実用上は問題ないですが、特殊な使い方をしているソフトも若干あるので、実験の際はこの点を留意しておきましょう。
基本的に「どこにどんな値を書き込むか」というだけの話（BASIC でいうところの OUT や POKE 命令）なので、
構造を理解するという点では BASIC でも機械語でも大して変わりはありません。
妙な制限が何に由来するか、など知っておくとオトクだと思います。
表題の、ややこしく感じる理由ですが「モード」や「設定」が色々あるのが原因だと思います。
- テキスト画面のキャラクタ（文字）モード・セミグラフィックモード
- 40x20, 40x25, 80x20, 80x25 のテキスト桁・行数設定
- テキスト画面の白黒・カラーモード
- グラフィック画面の白黒・デジタル 8 色・アナログ 8 色カラーモード
- テキストとグラフィックの色の管理が別、ただし完全に別ではない･･･
- 白黒モード時には「バックグラウンドカラー」を設定できる
- その「バックグラウンドカラー」にもデジタル・アナログカラーの別がある
- モニターの 15KHz/24KHz の区別
- グラフィック VRAM の 200ライン・400ラインモード設定
- CRTC と I/O ポート別々に似たような設定項目が多数ある
80x25 カラーテキスト・デジタル 8 色・200ラインが概ね標準だと思います。
ただ、これらを設定するのは CRTC を弄らないといけないので、ちょっと後回し。
まずはメモリーマップから。
便宜上 V1 = PC-8001 と PC-8801/mk2 と 88SR 以降の V1S モードの総称とします。V1H は V2 と同じと見なします。
PC-8801mk2SR 以降になって、V1 モードと V2 モードに分かれましたが、後者ではテキスト VRAM がバンクメモリになりました。
アドレスが $F3C8〜 と、えらく中途半端な位置ですが、(80 桁 + 40アトリビュート) * 25行 = 3000byte ($BB8) とすると、
$F3C8 + $BB8 = $FF80 ということで、終わりの部分に揃えてあるということが分かると思います。
ちなみに N-mode では開始位置 $F300 ぴったりです。
このテキスト VRAM 開始アドレスの $F3C8 は変更することができます（後述）。
V2 モードでは、同じアドレス領域に「メインRAM」「テキストVRAM」「グラフィックVRAM-RGB」で 5 つのバンクが同居するという
（しかも全て役割が別々）事態になっています。バンクメモリ絡みのバグが起きやすいところでもあります。
V2 モードでは I/O ポート $32 の bit4=0 とするとテキスト VRAM に切り替わり、bit4=1 とするとメイン RAM になります。
この I/O ポートは設定の書き込みと設定した値の読み込みが出来るので、他のビットを弄らないように保護しておくのが無難です。
; V2 以前は不要
in a,($32)
push af
res 4,a
out ($32),a
ここにテキスト VRAM に対する処理を書く
pop af
out ($32),a
|
テキストVRAM は「メイン RAM の」別バンク扱いのようなので、後述するグラフィック VRAM を選択した状態では I/O ポート $32 を操作しても無効です。
何故 V2 モードでテキスト VRAM が分離したのかというと、ひとえに遅かったからです（たぶん）。
V1 モードでは、ディスプレイの表示サイクルになると、メイン RAM と一体のテキスト VRAM に DMA コントローラがアクセスするために
メイン CPU が止められてしまい、その結果プログラムの実行速度が損なわれる結果になっていました。
V1 モード時代のゲームなどでテキストを用いないグラフィックだけのソフトでは、このテキスト表示のサイクルを止めてしまって
CPU が邪魔をされずに最高速を出せるように工夫したりしていました。
テキスト表示を止めるだけなら BASIC(V1S) でも実験できます。
10 TIME$="00:00:00" 20 OUT &H51,0 30 FOR I=0 TO 10000:NEXT 40 OUT &H51,&H20 50 WIDTH 80,25 60 PRINT TIME$ |
このまま run した時と、out 命令をコメントアウトしたときの時間を比較してみると分かると思います。
