Устройства указания элементов изображения. Назначение и виды устройств

Существует несколько стандартных режимов работы видеоадапте­ров, определенных фирмой IBM. Чем совершеннее адаптер, тем большее количество режимов он поддерживает.

Первые модели IBM РС оборудовались монохромным адаптером MDA. Он имел 4К видеопамяти и поддерживал только символьный режим рабо­ты. Несмотря на высокую разрешающую способность (720x350 точек), он является весьма несовершенным и полностью вытеснен адаптером HGC.

Цветной графический адаптер CGA практически непригоден для работы в текстовом режиме, так как обладает слишком малым разрешением. При использовании адаптера CGA в текстовом режиме матрица символьного элемента имеет размер 8x8, а количество выводимых на экран строк всегда равно 25.

Адаптер поддерживает три графических режима:

1) низкое разрешение - 160x200 точек, 4 бита/пиксель, 16 цветов;

2) среднее разрешение - 320x200 точек, 2 бита/пиксель, 4 цвета (пользователь выбирает одну из 4 фиксированных палитр для пикселей ненулевыми атрибутами и любой из 16 цветов для отображения фона);

3) высокое разрешение - 640x200 точек, 1 бит/пиксель, 2 цвета (пользователь выбирает одну из 4 фиксированных палитр для пикселей с ненулевыми атрибутами и имеет возможность использовать из каждой палитры по одному цвету, соответствующему вектору номер 1; для отображения фона может задавать любой из 16 цветов).

Карта цветов CGA содержит 16 векторов длиной 4 бита. Любой доступный цвет кодируется четырьмя компонентами: I, R, G, B. Здесь I - интенсивность свечения, а R, G, B - красный, зеленый, голубой. Возможности управления картой цветов в адаптере CGA имеют некоторые ограничения. Режим низкого разрешения на ПЭВМ фирмы IBM вообще не поддерживается. В остальных режимах пользователь использует четыре палитры. Карта цветов, доступная пользователю, состоит из четырех цветов (векторов).

Пользователю непосредственно из программы доступен лишь нуле­вой вектор карты цветов. Этот вектор задает цвет и интенсивность фона. Устанавливается он при помощи четырех битов (3-0) регистра выбора цвета. Остальные три вектора карты цветов (палит­ра) задаются через биты 5 и 4 регистра выбора цвета:

00 - red/green/brown;

01 - red/green/brown + интенсивное свечение;

10 - magenta/cyan/lightgrey;

11 - magenta/cyan/lightgrey + интенсивное свечение.

В режиме среднего разрешения два бита атрибута пикселя задают один из четырех доступных цветов. Причем комбинация 00 соответству­ет цвету фона. В режиме высокого разрешения пользователю доступны лишь два первых вектора карты цветов, так как атрибут пикселя зада­ется одним битом.

Видеопамять CGA занимает в адресном пространстве 16К. Началь­ный адрес видеопамяти - В8000h. Атрибуты пикселей четных горизон­тальных линий размещаются в видеопамяти последовательно, начиная с этого адреса. Атрибуты пикселей нечетных линий размещаются начиная адреса ВА000h. Если атрибут пикселя занимает несколько бит, то они располагаются последовательно друг за другом. Так в режиме среднего разрешения в одном байте размещаются атрибуты 4 пикселей.

Видеосистема PCjr является улучшенной версией CGA. Специфика PCjr заключается в том, что в качестве видеопамяти используются старшие 16К оперативной памяти (ОЗУ). Таким образом, адрес видеопамяти зависит от размера ОЗУ. В настоящее время PCjr практически не используется.

Монохромный графический адаптер HGC представляет собой адаптер монохромной графики с более высоким, чем у СGA и МDA. Благодаря высокой разрешающей способности матрица пикселей, отводимая для отдельного пикселя в текстовом режиме, имеет размерность 9x14. Это позволило создать наборы шрифтов, приятные внешне и легкие для восприятия.

Размер видеопамяти 64К. Она разбита на два банка (страницы) по 32К. Первая начинается с адреса В0000h, вторая - с адреса В8000h.

Каждая страница разделена на четыре зоны: в первой хранятся пиксели строк 0, 4, 8,...; во второй - 1, 5, 9,...; в третьей - 2, 6, 10, в четвертой -3, 7, 11,.... Специальный порт позволяет иск­лючить вторую страницу памяти. Это может понадобиться при взаимо­действии с другим адаптером (например, СGА).

Более совершенным является адаптер улучшенной цветной графики ЕGА. Большинство совместимых с ЕСА адап­теров могут работать и в режиме НGС. Адаптеры EGA выпускаются фир­мой IBM с 1984 года и в настоящее время они уже считаются устаревшими, хотя еще широко распространены. Адаптер EGA поддерживает все режимы СGА, но в текс­товых режимах позволяет либо увеличить количество строк до 43, либо улучшить качество выводимых символов (матрица символьного элемента может иметь размер 8x14).

