Kurs programowania w asemblerze

---

Tryb 13H

Wstęp

Zacznę od wyjaśnienia, co to jest to tajemnicze 13H. Otóż tryb 13H jest to pewien tryb graficzny, który można uzyskać na chyba każdej karcie graficznej bez żadnych dodatkowych sterowników. Daje on nam rozdzielczość 320x200 i 256 kolorów. Dzięki temu można tworzyć programy wykorzystujące więcej kolorów, np. ogień w bardzo prosty sposób. Ogień jest świetnym przykładem efektu graficznego, którego nie da się uzyskać w zwykłym (standardowym) trybie graficznym dostępnym np. w Turbo Pascal-u (tam mamy 16 kolorów). Tryb ten ma również inne zalety. Bardzo łatwo się go używa (programuje) i nasze procedury zapisane w Asemblerze są szybsze i pewniejsze.

Artykuł który czytasz jest dość specyficzny. Może go czytać zarówno programujący w Pascalu, C/C++, czy Asemblerze. Starałem się wszystko jak najdokładniej tłumaczyć i popierać przykładami (w tych językach). Życzę miłej nauki!

Opis

Jak już wspomniałem tryb ten daje nam rozdzielczość 320x200 i 256 kolorów. Przypominam jednak że współrzędne podajemy od 0, czyli X: 0..319 i Y:0..199. Zajmuje więc 64000 bajtów pamięci (320x200=64000). Wiemy również, że mniej więcej tyle właśnie zajmuje jeden segment pamięci komputera. Segment pamięci ekranu w trybie 13H zaczyna się o adresie A000H. Literka H oznacza, że liczba zapisana jest w systemie szesnastkowym.

Włączenie/Wyłączenie trybu graficznego

Do obsługi trybu graficznego służy przerwanie 10H. Funkcja 0H (Ah=0) ma za zadanie zmiany trybu graficznego/tekstowego. Dostępne są następujące tryby:

AL	Rodzaj	Rozdz.	Kolory	Karta	Segment pamięci
0	tekstowy	40x25	16/8	CGA/EGA	B800H
1	tekstowy	40x25	16/8	CGA/EGA	B800H
2	tekstowy	80x25	16/8 (odcieni)	CGA/EGA	B800H
3	tekstowy	80x25	16/8	CGA/EGA	B800H
4	graficzny	320x200	4	CGA/EGA	B800H
5	graficzny	320x200	4 (odcienie)	CGA/EGA	B800H
6	graficzny	640x200	2	CGA/EGA	B800H
7	tekstowy	80x25	3	MDA/EGA	B000H
0DH	graficzny	320x200	16	EGA/VGA	A000H
0EH	graficzny	640x200	16	EGA/VGA	A000H
0FH	graficzny	540x350	3	EGA/VGA	A000H
10H	graficzny	640x350	4 lub 16	EGA/VGA	A000H
11H	graficzny	640x480	2	VGA	A000H
12H	graficzny	640x480	14	VGA	A000H
13H	graficzny	320x200	156	VGA	A000H

My włączamy tryb 13H, czyli nasza procedura Init13H wygląda tak: (pascal)

Procedure Init13H; Assembler;
Asm;
    MOV AX,0013H;
    INT 10H
end;

wersja dla C/C++ [c] void Init13H (void) { union REGS regs; regs.h.ah=0x00; regs.h.al=0x13; int86(0x10,&regs,&regs); } [/c]

Na koniec pracy w grafice trzeba ten tryb zamknąć, a dokładniej mówiąc wywołać tryb standardowy tekstowy (3). Nasza procedura Close13H wygląda więc tak:

Procedure Close13H; Assembler;
Asm;
    MOV AX,0003H
    INT 10H
End;

a dla C: [c] void Close13h (void) { union REGS regs; regs.h.ah=0x00; regs.h.al=0x03; int86(0x10,&regs,&regs); } [/c]

Instrukcje

Punkt o współrzędnych [0,0] ma więc adres A000H:0. Tak więc punkt o współrzędnych [X,Y] znajduje się w pamięci pod adresem A000:Y*320+X.

