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楽しいフォントいじり!MSXの8pxフォントを簡単にデータ化する方法(2021年版)

【2021.4.26更新】PC(Java)用アプリ「MSX Font Editor」での利用方法を追記しました。
【2021.4.18更新】ファイラー「Multi Mente」での利用方法を追記しました。

 MSXでプログラミングしたことがある人なら誰でも一度は「フォントいじり」をした経験があるのではないでしょうか。VRAMメモリを適当に書き換えるだけでキーボードで入力した画面上の文字の見た目がすぐに変化してゆくため、「何を変えたらどのような結果になるか」を瞬時に知ることができる、プログラミング学習にはもってこいの遊びでした。

https://p.gigamix.jp/devmsx/cg/8pxfont-title.png

 ただ、フォントをデータ化するにはちょっとした知識と手間が必要です。昔はMSXの実機上でポチポチとドット絵を描いていたものですが、すでに令和の時代に入っているので、今回はWindows PCを効率よく活用したフォントデータの作成方法を模索します。

MSX向けのフォントデータとは

 MSXにおいて通称的に用いるフォントデータとは、VRAMの「パターンジェネレータ・テーブル」へ転送するためのデータ群です。

https://p.gigamix.jp/devmsx/cg/8pxfont-patterngenerator-table-1.png

 MSXの1文字は8×8ピクセル(px)です。立っているビットが色の付く点と見立て、横1例に8px(=8bit)で、1バイト。これが8行分あるので、1文字8バイトを消費します。

https://p.gigamix.jp/devmsx/cg/8pxfont-patterngenerator-table-2.png

 パターンジェネレータ・テーブルは文字コード0から255まで順に8バイト単位で格納されます。合計256文字分あるので、テーブルの全容量は8×256=2048バイト(=2KBytes)です。

 パターンジェネレータ・テーブルのアドレスは、利用するVDPモード(SCREENモード)によって可変します。SCREEN1・2の場合は0000hから07FFhの2KBytesです。

フォント作成までの手順

各種画像編集アプリでフォントをデザインする

 PCの各種画像編集アプリにて、以下の条件に準じてビットマップ画像を作成します。

https://p.gigamix.jp/devmsx/cg/8pxfont-msxfontset.png

  • 解像度は 256×64px の矩形領域。
  • 文字コード0から255までの文字デザインを左上から右に向かって順に並べます。右端までいったら改行して左端から並べます。8pxフォントなので、1行32文字並べられます。
  • 画像内で使用する色数は2色のみに限定しておくのがおすすめです。
  • デザインする文字は白(#ffffff)、背景は黒(#000000)に固定しておくのがおすすめです。
  • 文字コード00h(Null)・7Fh(DEL)・FFh(カーソル)など、入力できない・表示できない文字コードに対してもデザイン領域(8×8px)を充てる必要があります。通常は空白を入れておきます。

 画像を作成するアプリは使いやすいものならなんでも良いと思います。ちなみに筆者(nf_ban)はAdobe Photoshop および Aseprite を使用しています。

変換用の画像データを作成する

 画像の編集が完成したら、最終的には以下の条件に準じて「変換用の画像」を作成します。

  • 保存する画像フォーマットは「BMP形式」。
  • 色深度は「モノクロ 2階調」(「モノクロ ビットマップ」「1bit BMP」「2色 BMP」と呼ばれることもあります)
  • データ圧縮オプションがある場合は「なし(無圧縮)」を選択。
  • 作成する画像のファイルネームは半角大文字英数字のみで構成するDOS用の「8.3形式」を強くおすすめします

https://p.gigamix.jp/devmsx/cg/8pxfont-mspaint.png

 上記のデータ形式は、Windowsの標準アクセサリの一つ「ペイント」で作成できます。BMP画像の保存時に「モノクロ ビットマップ」を選択します。

https://p.gigamix.jp/devmsx/cg/8pxfont-xe_256x64_1bit.png

 原寸(256×64px)サイズです。2021年の基準ですとなかなかの狭さですね…

MSXで変換プログラムを実行する

 Webブラウザを開き、以下のURLへアクセスします。

https://webmsx.org/?MACHINE=MSXTRJ&SPEED=800&DISKA_URL=https://www.gigamix.jp/ds2/download/ds2ank_bmp2fnt.dsk

webmsx.org

 仮想MSXが起動し、プログラムが実行されます。「Insert Disk/File for Drive:A」と表示されるとプログラムが一時停止します。この状態で、「変換用のBMPファイル」をフロッピーディスクアイコン(Drive:A)の「FILES」へドラッグアンドドロップしてください。

https://p.gigamix.jp/devmsx/cg/8pxfont-insert-webmsx-1.png

 仮想DriveAにBMPファイルが入ると、次のBMPファイル一覧表示(FILES "*.BMP")にてドロップしたBMPファイルが見えていることを確認しくください。

https://p.gigamix.jp/devmsx/cg/8pxfont-insert-webmsx-2.png

 MSXの画面内でファイルネームを指定するとデータ変換が行われ、拡張子 .FNT のフォントデータファイル(容量 2055バイト)が作成されます。

https://p.gigamix.jp/devmsx/cg/8pxfont-insert-webmsx-4.png

 作成されたフォントデータファイルは仮想DriveAのディスクイメージに格納されています。黄色いフロッピーディスクのアイコンから「Save Disk Image」をクリックするとディスクイメージファイルをローカルPCへダウンロードできますので、ディスクイメージファイルの中を開いてフォントデータファイルを取り出してください。

