



                                 Stefan Hartmann
                      Electronic Research and Development
                                Keplerstrasse 11 B
                                  1000 Berlin 10
                                   West-Germany
                         Tel. und BTX : 030 / 344 23 66
                      e-mail on Compuserve-ID: 72017,3216


                               Projekt des Monats:

                        Overscan (Hyperscreen) fr 3 DM

             Bauanleitung und Erklrung der Funktionsweise eines
              "xtended graphics mode" fr die Atari ST Computer

                von Stefan Hartmann (Hardware und Artikel) und
                  Karsten Isakovic (Softwareprogrammierung)


Welcher Farbgraphik-Fan und gleichzeitiger Atari-ST-Besitzer hat bis jetzt
nicht neidisch auf die Mglichkeiten des Commodore Amiga-Computers herber~
geschaut und sich vielleicht schon berlegt, die gute alte "Tramiel-Kiste"
gegen einen Amiga 500 einzutauschen?

Besonders rgerlich (ist) war die Tatsache, da man als Bildschirmspeicher
nur 32000 Bytes hat(te), bei einem Rechner der Megabyte-Klasse wirklich
uerst wenig, dieser aber auch auf einem Fersehbildschirm nur in der Mitte
mit einem ziemlich groen unbenutzbaren Rand erschien !

Aber das hat jetzt ein Ende !

Hier soll nmlich gezeigt werden, wie man mit Hilfe eines einfachen Umschal~
ters, zweier Dioden, zwei Widerstnden, einem Transistor und einem Puffer~
kondensator,die ja zusammen nicht mehr als 3 DM kosten oder noch in der
Bastelkiste vorhanden sind , dem Atari einen 67024 Bytes( 59640 Bytes
davon sichtbar; Angabe gilt fr den Farbmodus ) groen Bildschirmspeicher
beschert.

Das bedeutet: Im Low-Resolution-Mode stehen jetzt 420 * 284 Punkte bei
weiterhin 16 Farben pro Punkt und im Mid-Res-Mode sogar 840 * 284 Punkte
mit 4 Farben pro Punkt zur Verfgung.(Neue Hardwareauflsung; kann durch
unsere Software an die Monitorverhltnisse angepasst werden)
Im Monochromen Modus gibt der ST durch unsere Modifikation nun 800*500
Pixel aus, von denen der SM 124 ohne Umbau allerdings nur rund 688*480
Pixel anzeigen kann. Deshalb beschrnkt unsere Software die Gre des
Screens auf diese kleinere Auflsung.( einstellbar ab Overscan.PRG
Version 1.5)

Man hat damit nun nicht mehr nur ein Bildschirmfenster, sondern ein ausge~
flltes Bild ohne strenden Rand auf einem Fersehschirm ober Farbmonitor
und auf dem SM 124 ein deutlich greres "Arbeitsfenster".
Beim Amiga, der das schon von Hause aus durch seine Hardware kann, nennt
man diesen Modus: "Overscan".

Der Atari kann nun also auch bildfllend Pixelgrafik darstellen, so da
man ihn jetzt auch professionell im Desktop-Video-Bereich, z.B. zusammen
mit einem Genlock-Interface einsetzen kann, um vielleicht am unteren Rand
eines Videobildes noch einen Scrolltext einzublenden, der dann aber
wirklich vom rechten bis zum linken Rand der Bildrhre durchluft und nicht
wie sonst immer nur im Bildschirmfenster des Ataris erscheint.

Wie wurde nun dieser Umbautrick gefunden ?

Alles fing damit an, da ich eines Tages eine Diskette in die Finger bekam,
auf der in einem Vorspann zu einem Spieldemo auf einmal auf meinem Farb~
monitor im unteren Bildschirm-Rand (border) ein Scrolltext in schnster
Pixelgrafik auftauchte, wo sonst eigentlich nur das Farbpalettenregister 0
(die Hintergrundfarbe) seine Berechtigung hatte !

Es traf mich wie ein Blitz !

Hatte dieser Hacker-Typ namens Alyssa, der den Vorspann programmiert
hatte, vielleicht ein nicht dokumentiertes Hardware-Register im ST
entdeckt, das uns Herr Shiraz Shivji vorenthalten hatte, mit dem man etwa
die Anzahl der Pixel-Grafik-Zeilen auf dem Bildschirm erhhen kann ?

Man mu nmlich wissen, da der Farb-Grafik-Aufbau eines ST-Video-Bildes
im 50 Hertz-Mode folgendermaen aussieht:
Das ST-Video-Bild besteht aus 313 Zeilen, die 50 mal in der Sekunde
geschrieben werden.
Es wird ohne Zeilensprungverfahren (Interlace; Fachbegriff aus der Fernseh~
technik fr Halbbildverkmmung) gearbeitet; zwei Halbilder liegen also
genau aufeinander. Die ersten 39 Bildzeilen werden vom Atari normalerweise
ohne Pixelgrafik, nur mit der Hintergrundfarbe (Farbpalette 0) dargestellt.
Danach kommen dann 200 Bildzeilen, wo jede Zeile links am Rand mit der
Hintergrundfarbe beginnt, dann in der Mitte die Pixelgrafik (320 oder
640 Pixel, je nach Mode) anzeigt wird und am rechten Rand wieder mit der
Hintergrundfarbe aufhrt.
Die darauffolgenden 45 Zeilen, die den unteren Rand darstellen, werden
normalerweise wieder ohne Pixelgafik, nur mit der Hintergrundfarbe
dargestellt.
Das ergibt dann das typische grne Desktop-Bild mit dem weien Rand
(Rahmen), wenn ohne Accessories und Desktop-Info eingeschaltet wird.
Der weie Rand (Rahmen) ist dabei die Hintergrundfarbe (Farbpaletten~
register 0).
Die letzten 29 Zeilen von den 313 Zeilen werden durch das von dem Glue-
Baustein erzeugtem "Blank"-Signal dunkel ausgetastet.
Sie stellen also das vertikale Austastsignal dar (vertikale Austastlcke)
und sind somit nicht auf dem Fernseher oder Monitor sichtbar.

