깨어나는 16b

(hellmood.111mb.de)

Wake up! 16b는 Outline Demoparty에서 공개된 16바이트 x86 리얼 모드 DOS 인트로로, 텍스트 버퍼로 Sierpinski 프랙털과 소리를 동시에 만듦
int 10h와 ds=0xb800 설정으로 40x25 텍스트 모드의 초기 화면 패턴을 계산 공간으로 쓰며, 공백·색상 바이트가 출력에 영향을 줌
xor [si], al은 캐리 없는 덧셈처럼 작동해 bit 1의 Sierpinski 구조를 만들고, 같은 바이트를 out 61h, al로 PC 스피커에 보냄
실제 루프는 반복마다 -56바이트 이동해 8,192스텝 뒤 리셋되며, 소리는 한 옥타브 낮아지고 화면에는 10개 문자 기둥으로 전단된 패턴이 나타남
MDA/Hercules용 0xB000 패치와 BIOS·RAM 상태 차이처럼 실행 환경이 결과를 바꾸며, 자연스러운 하드웨어 아티팩트가 sizecoding의 일부가 됨

16바이트 x86 인트로의 핵심 구조

Wake up! 16b는 2026년 5월 네덜란드 Ommen의 Outline Demoparty에서 공개된 16바이트 x86 리얼 모드 DOS 어셈블리 인트로
VGA/CGA 텍스트 버퍼를 계산 공간으로 사용해 무한 Sierpinski 프랙털을 화면에 만들고, 같은 데이터를 PC 스피커 포트로 보내 소리를 냄

전체 코드는 16바이트로 구성됨

int 10h          ; 2바이트
mov bh, 0xb8     ; 2바이트
mov ds, bx       ; 2바이트
L:
lodsb            ; 1바이트
sub si, byte 57  ; 3바이트
xor [si], al     ; 2바이트
out 61h, al      ; 2바이트
jmp short L      ; 2바이트

개발 과정에서는 셀룰러 오토마타를 그래픽과 사운드에 함께 쓰고, add [bx+si],al이 0x0000이 되는 다형적 어셈블리 명령, 명령 중간 점프로 바이트와 opcode를 재사용하는 크기 코딩 기법을 탐색함
이전 작업인 "M8trix"는 2014년에 의사난수 문자를 화면에 번지게 만든 8바이트·7바이트 인트로였고, Wake up! 16b에서는 사운드가 먼저 나온 뒤 시각 효과가 맞물림

초기화된 텍스트 화면

int 10h는 비디오 모드 0을 설정해 40x25 텍스트 모드 격자를 만듦
mov bh, 0xb8와 mov ds, bx는 데이터 세그먼트 ds를 VGA/CGA 텍스트 버퍼 주소인 0xb800 으로 맞춤
BIOS가 화면을 지울 때 메모리를 0으로 채우지 않고, 2,000개의 문자 슬롯을 문자 바이트 0x20(space)과 색상 속성 0x07(검은 배경의 밝은 회색)로 채움
화면은 비어 보이지만 메모리에는 균일한 패턴이 남아 있고, 이 초기 상태가 사운드와 시각 출력에 영향을 줌
보이는 비디오 메모리 앞뒤의 데이터와 “clear screen” 이후의 초기화 방식까지 결과에 섞여, 예상보다 거칠고 독특한 소리가 만들어짐

누적 합과 이항 구조

수학적 구조만 보면 상태를 0x20 대신 0으로 두고, xor 대신 add를 쓰며, 한 번에 16바이트씩 전진하고 al이 2에서 시작한다고 가정할 수 있음
DOS 세그먼트는 정확히 65,536바이트이고, 16바이트씩 이동하면 세그먼트 전체를 도는 데 4,096스텝이 걸림
4,096은 8비트 레지스터 크기인 256의 배수라서 세그먼트가 래핑될 때 캐리오버가 정렬되고, 각 sweep 시작점에서 al이 2로 돌아감
셀 사이의 값을 계속 더하면 부분합(prefix sum) 이 만들어지고, 값은 2배 스케일된 이항 계수열처럼 전개됨
처음 16개 셀의 여러 pass를 보면 값이 행 단위로 누적되며, 8비트 값이라 256을 넘는 부분은 래핑되어 다시 작은 값으로 나타남

