Доступно о коппер-эффектах на Commodore Amiga

В 1985 году, напару со своей ближайшей «родственницей» - Atari ST, в компьютерный мир ворвался компьютер Commodore Amiga, перевернувший представление о графике и звуке.
Amiga оказалась способна конкурировать с самыми мощными по тем временам профессиональными, домашними и игровыми решениями. Оконный графический интерфейс, многозадачность (мультитаскинг), управление мышью, плюс невероятные по тем временам графика и звук.
Об «амигах» можно говорить как о первых мультимедийных компьютерах. Они применялись на телевидении, независимые аниматоры создавали на Amiga мультфильмы, а художники рисовали. Игровые возможности также впечатляли. С 1985 года и примерно до начала 90-х, никакой PC, игровая консоль, или другой компьютер не могли сравниться с «амигами».
С этого, достаточно раннего, времени стала накапливаться библиотека игр для Amiga. Мощность платформы не только поощряла написание оригинальных игровых приложений, но как магнитом притягивала порты с восьмибитных машин, получившие на AMIGA улучшенные графику и звук. На «амигу» текли игры как с парка «бытовых компьютеров», так и с консолей и игровых автоматов.






В 1987 году произошли два события, которые оказали влияние на развитие отрасли. NEC выпустила игровую приставку PC Engine, явив миру первую достойную упоминания игровую систему, которую, с некоторой натяжкой можно назвать 16-разрядной. А фирма Commodore перевела Amiga из элитных 16-битных персональных компьютеров для творческих людей в разряд домашних машин, выпустив в совмещенном с клавиатурой корпусе в чем-то урезанную, а где-то и улучшенную его версию -Amiga 500. Эта здоровенная доска превосходила по всем параметрам другие бытовые компьютеры и игровые приставки того времени.
На момент своего запуска, в 1987, 500-я Amiga стоила по сравнению с консолями недешево (499 фунтов стерлингов, или примерно 750 долларов), но все равно это был очень широкий шаг «в народ», который усилил поток игр для этой платформы. К примеру, если в качестве альтернативы взять компьютер модели IBM PC/XT 286, то в 1986 году, в стандартной конфигурации, он предлагался за $4000.



Мир плавно переходил к 16-битной технологии. На появление 16-битных консолей, поначалу никак не отреагировала знаменитая компания Nintendo. Её 8-битная игровая приставка Famicom, в Штатах известная как NES, продавалась нарасхват и стоила всего 89,99 долларов в варианте с одним джойстиком, без игр. Конкурентов ей практически не было. В Nintendo сначала не хотели обновлять железо вообще. Но в 1988 году их главный конкурент - компания Sega начинает продажи Mega Drive (в США годом позже, по цене 189 долларов и под названием Genesis). После такого шага, настала пора выходить из спячки. Сотрудники Sega были асами в борьбе с Nintendo и своей 16-битной приставкой готовились порвать ее в клочки.
Nintendo пришлось приступить к разработке новой игровой системы, которая появилась через два года - в 1990. В Японии она называлась Super Famicom. В следующем году, под именем Super Nintendo, приставка начинает продаваться на западном рынке.
В 1992 году появляется упрощенная версия профессиональной Amiga 4000 -Amiga 1200. Это 32-битный домашний компьютер в едином с клавиатурой корпусе, оснащенный новейшим чипсетом AGA.
Другую машину - Amiga 600, вышедшую в том же году, оценили не так восторженно. С легкой руки Nintendo, рынок консолей набрал усиленные обороты и готовился подмять под себя все существующие «игровые компьютеры». Super Nintendo и Mega Drive раскупались замечательно. Commodore уже один раз пыталась вскочить в разогнавшийся поезд, выпустив в 1991 году телевизионную приставку CDTV (представлявшую из себя вариацию Amiga 500 с CD-ROM), но попытка оказалась не совсем удачной.
Amiga 600 представляла собой самую маленькую из существующих «амиг», за счет отсутствия цифрового блока клавиш. Небольшой размер, наличие в комплекте мыши, композитный и высокочастотный антенный выходы для подключения к телевизору, стереофонический аудиовыход и встроенный дисковод с возможностью загрузки игр прямо с него, давали основания полагать, что в Commodore снова нацелились на рынок консолей. А600 была действительно маленькой, не намного больше обычной игровой приставки, могла на равных конкурировать с ними и даже рассматриваться как таковая.
Сначала А600 была дороговата, но потом цена стала меньше 400 фунтов за комплект с играми. Например, "The Wild, The Weird & The Wicked pack" включал в себя игры Putty, Pushover и Grand Prix, a также профессиональный графический редактор Deluxe Paint III.
Многие западные, особенно европейские, околоигровые издания того времени рассматривали в качестве трех главных домашних игровых платформ именно Mega Drive, Super Nintendo и Amiga. Конечно, это не все 16-разрядные игровые системы. Та же PC Engine была до какой-то степени распространена. Имела своих поклонников очень мощная и очень дорогая приставка Neo-Geo от SNK. Но три вышеперечисленные платформы были самыми популярными, и накопили гигантские библиотеки игр.
Следует учесть, что Amiga 600 это все-таки компьютер, и потому ее конфигурация могла быть расширена. Стандартно в А600 винчестер установлен не был, но внутри все было готово к подключению обычного ноутбучного IDE жесткого диска емкостью до 4 ГБ.
Так многие и делали - вставляли винчестер, накидывали на него игры, бросали А600 в рюкзак и приобретали мобильность. Выпускалась также модель Amiga A600HD с уже установленным жестким диском объемом от 20 до 40 Мб. О мыши в комплекте здесь уже говорилось. Наличествовали возможности увеличения памяти и подключения платы-акселератора с более мощным процессором. Имелись PCMCIA слот, последовательный и параллельный порты. Существовала возможность подключить CD-ROM. Но мы здесь рассматриваем «амигу» как игровую консоль, поэтому будем учитывать только стандартную конфигурацию.
Наиболее важные подсистемы игровых консолей - это центральный и графический процессоры, вспомогательные чипы-сопроцессоры, память, звуковые микросхемы, устройство хранения данных, и управление.



