sonraki »

[LW3D]

PAL (Phase Alternating Line) ve NTSC (National Television System Committee) standartlarını destekleyen oyun konsollarına hep rast gelmişizdir. Bu iki terimin farklı Renkli yayın sistemlerini ifade ettiği ve farklı çözünürlük ve taramaya sahip olduğunuda çoğumuz biliriz... NTSC 486 satır gösterirken, saniyede 30 kare ya da 60 field, PAL ise 576 satır ve saniyede 25 kare ya da 50 field...

Gel gelelim, yinede kafamı bir soru kurcalamakta... Oyun konsolları ve bilgisayarlar gerçekten bunları sağlamak için ayrı olarak mı? tasaralanmış, yoksa genel tasarımları aynı olsada küçük bir aldatmayla aslında aynı görüntüyü mü veriyorlar? Bunu merak ediyorum...

Mesela Sega Saturn'ü ele alalım..PAL ve NTSC modeli arasında çok detaylı incelemedim ama tüm parçaları neredeyse aynı. PAL olanda bir oyun ekranın altında ve üstünde siyah boşluklar bırarak görünüyor (Bu Dreamcast'de de aynı). Ama NTSC bir konsol bu siyah alanlar olmadan sanki aynı görüntüyü tüm ekrana yayarak tam ekran gösteriyor diye düşünüyorum.

Sonuç olarak ikisinde ki görüntününde çözünürlük olarak aynı olduğunu, yani PAL'de daha yüksek detay değilde, mevcut görüntü + boşluk sunularak 576 satır dolduruluyor gibime geliyor Ya da benim denediğim oyunlar böyleydi...

Çok teknik altyapım yok...Ama forumda bu konuda bilgili arkadaşların fikir ve görüşlerini merak ediyorum...

[tolga abaci]

Aslında bu sorunun cevabı eski ve yeni konsol/bilgisayarlar için farklı. Yeni aletler donanımda değişiklik olmadan (yazılım değişikliği ile) hem PAL hem de NTSC destekleyebilir. Ancak daha eskiler (örn. C64) için bu geçerli değil.

PAL ve NTSC arasındaki önemli farklardan bir tanesi color subcarrier frequency. Hatırladığım kadarıyla bu değer PAL'de 4.43Mhz iken NTSC için 3.58Mhz. Ayrıca PAL'de her satırda bu sinyalde bir faz değişimi oluyor (Phase Altenation Line).

Eski bilgisayarlarda video devrelerinde değişiklik yapılmadan bu farklılıklara uygun video sinyali üretimi hayata geçirilemiyordu. Hatta çoğumuzun da bildiği gibi NTSC ve PAL makinelerin ana saat (clock) frekansları (yani hızı) genellikle farklı olur. Bunun sebebi video devrelerinin sistemin ana saatini baz almasının tasarımı basitleştirmesi.

Öte yandan, modern konsollarda video sinyali üretiminde kullanılan teknikler biraz farklı. Bu sistemler daha yüksek hızlarda çalıştıkları için, PAL/NTSC sinyali üretiminde DSP (Digital Signal Processing) ve DDS (Direct Digital Synthesis) yöntemlerini kullanmak uygun hale geliyor. Bu yöntemler de daha esnek oldukları için donanımda değişiklik yapılmadan farklı tip video sinyali üretimine izin veriyorlar. Dreamcast ve Saturn'de tam olarak hangi tekniklerin kullanıldığını bilmiyorum ama bu kategoriye giriyor olma ihtimalleri gayet yüksek.

[Skate]

tolgaya katılıyorum. c64 gibi bilgisayarlarda kesinlikle PAL ile NTSC arasındaki satır farkını siyah bir blokla dolduralım gibi bir mantık yok. Ancak donanımlar yaklaşık olarak eşdeğer özelliklere sahip. Öyle ki PAL mode'da 312 satır varken, NTSC mode'da 263 satır var. Bunların yanı sıra PAL'da bir satır 63 cycle iken NTSC'de 65 cycle. Bu durumda bir taramada

PAL = 312x63 = 19656 cycle
NTSC = 263x65 = 17095 cycle

ediyor. Yani PAL'de bir taramada yapabileceğiniz hesaplama sayısı NTSC'den fazla. Ancak dikkat edilmesi gereken nokta NTSC'de bir ekranın çizilmesinin PAL'den daha hızlı olduğudur. Bu durumda bir saniyede çizilen ekran sayıları karşılaştırıldığında NTSC PAL'e üstünlük sağlar. NTSC saniyede 60 kare gösterebilirken (60Hz), PAL 50 kare gösterebilir (50Hz). Sonuç olarak saniyede;

