Sprinter-SDCC/applications/PoP/docs/palette_plan.md

# План: консолидация работы с палитрами + переход уровня через fade

Статус: **этапы A и B реализованы; визуальная приёмка полного маршрута ещё
идёт** (2026-08-24). Палитры выделены в bank 10, а renderer cutscene/intro —
в bank 11, чтобы не переполнять bank 9 оболочки.
Обсуждение велось вокруг `roomtest/` (банк 9 — оболочка, fade из `pop_ui.c`).

---

## 1. Текущее состояние: карта палитры

Палитра Sprinter — 256 записей по 4 байта (B, G, R, 0) = 1 КБ на страницу.
У страниц дабл-буфера ДВЕ раздельные палитры (`gfx_pal_load(0,…)` и
`gfx_pal_load(1,…)` — почти всегда парой). BIOS читает буферы только из
#4000–#BFFF: банковую rodata напрямую отдавать нельзя (копия в стек/W2),
см. грабли `pop_guard_set_palette` и `bg_load_tile_pal`.

### 1.1 Игровая палитра `KID\kid.pal` — раскладка слотов

Собирается `toolchain/pop_pack_kid.py build_palette()`, грузится одним
`gfx_pal_fload` (перезаписывает все 256 записей). Атласы запекались под эти
индексы — менять раскладку нельзя без перепаковки ассетов.

| Слоты | Назначение | Источник | Динамика |
|---|---|---|---|
| 0x00 | Цвет фона + **вспышка молнии** (подмена записи 0, `flash_bg` ← do_flash/set_bg_attr SDLPoP) | — | меняется в игре |
| 0x01–0x2F | Не закреплены (нули) | — | свободно |
| 0x30–0x3F | VGA16 — базовые 16 цветов для mono-блитов: пламя факелов, пузырьки зелья (+12 красный «лечение», +10 зелёный, +9 синий), кровь чомпера (12), дворцовая кладка mono (+6) | `VGA16[]` | статично |
| ↳ 0x37–0x3F | Поддиапазон **UI**: текст/рамка меню; единственное, что `keep_ui` не затемняет (`MENU_BORDER`=0x37) | — | — |
| 0x40–0x4F | chtab_1 пламя/зелья (`POT_PAL_BASE`) | VDUNGEON res150.pal | статично |
| 0x50–0x5F | **ENV фон тайлсета** (`POP_PAL_ENV`) | res200.pal набора | **меняется при смене тайлсета** |
| 0x60–0x6F | **WALL тайлсета** (`POP_PAL_WALL`) | res360.pal набора | **меняется при смене тайлсета** |
| 0x70–0x7F | Kid (`PAL_BASE`) | KID res400.pal | статично |
| 0x80–0x8F | Меч chtab_0 (`SWORD_PAL_BASE`) | POT res700.pal | статично |
| 0x90–0x9F | Страж chtab_5 (`GUARD_PAL_BASE`) | res10.bin guard_palettes | **меняется по КОМНАТАМ** |
| 0xA0–0xAF | Тень (`POP_SHADOW_PAL_BASE`) | RGB-сетка pop_pack_shadow.py | статично |
| 0xB0–0xFF | Свободны (5 слотов) | — | — |

Итого динамических зон три: запись 0 (молния), env+wall (тип здания),
стражи (per-room). Всё остальное одинаково всю игру.

### 1.2 Полноэкранные палитры заставок

Каждая перезаписывает ВСЕ 256 записей:

| Файл | Где используется |
|---|---|
| `KID\kid.pal` (+ fallback `a:\kid.pal`) | BOOT и возврат в игру после заставок |
| `TITLE\title.pal` | экран TITLE |
| `PV\story.pal` | INTRO и HALL_OF_FAME (одна палитра на обе фазы) |

### 1.3 Тайлсеты: подземелье ↔ дворец

Оба набора используют ОДНИ И ТЕ ЖЕ слоты 0x50–0x5F/0x60–0x6F, заполняя их
разными цветами (атласы обоих наборов запекались под эти индексы).
Переключение = загрузка 64 байт (32 записи env+wall) в обе страницы
(`bg_load_tile_pal`); остальные 224 записи не трогаются.

Какие уровни дворец — `tbl_level_type` (`pop_level_cold.c:44`):
**4, 5, 6, 10, 11, 14**; остальные подземелье.

