабочем экране.

2. Цвета

Для задания цвета предназначены 2 ячейки.

Цвет линии и точки:

   C line = (23442)

Цвет заполнения:

   C fill = (23450)

C fill имеет знач "-": цвету 7 соответствует число 177771, и 0 соответствует 0.

Эти переменные используются процедурами рисования точки и отрезка, а также заполнения. Процедура заполнения прямоугольника (box) не использует эти ячейки, цвет прямоугольника задается в стеке (см.ниже).

Три ячейки (23444), (23446) и (23454), задаваемые операциями "M V", "M M" и "T D" соответственно, не используются процедурами графики. Они могут использоваться в ваших собственных процедурах.

3. Другие переменные

Графические процедуры используют несколько ячеек под свои процедурные нужды:

 - Позиция текущего октета в видео строке - (23426)
 - Текущий адрес в ВОЗУ                   - (23430)
 - Адрес нижней видеостроки в ТС          - (23432)
 - Адрес верхней видеостроки в ТС         - (23434)
 - Октет                                  - (23436)
 - Позиция точки в октете (0...7)         - (23440)

Ещё одна ячейка - (23424) используется под преобразованное из АЦЭ-формата число.

Милости просим использовать эти переменные под свои нужды.

Графика в различных экранах

Графика не связана с экранными картами, поэтому операции не обязательно будут работать в текущем экране. Менять экраны весьма просто: достаточно поменять значение ячейки (23432), означающую адрес в таблице строк той строки, которую принимаем за нижнюю (Y=0). Значение этой ячейки  для 4-х стандартных экранов показана в табл. 12.2

Экран                (23432)
верхняя инфо-строка   2460
рабочий экран         4534
служебный экран       6604
нижняя инфо-строка    7024

Номинальное значение (по умолчанию) * - 4534 - рабочий экран.

Прямой вызов графических процедур

Теперь мы подходим непосредственно к графическим процедурам, к самым полезным подпрограммам.

Их вызов, передаваемые параметры, а также действие приведены в табл. 12.3

Обращение к графическим процедурам

Название    |    Параметры    |    Вызов    |    Действие

"Пустая""
точка

Точка

Отрезок
без точки

Отрезок

Закрашенный
прямоугольник

Закрашивание

Заполнение

Такое "странное" обращение к процедурам, как для точки, например, связано с тем, что некоторые процедуры осуществляют выход не сразу через RETURN, а используют заглушку 136046.

==== Резюме к § 12 ====

- Разрешенных комбинация команд и литер т.е. операций - 19. Из них 4 пустые, т.е. не выполняют никаких полезных действий. Ещё две операции не нужны для графики УК. Итого остается 13 полезных операций.

- Из этих операция 5 работают с экранами: рисуют точки, отрезки, прямоугольники, закрашивают и заполняют области.

- Остальные выполняют вспомогательные задачи: записывают считывают координаты и цвета, и одна позволяет выйти из графического режима.

- Для программ, работающих в ОЗУ ПП, вызов графических процедур можно сильно упростить: координаты и цвета писать непосредственно в ячейки - переменные графики и вызывать графические процедуры напрямую (через CALL).

- Пользоваться графикой можно в любом экране. Для смены экрана, в котором будут работать все стандартные графические процедуры, достаточно изменить содержимое всего одной ячейки - (23432).

[[Категория:УКНЦ]]