256. 验证:从一个微型 iNES ROM 解码 CHR 图块

验证测试:通过真实路径从一个微型 iNES ROM 解码一个 CHR 图块。

第 256 / 356 · tests/chapter_03_ppu_memory_and_graphics_data/test_256_VALIDATION_decode_chr_tile_from_tiny_ines_rom.py

这个文件不是一个学生实现步骤。

这个测试没有新内容需要实现,它的存在只是为了验证目前为止搭建的图形数据各部分能否通过它们真实的边界协同工作:

iNES bytes
    -> Cartridge.from_ines_bytes(data)
    -> CpuBus(cartridge=cartridge, ppu=ppu)
    -> mapper connected to ppu.ppu_bus
    -> ppu.ppu_bus.read($0000-$000F)
    -> decode_chr_tile(tile_bytes)
    -> 8x8 grid of color indexes

为什么需要这个验证

之前的测试分别验证了 CHR ROM 读取、PpuBus 映射器路由,以及 CHR 图块解码。这个测试证明了来自一个真实微型 iNES ROM 的 CHR 字节能够流经卡带/映射器/PPU 总线的路径,并被解码为图形数据。

重要说明

这仍然不是渲染。解码器返回的是 0-3 的调色板索引,而不是最终的 RGB 颜色,也不是屏幕帧缓冲区。

本测试使用的已知第一个 CHR 图块

low plane row 0:   1100_0011
high plane row 0:  1010_0101

解码出的第一行

[3, 1, 2, 0, 0, 2, 1, 3]

不在本步骤范围内

图案表图像渲染
名称表背景渲染
调色板颜色查找
VBlank/NMI 时序
精灵

运行本课

uv run pytest tests/chapter_03_ppu_memory_and_graphics_data/test_256_VALIDATION_decode_chr_tile_from_tiny_ines_rom.py -v

示例实现

iNES bytes
    -> Cartridge.from_ines_bytes(data)
    -> CpuBus(cartridge=cartridge, ppu=ppu)
    -> mapper connected to ppu.ppu_bus
    -> ppu.ppu_bus.read($0000-$000F)
    -> decode_chr_tile(tile_bytes)
    -> 8x8 grid of color indexes

本测试使用的已知第一个 CHR 图块

low plane row 0:   1100_0011
high plane row 0:  1010_0101

查看测试代码test_256_VALIDATION_decode_chr_tile_from_tiny_ines_rom.py

from emulator.bus.cpu_bus import CpuBus
from emulator.cartridge.cartridge import Cartridge
from emulator.cartridge.ines import CHR_ROM_BANK_SIZE, PRG_ROM_BANK_SIZE
from emulator.ppu.chr_decoder import decode_chr_tile
from emulator.ppu.ppu import PPU


def make_tiny_ines_rom_with_known_chr_tile() -> bytes:
    """Build a minimal Mapper000 iNES ROM whose first CHR tile is known."""
    header = bytearray(16)
    header[0:4] = b"NES\x1A"
    header[4] = 1  # one 16KB PRG ROM bank
    header[5] = 1  # one 8KB CHR ROM bank
    header[6] = 0x00  # mapper 0, no trainer
    header[7] = 0x00  # mapper 0

    prg_rom = bytearray(PRG_ROM_BANK_SIZE)

    # Reset vector: CPU $FFFC-$FFFD -> PRG offsets $3FFC-$3FFD for 16KB NROM.
    # The CPU is not stepped in this validation, but a valid reset vector keeps
    # the tiny ROM structurally similar to earlier validation ROMs.
    prg_rom[0x3FFC] = 0x00
    prg_rom[0x3FFD] = 0x80

    chr_rom = bytearray(CHR_ROM_BANK_SIZE)

    # First tile, row 0:
    # low plane byte  = 1100_0011
    # high plane byte = 1010_0101
    chr_rom[0] = 0b1100_0011
    chr_rom[8] = 0b1010_0101

    return bytes(header) + bytes(prg_rom) + bytes(chr_rom)


def test_decode_chr_tile_from_tiny_ines_rom_through_ppu_bus_mapper_path():
    """
    Validation objective:
    Prove that CHR ROM bytes from a cartridge-backed iNES ROM can be read through
    PpuBus mapper routing and decoded into an 8x8 tile grid.
    """
    cartridge = Cartridge.from_ines_bytes(make_tiny_ines_rom_with_known_chr_tile())
    ppu = PPU()
    CpuBus(cartridge=cartridge, ppu=ppu)

    tile_bytes = bytes(ppu.ppu_bus.read(addr) for addr in range(16))
    pixels = decode_chr_tile(tile_bytes)

    assert pixels[0] == [3, 1, 2, 0, 0, 2, 1, 3]
    assert pixels[1:] == [[0] * 8 for _ in range(7)]

测试函数 (1)

test_decode_chr_tile_from_tiny_ines_rom_through_ppu_bus_mapper_path