Раздел 3 Видеоподсистема ЭВМ

Дисплеи – наиболее распространенный в настоящее время вид ПУ. Они обеспечивают удобную форму взаимодействия оператора и ЭВМ.

Дисплеи можно классифицировать по следующим признакам.

- графические дисплеи (в том числе и сюжетные);

- полутоновые (воспроизводятся оттенки серого);

3) По способу формирования изображения на экране:

- векторные (электронный луч движется по контурам изображения);

- растровые (электронный луч движется по строкам).

- интеллектуальные (содержат в своем составе МП для управления формированием изображения).

Функциональная схема типового дисплея представлена на рис.5.1.

Основной частью дисплея является монитор. Он обеспечивает отображение информации. Существую две разновидности мониторов – на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) и мониторы с плоским экраном.

Буферная память обеспечивает согласование временных характеристик ЭВМ и монитора. Она позволяет работать дисплею относительно автономно при формировании строки, кадра или нескольких кадров. Клавиатура используется для ввода кодовой информации в ЭВМ, либо в буферную память дисплея. Клавиши делятся на кодо-информационные и функциональные. С помощью последних происходит управление дисплеем.

Интерфейс обеспечивает связь дисплея с ЭВМ. Блок управления производит адресацию ячеек буферной памяти. Синхронизатор выполняет тактирование работы блоков дисплея. С помощью гасящих импульсов производится гашение обратного хода луча ЭЛТ. Посредством синхронизирующих импульсов производится синхронное управление электронным лучом в соответствии текущим значением видеосигналом. Формирователь видеосигнала производит преобразование цифрового кода, содержащегося в буферной памяти в аналоговое напряжение.

Как правило, дисплей может работать в автономном и комплексном режимах.

В первом случае дисплей не взаимодействует с ядром ЭВМ. Он непрерывно отображает содержимое буферной памяти или осуществляет функцию ввода информации в нее с клавиатуры.

При переходе в комплексный режим дисплей выполняет 3 функции: вывод информации из буферной памяти на монитор, ввод информации с клавиатуры в ЭВМ и вывод информации из ЭВМ в буферную память.

Структурная схема монитора с электронно-лучевой трубкой представлена на рис.5.2.

На катод подается напряжение накала. В результате разогрева термокатод эмиттирует облако электронов. Под действием напряжения первого анода (порядка 600 В) электроны ускоряются, вытягиваются в пучок вдоль горловины ЭЛТ, то есть движутся по направлению к экрану. Посредством фокусирующего электрода электроны фокусируются в узкий пучок. Дальнейший путь к экрану обеспечивается напряжением на втором аноде (10¸12 кВ). Экран монитора изнутри покрыт слоем люминофора. Электронный луч ударяет по люминофору и вызывает его свечение. В месте попадания луча на экране возникает яркая светящаяся точка.

Второй анод образован графитовым покрытием стенок раструба ЭЛТ. Внутри трубки – вакуум. Яркостью световой точки можно управлять с помощью модулятора. Если увеличивать потенциал на модуляторе, то точка на экране будет светится ярче. Развертка луча по экрану производится с помощью строчной и кадровой катушки. Они надеты на ЭЛТ в начале раструба. Электрические токи, протекающие в катушках, обеспечиваются соответствующими генераторами. Генераторы синхронизируются в соответствии с видеосигналом поступающими на них синхронизирующими импульсами.

С помощью видеоусилителя видеосигнал усиливается и подается на модулятор. При осуществлении кадровой и строчной развертки модулированный электронный луч будет сканировать экран так, как это показано на рис.5.3.

Электроды: катод, модулятор, первый анод и фокусирующий электрод, образуют электронную пушку. Цветной кинескоп содержит 3 электронные пушки. В отличие от монохромного монитора экран в цветном кинескопе мозаичный. Мозаика образована тремя точками - RGB (красный, зеленый, синий – Red, Green, Blue), называемых пиксель (pixel) или триада (см. рис.5.4).