Super Nintendo:
CPU: Ricoh 65C816 3,58 MHz.
Графика: палитра - 32768 цветов.
В определенных режимах возможно отображение 256 цветов одновременно. Обычно используется меньше. Чем больше цветов, тем больше ограничений. Разрешение от 256x224 до 512x478. Используется технология аппаратного наложения спрайтов. Размер спрайта до 64x64 пикселей. Одновременное отображение до 128 спрайтов, но не более 32 на одной горизонтальной строке. До 4 фонов. Режим Mode 7 позволяет аппаратно вращать и масштабировать фоновое изображение. SNES изначально разрабатывалась с расчетом на разнообразные сопроцессоры-ускорители, установленные в картриджи с играми. По этой причине, ускорители с легкостью использовали даже в первых играх для SNES. Сторонние разработчики тоже выпускали дополнительные чипы для своих игр, например, Сарсот для Mega Man Х2 и ХЗ. Наиболее известным сопроцессором был чип Super FX и его улучшенная версия Super FX 2. Микросхема представляла собой дополнительный RISC процессор, работающий на частоте до 21 МГц, что по тем временам очень впечатляло. Использовался для просчета трехмерных сцен с полигонами и тексту-рированием в игре Star Fox и для ускорения графики в Yoshi's Island. Также дал возможность издать на 16-битной консоли легендарную игру Doom. Память: 128 Кб системной, 64 Кб видеопамяти и 64 Кб под звук. Звук: 16 бит DSP, 8 бит APU, 8 каналов, таблично-волновой синтез. Медианоситель - картридж.





Mega Drive:
CPU: Motorola 68000 7,61 MHz + 8 бит Zilog Z80 3,51 MHz.
Второй процессор, восьмибитный, использовался для управления звуковой подсистемой и для совместимости с приставкой Sega Master System, картриджи которой могли подключаться через переходник. При игре на оригинальном железе в обычные для тех лет двухмерные игры скорость действительно ощущалась - приставка «из под себя рвала». Быстрый ЦП дал Sega возможность придумать термин «Blast Processing)) и использовать его в маркетинговой компании. В одном из рекламных роликов Mega Drive изображалась в виде гоночного болида, a Super Nintendo в виде старого, еле ползущего микроавтобуса. Рекламщики всегда плохо считали. На самом деле, мнение о более быстром, чем у SNES, ЦП Mega Drive, достаточно спорно. По некоторым данным, быстродействие процессора SNES составляет 1,5 MIPS, a Mega Drive - 0,8 MIPS, что почти в два раза меньше. Графика: Палитра 512 цветов. 61 цвет одновременно или 183 в режиме Shadow/Highlight - дополнительные 61 цвет с половинной яркостью и 61 цвет с увеличенной яркостью относительно основных. Разрешение от 320x200 до 320x480 и от 256x192 до 256x480. Используется технология аппаратного наложения спрайтов. Размер спрайта до 32x32 пикселей. Одновременное отображение до 80 спрайтов, но не более 20 на одной горизонтальной строке. 4 слоя, из них 2 фоновых. Производительность можно увеличить за счет применения встроенных в картриджи сопроцессоров, но такая возможность была использована лишь единожды, в игре Virtua Racing. Видимо, это сопряжено с определенными трудностями. Память: 64 Кб системной, 64 Кб видеопамяти и 8 Кб под звук (в режиме совместимости с Master System использовались как основная память).


