Графический и текстовый режимы работы дисплеев

В графическом режиме имеется возможность индивидуального управления свечением каждой точки экрана монитора независимо от состояния остальных. Каждой точки экрана (пикселю) соответствует ячейка специальной памяти, которая сканируется схемами видеоадаптера синхронно с движением луча.

3D-графика. Для повышения наглядности выводимой информации используется 3D-графика – трехмерное изображение объектов, а также перемещение в трех координатах с одновременной реализацией законов перспективы и соответствующего изменения освещенности наблюдаемых объектов. В действительности оперирование происходит не самими объектами, а их математическими описаниями. Для быстроты обработки программ, использующих 3D-графику, применяют микросхему графический акселератор. Существует 2 режима работы 3D-графики: цветом каждого пиксела непосредственно управляет 15-16 бит (High Color) или 24 бита (True Color) ячеек видеопамяти.

В текстовом режиме ячейка видеопамяти хранит информацию о символе, занимающем на экране знакоместо определенного формата. Знакоместо представляет собой матрицу точек, в которой может быть отображен один из символов определенного набора. В ячейке видеопамяти хранится код символа, определяющий его индекс в таблице символов, и атрибуты символа, определяющие вид его изображения. К атрибутам относится цвет фона, цвет символа, инверсия (поворот), мигание и подчеркивание символа. К текстовому режиму относятся и средства управления курсором.

3. Видеоадаптер

Функциональная схема графического адаптера:

Контроллер ЭЛТ (CRT Controller) Обеспечивает формирование сигналов сканирования видеопамяти и сигналов вертикальной и горизонтальной синхронизации монитора. Опорной частотой для работы контроллера является DotCLK – частота вывода пикселей в графическом режиме, а также точек разложения символов и аппаратного курсора в текстовом режиме.

Видеопамять – специальная область памяти из которой контроллер ЭЛТ организует циклическое чтение содержимого для регенерации изображения. Объем типовой видеопамяти – 1 Мбайт, при наличии 3D-акселератора – 8-128 Мбайт.

Бит/пиксель	Количество цветов	640480	800600	1024768	12801024
4	16	150 Кб	234 Кб	384Кб	640 Кб
8	256	300 Кб	469 Кб	768 Кб	1,25 Мб
15	32768	600 Кб	938 Кб	1,5 Мб	2,5Мб
16	65536	600Кб	938 Кб	1,5 Мб	2,5 Мб
24	16777216	900 Кб	1,37 Мб	2,25 Мб	3,75 Мб
32	16777216	1,17 Мб	1,83 Мб	3,0 Мб	5,0 Мб

RAMDAC (Random Access Memory Digital-to-Analog Converter) представляет собой микросхему видеоадаптера, содержащую цифроаналоговый преобразователь для выходных сигналов RGB и таблиц палитры в виде матрицы. Микросхема является контроллером атрибутов и управляет цветовой информацией, хранящейся в видеопамяти. В текстовом режиме он обрабатывает информацию из байт атрибутов знакомест, в графическом – из бит текущего выводимого пикселя. Контроллер позволяет увязать объем хранимой цветовой информации с возможностями дисплея. В состав контроллера входят регистры палитр, которые служат для преобразования цветов, закодированных битами видеопамяти в реальные цвета на экране.

Графический акселератор (процессор) – средство повышения производительности программного построения изображений (из образов) в видеопамяти, позволяющее выполнять операции с графическими данными без использования центрального процессора.

Расширение BIOS. В модуле расширения BIOS хранятся коды драйверов видеосервиса и таблицы знакогенераторов, которые позволяют установить любую видеокарту, самостоятельно решая проблемы программной совместимости. При объеме видеопамяти свыше 128 Кбайт доступ к полному объему реализуется посредством переключения доступных страниц. Страница отображается на окно размером 64 Кбайт, через которое процессор получает доступ к видеопамяти. Для переключения страниц имеется специальная функция видеосервиса BIOS.

Интерфейс монитора формирует выходные сигналы соответствующего типа (RGB-TTL и RGB-Analog для подключения монитора, композитное видео и S-видео для подключаемых видеоустройств), а также отвечает за диалог с монитором и подключенными видеоустройствами.

Дискретный интерфейс RGB-TTL. Для монохромного монитора, имеющего дискретный интерфейс, использовались 2 сигнала: видео (включить/выключить) и луч повышенной яркости. Таким образом, монитор мог отобразить три градации яркости. В цветных мониторах имелось по одному сигналу для включения каждого луча (красный, зеленый, синий) и общий сигнал повышенной яркости. Таким образом, можно было задать 2⁴ =16 цветов. Улучшенный цветной монитор имел дискретный интерфейс с двумя сигналами на каждый базовый цвет (RGBrgb – старшие и младшие биты базисных цветов). Общее количество кодируемых цветов 2⁶ =64. Сигналы управления, состояния и синхронизации передаются сигналами транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ). Использовался разъем DB-9S (9-ти контактный).

Аналоговый интерфейс RGB-Analog. Цифро-аналоговые преобразователи сигналов находятся на графическом адаптере (в отличие от дискретного интерфейса, где преобразование проходило в самом мониторе). Такой интерфейс позволяет выводить более 16 млн. различных цветов и применяется в мониторах VGA и выше. Базовые цвета передаются аналоговыми сигналами, а сигналы управления, состояния и синхронизации передаются сигналами транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ). Используется малогабаритный 15-ти контактный разъем.

Цифровой интерфейс DVI. Для повышения качества изображения микросхемы цифро-аналогового преобразователя перенесли в монитор, на плату видеоусилителей. Основной цифровой интерфейс имеет 6 каналов ([0:5]) передачи данных и канал синхронизации. Каждый канал данных образован кодером, расположенным на видеокарте, линией связи и декодером, расположенным на дисплее. На вход кодера канала 0 поступают сигналы строчной и кадровой синхронизации, а на остальные каналы – дополнительные управляющие сигналы по паре на каждый канал. На приемной стороне сигналы декодируются, восстанавливаются в том же виде, в котором они поступали на входы кодеров.