DMAC の方を操作する方法もあり、I/O ポート $68 に 0 を出力してテキスト DMA を止める例も見かけます。
これらのテキスト非表示は、表示再開する場合には手順を踏まないと同期が乱れて画面がおかしくなります。
筆者が V2 モードで実験していた際には、リセットボタンすら効かなくなることがありました。
DMA が CPU の実行速度に影響を及ぼすという事実は、BEEP 音での演奏にも悪影響が出ます。
CPU は BEEP の on/off を一定間隔で繰り返すことで音程を作り出しているので、DMA によって邪魔されると間隔が一定でなくなってしまい、ノイジーに聞こえたり違和感が出ます。
そこで、N88 BASIC では cmd sing に "X0" コマンドや cmd text off コマンドによって 明示的に DMA をオフにできるように拡張されました。
タートルグラフィックなどと同じ拡張コマンド扱いで、これによって BEEP 音でのクリアな演奏が保証されるようになりました。
原理的にはこれもポート $51 に 0 を書き込んでいるだけです。
SR 以降になって分離されたテキスト VRAM の領域は「高速 RAM」と呼ばれるようになったようです。
高速 RAM のアドレスの範囲は $F000 - $FFFF の間で設定できます。
V1 モードでは分離されていないので、上記の制限無く任意の場所をテキスト VRAM にできます。
次はこのテキスト VRAM の中身について。
1 行に付き 120byte です。なのでアドレス計算的には TextAdr = 0xF3C8 + y * 120 + x みたいな感じになります。
画面に表示される部分が 80x25 で、その右側にアトリビュートエリアがある、ようなイメージです。
テキスト VRAM の方は、文字アスキーコードを書き込みます。セミグラフィックモードの時にはドット配置パターンになります（後述）。
アトリビュートは基本的に「その行のテキストの装飾を指定する」ものです。装飾は色や点滅など。
ここは 2byte 一組になっていて 40byte なので「一行につき 20 回まで属性が適用できる」ことになります。
80 文字なのに 20 回まで？という気もしますが、そういうものです。
例えば、ある文字列を赤文字にしたら、元に戻すときにもアトリビュート操作をする必要があります。足りねー。
2byte 一組と書きましたが、フォーマットは「適用開始 X座標指定(0-79)」「適用装飾指定」の順です。
以下は、その装飾指定の表。
| 白黒モード | カラーモード（色指定） | カラーモード（装飾指定） | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| bit | 7 | 0=キャラクタ 1=セミグラフィック | bit | 7 | 色指定G | bit | 7 | 0 |
| bit | 6 | 0 | bit | 6 | 色指定R | bit | 6 | 0 |
| bit | 5 | 0=アンダーラインOff 1=On | bit | 5 | 色指定B | bit | 5 | 0=アンダーラインOff 1=On |
| bit | 4 | 0=アッパーラインOff 1=On | bit | 4 | 0=キャラクタ 1=セミグラフィック | bit | 4 | 0=アッパーラインOff 1=On |
| bit | 3 | 0 | bit | 3 | 1=色指定 | bit | 3 | 0=装飾指定 |
| bit | 2 | 装飾指定bit2（別表） | bit | 2 | 0 | bit | 2 | 装飾指定bit2（別表） |
| bit | 1 | 装飾指定bit1（別表） | bit | 1 | 0 | bit | 1 | 装飾指定bit1（別表） |
| bit | 0 | 装飾指定bit0（別表） | bit | 0 | 0 | bit | 0 | 装飾指定bit0（別表） |
| bit | 2 | 1 | 0 | 装飾効果 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 1 | 1 | ($07) リバースシークレット | |
| 1 | 1 | 0 | ($06) リバースブリンク | |
| 1 | 0 | 1 | ($05) リバースシークレット | |
