이것은 1999년 하이텔 게임 제작 동호회에 올렸던 강좌입니다.
#####################################################
안녕하세요.. 안영기입니다.
다름 아니라 이번에는 MMX Technology 를 이용하여 DX 상에서 고속 스프라이트를
찍는 법을 설명하고자 합니다.
흔히 DX 256 컬러 모드에서 표면을 Lock 하여 그곳에 스프라이트를 쓰고자 한다면
압축 스프라이트를 쓰던지 아니면 직접 1 byte 씩 투명색인지 아닌지를 체크해
가며 점 단위 연산을 하는 것이 보통이었습니다.
이에, 제가 소개 하고자 하는 팁은 투명색인지 판별조차 하지않고서도 8 개의
스프라이트 픽셀을 동시에 전송하는 방법입니다.
일단 예전처럼 투명색인지 아닌지 판별하는 부분이 없어졌으므로 'je', 'jz' 라는
명령어로 인한 분기의 부하를 줄이고 1 byte 씩 하던 전송을 한번에 8 bytes 씩
가능하게 해준다는 것에 그 의의를 둘 수가 있습니다.
풀소스에 들어가기 전에 핵심 부분만 추려보면 다음과 같습니다.
----------------------------------------------------------------------------
>> 전제...
esi : 스프라이트 데이터
edi : Lock 된 Direct Draw Surface 의 미리 계산된 주소
pMask : char pMask[8] 로 정의되어 있으며 8개의 byte 가 모두 투명색
Index 로 채워져 있다.
>> 코드
mov ebx, pMask
movq mm4, [ebx] // mm4 에 투명색 번호를 넣는다
mov ecx, Size.X // Size.X 에는 X 스프라이트의 x 사이즈가 들어감
shr ecx, 3 // 동시에 8개의 점을 연산하므로
LOOP_X:
movq mm0, [edi] // mm0 은 Destination
movq mm1, [esi] // mm1 은 Source
movq mm2, mm1 // mm2 에 Source 데이터를 복사
pcmpeqb mm2, mm4 // mm2 에 투명색에 따른 마스크를 생성
movq mm3, mm2 // mm3 에 마스크를 하나 더복사
pandn mm2, mm1 // Source 스프라이트 부분만 복사
pand mm3, mm0 // Destination 의 갱신될 부분만 제거
por mm2, mm3 // Source 와 Destination 을 결합
movq [edi], mm2 // Destination 에 결과를 씀
add esi, 8 // 한번에 8 bytes 를 동시에 처리했으므로
add edi, 8
loop LOOP_X
>> 설명
MMX Technology 는 FPU 의 스택 프레임을 절대 번지로 사용하여 8 bytes 짜리
레지스터인 mm0 에서 mm7 까지의 8 개의 레지스터를 사용하는 기술입니다.
그리고 DSP 적인 요소가 많아서 ( 곱하고 동시에 더한다던지.. ) 멀티미디어
계산에 적합하다고들 하죠.. 하지만 넓은 의미의 멀티미디어의 한분야인
게임에서 역시 MMX Technology 는 아주 유용하게 쓰이는데 그 중 한 부분이
바로 이제 설명하려는 '무분기 스프라이트 출력'입니다.
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
위의 소스에서 보시다시피 8 bytes 를 동시에 전송하면서도 한점 한점이
투명색인지 아닌지를 체크하지 않고 바로 연산을 합니다.
예전 같으면,
mov ecx, Size.X
LOOP_X:
cmp ptr byte [esi], TRANSPARENCY_COLOR
je SKIP
mov ptr byte [edi], al
SKIP:
inc esi
loop LOOP_X
이런 식이 되어서 점의 수만큼 'cmp'를 해야만 했었습니다.
>> 코드분석
가장 코어 부분만 보면 다음과 같습니다.
- movq mm0, [edi]
mm0 레지스터에 edi 가 가리키는 데이터중 8 bytes 를 가져 옵니다.
