Режимы работы видеоадаптера
Как это и
ни странно звучит сегодня, но основной видеорежим у персональных компьютеров
— это текстовый режим, в котором графические элементы создаются с использованием
псевдографических символов. Лишь в дальнейшем, уже по командам операционной
системы, видеоадаптер переключается в графический режим. Это хорошо заметно,
когда после включения питания компьютер работает под управлением программ BIOS.
Во время начальной загрузки вывод информации на экран осуществляется в текстовом
режиме с разрешением 720x400 (частота строк— 31,5 кГц, частота кадров— 70 Гц).
Лишь изредка, во время тестирования самого видеоадаптера, происходит переключение
в графический режим с разрешением 640x480 (частота строк — 31,5 кГц, частота
кадров — 60 Гц). А вот пользователи используют текстовый режим работы видеоподсистемы
только в режиме MS-DOS или, например, в операционной системе Linux в режиме
терминала.
Появление
двух различных принципов построения изображения на экране монитора возникло
исторически. Текстовый режим достался персональному компьютеру IBM PC от вычислительных
машин, где графический режим в то время являлся весьма уникальной особенностью,
для поддержки которой требовалось необычайно много ресурсов. При этом, чтобы
рисовать на экране или печатающем устройстве, использовались различные ухищрения,
например, создавали изображение с помощью набора символов букв, цифр и знаков
препинания. Кстати, тогда активно использовался термин "средства машинной
графики".
Для всемерного
сокращения аппаратных и программных ресурсов в персональных компьютерах IBM
PC был реализован великолепный способ "рисования", в котором использовались
символы так называемой псевдографики. На рис. показан принцип рисования
графических элементов (псевдографики) в текстовом режиме. Рядом с каждым элементом
указан его код, который можно вызвать, если при нажатой клавише <Alt>
набрать какое-либо десятичное число на включенной цифровой клавиатуре (группа
клавиш справа).
Для вывода символов букв и цифр, а также псевдографики используется очень простой принцип, который может быть реализован даже с помощью обычных стандартных логических микросхем. Вся площадь экрана разделяется на маленькие области — знакоместа. Например, площадь экрана в 720 точек по горизонтали и 350 по вертикали делится на прямоугольники 9x14 (используются также варианты 8x14, 9x16 и пр.), образуя 80 столбцов и 25 строк. В этом случае, скажем, буква "А" может быть нарисована так, как показано на рис. (конечно, варианты бывают разные).
Используя такой принцип, для запоминания символа требуется всего одна ячейка памяти, а образ символа, который будет построен на экране монитора, хранится в "постоянной" памяти видеоадаптера.
Примечание
Следует заметить, что в персональных компьютерах IBM PC для каждой точки использовались два байта — в первом хранился код символа, а во втором — атрибуты символа (цвет, яркость, мигание), что приводило к необходимости выделения 4 Кбайт для каждого кадра.
В персональных компьютерах IBM PC XT образы символов хранились в микросхеме ПЗУ, что приводило к проблемам, например русификации компьютера. То есть требовалось снять микросхему ПЗУ с платы видеоадаптера и установить новую с другой прошивкой (в не таких уж старых принтерах точно так же приходится поступать, когда надо русифицировать принтер для режима MS-DOS).
Начиная с IBM PC AT, таблица знакогенератора загружается центральным процессором в ОЗУ видеоадаптера, причем пользователь может указать, какая кодовая таблица ему нужна.
После удешевления микросхем памяти и повышения производительности процессоров текстовый режим перестал пользоваться популярностью у пользователей, которые теперь предпочитают работать в графической оболочке, например операционной системы Windows. Но в таком случае компьютеру приходится помнить о каждой точке на экране, т. е. один байт управляет не группой точек, как в текстовом режиме, а всего лишь одной. В дальнейшем для хранения информации о цвете и яркости точки стали отводить 2 байта, а потом и 3.
Так как пользователи после непродолжительного восторга от новейшего компьютера очень скоро снова становятся недовольными возможностями вывода графической информации на монитор, то разработчики компьютерного железа систематически вводят все новые и новые стандарты построения изображения. Вначале человеку приходилось работать за черно-белым монитором, потом появились цветные с довольно скромными характеристиками. Далее последовательно увеличивалось число выводимых на экран точек и количество цветов, которые можно было отобразить. Соответственно, каждый стандарт характеризовался разрешением и глубиной цвета (одновременно менялись значения кадровой и строчной развертки монитора, а также способ синхронизации изображения).
Для того чтобы видеоадаптер и монитор могли корректно работать в любом стандарте, введены номера режимов, которые однозначно характеризуют разрешение, глубину цветности, частоты разверток, а также режим работы — текстовый или графический (номер режима используется программистами для работы с видеоадаптерами).
Для стандартов MDA, CGA, HGC и EGA предназначены режимы работы видеоадаптера от 0 до 13h. Для стандарта VGA были введены режимы от 18h до 27h. Для стандарта VESA VGA определены номера от 101h до 11Ah (это также и режимы SVGA). Кроме указанных номеров режимов, конкретный видеоадаптер может поддерживать и свои фирменные стандарты. Заметим, что основной режим видеоадаптера — это 7 (только текст), в котором монитор работает с разрешением 720x400 (старые мониторы в этом режиме используют разрешение 720x350).
Характеристики режимов стандарта VGA
|
Режим |
Разрешение
в графическом режиме |
Разрешение
в текстовом режиме |
Примечание |
|
|
18 19 1А |
720x480 720x473 720x480 |
80x30 80x43 80x60 |
Текст Текст Текст |
|
|
1В |
1188x350 |
132x25 |
Текст |
|
|
1C |
1188x480 |
132x30 |
Текст |
|
|
1D |
1188x473 |
132x43 |
Текст |
|
|
1Е |
1188x480 |
132x60 |
Текст |
|
|
1F |
800x600 |
100x75 |
Графика |
|
|
20 |
960x720 |
120x45 |
Графика |
|
|
21 22 23 |
960x720 768x1024 1024x768 |
128x48 96x64 128x48 |
Графика Графика Графика |
|
|
24 |
512x512 |
64x32 |
Графика |
|
|
25 26 27 |
640x400 640x480 800x600 |
80x25 80x30 100x75 |
Графика Графика Графика |
|
Характеристики режимов стандарта VESA VGA
|
Режим |
Разрешение |
Глубина цвета |
Частота строк,
в кГц |
Частота кадров,
в Гц |
||
|
101 |
640x480 |
265 |
37,9 |
72 |
||
|
102 |
800x600 |
16 |
48,1 |
72 |
||
|
103 |
800x600 |
16 |
48,1 |
72 |
||
|
104 |
1024x768 |
265 |
60 |
75 |
||
|
105 |
1024x768 |
16 |
60 |
75 |
||
|
106 |
1280x1024 |
16 |
76,7 |
72 |
||
|
107 |
1280x1024 |
265 |
76,6 |
72 |
||
|
110 |
640x480 |
32768 |
37,9 |
72 |
||
|
111 |
640x480 |
65536 |
37,9 |
72 |
||
|
112 |
640x480 |
16,5 млн. |
37,9 |
72 |
||
|
113 |
800x600 |
32768 |
48,1 |
72 |
||
|
114 |
800x600 |
65536 |
48,1 |
72 |
||
|
115 |
800x600 |
16,5 млн. |
48,1 |
72 |
||
|
116 |
1024x768 |
32768 |
60 |
75 |
||
|
117 |
1024x768 |
65536 |
60 |
75 |
||
|
118 |
1024x768 |
16,5 млн. |
60 |
75 |
||
|
119 |
1280x1024 |
32768 |
76,7 |
72 |
||
|
11А |
1280x1024 |
65536 |
76,7 |
72 |
||
