O grafice i monitorach Character mapping Pamięć obrazu Tryb
Transkrypt
O grafice i monitorach Character mapping Pamięć obrazu Tryb
Character mapping Wyświetlanie znaków na ekranie czyli character mapping w naszej terminologii określane jest jako System Jednolitego Adresowania Pamięci i Urządzeń Wejścia-Wyjścia. O grafice i monitorach ! R. Robert Gajewski omklnx.il.pw.edu.pl/~rgajewski www.il.pw.edu.pl/~rg [email protected] ! Każda komórka pamięci komputera ma swój numer, zwany adresem, poprzez który odwołujemy się do niej. W używanym systemie przyjęto, że poszczególnym urządzeniom zewnętrznym przypisuje się kolejne adresy, tak jakby były to pamięci. 2•05 Pamięć obrazu Tryb tekstowy "Character mapping" polega na zarezerwowaniu pewnych adresów którymi może posługiwać się procesor i umieszczeniu pod nimi dodatkowych układów pamięci typu RAM. Pamięć ta nazywana jest pamięcią obrazu lub ekranu. Umieszczamy w niej kody reprezentujące w sposób umowny wszystkie znaki, które mają być wyświetlone na ekranie. Układy elektroniczne karty sterującej monitora odczytują je i przekazują na ekran odpowiadające im kształty. ! Podczas pracy komputera w trybie tekstowym (standardowe wpisywanie lub odczytywanie tekstu), ekran monitora podzielony jest na 2000 małych kratek, w każdej z których można umieścić jeden znak : ! ! © 2004, R. Robert Gajewski 4•05 Generacja znaków © 2004, R. Robert Gajewski Wyświetlanie znaków Chcąc wyświetlić jakiś znak w miejscu ekranu, przesyłamy jego kod do komórki pamięci obrazu o adresie odpowiadającym temu miejscu na ekranie. Adresy pamięci obrazu leżą w przedziale powyżej 640 kB zarezerwowanego dla dodatkowych urządzeń dołączonych do komputera. Kształt znaku, który pojawia się na ekranie, jest zaprogramowany zapisany w pamięci stałej ROM, określanej mianem generatora znaków, która podobnie jak pamięć obrazu jest częścią składową karty sterującej monitorem. 5•05 25 wierszy 80 kolumn, Każdej takiej kratce przypisana jest jedna komórka pamięci obrazu. W rzeczywistości kody znaków nie są umieszczone w kolejnych komórkach pamięci obrazu, a w co drugiej (w „wolnych” komórkach są atrybuty wyświetlania). Jest standardowy dla komputerów sposób wyświetlania liter, cyfr i znaków graficznych. 3•05 © 2004, R. Robert Gajewski © 2004, R. Robert Gajewski Jest ich wszystkich 256 i oznaczone są one liczbami od 0 do 255. Identyfikujący je kod zawiera 8 bitów i wymaga jednego bajtu pamięci na jego przechowanie. Wyświetlenie dowolnego znaku odbywa się w sposób następujący. ! ! ! 6•05 do komórki pamięci obrazu przesyłamy kod czyli liczbę z przedziału 0-255. układ sterujący monitorem wyszukuje w swojej pamięci znaków matrycę oznaczoną takim samym kodem i przekazuje zawarty w niej kształt znaku na ekran. położenie tego znaku na ekranie zależne jest od tego, w której komórce pamięci obrazu umieszczony był bajt definiujący znak. © 2004, R. Robert Gajewski Tryb graficzny (1) Tryb graficzny (2) Najmniejszy pojedynczy punkt świetlny, który komputer może wyświetlić na ekranie to tzw. pixel. Nazwa ta pochodzi od angielskich słów Ilość pamięci komputera zaangażowana do tworzenia obrazów wielokolorowych jest odpowiednio większa. Łatwo przeliczyć, że 8 bitów, czyli pełny bajt, zarezerwowany na atrybuty koloru, zapewnia wyświetlenie piksela w jednym z 256 kolorów. Najważniejszym elementem całego układu wyświetlania jest karta graficzna sterująca monitorem. To ona właśnie ma wbudowaną pamięć obrazu i zawiera stałą pamięć typu ROM z zaprogramowanymi kształtami znaków. picture element. Zapisując w kolejnych bitach pamięci obrazu informacje o stanie (zapalony - zgaszony) przyporządkowanego mu punktu ekranu, potrzebujemy na ten cel jedynie około 32 kB pamięci. Chcąc kontrolować intensywność piksela czy jego kolor, musimy przypisać mu atrybuty, identycznie, jak w przypadku znaków. To pociąga za sobą większe zapotrzebowanie na pamięć obrazu. 7•05 © 2004, R. Robert Gajewski 8•05 Pre-historia: MDA Pre-historia: CGA MDA - Monochrome Display Adapter czyli jednokolorowy wyświetlacz był pierwszym typem karty zastosowanym w komputerach IBM PC. ! CGA - Color Graphic Adapter był pierwszym typem karty sterującej, która wykorzystuje zasadę character-mapped do wyświetlania znaków i bit-mapped do tworzenia obrazów o dużej rozdzielczości. Karta MDA mogła wyświetlać jedynie znaki odpowiadające kodom ASCII, umieszczając na ekranie 25 wierszy o 80 kolumnach. 