64197 (Адаптер VGA. Организация и работа), страница 2

Слово "монохромный" отражает самую важнуюхарактеристику MDA. Он был создан для работыс одноцветным дисплеем.Первоначально онработалс экранами зеленого цвета, которыми обеспечивались преимущественно все системы IBM того времени.

Слова "адаптер дисплея" несут функциональное описание. Это устройство преобразует сигналы,распространяющиеся по шине РС, к форме, воспринимаемой видеосистемой. Возможность подключения принтера к этому адаптеруявляется его достоинством, потомучто позволяет подключить принтер без использованияеще одного разъема расширения.

MDA является символьной системой, не обеспечивающей никакой другой графики, за исключением расширенного множества символов IBM.Это былпервый адаптер IBM и донедавнего времени он был лучшим адаптеромдля обработки текстов, обеспечивающим самое четкоеизображение символов,по сравнению с любыми дисплейными системами,выпущенными до PS/2.

Текстовый режимбыл целью разработки адаптера. Тогда сотрудники фирмы IBMне могли вообразить, что кому-либо понадобится рисовать схемы на дисплее.

Символы MDA.

Для обеспечения подключения терминалов, используемых в больших компьютерных системах, IBM для изображения символа в MDA использовала площадь экрана в 9 х 14 пикселей,а сам символ был 7 х 9 пикселей. Дополнительное пространство использовалось для разделения каждого символа, что увеличивало читаемость.

Для реализации тогдашних стандартов видеотерминалов, обрабатывающих символыпо 80 столбцам и 25 строкам, требовалось740 горизонтальных пикселейи 350вертикальных - 252000 точек на экран.

Частота MDA.

При работе с таким количеством точек фирма IBM пошла на компромисс. При отображенииинформации с большой частотой потребовалосьбы более широкополосный монитор, чем тот, которыйбыл доступен (во всякомслучае за небольшие деньги) во времяразработки РС. IBM слегка уменьшила используемую частоту, доведяее до 50 Гц и компенсировала возможность появлениямерцания экрана использованием люминофора с большим остаточным свечением.Таким образом появился стандартIBM на монохромный дисплей.

Используемая более низкая частота давала дополнительно время электронной пушке обрабатыватькаждую строку изображения. Однако даже с такой форой плотность точек по монохромным стандартам IBM требовала увеличения горизонтальной частоты по отношению к используемой в популярномвидеомониторе - телевизионномприемнике - 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). Представленнаяальтернатива 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 предназначалсядля формирования графического изображения на цветном экране. Однако он обеспечивалработу и с монохромными дисплеями, созданными не IBM для платыMDA. Онмог работать в паре как с монохромными, таки с композитными мониторами, и дажес модулятором телевизионных приемников (тем не менее

вы неможете подключить CGA ктелевизору если, у последнего нет композитного видеовхода).Обеспечивает также работу светового пера.

CGA - этомногорежимный дисплейный адаптер. Он может использоваться и для символьных и для побитных технологий. Для каждой изних он реализует несколько режимов. Онсодержит 16 Кбайтпамяти,прямо доступныхцентральному микропроцессору.

Символьныережимы CGA.

Символьный режим функционированияCGA устанавливается по умолчанию. В этом режиме функционирование CGA напоминает MDA.Главнымотличием этих двух адаптеров является то, что второй был создан для работыс 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 времяуменьшает качество изображения.

Для того, чтобы обеспечить функционирование с 15,525 КГц горизонтальной частоты и 60Гц 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.

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

Качество символов CGA.

В системахCGA каждый символ располагаетсяв 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 линийдля разделения строктекста.Использование меньшего количества точек при изображении символаозначает, чтоего изображение будет иметь более грубую и менее приятную формупо 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 иметьодин из16 цветов, но с одним ограничением. В режиме, устанавливаемом по умолчанию,для фона можноиспользовать 8 цветов, потому что бит в байте параметров, устанавливающий яркость илиинтенсивность фоновогоцвета, предназначается для другой цели. Он используется длязадания режимамерцания символа.

Специальный регистр CGA изменяет назначение этого бита. Загружая определенныезначения в этот регистр, пользователь или программамогут выбиратьмежду использованием мерцания или изображением цвета фона сповышенной интенсивностью. Однако этот регистр управляет всем текстом экрана, поэтому невозможно одновременноиспользовать и мерцающие символы и повышенную интенсивность цветового фона.