예> mm0 => 43 2D 1A E4 54 78 20 CA
- movq mm1, [esi]
mm0 레지스터에 esi 가 가리키는 데이터중 8 bytes 를 가져 옵니다.
예> mm2 => 10 2F F8 80 80 3D 80 CE
- movq mm2, mm1
mm2 레지스터에 mm1 레지스터의 내용을 카피합니다.
소스 데이터에서 투명색에 대한 정보를 얻기 위해서입니다.
- pcmpeqb mm2, mm4
위에 보시면 이미 mm4 에는 1byte 짜리 마스크로 8bytes 가 채워져 있습니다.
'pcmpeqb' 명령은 byte 단위로 8 개의 각 byte 가 같은지 같지 않은지를
판별합니다. 그래서 만약 값이 같다면 그 byte는 모두 1로 채우고 그렇지
않다면 모두 0으로 채웁니다/
예> mm2 => 10 2F F8 80 80 3D 80 CE
mm4 => 80 80 80 80 80 80 80 80 ( 투명색이 0x80 일때 )
결과 mm2 => 00 00 00 FF FF 00 FF 00
- movq mm3, mm2
이렇게 만들어진 마스크를 mm3 에 하나 더 복사합니다.
- pandn mm2, mm1 // Source 스프라이트 부분만 복사
'pandn' 명령어는 mm2 를 반전한후 그 mm2 와 mm1 를 and 해서 mm2 로
넣습니다.
예> mm2 => 00 00 00 FF FF 00 FF 00
mm2 => FF FF FF 00 00 FF 00 FF ( 반전 )
mm1 => 10 2F F8 80 80 3D80 CE
결과 mm2 => 10 2F F8 00 00 3D 00 CE ( mm2 & mm1 )
결과에서 보시면 아시겠지만 원 스프라이트 데이터에서 투명색 부분만
'00' 이 되었다는 것을 알 것입니다.
- pand mm3, mm0
'pand' 명령어는 mm3 와 mm0 를 and 연산하여 mm3 에 넣습니다.
예> mm3 => 00 00 00 FF FF 00 FF 00
mm0 => 43 2D 1A E4 54 78 20 CA
결과 mm3 => 00 00 00 E4 54 00 20 00
- por mm2, mm3
'por' 명령어는 mm2 와 mm3 를 or 연산하여 mm2 에 넣습니다.
예> mm3 => 00 00 00 E4 54 00 20 00
mm2 => 10 2F F8 00 00 3D 00 CE
결과 mm2 => 10 2F F8 E4 54 3D 20 CE
- movq [edi], mm2
edi 가 가리키는 주소에 mm2 의 내용 8 bytes 를 쓴다.
이렇게 해서 결국은 아래의 결과를 냅니다.
[edi] => 43 2D 1A E4 54 78 20 CA ( 배경 )
[esi] => 10 2F F8 80 80 3D 80 CE ( 스프라이트, 투명색 80 )
[edi] => 10 2F F8 E4 54 3D 20 CE
~~ ~~ ~~ ( 투명색이었던 부분만
배경으로 치환 )
----------------------------------------------------------------------------
제 나름대로는 열심히 설명을 드린다고 하긴 했는데 제대로 이해가 되셨는지
모르겠네요...
그리고 제가 8 bit 컬러 모드에 대해서만 설명했는데.. 16bit 모드나 트루컬러
모드에서도 똑같이 적용됩니다. 단 'pcmpeqb' 라는 명령어가 2bytes, 4bytes 씩
비교하는 'pcmpeqw', 'pcmpeqd' 로 수정하시면 됩니다.
그리고 아래는 소스입니다. 제가 도스 때는 종종 C 버전도 같이 올리곤 했는데
윈도우로 가면서부터는 제가 테스트해볼 C 컴파일러가 없어서 그냥 '델파이'
소스로만 올립니다. 뜻이 있으신 C 유저 분들은 번역해서 잘 사용해 보세요..
