CGA

Браузер Arachne в режиме 640×200

CGA (англ. Color Graphics Adapter) — видеокарта, выпущенная IBM в 1981 году, и первый стандарт цветных мониторов для IBM PC.

Является первой видеокартой IBM, поддерживающей цветное изображение.

Стандартная видеокарта CGA имеет 16 килобайт видеопамяти и может подключаться либо к NTSC-совместимому монитору или телевизору, либо к RGBI монитору. Основанная на видеоконтроллере Motorola MC6845, видеокарта CGA поддерживает несколько графических и текстовых видеорежимов. Максимальное поддерживаемое разрешение — 640×200, наибольшая цветовая глубина — 4 бита (16 цветов).

Палитра CGA

16-цветная палитра CGA
0 — чёрный #000000	8 — (тёмно-) серый #555555
1 — синий #0000AA	9 — голубой #5555FF
2 — зелёный #00AA00	10 — ярко-зелёный #55FF55
3 — сине-зелёный #00AAAA	11 — яркий сине-зелёный #55FFFF
4 — красный #AA0000	12 — ярко-красный #FF5555
5 — пурпурный #AA00AA	13 — ярко-пурпурный #FF55FF
6 — коричневый #AA5500	14 — жёлтый #FFFF55
7 — белый (светло-серый) #AAAAAA	15 — ярко-белый #FFFFFF

Максимальная цветовая глубина CGA — четыре бита, что позволяет использовать палитру из 16 цветов.

Младшие три бита соответствуют красному, зелёному и синему цветам и электронным лучам монитора.

Чёрный цвет означает, что все лучи практически выключены.

Сине-зелёный цвет достигается смешением синего и зелёного лучей, пурпурный — синего и красного и оранжево-коричневый — зелёного и красного. Белый (светло-серый) достигается смешением всех трёх лучей.

Оставшиеся восемь цветов достигаются установкой четвёртого бита — бита интенсивности — что даёт более яркую версию каждого из цветов, хотя на многих мониторах тёмно-серый нельзя было отличить от чёрного. Цветовая модель CGA «RGB плюс бит интенсивности» также называется RGBI.

Исключением является цвет № 6: если строго следовать модели RGBI, цвет № 6 будет отображаться как оливковый (#AAAA00). Однако IBM решила включить дополнительную схему в цветной монитор, ослабляющую зелёный компонент цвета № 6. В результате получается коричневый цвет (#AA5500). ^[1]

	Фиксированная четырёхцветная палитра № 1
	цвет фона	5 — пурпурный
	3 — сине-зелёный	7 — белый (светло-серый)
	Фиксированная четырёхцветная палитра № 2
	цвет фона	4 — красный
	2 — зелёный	6 — коричневый (оранжевый)
	Фиксированная четырёхцветная палитра № 3
	цвет фона	4 — красный
	3 — сине-зелёный	7 — белый (светло-серый)

Стандартные текстовые режимы

• 40×25 символов, 16 цветов. Каждый символ имеет размер 8×8 точек. Эффективное разрешение экрана — 320×200 пикселов (пропорции пиксела — 1:1,2), при этом невозможно обращение к каждому пикселу отдельно. Всего доступно 256 различных символов, начертания которых хранятся в ПЗУ видеокарты. Для каждого выводимого символа возможно задать цвет самого символа и цвет фона, оба цвета выбираются из палитры (см. таблицу). Видеокарта обладает достаточным объёмом ОЗУ для хранения восьми видеостраниц.

• 80×25 символов, 16 цветов. Используется тот же набор символов, что и для режима 40×25. Эффективное разрешение экрана — 640×200 пикселов (пропорции пиксела — 1:2,4), также невозможно обращение к отдельным пикселам. Так как на экран возможно вывести вдвое больше символов, ОЗУ видеокарты достаточно для хранения четырёх видеостраниц.

Стандартные графические режимы

• Фиксированная четырёхцветная палитра № 1 и № 2 (см. рисунок).
• 320×200 пикселов, так же, как и у текстового режима 40×25. Несмотря на узкую палитру, CGA отличался от других видеосистем того времени тем, что возможно обращение к любому отдельно взятому пикселю, без каких-либо конфликтных зон. Одновременно можно использовать только четыре цвета, которые нельзя выбрать самостоятельно — для данного режима определены две палитры:
  1. Пурпурный, сине-зелёный, белый и цвет фона (по умолчанию — чёрный).
  2. Красный, зелёный, коричневый/жёлтый и цвет фона (по умолчанию — чёрный).

При установке бита интенсивности доступны яркие варианты палитр.

• 640×200 пикселов, так же, как и у текстового режима 80×25. Возможно обращение к отдельным пикселам. Этот режим монохромный, доступны только белый и чёрный цвет (цвета можно изменить).