| 1 | 0 | 0 | ($04) リバース | |
| 0 | 1 | 1 | ($03) シークレット | |
| 0 | 1 | 0 | ($02) ブリンク | |
| 0 | 0 | 1 | ($01) シークレット | |
| 0 | 0 | 0 | ($00) ノーマル |
| bit | 7(G) | 6(R) | 5(B) | 色指定 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 1 | 1 | ($E8) 白 | |
| 1 | 1 | 0 | ($C8) 黄色 | |
| 1 | 0 | 1 | ($A8) 水色 | |
| 1 | 0 | 0 | ($88) 緑 | |
| 0 | 1 | 1 | ($68) 紫 | |
| 0 | 1 | 0 | ($48) 赤 | |
| 0 | 0 | 1 | ($28) 青 | |
| 0 | 0 | 0 | ($08) 黒 |
装飾効果は bit2=反転、bit1=点滅、bit0=消去 です。
()内はアンダー／アッパーラインなしの装飾指定のアトリビュート値です。
「ブリンク」は点滅、「リバース」は反転。ちなみに点滅間隔は後述の CRTC リセット後のパラメータ設定で 4 段階に変更できます。
「シークレット」は分かり難いですが、黒塗り（リバース時は反転色）で表示され、キャラクターコードは拾えるが見えない状態になります。
単にカラー指定の黒で表示したときは上にかぶせたカーソルも見えなくなりますが、シークレットの場合はカーソルは見えます。
アンダー／アッパーラインはブリンクの影響を受けません。文字本体だけが点滅します。
アンダー／アッパーラインはリバースの影響を受けます。ライン部分が黒線になります。
アンダー／アッパーラインはシークレットの影響を受けません。文字本体だけが黒塗りになります。
白黒とカラーの切り替えは後述。キャラクタ=文字です。
カラーモードのとき、bit3=1 なら色指定、bit3=0 なら装飾指定になります。これによって他のビットの解釈が変わります。
RGB 8 色も一応表にしておきます。()内の値はキャラクタモード時のアトリビュート値になります。
このテキスト色はグラフィック VRAM の設定が「カラー」の場合はデジタル 8 色固定（パレット無効＝I/Oポート$54-$5B のパレット設定はグラフィック専用）、
「白黒」の場合かつアナログモードのときは PC88 のアナログパレットを反映した 8 色が適用されます。
装飾の実際の効果については、実験してみるのが一番速いです。V1 の BASIC なら起動直後 POKE &HF491,2 などでブリンク効果が出ます。
さてここで大事な掟があって、
- 色(bit3=1)と装飾(bit3=0)は別々に指定しなければならない。
- 同じ開始位置で別のアトリビュート適用はできない。必ず開始位置をずらして適用する。
- 最大 20 回のアトリビュート指定では、必ず若いX座標から適用されるようにしなければならない。
- 行の最初のアトリビュート開始位置は何を書き込んでも強制的に X=0 と見なされる。
- 属性は属性で打ち消す。色は色で打ち消す。
1 は例えば「赤い」「点滅」をやろうとすると、2 回分のアトリビュートを使用すると言うことです。しかも 2 の制限により、開始位置はずらさないとダメ。
反対に、アンダー/アッパーラインと点滅などは同時に指定できます。
4 は、一番上の行で言うと、$F3C8+80=$F418 が最初のアトリビュート適用開始位置指定ですが、ここに何を書いても X=0 扱いになります。
ここで「適用順をデタラメにしたらどうなるの？」とか「属性として不正な値を入れたらどうなるの？」という疑問が当然わくとおもいますが、
「おかしなことになる」としか答えられません。筆者も法則性についてはよく分かっていないのでした。
どうやら「開始位置」と「属性値」をセットではなく別々に拾っているような感じ。
2 のようなものは各自で気をつけるとして、他の制限についてはサブルーチンで自動的に処理してくれるようなものを使った方が便利です。
というわけで、それっぽいものを置いておきます。vramatr.asm
a に適用したい色または属性、b=y c=x を入れて call すると、順番などを考慮してアトリビュートを設定します。
追記。色々試したところによると、
・開始位置は自動でソートされた上で順番に適用される
