Семинар 12. Видеосистема пк и режимы графической акселерации Введение

Под видеосистемой понимается комбинация дисплея (монитора) и адаптера (видеокарта). Монитор компьютера IBM PC предназначен для вывода на экран текстовой и графической информации. Видеокарта управляет дисплеем с платы в одном из разъемов расширения (в некоторых компьютерах видеокарта находится на основной схемной плате).

Мониторы

Мониторы могут быть цветными и монохромными, жидкокристаллические, ЭЛТ и NEC. Мониторы различаются по способу передачи изображения – аналоговый, цифровой, композитный. Они могут работать в одном из двух режимов: текстовом или графическом.

Текстовый режим. В текстовом режиме экран монитора условно разбивается на отдельные участки- знакоместа, чаще всего на 25 строк по 80 символов (знакомест). В каждое знакоместо может быть выведен один из 256 заранее заданных символов. В число этих символов входят большие и малые латинские буквы, цифры, а также псевдографические символы, используемые для вывода на экран таблиц и диаграмм. Чтобы отобразить на экране символы, ЦП копирует их в видеопамять в виде байтов. Кроме того с каждым символом связывается атрибутивный байт, который описывает атрибуты символа (цвет, интенсивность, характер и т.д.). Таким образом, изображение 25х80 символов требует наличия 25х80х2 байта = 4000 байт.

Графический режим. Графический режим монитора предназначен для вывода на экран графиков, рисунков и т. д. Разумеется, в этом режиме можно выводить также и текстовую информацию в виде различных надписей.    В графическом режиме экран монитора состоит из точек, каждая из которых может быть темной или светлой на монохромных мониторах или одного из нескольких цветов - на цветном. Количество точек по горизонтали и вертикали называется разрешающей способностью монитора в данном режиме. Например, выражение разрешающая способность 640x200 - означает, что монитор в данном режиме выводит 640 точек по горизонтали и 200 точек по вертикали. Следует заметить, что разрешающая способность не зависит от размера экрана монитора.

В этом режиме цветовое значение каждого пикселя хранится как один или несколько бит в видеобуфере и считывается на экран с дополнительным преобразованием. Графический режим называется еще режимом с двоичным или точечным отображением (bit - mapped display), т.к. в нем имеется взаимно однозначное соответствие между битами в видеобуфере и пикселями на экране. Оценим требуемый объем видеопамяти ОЗУ. В настоящее время обычно используются мониторы 800х600 (SVGA), 1024x768 или 1280x960 (XVGA). Чтобы получить цвет необходимо 8 бит для каждого из трех основных цветов или 3 байта на пиксел. Следовательно, для монитора 1024х768 требуется 2,3 Мбайт видео-ОЗУ. Это крайне расточительно, поэтому идут на различные компромиссы (например, индексация цветов, цветовая палитра и т.д.)

Говорят, что в видеобуфере хранится образ экрана. Если в видеобуфере пиксел кодируется n битами, то одновременно на экране можно наблюдать 2ⁿ цветов. Число бит, отведенных для кодирования цвета, иногда называют числом цветовых плоскостей. Адаптеры EGA и VGA осуществляют дополнительные преобразования битовых полей пикселов с целью расширения отображаемой палитры. С помощью специальных схем n-битный код расширяется до m-битного, причем m>n. При этом получается палитра из 2^m цветов, однако одновременно на экране можно наблюдать по-прежнему лишь 2ⁿ цветов.

Благодаря управлению каждым пикселем в графическом режиме появляется возможность формирования сложных изображений и движущихся графических объектов. Однако это требует от ПК повышенных ресурсов. Сравним объемы информации с которыми приходится оперировать в текстовом и графическом режиме: а) 16-ти цветный текстовый режим (80 х 25): 80 х 25 х 2 = 4000 байт; б) 16-ти цветный графический режим с разрешением 640х480: (640х480х4)/ 8 = 153600 байт (или 150Кб); Это те объемы информации, которые необходимо пересылать из видеобуфера в монитор (и преобразовывать) при регенерации. По этой причине компьютеры с низкой производительностью медленно работают в графической среде даже при редактировании текстов. Ведь в графическом режиме для хранения 25 строк текста (т.е. экран) все равно требует 150Кб памяти. Если 256 цветов, то объем видеобуфера (640х480х8)/8 = 307200 байт, т.е. точно 300 Кб. Видео данные графических режимов хранятся в виде двоичных полей представляющих значения пикселов. Они прямо (CGA)или косвенно(EGA,VGA) определяют цвет каждого пикселя на экране.