Расстояние между соседними пикселями составляет доли миллиметров. Способ организации цветного монитора можно представить следующим образом: электронный луч, управляемый соответствующей пушкой должен попадать в свою точку. Это достигается путем расположения перед экраном металлической теневой маски, в которой на против каждого пикселя сделано отверстие. При этом часть электронного луча, проходящего сквозь отверстие, оседает на маске, то есть теряется часть его энергии. Для обеспечения необходимой яркости свечения пикселя необходимо поднять уровень напряжения на втором аноде до 24 кВ. Возросшая напряженность внутри ЭЛТ совместно с высокой частотой развертки порождает рентгеновское излучение, что неблагоприятно влияет на здоровье операторов.

3.3. Формат сигналов и параметры растрового монитора

Основными сигналами растровых мониторов являются видеосигналы и управляющие сигналы. На рис.5.5. представлено изображение, формируемое двумя соседними строчками, а на временных диаграммах приведен ток в строчной катушке и напряжение видеосигнала при формировании данной картинки.

Ввиду того, что изображение на экране формируется по кадрам и для возврата электронного луча в начало кадра необходимо гасить экран, частота кадровой развертки

не может быть менее 40 Гц. В случае, если

40 Гц, то при воспроизведении изображения пользователь увидит мерцание экрана.

В современных мониторах

50 ¸ 100 Гц, а в телевидении РФ -

50 Гц. Видеоконтроллеры современных мониторов могут настраиваться на несколько значений

Мониторы на основе ЭЛТ в настоящее время являются наиболее распространенными, однако они обладают рядом недостатков: значительные масса, габариты и энергопотребление; наличие тепловыделения и излучения, вредного для здоровья человека. В связи с этим на смену ЭЛТ мониторам приходят плоскопараллельные мониторы: жидкокристаллические - ЖК-мониторы, плазменные, электролюминисцентные, мониторы электростатической эмиссии, органические светодиодные мониторы.

ЖК-мониторы (LCD - Liquid Crysta Display) составляют основную долю рынка плоскопанельных мониторов с экраном размером 13—17". Первое свое применение жидкие кристаллы нашли в дисплеях для калькуляторов из кварцевых часах, а затем их стали использовать в мониторах для портативных компьютеров. Сегодня, в результате прогресса в этой области, начинают получать все большее распростране-ние LCD мониторы для настольных компьютеров.

Основным элементом ЖК-монитора является ЖК-экран, состоящий из двух панелей, выполненных из стекла, между которыми размещен слой жидкокристаллического вещества, которое находится в жидком состоянии, но при этом обладает некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам. Фактически это жидкости, обладающие анизотропией свойств (в частности оптических), связанных с упорядоченностью в ориентации молекул. Молекулы жидких кристаллов под воздействием электричества могут изменять свою ориентацию и вследствие этого изменять свойства светового луча проходящего сквозь них. Следовательно, формирование изображения в ЖК-мониторах основано на взаимосвязи между изменением электрического напряжения, приложенного к жидко-кристаллическому веществу и изменением ориентации его молекул.

Экран ЖК-монитора представляет собой массив отдельных ячеек (называемых пикселями), оптические свойства которые могут меняться при отображении информации. Панели ЖК- монитора имеют несколько слоев, среди которых ключевую роль играют две панели, выполненные из свободного от натрия и очень чистого стеклянного материала, между которыми и расположен тонкий слой жидких кристаллов. На панелях нанесены параллельные бороздки, вдоль которых ориентируются кристаллы. Бороздки на подложках перпендикулярны между собой. Технология получения бороздок состоит в нанесении на стеклянной поверхности тонких пленок из прозрачного пластика. Соприкасаясь с бороздками, молекулы в жидких кристаллах ориентируются одинаково во всех ячейках.

Жидкокристаллическая панель освещается источником света (в зависимости от того, где он расположен, жидко-кристаллические панели работают на отражение или на прохождение света). В качестве источников света используются специальные электролюминисцентные лампы с холодным катодом, характеризующиеся низким энергопотреблением. Молекулы одной из разновидностей жидких кристаллов в отсутствии напряжения на подложках поворачивают вектор электрической напряженности электромагнитного поля в световой волне, проходящей через ячейку, на некоторый угол в плоскости, перпендикулярной оси распространения пучка. Нанесение бороздок позволяет обеспечить одинаковые углы поворота для всех ячеек. Фактически каждая ЖК-ячейка представляет собой электронно-управляемый светофильтр, принцип действия которого основан на эффекте поляризации световой волны.