Палитра дворца `pal_tile.pal` (расшифровка, формат записи B,G,R):

ENV 0x50–0x5F (пол, ковры, факелы, ворота, пики, арки):

| Слот | RGB | | Слот | RGB |
|---|---|---|---|---|
| 50 | 0,0,0 чёрный | | 58 | 202,190,178 серо-бежевый |
| 51 | 121,89,60 коричневый | | 59 | 153,133,129 серо-лиловый |
| 52 | 161,121,76 светло-коричневый | | 5A | 76,64,56 тёмный серо-бурый |
| 53 | 194,149,89 песочный | | 5B | 153,97,89 кирпично-красный |
| 54 | 230,178,113 яркий песок | | 5C | 137,80,72 тёмный кирпич |
| 55 | 246,202,125 кремовый | | 5D | 48,125,125 бирюзовый |
| 56 | 255,234,170 бледно-кремовый | | 5E | 12,56,89 тёмно-синий |
| 57 | 255,255,255 белый | | 5F | 202,56,28 красно-оранжевый |

WALL 0x60–0x6F (вся палитра песочная): 61=(218,170,89), 62=(226,165,93),
63=(226,170,97), 64=(218,161,85), 65=белый, 66=(226,165,93), 67=(218,165,89),
68=(226,170,89), 69=(218,170,97), 6A=(255,210,137), 6B=(255,218,149),
6C=(255,210,137), 6D=(255,218,145), 6E=(194,153,80 тёмный песок),
6F=(238,186,117).

Чем рисуется во дворце:
- **Тело стены — НЕ спрайты**, а сплошные заливки; цвет разыгрывается на
  комнату prandom'ом (`gen_palace_wall_colors`, `pop_bg.c:140`, порт
  seg000:1942): подряды 1 и 3 берут случайный из 0x61–0x64, подряды 0 и 2 —
  из 0x66–0x69; соседи по горизонтали не повторяются.
- Декор стен id 3–17 — mono-силуэт цветом VGA16+6 (0x36).
- Верх дверных проёмов дворца — спец-id 78–84 + полоса 145 («полоса под
  окнами», pop_room.c:478).
- Остальное (пол, ковры, порталы-факелы, ворота, пики) — env-куски
  pal_env*.atl с ENV-таблицей выше.

### 1.4 Стражи (0x90–0x9F)

Цвет задаётся на КОМНАТУ (`level.guards_color[room-1]`), при входе в
комнату зовётся `pop_guard_set_palette(color)` ДО отрисовки (слоты общие
на экран — смена посреди кадра дала бы стража в новой палитре с полосой HP
в старой). Только для обычных стражей (`tbl_guard_type == 0`): скелет и
Джафар имеют собственную палитру, зашитую в kid.pal; им зовётся с color=0
(не трогать — иначе Джафар на ур.13 покрасился бы в цвет стража своей
комнаты). Внутри одного уровня слоты могут перезаписываться многократно.

## 2. Текущее состояние: механика fade

### 2.1 Наша реализация (`pop_ui.c`, банк 9)

- `pop_ui_palette_snapshot()` — снимок всех 256 записей через
  `gfx_pal_get` по 4 чанкам × 64; хранится в хвосте страницы шрифта
  FONT.ATL ([0x3C00,0x4000)), map/unmap W0. Требует `font_ready`.
- `pop_ui_palette_dim(step, keep_ui)` — готовит ОБЕ экранные палитры из
  снимка. Шкала без умножений (только сдвиги):

| Шаг | Формула на канал | Яркость |
|---|---|---|
| 0 | x | оригинал |
| 1 | `(x>>1)+(x>>2)` | ≈3/4 |
| 2 | `x>>1` | 1/2 |
| 3 | `x>>2` | 1/4 |
| 4 | 0 | чёрный |

  `keep_ui` пропускает 0x37–0x3F (меню остаётся ярким).
- `pop_ui_fade_out/in(steps)` — проигрывание ступеней за `steps` кадров
  vsync (`step = i*4/steps`, целочисленно): steps=4 — канонический (по кадру
  на ступень), steps<4 — перескакивает ступени, steps>4 — повторяет (плавнее),
  steps=0 у fade_in — мгновенный restore.
- Контракт map/unmap: обращения к EMM/W0 и BIOS-палитре строго после unmap.

Стоимость одного dim ≈ 15–25 тыс. тактов (~4–7 мс при 3.5 МГц) —
укладывается в кадр vsync, на практике лагов нет.

### 2.2 Как сделано в SDLPoP (seg009.c, USE_FADE/gmMcgaVga)

- fade_out: каждый кадр КАЖДЫЙ ненулевой канал каждой записи −1; до нуля.
- fade_in: `fade_pos` от 0x40 вниз; канал +1, пока меньше оригинала.
- Уровней затемнения до 63–64 (VGA-канал 6 бит), полный фейд ~63 кадра ×
  wait_time=2 тика — медленно и кинематографично.
- `which_rows` — битовая маска групп по 16 записей: можно фейдить часть
  палитры (в оригинале используется).
- По завершении принудительно восстанавливается оригинал; после out экран
  заливается чёрным.

Это осознанное расхождение (скорость/такты vs плавность) — ЗАПИСАТЬ в
`docs/impl_diff.md` (сейчас записи нет).

