Video Graphics Array

VGA (англ. Video Graphics Array) — стандарт мониторов и видеоадаптеров. Выпущен 1987 году для компьютеров PS/2 Model 50 и более старших^[1]. VGA являлся последним стандартом, которому следовало большинство производителей видеоадаптеров.

Видеоадаптер VGA подключается как к цветному, так и к монохромному монитору, при этом доступны все стандартные видеорежимы. Частота обновления экрана во всех стандартных режимах, кроме 640×480, — 70 Гц, в режиме 640×480 — 60 Гц. Видеоадаптер имеет возможность одновременно выводить на экран 256 различных цветов, каждый из которых может принимать одно из 262 144 различных значений (по 6 битов на красный, зелёный и синий компоненты). Объём видеопамяти VGA — 256 кБ.

Видеоадаптер VGA, в отличие от предыдущих видеоадаптеров IBM (MDA, EGA), использует аналоговый сигнал для передачи цветовой информации. Переход на аналоговый сигнал был обусловлен необходимостью сокращения числа проводов в кабеле. Также аналоговый сигнал давал возможность использовать VGA-мониторы с последующими видеоадаптерами, которые могут выводить большее количество цветов^[2].

Официальным последователем VGA стал стандарт IBM SVGA.

Термин VGA также часто используется для обозначения разрешения 640×480 независимо от аппаратного обеспечения для вывода изображения, хотя это не совсем верно (так, режим 640х480 с 16-, 24- и 32-битной глубиной цвета не поддерживаются адаптерами VGA, но могут быть сформированы на мониторе, предназначенном для работы с адаптером VGA, при помощи SVGA-адаптеров). Также этот термин используется для обозначения 15-контактного разъёма VGA для передачи аналоговых видеосигналов при различных разрешениях.

Архитектура видеоадаптера VGA

VGA состоит из следующих основных подсистем:

• Графический контроллер (Graphics Controller), посредством которого происходит обмен данными между центральным процессором и видеопамятью. Имеет возможность выполнять битовые операции над передаваемыми данными.
• Видеопамять (Display Memory), в которой размещаются данные, отображаемые на экране монитора. 256 кБ цветовых слоя по 64 кБ.
• Последовательный преобразователь (Serializer или Sequencer) — преобразует данные из видеопамяти в поток битов, передаваемый контроллеру атрибутов[3].
• Контроллер атрибутов (Attribute Controller) — с помощью палитры преобразует входные данные в цветовые значения.
• Синхронизатор (Sequencer) — управляет временны́ми параметрами видеоадаптера и переключением цветовых слоёв.
• Контроллер ЭЛТ (CRT Controller) — генерирует сигналы синхронизации для ЭЛТ^[4][5].

В отличие от CGA и EGA, основные подсистемы располагаются в одной микросхеме, что позволяет уменьшить размер видеоадаптера. В компьютерах PS/2 видеоадаптер VGA интегрирован в материнскую плату ^[2].

Текстовые режимы

В стандартных текстовых режимах символы формируются в ячейке 9×16 пикселов, возможно использование шрифтов других размеров: 8—9 пикселов в ширину и 1—32 пиксела в высоту. Размеры самих символов, как правило, меньше, так как часть пространства уходит на создание зазора между символами. Функция для выбора размера шрифта в [2]^[6].

В VGA BIOS хранятся следующие виды шрифтов и функции для их загрузки и активации:

• 8×16 пикселов (стандартный шрифт VGA),
• 8×14 (для совместимости с EGA),
• 8×8 (для совместимости с CGA).

Как правило, эти шрифты соответствуют кодовой странице русификации^[7].

Доступны следующие стандартные режимы:

• 40×25 символов, 16 цветов, разрешение 360×400 пикселов.
• 80×25 символов, 16 цветов, разрешение 720×400 пикселов.
• 80×25 символов, монохромный, разрешение 720×400 пикселов^[4].

Используя шрифты меньших размеров, чем стандартный 8×16, можно увеличить количество строк в текстовом режиме. Например, если включить шрифт 8×14, то будет доступно 28 строк. Включение шрифта 8×8 увеличивает количество строк до 50 (аналогично )[8]^[9].

В текстовых режимах для каждой ячейки с символом можно указать атрибут, задающий способ отображения символа. Существует два отдельных набора атрибутов — для цветных режимов и для монохромных. Атрибуты цветных текстовых режимов позволяют выбрать один из 16-ти цветов символа, один из 8-ми цветов фона и включить или отключить мерцание (возможность выбора мерцания можно заменить на возможность выбора одного из 16-ти цветов фона), что совпадает с возможностями CGA. Атрибуты монохромных режимов совпадают с атрибутами, доступными у MDA, и позволяют включать повышенную яркость символа, подчёркивание, мерцание, инверсию и некоторые их комбинации^[2].