Звук: 8 бит, 6 каналов + 4 канала (отдельная микросхема, может быть использована в режиме совместимости с Master System), синтез - частотная модуляция. Медианоситель: картридж. Стандартное управление - геймпад.
Amiga 600.
CPU: Motorola 68000 7,14 MHz. Графика: палитра - 4096 цветов. 32 цвета одновременно или 64 в режиме Half-Brite - дополнительные 32 цвета с половинной яркостью от основных. В режиме НАМ6, а при определенных условиях и в любом режиме, возможно одновременное отображение до 4096 цветов. Видеокарта «амиги» может работать в так называемом НАМ (Hold and Modify) режиме. Это когда запоминается цвет последнего выведенного пиксела, а затем изменяется его красная [ R ], зеленая [ G ] или синяя [ В ] составляющая. В этом режиме Amiga способна показывать на экране все 4096 цветов одновременно. Минус - режим очень медленный и в нем особо не поиграешь, зато игровые заставки качеством близки к фотографии. Разрешение от 320x200 до 640x512 (до 1280x512 при 4 цветах). Технология аппаратного наложения спрайтов присутствует в зачаточном состоянии -всего 8 спрайтов 16х[сколько угодно] и 2 фона. В качестве замены применяется более продвинутая технология блиттин-га. На Amiga был впервые реализован аппаратный блиттер (blitter), на него получен патент, как и на полсотни других ноу-хау примененных в Amiga. Это сопроцессор главной задачей которого является очень быстрое копирование и наложение изображений и их фрагментов в памяти. Блиттер «амиги» способен перемещать до 4 Мб данных в секунду. Такая скорость позволяет отказаться от аппаратных спрайтов и снять все ограничения на размер и количество. Блиттер более гибок и дает больше возможностей в работе с графикой, однако у аппаратных спрайтов есть серьезный плюс. Для систем их использующих легче писать игровые движки. В «амигу» встроен ещё один хитрый сопроцессор, который называется коппер (copper) и представляет собой RISC процессор в составе одной из микросхем чипсета. Коппер не зависит от ЦП и выполняет свою собственную программу - copperlist. В числе других функций, коппер может напрямую изменять содержимое экрана, а также менять содержимое регистров во время обратного хода луча. Память: До 1 Мб в стандартной конфигурации. Память Amiga с помощью сложной системы приоритетов динамически расшаривалась между всеми ее процессорами, поэтому ЦП никогда не получал всего ее объема. Звук: 8 бит, 4 канала, таблично-волновой синтез. Медианоситель: неограниченное количество 3,5" дискет объемом 880 Кб. Управление: в стандартной конфигурации, клавиатура и мышь.



Данные не то чтобы неизвестные, но их редко где увидишь последовательно собранными в одном месте для удобного сравнения. Хорошо видно, что у Amiga и Mega Drive центральные процессоры сопоставимой мощности. Существует несколько диаметрально противоположных мнений относительно мощности процессора SNES, но функции свои он отлично выполняет, к тому же с помощью ускорителей в картриджах, эта консоль с легкостью «делает» другие в «тяжелых» играх. Увидев, что у Amiga целый мегабайт памяти, можно подумать, что в этой области она сильней, но здесь надо учитывать, что эту память делили все системы компьютера. Мало того, дискета не картридж, поэтому часть оперативной памяти занимали игровые данные. В результате, памяти частенько не хватало даже на фоновую музыку в игре. У Mega Drive синтез звука - частотная модуляция, поэтому, несмотря на свои 10 каналов, звучит она хуже, чем SNES и Amiga, у которых синтез таблично-волновой. По моему мнению, звук у Amiga лучше и чище, чем на Super Nintendo, но 4-х каналов в играх бывает маловато.


Сложнее всего оценить видеоподсистему. Легче всего будет сказать так - у SNES и Amiga ее возможности сопоставимы, a Mega Drive по этому параметру отстает. Но не все так просто. Дело в том, что у SNES и Меда Drive здесь все достаточно стандартно, только у SNES видеоконтроллер мощнее и имеет несколько интересных технических решений. Аппаратные спрайты очень хорошо реализованы в обеих консолях. Номинально разница видна, но практически она малосущественна. Такая технология делает легче программирование игр. Например, на компьютерах MSX, операторы для работы со спрайтами имелись даже в Бейсике. Посредством блиттера, которым оснащена «амига», вполне возможно организовать все лучше, но для этого надо сильно постараться. То есть, в «амигах» используется очень инновационный на тот момент подход. Но он требует от программистов изобретать что-то новое, вместо того, чтобы идти по накатанной колее. Соответственно, многие программисты и не мучились, а использовали 32 цвета и максимум 2 фона. Особенно это заметно при порти-ровании. Вот примеры. Сверху Amiga, снизу SNES.


