Разъём VGA
VGA (англ.
Video Graphics Array) — компонентный видеоинтерфейс, используемый в
мониторах и
видеоадаптерах.
Видеоадаптер был представлен фирмой
IBM в 1987 году. Так же как и другой графический адаптер от IBM,
MCGA, адаптеры VGA использовались в новейших на то время компьютерах
IBM PS/2.
В плане архитектуры VGA схож со своим предшественником EGA. Он состоит из следующих основных подсистем: графического контроллера,
памяти, секвенсора, контроллера атрибутов, синхронизатора и контроллера ЭЛТ. Что касается их функционала, то графический контроллер отвечал за обмен данными между центральным
процессором и видеопамятью. Между прочим, объем видеопамяти в адаптерах VGA составлял уже 256 Кбайт — по 64 Кбайт на каждый цветовой слой.
Секвенсор, или, как его еще называют, сериализатор, преобразует данные из памяти в поток битов, которые впоследствии передаются контроллеру атрибутов. Контроллер атрибутов, в свою очередь, преобразует входные данные в цветовые значения. Синхронизатор управляет временными параметрами адаптера, а также переключает цветовые слои. Ну а контроллер ЭЛТ генерирует сигналы синхронизации для
дисплея. Интересно, что основные подсистемы стали располагаться на одной
микросхеме. Это позволило уменьшить размеры видеоадаптера. Однако тут стоит отметить, что дискретные VGA-ускорители выпускали лишь сторонние производители. Так, IBM в своих компьютерах встраивала адаптеры в
материнскую плату.
Как и в случае с MCGA, видеоадаптер VGA использовал не
цифровой, но аналоговый интерфейс. Выбор в пользу D-Sub пал из-за возросшего количества отображаемых цветов. Так, цифровой интерфейс передавал RGB-сигналы управления тремя основными цветами, а с использованием аналогового варианта появилась возможность присвоить каждому сигнал определенный уровень яркости. В результате количество отображаемых цветов возросло до отметки в 262 144. На то время это был большой шаг вперед в плане увеличения реалистичности изображения.
Видеоадаптер VGA
Само собой, из-за увеличения количества отображаемых цветов появились новые графические режимы. Стандартными для VGA являлись режимы: с разрешением 640x480 пикселов и 16 цветами; с разрешением 640x350 и 16 цветами (режим обратной совместимости с EGA); с разрешением 320x200 точек и 16 цветами; с разрешением 320x200 точек и 256 цветами. Последний режим допускал хранение в памяти до 4 страниц одновременно, каждая из которых весила чуть менее 64 Кбайт. В 1991 году программист Майкл Абраш сумел запустить на видеоадаптере VGA режим с разрешением 320x240 и 360x480 пикселов и 256 цветами. При этом использовалась более эффективная организация работы с памятью.
Интересно, что VGA стал первым видеоадаптером, который работал с разрешениями с отношением сторон 4:3 (прежде пикселы растягивалась по вертикали).
Что касается текстовых режимов, то в VGA поддерживались несколько видов шрифтов и режимов, что позволяло использовать различные их комбинации. Стандартный шрифт VGA имеет разрешение 8x16 пикселов. Также поддерживаются шрифты с разрешением 8x14 и 8x8 точек для обратной совместимости с EGA и CGA соответственно.
Стандарт развивался очень быстро. На рынке появилось множество различных клонов видеоадаптеров от сторонних производителей. В отношении VGA компания IBM проводила такую же политику, как и с адаптерами MDA, CGA и EGA, предоставляя другим компаниям лицензию на производство доработанных решений.
В целом VGA стал первым «народным» адаптером, аббревиатуру которого используют и по сей день. А под разрешением VGA подразумевается разрешение 640x480 точек.
Видеоадаптер 8514/A
В 1987 году IBM представила еще один, но уже «профессиональный» видеоадаптер
8514/A. В отличие от других решений, данный ускоритель не был совместим ни с одним из предыдущих решений компании. На выбор пользователю предоставлялись две версии 8514/A с различным объемом видеопамяти: 512 Кбайт или 1 Мбайт. Поддерживались только два разрешения: 640x480 и 1024x768 точек, причем младшая версия адаптера работала с 16 цветами, а старшая поддерживала все 256 цветов. В высоком разрешении адаптер функционировал с малой
частотой развертки (43 Гц), что привело к проблеме мерцания изображения. Однако дело было совсем не в ускорителе: возможности 8514/A позволяли работать и с более высокой частотой обновления экрана. Инженеры IBM запрограммировали адаптер таким образом, чтобы использовать в системе более дешевые мониторы, ведь в то время дисплеи с поддержкой высокого разрешения и высокой частоты развертки стоили очень дорого. Тем не менее стоит отметить, что у многочисленных клонов 8514/A данное ограничение было снято.