PAL = 312x63x50 = 982800 cycle
NTSC = 263x65x60 = 1025700 cycle

hesap yapılabilir. C64'e özel çıkarılacak sonuç:

1) Tek bir satır söz konusu olduğunda NTSC'de PAL'e göre 2 cycle daha fazla komut çalıştırılabilir. Yani tek satır mertebesinde NTSC daha avantajlıdır.
2) PAL'de NTSC'ye göre bir taramada daha fazla hesap yapılabilir ve daha geniş (yüksek) bir alana çizim yapılabilir. Yani tek bir ekranın oluşturulması söz konusu olduğunda genel olarak PAL avantajlıdır.
3) Saniyede görüntülenecek kare sayısına göre bir mukayese yapıldığında NTSC PAL'e göre %20 daha fazla kare gösterebilir. Yani NTSC'de herşey daha küçük alanda ancak daha smooth görüntülenebilir.

Bir demo coderı olarak tercihim "per frame" yani her taramada bir hesaplanabilen efektler yapma avantajı nedeniyle PAL'dir. Ancak NTSC'nin 60Hz'deki yumuşak görüntüsü de itiraf etmek gerekir ki göz kamaştırıcıdır.

Bu dediklerimin LW3D'nin asıl sorusu olan konsolların birçoğunda da geçerli olduğunu tahmin ediyorum.

[EMREZ]

Eski cihazların bu amigada dahil olmak üzere video çipi cpu dan dahi hızlı çalışacak şekilde tasarlanmış c64 te bile. video olayı biraz ilginç pal 312,5 satırı ekrana iki dafa tarama yaparak resmin atamamını ancak iki geçişte çiziyor. 25x2=50 hz buradan kaynaklanıyor. yoksa 25 kare rahatsız edebilir, 50 kare insan gözüne akıcı gelsin diye. c64 için elimde çok güzel donanım bilgileri var hemde türkçe. Cihazın power tuşuna basılınca içinde neler olup bittiğini adım adım yazmışlar. harika bir yazı dizisi.

[tabu]

Ek olara da işin ticari boyutu gereği,üretilen bir cihaz elektronik olarak PAL ve NTSC yi beraber barındırıyor artık. Amerikalılar bu konuda inatçı biraz, sadece NTSC cihaz çıkarmayı seviyo, bu sorunu uzakdoğu ülkeleri devralmış durumda.Ordan gelen cihazlar genelde çift destekli,diilse bile biraz elektronik kurcalama ile PAL e dönüştürülebiliyo, yani board üzerindeki video out a kadar olan devre üzerinde ya jumper ile yada yukardada dendiği gibi renk osilatör devresindeki kontrol çipleri PAL ile değişince cihaz PAL çıkış verebiliyo. Bu tip cihazlara upgradable cihaz diyoz. Çoğu eleman gençlik yıllarında herhangi bir cihazın içini açıp bızıklamıştır(kurcalamıştır ) -ulan bu salaklar bazı devre elemanlarını niye takmamış ki,vay be malzemeden nasıl çalıyolar, gibi laflar etmişlerdir içlerinden Bu durum, ilerde PAL ini yada bi ek özellikli modelini piyasaya bu board üzerinden sokarız durumudur ...

[LW3D]

Aslına bakarsanız, artık PAL/NTSC tarihe karışıyor...HD sayesinde bu ayrım tarihe gömülüyor. Bana eski cihazların çoğunun PAL çözümleri sonradan çakma gibi geliyor O nedenle bu soruyu sordum. NTSC hem ABD hem Japonyada (çoğu konsolun anavatanı) yaygın olduğundan sanki eski konsollar daha bir NTSC friendly diye bir düşünceye kapıldım. Sanki NTSC'de üretilen görüntüye, biraz siyah boşluk katıp PAL'de veriyorlar gibi Belkide yanılıyorum ki, Skate'in söylediklerini bunu gösteriyor...Yalnız commodore Almanya (Avrupa ayağı) sağlam olan bir cihaz... Belkide Avrupa bazlı microbilgisayarlar için böyle bir yol izlenmiş olabilir (mi? acaba)..

[Skate]

@LW3D: PAL'e çevirmek için boş satırlar eklemek mantıklı bir yol ve olabilir elbette ki. Ancak bildiğim kadarıyla 50Hz, 60Hz farkı her zaman mevcut PAL/NTSC arasında. Bu da ciddi bir fark oluşturuyor. Eğer hem PAL hem NTSC aynı hertzde çalışan konsollar varsa o durumda aynı oyunun her ikisinde de çalışması el çaba gerektirmeyebilir.

