8. Графический режим.

В графическом режиме имеется возможность индивидуального управления свечением каждой точки экрана независимо от остальных. Обозначение этого режима следущее: GrAPA (Graphics All Points Addressable) - графический, все точки адресуемы.

В графическом режиме каждой точке экрана, пикселю, соответствует ячейка специальной памяти, которая читается схемами адаптера синхронно с движением луча монитора. Процесс постоянного чтения видео памяти называется регенерацией изображения.

Количество бит памяти, отводимое на каждый пиксель, определяет возможное состояние цветов пикселя, его яркость, мерцание и др. Например, при 1 бите на пиксель возможно только 2 состояния: светится или не светится пиксель.

При 2 битах на пиксель – 4 цвета на экране;

при 4 битах на пиксель – 16 цветов на экране;

при 8 битах на пиксель – 256 цветов на экране – цветная фотография.

В настоящее время имеем 15 или 16 бит на пиксель (режим High Color), что соответствует 65 536 цветов, а при 24 битах на пиксель (режим Tru Color) соответствует 16,7 миллиона цветов.

При 15 или 24 битах на пиксель распределение между базисными цветами К:З:С равномерное, при 16 битах – не равномерное с учетом восприятия цветов ( 5:6:5 или 6:6:4).

Принципы организации видеопамяти.

Логически видеопамять может быть организована по-разному, в зависимости от количества бит на пиксель.

В случае одного или двух бит на пиксель каждый байт памяти соответствует восьми или четырем соседним пикселям строки (рис. 3.3, а,б). При сканировании ячейка считывается в регистр сдвига, из которого информа­ция о соседних точках последовательно поступает на выходные цепи адаптера. Такой способ отображения называется линейным — линейной последовательнос­ти пикселов соответствует линейная последовательность бит (или групп бит) видеопамяти.

В адаптере EGA количество бит на пиксел увеличили до четырех и видеопамять разбивается на четыре области-слоя, называемых также и цветовыми плоскостями (рис. 3.4). В каждом слое используется линейная организация, где каждый байт содержит по одному биту восьми соседних пикселов. Слои считываются в сдвиговые регистры одновременно, в результате параллельно формируются по четыре бита на каждый пиксел. Такое решение (а именно параллельное считывание слоев) позволяет снизить частоту считывания ячеек памяти — одна операция чтения производится за время прохода лучом восьми пикселов. Снижение частоты считывания ограничивается быстродействием памяти. Ячейки слоев, отвечающие за одни и те же пикселы, имеют совпадающий адрес. Это позволяет производить параллельную запись информации сразу в несколько цветовых плоскостей (запись для каждого слоя разрешается индивидуально), что также экономит время. Считывание со стороны магистрали, конечно, возможно только послойное.

Рис. 3.3, а . Линейное отображение групп памяти 1 бит на пиксел.

Таким образом, объем видеопамяти (в битах) V, требуемый для хранения образа экрана, определяется, как произведение количества пикселов p в строке на количество строк n и на количество бит на пиксел b.

V= pxnxb

Так, для режима HGC 720 х 350 с одним битом на точку он составляет 252 000 бит или около 31 Кбайт, а 800 х 600 х 256 цветов — 480 000 бит или около 469 Кбайт.

Если физический объем видеопамяти превышает объем, необходимый для отображения матрицы всего экрана, видеопамять можно разбить на страницы.

• Страница — это область видеопамяти, в которой умещается образ целого экрана. При многостраничной организации видеопамяти только одна из них может быть активной — отображаемой на экран. Этим страницы принципиально отличаются от слоев, которые отображаются одновременно.

Формирование битовой карты изображения в видеопамяти графического адаптера производится под управлением программы, исполняемой центральным процессором. Для решения вопроса обмена информацией необходимо:

• Повышение быстродействия памяти.

• Расширение разрядности шин графического адаптера, причем как внутренней (шины видеопамяти), так и интерфейсной.

• Повышение скорости видеопостроений с помощью кэширования видеопамяти или затенением видеопамяти, что, по сути, почти одно и то же. В этом случае при записи в область видеопамяти данные будут записаны как в видеопамять, так и в ОЗУ (или даже в кэш), а при считывании из этой области обращение будет только к быстродействующему ОЗУ.

• Принципиальное сокращение объема информации, передаваемой графическому адаптеру за счет наделения адаптера своим «интеллектом», т.е. процессором.

В современном компьютере используются все эти решения, причем необходимо чтобы разрядность шин видеоадаптреа полностью совпадала бы с разрядностью видеопамяти. Иначе получается не эффективное использование одного или другого.