vault backup: 2025-04-18 23:10:56

2025-04-18 23:10:56 +05:00
parent 8f4ceebaf3
commit 491d7fc92a
15 changed files with 421 additions and 17 deletions
--- a/PROJECTS/PS1
+++ b/PROJECTS/PS1
@@ -0,0 +1,146 @@
+Рендеринг потокового видео (FMV, Full Motion Video) на PlayStation 1 — это сложный процесс, сочетающий чтение данных с CD-ROM, декодирование через MDEC (Motion DECoder) и вывод на экран через GPU. Вот пошаговое объяснение:
+
+---
+
+### **1. Подготовка данных на диске**
+- Видео хранится в специальном формате **STR** (Sony's Video Format), который содержит:
+  - **Видеопоток** — сжатый через MPEG-1 (но упрощённый для PS1).
+  - **Аудиопоток** — ADPCM или CD-DA (Red Book Audio).
+  - **Субтитры/тайминг** — дополнительные данные.
+
+Данные разбиты на **секторы CD-ROM (Mode 2 XA)**, где чередуются видео и аудио.
+
+---
+
+### **2. Загрузка данных с CD-ROM**
+1. **CPU отправляет команду чтения**:
+   ```c
+   CdReadSector(/*Сектор начала*/, /*Кол-во секторов*/, /*Буфер в RAM*/);
+   ```
+2. **DMA (канал 3) копирует данные** из буфера CD-ROM в RAM:
+   - Используется **двойная буферизация**:
+     - Пока DMA заполняет **Буфер 1**, CPU/MDEC обрабатывает **Буфер 2**.
+   - Размер буфера обычно **16–32 КБ** (8–16 секторов).
+
+3. **Ожидание завершения**:
+   ```c
+   CdReadSync(0); // Блокирующее ожидание
+   ```
+
+---
+
+### **3. Декодирование видео через MDEC**
+1. **CPU настраивает MDEC** (канал DMA 0/1):
+   - Указывает адрес сжатых данных в RAM.
+   - Запускает декодирование:
+     ```asm
+     li t0, 0x1F801820  // MDEC_CMD
+     li t1, 0x60000000  // Команда "Decode Macroblock"
+     sw t1, 0(t0)
+     ```
+
+2. **MDEC декодирует MPEG-1**:
+   - Кадр разбит на **макроблоки 16x16**.
+   - Используется **DCT (Discrete Cosine Transform)** + **RLE (Run-Length Encoding)**.
+   - На выходе — **RGB16 (15-битный)** или **YUV** пиксели.
+
+3. **DMA (канал 1) копирует результат** в RAM:
+   - Готовые кадры сохраняются в **отдельный буфер** (например, 320x240, 16-бит).
+
+---
+
+### **4. Вывод на экран через GPU**
+1. **CPU отправляет кадр в VRAM**:
+   - Через DMA (канал 2) или вручную (порт `GP0`).
+   - Пример:
+     ```asm
+     li a0, 0x1F8010A0  // DMA GPU (канал 2)
+     la a1, frame_buffer
+     sw a1, 0(a0)       // Источник
+     li a1, 0x01000200  // Размер + режим
+     sw a1, 4(a0)
+     ```
+
+2. **GPU выводит кадр**:
+   - Используется **полноэкранный спрайт** (Rectangular Texture).
+   - Команда:
+     ```asm
+     li t0, 0x1F801810  // GP0
+     li t1, 0xA0000000  // Команда "Draw Rectangle"
+     sw t1, 0(t0)
+     ```
+
+3. **Синхронизация с VBlank**:
+   - Чтобы избежать артефактов, обновление кадра происходит **во время VBlank**:
+     ```c
+     VSync(0);
+     ```
+
+---
+
+### **5. Аудиосопровождение**
+- **ADPCM-аудио** декодируется через SPU (канал DMA 4):
+  ```c
+  SpuSetTransferMode(SPU_TRANSFER_BY_DMA);
+  SpuWrite(audio_buffer, audio_size);
+  ```
+- **CD-DA (Red Book)** воспроизводится напрямую с диска (аппаратно).
+
+---
+
+### **6. Оптимизации**
+1. **Чередование данных (Interleaving)**:
+   - Видео и аудио секторы чередуются на диске для плавности.
+   - Пример структуры:
+     ```
+     [VIDEO] [AUDIO] [VIDEO] [AUDIO]...
+     ```
+
+2. **Предзагрузка**:
+   - Игры заранее грузят несколько кадров в память.
+
+3. **Пропуск кадров**:
+   - Если декодирование не успевает, PS1 пропускает кадры (например, в Resident Evil).
+
+---
+
+### **7. Пример кода (упрощённый цикл FMV)**
+```c
+void play_fmv() {
+    uint8_t video_buffer[32768];
+    uint16_t frame_buffer[320*240];
+
+    while (!fmv_finished) {
+        // 1. Чтение с CD-ROM
+        CdReadSector(current_sector, 16, video_buffer);
+        CdReadSync(0);
+
+        // 2. Декодирование через MDEC
+        MDEC_DecodeFrame(video_buffer, frame_buffer);
+
+        // 3. Вывод через GPU
+        GPU_SendFrame(frame_buffer);
+
+        // 4. Синхронизация
+        VSync(0);
+        current_sector += 16;
+    }
+}
+```
+
+---
+
+### **8. Проблемы и ограничения**
+- **Низкое разрешение**: 320x240 (чаще 256x224 для экономии памяти).
+- **Цветовые артефакты**: Из-за 15-битного RGB.
+- **Задержки**: Если CD-ROM не успевает, видео тормозит.
+
+---
+
+### **Итог**
+1. **Чтение** с CD-ROM через DMA.
+2. **Декодирование** через MDEC.
+3. **Вывод** через GPU.
+4. **Синхронизация** с VBlank.
+
+Именно так работали FMV в играх вроде *Metal Gear Solid* и *Final Fantasy VII*! 🎥