Triceraprog

Une autre récréation 3D (2017-04-19)

Je continue sur ma lancée avec une évocation d'Altaïr 8800, un ordinateur de 1975, vendu en kit. Si vous avez un peu de temps, une série de vidéos explique son utilisation, depuis les bases. C'est un clone récent qui est utilisé.
Récréation 3D (2017-04-17)

Aujourd'hui, j'ai préparé quelques illustrations sous forme d'évocations de machines connues. Voici une première image, qui j'espère évoque assez bien la machine dont j'ai parlé jusqu'à maintenant sur ce site.
Visite au Pixel Museum (2017-04-16)

« Pixel Museum » est un musée consacré aux jeux vidéo ouvert depuis le 25 février 2017, à Shiltigheim, au nord de Strasbourg. C'est donc un musée quasi neuf que je suis allé visiter.

Le thème

La bannière à l'entrée du musée annonce la couleur : il s'agit d'un musée dédié aux jeux vidéo. Le cheminement à travers les salles est chronologique si l'on suit les panneaux commençant par « Start ». Cependant, l'agencement des salles et la présence d'un groupe (un groupe, ça bouche toujours un musée) fera que c'est dans un semi désordre que j'ai parcouru les salles. Mais peu importe.

Dans la première salle, un « Tennis for two » (malheureusement indiqué comme étant en réparation). On commence bien par les débuts. Pas de grosses pièces comme un Pong arcade au d'évocation de jeu vidéo sur Minis, comme au Computer Spiel Museum de Berlin. Ici, on parle jeu vidéo dans le contexte familial.

C'est donc logiquement que la seconde pièce présente une foison de console de l'époque Pong, Odyssée et autres. De très belles pièces, très diverses, montrant aussi que l'objet ludique électronique est tout juste en train de naître et n'est pas encore très dissocié d'autres jeux électroniques ou... de l'électroménager.

La présence plus loin d'un « Simon » ou d'un « Merlin » est une manière d'ancrer l'époque sur un thème débordant un peu du jeu vidéo au sens strict, et c'est une signature du musée qui nous suit tout au long de la visite.

Les époques

Ce que l'on peut dire, c'est que le musée est à jour et couvre une période allant des tous débuts du jeu vidéo jusqu'à... aujourd'hui. La présence d'une Nintendo Switch l'atteste.

La Switch accompagnée de son coffret Zelda collector est aussi une signature du musée : les pièces sont souvent présentées dans une version collector, ou tout simplement rare. Et toujours en très bon état esthétique.

Les ordinateurs

Le musée dédie le plus gros de sa surface aux consoles de jeux. Une vitrine seulement est dédiée aux ordinateurs familiaux et celle-ci n'est pas la mieux mise en valeur, les machines sont un peu les unes sur les autres et un CBM 2001 Series est même coincé sur le côté (certes, par rapport aux autres pièces, il s'agit là d'un titan qui étouffe un peu dans la vitrine).

Allez, on pardonne, il y a un VG5000µ.

En fait, cette section, d'après sa disposition et son contenu, semble plus se ranger dans les « à côté » de l'exposition, tout comme le « Simon ». En effet, le VG5000µ, le Alice ou le Portfolio ne sont pas vraiment des machines réputées pour leur catalogue de jeux vidéo.

L'Amiga à côté, coincé à côté d'un VIC-20 (pas de Commodore 64 ?) ou les deux Amstrad CPC ne sont pas vraiment mis en valeur.

Quelques machines japonaises, comme le Sord M5 ou le Family Computer ont droit a un plus bel espace dans la salle la plus spacieuse.

Ce n'est pas le point fort de Pixel Museum aujourd'hui, donc. Le musée est principalement focalisé sur l'objet exclusivement dédié au jeu.

L'interactivité

Dans un musée de jeux vidéo, on s'attend à pouvoir jouer. Et c'est le cas au Pixel Museum. Quelques bornes de console sont en libre accès

Une salle tout en longueur présente aussi quelques bornes d'arcade et un flipper, malheureusement lui aussi en panne lors de mon passage. Les titres présentés en Arcade ne sont pas forcément les plus emblématiques, reste tout de même l'expérience de jeu sur borne.

Côté vieilles consoles, une Vectrex et un Videopac permettent de goûter au jeu à l'ancienne. Côté plus récent, Dreamcast, Gamecube, Gameboy ou encore Wii. Je ne me souviens plus de toutes, ce n'était pas ce qui m'intéressait le plus.

Rien de fonctionnel du côté de la génération Pong, la table-vidéo au centre de la pièce n'était pas en fonctionnement. Il y avait cependant une évocation du jeu, ce qui nous amène aux re-créations présentes dans le musée.

Les re-créations

Au long du parcours, le musée nous propose des re-créations ou évocations, sur matériel récent, de jeux. Le premier est un Pong qui évolue graphiquement au fur et à mesure que les joueurs marquent des points. D'un Pong tout vide, on passe à la couleur, au tennis, à la possibilité de bouger sur l'axe horizontal en plus du vertical, pour être accompagné, dans les derniers points, par une débauche de couleurs.

L'idée est bonne. La réalisation pas autant. La manipulation se fait avec stick arcade, ce qui a l'avantage d'être solide mais l'inconvénient de ne pas être fidèle et de présenter trop de boutons pour un Pong. Le mouvement des raquettes et de la balle est extrêmement saccadé, alors que la particularité d'un Pong est d'être très fluide, de par sa nature. Et la plâtrée de couleurs à la fin n'est pas vraiment du meilleur goût.

Bref, pas convaincu.

Autre création peu convaincante que celle qui prend une bonne partie du hall d'entrée et met face à face deux joueurs pour un jeu de combat à base de formes géométriques. Là encore, la réalisation gâche l'expérience et j'ai pu observer les joueurs passer, tenter de comprendre, et s'en aller en faisant la moue. La plupart n'ayant pas réussi à lancer une partie.

J'y ai joué, j'ai réussi avec peine à lancer une partie et je n'ai pas vraiment compris ce qu'essayait d'évoquer ou de provoquer ce jeu. Pour moi, c'est une erreur.

Enfin, la réussite est dans la petite pièce consacrée aux jeux électroniques portatifs et à sa Game & Watch géante. Le rendu et le feeling est fidèle, juste en grand. La réalisation physique est propre. C'est une re-création réussie et amusante.

Les locaux

Le musée, qui est facile à trouver, est situé dans de beaux locaux. Il ne faut cependant pas se fier à l'extérieur, les pièces sont situées principalement au sous-sol. Cependant, l'agencement est bon, la décoration plutôt réussie et de belles fresques nous accompagnent dans les escaliers.

La plus vaste des pièces est malheureusement située en bout de cave, sans autre sortie que l'entrée, ce qui pour des raisons de sécurité compréhensibles la limite en visiteurs simultanés à 19 personnes. En tant normal, j'imagine que cela est bien suffisant, mais il est possible que vous ayez à attendre votre tour pour y entrer. Et comme c'est la pièce la plus longue à visiter...

Au rez-de-chaussée, mis à part la pièce de la Game & Watch et celle des Pong, on trouve une salle qui met en compétition PS4 et X1, mais pas sur les mêmes jeux, et une salle avec quatre PCs gamers, avec tout le matériel adéquat.

Le hall central, malgré la position centrale de la création que je n'ai pas aimée, est consacrée aux expositions temporels. Lors de ma visite, The Legend of Zelda et Mario Kart étaient à l'honneur, avec de belles pièces retraçant l'histoire de ces séries.

Des toilettes et un mini-magasin complète le tout.

Curiosité, dans la salle des PC, cette machine Kienzle sur lequel j'imagine assez bien qu'aucun jeu n'a jamais tourné, mais je peux me tromper. Je ne comprends pas bien la présence dans la machine dans ce musée, mais cela faisait plaisir à voir tout de même.

Les autres activités

Le site indique, en plus d'expositions thématiques, la présence d'ateliers de création de jeux, la possibilité de privatiser pour un événement, un (ou des ?) espace(s) de travail.

Ce ne sont pas des activités auxquelles j'ai participé, mais qui montrent le dynamisme de l'équipe du musée et la volonté de faire de Pixel Museum un espace vivant.

Conclusion

Je ressors très content de cette visite. Ce musée est tout jeune mais commence fort. La collection est intéressante, variée, globalement bien mise en valeur. Les vitrines sont réfléchies, lisibles.

N'hésitez pas à consacrer au moins un heure pour cette visite, qui pourra vite s'allonger si vous avez envie de jouer un peu, ou de discuter un peu vos souvenirs devant les vitrines si vous êtes dans un groupe.
Après le point, la ligne (2017-04-04)
Après avoir vu le point, si nous passions à la ligne ? Ou plus exactement, au segment de droite.

Sur une feuille de papier, tracer un segment de droite entre deux points est une chose simple : un crayon, un règle, on positionne la règle sur les deux points et l'on trace un trait en tenant fermement cette dernière.

Le trait a alors une allure continue ; du moment que l'on n'utilise pas un microscope pour en détailler la composition. Et c'est une représentation suffisante, dans la plupart des cas, de l'objet mathématique sous-jacent.

Sur un écran d'ordinateur, c'est un tout autre problème. En effet, un écran traditionnel est constitué d'une matrice de petits carreaux, les pixels. Les pixels des écrans récents sont très petits et malgré cela, tracer un beau segment de droite n'est pas si simple. Alors imaginez avec les gros carreaux formant les affichages d'anciens ordinateurs ?

Plutôt que de l'imaginer, vous pouvez même faire une expérience.

Prenez une feuille à petits carreaux, choisissez un point de départ que vous coloriez en noir, un point d'arrivée que vous coloriez en noir. L'exercice consiste alors à colorier les carreaux intermédiaires afin de tracer un segment de droite.

Si la réalisation est très simple pour des segments de droite horizontaux, vertiaux ou diagonaux, les droites plus quelconques, elles, demandent un peu plus d'attention afin d'obtenir un beau tracé, équilibré.

Une stratégie peut être de prendre une règle, de tracer un trait fin entre les milieux des deux cases d'extrémités et de colorier ensuite les cases traversées par le trait.

Il y a de l'idée, mais la droite, avec certaines orientations, est épaisse par endroit. Avec des gros pixels, cela ne va pas bien rendre.

Une autre idée est d'utiliser la forme mathématique d'une droite : \(y = ax + b\). En ajustant correctement a et b et faisant varier x sur les coordonnées de l'écran, on devrait trouver y.

x 0 1 2 3 4 5 6 7

y 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5

La solution fonctionne bien... jusqu'à ce que a soit supérieur à 1. Au-delà de 1, le tracé du segment à l'écran n'est plus continu, mais comporte des trous !

Et c'est sans parler du cas où l'on voudrait tracer un segment vertical. En effet, avec l'idée de faire varier les x, pour un segment vertical, x ne prend qu'une valeur. Et donc y une seule valeure aussi. Ce qui donne... un beau point. C'est normal puisqu'à une valeur de x on associe une et une seule valeur de y.

Cette manière de tracer des segments de droite semble ne pas fonctionner, et pourtant, c'est première idée n'est pas si mauvaise. Elle nécessite juste un petit ajustement.

Puisque la méthode de balayage des x fonctionne sur les segments de droites allant d'une pente nulle, l'horizontale, à une pente de 1, la diagonale, peut-être faut-il changer un peu d'angle pour les segments de droite allant de la diagonale à la verticale ?

Pour cette partie-là, est-ce qu'il ne suffirait pas de poser : \(x = a'y + b'\) ? C'est-à-dire balayer les y pour obtenir les x, avec des coefficients ajustés en conséquence.

x 0 1 2 3 4 5 6

y 2 2 + 1/3 2 + 2/3 3 3 + 1/3 3 + 2/3 4

Ça fonctionne plutôt bien.

Par un jeu de symétries, le problème peut être résolu en séparant l'espace autour du point de départ en huit espaces qui induiront l'utilisation d'un balayage des x ou des y. Ces secteurs étant au nombre de huit, on les appelle des octants.

Pour simplifier le problème, on peut limiter les cas à deux d'entres eux en prenant pour extrémité de départ le point le plus à gauche sur l'axe des x, par exemple. Il reste alors à considérer dans lequel des quatre octants à la droite de ce point le segment va être tracé, et choisir entre le balayage des x ou le balayage des y.

Pour décider de la méthode à appliquer, on peut commencer par calculer la pente de la droite. Si les deux points sont (x, y) et (x', y'), alors la pente de la droite est \(\frac{(y' - y)}{(x' - x)}\), le a dans \(y = ax + b\).

Cependant, en cas de droite verticale, on se retrouve avec une division par 0 (x' étant égal à x). Si la droite est presque verticale, on peut aussi se retrouver avec des valeurs assez grandes et des problèmes de capacités de calcul de la machine.

En fait, il n'est pas nécessaire de calculer la pente, car ce que l'on cherche à savoir où se situe la droite portant le segment par rapport à une horizontale, une verticale et une diagonale.

Et pour cela, il suffit d'une part de comparer les valeurs absolues de \((y' - y)\) et de \((x' - x)\). Si dans le cas d'un balayage des y, on part du point le plus bas (tout comme on part du point le plus à gauche pour le balayage des x), alors les secteurs sont utilisés de cette manière :

Un premier algorithme

J'obtiens donc une première idée d'algorithme qui ressemble grossièrement à ça :
- En entrée, on a deux points de coordonnées (x, y) et (x', y')
- Si x' est plus petit que x, échanger les valeurs de x et x' ainsi que de y et y'
- Choix de l'octant en fonction de |y' - y| et de |x' - x|
- Si on fait un balayage des x, alors
  - Calculer la pente \(a = \frac{(y' - y)}{(x' - x)}\)
  - Calculer \(b = \frac{x'y - xy'}{x'-x}\)
  - Pour tous les x'' de x à x', calculer \(y'' = ax'' + b\).
  - Tracer un pixel en (x'', y'').
- Si on fait un balayage des y, alors
  - Si y' est plus petit que y, échanger les valeurs de x et x' ainsi que de y et y'
  - Calculer la pente \(a = \frac{(x' - x)}{(y' - y)}\)
  - Calculer \(b = \frac{y'x - yx'}{y'-y}\)
  - Pour tous les y'' de y à y', calculer \(x'' = ay'' + b\)
  - Tracer un pixel en (x'', y'')
Voici un algorithme de tracé de segment de droite qui fonctionne. Mais qui est aussi extrêmement lent. Dans un prochain article, nous verrons comment rendre ça sur le VG5000 en BASIC.
VG5000µ, SetPoint en BASIC, l'implémentation (2017-03-28)
Ça y est, après avoir vu la structure des caractères semi-graphiques, l'arrangement en mémoire des valeurs d'affichage et fait un essai de manipulation de ces valeurs, nous voici prêts pour écrire un morceau de programme qui peut prendre en entrée des coordonnées et allumer ou éteindre un point à l'écran.

Le BASIC est un langage, dans les versions de l'époque de cette machine, assez limité. Il n'y a entre autre pas de notion de portée lexicale des variables. La portée lexicale d'une variable, c'est l'ensemble des parties d'un code source depuis lesquelles une variable, ou plus généralement un symbole, est accessible. En BASIC sur VG5000µ, comme sur les BASIC d'autres machines de cette période, c'est simple, les variables simples sont accessibles de partout à partir du moment où elles ont été définies.

À cela s'ajoute le fait que seuls les deux premiers caractères d'une variable sont significatifs. ABC et ABD désignent les mêmes variables. Cela limite fortement la possibilité d'utiliser des noms de variables intéressants.

Cette aparté terminée, revenons à la définition du problème.

Modélisation du problème

En entrée, nous avons : des coordonnées X et Y, comprises entre 0 et 79 pour X et 0 et 74 pour Y.

En effet de bord, c'est-à-dire en modification de l'état de la machine, nous voulons : le point correspondant à l'écran qui prend la couleur d'encre définie.

Dans un premier temps, la procédure ne prendra pas d'information de couleur, je me contenterai d'utiliser la couleur d'encre 0 (noir) sur fond 6 (bleu), qui est la combinaison à l'initialisation de la machine.

Les étapes, d'après les articles précédents, sont donc :
- À partir de X et Y, trouver les coordonnées du caractère à modifier à l'écran
- À partir de X et Y, trouver les coordonnées à l’intérieur du caractère semi-graphique
- À partir de coordonnées du caractère, calculer l'adresse mémoire écran correspondante
- Récupérer les valeurs pour la paire d'adresse mémoire
- Si le caractère présent n'était pas un caractère semi-graphique standard, considérer qu'il était complètement éteint (valeur 0 pour le caractère)
- Modifier la valeur du caractère récupéré en fonction des coordonnées à l'intérieur du caractère semi-graphique
- Modifier la mémoire écran avec les nouvelles valeurs
Prenons un exemple avec les coordonnées (2, 7) que j'avais déjà utilisées dans l'article sur les changements de repère. Les coordonnées du caractères sont (0, 2) et les coordonnées dans le caractères sont (0, 1).

À partir des coordonnées (0, 2), je trouve que l'adresse mémoire est &"4000"+160. Une paire de PEEK me donne les valeurs déjà présentes 128 et 230. Cela signifie qu'il y a un caractère graphique étendu à cet endroit. Je le considère donc comme un caractère éteint, de valeur 0.

À partir des coordonnées (0, 1), j'obtiens pour valeur de caractère 64+4 = 68, qui sera donc la première valeur.

La seconde valeur, en fonction des couleurs sera 224. Une paire de POKE avec ces valeurs allumera le bon point.

Maintenant, que se passe-t-il si un caractère graphique est déjà présent ? Pour vérifier cela, je vais allumer le point aux coordonnées (3, 7). Cela donne la paire de coordonnées (0, 2) et (1, 1). C'est-à-dire les mêmes emplacements mémoires mais avec un point différent dans le caractère semi-graphique.

Les valeurs récupérées sont donc 68 et 224, celles que je viens de calculer et mettre en mémoire avec POKE. 224 reste identique, puisque les couleurs sont fixes. Le numéro de caractère, lui, doit être changé. Le nouveau gros pixel à allumer est celui de valeur 8. Je peux donc ajouter 8 à 68 pour donner 76. Et cela marcherait.

Mais c'est faux dans le cas général.

L'addition ne fonctionne pas. Si j'allume deux fois le même gros pixel, il ne faut pas ajouter le numéro de ce pixel, puisqu'il est déjà pris en compte.

L'opération qu'il faut utiliser ici est une opération OU. Je ne m'étendrai pas dessus ici. Retenez juste que faire un OU entre le numéro du caractère actuel et le numéro associé au pixel revient à ajouter ce numéro associé uniquement s'il n'est déjà pas pris en compte par le caractère.

En BASIC, le OU est écrit OR. 68 OR 8 donne 76. Parfait.

Voici le programme en BASIC, commenté, qui reprend ces opérations.
```
100 REM AFFICHE UN POINT DANS L'ESPACE SEMI-GRAPHIQUE
110 REM X CONTIENT L'ABSCISSE ENTRE 0 et 79
120 REM Y CONTIENT L'ABSCISSE ENTRE 0 et 74
130 ZX=INT(X/2):ZY=INT(Y/3)         : REM Calcul des coordonnées écran (ZX, ZY)
140 RX=X-ZX*2:RY=Y-ZY*3             : REM Calcul des coordonnées dans le caractère (RX, RY)
150 CH=2^(RY*2+RX)                  : REM Calcul du numéro de pixel associé
160 DI=&"4000"+ZY*80+ZX*2           : REM Calcul de l'emplacement mémoire écran
170 AT=PEEK(DI+1)                   : REM Récupération de la valeur d'attribut
180 REM Si c'est un caractère graphique, la valeur du caractère est récupérée dans OL
190 REM Sinon, OL reste à 64
200 OL=64:IF (AT AND 128) = 128 THEN OL=PEEK(DI)
210 REM Si le caractère était étendu, OL est remis à 64
220 IF (OL AND 128) = 128 THEN OL=64
230 POKE DI,OL OR CH                : REM Le caractère est augmenté de la nouvelle valeur
240 POKE DI+1,224                   : REM Les couleurs sont fixes
250 RETURN                          : REM Fin de la routine, retour à l'appelant
```
Je ne m'étendrai pas non plus ici sur le AND en ligne 200. Retenez que cette opération vérifie si le bit de rang 7, qui décrit si le caractère est semi-graphique, est à 1. De même sur la ligne 200, où je vérifie si le bit de rang 7, qui décrit si le caractère est étendu, est à 1.

Et voici comment peut-être utilisé ce programme. X et Y sont initialisés avec les coordonnées, puis la routine en ligne 100 est appelée avec GOSUB.
```
10 INIT
20 X=20:Y=10:GOSUB 100
21 X=21:Y=10:GOSUB 100
22 X=19:Y=11:GOSUB 100
23 X=19:Y=12:GOSUB 100
24 X=22:Y=11:GOSUB 100
25 X=22:Y=12:GOSUB 100
26 X=20:Y=13:GOSUB 100
27 X=21:Y=13:GOSUB 100
30 END
```
Tracer des images, ou tout simplement des objets géométriques de cette façon serait très fastidieux. On pourra améliorer ça dans un futur article.