46199 (Организация и работа VGA-адаптера), страница 2

Для реализации тогдашних стандартов видеотерминалов, обрабатывающих символы по 80 столбцам и 25 строкам, требовалось 740 горизонтальных пикселей и 350 вертикальных 252000 точек на экран.

Частота MDA.

При работе с таким количеством точек фирма IBM пошла на компромисс. При отображении информации с большой частотой потребовалось бы более широкополосный монитор, чем тот, который был доступен (во всяком случае за небольшие деньги) во время разработки РС. IBM слегка уменьшила используемую частоту, доведя ее до 50 Гц и компенсировала возможность появления мерцания экрана использованием люминофора с большим остаточным свечением. Таким образом появился стандарт IBM на монохромный дисплей.

Используемая более низкая частота давала дополнительно время электронной пушке обрабатывать каждую строку изображения. Однако даже с такой форой плотность точек по монохромным стандартам IBM требовала увеличения горизонтальной частоты по отношению к используемой в популярном видеомониторе телевизионном приемнике - 18,1 КГц против 15,525 КГц. Цветной графический адаптер.

Первым растровым дисплейным адаптером, разработанным IBM для РС, был цветной графический адаптер - CGA (Color Graphic Adapter). Представленная альтернатива MDA ослепила привыкший к зеленому компьютерный мир. Новый адаптер обеспечивал 16 ярких чистых цветов. Помимо этого, он обладал способностью работать в нескольких графических режимах с различной разрешающей способностью.

Как об этом говорит наименование адаптера, он предназначался для формирования графического изображения на цветном экране. Однако он обеспечивал работу и с монохромными дисплеями, созданными не IBM для платы MDA. Он мог работать в паре как с монохромными, так и с композитными мониторами, и даже с модулятором телевизионных приемников (тем не менее вы не можете подключить CGA к телевизору если, у последнего нет композитного видеовхода). Обеспечивает также работу светового пера.

CGA - это многорежимный дисплейный адаптер. Он может использоваться и для символьных и для побитных технологий. Для каждой из них он реализует несколько режимов. Он содержит 16 Кбайт памяти, прямо доступных центральному микропроцессору.

Символьные режимы CGA.

Символьный режим функционирования CGA устанавливается по умолчанию. В этом режиме функционирование CGA напоминает MDA. Главным отличием этих двух адаптеров является то, что второй был создан для работы с нестандартными вертикальными и горизонтальными частотами, обеспечивая более четкое изображение. CGA же использует стандартные частоты - те, что используются композиционными дисплеями. Это дает возможность быть совместимым с большим семейством мониторов, но в то же время уменьшает качество изображения.

Для того, чтобы обеспечить функционирование с 15,525 КГц горизонтальной частоты и 60 Гц вертикальной, CGA разделил дисплей на матрицу в 640 горизонтальных пикселей и 200 вертикальных. Для того, чтобы расположить 2000 символов на экране размером 80 х 25 символов - в формате MDA - используются ячейки 8 х 8 пикселей.

16 Кб памяти CGA позволяют работать с 4 страницами текста. Обычно в текстовом режиме используется единственная страница - первая. Остальные доступны программам и пользователю через BIOS и через регистр режима CGA.

Качество символов CGA.

В системах CGA каждый символ располагается в матрице 7 х 7. Одна точка зарезервирована для подстрочного элемента и еще одна - для разделения. Очевидно, что подстрочный элемент имеет протяженность на все изображение, что позволяет избежать использования дополнительных линий для разделения строк текста. Использование меньшего количества точек при изображении символа означает, что его изображение будет иметь более грубую и менее приятную форму по сравнению с MDA. Цвета символов.

В любом текстовом режиме IBM, используя атрибуты, можно работать с 16-цветовой палитрой. Любой символ текста может быть изображен любым из 16 цветов.

Фон символа - точки, входящие в матрицу символа 8 х 8 и не участвующие в формировании формы символа - может также иметь один из 16 цветов, но с одним ограничением. В режиме, устанавливаемом по умолчанию, для фона можно использовать 8 цветов, потому что бит в байте параметров, устанавливающий яркость или интенсивность фонового цвета, предназначается для другой цели. Он используется для задания режима мерцания символа.

Специальный регистр CGA изменяет назначение этого бита. Загружая определенные значения в этот регистр, пользователь или программа могут выбирать между использованием мерцания или изображением цвета фона с повышенной интенсивностью. Однако этот регистр управляет всем текстом экрана, поэтому невозможно одновременно использовать и мерцающие символы и повышенную интенсивность цветового фона.

CGA требует от программистов прямого обращения к этому регистру. Более усовершенствованные адаптеры IBM используют дополнительную программу BIOS для реализации этой функции. Улучшенный графический адаптер.

К 1984 году недостатки CGA стали очевидными. Это выявилось благодаря широкому его распространению. Тяжело читаемый текст и грубая графика портили зрение лучше всякого другого приспособления.

Как ответ на заслуженную критику, появился улучшенный графический адаптер - EGA. Улучшение было многосторонним: возросшая разрешающая способность, возможность обеспечивать графический режим монохромных экранов, в том числе любимых IBM зеленых дисплеев. Разрешающая способность EGA.

Самое существенное изменение хорошо заметно по рисуемому изображению. Разрешающая способность была увеличена до 640 х 350 пикселей. Ячейки символов имеют размер 8 х 14. И хотя такая ячейка на одну точку уже, чем поддерживаемая MDA, символ формируется той же матрицей 7 х 9. Но более важным являлось то, что было выделено достаточно места для подстрочного и надстрочного пространства. Благодаря этому смежные ряды не сливались и цветное изображение текста воспринималось также хорошо, как и монохромное.

