Лекции (Алещенко) (774781), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

Рис.3

Заметим, что в векторном изображении интенсивность цвета зависит от его содержания, т.е. сложные цвета выгладят более яркими.

В векторной форме каждое изображение представляется в виде отдельных графических объектов, таких как линии, прямоугольники или последовательности шрифтовых знаков, которые отображаются на экране монитора, а при распечатке – на бумаге.

Для большинства режимов работы видеоадаптера для хранения всего изображения экрана требуется 256 Кбайт; объем видеопамяти больше, поэтому он делится на равные части, называемые видеостраницы, по 256 Кбайт.

Например, могут быть выделены 2 видеостраницы (нулевая и первая).

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;

• сплошные объекты или растровые образы двумерных областей;

• шрифты;

• изображения (прямоугольные матрицы пикселей).

Ассоциацией стандартов в области видеоэлектроники VESA (Video Electronic Standart 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.

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

Р
ис. 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 третьем – 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.

Характеристики

Список файлов лекций