## 3. Зафиксированные решения

1. **Ступени затемнения: остаются 4.** Вариант 8 ступеней той же сдвиговой
   техникой — рассмотреть отдельно, сейчас не внедрять.
2. **Предрасчёт fade-вариантов палитры отклонён.** Аргументы: чтение файла
   с диска на порядок дороже вычисления; 3–7 КБ постоянной RAM при
   MEMORY=small непозволительны; предрасчёт привязан к конкретным палитрам,
   а снимок работает с любой текущей автоматически; keep_ui удвоил бы набор.
3. **Считать на лету**, хранить один снимок (уже есть, бесплатно в хвосте
   страницы шрифта).
4. **Буферы на стеке**, не статика (W1/W2 мало) и не 1 КБ: обнулить 64/256
   байт дешевле, чем держать килобайт резидентно.
5. **Контракт `gfx_pal_load(pal, start, count, data)`**: count — число
   СЛОТОВ, буфер обязан быть `count*4` байт; count=0 означает «все 256».
6. **Leaf-applеры остаются на месте** (`pop_bg_pal_apply` — банк 7 со своими
   таблицами, `pop_shadow_pal_apply`, `pop_guard_set_palette`): банковая
   rodata чужого банка не видна, перенос сломал бы доступ к данным.
7. **Молния (`flash_bg` в roomtest.c) не переносится** — игровой эффект
   записи 0; после вспышки восстановление записи 0 из снимка ложится на API.
8. Модель состояния: разделены «какая палитра логически загружена» (load_*)
   и «с какой яркостью показана» (apply/fade). Любой load_* обновляет снимок;
   apply/fade показывает его с нужной глубиной. Это позволяет грузить новую
   палитру «в темноте» (экран остаётся чёрным, пока не позвали apply/fade_in).

## 4. Целевой API `pop_pal.c/.h` (банк 9)

```c
/* сброс */
void pop_pal_black(void) __banked;
/* все 256 записей ОБЕИХ страниц = 0. Стековый buf[256], обнуление циклом,
 * 8 вызовов gfx_pal_load (4 чанка × 2 страницы, паттерн как в dim).
 * Зовётся СРАЗУ ПОСЛЕ initgraph в pop_boot (раньше нельзя — нет гарантий
 * состояния графического режима): закрывает кейс «мусор/палитра предыдущей
 * программы при включении графики». СНИМОК НЕ ТРОГАЕТ (контракт:
 * чёрный экран без изменения логической палитры). */

/* загрузка (пишет полную палитру в обе страницы + refresh снимка;
 * видимую яркость НЕ трогают — экран меняется только по apply/fade) */
void pop_pal_file_load(const char *name) __banked;
/* gfx_pal_fload + fallback "a:\" + gfx_pal_sync (fallback сегодня
 * скопирован в каждом из ~6 мест вызова) */

void pop_pal_game_load(void) __banked;
/* file_load("KID\kid.pal") + pop_bg_pal_apply + pop_shadow_pal_apply.
 * Сегодня тройка скопирована 3 раза (roomtest_cold ~958, pop_title ~88,
 * pop_intro ~183). Единое место инварианта «kid.pal затирает слоты
 * тайлсета 0x50..0x6F и тени 0xA0..0xAF». */

void pop_pal_level_load(uint8_t full) __banked;
/* палитра уровня: kid.pal/shadow + tileset 0x50..0x6F если набор сменился
 * (сравнение через pop_level_type()). full=1 — ПРИНУДИТЕЛЬНО перечитать
 * kid.pal/shadow (один экспорт с флагом, не две функции — меньше банковых
 * точек входа). СТРАЖЕЙ (0x90..0x9F) НЕ включает: это компетенция входа
 * в комнату (pop_guard_set_palette до первого draw). */

void pop_pal_story_load(void) __banked;   /* PV\story.pal (INTRO и HOF — файл один, функция одна) */
void pop_pal_title_load(void) __banked;   /* TITLE\title.pal */

/* отображение */
void pop_pal_snapshot(void) __banked;      /* переезд из pop_ui, тело то же */
void pop_pal_apply(uint8_t fade) __banked; /* = dim(fade, 0), 0..4 */
void pop_pal_fade_in(uint8_t steps) __banked;   /* переезд из pop_ui */
void pop_pal_fade_out(uint8_t steps) __banked;

/* меню продолжает звать низкоуровневый dim(step, keep_ui=1) — отдельный
 * тонкий экспорт, чтобы не тащить флаг в горячий apply. Старые имена
 * pop_ui_palette_* / pop_ui_fade_* УДАЛЯЮТСЯ (без алиасов — меньше
 * экспорта банка). */
```

Соответствие старое→новое: snapshot→snapshot, restore→apply(0),
fade_out/in→fade_out/in, тройка kid.pal×3→game_load, fload+fallback+sync×6→file_load.