Чтобы поворот плоскости поляризации светового луча был заметен для глаза, на стеклянные панели дополнительно наносят два слоя, представляющих собой поляризационные фильтры. Эти фильтры выполняют функции поляризатора и анализатора.

Принцип действия ячейки ЖК-монитора состоит в следующем. При отсутствии напряжения между подложками ячейка ЖК-монитора прозрачна, поскольку вследствие перпендикулярного расположения бороздок на подложках и соответствующему закручиванию оптических осей жидких кристаллов вектор поляризации света поворачивается, и проходит без изменения через систему поляризатор-анализатор. Ячейки, у которых ориентирующие канавки, обеспечивающие соответствующее закручивание молекул жидкокристаллического вещества, расположены под углом 90, называются твистированными нематическими. При приложении между подложками напряжения 3—10 В молекулы жидкокристаллического вещества расположатся параллельно силовым линиям поля. Твестированная структура жидко-кристаллического вещества нарушается, и поворота плоскости поляризации проходящего через него света не происходи. В результате плоскость поляризации света не совпадает с плоскостью поляризации анализатора, и ЖК-ячейка оказывается непрозрачной. Напряжение, приложенное к каждой ЖК-ячейке, формируется PC.

Для вывода цветного изображения выполняется подсветка монитора сзади так, чтобы свет порождался в задней части ЖК-дисплея. Цвет формируется в результате объединения ЖК-ячеек в триады, каждая из которых снабжается светофильтром, пропускающим один из трех основных цветов.

Первые ЖК-мониторы были с диагональю около 8 дюймов, в то время как сегодня они выпускаются 19 дюймов и более. Увеличение разрешения ЖК-мониторов достигается с помощью специальных технологий.

Технология, при которой закручивание молекул составляет 90 называется твистированной нематической (TN - Twisted Nematic). Недостатки ЖК-мониторов, реализующих эту технологию связаны с: низким быстродействием; зависимостью качества изображения (яркости, контрастности) от внешних засветок; значительным взаимным влиянием ячеек; ограниченным углом зрения, под которым изображение хорошо видно, а также низкой яркостью и насыщенностью изображения.

Следующим этапом на пути совершенствования ЖК-мониторов было увеличе-ние угла закручивания молекул ЖК-вещества с 90° до 270° с помощью STN техно-логии (STN - Super Twisted Nematic). Использование двух ячеек одновременно поворачивающих плоскость поляризации в противоположных направлениях, согласно DSTN технологии (DSTN - Dual Super - Twisted Nematic),позволило значительно улучшить характеристики ЖК-мониторов. Для повышения быстродействия ЖК-ячеек используется технология двойного сканирования (DSS - Dual Screens),когда весь ЖК-экран разбивается на четные и нечетные строки, обновление которых выполняется одновременно. Двойное сканирование совместно с использованием более подвижных молекул позволило снизить время реакции ЖК-ячейки с 500 мс (у ЖК-мониторов, реализующих технологию TN - Twisted Nematic) до 1-50 мс и значительно повысить частоту обновления экрана.

Для получения лучших результатов с точки зрения стабильности, качества, разрешения и яркости изображения используют мониторы с активной матрицей в отличие от применяемых ранее с пассивной матрицей. Термин «пассивная матрица» (passive matrix) относится к такому конструктивному решению монитора, согласно которому монитор разделен на отдельные ячейки, каждая из которых функционирует независимо от остальных, так что в результате каждый такой элемент может быть подсвечен индивидуально для создания изображения. Матрица называется пассивной, потому что рассмотренные выше технологии создания ЖК-мониторов, не могут обеспечить быстродействие при отображении информации на экране. Изображение формируется строка за строкой путем последовательного подвода управляющего напряжения на отдельные ячейки. Вследствие достаточно большой электрической емкости отдельных ячеек напряжение на них не может изменяться достаточно быстро, поэтому изображение не отображается плавно и дрожит на экране. При этом между соседними электродами возникает некоторое взаимное влияние, которое может проявляться в виде колец на экране.

