4.3. Особенности графического режима

В режиме 13h видеопамять можно рассматривать как символьный массив, находящийся по адресу A0000h. Цвет точки (х, у) является байтом этого массива, имеющим индекс 320*у + х. Для вывода точки на экран достаточно записать цвет точки в этот байт, например, операторы:

char far *vid_mem = (char far *) 0xA0000000;

vid_mem + 320*y+x = 2;

приведут к появлению зеленой точки в позиции (х, у). Наша цель – рассмотреть методы записи и чтения точек в режимах 0х10 и 0х12.

Установка графического режима. Напишем подпрограмму, устанавливающую графический режим:

void setvmode (int mode)

{

union REGS r;

r.h.al = mode; r.h.ah = 0;

int86 (0x10, &r, &r);

}

Например, если вызвать setvmode (0x12), то установится режим VGA, 16 цветов, с разрешением 640х480 пикселов.

Отображение пикселов на экране. Вся видеопамять в режимах 10h и 12h, начиная с адреса 0А0000h, делится на 4 части, которые называются цветовыми или битовыми плоскостями. Адрес пиксела в видеопамяти в действительности относится не к одному, а к четырем битовым плоскостям. Команды считывания и записи взаимодействуют с видеопамятью через четыре 8-битовых регистра, каждый из которых относится к одной из битовых плоскостей и называется регистром защелки. Каждая битовая плоскость проектируется на видеопамять. Точка экрана (х, у) цвета i хранится в видеопамяти со смещением

PixelAddr = y*80 + x/8;

ее маска определяет позицию в байте и равна

PixelMask = 0x80>>(x%8).

Например, при х = 4 и у = 0 маска равна 00001000b. Обмен между видеопамятью и экраном можно представить схемой (рис. 4.1):

Регистры графического контроллера. Графический контроллер имеет 9 восьмиразрядных регистров. Чтобы записать значения в один из регистров, нужно выполнить 2 команды:

outportb (0x3CE, номер_регистра);

outportb (0x3CF, значение);

Регистры имеют номера и названия, показанные на рис. 4.2:

Номер	Название	Значение по умолчанию
0	Set / Reset	00
1	Enable Set / Reset	00
2	Color Compare	00
3	Data Rotate	00
4	Read Map Select	00
5	Mode	10h
6	Miscelaneous	05h
7	Color Don’t Care	0Fh
8	Bit Mask	FFh

Рис.4.2. Регистры графического контроллера

В частности, регистр 5 определяет режимы чтения и записи. Имеется два режима чтения, им соответствуют значения 0 и 1 бита 3 регистра 5, и 4 режима записи, которым соответствуют значения двух младших битов регистра 5. Установка разрядов приводит к изменению режимов чтения и записи. Ниже приведена подпрограмма смены режимов чтения/записи:

void SetRWMode (int ReadMode, int WriteMode)

{

outportb (0x3CE, 5); // в регистр 5

outportb (0x3CF, WriteMode&3+(ReadMode&1)<<3); // записать значение

}

Режим чтения 0. Содержимое четырех битовых плоскостей, соответствующее байту видеопамяти, считывается в четыре регистра защелки. Один из регистров защелки считывается в байт видеопамяти, откуда его можно прочитать, как из обычной памяти, указав номер битовой плоскости в регистре 4.

Пример 1. Для того чтобы прочитать цвет точки, имеющей координаты (х, у), установим сначала режимы чтения и записи с помощью оператора

SetRWMode (0, 0);

а затем вызовем подпрограмму, возвращающую цвет точки:

int readpixel (int x, int y)

{ unsigned char pixelmask, // маска

latch; // для регистра защелки

unsigned int pixeladdr = y*80 + x/8;

int plane, color = 0; pixelmask = 0x80 >> (x%8);

for (plane=3; plane>=0; plane--)

{

outportb (0x3CE, 4); // в регистр 4

outportb (0x3CF, plane); // записать номер битовой плоскости

latch = peekb (0xA000, pixeladdr); latch = (latch&pixelmask)>>(7-x%8);

color = (color<<1)|latch;

}

return color; }

Режим чтения 1. Байт, в который читается байт из видеопамяти, называется байтом центрального процессора. В режиме чтения 1 содержимое четырех битовых плоскостей считывается в четыре регистра защелки. В байт центрального процессора записывается результат сравнения четырех регистров защелки с регистром 2. Пусть, например, регистр 2 равен 1011b. Тогда, если регистры защелки имеют содержимое, показанное на рис 4.3

3	1	0	0	1	1	0	1	0
2	0	1	1	0	1	1	0	1
1	1	1	0	1	1	1	1	0
0	1	1	1	1	1	1	1	0

Рис. 4.3. Содержимое регистров защёлки

то значение 1011b будет встречаться в столбцах, соответствующих битам 7, 4 и 1. Поэтому результат чтения в режиме 1 в данном случае равен 10010010b.

Чтобы исключить битовую плоскость из проверки на равенство, надо записать 0 в соответствующий бит регистра 7. В данном случае, чтобы исключить плоскость 2, нужно записать в регистр 7 число 1011b. Результат чтения будет равен 10011010b.

Действия в режиме чтения 1, после вызова функции SetRWMode (1, 0):

• в регистр 7 записать маску;

• в регистр 2 записать цвет;

• прочитать байт, находящийся по адресу 0хА0000000 + у*80 + х/8, он будет результатом чтения.

Режим записи 0. Используются регистры:

• регистр 0 - установки / сброса;

• регистр 1 - разрешения установки / сброса;

• регистр 3 - сдвига данных;

• регистр 8 - двоичной маски.

Байт процессора может быть использован для обновления любой плоскости битов или всех плоскостей битов, а также для обновления любого из восьми пикселов или всех восьми пикселов.

Регистр двоичной маски указывает, какие биты из восьми могут быть модифицированы. Если некоторый бит в этом регистре равен нулю, то соответствующие ему 4 бита из регистров защелки просто копируются в битовые плоскости. Для каждого бита, равного 1, соответствующие биты регистров защелки объединяются либо с байтом процессора (если регистр 1 равен 0), либо со значением пиксела из регистра 0 (если регистр 1 равен 0Fh). Таким образом, возможны два случая:

1. Регистр 1 равен 0Fh. Регистр 0 действует с помощью операции, заданной в битах 4-3 регистра 3 на все биты регистров защелки. В случае, когда регистр 3 равен нулю, производится копирование цвета, заданного в регистре 0 во все точки, адресуемые байтом процессора, для которых биты двоичной маски равны 1.

Например, в случае, когда регистр 0 равен 0101b, а регистр 8 равен 00011111b, в битовые плоскости запишутся преобразованные данные, представленные на рис 4.4.

В данном случае копирование производится в режиме COPY_PUT. Если биты 4-3 регистра 3 содержат число 01, то запись производится с преобразованием AND_PUT, число 10 – OR_PUT, число 11 – XOR_PUT. Для того чтобы записать точки заданного цвета на экран, в этом режиме необходимо произвести действия:

• в регистр 1 записать 0Fh;

• в регистр 0 записать цвет;

• в регистр 8 записать маску;

• записать любой байт по адресу 0хА0000000+80у+х/8;

• восстановить исходные значения регистров 1 и 8.

Пример 2. Напишем подпрограмму записи точки цвета color в позицию (х, у):