Дополнительные настройки и видеорежимы

• Фиксированная четырёхцветная палитра № 3 (см. рисунок).
• В графическом режиме 320×200 цвет фона можно изменить с чёрного на любой из 16-цветной палитры.
• В графическом режиме 640×200 основной цвет можно изменить с белого на любой из 16-цветной палитры.
• В текстовом режиме можно изменить цвет бордюра (пространства вокруг основной области).
• В графическом режиме 320×200 возможно использовать третью четырёхцветную палитру.
• Текстовый режим 80×25 с помощью настройки видеоконтроллера можно заставить работать как 16-цветный графический режим 160×100.^[2]

Некоторые из этих приёмов можно комбинировать. В большинстве программ эти возможности не применялись, однако есть примеры их использования среди компьютерных игр. ^[3]

Дефекты

Самый заметный аппаратный дефект CGA — «снег» в текстовом режиме 80×25. Видеопамять CGA не поддерживает одновременную запись и чтение. В результате, если микропроцессор производит запись в видеопамять в тот момент, когда она читается видеоадаптером — на экран выводятся случайные пикселы. Этот дефект исправлен во многих клонах CGA. ^[4]

Для программистов ещё одной помехой является чересстрочный формат видеопамяти в графических режимах. ^[5]

Стандартные видеорежимы не полностью используют видеопамять.

Технические характеристики

Разъём

Вид разъёма на видеокарте: ^[6]

5	1
9	6

Вывод	Описание
1	земля
2	земля
3	красный
4	зелёный
5	синий
6	интенсивность
7	резерв
8	строчная синхронизация
9	кадровая синхронизация

Сигнал

Тип	Цифровой, ТТЛ[7]
Разрешение	640×200, 320×200
Горизонтальная частота	15,75 кГц
Вертикальная частота	60 Гц[8]
Количество цветов	16

Конкурирующие видеоадаптеры

• Для бизнес-задач и работы с текстами IBM одновременно с CGA выпустила видеоадаптер MDA. MDA выводил текст в режиме 80×25 с более высоким разрешением — 9×14 пикселов на символ, что давало более чёткое изображение в текстовом режиме. По этой причине, а также из-за более высокой стоимости CGA, MDA был предпочтительнее для бизнес-пользователей.
• В 1982 году фирмой Hercules Computer Technology был выпущен видеоадаптер Hercules Graphics Card. Адаптер поддерживал текстовый режим, совместимый с MDA, и монохромный графический режим. Разрешение графического режима составляло 720×348 пикселов — выше, чем у CGA. Благодаря монохромной графике более высокого разрешения и возможности работы с более дешёвым монохромным монитором, Hercules Graphics Card для многих являлся привлекательным выбором^[9].
• Последователем CGA стал видеоадаптер EGA, выпущенный в 1984 году, который поддерживал бо́льшую часть видеорежимов CGA и дополнительное разрешение 640×350 пикселов, а также программно-настраиваемую палитру (16 цветов из 64 возможных) в текстовых и графических режимах. После выпуска EGA цена на CGA была снижена, и CGA позиционировался как видеоадаптер начального уровня. Это позволило CGA оставаться популярным ещё несколько лет.
• Популярность CGA стала убывать с выпуском VGA в 1987 году.

Примечания

1. ↑ Leonard, Jim CGA monitor calibration  (англ.) (18 января 2006 г.). Архивировано из первоисточника 8 февраля 2012. Проверено 8 октября 2006.
2. ↑ Elliott, John Colour Graphics Adapter Notes  (англ.) (13 ноября 2004 г.). Архивировано из первоисточника 8 февраля 2012. Проверено 10 октября 2006.
3. ↑ MobyGames  (англ.). — список игр в категории Video Modes Supported : CGA (Tweaked). Архивировано из первоисточника 8 февраля 2012. Проверено 10 октября 2006.
4. ↑ IBM Color Graphics Adapter (CGA)  (англ.). Faqsys.(недоступная ссылка — история) Проверено 8 октября 2006.
5. ↑ Нортон П. Основы вывода изображения // Персональный компьютер фирмы IBM и операционная система MS-DOS = The Peter Norton Programmer's Guide to the IBM PC. — М.: Радио и связь, 1992. — С. 89. — ISBN 5-256-00381-X
6. ↑ Справочник www.5v.ru. Архивировано из первоисточника 8 февраля 2012. Проверено 8 октября 2006.
7. ↑ Kuphaldt, Tony R. Logic signal voltage levels  (англ.). All About Circuits. Архивировано из первоисточника 8 февраля 2012. Проверено 14 октября 2006.
8. ↑ Wilton, Richard Programming the Hardware // Programmer's Guide to PC and PS/2 Video Systems. — Microsoft Press, 1987. — С. 544. — ISBN 1-55615-103-9
9. ↑ 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

Ссылки

• Игры с CGA-графикой  (англ.)
• Более полный список игр на сайте MobyGames  (англ.)