CGA требует от программистов прямого обращения к этому регистру. Более усовершенствованные адаптерыIBM используют дополнительную программу BIOSдля реализации этой функции.

Улучшенный графическийадаптер.

К 1984 году недостатки CGA сталиочевидными. Этовыявилось благодаря широкому его распространению. Тяжело читаемый тексти грубая графика портили зрение лучше всякого другого приспособления.

Как ответ на заслуженную критику, появился улучшенный графический адаптер- EGA. Улучшение было многосторонним: возросшая разрешающаяспособность, 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.Ячейкисимволов имеютразмер 8 х 14.И хотя такаяячейка на одну точку уже, чем поддерживаемая MDA, символ формируется той же матрицей 7 х 9. Но более важным являлось то, что было выделено достаточноместа для подстрочного и надстрочного пространства. Благодаря этому смежные ряды несливались и цветное изображениетекставоспринималось

такжехорошо,как и монохромное.

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

Частоты EGA.

Для того, чтобы обеспечить передачу зрительной информации, согласностандарту EGA, необходимо использоватьсигнал с более широкой полосой частот, увеличив его диапазондо 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 EGAпо 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 памятистандарт EGA способен поддерживать более широкую палитру цветов сболее высоким уровнем разрешающей способности. В режиме с максимальной разрешаемойспособностью и полным использованиемресурсапамяти,EGA в состоянииодновременно формировать изображение в 16цветовых оттенках выбранных из 64 цветной палитры на экране в 640 х 350 пикселей.

VideoGraphics Array - VGA

Весь процесс разработки IBM дисплеев для своих персональных компьютеров поддается и не поддается логическомуобъяснению. С одной стороны, некоторые видеосистемы IBM для отдельныхприменений подходили лучше других. Но с другой отказ от узкой специализации на отдельное видеоустройство дает возможность настроитьадаптер на разные типы дисплеев, что открывает огромный рынок длядополнительной видеопродукции, поступающей от независимых поставщиков, чтообеспечивает в свою очередь расширение снабжения рынка. При переходек новому видеостандарту адаптерная платаможет быть легко заменена другой. С другойстороны, объединение дисплея и адаптера поддается логическому обоснованию также.

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

Промежуточным вариантом является реализация видеосистемы на базе платырасширения, чьястоимость входит в стоимость системы. Большинство персональных компьютеров продается по такойметодике.

Разрешающая способностьVGA в графическом режиме

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

В графических режимах при формировании растрового цветного изображения достигаетсяразрешающая 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 кстандарту 640 х480 пикселей от стандарта EGA ( 640x 350 )позволил улучшить точность изображения. Стандарт VGA позволяет создать изображение болееточное 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 256различных цветов одновременно. Цвета выбираются из палитры 262144оттенка. Вэтом режиме, разрешающая способность ограничена уровнем 320 х 200пикселей. Эта разрешающая способность CGA, работающего в режиме со средней разрешающей способностью, но последний может работать одновременно с четырьмя цветами, выбранными изпалитрыв шестнадцать цветов.

Электронно - лучевая трубка.

Электронно- лучевая трубка ( ЭЛТ) состоит из электронной пушки длямонохромного дисплея или 3 пушек для цветного, отклоняющей системы и экрана, покрытого слоем люминофора. Все эти устройства помещеныв вакуумный балон. Электронная пушка служитисточником электронов, направляемых припомощи

отклоняющей системы в нужную частьэкрана, где электроны взаимодействуют с покрытием экрана, врезультате чегоиспускается свет.След отлуча наэкране называется растр. Изображение на ЭЛТ формируется за счет пробега луча электронов слева на право 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 подпредыдущей. После того, как лучпробе-

жит по всему экрану, он гасится и перемещается в левый верхний угол.

Видеопамять.

Видеопамять VGA разделенана 4 банка или цветовых слоя. Все банки находятся водном адресномпространстве таким образом, что покаждомуадресу размещается 4 байта – поодному байту из каждого банка. В текстовых режимах в первомцветовом слое размещаются ASCII-коды отображаемых символов, во втором - атрибуты символов,в третьем - знакогенератор. В графических режимах организация памяти зависит от режима.