Видеоадаптеры

Видеоадаптеры

Видеоадаптеры

Видеоадаптер обеспечивает интерфейс между компьютером и монитором, передавая сигналы, которые превращаются в изображение, которое мы видим на экране. На протяжении всей истории ПК было разработано несколько удачных стандартов, каждый последующий из которых обеспечивал более высокие разрешение и глубину цвета. Наиболее значимые стандарты видеоадаптеров перечислены ниже.

  • MDA (Monochrome Display Adapter)
  • HGC (Hercules Graphics Card)
  • CGA (Color Graphics Adapter)
  • EGA (Enhanced Graphics Adapter)
  • VGA (Video Graphics Array)
  • SVGA (Super VGA)
  • XGA (eXtended Graphics Array)
  • UGA (Ultra Video Graphics Array)

Большинство этих стандартов были изначально разработаны компанией IBM и затем лицензированы другими производителями. В настоящее время IBM уступила пальму первенства в производстве высококачественных мониторов другим компаниям, а большая часть приведенных стандартов безнадежно устарела. Единственным исключением является VGA; этой аббревиатурой обозначают базовые возможности монитора, используемые практически любым видеоадаптером.

Среди характеристик купленного видеоадаптера вы найдете, вероятнее всего, не список стандартов, таких как XGA или UVGA, а разрешение и глубину цветности. В то же время знакомство с основными стандартами позволит понять ход эволюции технологий и подготовит к случайной встрече с восставшими из мрачного прошлого старыми адаптерами.

Современные VGA-адаптеры способны отображать интерфейс программ, написанных для CGA, EGA и других устаревших стандартов. Это позволяет использовать старые программы (такие, как игры и образовательные программы) даже на современном ПК. Однако следует иметь в виду, что некоторые программы запустить не удается, так как они обращаются к регистрам, которые современными видеоадаптерами не поддерживаются.

Адаптер VGA

В апреле 1987 года, одновременно с выпуском компьютеров семейства PS/2, компания IBM ввела в действие спецификацию VGA (Video Graphics Array), которая вскоре стала общепризнанным стандартом систем отображения компьютеров. Практически сразу же IBM обнародовала еще одну спецификацию для систем отображения с низким разрешением MCGA и выпустила на рынок видеоадаптер высокого разрешения IBM 8514. Адаптеры MCGA и 8514 не стали общепризнанными стандартами, подобно VGA, и вскоре сошли со сцены.

Все современные видеоадаптеры оснащены 15-контактным аналоговым разъемом VGA и/или же аналогово-цифровым разъемом DVI, которые соответствуют стандарту VGA. Схема разъема VGA представлена на рисунке, а назначение контактов — в таблице.

 

 

В разъеме VGA, подключаемом к видеоадаптеру, зачастую отсутствуют 9-й контакт, 5-й контакт, используемый для тестирования, и 15-й контакт, применяемый еще реже. Для идентификации типа монитора, подключенного к системе, некоторые производители используют различные комбинации контактов.

Цифровые и аналоговые сигналы

В отличие от устаревших видеостандартов, ориентированных на передачу мониторам цифровых сигналов, в VGA используется передача аналоговых сигналов. Почему же предпочтение отдано именно аналоговым сигналам, в то время как вся остальная электроника переходит на цифровую технологию? Например, проигрыватели компакт-дисков (цифровые) вытеснили проигрыватели виниловых пластинок (аналоговые); в новейших видеомагнитофонах и видеокамерах изображения хранятся в цифровом виде для стоп-кадров и медленных повторов; цифровой телевизор позволяет смотреть на одном экране несколько программ одновременно.

Большинство мониторов компьютеров, выпущенных до PS/2, принимали цифровые сигналы. При выводе цветного изображения поступавшие сигналы RGB включали/выключали лучи красной, зеленой и синей электронных пушек ЭЛТ-трубки. Таким образом, в изображении на экране могло присутствовать до восьми цветов (23). В мониторах и адаптерах IBM количество цветовых комбинаций удваивалось за счет дополнительных сигналов яркости по каждому цвету. Технология их производства достаточно проста и хорошо освоена, а цветовая совместимость между различными моделями вполне приемлема. Наиболее существенный недостаток цифровых мониторов — ограниченное количество цветов.

В системах PS/2 компания IBM перешла к аналоговой схемотехнике в системе отображения. Аналоговый монитор работает по тому же принципу, что и цифровой, т.е. передаются RGB-сигналы управления тремя основными цветами, но каждый сигнал имеет несколько уровней яркости (в стандарте VGA — 64). В результате число возможных комбинаций цветов возрастает до 262 144 (643). Для создания реалистичного изображения средствами компьютерной графики цвет часто оказывается важнее высокого разрешения, поскольку человеческий глаз воспринимает картинку с большим количеством цветовых оттенков как более правдоподобную.