9•05 © 2004, R. Robert Gajewski ! Do karty CGA można podłączyć monitor monochromatyczny lub kolorowy. 10•05 Historia: Hercules (1) © 2004, R. Robert Gajewski Historia: Hercules (2) HGC - Hercules Graphic Card, nazywana niekiedy MGA czyli Monochrome Graphics Adapter pojawiła się na rynku po niezbyt doskonałych kartach MDA i CGA. Oferowała ona monochromatyczny (zerojedynkowy) tryb graficzny, nie wymagający kosztownych kolorowych monitorów. Została ona opracowana przez firmę Hercules Computer Inc. Było to pierwsze i praktyczne jedyne rozwiązanie, którego nie opracował IBM, a które stało się standardem w świecie komputerów PC. 11•05 © 2004, R. Robert Gajewski © 2004, R. Robert Gajewski Zawdzięcza to w dużej mierze poparciu firmy Lotus Development Corporation, która swój program Lotus przystosowała do pracy z tym typem karty graficznej. ! ! 12•05 w trybie tekstowym każdy znak jest formatowany w obrębie matrycy o wymiarach 9x14 pikseli (rozdzielczość wynosi 720x350 pikseli). w trybie graficznym rozdzielczość wynosi 720x348 pikseli. © 2004, R. Robert Gajewski Historia: EGA (2) Historia: EGA (1) W wersji o maksymalnych możliwościach graficznych, pamięć jej zawiera 256 kB, w czterech bankach po 64 kB. Konstruktorzy karty EGA zapewnili jej między innymi takie tryby pracy, w których jest ona zgodna z poprzednimi kartami graficznymi. W sumie karta może pracować w jednym z 12 trybów o różnej rozdzielczości, liczbie wyświetlanych kolorów i ich jasności. EGA - Enhanced Graphics Adapter kolejna chronologicznie karta graficzna jest pełni zgodna ze standardem IBM. Jej maksymalna rozdzielczość wynosi 640x350 i przy tej rozdzielczości może wyświetlać ! ! 64 kolory każdy w 16 odcieniach intensywności. 13•05 © 2004, R. Robert Gajewski 14•05 Standard: VGA (1) © 2004, R. Robert Gajewski Standard: VGA (2) Największą zaletą karty VGA jest nadzwyczajna ostrość obrazów na ekranie. Jest uzyskana ona poprzez nieco inne rozwiązania wyświetlania pojedynczego piksela. Jest on maleńkim kwadratem o ostrych brzegach. Standardowo pamięć ekranu ma 256 kB zorganizowanych w cztery banki po 64 kB. Karta VGA charakteryzuje się doskonałą zgodnością programową. VGA - Virtual Graphics Array lub inaczej Virtual Graphics Adapter jest nieco udoskonaloną postacią karty EGA. Najwyższa możliwa rozdzielczość to 640x480 i 16 kolorów lub 320 x 200 i 256 kolorów. Tekst monochromatyczny wyświetlany jest z rozdzielczością 720 x 400, a matryca znaku zajmuje 9 x 16 pikseli. 15•05 © 2004, R. Robert Gajewski 16•05 Karty graficzne: współczesność © 2004, R. Robert Gajewski Monitor i/lub display Współczesne karty graficzne: ! ! " 800 x 600 " 1024 x 768 " 1152 x 864 " 1280 x 1024 " 1600 x 1200 ! W terminologii angielskiej rozróżnia się dwa pojęcia związane z przetwarzaniem informacji zawartej w komputerze na obraz czytelny dla użytkownika. Są to: pamięć 1-2-4-8-16-32 Mb i własny procesor rozdzielczości: = = = = =1 480 000 786 432 995 328 995 328 920 000 1:1.333 1:1.333 1:1.333 1:1:250 1:1.333 ! ! liczba kolorów display, czyli urządzenie wytwarzające obraz (np. ekran jako taki), monitor, czyli kompletne urządzenie, zmieniające sygnały, wysyłane z komputera, na obraz. " High Color (16 bitów, 2 bajty) " True Color (24 bity, 3 bajty) " True Color (32 bity, 4 bajty) 17•05 © 2004, R. Robert Gajewski 18•05 © 2004, R. Robert Gajewski Multiscan Normy monitorów LR - Low Radiation niskie promieniowanie MPR-II z 1990 - szwedzka norma niskoemisyjności TCO’92 Monitory typu multiscan to specjalny typ monitorów, zarówno kolorowych jak i monochromatycznych. Multiscan znaczy tu: o wielu częstotliwościach przemiatania ekranu. Częstotliwość ta dostosowuje się automatycznie do wartości wynikającej ze standardu karty graficznej. Są to więc monitory uniwersalne, mogące pracować z każdym typem karty. ! ! ! ! ! ! niskoemisyjność, przyjazność dla środowiska naturalnego, nietoksyczne materiały, odzysk surowców wtórnych niemal w 100%, ergonomia, minimalna szkodliwość dla oczu. TCO’95 = certyfikatowi ECO-Kreis niemieckiego Zrzeszenia Nadzoru Technicznego (TUV) 19•05 © 2004, R. Robert Gajewski 20•05 © 2004, R. Robert Gajewski Parametry monitorów Przekątna ekranu 14”, 15”, 17”, 21”, 23”... Częstotliwości odchylania ! ! poziomego Pionowego Częstotliwość odświeżania Wielkość plamki (0.28-0.25) Pojawiają się nowinki typu monitory LCD 21•05 © 2004, R. Robert Gajewski 22•05 © 2004, R. Robert Gajewski 23•05 © 2004, R. Robert Gajewski 24•05 © 2004, R. Robert Gajewski