ＢＡＳＩＣで多階調表示をしよう

　では、次のプログラムを入力してください。

10 CLS 20 LOCATE 0,0:PRINT "* *" 30 LOCATE 0,0:PRINT "** " 40 GOTO 20

　実行すれば分かりますが、画面に３つの「＊（アスタリスク）」が表示されます。一番右の「＊」は普通に表示されていますが、残りの２つは薄く（灰色に）表示されていますね。

　このように２つのグラフィック画面を用意して、２つを交互に表示してやることで中間調の表示が（疑似的に）実現できるのです。２つのグラフィック画面をそれぞれ画面Ａ、画面Ｂとすると次のようになります。

画面Ａ、画面Ｂともに点灯しているドット　・・・・　黒 画面Ａ、画面Ｂともに点灯していないドット・・・・　白 画面Ａ、画面Ｂどちらか点灯しているドット・・・・　灰色

　では、先程のプログラムに次のリストをつけ加えてみてください。

35 FOR I=1 TO 7:NEXT

　今度は、３つの「＊」の中で、先程は同じ濃さだった真ん中と右の「＊」の濃さが違うことに気が付くでしょう。画面Ｂ（３０行）の「＊」は画面Ａの２倍表示しているのでその分だけ濃くなっているのです。

画面Ａ　のみ点灯しているドット　・・・　薄い灰色 画面Ｂ　のみ点灯しているドット　・・・　濃い灰色

※画面Ａのみ点灯しているドットは全体の３分の１の時間点灯していて、画面Ｂのみ点灯しているドットは全体の３分の２の時間点灯しているためである。当然のことながら両方とも点灯しているドットは常に点灯しているので黒のままである。

　これにより４階調を実現するための原理はお分かりでしょうか？
同様に画面Ｂの２倍の時間表示する画面Ｃを用意すれば８階調表示ができ、さらに、その２倍の時間を表示する画面Ｄを用意すれば１６階調も実現できるのです！

　ところが、これには問題があるのです。それは「高速に表示しなければならない」ということです。
　では、どの程度の速度にすればよいかということですが、６０コマ／秒（１秒間に６０回表示を切り替える）を実現できれば言うことはありません。６０コマ／秒というのは最近のアーケードゲームでよく使われていますが、ゲームをやらない人のために別のものに例えると蛍光灯と同じ（ただし中部以東は１秒あたり５０回）なのです。蛍光灯はちらついて見えませんよね。
　はっきり言って６０コマ／秒を実現するためには画面Ａを１秒あたり１８０回表示するだけの速度が要求されるのです。これは言い換えれば１回あたりの表示時間が約5.5m秒なのですが、これは理論上不可能です。ＰＲＩＮＴ文の実行速度は「ＰＲＩＮＴ文の高速化」にも掲載していますが、あの数値にＬＯＣＡＴＥの2.3m秒をプラスしなくてはいけないのです。となると、やはり、適当なところで妥協するしかありません。幸いポケコンのＬＣＤは反応があまりよくありません（笑）ので、２０コマ／秒なら十分、１０コマ／秒程度でもそれほどちらつきを感じずに済むと思います（たぶんね・・・）。そうなると、画面Ａは１秒あたり３０回の表示速度（33m秒）で済むために何とか実現できそうです。

　では、きちんと多階調表示ができるのか実際のプログラムで見てみましょう。まず、ＲＵＮ＊ＡＲＥＡとしてデータ用のエリア確保をしてください。とりあえず、２４×２４ドットのグラフィックで４階調表示を行いますが、データを作るのが面倒な人はＲＵＮ＊ＳＥＴとしてください。自分でデータを作りたい人はＢＦＡＥ６ｈから７２バイト（２４ドット×３ライン）が、画面Ａで、その続きから７２バイトが画面Ｂとなりますので適当なグラフィックをＰＯＫＥ文で書き込んでください。

リスト１

10 CLS 20 *MAIN 30 POKE &BFC93,&80,&FA,&B 40 GOSUB *SUB 50 END 100 *SUB 110 LOCATE 0,0:PRINT "アイウエ" 120 LOCATE 0,0:PRINT "オカキク" 130 LOCATE 0,0:PRINT "ケコサシ" 140 LOCATE 0,0:PRINT "スセソタ" 150 LOCATE 0,0:PRINT "チツテト" 160 LOCATE 0,0:PRINT "ナニヌネ" 170 FOR I=1 TO 25:NEXT 180 IF INKEY$=" " RETURN 190 GOTO *SUB 200 *SET A=255:FOR I=0 TO 11:B=-(I>5)*A:C=A-B:POKE &BFAE6+I*12,A,A,A,B,B,B,C,C,C,0,0,0:NEXT:GOTO 10 210 *AREA POKE &BFE03,&1A,&FD,&B,&80,1,0:CALL &FFFD8