В активной матрице используются отдельные усилительные элементы для каждой ячейки экрана, компенсирующие влияние емкости ячеек и позволяющие значительно увеличить быстродействие. Активная матрица (active matrix) имеет следующие преимущества по сравнению с пассивной матрицей:

- угол обзора достигающий 120°-160°, в то время как у мониторов с пассивной матрицей, качественное изображение можно наблюдать только с фронтальной позиции по отношению к экрану;

- высокое быстродействие, обусловленное временем реакции монитора около 50 мс.

Функциональные возможности ЖК-мониторов с активной матрицей почти такие же, как у дисплеев с пассивной матрицей. Разница заключается в матрице электродов, которая управляет ячейками жидких кристаллов дисплея. В случае с пассивной матрицей разные электроды получают электрический заряд циклическим методом при построчной регенерации дисплея, а в результате разряда емкостей элементов изображение исчезает, так как кристаллы возвращаются к своей изначальной конфигурации. В случае с активной матрицей к каждому электроду добавлен запоминающий транзистор, который может хранить цифровую информацию (двоичные значения 0 или 1) и в результате изображение сохраняется до тех пор, пока не поступит другой сигнал. Такой транзистор, выполняя роль своеобразного коммутирующего ключа позволяет коммутировать более высокое (до десятков вольт) напряжение, используя сигнал низкого уровня (около 0,7 В). Благодаря применению активных ЖК-ячеек стало возможным значительно снизить уровень сигнала управления и, тем самым, решить проблему частичной засветки соседних ячеек.

Запоминающие транзисторы производятся из прозрачных материалов, что позволяет световому лучу проходить сквозь них, и располагаются на тыльной части дисплея, на стеклянной панели, которая содержит жидкие кристаллы. Поскольку запоминающие транзисторы выполняются по тонкопленочной технологии, подобные ЖК-мониторы получили название TFT — мониторы (Thin Film Transistor - тонкопленочный транзистор). Тонкопленочный транзистор имеет толщину в диапазоне от 0,1 до 0,01 мкм. Технология TFT была разработана специалистами фирмы Toshiba. Она позволила не только значительно улучшить показатели ЖК-мониторов (яркость, контрастность, угол зрения), но и создать на основе активной ЖК-матрицы цветной, монитор.

К числу основных характеристик жидкокристаллических мониторов относятся следующие:

Размер экрана ЖК-мониторов находится в пределах от 13 до 16". В отличие от ЭЛТ-мониторов, номинальный размер экрана и размер его видимой области прак-тически совпадают.

Ориентация экрана у ЖК -монитора в отличие от ЭЛТ-монитора может быть как портретная, так и ландшафтная. В то время как традиционные экраны ЭЛТ-мониторов и ЖК-экраны компьютеров типа Notebook имеют только ландшафтную ориентацию, обусловленную тем, что поле зрения человека в горизонтальном направлеии шире, чем в вертикальном, в ряде случаев (работа с текстами большого объема, Web-страницами) намного удобнее работать с экраном портретной ориентации. ЖК-монитор можно легко развернуть на 90° при этом ориентация изображения останется прежней.

Поле обзора ЖК-мониторов обычно характеризуется углами обзора, отсчитываемыми от перпендикуляра к плоскости экрана по горизонтали и вертикали. Современные модели ЖК-мониторов обеспечивают значения углов обзора: горизонтали — ±45...70°; по вертикали — от 15° до 50° (вниз) и от 20°до 70° (вверх).

Разрешение ЖК-монитора определяется размером отдельной ЖК-ячейки, то есть фиксированным размером пикселей. Например, если LCD монитор имеет разрешение 1024x768, то это значит, что на каждой из 768 линий расположено 1024 электродов, то есть пикселей. При этом можно использовать и более низкое разрешение. Для этого применяются два способа. Метод "Centering" (центрирование) состоит в том, что для отображения изображения используется только то количество пикселей, которое необходимо для формирования изображения с более низким разрешением. В результате изображение получается не во весь экран, а только в середине: все неиспользуемые пиксели остаются черными, образуя вокруг изображения широкую черную рамка. Метод "Expansion" (растяжение) основан на растяжении изображения на весь экран, что приводит к возникновению некоторых искажений и ухудшению резкость.

