Zobrazovací jednotky a monitory Zobrazovací jednotka - karta, která se zasunuje do jednoho z konektorů na sběrnici uvnitř počítače. Dva režimy činnosti: Textový režim - zobrazuje znaky uvedené v tabulce kódů v jedné velikosti Parametry textového režimu: počet řádků a sloupců zobrazitelných znaků. Atributy znaku: barva znaku Grafický režim - je určen pro náročnější zobrazování - kreslení čar, ploch, písem jiných typů a velikostí - základní
zobrazitelnou jednotkou je jeden bod (Pixel). Parametry grafického režimu: počet řádků a sloupců zobrazitelných bodů.
Typy monitorů a grafických adaptérů Parametry posuzování: - Režim – textový/grafický. - Rozlišení. - Velikost nainstalované paměti. - Textový režim – počet řádků textu, počet sloupců textu. - Rozměry matice pro zobrazení znaků (v počtu bodů). - Možnost zavádět uživatelské fonty.
MDA (Monochrome Display Adapter) Pracoval pouze v textovém režimu (uměl zobrazovat pouze znaky zadané ASCII kódem v rastru 80 sloupců x 25 řádků). Matice bodů 9 x 14 bodů. Do MDA nebylo možné zavádět uživatelem vytvořené typy znaků. (uživatelské fonty).
CGA (Color Graphics Adapter) Textový i grafický režim, barevné i monochromatické zobrazení. Matice bodů 8 x 8, pro delší práci nevhodný - špatná čitelnost. Textový režim - 16 nebo 2 barvy, rastr 80 x 25 / 40 x 25. Grafický režim - monochromatický, rastr 640 x 200. 4 ze 16 barev, rastr 320 x 200 Do CGA nebylo možné zavádět uživatelské fonty.
HERCULES - HGC (Hercules Graphics Card) Textový i grafický režim. Matice bodů 9 x 14. Textový režim - 80 sloupců, 25 řádků. Grafický režim - rozlišitelnost 720 x 348 monochromatických bodů - existujovala i barevná verze 16 barev ze 64 se stejnou rozlišovací schopností. EGA (Enhanced Graphics Adapter) První všestranně použitelný adaptér, který firma IBM ke svým počítačům uvedla. Matice bodů 8 x 14. Grafický režim - maximální rozlišitelnost 640 x 350 bodů, 16 ze 64 barev => solidní využití jak při práci s textem, tak v nejrůznějších grafických aplikacích, nevyhovoval však pro profesionální práci se systémy CAD. Do EGA adaptéru bylo možné zavádět uživatelské fonty.
MCGA (Multi Color Graphics Array) Textový režim - matice bodů 8 x 16 bodů, 16 barev. Uvedený na trh firmou IBM. Grafický režim - 640 x 480 bodů, 2 barvy, 320 x 200 bodů, 256 barev. VGA (Video Graphics Array) Grafický režim - 640 x 480 bodů, 16 barev, 320 x 200 bodů, 256 barev z 256k barev. Obdoba adaptérů MCGA. Modernější typy - 800 x 600 bodů, 16 barev - stav před 9 - 10 lety, VGA vyžaduje nové typy monitorů, které nejsou řízeny číslicovým signálem, ale analogově. V řadě adaptérů CGA, EGA, VGA je zachována tzv. kompatibilita zdola => funkce, které umějí provádět nižší typy, umějí i typy vyšší.
SVGA (Super VGA) grafický režim – např. 1024 x 768 bodů, 256 barev 1280 x 1024 bodů, 256 barev Stav dnes - barva určena 18/24 bity, výrazně kvalitnější parametry - šířka pásma, rozlišení, synchronizační kmitočty. Zobrazení barev Barvy se na barevném monitoru vytvářejí stejně jako na barevném televizoru ze tří barevných složek, tzn. ze základních barev červené (Red - R), zelené (Green - G), modré (Blue B). Tři typy barevných monitorů - rozlišení podle způsobu přenosu signálů s informacemi o barvách:
Kompozitní monitory Jsou připojeny jedním koaxiálním vodičem (podobně jako televizní přijímače). Do přenášeného signálu jsou integrovány signály jednotlivých barevných složek a časování. Digitální RGB monitory Pro každou barevnou složku mají jeden vodič. Na každém z těchto vodičů nabývá signál pouze dvou hodnot (barva vysvícena nebo není vysvícena). Je-li monitor připojen n vodiči pro barevné složky - zobrazuje maximálně 2n různých barev. Analogové RGB monitory Pro každou barevnou složku opět jeden vodič, signál přenášený jedním vodičem není dvoustavový, ale
analogový => přenosem ani technickou stránkou zobrazování není počet zobrazitelných barev omezen. Omezení pouze způsobem kódování a uložením ve video paměti. Velmi kvalitní monitory. Grafický režim - určuje se barva každého bodu. Textový režim - barva popředí tj. barva vysvíceného znaku barva pozadí tj. barva podkladu znaku v prostoru, který je vymezen právě vysvícenému znaku