フォントが白黒反転した場合の対処方法

 画像作成のアプリケーションによっては、変換後のフォントが白黒反転している場合があります。

https://p.gigamix.jp/devmsx/cg/8pxfont-insert-webmsx-3.png

 当サイトで提供する変換ツールでは、文字色は白・背景色は黒として扱いますので、場合によっては白黒反転処理が必要です。白黒反転したフォントに対して「Invert it?」の質問に「Y」キーを押すと再反転処理を行い、フォントを修正します。

Indeed photoshop format uses an inverted palette both in bitmap and indexed color mode 👍 — Jon Cortázar (@Jon_Cortazar) 2021年4月13日

 私が使用するアプリ「Adobe Photoshop」ではモノクロ2階調のBMP形式がビット反転していました

生成したフォントの表示確認

 以下のBASICプログラムを実行します。(Ctrl+STOPで確認終了)

1 COLOR 15,0,0:SCREEN 1
2 BLOAD "<フォントデータファイル名>",S
3 FOR I=0 TO 255
4  VPOKE &H1800+I,I
5 NEXT
6 GOTO 6

そのほかの作成方法

MSX Font Editor」を用いる方法

 PC上でMSXの8pxフォントを直接作れる「MSX Font Editor」というアプリがあります。

Marcelo Teixeira Silveira (MarsMSX) did it again! 😎 He just updated his

 「MSX Font Editor」についての詳しい情報とダウンロードは以下のWebページをご覧ください。なお、アプリの起動にはJavaのインストールが必要です。 marmsx.msxall.com

PC上でMSXの8pxフォントを直接作れる「MSX Font Editor」というアプリが便利そうで昨夜からレビュー中なのだけれど、入出力データのBSAVEヘッダが開始9200h・終了99FFhなのはどういう用途なのか想像つかなくて…何かの需要があるのかな?俺はバイナリエディタで開始0000hに変えてしまうけどね… https://t.co/s5U1kVE5O6 pic.twitter.com/KniK5eXfyf — Takashi Kobayashi (@nf_ban) 2021年4月26日

 既存の8pxフォントデータファイルがインポート可能(1文字8バイトで256文字分・2048バイトまで)。データファイルのBSAVEヘッダがあっても無くても読めます。デフォルトの拡張子は *.ALF ですが、「ファイル名.FNT」というように自分で記入すればアクセスできます。

 注意点としては、出力されるフォントデータファイルのBSAVEヘッダが開始9200h・終了99FFhで固定されることです。理想としては開始0000h・終了07FFhのBSAVEヘッダで出力されて欲しいのですが…バイナリエディタを使って各々書き換えてください。

BMP to MSX」を用いる方法

 Windows PC用のMSX向け画像作成・コンバートツール「BMP to MSX」で画像ファイルを開き、SCREEN2用へ変換したBSAVE画像データからフォントデータを作成する方法をご紹介します。

 「BMP to MSX」についての詳しい情報とダウンロードは以下のWebページをご覧ください。 www5d.biglobe.ne.jp

 作成する画像データの仕様は以下の通りです。

  • 解像度は「256×192px」をおすすめします。
  • 利用する色は白黒の2色をおすすめします。
  • ファイルフォーマットはBMP形式(24bit可)ですが、他アプリからBMP to MSXクリップボード(いわゆるコピペ)で貼り付けることもできます。

https://p.gigamix.jp/devmsx/cg/8pxfont-bmp2msx.png

 BMP to MSXにおける変換設定のポイントは以下の通りです。

  • スクリーンモードは「SCREEN 2/4」を選択。
  • ディザパターンは「なし」を選択。
  • 変換の際に使用する色はCOLOR 15(白)とCOLOR 0(黒に見える透明色)の2色に限定しておくことをおすすめします。黒に見えるからと言って実際はCOLOR 1(黒)とCOLOR 0(黒に見える透明色)が混在するようなことが無いように心がけましょう。
  • 「ゼロ化色」にカラー0を設定。
  • 「0番を使わない」のチェックを外す

 変換後の「名前を付けて保存」で、SCREEN2画像データを保存します。保存する画像のファイルネームは半角大文字英数字のみで構成するDOS用の「8.3形式」を強くおすすめします。また、ファイルネームの拡張子は「 .SC2」をおすすめします。

 「BMP to MSX」で変換したSCREEN2画像をMSXのコンソール上でそのまま表示するときれいに変換されているように見えますが、このままではフォントデータを作成したことになりません。以下の修正プログラムを実行するとフォントデータを生成できます。

1 COLOR 15,0,0:SCREEN 2
2 BLOAD "<画像ファイル名>",S
3 FOR I=0 TO &H7FF
4  VPOKE I,VPEEK(I) XOR ((VPEEK(I+&H2000)=15) AND 255)
5 NEXT
6 BSAVE "<フォントデータファイル名>",0,&H7FF,S
7 END

 「BMP to MSX」で変換した画像は、パターンジェネレータ・テーブルが「白から見たパターンデータ(白でビットを立てる)」または「黒から見たパターンデータ(黒でビットを立てる)」のどちらかで生成されます。データは違うのですが見た目は全く同じです。パターンジェネレータ・テーブルの生成に合わせてVRAMのカラーテーブルもリンクして生成されるからです(「ビットパターンが白・背景が黒(F0h)」と「ビットパターンが黒・背景が白(0Fh)」の2種類)。

 フォントデータとして利用するには「白から見たパターンデータ」に統一する必要があります。

パレットを 0番と15番だけ使うようにして パターンのアドレス + &H2000 の値が &HF0 か &H0F かで判別できます。&H0Fだった場合はパターンを全ビット反転( xor 255)ですね。FORI=0TO&h7FF:VPOKEI,VPEEK(I)XOR((VPEEK(I+&H2000)=15)AND255):NEXT こんな感じでしょうか😅 — HRA! (@thara1129) 2021年4月11日

修正プログラムの適用、成功です。WindowsPCで作成した画像データからMSXのフォントデータ化までの手順がすこぶる簡単になりました!アドバイスをありがとうございました。 pic.twitter.com/E7H5QIvlSp — Takashi Kobayashi (@nf_ban) 2021年4月11日

 プログラムの4行目でVRAMのカラーテーブルが「ビットパターンが黒・背景が白(0Fh)」であるパターンはビット反転させることで「白から見たパターンデータ」に修正しています。そしてプログラムの6行目で「パターンジェネレータ・テーブル」の部分だけをファイル保存しています。カラーテーブルの色情報はフォントデータとしては不要なので無視しています。

MSX実機のみで作成(SCREEN5画像から変換)する

SCREEN2ではなく、SCREEN5へ変換したフォントの画像ファイルからMSXの8pxフォントデータを生成するプログラムがとりあえず完成したっぽい。BASICなので凄く遅いけど、基礎技術はこれでOKかな… pic.twitter.com/vakmRqv3Lk — Takashi Kobayashi (@nf_ban) 2021年4月11日

 参考までに、MSX実機のみでフォントデータを作成する方法を記します。上のサンプルプログラムではSCREEN5用ビットマップ画像(BSAVE形式データ)をフォントデータファイルへ変換しています。

 デザインする文字は白(カラー15)、背景は透明色(カラー0)に固定しておきます。

 もっとも、実機で作るなら最初から各種キャラクタエディタを使用したほうが早いとは思いますが。

こぼれ話

フォントの利用方法

 以下のBASICプログラムを実行します。

1 COLOR 15,0,0:SCREEN 1
2 BLOAD "<フォントデータファイル名>",S

 このプログラムは、単にフォントデータをVRAMのパターンジェネレータ・テーブルへ転送しているだけです。転送するだけでフォントが切り替わります。

 ただし上記の方法は他のスクリーンモードへ変更する(例えば SCREEN1の状態で「SCREEN 0」を実行する)とフォントがリセットされてしまいます。スクリーンモードの変更命令はパターンジェネレータ・テーブルなど各種VRAMの初期化(工場出荷時に戻す)を含むからです。

スクリーンモードを変更してもフォントの利用を維持する方法

予想どおりの手法で、スクリーンモードを変えてもフォントが維持できました。実験成功! pic.twitter.com/vnbjAcnvrk — Takashi Kobayashi (@nf_ban) 2021年4月11日

 デフォルトのフォントデータはメインROMに格納されており、MSXのワークエリアに記載されている「フォントの在り処」がメインROMのアドレスを指しているため、MSXBIOSはスクリーンモードを変更するたびにメインROMに格納されるフォントデータをVRAMのパターンジェネレータ・テーブルへ転送しています。

 スクリーンモードを変更しても自作フォントデータを維持するためには、RAMにフォントデータを配置したうえでMSXのワークエリアを「自分で配置したRAMのアドレス」へ書き換えることで実現できます。以下のサンプルプログラムを実行すると、とりあえずは自作フォントの利用を維持できます。

1 CLEAR 200,&HC000
2 BLOAD "<フォントデータファイル名>",&HC000
3 POKE &HF91F,PEEK(&HF344)
4 POKE &HF920,&H0
5 POKE &HF921.&HC0
6 END

 1行目:フォントデータをRAMのC000hへ転送するため、BASICフリーエリアがC000h以上を利用しないように制限をかけています。

 2行目:フォントデータをRAMのC000hへ転送しています。

 3行目:ワークエリア F91Fhにフォントのあるスロット番号を入れます。このサンプルでは「メインRAM・ページ3」のスロット番号をコピーしています。RAMのC000hは、RAMのページ3の先頭アドレスになります。

 4行目・5行目:フォントのあるアドレスを入れます。C000hの場合、C0h・00hの順ではなく00h・C0hの順に入れる必要があります。

 上記のような方法でフォントを維持できるものの、BASICフリーエリアを消費するため逆にメモリ不足のリスクが増えます。本来であればBASICで利用しないRAMのページ0(0000h~3FFFh)・ページ1(4000h~7FFFh)といった空き領域をフォント置き場として活用すべきとは思いますがマシン語によるプログラミングが必要になりますのでここでは割愛します。

ファイラー「Multi Mente」のANK文字表示機能に利用する

 ここで作成した8pxフォントデータは、当サイトで配布しているMSX用ファイラーアプリ「Multi Mente(通称:MM)のANK文字表示機能に利用できます。一部の特殊なハードウェア環境で文字表示が行えなくなる不具合を補正できます。

 「Multi Mente」についての詳しい情報とダウンロードは以下のブログ記事をご覧ください。 gigamix.hatenablog.com

 なお、生成したフォントデータをMMで利用するにはMM用に加工する必要があります

MSXの8pxフォントデータが自由に作れるようになったのでせっかくだからMultiMenteのANKフォントに反映させてみたら文字化け。正しい手順は①フォントデータのコード0から31の部分を削除、②BSAVEヘッダも削除して保存、③環境変数FONT0808をAUTOEXEC.BAT等で設定する、で利用可能になります。 pic.twitter.com/lTo9fEGGRI — Takashi Kobayashi (@nf_ban) 2021年4月18日

DMシステム2で文字装飾表示機能に利用する

 ここで作成した8pxフォントデータは、当クラブのBASIC開発支援環境「DMシステム2」の文字表示機能に利用できます。影文字、縁取り、太文字、斜体等の装飾効果を適用できるので、文字の見た目をさらに彩ることができます。

 DMシステム2についての詳しい情報とダウンロードはDMシステム2のページをご覧ください。

www.gigamix.jp

ビット演算(プログラミング)だけで文字をデザインする

 特に「MSX・FAN」や「マイコンBASICマガジン」などの投稿プログラム雑誌でお馴染みだったフォントいじりは、自作データを用意するのではなく、プログラミングによってデフォルトの文字を加工して新しいデザインへ変更する手法でした。

www.nyaonyao21.com

 横方向へ1pxビット演算(OR演算)して「太文字」を作成する表現は最もポピュラーな表現でしたね。これだけでデフォルト感がなくなる。

sunflat.hatenablog.com

 どのラインをどのような演算でいじるかは作者の好みとセンスが問われるところです。色んな表現がありますね。

MSXのSCREEN 1モードでは文字サイズは8x8ピクセルだが、文字データは6x8なのでスカスカな印象になる。投稿プログラムではビットシフトしたパターンをOR演算で重ね合わせるいわゆる太文字テクニックがよく使われていた。LAST WAR IIでは丸文字っぽさを出すためにさらに複雑なビット演算を導入した pic.twitter.com/HFyliuiBsH — 草薙 昭彦 (@nagix) 2019年3月3日

 NAGI-P SOFTさんのフォントいじりが凄い。「ア」の処理はどうなってんだ!?

フォントデータファイルにBSAVEヘッダを付ける・付けない問題

 MSXシーンにおけるフォントデータファイルの流通をざっと眺めると、BSAVEヘッダは付けた状態で、開始アドレス0000hで保存しているケースが多いようです。

 開始アドレス0000hのBSAVEヘッダを付けるとどのアドレスへもリロケートできるので使い勝手がよくなる一方でデータ容量が2048バイトから2055バイトに増えることで128バイトで割り切れなくなるためフロッピーディスクの空き容量が少し減少します(1バイトのファイルを置くだけでもストレージは128バイト消費するため)。

 昨今の大容量ストレージでは特に気にする必要はありませんが、ゲームソフトへの組み込み等でフロッピーディスクへフォントファイルを保存するような場合では使用容量を削減できるネタの一つになるかもしれません。

フォントデータファイルの拡張子

 完成したフォントデータファイルは拡張子を「.FNT」としている人が多いようです。