Яркость – важнейший параметр при выборе ЖК-монитора. Типовая яркость ЖК-монитора составляет 150-200 кд/м. При этом в центре яркость ЖК- монитора может быть на 25% выше, чем у краев экрана.

Контрастность изображения ЖК-монитора показывает во сколько раз его яркость изменяется при изменении уровня его видеосигнала от минимального до максимального. Приемлемая цветопередача обеспечивается при контрастности не менее 130:1, а высококачественная - при 300:1.

Инерционность ЖК-монитора характеризуется минимальным временем, необходимым для активизации его ячейки и составляет 30-70 мс, соответствуя аналогичным параметрам ЭЛТ-мониторов.

Палитра ЖК-мониторое, по сравнению с обычными ограничена определенным количеством воспроизводимых на экране оттенков цветов. Типовой размер палит-ры современных ЖК-мониторов составляет 262144 или 16777216 оттенков цветов.

Массогабаритные характеристики и энергопотребление выгодно отличают ЖК-мониторы от ЭЛТ-мониторов. Масса большинства моделей не превышает нескольких килограмм, а толщина экрана - 2,00мм. Потребляемая мощность в рабочем режиме не превышает 35-40 Вт.

Плазменные дисплеи (Plasma Display Panel PDF) создаются путем заполнения пространства между двумя стеклянными поверхностями инертным газом, например аргоном или неоном. Затем на стеклянную поверхность наносят миниатюрные прозрачные электроды, на которые подается высокочастотное напряжение. Под действием этого напряжения в прилегающей к электроду газовой области возникает электрический разряд. Плазма газового разряда излучает свет в ультрафиолетовом диапазоне, который вызывает свечение частиц люминофора, в диапазоне видимом человеком. Фактически, каждый пиксель на экране работает как обычная лампа дневного света. Высокая яркость и контрастность наряду с отсутствие дрожания являются важнейшими преимуществами таких мониторов. Кроме того, угол по отношению к нормали, под которым можно увидеть изображение на плазменных мониторах существенно больше, чем у ЖК- мониторов. Основными недостатками такого типа мониторов является достаточно высокая потребляемая мощность, возрастающая при увеличении диагонали монитора и низкая разрешающая способность, обусловленная большим размером элемента изображения. Кроме этого, свойства люминофорных элементов со временем ухудшаются, и экран становится менее ярким, поэтому срок службы плазменных мониторов ограничен 10000 часами, что составляет около 5 лет при интенсивном использовании. Из-за этих ограничений, такие мониторы используются пока только для конференций, презентаций, информационных щитов, то есть там, где требуются большие размеры экра-нов для отображения информации. Такие крупнейшие производители, как Fujitsu, Matsushita, Mitsubishi, NEC, Pioneer и другие начали производство плазменных мониторов с диагональю 40" и более.

Электролюминесцеитные мониторы (ElectricLuminiescent displays ELD) по своей конструкции аналогичны ЖК-мониторам. Принцип действия электролюминисцентных мониторов основан на явлении испускании света при возникновении туннельного эффекта в полупроводниковом р-п-переходе. Такие мониторы имеют высокие частоты развертки и яркость свечения, кроме того, они надежны в работе. Вместе с тем, они уступают ЖК-мониторам по энергопотреблению, поскольку на ячейки подается относительно высокое напряжение — около 100 В. При ярком освещении цвета электролюминисцентных мониторов тускнеют.