Важной особенностью 8514/A считалась поддержка аппаратного ускорения рисования. Так, 2D-акселератор ускорял рисование линий, прямоугольников, заливку различных фигур, а также поддерживал функцию BitBLT.
Видеоадаптер 8514/A производства ATI
Стоимость IBM 8514/A составляла 1290 долларов США за версию с объемом памяти 512 Кбайт. Для того, чтобы приобрести мегабайтное решение покупателю необходимо было доплатить еще 270 долларов. Однако на низком распространении адаптера сказывалась не столько цена, сколько его работа лишь в системах с шиной MCA (Micro Channel Architecture). Однако к концу 80-х годов появилось большое количество клонов. Многие из них имели поддержку шины ISA, а также дополнительных разрешений (800x600 и даже 1280x1024 точек). Среди видеоадаптеров-близнецов опять выделялись решения компаний
Western Digital и
ATI. Особенно популярны стали решения Mach 8 и Mach 32.
8514/A никогда не был коммерчески успешным, однако он внес большой вклад в развитие аппаратного ускорения графики, «бум» которого пришелся на 90-е годы.
Развитие VGA. Стандарты XGA и SVGA
Развитием стандарта VGA стали адаптеры
SVGA (Super Video Graphics Array) и
XGA (Extended Graphics Array). Вторые по списку ускорители впервые были представлены в октябре 1990 года и использовались в компьютерах IBM PS/2. Они устанавливались в Model 90 и 90 XP, но также были доступны в качестве комплектующих. По большому счету, XGA представлял собой расширение стандарта VGA, то есть был своеобразным гибридом 8514/A.
XGA выгодно отличало использование видеопамяти типа VRAM — она была быстрее, чем применявшаяся в VGA DRAM. Ее объем составлял 512 Кбайт. Стоил ускоритель 1095 долларов США. Интересно, что за дополнительную плату в 350 долларов пользователь получал модель с увеличенным до 1 Мбайт объемом видеопамяти. XGA поддерживал разрешение 640x480 точек с 16-битным цветом (всего 65 536 оттенков). Помимо этого, была поддержка 256-цветного изображения с разрешением 1024x768 точек. Интересно, что не поддерживалось промежуточное разрешение 800x600 точек. Поскольку XGA частично перенял функции 8514/A, он также был способен аппаратно ускорять рисование. Графический ускоритель поддерживал алгоритм Брезенхэма (алгоритм, определяющий, какие точки двумерного растра нужно закрасить, чтобы получить близкое приближение прямой линии между двумя заданными точками), заливку прямоугольников, а также операцию BitBLT. Отличительной от 8514/A особенностью стала возможность рисования объектов произвольной формы.
Видеоадаптер XGA
Что касается недостатков XGA, то одним из них являлось то, что адаптер использовал развертку с чередованием в высоком разрешении. Это приводило к тому, что на мониторе было заметно мерцание из-за снижения частоты регенерации.
В сентябре 1992 года был представлен обновленный стандарт XGA с индексом 2. XGA-2 не претерпел никаких кардинальных изменений. Объем памяти был увеличен до 1 Мбайт, причем использовалась еще более быстрая VRAM. Вкупе с движком, отвечающим за аппаратное ускорение рисования, это дало значительную прибавку производительности в некоторых задачах. Видеоадаптер научился работать в высоком разрешении 1024x768 точек с 16-битным цветом и высокой частотой развертки — так была решена проблема мерцающего экрана. Наконец, была добавлена поддержка разрешения 800x600.
Однако с выходом стандарта XGA конкуренты IBM решили не копировать эти устройства, а производить более дешевые видеоадаптеры, но способные функционировать в более высоком разрешении и/или с большим количеством цветов. Эти адаптеры и образовали новый класс устройств под названием SVGA.
Изначально SVGA не являлся стандартом — уж больно различны были все устройства, поскольку для них не существовало четких спецификаций. Само собой, такое положение дел привело к сложности программирования. В 1989 году ассоциация производителей VESA (Video Electronic Standards Association) предложила ввести единый программный интерфейс для всех видеоадаптеров SVGA. Этот интерфейс получил название VESA BIOS Extention. С его помощью программисты могли определять специфические соответствия и использовать их в дальнейшем. При этом для работы с любым SVGA-устройством использовался единый драйвер. Стандарт VESA предусматривал использование всех разрешений, включая самое высокое 1280x1024 точек с 16777216 оттенками (24-разрядное кодирование цвета). Отличительной чертой решений SVGA стал встроенный акселератор, появление которого было связано с необходимостью качественной обработки графической составляющей новых ОС. Например, только набирающей в то время обороты
Microsoft Windows.
SVGA-адаптер производства Western Digital
© Олег Коленченко
Для
Www.Ferra.Ru.
В начало