Адаптеры SVGA

С появлением видеоадаптеров XGA и 8514/A конкуренты IBM решили не копировать эти расширения VGA, а начать выпуск более дешевых адаптеров с разрешением, превышающим разрешение продуктов IBM. Эти видеоадаптеры образовали категорию Super VGA, или SVGA. Поначалу SVGA не был стандартом. Под этим термином подразумевались многочисленные и отличающиеся одна от другой разработки различных компаний, требования к параметрам которых были жестче, чем к VGA.

Например, одни видеоадаптеры предлагали несколько форматов изображения (800×600 и 1024×768) с разрешением, которое выше, чем у VGA, в то время как другие имели такое же или даже большее разрешение (но и более обширную палитру воспроизводимых оттенков в каждом формате). Несмотря на различия, все эти видеоадаптеры относятся к категории плат SVGA. Внешне платы SVGA мало чем отличаются от своих собратьев VGA. На них установлены такие же разъемы, однако, поскольку типовые спецификации плат SVGA разных производителей существенно различаются, подробно рассмотреть их невозможно.

Стандарты SVGA ассоциации VESA

В октябре 1989 года ассоциация VESA, учитывая сложность программирования множества выпускаемых модификаций карт SVGA, предложила стандарт единого программного интерфейса с этими платами. В эту ассоциацию вошли представители большинства компаний, выпускающих аппаратуру для ПК, в том числе и аппаратуру отображения. Новый стандарт был назван VESA BIOS Extension. Если видеоадаптер удовлетворяет этому стандарту, программным путем легко определить специфические соответствия и использовать их в дальнейшем. Достоинство VESA BIOS заключается в том, что для работы с любым адаптером SVGA программист может использовать единый драйвер. Существующий стандарт VESA на платы SVGA предусматривает использование практически всех распространенных вариантов форматов изображения и кодирования цветовых оттенков, вплоть до разрешения 1280×1024 пикселей при 16777216 оттенках (24-разрядное кодирование цвета). С адаптерами SVGA различных моделей от разных производителей можно общаться через единый программный интерфейс VESA. Эта поддержка главным образом необходима для DOS-приложений реального режима (в основном — для игр) и операционных систем, отличных от Windows. Для пользователей операционных систем Windows 9x и Windows NT/2000 эти расширения BIOS не нужны, поскольку для работы используется видеодрайвер установленного видеоадаптера.


Примечание!

Список режимов VESA BIOS по разрешению, глубине цветности и частоте обновления экрана можно найти в техническом справочнике, содержащемся на прилагаемом к книге DVD.



Sitelinkx by eXtro-media.de

Типы видеоадаптеров

Для любого монитора необходим источник сигнала. Сигналы поступают в монитор от видеоадаптера, установленного в компьютере.

Существует три способа подключения к системному блоку ЭЛТ- или жидкокристаллических мониторов.

  • Платы расширения. В данном случае предполагается использование отдельных плат расширения с интерфейсом PCI-Express, AGP или PCI. При этом обеспечивается наивысшее быстродействие, большой объем памяти, а также поддержка наибольшего количества функций.
  • Графический процессор, интегрированный на системной плате. Быстродействие чаще всего оказывается ниже, чем при использовании плат расширения, преимущественно по причине использования устаревших решений. Хотя подобные решения часто поддерживались системными платами LPX, в современных системах они практически не используются. Даже ноутбуки средней и высшей ценовых категорий оснащены дискретными графическими адаптерами.
  • Набор микросхем с интегрированным графическим ядром. Это наиболее доступные по цене решения, однако их быстродействие очень низко, особенно при запуске трехмерных игр и других приложений, интенсивно использующих графику. При этом также обеспечиваются меньшие значения разрешения и частот обновления, чем при использовании плат расширения. Наиболее часто интегрированные наборы микросхем реализованы в бюджетных моделях ноутбуков, а также в некоторых их моделях среднего ценового диапазона.

Как правило, настольные компьютеры, в которых используются системные платы формфактора microATX, FlexATX, microBTX, PicoBTX или Mini-ITX, оснащены графическим ядром, интегрированным в набор микросхем производства компаний Intel, VIA Technology, SiS и др. Некоторые системные платы формфактора microATX также могут допускать установку видеоадаптеров PCI-Express x16 или AGP.

Термин “видеоадаптер” применим как к интегрированным, так и к обособленным решениям. Термин “графический адаптер” полностью взаимозаменяем с термином “видеоадаптер”, поскольку все видеокарты, начиная с разработанного компанией IBM монохромного адаптера MDA, поддерживают отображение как графики, так и текста.



Sitelinkx by eXtro-media.de
Яндекс.Метрика