Согласитесь, очень и очень неприятно. Однако, правильное использование такого сопроцессора, как коппер, способно исправить ситуацию, что даст возможность не только не отстать от SNES в красочности игр, но нередко и превзойти ее. О коппер-эффектах говорилось не раз, но найти доступное объяснение, что это такое, и как они используются в играх, не так легко.
Взгляните на картинку с множеством цветных линий. Видеоконтроллер выводит изображение из 8 цветов. А теперь посмотрите, что делает с ними коппер. Он может сделать так, что в нижней части экрана какой-то начальный цвет будет изменен, например, на коричневый, чуть выше на зеленый, еще выше на красный, а в самом верху на синий, вплоть до любых цветов из 4096 в каждой строке экрана. Другой начальный цвет может быть изменен на другой набор цветов. Копперу надо просто задать эти наборы, а все остальное он будет делать автоматически.
Посмотрим как это используется в играх. Вот скриншот из игры Agony. Даже если убрать птицу, картинка красочная и многоцветная.


В действительности видеоконтроллер выводит всего 11 цветов, а все остальное делает коппер.
Первый фон состоит только из 2-х цветов. Левый цветной столбик используется для замены белого цвета, правый для черного. Количество добавленных цветов 36, но используются они не «прицельно», а напоминают градиентную заливку. Градиент мог бы быть более плавным, тогда цветов было бы ещё больше.

Второй фон изначально был 3-цвет-ный. Здесь другой подход. Коппер сделал из них только 8, но расположил дополнительные цвета строго в определенных местах.
Следующий фон был 6 цветов. Коппер добавил еще три, разделив три из них пополам - снизу один цвет, сверху другой.

Думаю, принцип ясен. Коппер превратил 11 цветов в 53. И это не предел. За счет коппер-эффектов амижные игры могут быть гораздо красочней.

Есть только одна проблема. Данный подход уж очень необычен. Нередко коппер использовали только самым простым образом. С задним фоном у «амиг» вечная «засада», так его заливали красивой коппер-радугой, и все. Случалось, что истинно амижная игра, смотрящаяся очень красиво, но использующая залитый коппером задний фон при портировании на консоль получает вместо него нормальный, с рисунком. Например, Zool. Сверху Amiga, снизу Mega Drive.
Вывод можно сделать лишь один. Без вспомогательных сопроцессоров, видеоконтроллер Amiga в действительности самый простой из трех. Но этого не видно, когда качество картинки вытягивают блиттер с коппером, которые даже физически располагаются в другом чипе. И они способны настолько ее улучшить, что отвисает челюсть. Например, в игре Shadow of the Beast графика SNES версии хуже амижной на порядок. Сверху Amiga, в середине Mega Drive, снизу Super Nintendo.
Использование дискет в качестве игрового носителя имеет как положительные, так и отрицательные стороны. Грузились амижные игры непосредственно с дискет - вставил и играй, но в отличие от картриджа время загрузки было не нулевым. И не так много игр помещалось на одну дискету, поэтому их надо было менять. Большинство занимало 1-2 дискеты, но были и по 4, и даже по 8. Впрочем, это не так уж неудобно. Обычно на первой дискете располагаются ролики и заставки, а на второй и последующих сама игра в порядке очередности уровней. Плюсом была возможность выпуска дополнительного контента, что в случае картриджей довольно проблематично. К гоночным играм могла выйти дискетка с дополнительными трассами и машинами. Игры других жанров могли получить дополнительные уровни. Причем такая радость не только продавалась, но нередко и раздавалась бесплатно в виде праздничных бонусов к журналам. Например, к рождественскому номеру Amiga Format прилагался диск с дополнительными уровнями к игре Cannon Fodder. На этих уровнях, под названием Cannon Soccer, головорезы мочили на футбольном поле футболистов из игры Sensible Soccer.