Мониторы электростатической эмиссии (Field Emission Displays, FED) являются сочетанием традиционной технологии, основанной на использовании ЭЛТ, и жидкокристаллической технологии. Мониторы FED основаны на процессе, который несколько похож на тот, что применяется в ЭЛТ-мониторах, так как в обоих методах применяется люминофор, светящийся под воздействием электронного луча. В качестве пикселов применяются такие же зерна люминофора, как и в ЭЛТ-мониторе, что позволяет получить чистые и сочные цвета, свойственные обычным мониторам. Однако активизация этих зерен производится не электронным лучом, а электронными ключами подобными тем, что используются в ЖК-мониторах, построенных по TFT технологии. Управление этими ключами осуществляется специальной схемой, принцип действия которой аналогичен принципу действия контроллера ЖК-монитора. Для функционирования монитора электростатической эмиссии необходимо высокое напряжение — около 5000 В. Энергопотребление мониторов электростатической эмиссии значительно выше, чем ЖК-мониторов, но на 30% ниже, чем энергопотребление ЭЛТ-мониторов: экраном того же размера. В настоящее время эта технология обеспечивает наилучшее качество изображения среди всех плоскопанельных мониторов и самую низкую инерционность (около 5 мкс).

Органические светодиодные мониторы (Organic Light-Emitting Diode displays, OLEDs), или LEP-мониторы (Light Emission Plastics — светоизлучающий пластик), по своей технологии похожи ЖК- и ELD- мониторы, но отличаются материалом, из которого изготавливается экран: в LEP-мониторах используется специальный органический полимер (пластик), обладающий свойством полупроводимости. При пропускании электрического тока такой материал начинает светиться.

Основными преимуществами технологии LEP по сравнению с рассмотренными выше являются:

- низкое энергопотребление (подводимое к пикселу напряжение менее 3 В);

- простора конструкции и технологии изготовления;

К существенным недостаткам этой технологии следует отнести: малую яркость свечения экрана; монохромность изображения, поскольку изготовлены только черно-желтые экраны; малый размер экрана. LEP-мониторы используются пока только в портативных устройствах, например, в сотовых телефонных трубках.

Выбор той или иной модели монитора зависит от характера информации, с которой будет работать пользователь и задач, которые он ставит перед собой, а также от суммы выделенных средств на приобретение монитора. Российском рынок мониторов постоянно наполняется новыми моделями. Если модель уже выбрана, то при выборе конкретного экземпляра полезно следовать приведенным рекомендациям.

Практически все современные видеокарты принадлежат к комбинированным устройствам и помимо своей главной функции - формирование сигналов, в соответствии с которыми монитор может отображать ту или иную информацию на экран,- осуществляют ускорение выполнения графических операций. Такие устройства будем называть видеоадаптерами.

Видеоадаптеры, не оснащенные средствами аппаратного ускорения, например такими, как прорисовка графических изображений, сегодня уже практически не существуют, а потому понятия видеоадаптер и видеоускоритель стали синонимами. Аппаратное ускорение заключается в том, что наряду с элементарными операциями, предусмотренными стандартами VGA и SVGA, адаптер способен выполнять и команды высокого уровня без участия центрального процессора. Например, построение прямой линии по двум точками закраску какой-либо области может сделать и ускоритель.

Повышение быстродействия системы обусловлено двумя причинами: во-первых, освобождаются ресурсы CPU, а во-вторых, микросхемы адаптера лучше приспособлены для выполнения этих операций, чем CPU, которому кроме них необходимо выполнять еще и многое другое.

Наиболее известными производителями таких наборов микросхем аппаратного ускорения графики являются SЗ, AT' Technologies, Matrox, Tseng Labs, Cirrus Logic, Trident, 3D15 и др.

Вводит в действие палитру из 32768 цветовых оттенков. Это значение получается потому, что для каждого пиксела отводится 15 разрядов, в которых информация о каждом цвете (красном, зеленом и синем) занимает 5 бит.

Видеокарты стандарта MDA (Мопосhrоте Display Adapter) использовались в первых РС в начале 80-х годов. Эти карты разработаны фирмой IBM.

МDА-карты среди карт других стандартов выделяются двумя признаками, которые явились причиной быстрой их замены картами других типов:

- Как ясно из названия, эти карты предназначены для формирования и передачи на монитор только монохромного сигнала, т. е. монитор при этом может отображать только два цвета. В зависимости от цвета свечения люминофора кинескопа используются следующие сочетания цветов: зеленый/черный (наиболее благоприятное сочетание для глаз человека) или белый/черный. При наличии такой карты невозможно отображение градаций цвета, мерцающих символов или символов с подчеркиванием.

