320. Поиск позиции sprite 0 hit

Обнаруживаем первое пересечение непрозрачного пикселя sprite 0 и фона.

Урок 320 из 356 · tests/chapter_11_sprite_zero_hit/test_320_find_sprite_zero_hit_position.py

Файл для создания

emulator/rendering/sprite_zero_hit.py

Зачем нужен этот шаг

Шаг 319 установил, когда sprite 0 hit очищается. Прежде чем устанавливать бит 6 PPUSTATUS, нам нужна чистая вспомогательная функция, отвечающая на вопрос:

Does a non-transparent sprite 0 pixel overlap a non-transparent background pixel?
If so, where is the first overlap?

Возврат позиции вместо просто True/False даёт следующему шагу по таймингу достаточно информации, чтобы решить, когда PPU должен установить sprite 0 hit.

Определения

Sprite pixel is opaque:
    its decoded CHR color index is 1, 2, or 3

Background pixel is opaque:
    background_opaque_mask[y * screen_width + x] is True

Sprite 0 overlap:
    both conditions are true at the same visible screen coordinate

Предлагаемый пример реализации

from emulator.ppu.chr_decoder import decode_chr_tile
from emulator.rendering.framebuffer import NES_SCREEN_HEIGHT, NES_SCREEN_WIDTH
from emulator.rendering.nametable_renderer import BackgroundOpaqueMask
from emulator.rendering.sprite_renderer import (
    SpriteEntry,
    decode_sprite_attributes,
)


SpriteZeroHitPosition = tuple[int, int]


def find_sprite_zero_hit_position(
    sprite_zero: SpriteEntry,
    pattern_table: bytes,
    background_opaque_mask: BackgroundOpaqueMask,
    screen_width: int = NES_SCREEN_WIDTH,
    screen_height: int = NES_SCREEN_HEIGHT,
) -> SpriteZeroHitPosition | None:
    if len(background_opaque_mask) != screen_width * screen_height:
        raise ValueError(
            "Background opaque mask size must be equal to screen width * height"
        )

    tile_start = sprite_zero.tile_index * 16
    tile_end = tile_start + 16

    if tile_end > len(pattern_table):
        raise ValueError("Pattern table does not contain sprite 0 tile bytes")

    attributes = decode_sprite_attributes(sprite_zero.attributes)
    color_indexes = decode_chr_tile(pattern_table[tile_start:tile_end])

    for tile_y in range(8):
        for tile_x in range(8):
            source_x = 7 - tile_x if attributes.flip_horizontal else tile_x
            source_y = 7 - tile_y if attributes.flip_vertical else tile_y

            sprite_color_index = color_indexes[source_y][source_x]

            if sprite_color_index == 0:
                continue

            screen_x = sprite_zero.x + tile_x
            screen_y = sprite_zero.y + tile_y

            if not (0 <= screen_x < screen_width):
                continue
            if not (0 <= screen_y < screen_height):
                continue

            mask_index = screen_y * screen_width + screen_x

            if background_opaque_mask[mask_index]:
                return screen_x, screen_y

    return None

Важное упрощение координат

Реальный NES OAM хранит верхнюю Y-координату спрайта минус один, поэтому первая строка спрайта обычно появляется на OAM Y + 1. Существующий рендерер спрайтов курса сейчас использует OAM Y напрямую. Эта вспомогательная функция намеренно соответствует этому существующему рендереру, чтобы видимые пиксели спрайта и координаты пересечения оставались согласованными. Более поздний целевой шаг по точности должен обновить их обоих вместе.

Важные правила

  • индекс цвета спрайта 0 никогда не вносит вклад в попадание
  • False в маске фона никогда не вносит вклад в попадание
  • бит 5 приоритета спрайтов не препятствует обнаружению sprite 0 hit
  • отсечение должно происходить до индексации маски фона
  • эта вспомогательная функция не должна изменять PPUSTATUS

Вне рамок

  • установка или очистка PPUSTATUS
  • планирование попадания по сканлинии/такту
  • точное поведение OAM Y + 1
  • аппаратное исключение x=255
  • правила включения рендеринга PPUMASK
  • спрайты 8x16
  • проверка на Super Mario Bros.

Запустить этот урок

uv run pytest tests/chapter_11_sprite_zero_hit/test_320_find_sprite_zero_hit_position.py -v