В стандартной конфигурации, игровой контроллер к «амиге» вообще не прилагался. Его приходилось покупать отдельно, и что самое печальное, это был однокнопочный дискретный джойстик «палкой». Удивительно, как извращались программисты, стараясь обойтись этой кнопкой. Но все делалось довольно грамотно. Прыжок выполнялся нажатием «вверх», действие или «огонь» кнопкой. Остальное «навешивалось» на клавиатуру и мышь.
Надеюсь, выше мне удалось показать, что Amiga 600 не только была весьма достойной игровой платформой, но вполне могла рассматриваться как полноценная замена 16-битной игровой консоли, технически конкурентоспособная даже на фоне таких монстров, как Mega Drive и Super Nintendo.
В 1993 году, Commodore все-таки выпустила в продажу успешную чисто игровую систему - Amiga CD32, аппа-ратно представлявшую собой улучшенную А1200, но без клавиатуры, с CD приводом, и (ура) геймпадами. Но жить ей оставалось всего год. На подходе были Sega Saturn и Sony PlayStation, начиненные как бомбы новым увлечением на долгие последующие годы - аппаратно ускоренным 3D.
Тут можно было бы поставить точку, но я только подошел к самому главному. Так чем же маленькая, не занимающая много места, и такая же легкая в освоении, как игровые приставки, Amiga 600, может заинтересовать современного ретро-геймера больше, чем последние? Ответ прост - играми!


Образно выражаясь, это же райские кущи с жирными павлинами. Библиотека амижных игр включает в себя около 6000 наименований, то есть в несколько раз превосходит библиотеки игр для SNES и Mega Drivel
За 11 лет своего существования параллельно с восьмибитными и шестнадцатибитными консолями и компьютерами, игровая «амига» как губка впитала в себя множество портированных и мультиплатформенных игр, и сама, в свою очередь, распространила на другие платформы большое количество замечательных игровых тайтлов. Например, Cannon Fodder, Worms, Lemmings, Alien Breed, The Chaos Engine, Gods и Turrican - изначально амижные игры.
Есть немало отличных эксклюзивов, никогда никуда не портировавшихся. Например, замечательные платформеры Kid Chaos, Arabian Nights и Globdule. Для любителей платформеров, Amiga это вообще Клондайк.
Что касается мультиплатформенных игрушек, то куда ни ткни, скорее всего найдешь. Desert Strike и Jungle Strike -есть. Cool Spot есть. Сеговский Golden Axe присутствует. Chuck Rock I и II есть. Theme Park обязательно. Mega lo Mania, Populous II, Dune II - запросто. Насчет стратегий не забываем, что мышка в комплекте. Всего не перечислишь. Графика разного качества. Где-то подкачала, где-то на уровне, а где-то и лучше, чем в оригинале. Например, Bonk's Adventure с PC Engine на Amiga выглядит лучше.
Если вернуться к портам с восьмибитен^ то здесь все совсем хорошо. Знаменитая по «спектруму» Elite в гораздо лучшем виде.
Laser Squad - пожалуйста. Boulder Dash тоже есть. «Дендевский» Сопап, это оказывается амиговский MYTH: History in the Making. И обратите внимание на графику.
Известнейшая Ghosts 'n Goblins на Amiga попала в неотличимом от аркадной версии виде.
Мне очень приятно было найти знаменитую Tower Toppler. Или великолепную аркадку Parasol Stars от Taito, которая выходила на PC Engine, а затем отметилась на NES. Амижная версия и здесь оказалась краше не только «дендевской», но и оригинала. И всего одна дискета.
Список можно продолжать очень долго, но думаю, и так все понятно.
Все это великолепие давным давно взломано и выложено в интернет, а некоторые игры теперь даже официально свободно распространяются. Тот же Bonk, например, который на Amiga называется B.C. Kid.
С помощью копеечного нуль-модемного кабеля и пары программок, игры могут быть напрямую записаны с PC прямо на амижном дисководе, а 20 дискет запросто хватит, ведь их можно стирать и заново переписывать.
Побудительным мотивом к написанию данного материала явилась, во-первых, странная ситуация, возникшая на фоне возросшего интереса к старым игровым технологиям. Историю игровых платформ будто выхолащивают, нередко забывая упомянуть Commodore Amiga. Одна из причин этого - малая распространенность «амиг» на вторичном рынке. Эти компьютеры сейчас не так легко найти на отечественных барахолках. Приходится «тыкать носом» в тот факт, что Amiga в свое время была серьезнейшим конкурентом не только другим персональным компьютерам, но и мощнейшим игровым решениям тех лет. Во-вторых, автором двигало желание, на примере уникального сопроцессора «коппера», в доступной форме показать, как благодаря человеческой изобретательности, на смехотворных по теперешним меркам мощностях, можно создавать удивительные по красоте вещи.

Автор: Slonka
Журнал: Emulators Machine