・属性値は最初から順番にピックアップされる
ということのようです。
開始位置を 0, 70, 60, 50, 40, 30, 20 と敢えて逆順にして（先頭はどうせ x=0 固定）
属性値を $28,$48,$68,$88,$A8,$C8,$E8 と 書き込むと、
0=$28, 20=$48, 30=$68 40=$88, 50=$A8, 60=$C8, 70=$E8 という結果になります。
結局混乱するだけなので自前でしっかり管理する方がよさそうですが。
テキスト画面は 40x20, 40x25, 80x20, 80x25 の 4 種類の桁x行を選択できます。
この場合、テキスト VRAM がどういう使われ方になっているかというと、
- 基本は 80x25 で (80 桁 + 40アトリビュート) * 25行 = 3000byte のテキスト VRAM のまま。開始・終了アドレスがずれたりはしない。
- 40 桁の時は文字の書き込みは 1byte 飛ばしで行う。偶数アドレスのみ有効で、奇数アドレスに書き込んでも表示されない。
- 20 行の時は、25 行の内の 20 行のみ使用し、5 行分は単に表示されない。
- アトリビュートの位置指定についても、x 位置指定は偶数のみ有効で奇数の場合は無視される。
「POKE &HF300,&H61」などと打ち込んでみるとちゃんと額縁部分にも表示されることがわかります。
起動直後のアトリビュートは [0x80][0x00] で初期化されているようです（白黒モード）。
BASIC で CONSOLE 0,25,0,1 （1=カラーモード）とすると [0x80][0xE8] で初期化されます。
V2 モード専用のゲームを立ち上げると、このように文字の間が空いた状態でメッセージが出ることがありますが、
これは本体のディップスイッチ設定で 40 桁モードになっている場合を考慮してあるわけですね。
40桁モードでもちゃんと読める用になっている、と。
あまりそのあたりを考慮していないゲームなんかでは、このようになってしまうわけです。
同じ F 社のゲームなのに･･･
桁・行数を変える方法は CRTC を弄らないといけないので後述。
アトリビュートのついでにセミグラフィックについて。
セミグラフィックは 160x100 解像度で、PC-8001 の頃から使用できました。
基本的にテキスト画面に文字の代わりにドットパターンを表示しているだけなので、アトリビュートの適用も色・装飾共に文字の場合と同じです。
文字と混在できるので、セミグラ「モード」というほどでも無いです。ドット毎に自由に色をつけられるわけでもなし。
アトリビュートに開始位置とセミグラフィック指定ビット=1 を立てて、テキスト VRAM には文字コードの代わりにドットパターンを書き込みます。
40/80 桁の差も同じで、1文字に相当するグラフィックが横に太る代わりに奇数アドレスに書いたものは無視されます。
点灯する箇所のビット=1 として 1byte で 8 ドットを表します。
セミグラであってもアンダー／アッパーラインや点滅などの装飾はつけられます。
高解像度グラフィック画面しか使わない、と決めていてさえ PC80/88 系ではテキストアトリビュートと向き合わなければならない時がしばしばあります。
まして、セミグラフィックやテキストでゲームを作ろうなどと考えた日には、それ相応のライブラリを構築するのに一苦労することでしょう。
一つの考え方として、アトリビュートの 20 回制限は仕方ないとして色と装飾はどちらかをあきらめるか大幅に制限をつけるということです。
同じ位置から適用できないのは見た目に影響が大きい上にバグの温床にもなります。
ゲーム的な背景とキャラクタを合成する処理を考えると、アトリビュート処理は以下のような機能が要求されます。
つまり、色を変えたあとに元の背景色に復帰するようなアトリビュート操作が必要ということです。
これに加えて色が消えてはいけないプレイヤーに優先順位をつけたり、表示内容はそのままでアトリビュートのみを変更したりできるとなお良し。
一例として、普通のメッセージ表示用途に作ったものを置いておきます。これは色と装飾の両方を使えるようにするためやや重くなっています。
改造して書式付き fprint 的なモノにするのも良いでしょう。
putmsg.asm
この例では背景を G プレーンに取り、キャラクタを R,B プレーンに取っています。
