SergObsidian/PS1 MDEC.md at d273c5bb1207a4c5a4c0cc8f4db413d46b8c0d30

Files

sShemet 491d7fc92a vault backup: 2025-04-18 23:10:56

2025-04-18 23:10:56 +05:00

5.5 KiB

Raw Blame History

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

CPU отправляет команду чтения:

CdReadSector(/*Сектор начала*/, /*Кол-во секторов*/, /*Буфер в RAM*/);

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).

Ожидание завершения:

CdReadSync(0); // Блокирующее ожидание

3. Декодирование видео через MDEC

CPU настраивает MDEC (канал DMA 0/1):
- Указывает адрес сжатых данных в RAM.
- Запускает декодирование:
```
li t0, 0x1F801820  // MDEC_CMD
li t1, 0x60000000  // Команда "Decode Macroblock"
sw t1, 0(t0)
```
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.
DMA (канал 1) копирует результат в RAM:
- Готовые кадры сохраняются в отдельный буфер (например, 320x240, 16-бит).

4. Вывод на экран через GPU

CPU отправляет кадр в VRAM:

Через DMA (канал 2) или вручную (порт GP0).

Пример:

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)

GPU выводит кадр:
- Используется полноэкранный спрайт (Rectangular Texture).
- Команда:
```
li t0, 0x1F801810  // GP0
li t1, 0xA0000000  // Команда "Draw Rectangle"
sw t1, 0(t0)
```
Синхронизация с VBlank:
- Чтобы избежать артефактов, обновление кадра происходит во время VBlank:
```
VSync(0);
```

5. Аудиосопровождение

ADPCM-аудио декодируется через SPU (канал DMA 4):

SpuSetTransferMode(SPU_TRANSFER_BY_DMA);
SpuWrite(audio_buffer, audio_size);

CD-DA (Red Book) воспроизводится напрямую с диска (аппаратно).

6. Оптимизации

Чередование данных (Interleaving):
- Видео и аудио секторы чередуются на диске для плавности.
- Пример структуры:
```
[VIDEO] [AUDIO] [VIDEO] [AUDIO]...
```
Предзагрузка:
- Игры заранее грузят несколько кадров в память.
Пропуск кадров:
- Если декодирование не успевает, PS1 пропускает кадры (например, в Resident Evil).

7. Пример кода (упрощённый цикл FMV)

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

Чтение с CD-ROM через DMA.
Декодирование через MDEC.
Вывод через GPU.
Синхронизация с VBlank.

Именно так работали FMV в играх вроде Metal Gear Solid и Final Fantasy VII! 🎥

5.5 KiB Raw Blame History Unescape Escape