Dieser Alyssa mute also einen Trick gefunden haben, in den unteren
45 Zeilen, wo eigentlich nur die Hintergrundfarbe angezeigt wird,
Pixelgrafik darzustellen.
Nachdem Karsten seinen Disassembler auf den Vorspann angesetzt hatte,
stellte sich heraus, da nicht ein undokumentiertes Hardwareregister
benutzt wurde, sondern durch eine kurzzeitige 50/60 Hertz-Umschaltung in
der 199 Bildzeile der Glue-Chip so durcheinander gebracht wurde, da
einfach statt 32000 jetzt 39200 Bytes als Bildschirmspeicher angezeigt
                                   `
wurden. (45 zustzliche Zeilen a 160 Bytes=7200 Bytes mehr)
Das war wirklich eine Meisterleistung, ohne Kenntnis des internen
Hardware-Aufbaus der MMU, des Shifters und des Glues, so etwas heraus
zu finden. (Atari verffentlicht ja leider keine Hardwarebeschreibung
zu diesen Chips !)

So richtig die Brille hopste mir dann aber von der Nase beim ersten
Anschauen vom Amiga-Demo der TEX-Programmierer und schlielich beim
LT.PRG (The death of the left border) von der TNT-CREW.
The Exceptions (TEX) sind brigens die Grafik-Programmierer, die im
ST- Magazin schon eine tolle Artikelserie ber Farbgrafik auf dem ST
verffentlicht haben. Also am besten mal die alten Ausgaben herauskramen.

Hatten die TEX-Leute es geschafft auch den rechten Rand abzuschalten und
dort Pixelgrafik darzustellen, so trieb es die TNT-Crew noch ein Stck
weiter und prsentierte auch den linken Rand mit Pixelgrafik !!!

Wow !, dachte ich mir, wenn die Jungs es schaffen, den Atari per Software
so zu berlisten, etwas darzustellen, was hardwaremig eigentlich gar
nicht vorgesehen ist, dann mte das doch auch durch einen kleinen
Hardwareeingriff(-umbau) mglich sein, ohne da dafr komplizierte und
zeitraubende Interrupt- und Videoadrezhlersynchronisierung wie bei der
Softwareversion notwendig ist !
Auerdem wollte ich auch mal wissen, was fr interne Signale durch diese
neuen Demoprogramme verndert werden, wie also die Hardware durch die
Software ausgetrickst wird !

Gesagt, getan !

Nur mit einem Schaltplan vom ST und einem Oszi bewaffnet und mit Hilfe der
neuen Demos durchforstete ich mit dem Tastkopf erst einmal die Shifter~
gegend und stellte auf einmal fest, da sich z.B. beim Hin- und Herschalten
des Amigademos zwischen "Overscanmode" und Normal-Mode das DE (Display-
Enable)-Signal nderte.

Das mute es sein !

Das Display Enable Signal ist also zustndig fr das Darstellen von
Pixelgrafik in einer Video- (Display-)Zeile.
Immer wenn es auf "High" steht wird Pixelgrafik vom Shifter ausgegeben,
geht es auf "Low", dann wird nur noch die Hintergrundfarbe dargestellt.

Die TEX- und TNT-Programmierer hatten es also geschafft, das High-Low
(Puls-Pausen-)Verhltnis von diesem Signal zu ndern, so da in jeder
Videozeile das DE-Signal lnger und schon eher(LT-PRG) auf High steht,
so da jede Zeile mehr Pixelgrafik als die normalen 320 bzw. 640 Pixel
ausgibt.

Das Display-Enable Signal wird, wie auch die anderen zum Fersehbildaufbau
bentigten Signale (Blank, HSync, VSync), vom Kleisterbaustein (GLUE)
erzeugt.
Es geht vom GLUE aus gleichzeitig zur MMU, zum Shifter und zum
Timer B-Eingang vom MFP-Baustein (zum Zhlen der Zeilen durch Interrupt).

