12. 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.