Графические режимы

В отличие от своих предшественников (CGA и EGA) видеоадаптер VGA имел видеорежим с квадратными пикселами (то есть, на экране с соотношением сторон 4:3 соотношение горизонтального и вертикального разрешений было также 4:3). У адаптеров CGA и EGA пикселы были вытянуты по вертикали.

Стандартные графические режимы

• 320×200 пикселов, 4 цвета.
• 320×200 пикселов, 16 цветов.
• 320×200 пикселов, 256 цветов.
• 640×200 пикселов, 2 цвета.
• 640×200 пикселов, 16 цветов.
• 640×350 пикселов, монохромный.
• 640×350 пикселов, 16 цветов.
• 640×480 пикселов, 2 цвета. При разрешении 640×480 пиксел имеет пропорции 1:1.
• 640×480 пикселов, 16 цветов^[4].

Нестандартные графические режимы (X-режимы)

Перепрограммирование VGA позволяло достичь более высоких разрешений по сравнению со стандартными режимами VGA. Наиболее распространённые режимы таковы:

• 320×200, 256 цветов, 4 страницы. Ничем внешне не отличающийся от режима 13h (320×200, 256 цветов), этот режим имел четыре видеостраницы. Это позволяло реализовать двойную и даже тройную буферизацию.
• 320×240, 256 цветов, 2 страницы. В этом режиме страниц меньше, зато квадратные пиксели.
• 360×480, 256 цветов, 1 страница. Наибольшее разрешение на 256 цветах, которое позволяет VGA.

Во всех этих режимах структура графической памяти не линейна, и адрес памяти, который соответствует пикселю с координатами (x, y), вычисляется по сложным формулам. Зато из-за особенностей контроллера видеопамяти копирование данных в видеопамять происходит вчетверо быстрее, чем в режиме 13h.

Термин «X-режим» (англ. Mode X) был придуман Майклом Абрашем в 1991 году для обозначения нестандартного режима 320×240, 256 цветов. Этот режим был открыт различными программистами независимо друг от друга, но стал известным благодаря статьям Майкла Абраша в журнале «Dr. Dobb’s Journal»^[10].

См. также

• QVGA

Примечания

1. ↑ Wilton, Richard IBM Video Hardware and Firmware // Programmer's Guide to PC and Ps/2 Video Systems. — Microsoft Press, 1987. — С. 544. — ISBN 1-55615-103-9
2. ↑ ^{1 2 3 4} Thompson, Stephen VGA-sign choices for a new video subsystem (англ.). IBM Systems Journal (1988). Проверено 15 декабря 2006.
3. ↑ Neal, J. D. VGA Sequencer Operation (англ.). FreeVGA Project (1998). Проверено 23 февраля 2007.
4. ↑ ^{1 2 3} Scott, Michael comp.sys.ibm.pc.hardware.video FAQ (англ.) (1997). Проверено 23 февраля 2007.
5. ↑ Фролов, Александр; Фролов, Григорий Архитектура видеоадаптеров EGA и VGA. Программирование видеоадаптеров CGA, EGA и VGA (1992). Проверено 23 февраля 2007.
6. ↑ Neal, J. D. VGA Text Mode Operation (англ.). FreeVGA Project (1998). Проверено 15 декабря 2006.
7. ↑ Фролов, Александр; Фролов, Григорий Приложения. Программирование видеоадаптеров CGA, EGA и VGA (1992). Проверено 23 февраля 2007.
8. ↑ Dnes, Walter Nicer console textmodes (англ.). Проверено 11 января 2007.
9. ↑ Rollins, Dan INT 10H 11H: EGA/VGA Character Generator Functions (англ.). Tech Help! (1997). Проверено 11 января 2007.
10. ↑ Abrash, Michael Mode X: 256-Color VGA Magic (англ.). Graphics Programming Black Book (2001). Проверено 30 марта 2007.

Ссылки

• Распиновка VGA с описаниями сигналов

Стандарты видеоадаптеров и мониторов	Сравнительные размеры
Видеоадаптеры
MDA | CGA | PGC | VGA | 8514 | Разрешение экрана
VGA | XGA | XGA+ | SXGA+ |
Широкоэкранные варианты
WXGA | WSXGA/WXGA+ | WSXGA+ |