Der Bildaufbau im Farbmodus bei 50 Hz spielt sich folgendermaen ab :

Mit dem vertikalen Synchron-Signal, das vom Glue nicht nur an die Monitor~
buchse, sondern auch an die MMU geht, wird an die interne Zhlerkette in
der MMU die Anfangsadresse des Bildschirmspeichers im Ram frs nchste
Halbbild (313 Zeilen) bergeben.( Aus den Adressen FF8201 und FF8203
geholt)
Wird das Display-Enable Signal jetzt High, so wird dadurch in der MMU das
DCYC(Display-Cycle-Clock) Signal wirksam, das aus dem Ram die Videodisplay-
Informationen (Pixelgrafik) immer 16 bitweise in den Shifter transferiert
(clocked). (ber den Load-Eingang des Shifters)
Dabei wird die Zhlerkette in der MMU immer weiter hoch gezhlt.(wird im
Video- Adre-Zhler FF8205/07/09 registriert)
Bleibt das Display_Enable Signal jetzt lnger high, dann wird insgesammt
auch mehr Speicher von der MMU als Bildschirmspeicher adressiert und in
den Shifter als Pixelgrafik-Display bergeben.
Das CMPCS-Signal (Color map chip select), das auch von der MMU generiert
wird und zum Shifter an den CS(Chip Select)-Eingang gefhrt wird, ndert
sich brigens nur, wenn die Farbpalettenregister im Shifter mit neuen
Werten geladen werden sollen.
Schlielich tastet das vom GLUE generierte BLANK-Signal das vom
RGB-Widerstands-D/A-Netzwerk kommende Farbsignal in den horizontalen
Rcklufen jeder Zeile und in den ganzen 29 Zeilen des vertikalen
Bildsynchronimpulses aus (dunkel).

Die softwaremigen Tricks arbeiten nun so, da durch interruptgesteuerte
Umschaltung der Bildfrequenz in bestimmten Fernsehzeilen, das vom GLUE
erzeugte DE-Signal lnger auf "high" in einer Zeile steht. Dieses Ergebnis
kann man natrlich auch dadurch erreichen, da man statt dem DE-Signal ein
anderes Signal zur MMU und zum Shifter fhrt und zwar solch ein Signal,
da bereits das geeignete Puls-Pausen-Verhltnis besitzt.
Dann braucht man nicht mehr die rechenzeitintensiven Synchronisations~
tricks per Software und man kann sogar mit der neuen Overscan-Auflsung
unter GEM arbeiten !

Nun mute nur noch ein entsprechendes Signal im Rechner gefunden werden,
da ein geeignetes Puls-Pausen-Verhltnis aufwies, um es als neues
DE-Signal verwendet werden zu knnen.

Ich durchtrennte also auf der Rechnerplatine die Verbindung, die die MMU
und den Shifter mit dem normalen DE-Signal versorgt (siehe Bilder 1,2 und
6) und legte an diese alten DE-Eingnge(Pin 52 der MMU und Pin 37 des
Shifters) erst einmal nur "high"-Pegel (+5 Volt).

Es klappte tatschlich !

Nach dem Einschalten des Rechners sah man im oberen Teil des Bildschirms,
ungefhr bis zur Hlfte des Bildschirms wild verteilte bunte Pixels von
links nach rechts herber, jetzt aber ohne strenden Rand.

Im unteren Bereich aber erschienen merkwrdige sechszehner Pixelgruppen,
die dauernd ihre Farben wechselten.
Ich dachte erst, dieser untere Bereich wrde fehlerhaft dargestellt, bis
mich dann Karsten auf die Idee brachte, das knnten doch die Datenbus~
signale seien !Richtig!
Der 1 MByte ST plaziert ja beim Einschalten seinen Bildschirmspeicher
ganz am oberen Ende des Speicherraums.
Mit dem Umbau braucht er nun ja mehr Bildschirm- Speicher zum Auslesen, da
am oberen Ende aber nur 32 KBytes vorhanden sind, werden nach diesen 32
KBytes nur noch undefinierte Datenbussignale auf dem Monitor ausgegeben.

Na also: Nach Herunterlegen der Bildschirm-Speicher-Anfangs-Adresse
in den Speicherzellen FF8201 und FF8203 war von diesen wild umhertanzenden
Datenbussignalen nichts mehr zu sehen und der ganze Bildschirm war nun mit
Pixelgrafik gefllt !!!

Allerdings konnte man natrlich nicht mehr das Desktop sehen, da mit der
neuen Bildschirmspeicheranordnung nicht mehr dieselben Pixels wie vorher
bereinanderlagen und darum also nur bunte Pixels ber den ganzen
Bildschirm verteilt zu erkennen waren. (durch andere Aufteilung der
Bitplanes)
Wir versuchten daher erst einmal das alte RAM_TOS von 1985 zu patchen, um
wieder unter GEM jetzt mit Overscan zu arbeiten.
Fr die Anpassung des GEMs auf der alten Ram-TOS Diskette gab es dann aber
eine Schwierigkeit: die einzelnen Fersehzeilen durften nur maximal 255
Bytes Bildschirmspeicher besitzen und die Anzahl der Bytes mute durch 4
teilbar sein, damit man das vernderte GEM in den beiden Auflsungen der
Farbmodi installieren konnte. (Die Beschrnkung auf die 255 Bytes pro
Zeile gilt brigens fr das neue TOS 1.4 nicht mehr !)

Da dies mit der simplen Lsung des einfach auf "high" legen der beiden
Eingnge nicht zutrifft und dadurch auch im horizontalen Zeilenrcklauf
zuviele Pixels ausgegeben wurden, die man aber durch das Austasten des
Blank-Signals gar nicht auf dem Monitor sah (Speicherplatzverschwendung),
mute also ein besseres Signal gefunden werden !
Nach Experimentieren mit dem HSync-Signal (kein einwandfreier 60 Hz-
Betrieb mglich), dem Blank-Signal (es bleibt noch ein kleiner linker Rand
sichtbar, 60 Hertz mit "zerfranstem" linken Rand) und dem VSync-Signal
(zuviele Bytes im Zeilenrcklauf = Speicherplatzverschwendung), wurde
schlielich das gemischte Synchronsignal ( Composite Sync, das aus einer
UND-Verknpfung von HSync und VSync besteht) gefunden, das die
Anforderungen erfllt.

Leider kann es nur auf die beiden oben besprochenen Eingnge (alte
DE-Eingnge von Shifter und MMU) gelegt werden. Legt man das
Synchronsignal auch auf den Timer B-Eingang vom MFP 68901 (Pin 20), wo das
normale DE-Signal auch anliegt, dann kann der ST nicht mehr nach einem
Reset oder nach dem Einschalten booten.
Das liegt wahrscheinlich an den Initialisierungsroutinen im Rom-Tos, da
der ST beim Starten auf 60 Hz anfngt und dann vielleicht zuviele
Interrupts ber den Timer B bekommt.
Das strt aber auch nicht weiter, denn man kann ja auch durch den HBL-
Interrupt die Zeilen zhlen, um z.B. nach jeder Zeile die Farbpaletten
umzuladen und damit in jeder Zeile 16 neue Farben anzeigen zu knnen.
(Fr spezielle Farbvideoeffekte)

                             Beschreibung des Umbaus


Der hier beschriebene Umbau bezieht sich auf die Modifikation eines Atari
520STM (ST mit Modulator) mit einem Platinenboard laut Reversion F.
(siehe Bild 6)
Beim alten ST520, 520+ und 260er mte eigentlich die eine Leiterbahn (die
gnstigerweise gleichzeitig den SHIFTER und die MMU mit dem alten
DE-Signal versorgt), die man unterbrechen mu und in Bild 1,2 und 6
dargestellt ist, an der gleichen Stelle zu finden sein.
Falls Sie aber eine andere Reversion als F besitzen, prfen Sie das
vielleicht vor dem Durchtrennen der Leiterbahn erst noch einmal.
Hier mu mit dem Oszilloskop vor dem Umbau das gleiche Signal zu sehen
sein, wie am Pin 37 des SHIFTERs (nmlich das alte Display-Enable Signal).

Da der ST 1040 und der MEGA ST eine vollkommen andere Platine besitzen,
mssen Sie sich hier die Leiterbahn(en), die unterbrochen werden mu
(mssen), selber heraussuchen.
Beim 1040er (Reversion D)gibt es brigens eine Stelle auf der Ltseite der
Platine genau unter dem Glue, wo sich die Leiterbahn des alten DE-Signals
befindet.(siehe Bilder im Mai 89 Heft des ST-Magazins)
Wird an dieser Stelle diese eine Leiterbahn durchtrennt, so ergibt sich
der Umbau analog zu der hier dargestellen Modifikation beim 520STM.


Der Umbau beschrnkt sich also auf Unterbrechen einer Leiterbahn (beim
MEGA ST Reversion 5 zwei Leiterbahnen, da hier der Shifter und die MMU
nicht ber eine gemeinsame Leiterbahn versorgt werden), Einbau eines
kleinen Umschalters z.B. in die Rckwand des STs, beim 520STM dem
fliegenden Aufbau eines SYNC-Ver-UNDers fr die Erzeugung des Composite
Sync Signals und dem Anschlieen von 3 Kabeln.(beim Mega ST: 4 Kabel)
( siehe Bild 1,2,3,4,5+6, Bild 8 zeigt den Umbau beim Mega ST)
Das schon vorhandene Composite Sync-Signal fr die Monitorbuchse kann
man meistens beim 1040er, alten 520er,520+, 260er und Mega ST verwenden.
Dazu nimmt man das Composite Sync-Signal direkt am Emitter des Treiber~
transistors ab. Es mu aber sichergestellt sein, da dort wirklich ein
steiles TTL Signal (o bis 5 Volt) anliegt und nicht durch Rckwirkung des
angeschlossenen Monitorkabels an der Monitorbuchse, das Composite-Sync-
Signal verzerrt wird.
Beim 520STM, der keine Composite Sync-Schaltung von Hause aus besitzt
(hchstens im HF-Modulatorgehuse intern und da kommt man bekanntlich
schlecht heran) wird das zustzliche Composite-Sync-Signal durch
Verschalten von 2 Dioden, 2 Widerstnden, einem NPN-Transistor und
optional einem Pufferkondensator, wie man es in Bild 6 und 3 erkennen
kann, erzeugt.

Die Schaltung wird im " fliegenden Aufbau" an den HF-Modulator-Eingngen
aufgebaut, da hier alle erforderlichen Signale ( HSync, VSync, + 5 Volt)
zur Verfgung stehen. (siehe Bild 3 + 6 )
Nach Fertigstellung bitte mit Isolierband berkleben, damit es keine
Kurzschlsse mit dem darberliegenden Abschirmblech gibt !

Da ein Masseanschlu an den 10 Modulator-Eingangspins fehlt, wird der
Emitterwiderstand mit seinem Massesanschlu direkt auf einen Masse-
Ltpunkt links neben dem Modulator auf der Grundplatine geltet.

Die Verschaltung von Kabel 1 und 2 ist aus Bild 1, 2 und 6 zu erkennen.
Kabel 3 wird mit dem einen Ende an den rechten Anschlu des Schalters
angeltet und mit dem anderen Anschlu an den Verbindungspunkt von dem 240
Ohm Emitterwiderstand und dem Emitter des Treibertransistors (BC 550,
BC237 oder hnlich).
Mit dem Umschalter wird dann das normale Display-Enable-Signal
(Normalbetrieb) oder das gemischte Synchronsignal (Overscanbetrieb)
auf die DE-Eingnge des Shifters und der MMU gelegt.

Es sollten unbedingt die H- und VSync-Signale an den HF- Modulatoranschlu~
pins fr den Sync-Ver-UNDer benutzt werden, da sie dort die richtigen
Amplitudenwerte besitzen.
Bei dem 1040er von Carsten war der 7404, der auch fr die Ansteuerung der
Midiports zustndig ist defekt, so da das vorhandene Composite-Sync
Signal so geschwcht war (ca. nur noch 0-3 Volt Pegel), da kein stabiles
Overscan-Bild zustande kam. Daher haben wir bei ihm zustzlich auf die
Schnelle mal noch eine neue Composite Sync-Schaltung eingebaut, die dann
den vollen Hub (0-5 Volt) lieferte.(siehe Bilder im Mai 89 ST-Magazin-
Heft)
Bei der Reversion D des 1040ers ist mir brigens noch eine Sache
aufgefallen, die mich sehr "stutzig" gemacht hat : Dort wird das HSync-
Signal erst ber zwei Inverter (im 7404) gepuffert und dann erst zur
Monitorbuchse gefhrt.
Das hat dann aber leider den Nachteil, da man von auen ber die Monitor~
buchse kein externes HSync-Signal mehr auf den GLUE einspeisen kann, was
bedeutet, da diese 1040er Reversion nicht von auen "genlockfhig"
(extern synchronisierbar) ist !

Mr. Shivji, what have You done ??!

Auch sollte man eventuell den Kondensator C 114 beim 1040er (Rev. D)
herauslten (er sitzt links oberhalb des SHIFTER-Abschirmgehuses), da
dieser die Fankensteilheit des HSync-Signals negativ beeinflussen kann.


                      Der Betrieb des OVERSCAN-Mode

Man kann problemlos whrend des Betriebs des STs zwischen den Modi
umschalten, ohne da der Rechner abstrzt. Es kann lediglich ab und zu
vorkommen, da beim Umschalten, bedingt durch Prellen des Schalters, die
Farbpaletten verschoben sind. Das lt sich aber durch nochmaliges Hin-
und Herschalten wieder beheben.
Man mu natrlich nach dem Umschalten von Normal-Mode auf Overscan eine
entsprechende Software einsetzen, damit man nicht nur "Pixel-Mll" auf
dem Bildschirm sieht (wie schon oben erwhnt, liegen die Bitplanes im
Overscan-Mode anders bereinander ).
Daher hat Karsten das Overscan.PRG geschrieben, das im Auto-Ordner der
Harddisk oder Bootdisk steht und beim Hochfahren des Rechners das GEM mit
den negativen Line A-Variablen so patcht, da man auch mit den neuen
Auflsungen mit der gewohnten GEM Shell arbeiten kann.
Es luft allerdings nur mit dem Blitter-ROMTOS, dem neuen ROMTOS 1.4,
dem BETA-RAMTOS und dem Developer-RAMTOS 1.4 .
Es funktioniert nicht mit dem alten 1985er ROMTOS !!!

Beim Hochfahren des Rechners kann es manchmal zu Farbpalettenverschiebung
kommen. Das tritt aber nur sehr selten auf und auch nur beim Einschalten
des Rechners, so da man dann durch nochmaliges Hin- und Herschalten
wieder die richtige Farbpalette einstellen kann. Ist der Rechner erst
einmal richtig gestartet, so bringt ihn nichts mehr durcheinander.
(Einzige Ausnahme: Hin- und Herschalten zwischen 50 und 60 Hertz mit dem
"ChangeHertz.PRG"; man mu sich aber unter OVERSCAN wegen der unterschied~
lichen Bildgren sowieso fr eine bestimmte Bildfrequenz im Farbmodus
entscheiden und das wird hier in Europa 50 Hertz sein, da man ja etwas auf
Video aufnehmen mchte)

Ab der Version 1.5 vom Overscan.PRG kann man durch Drcken der Control
Taste beim Hochfahren des Programms in ein Installationsmen gelangen, bei
dem man dann softwaremig, unabhngig von der durch den Umbau vor~
gegebenen neuen Hardwareauflsung, die Auflsung einstellen und abspeichern
kann.
Denn bei einem werksmig eingestellten Fernseher gehen einige von den 284
Zeilen oben und unten als Anzeigeflche verloren, da diese schon hinter
dem Bildrhrenrahmen verschwinden und auch in der Breite ist der Fernseher
so eingestellt, da die ganz links und rechts liegenden Punkte nicht mehr
zu sehen sind.
Durch das Installationsmen kann man also die neue Overscan-Bildschirm~
gre begrenzen und an seinen eigenen Monitor anpassen, so da man noch
alles sieht oder aber auch den Screen so gro einstellen, da erst der
Bildrhrenrand die Begrenzung bildet.
Deshalb auch der Name: Overscan !

Damit besteht aber auch die Mglichkeit, Objekte von allen Seiten vom Rand
der Bildrhre bis zum gegenberliegenden Rand laufen zu lassen, so da man
wirklich ein flchenfllendes Bild vor sich.
Gerade im Desktop-Video-Bereich sieht das dann richtig professionell aus
und nicht mehr nach Home-Computer !

Es kann dadurch aber auch sein, da Sie die Menleiste gar nicht mehr
sehen, weil sie jetzt zu weit oben liegt. Keine Angst, sie ist aber
trotzdem noch da.
Sie brauchen nur einmal mit der Maus ganz nach oben zu fahren und Sie
werden sehen, wie sich die Menleistenwindows nach unten aufklappen
werden!

Von nun an kann man dann mit einem ganz neuen Gefhl mit dem greren
Desktop arbeiten.


            Der Aufbau des Bildschirmspeichers beim Overscan-Mode
            in den Farbmodi bei 50 Hertz (neue Hardwareauflsung,
               kann durch das Overscan.PRG verndert werden !)

Wie schon oben erwhnt, bentigt der neue Overscan-Bildschirmspeicher im
Farbmodus durch die Hardware-Modifizierung 67024 Bytes. Davon sind aller~
dings nur maximal 59640 Bytes sichtbar (also 840*284 oder 420*284 Punkte;
Mid- bzw. Low-Resolution-Modus).
Woher kommen nun aber die 7384 Bytes Differenz zwischen dem sichtbaren
(beim optimal eingestellten Monitor) und dem wirklich gebrauchten
Bildschirm-Speicher ?
Das liegt daran, da durch das Composite Synchron-Signal in der
horizontalen Austastlcke noch in jeder Fernsehzeile 26 Bytes dargestellt
werden, die aber durch das Blank-Signal ausgetastet werden und damit nicht
sichtbar sind.
Das horizontale Austastsignal in dem Composite Synchron-Signal ist nmlich
krzer als das des Blank-Signals. Folglich werden auch noch im Anfang des
Rcklaufs in jeder Zeile Pixel zum Shifter aus dem RAM bertragen.
Das strt aber weiter nicht, da man sie nicht sieht und diese ca. 7KBytes
ja auch nicht unbedingt bei Bildern auf Diskette mit abgespeichert werden
mssen.
Beim Auslesen und Einschreiben von Daten vom oder in den Bildschirm~
speicher mssen dann eben 26 Bytes in jeder Zeile bersprungen werden !
Wenn es auf diese berschssigen ca. 7 kBytes nicht ankommt, kann man aus
Geschwindigkeitsgrnden diese ja auch mit abspeichern. Das ist von der
Software-Seite aus gesehen auch einfacher und auerdem kann man dort ja
noch prima Zusatzinformationen zum Bild speichern, wie z.B.
Farbpaletten oder Texthinweise etc.

Eine Fersehzeile besteht im Overscan-Mode bei 50 Hz Bildfrequenz jetzt
also aus 236 Bytes. (Bei 60 Hz sind es nur 234 Bytes)
210 Bytes sind sichtbar. Das macht im Midres-Modus 840 Pixel, im
Lowres 420 Punkte.
Bei 284 Zeilen sind das dann 284 * 236 Bytes(210 Bytes) = 67024 Bytes
(59640 Bytes).

Eine zweite Sache mu auch noch erwhnt werden, die bei der Lsung mit dem
Composite-Synchron-Signal noch nicht so ganz perfekt ist:

Da die vertikale Austastlcke im Composite Synchron-Signal sehr viel
krzer als im Blank-Signal ist, werden auch schon im vertikalen Strahlen~
rcklauf Pixel ausgegeben. (die DE-Eingnge sind dann durch das Composite
Synchron-Signal schon wieder auf "high" geschaltet)
Diese Pixel sind wiederum durch das Austasten des Blank-Signals nicht
sichtbar.
Dadurch ergibt sich aber ein Offset von 5876 Bytes, so da in den Adressen
FF8201 und FF8203 (Bildschirmspeicheranfang) eine, um diese 5876 Bytes
verringerte Anfangsadresse, geschrieben werden mu.
Dabei setzt man mit diesen 2 Adressen allerdings den Bildschirmspeicher
nur auf eine 256 Bytes genaue Anfangsadresse ( nur High- und Mid-Byte kann
im Video.bas-Register gesetzt werden), die Feinpositionierung geschieht
dann im Overscan.PRG.

Eine bersicht ber die Overscan-Bildschirmspeicher-Aufteilung, wie sie
durch das neue Composite-Sync-Signal erzeugt wird, zeigt Bild 7.

Man htte sich allerdings auch mit Hilfe einiger Flip-Flops und Zhler~
bausteine ein besseres Signal, als das Composite-Synchron-Signal als neues
DE-Signal zusammen setzen knnen, dann wre der Umbau aber gleich viel
komplizierter geworden und die Akzeptanz unter den Usern und
Programmierern wre gesunken.
Denn statt dem Einbau eines einfachen Umschalters, htte nun eine Platine
bestckt und eingebaut werden mssen. Ferner wre das auch mit einigen
Mehrkosten verbunden gewesen.

Auerdem sehe ich die Anwendung sowieso eher in solchen erweiterten
Programmen, wie z.B. der Cyber-Studio-Serie, die ihre eigenen schnellen
Zeichenroutinen besitzen,so da es nun mit dem CAD-3D-PRG und einem
angepaten Cyberpaint mglich wre, Objekte wie beim Amiga ber den ganzen
Bildschirm fliegen zu lassen.
Mit diesen schon jetzt sehr fhigen Programmen, knnte man dann richtig
professionell aussehende Computeranimationen erstellen. (ohne strenden
Rand)

Hiermit seien also Tom Hudson und Jim Kent aufgerufen, ihre tollen
Programme mglichst schnell an den neuen Overscan-Modus anzupassen.

Wre dann noch ein Zusatzprogramm vorhanden, das Deltaanimationen
kontinuierlich von einer Harddisk in Realtime nachladen und gleichzeitig
abspielen wrde, dann ist es nicht schwer, sich vorzustellen, was fr
eindrucksvolle Filme man z.B. mit einer 100 MByte Harddisk realisieren
knnte !
Wre das Animationsprogramm dann noch ber Midi-Clock und Song-Position-
Pointer mit einem Musiksequenzer (z.B. einem zweiten Atari ST)
synchronisierbar, dann stnde einer Realtime-Multimedia-Show nichts
mehr im Wege.


Hier sollen nun noch ein paar grundstzliche Bemerkungen
ber den Unterschied von 50 und 60 Hertz Betrieb im neuen Overscan-Modus
erfolgen :
Die Hardwarenderung mit dem Composite-Synchron-Signal lt auch einen 60
Hertz Betrieb zu, allerdings keine GEM-SHELL, da 234 Bytes pro Fernsehzei~
le nicht ganzzahlig durch 4 teilbar ist. Man kann sich aber seine eigenen
Applikationen programmieren , die dann die Farbpaletten in jeder Zeile
richtig setzen und somit z.B. auch ein Konvertierungs-Programm von
Overscan-Bildern von 50 auf 60 Hertz schreiben.
Im Augenblick ist das Overscan.PRG nur auf 50 Hertz-Betrieb
im Farbmodus eingestellt.
Das hat folgenden Grund : Im 60 Hertz Betrieb werden vom Atari im Overscan-
Modus hardwarebedingt nur 238 sichtbare Zeilen dargestellt und 25 Zeilen
im Bildrcklauf ausgetastet. Das ergibt dann die 263 Zeilen fr ein
Halbbild im NTSC-System (amerikanische Fernsehnorm).
Auerdem stimmt die dargestellte Bytezahl in einer Fernsehzeile nicht mit
dem 50 Hertz-Modus berein (statt 236 Bytes nur 234), so da das Desktop~
bild wegen der dann nicht mehr bereinanderliegenden Bitplanes
verzerrt dargestellt wrde.
hnlich ist es auch bei dem Farbmalprogramm "Spectrum 512", dessen 60
Hertz-Version mit 50 Hz betrachtet auch nur "Pixel-Mll" auf den Bild~
schirm bringt.

Die Hardwarenderung mit dem Composite-Synchron-Signal lt bei 60 Hertz
Betrieb dann allerdings keine GEM-SHELL zu, da 234 Bytes pro Fernsehzeile
nicht ganzzahlig durch 4 teilbar sind. Man kann sich aber seine eigenen
Applikationen programmieren , die bei 60 Hertz dann die Farbpaletten in
jeder Zeile richtig setzen und kann sich somit z.B. auch ein
Konvertierungs-Programm schreiben, das die Overscan-Bilder von
50 auf 60 Hertz umrechnet.


Hier in Europa nehmen ja die Videorecorder auch nur Bilder im 50 Hertz
Betrieb auf, so da fr uns eigentlich erst einmal der 50 Hertz Betrieb
ausschlaggebend ist.

Allerdings wird sich genau wie beim Amiga, die Situation einstellen , da
Programme in 2 verschiedenen Versionen erscheinen werden, eine "PAL"- und
eine "NTSC"- Version.
Im PAL-Mode hat man dann 46 sichtbare Zeilen mehr fr die Bilder, mu aber
mit der Flimmerei des 50 Hertz-Betriebes kmpfen !

Es kann nur gehofft werden, da sich die europischen Vorschlge des
Eureka-High-Definition-TVs nicht durchsetzen werden, beim zuknftigen
hochauflsenden Fernsehen auch wieder 50 Hertz-Bildfrequenz einzufhren,
denn wer schon einmal lnger im 50 Hertz-Betrieb im Farbmodus programmiert
hat, wei ein Lied ber die rechteckigen Augen zu singen.
60 Hertz Bildwechselfrequenz sind einfach viel ruhiger.
Wird aber doch HDTV wieder mit 50 Hertz bei uns eingefhrt, so werden sich
die zuknftigen Farbgrafikcomputer auch wieder daran halten mssen,um z.B.
Grafikanimationen auf HDTV-Video aufnehmen zu knnen. So hat man beim
Programmieren wieder das Flackern vor den Augen !
Da aber eine neue Fernsehnorm bestimmt ber 20 Jahre bestehen bleibt, kann
man nur hoffen, da das nicht passieren wird !
Bei einer einheitlichen Weltfernsehnorm mit 60 Hertz Bildfrequenz knnte
man endlich auch einmal Videocassetten mit Freunden z.B. aus der USA aus~
tauschen, ohne die umstndliche und mit immensen Kosten verbundene Normen~
konvertierung.
(was beim Telefon (die einheitliche Norm) geschafft wurde, mte doch auch
beim Fernsehen gehen)