## 5. Этап A: рефакторинг — выполнен (2026-08-24)

1. Создан `roomtest/pop_pal.c/.h` в **bank 10**, добавлен в Makefile.
   Он владеет политикой `load logical palette → snapshot → apply brightness`.
   Низкоуровневые snapshot/dim/fade остаются физически в `pop_ui.c`: там
   владелец страницы FONT.ATL, где лежит снимок; наружу они доступны только
   через `pop_pal`.
2. Заменены call-sites:
   - `roomtest_cold.c` ~958: black → game_load вместо тройки;
   - `pop_title.c` title_restore_game_palette → game_load; загрузка title.pal → title_load;
   - `pop_intro.c` intro_load/intro_restore → story_load/game_load;
   - `pop_hof.c` (2 × story.pal) → story_load;
   - `pop_menu.c`: fade/dim → новые имена (dim с keep_ui — низкоуровневый экспорт);
   - `roomtest.c` demo-start (snapshot+dim(4,0)+fade_in(4)) → новый API.
3. Старые вызовы не остаются в коде приложения; внутренние функции `pop_ui`
   сохранены как реализации одного владельца памяти снимка.
4. Сборка и host-тесты пройдены. `make size-check` неприменим: меняется
   приложение, а не libc/libbgi.
5. MAME smoke-тест полного цикла смен палитр: boot → title (title.pal +
   fade) → intro (story/kid) → demo fade-in → игра → HOF (story.pal).
   Проверить: отсутствие мусора при включении графики (эффект black),
   меню с keep_ui остаётся ярким при затемнении, молния (запись 0)
   восстанавливается.

## 6. Этап B: переход уровня через fade — реализован, ждёт визуальной приёмки

Сценарий (обсуждён, детали уточнить по SDLPoP перед реализацией — как
оригинал делает смену уровня, есть ли там fade в DOS-версии):

```
fade_out                      // последний кадр уровня N темнеет
рисуем комнату 1 уровня N+1   // во ВТОРУЮ страницу, в темноте
pop_pal_level_load(full=0)    // новая палитра: железо+снимок обновлены,
                              // экран всё ещё чёрный
флип + копия второй страницы обратно в первую
fade_in                       // = анимированный apply 3→2→1→0
```

Экономия: реально переезжают только 32 записи (env/wall) при смене набора
dungeon↔palace; guards_color обновит вход в комнату. Kid/shadow не меняются
— потому full=0.

Реализация находится в `roomtest.c` / `roomtest_cold.c`: последний кадр
уровня N темнеет, `pop_level_switch()` подготавливает первый кадр N+1 и
обновляет логический источник через `pop_pal_level_load(1)`, затем главный
цикл показывает кадр только через fade-in.  Восемь ступеней и отдельная
анимация смерти не входят в этот этап.

**Этап B закрывает два открытых бага** (разборы — `roomtest/BUGS_OPEN.md`):
- [PAL-L1-AFTER-INTRO] — вход в игру на уровень 1 после интро с чёрным
  экраном (маршрут demo_new_game; корень не установлен, воспроизведение
  нестабильно);
- [PAL-DUNGEON-STALE] — переход 3→4 оставляет подземную палитру (корень
  ясен: fade_in восстанавливает из снимка, снятого ДО загрузки тайлсета
  дворца; быстрый фикс `fade_in_pending` 2026-08-23 сам же и проявляет этот
  дефект модели).

Быстрый фикс 2026-08-23 (маршрут CUTSCENE → LEVEL_LOAD → PLAYING,
`fade_in_pending` + `pop_ui_fade_in(4)` после `pop_level_switch`) закрыл
чёрный экран на переходах с pre-cutscene внутри подземелья (1→2), но модель
«кто и когда меняет яркость» остаётся разношёрстной — её и приводит в
порядок этап B.

## 7. Этап C: документирование

- Запись в `docs/impl_diff.md`: наши 4 ступени vs SDLPoP ~64 (что делает
  оригинал, что делаем мы — сдвиговая шкала ради тактов, чем платим —
  грубее градации, что проверять при регрессе).
- После этапа B — дополнить запись про сам переход.

## 8. Не трогаем

- Молнию (`flash_bg`, roomtest.c) — включая обход SDCC-бага
  `gfx_pal_set(0,0,0,0,0)` → ручные `gfx_pal_set(0/1, 0, r,g,b)`;
- leaf-applеры: `pop_bg_pal_apply` (банк 7), `pop_shadow_pal_apply`,
  `pop_guard_set_palette` (данные своих модулей);
- хранилище снимка в хвосте страницы шрифта FONT.ATL (бесплатное место,
  guard `font_ready`);
- раскладку слотов 0x00–0xAF (зафиксирована атласами).