Corrección de Verificaciones de Renderizado y Diagnóstico de Pantallas Blancas

Resumen

Se corrigieron las verificaciones de las Tareas 3 y 4 del Step 0374 que no se ejecutaban porque estaban en el lugar incorrecto del flujo (después de pygame.display.flip()). Las verificaciones se movieron a sus ubicaciones correctas en el pipeline de renderizado, y se agregaron nuevas verificaciones para diagnosticar por qué las pantallas están completamente blancas a pesar de que el framebuffer tiene datos (checkerboard pattern). Las verificaciones ahora se ejecutan en los puntos correctos del flujo: después de dibujar en la superficie, después de escalar, y después del blit a la pantalla (antes de flip).

Concepto de Hardware

Pipeline de Renderizado en el Emulador

El pipeline de renderizado en el emulador sigue este flujo:

1. Framebuffer de C++: El PPU C++ genera un framebuffer con índices de paleta (0-3) para cada píxel (160x144 = 23040 píxeles).
2. Conversión a RGB: Los índices de paleta se convierten a valores RGB usando la paleta BGP (Background Palette).
3. Dibujo en Superficie: Los píxeles RGB se dibujan en una superficie Pygame de 160x144 usando NumPy (surfarray.blit_array) o PixelArray.
4. Escalado: La superficie se escala al tamaño de la ventana usando pygame.transform.scale().
5. Blit a Pantalla: La superficie escalada se blitea a la pantalla usando screen.blit().
6. Flip: Se actualiza la pantalla usando pygame.display.flip().

Problema Identificado

Ubicación incorrecta de verificaciones: Las verificaciones de las Tareas 3 y 4 del Step 0374 estaban después de pygame.display.flip(), fuera del flujo principal. Esto significa que:

• Las verificaciones no se ejecutaban en el momento correcto (después de que la pantalla ya se había actualizado).
• No podían detectar problemas en el pipeline antes del flip.
• Los logs no mostraban estas verificaciones porque estaban en un lugar que no se ejecutaba en el flujo normal.

Síntomas observados:

• [Renderer-Pixel-Draw] y [Renderer-Scale-Blit] NO aparecían en los logs.
• [Renderer-CPP-PPU-Entry] y [Renderer-Screen-Update] SÍ aparecían (otras verificaciones funcionaban).
• Pantallas completamente blancas con algunos píxeles oscuros dispersos.
• La aplicación se colgaba (main.py no respondía).

Implementación

Tarea 1: Mover Verificación Tarea 3 (Pixel Draw) al Punto Correcto

Ubicación anterior: Líneas 1971-2000 (después de pygame.display.flip()).
Ubicación nueva: Después de surfarray.blit_array() (línea 1570) para NumPy, y después de asignar self.surface = self._px_array_surface (línea 1619) para PixelArray.

La verificación ahora se ejecuta inmediatamente después de dibujar los píxeles en la superficie, permitiendo detectar problemas en la conversión de índices a RGB o en el dibujo de píxeles.

Tarea 2: Mover Verificación Tarea 4 (Scale Blit) al Punto Correcto

Ubicación anterior: Líneas 2046-2076 (después de pygame.display.flip()).
Ubicación nueva: Después de self.screen.blit() (línea 2002), antes de pygame.display.flip().

La verificación ahora se ejecuta después del blit a la pantalla pero antes del flip, permitiendo detectar problemas en el escalado o en el blit.

Tarea 3: Agregar Verificación de Framebuffer Recibido

Ubicación: Al inicio del bloque C++ PPU (después de línea 593).
Función: Verifica que el framebuffer recibido de C++ tiene datos válidos:

• Verifica que frame_indices no es None y tiene 23040 elementos.
• Muestra los primeros 20 índices del framebuffer.
• Cuenta píxeles no-cero y muestra el porcentaje.
• Loggea si el framebuffer está completamente blanco (todos los índices son 0).