Новые графические режимы, в которых разрядность пикселя равна 4, обеспечивают одновременное использование 16 цветов, при макси­мальном разрешении 640x350. Интенсивность свечения имеет 4 града­ции. Следовательно, общее количество цветов равно 64. Карта цветов адаптера состоит из 16 векторов. Каждый имеет вид - rgbRGB. Здесь установка битов R,G,B добавляет пикселю на экране 2/3 максимальной яркости, а установка битов r,g,b - 1/3.

Каждый вектор карты цветов доступен программисту для записи через порты 03DAh и 03C0h. Запись производится следующим образом. Сначала считывается содержимое порта 03DAh. При этом порт 03C0h пе­реходит в режим ожидания ввода. В этот порт посылают сначала номер вектора карты цветов (00h-0Fh), а затем - код цвета в формате rgbRGB.

Видеопамять адаптера разделена на 4 банка (плоскости) по 16К. В совместимых с СGА режимах используется лишь один из этих банков памяти. Он отображается в адресное пространство ПЭВМ с адреса В8000h. В новых графических режимах начальный адрес видеопамяти А0000h. Каждый банк хранит по одному биту всех атрибутов и предс­тавляет собой сечение видеопамяти по одноименным битам атрибутов. В минимальной конфигурации (при 64К видеопамяти) адаптер ЕGА позволя­ет хранить одну страницу размером 640x200 при 4 битах на атрибут или размером 640 х350 при 2 битах на атрибут. Если адаптер снабжен видеопамятью большего размера (128К или 256К), то количество храни­мых страниц увеличивается.

Современные адаптеры VGA. Основная осо­бенность этого адаптера - выдача на монитор аналогового, а не циф­рового сигнала. Это обеспечило 64 градации по каждой RGB-компоненте. Палитра допустимых цветов стала содержать 256К от­тенков. Основной графический режим обеспечивает разрешающую способ­ность 640x480 пикселей при 16 цветах. Другой новый графический ре­жим обеспечивает разрешение 320x200 при 256 цветах. Объем видеопамяти адаптера равен 256К. Максимальная разрядность атрибутов пикселей 8. Соответственно карта цветов адаптера включает 256 век­торов. В любом графическом режиме допускается загрузка из программы всех векторов карты цветов. Кроме того, значение вектора может быть считано программой через специальные порты.

Адаптер VGA поддерживает все режимы ЕGА и СGА. Совместимость с СGА обеспечивается на уровне прерываний BIOS и DOS, а с ЕGА - на уровне адресации портов и видеопамяти. В текстовых режимах он поз­воляет увеличить количество выводимых строк до 50 или улучшить ка­чество выводимых символов (матрица 9x16).

Адаптер МСGА. Он обеспечивает максимальную совмести­мость с VGA при минимальной стоимости. МСGА имеет 4 графических режима. Первые два соответствуют режимам среднего и высокого разреше­ния адаптера СGА. Два другие являются совместимыми с VGА и имеют разрешение 320x200 и 640x480 пикселей. Причем первый из них пол­ностью идентичен режиму среднего разрешения VGA и допускает исполь­зование 256 цветов, а второй (аналог режима высокого разрешения) отводит на атрибут пикселя лишь один бит и позволяет иметь на экра­не только 2 цвета. Адаптер МСGА имеет объем видеопамяти 64К. На­чальный адрес видеопамяти в СGА-совместимых и текстовых режимах -В8000h. В VGА-совместимых режимах начальный адрес видеопамяти А0000h.

Различные фирмы выпускают много адаптеров, превосходящих по своим возможностям VGA. Эти устройства объединены общим названием Super VGA (SVGA). Их возможности могут отличаться от стандартов фирмы IBM.

Фирма IBM начала выпуск нового адаптера ХGА, который должен стать стандартом для нового поколения высо­копроизводительных систем на базе процессоров Intel 80386/80486. Адаптер ХGА включает встроенный графический процессор. Он аппаратно поддерживает копирование изображений в окнах экрана, позволяет вес­ти обмен данными между видеопамятью и основной памятью в режиме прямого доступа, значительно увеличивает возможности и скорость работы видеоадаптера.

Адаптер ХGА содержит 512К видеопамяти. Он обеспечивает разре­шение 1024x768 при 16 цветах. Увеличение объема видеопамяти до 1 Мбайта позволяет получить 256 цветов при том же разрешении. Один из новых режимов позволяет иметь на экране 65536 цветов при разреше­нии, нормальном для VGA. Адаптер ХGА имеет совместимость с адапте­ром VGA на уровне регистров.