Конспект 1-3 (774777), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Видеоадаптер отражает на экран одну из них, которая называется видимой, а в это время другие видеостраницы могут подвергаться изменению, что повышает качество изображения. Видеостраница, с которой в данный момент производится работа, называется активной.

Использование видеостраниц позволяет строить последовательности кадров при мультипликации. Для устранения мерцания кадров одна видеостраница (видимая) – это кадр на экране, а следующая (активная, но не видимая) – очищается, и на ней помещается следующий кадр.

ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ

ВИДЕОКАРТА

Видеосистема ПЭВМ состоит из видеокарты и подключенного к ней монитора. Видеокарта обычно содержит следующие блоки (см. рис.4).

Изображение хранится в растровом виде в видеопамяти. Каждая видеокарта содержит собственный BIOS (Basic Input-Output System) для работы с ней и поддержания основных функций платы.

Созданием изображения на мониторе управляет обычно аналоговый видеосигнал, формируемый видеоадаптером, который вырабатывается блоком цифроаналоговых преобразователей (Digital Analog Converter - DAC). Поскольку DAC обычно включает собственную память произвольного доступа (Random Access Memory,

Центральный Процессор

Порты ввода/вывода

видеокарта

Регистры-порты

Графический процессор

Монитор

Видеопамять

DAC

Рис.4

Рис.4

RAMDAC) для хранения палитры цветов, на последнем этапе DAC преобразует цифровые данные в аналоговый сигнал и посылает их на монитор. Эта операция выполняется несколько десятков раз за одну секунду; данная характеристика называется частотой обновления (или регенерации) экрана. Согласно современным эргономическим стан-дартам частота обновления экрана должна составлять не менее 85Гц.

Наиболее распространенными пока являются видеокарты VGA, SVGA. Более поздние видеокарты поддерживают режимы более ранних моделей.

МОНИТОРЫ

Выбор видеоадаптера в первую очередь зависит от типа монитора, с которым он будет работать. Например, если это 14-дюймовый монитор, то оптимальные характеристики видеоадаптера достигаются при разрешении 800х600 пикселей. Это легко вычислить: размер изображения на 14-дюймовом дисплее 27х20см, если при этом расстояние между соседними точками «теневой маски» составляет 0,28мм, то такой монитор способен обеспечить максимальное разрешение 950х712 пикселей. Аналогично можно показать, что 15-дюймовые мониторы способны работать при разрешении не выше 1024х768, а 17-дюймовые при разрешениях 1152х864.

При выборе видеокарты необходимо, чтобы она обеспечивала полосу пропускания, не ниже требуемой для монитора. Полоса пропускания определяет максимальную частоту вертикальной развертки. Она также зависит от разрешения: чем оно выше, тем меньшую частоту вертикальной развертки обеспечивает монитор.

РЕЖИМЫ РАБОТЫ ВИДЕОАПАПТЕРОВ

Каждый видеоадаптер поддерживает несколько режимов, различающихся размерами матрицы пикселей (разрешением) и размером палитры (количеством цветов, которые можно одновременно отобразить на экране). Часто разные режимы даже одного видеоадаптера имеют разную организацию видеопамяти и способы работы с ней.

Доступ из программ к видеоадаптеру осуществляется через программу драйвер, т.е. программу со стандартным интерфейсом, реализующую основные операции адаптера. Например,

• основная функция определение точки заданного цвета с заданными координатами;

• построение линий заданного цвета (прямые, дуги) или растровые образы линий;

• построение сплошных объектов или растровых образов двумерных областей;

• шрифты;

• изображения (прямоугольные матрицы пикселей).

Ассоциацией стандартов в области видеоэлектроники VESA (Video Electronic Standard Association) было принято решение о стандартизации набора функций, обеспечивающего получение необходимой информации о видеокарте, установку заданного режима и банка памяти. Введен стандартный набор расширенных режимов. Номер режима является 16-битовым числом, где биты 9-15 зарезервированы и должны быть равны 0, бит 8 для VESA-режимов равен 1, а для «родных» режимов видеокарты – равен 0 (см. рис.5 и табл.1).

