Nachdem Sie mit Sicherheit den Aufbau der Easytizer-Hardware erfolgreich absolviert haben, können Sie nun das 'harte’ Werkzeug aus der Hand legen und das ’weiche’ Werkzeug zur Hand nehmen. Dieser Artikel soll Ihnen zum Einen die genaue Ansteuerung des Easytizers nahebringen, und zum Anderen eine flexible Assemblerroutine vorstellen, die Sie z. B. in Ihre eigene Software einbringen können.

Ein kurzer Rückblick

Nachdem sich der letzte Beitrag ausführlich mit der Hardware des Easytizers beschäftigt hat, wird der Easytizer in diesem zweiten und letzten Teil ausschließlich aus dem Blickpunkt der Software betrachtet. Zum Einen wird die Programierung auf Maschinenebene erläutert, und zum Anderen wird eine flexible Assemblerroutine vorgestellt, die Sie in Ihre eigene Software einbinden können, wie hier zum Beispiel in ein GFA-Basic Programm. So bleibt es letztendlich ihrer Phantasie überlassen, ob der Easytizer eine kleine und sinnvolle Ergänzung ihres Zeichenprogramms, oder eine ’Animationsmaschine’ wird.

Ein wenig Wiederholung

Die Ansteuerung der Easytizer-Hardware wurde im vorigen Artikel bereits beschrieben, doch soll dies kurz wiederholt werden. Durch die Easytizer-Hardware wird der ROM-Bereich von $FB0000-$FBFFFF belegt. In diesem 64K Block wiederholen sich periodisch die Register des Easytizers, über die der Datenaustausch mit dem Rechner stattfindet. Da das Schreiben in diesem Bereich nicht möglich ist, (sonst 2 Bömbchen - Busfehler) Betriebszustände der Hardware jedoch durch den Rechner manipulierbar sein sollen, wird einfach der Zugriff auf ganz bestimmte Register als Ausgabe interpretiert. Außerdem sollten nur Wortzugriffe oder Bytezugriffe auf geraden Adressen stattfinden, da sich die Hardware sonst nicht ansprechen läßt.

$FB00C0 SRO, nur Wort:
In diesem Register sind 16 Bildpunkte des niederwertigen Teils der Bildinformation (Bitplane 0) verfügbar. Der Inhalt dieses Registers stammt aus einem Schieberregister, in welches alle 4 Microsekunden die 16 Bildpunkte der momentan über den Spaltenzähler eingestellten Spalte übertragen werden. Ein Zugriff auf diese Register bewirkt gleichzeitig ein Zurücksetzen der LWF-Flagge im Statusregister.

$FB0002 SRI, nur Wort:
Wie oben, jedoch der höherwertige Teil der Bildinformation (Bitplane 1). Beide Register sind so organisiert, daß sie direkt mit dem Bildspeicher des Atari korrespondieren, und deshalb nur zum richtigen Zeitpunkt an die richtige Stelle des Bildspeichers kopiert werden müssen, damit auf dem Monitor das digitalisierte Abbild des Videosignals entsteht.

$FB0004 INZ, Wort/Byte:
Ein Zugriff auf dieses Register inkre-mentiert den sog. ’Spaltenzähler’, mit dem kontrolliert wird, welche von vier Spalten zu 16 Bildpunkten in die oben genannten Register übertragen werden. Die gelesenen Daten enthalten hier keine Information, nur der Zugriff zählt. Es sind vier Zugriffe nötig, um die Spalte 16 Bildpunkte nach rechts zu rücken.

$FB0006 LZ, Wort/Byte:
Ein Zugriff auf dieses Register löscht den Spaltenzähler. Damit ist die am weitesten links liegende Spalte eingestellt.