XOR와 Sierpinski 구조

모듈로 2의 조합론적 성질에 따라 Sierpinski 삼각형이 나타나며, 이 비트가 PC 스피커로 직접 출력됨
비트 단위에서 캐리 없는 덧셈은 XOR이므로, 코드에는 add 대신 xor [si], al이 들어감
시작값 2는 이진수 00000010이어서 bit 1만 0x00과 0x02 사이에서 토글됨
이 패턴은 초등 셀룰러 오토마타의 rule 60에 대응함
Lucas의 정리에 따라 이 패턴은 덧셈 테이블의 bit 1과 일치하며, 표에서는 bit 1이 켜진 위치가 2로 나타남

데이터가 소리가 되는 방식

out 61h, al은 계산된 바이트를 PC 스피커와 연결된 포트 61h로 보냄
포트 61h의 bit 1은 스피커 콘을 바깥쪽으로 밀거나 안쪽으로 당기는 상태를 결정함
코드는 XOR로 프랙털을 계산하고, 결과를 메모리에 쓴 뒤 같은 바이트를 즉시 스피커 포트로 보냄
프랙털에서 나온 1과 0은 펄스 폭과 주파수가 자연스럽게 변하는 구형파(square wave) 를 만들고, linewise로 재생되면 자기유사적이고 거의 템포 불변에 가까운 bytebeat가 됨
출력 사운드에는 텍스트 버퍼뿐 아니라 64KB 세그먼트의 나머지 바이트도 섞이며, 그 안의 shadowed video ROM BIOS 코드 때문에 예상한 Sierpinski line 기반 overlayed rectangle wave bytebeat와 다른 거칠고 펑키한 소리가 남음

56바이트 스텝: 옥타브와 대각선 전단

실제 코드는 16바이트씩 이동하지 않고, lodsb와 sub si, byte 57의 조합으로 반복마다 -56바이트씩 뒤로 이동함
이 이동폭은 화면을 희박하게 채우면서도 사운드 버퍼가 너무 커지지 않게 하며, M8trix 같은 시각 효과를 재현하기 위해 쓰임
오디오
- 56은 65,536을 정확히 나누지 않음
- 코드는 8의 배수 오프셋만 방문하며, 8,192스텝을 거치고 7번 래핑한 뒤에야 리셋됨
- 사이클 길이가 두 배가 되면서 기본 주파수가 절반으로 낮아져 소리가 한 옥타브 내려감
비주얼
- 80바이트 폭 화면에서 -56바이트 이동은 앞으로 24바이트, 즉 12열 이동하는 것과 같음
- 방문되는 서로 다른 열은 10개뿐임
- 프랙털은 꽉 찬 이미지가 아니라, 화면 위쪽으로 움직이는 10개의 문자 기둥에 대각선으로 전단되어 나타남
- 실제 삼각형은 8,192 “픽셀” 폭이지만 한 줄의 문자는 80바이트뿐이라 움직임은 느껴져도 전체 구조는 직접 보이기 어려움
- 픽셀을 건너뛰지 않고 한꺼번에 그리거나 훨씬 큰 화면을 쓰면 삼각형을 볼 수 있음

실제 하드웨어에서의 실행

scener miragept는 MDA/Hercules에 어울리는 녹색 텍스트를 위해 주소를 0xB800에서 MDA가 쓰는 0xB000 으로 패치해 실제 하드웨어에서 실행함
사용된 장비는 정확한 IBM 컴퓨터는 아니지만, MDA/Hercules 에뮬레이션이 가능한 EGA 카드가 있는 286과 실제 MDA 모니터였음
캡처 오디오에는 기계 자체의 지속적인 노이즈가 섞였고, IBM 5151 모니터는 긴 형광체 잔상이 있어 매우 빠른 표시에 불리하게 작용함
주소 바이트 변경 때문에 소리가 약간 달라졌지만 의도대로 동작했고, 후반부에는 Sierpinski 구조가 원래 버전보다 더 잘 보임
에뮬레이터와 BIOS 버전에 따라 RAM에 남는 아티팩트가 달라지고, 코드는 그 메모리 상태에 XOR를 수행하므로 출력은 실행 환경에 민감함
메모리를 먼저 지우면 균일한 출력을 얻을 수 있지만 추가 바이트가 필요하며, 자연스러운 하드웨어 상태를 받아들이는 방식이 sizecoding의 매력으로 남음

깨어나는 16b

16바이트 x86 인트로의 핵심 구조

초기화된 텍스트 화면

누적 합과 이항 구조

XOR와 Sierpinski 구조

데이터가 소리가 되는 방식

56바이트 스텝: 옥타브와 대각선 전단

오디오

비주얼

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