Karty graficzne.doc

Karty graficzne

395

Rozdział 7. Karty graficzne

Chociaż na wydajność systemu komputerowego wpływa głównie procesor oraz elemen­ty płyty głównej, to o komforcie pracy decyduje monitor wraz ze sterownikiem graficz­nym. Od rodzaju sterownika zależy typ użytego monitora.

W czasie kilkunastoletniego rozwoju komputerów typu IBM PC powstało kilka kon­strukcji sterowników graficznych pozwalających na osiągnięcie obrazu o coraz lepszych parametrach.

Przegląd kart graficznych

Pierwszym sterownikiem instalowanym w oryginalnych komputerach IBM PC był ste­rownik MDA (Monochrome Display Adapter), który pracował wyłącznie w trybie tekstowym, umożliwiając wyświetlenie 80 znaków w 25 wierszach w dwóch kolorach: czarnym i białym (właściwie w czarnym i jasnozielonym, gdyż taki luminofor posiadały ówczesne monitory). Później pojawił się - opracowany przez firmę IBM - sterownik CGA (Color Graphics Adapter), pozwalający na wyświetlanie obrazu o rozdzielczości 320 na 200 punktów w czterech kolorach lub obrazu o rozdzielczości 640 na 200 punktów w dwóch kolorach. Mimo „oszałamiającej" grafiki sterownik został nisko oce­niony, gdyż w trybie tekstowym znaki miały rozmiar tylko 8 na 8 punktów. Wkrótce na rynku pojawił się sterownik o lepszych parametrach graficznych - Hercules. W trybie tekstowym posiadał te same parametry co sterownik MDA, ale umożliwiał także wy­świetlanie dwukolorowego obrazu graficznego o rozdzielczości 720 na 350 punktów. Dzięki niskiej cenie i wysokich jak na owe czasy parametrach zdobył on ogromną popularność i przez długi czas był stosowany wszędzie tam, gdzie kolorowy obraz nie był konieczny.

396              Anatomia PC

W odpowiedzi na sterownik Hercules, firma IBM (która nigdy de facto nie uznała tego standardu) opracowała sterownik EGA (Enhanced Graphics Adapter), o rozdzielczości 640 na 350 punktów i możliwości jednoczesnego wyświetlenia 16 kolorów z pośród 64 możliwych. Potomkiem karty EGA w prostej linii jest sterownik VGA (Video Graphics Array) i jako taki jest zgodny ze swoimi poprzednikami. Jest to jego ogromną zaletą, gdyż większość programów działających ze sterownikami MDA i CGA będzie działała poprawnie ze sterownikiem VGA.

Sterowniki VGA niektórych producentów umożliwiają także emulację karty Hercules, ale nie jest to opcja występująca w standardzie VGA.

Oprócz wymienionych sterowników opracowano kilka innych kart graficznych, miedzy innymi przeznaczony dla systemu OS/2 sterownik MCGA (Multi-Color Graphics Array) oraz sterownik PGA (Professional Graphics Adapter), stanowiący ogniwo po­średnie pomiędzy kartą EGA a VGA.

Standardowy sterownik VGA umożliwia wyświetlenie na ekranie 25 wierszy znaków w 80 kolumnach. W tym trybie znaki mają rozmiar 9 na 16 punktów. Znak może być wyświetlony w jednym z 16 kolorów, niezależnie od koloru tła, które dla każdego zna­ku może być dobrane oddzielnie. Przy wykorzystaniu wszystkich kolorów znaków i tła oraz ustawieniu różnych atrybutów (rozjaśnienie, migotanie) można jednocześnie wy­świetlić 256 kombinacji znak-tło.

W pewnych przypadkach może on podwoić liczbę wierszy tekstu do 50, ale dzieje się to kosztem zmniejszenia rozmiarów znaku do 8 na 8 punktów. Można także zwiększyć liczbę wyświetlanych kolumn.