Technisch gesehen und ohne finanzielle Mehrkosten ist der 60 Hertz Betrieb
auch bei uns in Europa berhaupt kein Problem mehr, denn die meisten
bestehenden Fernseher lassen sich z.B. ber die Scart-Buchse als bergangs~
lsung auch einwandfrei mit 60 Hertz Bildfrequenz betreiben, wie man es ja
mit Hilfe des Ataris ganz leicht zeigen kann !
Anscheinend haben das aber die Eureka_HDTV-Freaks noch nicht so ganz
mitbekommen.

            Overscan- (Hyperscreen-) Betrieb im Monochrome Modus

Wenn man im S/W-Modus bei umgelegtem Overscan-Schalter den Rechner ein~
schaltet, fallen einem sofort zuerst die weien Rcklaufstrahlen des SM
124 Monitors auf, die auer dem "Pixelmll" des Datenbusses (siehe oben)
auf dem Display  zu sehen sind.
Das liegt daran, da im S/W-Modus der SM124 Monitor kein Blank-Signal
geliefert bekommt, so da der ST sonst normalerweise selber durch ein
geeignetes Puls-Pausen-Verhltnis des DE-Signals fr die dunkle Austastung
des Rcklaufs des Elektronenstrahls sorgt.
Weil wir das aber gendert haben, sieht man nun aber auch die horizontalen
und vertikalen Rcklaufstrahlen.
Ende September 1988, als wir die erste Farbversion vom Overscan-Modus ent~
wickelten, dachten wir, da mit dem Composite Sync Signal als DE-Signal
Ersatz der S/W-Modus nicht erweitert werden knne und wir begngten uns
mit der Farbversion.
Dann kam mir aber auf einmal Anfang Januar 1989 die Idee, einfach mal den
ganzen Bildschirmspeicherbereich auf Hex FF zu setzen: Und siehe da, der
ganze Bildschirm war schwarz, es waren auch keine Rcklaufstrahlen mehr
zu sehen !!!
Man konnte also durch auf $FF- Setzen der angezeigten Bytes, die schon im
Rcklauf-Strahl saen, diesen Teil der angezeigten Pixel "unsichtbar"
machen!
Mit diesem Trick konnte nun die eigentliche Hardwareausgabe von 800*500
Pixel durch das Composite Sync Signal, die der SM124 nicht verkraftet und
deshalb die Rnder als weie sichtbare Rcklaufstrahlen "klappt" und an~
zeigt, durch softwaremige Verkleinerung unterdrckt werden !
Durch das Installationsmen vom Overscan.PRG (ab Version 1.5) hat sich ge~
zeigt, da ein guter werksmig eingestellter SM124 ca. 688*480 Pixel auf
diese Weise anzeigen kann.
Im Augenblick arbeite ich gerade daran, die Zeilenablenkung des SM124 in~
tern zu ndern, so da vielleicht doch noch die vollen 800 Pixel in einer
Zeile dargestellt werden knnen.

Damit bestnde dann auch die Mglichkeit, die volle "Hercules"-Auflsung
von 720 Pixeln in einer Zeile mit einem MS-DOS-Emulator darzustellen !!!

Dies kann jetzt schon (ohne Umbau !) z.B. ein NEC Multisync darstellen, so
da mit dem Installationsmen im Overscan.PRG (ab Version 1.5) bei diesem
Monitor 732 Pixel in einer Zeile ohne "Umklappen" eingestellt werden
knnen.

Die genaue Erklrung der neuen Bildschirm-Speicheraufteilung vom S/W-
Overscan-Mode entnehmen Sie bitte dem OVERSCAN.DOC-File .


Also Leute,  `ran an die Ltkolben und den Umschalter und
beim 520STM den Sync-ver-Und-er eingebaut, dann das Overscan.PRG gebootet
und Ihr knnt dann Euren Datenmll auch ganz rechts unten in der Fernseh~
schirmecke in den Papierkorb werfen oder vorerst mit dem Zeichenprogramm
Doodle, Easydraw oder GEM Paint Bilder ber den ganzen Screen malen !

Literatur :

          1. Schaltplan Atari 520 ST
          2. Data Becker: Atari ST Intern
          3. Technische Mitteilungen: Hardwareinformation Nr. 4
             Steckerbelegung der Monitorausgnge (Composite Sync-
             Nachrstung) ; Atari Corp., Raunheim
          4."Auer Rand und Band mit Hyperscreen", gekrzter Abdruck meines
             Artikels im Mai und Juni 1989 Heft vom ST68000-Magazin, Markt
             und Technik Verlag


Berlin, den 30.6.1989 (C) COPYRIGHT 1988,1989 und 1990 by Stefan Hartmann
