Видеостандарты. Часть II

А теперь кое-что о требуемом объеме видеопамяти. Михаил Тычков aka Hard

🕛 24.05.2006, 11:34

Займемся математикой. Возьмем монитор с разрешением 800х600 (хотя на сегодняшний день наиболее актуально разрешение 1024х768, так как наиболее часто используемыми, являются 17 дюймовые мониторы, но я взял разрешение 800х600 за базовое из-за простоты расчетов). Итак, при разрешении 800х600 количество пикселей на экране будет равно 480 000. Если взять черно - белое изображение без градации серого, то на формирование одного пикселя понадобится 1 бит. В двоичной системе бит может либо включенным (1), либо выключенным (0). В нашем случае включенный бит будет означать белый цвет пикселя, а выключенный бит - черный. Для хранения картинки потребуется 480 000 битов или 60 000 байт. Если использовать цветное изображение с 16 цветами, то на каждый пиксель придется выделить 4 бита. В этом случае потребуется 240 000 байт. Но в режиме SVGA используется 16 777 216 цветов. Здесь на один пиксель приходится выделять 24 бита. Посчитаем: 11 520 000 битов или 1 440 000 байт необходимо, как минимум, для хранения картинки в памяти.

Таблица требований к объему видеопамяти в зависимости от разрешения и количества используемых цветов.

разрешение,
пиксели
глубина цвета,
бит
количество цветов
минимальный объем памяти,
байт

640x480
24
16 777 216
921 600

800x600
24
16 777 216
1 440 000

1024x768
24
16 777 216
2 359 296

1280x1024
24
16 777 216
3 932 160

BIOS.

Базовая система ввода/вывода хранит основные команды, обеспечивающие интерфейс между устройствами видеокарты и программным обеспечением. Кроме этого, в BIOS записаны всевозможные служебные таблицы, а так же экранные шрифты. Для базовой системы ввода/вывода в верхней оперативной памяти системы зарезервировано 128 Кбайт, начиная с сегмента С0000. Правда все это пространство, как правило, не используется. При включении компьютера для того, что бы найти программу работы с видеоадаптером, ROM BIOS материнской платы сканирует адреса от C000:0000 до C780:0000. В случае нахождения программы, BIOS проверяет контрольную сумму кода. При совпадении суммы с заданной, управление передается BIOS видеоадаптера и на монитор выводится первичная информация. В случае, если BIOS видеоадаптера не найдена, управление передается, встроенному в BIOS материнской платы, драйверу.
ЦАП (RAMDAC).

Дело в том, что все сигналы в компьютере передаются в цифровом виде, а вот в монитор от видеоадаптера поступает аналоговый сигнал (SVGA). Для преобразования цифрового сигнала в аналоговый и служит RAMDAC. Правда, так было не всегда но об этом позже. Быстродействие ЦАП определяется регенерацией адаптера по вертикали и измеряется в МГц.
Шина.

Графический процессор и память адаптера обмениваются данными по шине. Она бывает 32, 64 и 128 разрядной. Именно эта разрядность и указывается производителями видеоадаптеров.

Таковы вот основные устройства видеоадаптеров. На мелочи распыляться не будем, а рассмотрим вот еще какой аспект. Видеоплаты делятся по типу используемой шины для подключения и обмена данных. Для этих целей используются шины ISA, PCI, AGP. ISA с ее скоростью передачи данных в 8 Мбайт/сек не выдерживает ни какой критики, но все же первые видеоадаптеры подключались именно к ней ввиду отсутствия выбора. Сейчас наверное таких и не встретишь. А вот видеокарты под шину PCI до сих пор еще есть в продаже. Скорость передачи данных этой шины в зависимости от разрядности 132 Мбайт/сек или 264 Мбайт/сек. Это уже куда ни шло. Но самые крутые (да и не только самые крутые) видеокарты используют AGP. Тут скорость передачи данных до 1066 Мбайт/сек у AGP 4х. А ведь уже существуют AGP 8x. Кроме всего прочего, следует отметить, что шина AGP специально разработана для видеокарты и на материнской платы существует в единственном виде. А раз «что-то» для «чего-то» специально разработано, то это «что-то» и надо использовать для этого «чего-то».

А теперь поговорим о стандартах. Как и в любой области инфотехнологий, видеокарты так же подчиняются различным стандартам. Вот они:

1. MDA.
2. CGA
3. EGA
4. VGA
5. SVGA
6. XGA

MDA (Monochrome Display Adapter).

Первые видеоадаптеры подчинялись стандарту MDA. Изображение был монохромное и символьное. То есть на монитор могли быть выведены только буквы или символы при разрешении 720х350 и только в черно - белом цвете. Для каждого символа использовалась матрица размером 9х14 пикселей. Видеокарты MDA позволяли подключить к ним принтер. Так что, молодые люди, уважайте своих отцов - только представьте, на каком оборудовании им приходилось работать.

CGA (Color Graphics Adapter).

Это первый стандарт, позволяющий выводить цветное изображение на монитор. И до кучи, позволял отображать графику. Адаптеры CGA работали в двух режимах: A/N (alphanumeric) - алфавитно-цифровой или символьный и ADA (all point addressable) - графический с адресацией всех точек. Символьных режима было два: 25 строк по 40 символов в каждой и 25 строк по 80 символов. Графических режимов так же было два: 320х200 при использовании четырех цветов и черно - белое изображение с разрешением 640х200. В символьном режиме позволялось использовать 16 цветов, а на каждый символ отводилось 8х8 пикселей. У CGA было два (опять два) больших недостатка: довольно сильное мерцание и случайно вспыхивающие точки на экране, что в простонародье называется «снег». В моделях 25 и 30 компьютеров PS/2 использовались адаптеры MCGA (MultiColor Graphics Array). Основное отличие этого стандарта заключалось в том, что монитор был аналоговым, в отличие от обычного цифрового CGA. Во всем же остальном MCGA ничем не отличался от CGA.

EGA (Enhanced Graphics Adapter).

Видеокарты EGA, как правило, продавались в наборе: сам адаптер и цветной монитор. Стоило все это по началу около 1800 гринов - не слабо. Но сей стандарт продержался до появления компьютеров PS/2. В цветном режиме работы изображение выводилось с разрешением 640х200 или 320х200, а в черно-белом - 640х350 при матрице на каждый символ в 9х14 пикселей. В цветном изображении использовалось 16 цветов. В последствии выпускались мониторы фирмы IBM, которые могли отображать матрицу в уплотненном режиме 8х8 пикселей. Кроме этого, эти мониторы выводили цветное изображение с разрешением 640х350 с 16 цветами из 64 возможных. Специальная плата памяти IBM graphics memory-module kit позволяла использовать до 1024 символов, которые загружались программно. До этого использовалось 256 символов.