Turbo Pascal daje nam możliwość odwoływania się do komórek pamięci za pomocą instrukcji MEM. Jeśli chcemy odczytać wartość danej komórki piszemy:

X:=MEM[segment:offset];

Jeśli chcemy zmienić wartość danej komórki, napiszemy:

MEM[segment:offset]:=X;

Prosta procedura rysująca punkt na ekranie mogłaby wyglądać więc tak:

Procedure PutPixel(X,Y : Integer; Kolor : Byte);
Begin
    MEM[$A000:Y*320+X]:=Kolor;
End;

Funkcja odczytująca kolor punktu mogłaby wyglądać tak:

Function GetPixel(X,Y : Integer) : Byte;
Begin
    GetPixel:=MEM[$A000:Y*320+x];
End;

Obie te instrukcje ze względu na działanie matematyczne (Y*320+X) oraz użycie Pascal-owej instrukcji MEM są bardzo wolne. Dlatego należy używać procedury do wstawiania punktu napisanej w Asemblerze. Wiemy, że ten język jest najszybszy. W Asemblerze nasza procedura PutPixel wyglądałaby np. tak:

Procedure PutPixel(X,Y : Integer; Kolor : Byte); Assembler;
Asm
    MOV AX,0A000H
    MOV ES,AX      ; ES - segment pamięci ekranu
    MOV DX,Y       ; DX=Y
    MOV DI,X       ; DI=X
    SHL DX,6       ; DX:=DX*64 [DX=Y*64]
    ADD DI,DX      ; DI:=DI+DX [DI=X+Y*64]
    SHL DX,2       ; DX=DX*4   [DX=DX*64*4=DX*256, DX=Y*256]
    ADD DI,DX      ; DI:=DI+DX [DI=X+Y*64+Y*256 =X+Y(256+64)]
    MOV AL,Kolor   ; AL=kolor
    MOV ES:[DI],AL ; MEM[ES:DI]:=AL;
End;

Sprytne nie. Ta procedura jest znacznie szybsza od poprzedniej. Działa w następujący sposób:

MOV AX,0A000H
MOV ES,AX

W rejestrze ES mamy teraz segment naszego ekranu. Wystarczy wykonać działanie Y*320+X. Można to zrobić używając instrukcji MUL, która służy do mnożenia, jednak jest ona strasznie wolna. Lepiej zastosować tutaj SHL, czyli przesunięcie logiczne. Jest znacznie szybsze, a można za pomocą niego wykonać mnożenie przez potęgę liczby 2. Działanie 320*Y zapisujemy jako Y*256+Y*64. Liczby 256 i 64 są potęgami liczby 2. Dlaczego akurat 256 i 64? Bo wiemy ze wzoru (a+b)*C=A*c+b*c, czyli (256+64)*Y.

Instrukcja GetPixel w Asemblerze jest bardzo podobna.

Function GetPixel(X,Y : Integer) : Byte; Assembler
Asm;
    MOV AX,0A000H
    MOV ES,AX
    MOV DX,Y
    MOV DI,X
    SHL DX,6
    ADD DI,DX
    SHL DX,2
    ADD DX,DI
    MOV AL,ES:[DI]
    MOV @Result,AL
End;

No dobra. Wiemy już jak włączyć tryb graficzny, jak go wyłączyć. Umiemy stawiać punkty, a nawet sprawdzać kolor już postawionych. Zróbmy teraz coś trudniejszego. Narysujmy linię prostą! Jest wiele algorytmów rysowania linii. Ja przedstawię jeden z nich. Algorytm Bresenhama:

Procedure Linia(x1,y1,x2,y2,Kolor : integer);
var c,i : integer;
    sx,sy,y,x : real;
begin
  if x2<x1 then
  begin
   c:=x1;
   x1:=x2;
   x2:=c;
  end;
  if y2<y1 then
  begin
   c:=y2;
   y2:=y1;
   y1:=c;
  end;
  if (x2-x1)>(y2-y1) then
  begin
    sy:=(y2-y1)/(x2-x1);
    y:=y1;
    for i:=x1 to x2 do 
    begin
      putpixel(i,round(y),Kolor);
      y:=y+sy;
    end;
  end else
  begin
    sx:=(x2-x1)/(y2-y1);
    x:=x1;
    for i:=y1 to y2 do 
    begin
      putpixel(round(x),i,Kolor);
      x:=x+sx;
    end;
  end;
end;

To prosty algorytm, ale nie będę się tutaj nad nim rozpisywał. Zapraszam do zajrzenia do działu ALGROYTMY tam zostanie dokładnie omówiony. Zachęcam również do ściągnięcia pliku CirLine, gdzie Mark Feldman opisuje algorytm rysowania linii i koła. Zajrzyj także do działu Źródła algorytmów i Teksty

CDN...

Programy

Przykładowe programy w Turbo Pascalu.

RAY	Poruszanie się w trójwymiarowej przestrzeni	9 KB	???
Koniec	Efekt płynącego pionowo tekstu	1 KB	Binboy
Napis	Obracany napis	1 KB	Binboy
Obrót	Napis wyginający się na sinusoidzie i obracający się o 360 stopni	1 KB	Binboy
Prostopadłościan	Obracane wierzchołki prostopadłościanu	1 KB	Binboy
Scrool	Płynący tekst	1 KB	Binboy
Sinusoidalny napis	Napis płynący po sinusoidzie	1 KB	Binboy
Gwiazdy	Latające gwiazdy	1 KB	Binboy
Wyginas	Napis wyginający się po sinusoidzie	1 KB	Binboy
Water	Fajny efekt z wodą	7 KB	???
Laser	Bardzo ciekawy efekt graficzny	5 KB	???
Cień	Obracający się, cieniowany trójkąt	15 KB	???
Lupa	Efekt lupy	77 KB	???
Floor	Teksturowanie powierzchni	5 KB	???
Pixturn	Trójwymiarowy tunel	7 KB	???

Przykładowe programy w asemblerze.

Dots	Obracająca się, stworzona z punktów kula	12 KB	???
Filld	Obracający się, wypełniony kolorami sześcian	8 KB	???
Gouraud	Obracający się sześcian z cieniowaniem	12 KB	???
Gwiazdy	Latające gwiazdy	3 KB	???
Linie	Obracający się, wykonany z linii sześcian	7 KB	???
Plazma	Ciekawy efekt graficzny	91 KB	???
Scape	Trójwymiarowa powierzchnia	103 KB	???
Scrool	Prosty scrool z ciekawą czcionką	28 KB	???
Tunel	Trójwymiarowy tunel	10 KB	???

Zajrzyj do działu AsmSoft

Moduły potrzebne do uruchomienia niektórych programów.

Graphhigh	Moduł do obsługi różnych trybów graficznych, m.in. VESA (wysokie rozdzielczości)	6 KB	Binboy
Graphics	Moduł do obsługi trybu graficznego 13H. Umożliwia m.in. wstawianie grafiki PCX. Jest w wersji skompilowanej.	4 KB	Binboy
Vga_lib	Szybki moduł graficznych do trybu 13H	12 KB	???
Vlib	Moduł graficzny	2 KB	Grend
Gif	Moduł umożliwiający wyświetlanie plików graficznych GIF	7 KB	???
Pcx	Moduł do obsługi plików graficznych PCX	5 KB	Bartok
Ikey	Moduł do obsługi klawiatury. Umożliwia kontrolowanie kilku klawiszy jednocześnie	1 KB	Bartok
Mysz	Moduł do obsługi myszki	2 KB	???
Cosin	Moduł wspomagający obliczenia SIN i COS	0.5 KB	Grend

---