Разрешающая способность 640 х 350 обеспечивалось в графическом режиме. Этот адаптер мог также поддерживать все графические режимы предыдущих адаптеров IBM. Это означает, что EGA способен обеспечить все режимы устаревшего CGA.

Частоты EGA.

Для того, чтобы обеспечить передачу зрительной информации, согласно стандарту EGA, необходимо использовать сигнал с более широкой полосой частот, увеличив его диапазон до более высокой частоты. Вместо 15,525 КГц CGA, EGA увеличил горизонтальную частоту сканирования до 22,2 КГц. Вертикальная частота сканирования ( частота кадров) приблизительно равна 60 Гц. Из-за использования более высокой частоты стандарт EGA несовместим с устройствами, созданными по стандарту NTSC. В эту группу устройств входят и телевизоры. Требуется специальные дисплеи EGA.

Цвета EGA.

Возможности стандарта EGA по формированию цветной гаммы существенно возросли. Посредством изменения интерфейса адаптер - дисплей, реализуемая палитра EGA была расширена до 64 оттенков (считая черный и различные оттенки серого, как отдельные цвета). Кроме того, благодаря наличию большого ресурса памяти стандарт EGA способен поддерживать более широкую палитру цветов с более высоким уровнем разрешающей способности. В режиме с максимальной разрешаемой способностью и полным использованием ресурса памяти, EGA в состоянии одновременно формировать изображение в 16 цветовых оттенках выбранных из 64 цветной палитры на экране в 640 х 350 пикселей. Video Graphics Array - VGA

Весь процесс разработки IBM дисплеев для своих персональных компьютеров поддается и не поддается логическому объяснению. С одной стороны, некоторые видеосистемы IBM для отдельных применений подходили лучше других. Но с другой отказ от узкой специализации на отдельное видеоустройство дает возможность настроить адаптер на разные типы дисплеев, что открывает огромный рынок для дополнительной видеопродукции, поступающей от независимых поставщиков, что обеспечивает в свою очередь расширение снабжения рынка. При переходе к новому видеостандарту адаптерная плата может быть легко заменена другой. С другой стороны, объединение дисплея и адаптера поддается логическому обоснованию также.

Компьютеры Portable, такие, как PC Portable (которые не содержат на своей системной плате дисплейную систему) и переносные компьютеры Convertible (содержащие ее там) требуют полной интеграции дисплея и центрального блока для увеличения транспортабельности переносных компьютеров. Такой подход имеет преимущество простоты сборки системы. Система поступает в виде одного большого блока и не нужно задумываться, как собрать систему из составляющих.Более того, такой способ реализации видеосистемы чаще всего обходится дешевле, потому что не требует устанавливать платы расширения, интерфейсные цепи и взымать деньги за дополнительные разработки. Для снижения стоимости PCjr в этой модели IBM сначала использовала видеосистему, реализуемую на системной плате.

Промежуточным вариантом является реализация видеосистемы на базе платы расширения, чья стоимость входит в стоимость системы. Большинство персональных компьютеров продается по такой методике.

Разрешающая способность VGA в графическом режиме

Точно так же, как и в предыдущие системы, VGA обеспечивают различные уровни разрешающей способности в различных режимах функционирования. Но VGA обеспечивает гораздо большее количество режимов. Их общее число равно 17. Однако в графическом и текстовом режимах достигаются отличающиеся уровни разрешающей способности.

В графических режимах при формировании растрового цветного изображения достигается разрешающая способность 640 х 480 пикселей. При этом формируется 16 цветов выбранных из палитры в 256. Такой же уровень разрешающей способности обеспечивается и для монохромного изображения.

Переход к стандарту 640 х 480 пикселей от стандарта EGA ( 640 x 350 ) позволил улучшить точность изображения. Стандарт VGA позволяет создать изображение более точное с использованием большей гаммы цветов.

Для программистов, разрабатывающих графику, отношение числа горизонтальных пикселей к вертикальному равное 4:3, является благоприятствующим фактором, потому что оно равно отношению сторон экрана большинства мониторов.

Цвета VGA

Новый стандарт способен поддерживать 256 различных цветов одновременно. Цвета выбираются из палитры 262144 оттенка. В этом режиме, разрешающая способность ограничена уровнем 320 х 200 пикселей. Эта разрешающая способность CGA, работающего в режиме со средней разрешающей способностью, но последний может работать одновременно с четырьмя цветами, выбранными из палитры в шестнадцать цветов. Электронно - лучевая трубка.

Электронно - лучевая трубка ( ЭЛТ ) состоит из электронной пушки для монохромного дисплея или 3 пушек для цветного, отклоняющей системы и экрана, покрытого слоем люминофора. Все эти устройства помещены в вакуумный балон. Электронная пушка служит источником электронов, направляемых при помощи отклоняющей системы в нужную часть экрана, где электроны взаимодействуют с покрытием экрана, в результате чего испускается свет. След от луча на экране называется растр. Изображение на ЭЛТ формируется за счет пробега луча электронов слево направо по горизонтальным линиям экрана. Луч электронов начинает пробегать по экрану с левого верхнего угла до правого верхнего угла. Когда луч доходит до правой стороны, он гасится и перемещается на следующую горизонтальную линию, находящуюся под предыдущей. После того, как луч пробежит по всему экрану, он гасится и перемещается в левый верхний угол.

Видеопамять.

Видеопамять VGA разделена на 4 банка или цветовых слоя. Все банки находятся в одном адресном пространстве таким образом, что по каждому адресу размещается 4 байта - по одному байту из каждого банка. В текстовых режимах в первом цветовом слое размещаются ASCII-коды отображаемых символов, во втором - атрибуты символов, в третьем - знакогенератор. В графических режимах организация памяти зависит от режима.