- Они не поддерживают графический режим, т. е. позволяют отображать на мониторе только текстовую информацию. Это означает, что МDА-карты оперируют только отдельными знакоместами символов (как матрицей пикселов) и не в состоянии осуществлять управление положением каждого отдельного пиксела на экране монитора. Изображение знаков формируется путем включения (засвечивания) или выключения (гашения) отдельных пикселов матрицы

Но все же карта MDA своим единственно возможным разрешением 80 столбцов на 25 строк установила стандарт, которому последовали и более поздние разработки. 80 столбцов и 25 строк образуются из 720х350 пикселов. Следовательно, для отображения отдельного знака имеется матрица 9х14 пикселов (720/80 = 9 пикселов и 350/25 = 14 пикселов). При этом уже возможно отображение хорошо читаемых символов.

Разрешение этой карты вполне достаточно для таких применений, как обработка текста и таблиц. Все же при оценке этих карт следует принимать во внимание, что в начальной стадии развития РС программы, ориентированные на графику, не имели доминирующего положения, так как для этого было явно недостаточно возможностей компьютеров того времени, не говоря уже о том, что подобные программы просто отсутствовали (в противоположность нынешним, работающим, прежде всего, в среде Windows).

Сегодня подобную карту можно встретить в лучшем случае в магазине антиквариата, поэтому более подробное описание карты стандарта MDA не приводится.

Спустя некоторое время после появления МDА-карт фирмой IBM была изготовлена первая СGА-карта (Со/оr Graphics Adapter). Целью разработки этой карты было устранение двух упомянутых выше недостатков стандарта MDA. СGА-карта должна формировать и передавать на монитор цветное изображение и поддерживать графический режим. СGА-карта базируется на видеоконтроллере фирмы Motorola МС6845. В текстовом режиме СGА-карта функционирует в стандарте MDA и поддерживает 80 колонок и 25 строк. В графическом режиме эта карта поддерживает разрешение 640 пикселов по горизонтали и 200 по вертикали. Легко можно подсчитать размер матрицы текстового режима, разделив 200 пикселов по вертикали на 25 строк и 640 пикселов по горизонтали на 80 столбцов. В этом случае по вертикали и по горизонтали она содержит по 8 пикселов.

Если сравнить СGА-матрицу с матрицей MDA, то легко можно убедиться, что символы, посылаемые на монитор СGА-картой, грубые и бесформенные. В графическом режиме возможны два разрешения:

- 320х200 пикселов - более грубое разрешение, которое компенсируется цветовой гаммой из 4-х цветов.

EGA является аббревиатурой английского термина Enhanced Graphics Adapter и говорит о том, что речь идет уже о дальнейшем развитии видеостандартов в данной области. EGA является первой картой, которая комбинирует разрешение и представление цветов (таблица 9). EGA предлагает 16 цветов из 64-цветной палитры. Эти 16 цветов являются стандартными и определены в других цветовых картах. Стандартные цвета образуются путем смешения трех основных цветов (красного, зеленого и синего) и интенсивности в определенных соотношениях.

Однако в качестве стандарта ЕGА-карты смогли просуществовать недолго, так как вскоре началось победное шествие карт стандарта VGA. Типичная ЕGА-карта имеет разрешение 640х350 пикселов, что создает на экране монитора символьную матрицу размером 8х14 точек. Благодаря организации экрана при использовании матрицы 8х8 пикселов, в текстовом режиме можно получить 44 строки. В таком режиме символы располагаются в почти квадратном растре, что хотя и ухудшает визуальное восприятие информации, но обеспечивает более высокую плотность ее отображения на экране. Особенно это важно при использовании программ обработки таблиц.