Tarea 4: Agregar Verificación de Conversión RGB

Ubicación: Después de crear rgb_array (después de línea 1529).
Función: Verifica que los primeros 20 píxeles del rgb_array tienen los valores RGB correctos según la paleta:

• Compara los valores RGB esperados (basados en los índices del framebuffer y la paleta) con los valores RGB actuales en el array.
• Loggea discrepancias si los valores no coinciden.

Tarea 5: Agregar Verificación de Superficie Después de NumPy Blit

Ubicación: Después de surfarray.blit_array() (después de línea 1570).
Función: Verifica que self.surface tiene los píxeles correctos después de surfarray.blit_array():

• Lee los primeros 20 píxeles de self.surface.
• Compara con los valores esperados del rgb_array.
• Loggea discrepancias si hay diferencias.

Tarea 6: Agregar Verificación de Superficie Escalada

Ubicación: Después de pygame.transform.scale() (después de línea 1816).
Función: Verifica que self._scaled_surface_cache tiene los píxeles correctos después del escalado:

• Lee algunos píxeles de la superficie escalada y los compara con la superficie original.
• Verifica que el escalado no está corrompiendo los datos (permite pequeñas diferencias debido a la interpolación).

Código Implementado

Todas las verificaciones se implementaron con tags específicos para facilitar el análisis de logs:

• [Renderer-Framebuffer-Received]: Verificación de framebuffer recibido
• [Renderer-RGB-Conversion]: Verificación de conversión RGB
• [Renderer-Surface-After-NumPy]: Verificación de superficie después de NumPy blit
• [Renderer-Pixel-Draw]: Verificación de píxeles dibujados (Tarea 3)
• [Renderer-Surface-Scaled]: Verificación de superficie escalada
• [Renderer-Scale-Blit]: Verificación de escalado y blit (Tarea 4)

Hallazgos

Corrección de Ubicación de Verificaciones

✅ Verificaciones movidas correctamente: Las verificaciones de las Tareas 3 y 4 ahora están en sus ubicaciones correctas en el pipeline de renderizado.

✅ Nuevas verificaciones agregadas: Se agregaron 4 nuevas verificaciones para diagnosticar el problema de pantallas blancas:

• Verificación de framebuffer recibido (al inicio del bloque C++ PPU)
• Verificación de conversión RGB (después de crear rgb_array)
• Verificación de superficie después de NumPy blit
• Verificación de superficie escalada

Estado de las Pruebas

Las pruebas se ejecutaron con un timeout de 30 segundos. El renderer se inicializa correctamente, pero no se generaron frames completos en el tiempo de prueba. Las verificaciones están en los lugares correctos y se ejecutarán cuando el renderizado se ejecute.

Tests y Verificación

Pruebas Ejecutadas

Se ejecutó una prueba corta (30 segundos) con la ROM pkmn.gb:

timeout 30 python3 main.py roms/pkmn.gb 2>&1 | tee logs/test_pkmn_step0375.log

Comando de Compilación

python3 setup.py build_ext --inplace

Resultado: Compilación exitosa sin errores.

Análisis de Logs

Los logs muestran que el renderer se inicializa correctamente, pero no se generaron frames completos en el tiempo de prueba (30 segundos). Las verificaciones están en los lugares correctos y se ejecutarán cuando el renderizado se ejecute.

Validación de Módulo Compilado C++

✅ Módulo C++ compilado correctamente: No se encontraron errores de compilación. El módulo está listo para ejecutarse.

Archivos Afectados

• src/gpu/renderer.py - Corrección de ubicación de verificaciones y agregadas nuevas verificaciones de diagnóstico (Step 0375)
• build_log_step0375.txt - Log de compilación exitosa
• logs/test_pkmn_step0375.log - Log de prueba con ROM pkmn.gb

Próximos Pasos

Después de completar este step:

• Ejecutar pruebas más largas para generar frames completos y verificar que las verificaciones aparecen en los logs.
• Analizar los logs para identificar en qué punto del pipeline se pierde la información del framebuffer.
• Si las pantallas siguen blancas, investigar más a fondo el problema de conversión de índices a RGB o el problema de paleta.