Bunun yanısıra Atari ST gibi makinelerde 50Hz/60Hz geçişi yapılabiliyor. Bu PAL/NTSC geçişi gibi bir mantıkla mı yapılıyor yoksa bundan bağımsız bir biçimde her iki modda da farklı hertzler çalışıyor mu bir araştıracağım.

[LW3D]

Amiga ECS ve AGA çiplerinde de PAL/NTSC geçiş yapılabiliyor. Early Startup.

http://www.commodore.gen.tr/adp/startup.html

Not: ADP'de düzeltme yapmak gerekiyor sanırım.. "Early Startup sadece A1200 veya A4000 gibi, Kickstart 3.0 ve 3.1'li modellerde bulunur." ibaresi yanlış olmuş...

[tolga abaci]

Avrupa için 50/60Hz geçişi söyle de yapılabilir: Normalde PAL60 olarak adlandırılan bir mod var. Bu modda HSYNC ve VSYNC zamanlamaları NTSC ile aynı fakat renk sinyali PAL standardına uygun olarak veriliyor (Color Subcarrier Frequency = 4.43MHz, Phase Alternation). Tabii her TV bunu desteklemiyor.

Sadece siyah satırlar eklemek NTSC'den PAL'e dönüşüm için kesinlikle yeterli değil. PAL ve NTSC çıkış arasındaki tek farklılık satır sayısı ve frekansı değil, dediğim gibi renk (chrominance) sinyalinin modülasyonunda önemli farklılıklar var (mantık aynı olsa da). Ama mesela PAL50 ile PAL60 arasında siyah satır farkı vardır dersen burası doğru. Dreamcast'te oyunda 50Hz/60Hz switch gördüğünüzde aldanmayın, bu aslında PAL50/PAL60 switch'i de olabilir.

Modern bilgisayar ve konsollarda ise genelde hardware bir seviyede hem PAL hem NTSC desteklenecek şekilde tasarlanıyor/tasarlanmış. Bu tabu'nun da dediği gibi donanım seviyesinde bazı devre elemanlarını monte edip bazılarını etmemek şeklinde olabileceği gibi, video output chip'inin parametrik olarak tasarlanması ile de olabilir, örneğin Colour Subcarrier sinyalinin sentezlenmesinde kullanılan sayacın değeri yazılım tarafından seçilebilir yapılabilir.

Bu ikincisini yapabilmek C64 gibi eski donanımlarda mümkün değildi. Çünkü, örn. ADV7172 gibi modern bir digital PAL/NTSC encoder chipi 27Mhz'lik bir saat frekansına ihtiyaç duyar, zaten C64 zamanında böyle gelişmiş bir DSP çözümü de yoktu. Aslında MC1377 gibi daha eski tamamen analog bazlı çözümler de var hem PAL hem NTSC encode edebilen. Fakat mesela bu MC1377 analog RGB giriş gerektiriyor.

Bunun yerine, tasarımı basit tutmak ve maliyeti düşürmek için pek çok eski makina basit yöntemler kullanarak composite video sinyalini direkt olarak video chip'i üzerinde sentezler. Örneğin, ATARI 2600'daki TIA chip'i ve ATARI 8-bit serilerindeki CTIA/GTIA chipleri böyledir (sanırım C64 de böyle). O zaman da tabii MC1377'e gerek kalmıyor. Ayrıca bu durum makinelerin genel tasarımında da PAL ve NTSC versiyonlar açısından farklılıklara yol açıyor. Örn:

GTIA keeps the PAL/NTSC register and the OS ROM reads it from there. However, besides the GTIA PAL and NTSC machines differ in other aspects. For example, on PAL machines an additional oscillator of 5/4 of the main frequency is present to generate the color frequencies needed to drive GTIA. There is no such circuit in NTSC Ataris. Besides, this factor of 5/4 is also the reason why you don't get "artifacted colors" on PAL machines (or, at least, not very good ones.)

NTSC-friendly olayı aslında daha çok yazılım ile ilgili bir olay, çünkü yazılımların önemli bir kısmı USA için geliştirildiğinden dolayı 60Hz için uygun tasarlanmış. Bunu da göz önünde bulundurmak lazım.

Not1: Buradaki bilgilere 2600-on-FPGA ve 5200-on-FPGA projelerim sırasında yaptığım araştırmalar ve edindiğim tecrübeler sayesinde ulaştım. Yani yaptık da oradan biliyoruz

Not2: Bu konu ile ile ilgilenen ve gerekli matematik altyapısına sahip olan arkadaşlara Keith Jack'in Video Demystified kitabını tavsiye ederim (Google Books'ta da var galiba).

