O grafice i monitorach R. Robert Gajewski omklnx.il.pw.edu.pl/~rgajewski s-rg@siwy.il.pw.edu.pl
Character mapping Wyświetlanie znaków na ekranie czyli character mapping w naszej terminologii określane jest jako System Jednolitego Adresowania Pamięci i Urządzeń Wejścia-Wyjścia. 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 3 05 "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. Jest standardowy dla komputerów sposób wyświetlania liter, cyfr i znaków graficznych.
Tryb tekstowy 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 : 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). 4 05
Generacja 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
Wyświetlanie znaków 6 05 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. 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.
Tryb graficzny (1) 7 05 Najmniejszy pojedynczy punkt świetlny, który komputer może wyświetlić na ekranie to tzw. pixel. Nazwa ta pochodzi od angielskich słów 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.
Tryb graficzny (2) 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. 8 05
Pre-historia: MDA MDA - Monochrome Display Adapter czyli jednokolorowy wyświetlacz był pierwszym typem karty zastosowanym w komputerach IBM PC. Karta MDA mogła wyświetlać jedynie znaki odpowiadające kodom ASCII, umieszczając na ekranie 25 wierszy o 80 kolumnach. 9 05
Pre-historia: CGA 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. Do karty CGA można podłączyć monitor monochromatyczny lub kolorowy. 10 05
Historia: Hercules (1) 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
Historia: Hercules (2) Zawdzięcza to w dużej mierze poparciu firmy Lotus Development Corporation, która swój program Lotus przystosowała do pracy z tym typem karty graficznej. 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. 12 05
Historia: EGA (1) 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
Historia: EGA (2) 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. 14 05
Standard: VGA (1) 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
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. 16 05
Karty graficzne: współczesność Współczesne karty graficzne: pamięć 1-2-4-8-16-32 Mb i własny procesor rozdzielczości: 800 x 600 = 480 000 1:1.333 1024 x 768 = 786 432 1:1.333 1152 x 864 = 995 328 1:1.333 1280 x 1024 = 995 328 1:1:250 1600 x 1200 =1 920 000 1:1.333 liczba kolorów High Color (16 bitów, 2 bajty) True Color (24 bity, 3 bajty) True Color (32 bity, 4 bajty) 17 05
Monitor i/lub display W terminologii angielskiej rozróżnia się dwa pojęcia związane z przetwarzaniem informacji zawartej w komputerze na obraz czytelny dla użytkownika. Są to: display, czyli urządzenie wytwarzające obraz (np. ekran jako taki), monitor, czyli kompletne urządzenie, zmieniające sygnały, wysyłane z komputera, na obraz. 18 05
Multiscan 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. 19 05
Normy monitorów LR - Low Radiation niskie promieniowanie MPR-II z 1990 - szwedzka norma niskoemisyjności TCO 92 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) 20 05
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
22 05
23 05
24 05