W trybie graficznym standardowy sterownik VGA umożliwia wyświetlenie 640 pun­któw w 480 liniach przy 16 dostępnych kolorach (w jednym ze standardowych trybów możliwe jest wyświetlenie jednocześnie 256 kolorów, ale przy rozdzielczości 320 na 200). Jeśli sterownik posiada odpowiednio dużo pamięci, przez odpowiednie ustawienie rejestrów można uzyskać rozdzielczość nawet 1024 punktów w 768 liniach (przy odpowiedniej ilości pamięci nawet w 256 kolorach jednocześnie). Niezależnie od trybu graficznego wszystkie wyświetlane kolory mogą być wybrane z palety 262 144 barw.

Jednym z elementów różniących sterownik VGA od poprzedników jest sposób genero­wania sygnału wyjściowego. Sterownik VGA generuje sygnał analogowy, dzięki czemu do standardowej karty VGA można podłączyć zarówno monitor kolorowy jak i mono­chromatyczny, który zamiast kolorów będzie wyświetlał 64 poziomy szarości.

Istotną cechą sterownika VGA jest możliwość zamontowania go w jednym komputerze razem ze sterownikiem monochromatycznym, na przykład kartą Hercules. Tworzy się w ten sposób tak zwany system dual-monitor, bez którego bardzo trudno tworzyć pro-

Karty graficzne              397

gramy korzystające ze skomplikowanej grafiki. Obecnie większość oprogramowania narzędziowego i graficznego pozwala na korzystanie z dwóch monitorów jednocześnie (na przykład środowiska programowe Borlanda lub pakiet graficzny AutoCAD).

W miarę rozwoju technologii parametry standardowego VGA stały się nie wystarczają­ce i wielu producentów zaczęło swoje produkty wyposażać w dodatkowe opcje. Rozbu­dowa obejmuje głównie zwiększenie pamięci karty graficznej (standardowy sterownik VGA posiada 256 KB pamięci VRAM - VIDEO RAM) oraz dodanie nowych trybów graficznych (1024 x 768, 800 x 600, 2048 x 1024). Oprócz rozdzielczości zwiększeniu uległa także liczba jednocześnie wyświetlanych kolorów; obecnie istnieją karty umożli­wiające wyświetlenie jednocześnie 32768, 65536 kolorów lub każdego punktu w innym kolorze, wybieranym z palety ponad 16 milionów odcieni (224 odcieni).

Niestety, jak dotąd nie powstał jednolity standard kart SVGA (Super VGA - tak nazy­wane są karty VGA posiadające rozbudowane możliwości). Główni producenci proce­sorów graficznych kart SVGA (ATI Technologies, Chips and Technologies, Genoa Sys­tems, Paradise/Western Digital, Trident, Tseng Labs i Video 7/Headland Technologies) prześcigali się w dodawaniu nowych możliwości do swoich produktów - niestandardo­we tryby pracy, w zależności od użytego procesora graficznego, mają różne numery, pamięć zorganizowana jest w różny sposób i różne są adresy niestandardowych rejes­trów. Jako przykład niech posłuży tabela 7.1, ukazująca numery niestandardowych trybów graficznych sterowników różnych producentów.

Próby zapanowania nad tym bałaganem doprowadziły do powstania stowarzyszenia producentów urządzeń graficznych o nazwie VESA (Video Elestronics Standards Asso-ciatioń). Stowarzyszenie to postawiło sobie za cel opracowywanie norm umożliwia­jących standaryzację:

•      parametrów monitorów współpracujących z kartami SVGA;

•      numeracji rozszerzonych trybów graficznych;

•      interfejsu programowego (dodatkowych funkcji BIOS-u).

Nowoczesne sterowniki SVGA coraz częściej sprzętowo obsługują założenia standardu VESA — dla starszych typów konieczne jest stosowanie programowych emulatorów, opracowanych specjalnie dla danej karty.

Jednym z głównych zastosowań kart SVGA jest praca z aplikacjami graficznymi w Windows, gdyż oprogramowanie dostarczane przez producenta karty przeznaczone jest głównie dla tego systemu. Niektóre karty SVGA posiadają także sprzętowe akce­leratory zaprojektowane specjalnie do współpracy z Windows; karty takie sprzętowo wypełniają prostokąty, rysują linie i operują prostokątnymi obszarami obrazu.

398

Anatomia PC

Tabela 7.1.

Rodzina procesorów Intel 80x86