$FB0008 STATUS, Wort/Byte:
Status-Register, das über Synchronsignale im Easytizer Auskunft gibt. Von 16 Bits werden lediglich vier benutzt:

Bit 15: LWF
Diese Flagge wird gesetzt, wenn ein neues Langwort aus den Schieberegistern IC1-IC4 in die intern nachgeschalteten Register übertragen wurde und wird durch einen Zugriff auf SRO und am Anfang einer Zeile gelöscht. Zweck dieser Flagge ist es, eine Synchronisation zwischen Rechner und Videosignal zu ermöglichen. Aus Zeitgründen ist es jedoch nur möglich, am Anfang einer Zeile auf den Spaltentakt zu Synchronisieren. Probleme ergeben sich jedoch nicht, da die Taktfrequenz des ATARI-ST (genau 8 Mhz) ein Vielfaches des Spaltentaktes (genau 250 Khz) ist und bei richtigem 'Timing’ der Software keine Zeitverschiebungen auftreten.

Bit 14: CSYNC
Das pure, positive Synchronsignal, über ein Monoflop um etwa 7,8 Microsekunden verlängert, das ebenfalls zur Synchronisation des Rechners mit dem Videosignal dient.

Bit 13: VSYNC
Dieses Bit wird für etwa 160 Microsekunden Dauer während eines Rasterwechsels aktiv.

Bit 12: TASTE
Dieses Bit wird bei gedrückter 'Schnappschuss-Taste' aktiv.

Das Zeitproblem:

Obwohl der ATARI-ST nicht einer der müdesten Rechner ist, kann er ohne DMA (Speicherdirektzugriff) oder ähnliche Hardwareintensive Einrichtungen nicht ohne Weiteres die, bei der Videobildverarbeitung anfallenden, Datenmengen in Echtzeit aufnehmen. Deshalb mußte der Datenberg in vier kleinere, verdaulichere Portionen aufgeteilt werden. Also wurde eine Videozeile in vier Spalten zu je 16 Bildpunkten aufgeteilt, die sich im Abstand von 64 Bildpunkten wiederholen. Natürlich erkauft man sich keinen Vorteil ohne Nachteile, denn um das vollständige Videobild in den Rechner zu übertragen, benötigt man jetzt die vier- bzw. achtfache Zeit (80/160 ms). Somit muß die Software nur noch im Abstand von 4 Microsekunden ein Langwort aus dem Easytizer an die richtige Stelle des Bildspeichers transportieren.

Der Punkttakt beträgt 16 Mhz (62.5 ns/Punkt), also würde ohne eine Spalteneinteilung die Spaltenfrequenz, also die Frequenz, mit der jeweils 16 neue Bildpunkte in den Schieberregistern bereitstehen, genau 1 Mhz (16 Mhz/16 Bildpunkte) betragen. Abgesehen davon, daß sich mit dieser Frequenz kein softwaremäßiger Datentransfer mehr abwickeln läßt, ergibt sich noch ein weiteres Problem: Das Zeitfenster, das unweigerlich beim Synchronisieren mit dem Spaltentakt entsteht, würde größer sein, als der Spaltenabstand. Das sogenannte Zeitfenster kommt dadurch zustande, daß der Zustand dieses Bits periodisch in einem bestimmten Zeitabstand (hier 2.5 Microsekunden) abgetastet wird und daher, daß beide Vorgänge asynchron zueinander ablaufen, es zu einer maximalen 'Streuung' kommen kann, die der Abtastzeit entspricht. Dieses Zeitfenster (oder auch Phasenstreuung) beträgt mit allen Programmiertricks etwa 2.5us, also liegt man mit 4 Microsekunden Spaltenabstand (Spaltenfrequenz 250 Khz) auf der sicheren Seite.

Praktische Möglichkeiten des Easytizers

Der Easytizer ist in seinen Anwendungen nicht durch die Grafikmöglichkeiten des ATARI-ST beschränkt, weshalb es möglich ist, ein Bild mit 640 ★ 200 Punkten und 4 Graustufen direkt inden Bildspeicher zu digitalisieren, aber auch mit einer Auflösung von 768 ★ 600 Punkten und vier Graustufen zu digitalisieren, wenn es auch nicht direkt sichtbar wird. Anwendungen. die nur eine Graustufe (monochrome Bilder) erfordern, kann der Easytizer genauso erfüllen, wie Anwendungen, in denen vier Graustufen nötig sind. Alle Möglichkeiten werden von dem Assemblermodul Easysoft unterstützt, auf das später genauer eingegangen werden soll.

Falls Sie, aus welchen Gründen auch immer, nicht dieses Assemblermodul benutzen wollen, sondern Ihre eigene Software zur Ansteuerung des Easytizers schreiben wollen, sei Ihnen so viel gesagt: Es soll Ihnen keine Information über den Easytizer vorenthalten werden, jedoch können wir hier auch nicht auf jede Einzelheit ausführlich eingehen und deshalb soll sich der Artikel auf die Benutzung der Easytizer-Routinen konzentrieren. Wir bieten Ihnen das hier abgedruckte Assemblermodul an, mit dessen Möglichkeiten wohl jede Anwendung abgedeckt werden kann.

Der Grafikaufbau des ST

soll hier kurz angeschnitten werden, da er unmittelbar in Verbindung mit dem Easytizer steht. Der Grafikspeicher des ST besteht aus einem Spei-. aerblock, der eine bis vier Bildebenen umfaßt. Die Anzahl der Bildebenen (Bitplanes) bestimmt die Anzahl der möglichen Farben pro Bildpunkt und hängt von der eingestellten Auflösung ab. So ist es in der monochromen Auflösung nur eine Bildebene, in der mittleren Auflösung sind es zwei und in der niedrigeren sind es vier Bildebenen. In der monochromen Auflösung bilden 40 Speicherworte eine komplette Bildschirmzeile, wobei das Wort mit der niedrigsten Adresse, die am weitesten links liegenden Bildpunkte beinhaltet. Ein Wort (Wort = 16 Bits) bestimmt die Farbe (hier: hell/dunkel) von jeweils 16 Bildpunkten, und zwar ist Bit 15 eines Speicherwortes dem am weitesten links liegenden Bildpunkt zugeordnet. Nach jeweils 40 Speicherworten fängt eine neue Zeile an. In anderen Auflösungen gilt dies auch, mit der Ausnahme, daß jeweils zwei bzw. vier aufeinanderfolgende Worte zu 16 Bildpunkten zusammengefaßt werden, und dadurch zwei bzw. vier Bits pro Bildpunkt und damit entsprechend mehr Farben pro Bildpunkt möglich werden. Genau in diesem Format sind auch die Speicherworte vom Easytizer verfügbar, und müssen deshalb nur noch zur richtigen Zeit an die richtige Stelle in den Bildspeicher kopiert werden.

Die Ansteuerung des Easytizers

ist aus Geschwindigkeitsgründen nur auf Maschinenebene möglich.

Ein Assemblerprogramm, das den Easytizer ansteuert (auch Easysoft) sollte nach folgenden Schritten ablaufen:

1. Löschen des Spaltenzählers.
2. Den Bildwechsel des Videosignals abwarten. (Bit VSYNC im Statusregister)
3. Bis zur gewünschten ersten Zeile des Videosignals warten.
4. Synchronisation mit den Schieberregistern über das Bit LWF im Statusregister.
5. Die Spalte der Bildinformation aus den Schieberegistern an die entsprechende Position des Bildspeichers übertragen.
6. 4 Microsekunden warten, bis die nächste Spalte in die Schieberegister übertragen ist.
7. Ab Schritt 5 solange wiederholen, bis alle Spalten einer Zeile übertragen sind.
8. Ab Schritt 4 solange wiederholen, bis alle Zeilen des Ffalbbildes übertragen sind.
9. Spaltenzähler durch viermaligen Zugriff auf Register INZ auf die nächste Spalte einstellen.
10. Ab Schritt 2 solange wiederholen, bis alle Spalten übertragen sind.
11. Fertig.

Verzweifeln sie nicht, denn all diese Bitzwirbeleien nimmt Ihnen das Programmodul EASYSOFT ab, ohne das Sie sich je mit Assemblerprogrammierung auseinandersetzen müssen. Fiier wird die Benutzung der EASYSOFT-Routinen aus GFA-Basic heraus beschrieben, doch läßt sich das genausogut für ’C’ oder Pascal realisieren.

EASYSOFT - find’ ich gut

In Listing 1 sehen Sie die EASYSOFT-Routinen abgedruckt. Es werden 3 Funktionen bereitgestellt; die Parameterübergabe erfolgt nach ’C’-Konventionen auf dem Stack. Die Routinen sind vollständig PC-Relativ (Program Counter) geschrieben und damit an jeder Stelle des Speichers lauffähig.

Listing 1: Der Easysoft-Quelltext sollte mit Profimat assembliert werden.

Listing 2: Ein Beispielprogramm zur Ansteuerung der Easysoft-Routinen in GFA-Basic. Das Progrämmchen überträgt das, in den Data-Zeilen enthaltene, Maschinenprogramm in einen String, um es dann auszuführen. Als Bildformat wird das DEGAS-Format angenommen. Beide Programme sind auch auf der Diskette zu diesem Heft erhältlich.

Funktion ():

Aufruf:

Void C: Easytizer%(0, Xw, Yw, Int, Bpi, Pos, L: Adresse)

Parameter:

Xw:
Breite des Digitaliserten Bildausschnitts, die in n/64 Bildpunkten angegeben werden muß. Minimal kann Xw eins werden, wobei nur mit einer Breite von 64 Bildpunkten digitalisiert wird. Maximalwert für Xw ist 12, wobei in einer Breite von 768 Bildpunkten digitalisiert wird.

Yw:
Anzahl der Zeilen, die ab Pos digitalisiert werden. Sofern Int gleich 0 ist (Interlace erlaubt), dürfen Yw plus Pos nicht mehr als 600 betragen, da ein Videobild nur etwa 600 sichtbare Zeilen überträgt. Ist Int jedoch größer 0, dann dürfen Yw plus Pos nicht mehr als 300 betragen.

Int:
Bestimmt den Interlace-Modus. Wenn Int = 0 ist, werden beide Halbbilder (gerade und ungerade Zeilen) des Videosignals ausgewertet. Bei Int = 1 wird jedoch nur noch ein Halbbild zur Auswertung herangezogen, wodurch das digitalisierte Bild um den Faktor 2 Vertikal gestaucht erscheint. Int = 2 ist ein Sonderfall, der nur gilt, falls Bpi = 1 (2 Bildebenen) ist. Dieser Modus ist nur zu gebrauchen für Videosignalquellen, die in beiden Halbbildern die gleiche Information übertragen, also nur 312 Zeilen haben, ist aber doppelt so schnell (80 ms) da jetzt eine komplette Bildperiode nur noch halb so groß ist.

Für Int > 1 gilt, daß das digitalisierte Bild halb so hoch erscheint, was jedoch in mittlerer Auflösung durchaus sinnvoll ist.

Bpl:
Gibt die Anzahl der Bildebenen (Graustufen) an. Zwei Werte sind zugelassen:

Bpl = 0: Wählt eine Bildebene aus (Monochrom).

Bpl = 1: Wählt zwei Bildebenen aus (4-Graustufen/mittlere Auflösung).

Pos:
Bestimmt die Zeile, ab der angefangen wird, die mit Yw spezifizierte Anzahl von Zeilen zu digitalisieren. Falls Int = 0 ist, muß dieser Wert, durch zwei geteilt werden.

Adresse:
Die Adresse des Bildspeichers, in den das digitalisierte Bild übertragen wird.

Der Zweck dieser Routine (Funktion 0)
Digitalisieren eines Videosignals mit verschiedenen Optionen in einen Speicherabschnitt, welcher dem Aufbau des Atari-ST Bildschirmspeichers entspricht. Der nötige freie Speicher berechnet sich zu: Speicher in Bytes = Xw8Yw*(Bpl+1).

Zeitbedarf: Normal 160 mS oder 80 mS falls Int = 2 und Bpl =1.

Funktion 1:

Aufruf:
Wert = C:Easytizer%(1)

Parameter:
Wert wird 1, falls die Schnappschuß-Taste gedrückt ist.

Zweck der Funktion 1
In Wert wird der Zustand der Schnappschuß-Taste zurückgegeben.

Funktion 2:

Aufruf:
Wert = C:Easytizer%(2)

Parameter:
Wert wird 1, wenn ein Videosignal anliegt.

Zweck der Funktion 2
Prüfen, ob ein Videosignal anliegt, da Funktion 0 solange blockiert, wie kein Videosignal anliegt.

Einige Beispiele für Funktionsaufrufe
Gesetzt den Fall, Sie wollen in mittlerer Auflösung ein Videosignal von einer 312-Zeilen-Kamera mit einer Auflösung von 640*200 direkt in den Bildspeicher digitalisieren, dann könnte das folgendermaßen geschehen:

Void C: Easytizer%(0,10,200,2,1,50,L: Xbios (&H3))

Der Ausdruck ’L:Xbios (&H3)’ gibt lediglich die Adresse des logischen Bildspeichers zurück.

Oder Sie wollen in hoher Auflösung ein normales Videosignal mit 625 Zeilen direkt in den Bildspeicher digitalisieren:

Void C: Easytizer%(0,10,400,0,0,50,L: Xbios(&H3))

Oder Sie wollen nicht direkt in den Bildspeicher digitalisieren, aber mit maximaler Auflösung (768 ★ 600) und 4 Graustufen arbeiten, z. B. für Bildverarbeitungszwecke:

Void C: Easytizer%(0,12,600,0,1,3,Freispeicher%)

Wobei in Freispeicher% die Adresse eines 115200 Byte großen Speicherblocks enthalten sein muß.

In Listing 2 ist ein kleines GFA-BASIC Programm abgedruckt, welches das Digitalisieren und Sichern (Speichern im Degas-Format) eines Bildes erlaubt und gleichzeitig die Anwendung der EASYSOFT-Routinen zeigt.

Außerdem ist eine Software über die Redaktion verfügbar, die weit über das hinausgeht, was sich in einer Zeitschrift veröffentlichen läßt. Einen kleinen Vorgeschmack bietet Bild 2, in dem das Menü dieser Software zu sehen ist.

Wir hoffen, daß Sie mit dem Easytizer viele interessante Anwendungen erschließen können.

Korrekturen zu Teil 1

Leider hatten sich im Teil 1 zum Easytizer (ST Computer Nr. 10/87 Seite 58 und 59) folgende Fehler eingeschlichen:

• Im Schaltbild und auf dem Bestük-kungsplan war der Kondensator C35 fälschlicherweise zweimal vorhanden. Richtig ist es, den in der Videoeingangsstufe befindlichen Kondensator mit der Kapazität von 47 pF mit C36 zu benennen.
• Auf dem Bestückungsplan sind zwei Polaritätsangaben verrutscht: Bei C2 muß der Pluspol oben liegen. Bei C15 muß der Pluspol unten liegen.
• Außerdem ist R3 doppelt vorhanden. Richtig muß R3, der neben R6 liegt, in RI3 umbenannt werden (siehe korrigierten Bestückungsplan).

Schließlich wurde noch verschwiegen, daß „ST1" drei Lötstifte, die für künftige Erweiterungen vorgesehen sind, vorerst nicht benötigt werden und deshalb weggelassen werden können.

(RA)

Hinweis!

Im Zusammenhang mit einigen Videorecordern hat sich gezeigt, daß das Bild evtl, nicht ruhig steht. Grund dafür ist ein pegelmäßig zu starker Farbburst, den leider manche Recorder erzeugen. Abhilfe schafft folgende Änderung: C36=100 pF ; R11 = 8K2 Ohm