그리고 델파이로된 실행 테스트 파일과 풀 소스는 자료실에 올리겠습니다.
시간이 된다면 MMX 코드로 3D 행렬 한번에 계산 하는 거나 아니면 MMX 고속
알파 블렌딩 기술도 써 보겠습니다.... 아니면 Direct Music 쪽이 될런지도..
그럼.. SMgal.
----------------------------------------------------------------------------
여기는 각각 서피스에서 직접 읽었지만 실제론 스프라이트가 유저 데이터형으로
들어가게 되겠죠... ( 이건 테스트라서 Surface 사용했음.. )
procedure SpriteCopy(DestX, DestY : integer;
SourX, SourY : integer;
Size : TPoint;
Sour, Dest : IDirectDrawSurface);
const
TRANSPARENCY_VALUE = 80; // 투명색이 80번 인덱스이다.
var
SourDesc, DestDesc : TDDSurfaceDesc;
pSour, pDest, pMask : PByte;
Transparency : array[1..8] of byte;
begin
FillChar(Transparency,8,TRANSPARENCY_VALUE);
SourDesc.dwSize := SizeOf(TDDSurfaceDesc);
with Basic do repeat
until MakeItSo(Sour.Lock(PRect(nil)^,SourDesc,DDLOCK_SURFACEMEMORYPTR +
DDLOCK_WAIT,0));
DestDesc.dwSize := SizeOf(TDDSurfaceDesc);
with Basic do repeat
until MakeItSo(Dest.Lock(PRect(nil)^,DestDesc,DDLOCK_SURFACEMEMORYPTR +
DDLOCK_WAIT,0));
pSour := PByte(DWORD(SourDesc.lpSurface) + SourY*SourDesc.lPitch + SourX);
pDest := PByte(DWORD(DestDesc.lpSurface) + DestY*DestDesc.lPitch + DestX);
pMask := Pointer(@Transparency);
asm
push esi
push edi
mov esi, pMask
db $0F,$6F,$26 /// movq mm4, [esi]
// mm4 에 투명색 번호를 넣는다
mov esi, pSour
mov edi, pDest
mov ecx, Size.Y
@@LOOP_Y:
push ecx
mov ecx, Size.X
shr ecx, 3 // 동시에 8개의 점을 연산하므로
@@LOOP_X:
db $0F,$6F,$07 /// movq mm0, [edi]
// mm0 은 Destination
db $0F,$6F,$0E /// movq mm1, [esi]
// mm1 은 Source
db $0F,$6F,$D1 /// movq mm2, mm1
// mm2 에 Source 데이터를 복사
db $0F,$74,$D4 /// pcmpeqb mm2, mm4
// mm2 에 투명색에 따른 마스크를 생성
db $0F,$6F,$DA /// movq mm3, mm2
// mm3 에 마스크를 하나 더 복사
db $0F,$DF,$D1 /// pandn mm2, mm1
// Source 스프라이트 부분만을 남김
db $0F,$DB,$D8 /// pand mm3, mm0
// Destination 의 갱신될 부분만 제거
db $0F,$EB,$D3 /// por mm2, mm3
// Source 와 Destination 을 결합
db $0F,$7F,$17 /// movq [edi], mm2
// Destination 에 결과를 씀
add esi, 8
// 한번에 8 bytes 를 동시에 처리했으므로
add edi, 8
loop @@LOOP_X
add esi, SourDesc.lPitch
sub esi, Size.X
add edi, DestDesc.lPitch
sub edi, Size.X
pop ecx
loop @@LOOP_Y
db $0F,$77 /// emms
pop edi
pop esi
end;
Sour.UnLock(SourDesc.lpSurface);
Dest.UnLock(DestDesc.lpSurface);
end;
----------------------------------------------------------------------------
" A Mountain is a mountain, Water is water "
copyright SMgal 1999/05/24