Zobrazovací jednotka a paměť Video paměť RAM např. u VGA adaptéru byla celá fyzicky umístěna na kartě zobrazovací jednotky. Logicky (z pohledu procesoru) je součástí adresového prostoru operační paměti. Pro video paměť bylo vymezeno 128 kB v rozsahu adres A0000H - BFFFFH. Určité adrese uvnitř video paměti přísluší vždy stejné místo na obrazovce. Řadič zobrazovací jednotky neustále bez ohledu na stav procesoru opisuje video paměť na obrazovku. Na výstupu zobrazovací jednotky je vždy sled logických úrovní
odpovídajících barvám zobrazovaných bodů. Schemata skládání barev Osmibarevné schema Tři základní barevné složky - RGB Šestnáctibarevné schema Tři základní barevné složky + signál intenzity - IRGB Šedesátičtyřbarevné schema Šest signálů - RrGgBb. Znak R - jasnější červená, znak r méně jasná červená barva. Pro každou barvu je možno vytvořit čtyři barevné kombinace: Rr, R-, -r, --
Schema 256k barev Je použito u zobrazovacího adaptéru VGA. Je složeno ze tří signálů (RGB), každý ze signálů může nabývat 64 úrovní (6 bitů). Schema 224 barev 8 bitů na každou barvu. Pojem barevná paleta – existoval v době, kdy se objevila zobrazovací jednotka EGA. Pokud zobrazovací jednotka zobrazovala barvy systémem n z m, pak n-tici barev nazýváme paleta. Hovoříme-li o n-tici barev, v níž specifikujeme barvy, pak nejde o barvy, které se fyzicky zobrazí, ale pouze o ukazatele do palety, v níž je teprve odkaz na určitou barvu.
Paleta je představována sadou n registrů (paletové registry) očíslovaných 0 až n - 1, v níž každý registr obsahuje číslo 0 až m - 1. Transformace barvy paletou EGA rgbRGB ┌──────────┐ 0
│
0
│
├──────────┤
4 bity atributu ┌──────────────────┐ │ 10 světle zelená ├─> └──────────────────┘
│
.
│
│
.
│
│
│
├──────────┤ 10 │
18
│
.
│
│
.
│ │
├──────────┤ 15 │
63
┌─────────────────────┐
├──>│18 nejjasnější zelená│
├──────────┤
│
6 bitů bar. složek
│
└──────────┘
└─────────────────────┘
Barevná paleta v zobrazovací jednotce VGA Každá ze tří složek RGB je definována 6 bity => základní popis barvy je tedy 18 bitový => dostáváme celkem 218 = 256 Kbarev Registr DAC 18 bitový - pro každou barvu vyhrazeno 6 bitů => každou barvu je možno zobrazit v 64 úrovních 24 bitový - pro každou barvu vyhrazeno 8 bitů => každou barvu je možno zobrazit v 224 úrovních
Organizace video-paměti (VRAM) Pro VRAM je vyhrazen segment A. Výpočet potřebné kapacity paměti VRAM Standardní grafický video režim monitoru EGA je 640 x 350 bodů na obrazovce v 16 barvách – již u EGA nastaly problémy s velikostí video paměti instalované na grafickém adaptéru.
Pro každý bod bylo potřeba 4 bity - 1/2 B. Pro jednu obrazovku bylo potřeba (640 x 350)/2 = 112 000 B, což je téměř dvakrát více, než je v segmentu A k dispozici (64 kB) – tak to bylo v adaptéru EGA. Nebylo možné zabrat další část logické paměti procesoru mimo segmenty A a B a další fyzická paměť byla potřebná => problém bylo nutné řešit mapováním velké fyzické paměti do menšího logického adresového prostoru. Paměť VRAM byla organizována do 4 paralelních paměťových rovin (memory maps), každá o stejné kapacitě.
Příklad EGA VRAM - kapacita 256 kB - 4 mapy (0. až 3.) po 64 kB
Logický adresní prostor (CPU paměť) 4 různé slabiky na stejných pozicích v paměťových mapách mají stejnou adresu za strany adresové sběrnice procesoru. Čtení obsahu konkrétní adresy - z každé bitové mapy se čte jedna slabika bit 0 všech čtyř slabik (tzn. 4 bity) představuje informaci o barvě jednoho bodu, bit 1 všech 4 slabik informaci o barvě dalšího bodu vnitřní datová sběrnice VGA adaptéru 32 bitů
Paměťové banky
1 MB paměti VRAM organizován ve 4 bancích po 256 kB, každá paměťová rovina má kapacitu 64 kB.
Programová rozhraní k adaptérům PC
1. Nejnižší úroveň SW přístupu: programování HW prostřednictvím registrů adaptérů těchto zařízení 2. Služby BIOSu Množina SW procedur nízké úrovně, které zabezpečují vykonávání určitých standardnch funkcí požadovaných při programování videoadaptérů (nastav pozici a tvar kurzoru, přečti/zapiš znak na pozici kurzoru, nastavení barvy znaku znaku/pozadí znaku, rolování okna na obrazovce). 3. Služby DOSu Pro video adaptéry poměrně chudé, nepřinášejí oproti BIOSu nic nového. 4. Vyšší programovací jazyky příkazy WRITE, DISPLAY ....