Рассмотрим подробнее 16-цветные режимы адаптеров EGA и VGA. Для этих режимов на каждый пиксель нужно выделить 4 бита видеопамяти (2⁴=16). Однако, эти 4 бита выделяются в 4-х разных

блоках (цветовых плоскостях видеопамяти).

I байт II байт

номер режима

15 9 8 7 0

нули VESA-бит

Рис. 5

Таблица 1.

Каждая цветовая плоскость (или цветовой слой) хранит образ экрана монитора в одном из основных цветов (CMYB-представления), причем каждому пикселю ставится в соответствие 1 бит в каждой плоскости, одинаково расположенный относительно ее начала (см. рис.6). Все эти плоскости проецируются на один и тот же участок адресного пространства процессора, начиная с адреса 0хА000:0. При этом все операции чтения и записи видеопамяти опосредуются видеокартой. Механизм этого опосредования определяется логикой видеокарты, но для программиста существует возможность управления этой логикой (при работе одновременно с 8-ю пикселями.

Д
ля работы с пикселем нужно определить адрес байта в видеопамяти, содержащего данный пиксель, и позицию пикселя внутри байта.

Рис. 6

В случае использования RGB-представления цвета могут использоваться 3 цветовых плоскости. Тогда в текстовых режимах в первой цветовой плоскости размещаются ASCII-коды отображаемых символов, во второй – атрибуты символов, а в третьей – знакогенератор.

На видеокарте находится набор специальных 8-битовых регистров. Часть из них доступна только для записи, часть – только для чтения, а некоторые вообще недоступны программисту. Доступ к регистрам осуществляется через порты ввода/вывода процессора.

Порт ввода/вывода в МП – это специальные регистры, которые делятся на 2 группы: регистры управления (индексные) и регистры данных. За каждым портом закреплен определенный номер порта. Напомним, что общее понятие «порт» означает устройство связи ЦВМ или его отдельного блока с внешними по отношению к нему устройствами.

Регистры видеокарты делятся на несколько групп (см. рис.7).

При этом каждой группе соответствует пара после-довательных портов (порт адреса и порт значения). Для записи значения в регистр видеокарты нужно сначала записать номер регистра в порт адреса, а затем – значение в порт данных. Чтение из регистра – аналогично.

Перечислим основные группы регистров видеокарты.

1) Внешние регистры – называются внешними, так как в видеоадаптере EGA они не принадлежат центральной микросхеме, содержащей основные контроллеры. Хотя в видеоадаптере VGA эти регистры находятся на одной микросхеме, название сохранилось.

Внешние регистры обеспечивают основное управление процессом передачи информации, в их число входят:

• регистр определения различных режимов,

• регистр состояния 0 (для чтения),

• регистр управления дополнительным устройством,

• регистр состояния 1 (для чтения),

• регистр разрешения работ.

2) Регистры синхронизатора – синхронизатор управляет всеми временными параметрами видеоадаптера и разреше-нием/запрещением доступа к отдельным цветовым плоскостям. Доступ к регистрам производится через индексный порт с адресом 3С4h и через порт данных с адресом 3С5h. В их число входят:

• регистр сброса синхронизатора,

• регистр режима синхронизации,

• регистр разрешения записи цветовой плоскости,

• регистр выбора знакогенератора,

• регистр определения структуры памяти.

3) Регистры графического контроллера – графический контроллер поддерживает обмен данными между процессором и видеопамятью. Обращение происходит через индексный порт с адресом 3СЕh и порт 3CFh. Графический контроллер содержит 9 регистров:

• регистр установки/сброса,

• регистр разрешения установки/сброса,

• регистр сравнения цветов,

• регистр циклического сдвига и выбора читаемой плоскости,

• регистр режима работы,

• регистр многоцелевого назначения,

• регистр маскирования цветовых плоскостей,

• регистр битовой маски.

4) Регистры контроллера ЭЛТ – управляют сигналами синхронизации, определяют форму курсора, а также формат данных на экране. Назначение и формат ряда регистров у разных фирм-производителей может различаться. Доступ к ним производится через индексный регистр и регистр данных в зависимости от типа монитора (см. таб.2).

Характеристики

Список файлов лекций