　なお、このプログラムを実行すると多少画面がちらつくものの疑似的に４階調表示が行われていることが分かる（見えない場合はコントラストを調節してね）と思います。なぜ、ちらつくかというと、１秒間に７回程度しか書き換えを行ってないからです。これは先程のボーダーライン（１秒当たり１０回）の３分の２の速度でしかありません。

　このプログラムは速度よりも原理の分かり易さを優先して作られています。１１０〜１３０行が画面Ａ、１４０〜１６０行が画面Ｂに相当します。１０７０行のＦＯＲ文で画面Ｂが画面Ａの２倍の時間表示するように調節しています（実は計算したあときちんと４階調表示に見えるようウエイトは微調整している）。

コラム　ＦＯＲ〜ＮＥＸＴの謎 　実は、ＦＯＲ〜ＮＥＸＴの厳密な実行時間を計算で求めるのはほぼ不可能なのである。なぜなら、同じループ数でも開始値が変われば実行時間がわずかに変わるのである。しかし、もっと厄介な問題もあるのだ。 　何と９９回ループよりも１００回ループの方が速いのである。このようにループ数が増えたら逆に速くなるようではどう考えても単純計算で求めることは無理なのは明白だろう。

　では、リスト１を高速化しましょう。
　なお、下記のリスト２ではの１１０行目に直接入力できない制御文字が使用されています。これを入力するには以下のようにしてください。

ＲＵＮモードにする A$=CHR$29+CHR$29+CHR$29+CHR$29 [RETURN]　　 B$=CHR$31+A$ [RETURN] C$=B$+B$+CHR$30+CHR$30+A$+B$+B$ [RETURN]　　  ＰＲＯＧＲＡＭモードにする Ｃ＄ [RETURN]　[+/-] 行番号その他を挿入する

リスト２

10 CLS :OPEN "SCRN:" FOR OUTPUT AS #1 20 *MAIN 30 POKE &BFC93,&80,&FA,&B 40 GOSUB *SUB 50 END 100 *SUB 110 LOCATE 0,0:PRINT #1,"アイウエ↓←←←←オカキク↓←←←←ケコサシ↑↑←←←←スセソタ↓←←←←チツテト↓←←←←ナニヌネ" 120 IF INKEY$=" " RETURN ELSE *SUB

　実行してもらえたら分かりますが、何とリスト１の３倍の速度を実現しています。ここで、気付いている人もいるかもしれませんが、リスト２の方には速度を調節するＦＯＲ文がありません。なぜかというと、リスト２では画 面Ａを実質１４ｍ秒（ボーダーラインの２倍速！）で表示しているために、ＬＯＣＡＴＥ、ＰＲＩＮＴ＃、ＩＦで十分なウエイトが得られるからです。

　ここまで読んで分かるようにこの多階調表示（もどき？）はＯＰＡＳを使用しなくてもフォント書き換え（＋ＰＲＩＮＴ文高速化＆制御文字使用）で実現できます。なぜ、仕様上ＯＰＡＳに入っているかというと、６４文字制限のためです。グラフィックを複数枚用意しなくてはいけないのでデータ量が多くなりますからね。
　でも、私が言うのも何ですが、はっきり言ってこのルーチンは使い勝手がよくありません（笑）。というのも、表示するリスト１、リスト２を比べてみて分かるように表示速度によってウエイトを調節しなくてはいけないからです。画面Ａを表示するのにかかっている時間を実測で求めるなり、計算で出すなりしなくてはいけません。さらに見た目で微調整も必要です。これは、非常に大変なことです。
　でも、それほどこのルーチンを使用しない（同じ表示エリアのグラフィックしか表示しない）のであれば、それほど問題にはならないとは思います。ちらつきを許容できる最大サイズは４階調で４８×３２ドット、８階調で２４×２４ドットです。正直言って、タイトル画面かイベントのグラフィック程度にしか使用するのは難しい（濃さを保つため常に一定のウエイトを加えないといけないため）常にですが、ぜひ一度使ってみてください。とはいうものの私は使ったことがありませんが（笑）

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