Not3: LW3D, abi amma derin soru sormuşsun walla anlat anlat bitiremedim

[Skate]

katılıyorum, LW3D bir sordu tam sordu. ama herkes için yararlı bir soru oldu.

ben yıllar önce Atari ST'de yan borderlar nasıl açılır diye araştırırken Commodore 64 ile hemen hemen aynı teknik kullanıldığını ancak fark olarak border sınırına gelindiğinde 64'de borderları bir anlık daraltıp genişleterek border atlatılırken, aynı kandırmacanın Atari ST'de 50Hz/60Hz switch edilerek elde edildiğini okumuştum. Tam bu noktada "50Hz/60Hz switch mi? nasıl yani?" diye düşünmüştüm. Şimdi araştırdığımda gördüm ki Atari ST;

* 50 Hz PAL
* 60 Hz NTSC
* 71.2 Hz Monochrome

modlarını destekliyormuş. Şimdi 71.2 Hz Monochrome dedim, iyi halt ettim. Bir bu kadar daha uziicak bu topic :p

[coze]

Amiga ECS ve AGA çiplerinde de PAL/NTSC geçiş yapılabiliyor. Early Startup.

http://www.commodore.gen.tr/adp/startup.html

Not: ADP'de düzeltme yapmak gerekiyor sanırım.. "Early Startup sadece A1200 veya A4000 gibi, Kickstart 3.0 ve 3.1'li modellerde bulunur." ibaresi yanlış olmuş...

Dreamcast'te oyunda 50Hz/60Hz switch gördüğünüzde aldanmayın, bu aslında PAL50/PAL60 switch'i de olabilir.

amigalardaki pal/ntsc geçişide tolga'nın dediği pal50/pal60 geçişidir aslında. aletin kristalini değiştirmediğiniz sürece gerçek pal/ntsc geçişi yapamazsınız, görüntü siyah beyaz gelecektir.

not : ADP'deki talihsiz bir açıklama olmuş gerçekten. early startup kickstart 2.05'ten beri var.

[tolga abaci]

Skate, o 71.2 Hz Monochrome modu monitör için olan mod galiba, yanlış mı hatırlıyorum?

[Skate]

@tolga: Büyük ihtimalle öyle, ancak o monitör olmadan da kullanılıyor bu mod. Atari ST'de hertz switch ederek birsürü efekt yapılıyor. Cihaz sürekli "ulan tam da yeri gelmişti, şu işi yapacaktım. Hertz'i değiştirdin bok ettin işi" modunda çalışıyor. Sen de sürekli "olm bilerek bok ettim işi, yoksa bu efekti nasıl yapardım başka türlü?" diyorsun. Yanlış hatırlamıyorsam sağ borderda 50/60 Hertz switching ile border açılabiliyor ancak yine sol border kapalı kalıyor. Onu açmak için ise sol borderda belirli bir bölgeye gelindiğinde 71.2 Hertz'e geçiş yapılması gerekiyor. Hatta uzun yıllar sol borderın açılamadığı düşünülmüş ve Atari ST'de hiç tam anlamıyla fullscreen grafik gösterilememiş. En son biri sol borderda 71.2 Hz switch olayını bulmuş. Atari ST'de bu tür efektleri Commodore'a nazaran bulmak zor. Çünkü C64'de tek satırda 63/65 cycle falan varken Atari ST'de 512 cycle var (50 Hz PAL mode için geçerli, diğerlerini bilmiyorum). Dolayısıyla tam nerede switch etmen gerektiğini deneme yanılmayla bulmak işkence. Taktir ediyorum bu trickleri ilk bulan adamları.

Bakın daha önce bu border açma ve hertz switching olaylarını öğrendiğim dökümanlardan biri:

http://www.tcs.informatik.uni-muenchen.de/~brandtf/papers/fullscreen.txt

[tolga abaci]

Skate, ilginçmiş hakkaten bu ST'de olan olaylar. Bir ara vakit bulunca o yolladığın dokümanı okuyacağım. O Hz switchler yapıldığında kimbilir neler oluyordur hardware'de...

Benzer mantıkla çalışan 2600'de "Cosmic Ark starfield effect" vardır. Cosmic Ark oyununun arka planındaki yıldızları yapmak için icat edilmiş adından da anlaşılabileceği gibi. TIA'nın hardware register'larına olmadık zamanlarda birşeyler yazılıp yapılıyordu, tam detaylarını hatırlamıyorum şimdi ama "player" görüntülerinin ekrana verilmesini kontrol eden counter'ları sapıttırarak çalışıyordu galiba. 2600-on-FPGA projemde uğraşmıştım taklit edebilmek için ama yapabilmiş miydim hatırlamıyorum.