Многие ЕGА-карты в состоянии эмулировать более ранние графические стандарты. Почти все ЕGА-карты могут работать в режимах MDA, CGA и HGC. Выбор режима практически всегда осуществляется путем соответствующих переключений джамперов на плате и установки соответствующего программного обеспечения, обычно поставляемого вместе с картой. Полный обзор вариантов установки джамперов с целью выбора того или иного графического режима так же бессмысленен, как и обзор всех системных программ. Во-первых, каждый изготовитель ЕGА-карт предлагает свои варианты конфигурирования с помощью джамперов. Во-вторых, драйверы, поставляемые вместе с картами, подходят только к "своим" картам.

В настоящее время VGА-карта является стандартом в области РС. Вряд ли сейчас можно купить компьютер, который не был бы оснащен такой картой. Существует большое разнообразие видеокарт стандарта VGA. Стандарт VGA является базовым для таких стандартов, как Super VGA и HiRes, на его основе разработаны карты-ускорители. например, карты VLB.

Первые VGА-карты были представлены фирмой IBM в 1987 г. VGA является аббревиатурой английского термина Video Graphics Array. Фирма IBM разработала этот стандарт для РS/2 - новой модели РС. Первые VGA- карты были 8-разрядными, однако сейчас в основном выпускаются 32- и 64-разрядные карты.

На всех VGА-картах имеется специальный разъем, так называемый Feature Connector, который на этих картах встречается в двух исполнениях: в виде штекера или в виде разъема типа PAD. Этот 26-контактный разъем обеспечивает полную совместимость с оригинальным разъемом РS/2, но в основном он используется для подключения дополнительных карт обработки сигналов изображения.

VGА-карты совместимы снизу-вверх, то есть они способны эмулировать созданные ранее стандарты от MDA до EGA.

Стандартная VGА-карта обеспечивает разрешение 640х480 пикселов с 16 цветами. Однако это неполные данные. На самом деле VGА-карта может поддерживать 256 цветовsх оттенков, но это уже зависит от имеющегося объема видеопамяти.

Объем видеопамяти 8-разрядной VGА-карт обычно составляет 256 Кб и реализован с помощью восьми микросхем 4464 или в двух 44256, 16-разрядная VGА-карта должна оснащаться объемом памяти не менее 512 Кб.

Для большинства применений разрешения стандарта VGA вполне достаточно. Однако программы, ориентированные на графику, работают значительно лучше и быстрее (бывают случаи, когда они даже не инсталлируются, если установленное разрешение или видеокарта не соответствуют их возможностям), если информационная плотность экрана выше, для этого необходимо повышать разрешение. Таким образом, стандарт VGA развился в так называемый стандарт Super VGA (SVGA). Стандартное разрешение этого режима составляет 800х600 пикселов.

В режимах высокого разрешения немаловажным фактором является тип развертки построчная (Non-Interlaced) или чересстрочная (Interlaced). При построчном способе формирования изображения все строки кадра выводятся в течение одного периода кадровой развертки, при чересстрочном за один период кадровой развертки выводятся четные строки изображения, а за второй - нечетные. Поэтому говорят, что один кадр делится на два поля. Последний способ, кстати, используется и в телевидении. Нетрудно заметить, что в случае чересстрочной развертки частота кадров снижается вдвое. Это позволяет достаточно легко увеличивать разрешающую способность монитора, хотя и в ущерб качеству изображения.

Обычно стандартные VGА-карты при разрешении 800х600 и ниже поддерживают построчный способ формирования изображения. А при разрешении 1024х768 чересстрочный. В результате чего, как уже отмечалось, частота кадровой развертки снижается в два раза. Таким образом, если частота полей была 65 Гц, что является стандартным для большинства дешевых карт, то при повышении разрешения она становится равной 32,5 Гц. А по современным медико-психологическим оценкам глаз человека не воспринимает мерцания экрана, связанные с обновлением изображения, только при частотах вертикальной развертки не менее 70 Гц. При увеличенном разрешении изображение на экране монитора начинает мерцать, что сильно повышает утомляемость и отрицательно сказывается на зрении. Поэтому при выборе видеокарты обязательно обращайте внимание на ее способность поддерживать режим Non-Interlaced и обеспечивать частоту вертикальной развертки не менее 70 Гц. Отметим, что не каждый монитор в состоянии поддерживать эти режимы работы.

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: