Режимы работы

В зависимости от режима работы видеоадаптера видеосистема PC может обеспечивать различные разрешение и палитру. Совокупность всех параметров, характеризующих режим работы видеоадаптера (разрешение, палитра, частоты строчной и кадровой развертки, способ адресации участков экрана и др.), называется видеорежимом.

Все видеорежимы делятся на графические и текстовые. Различие в режимах существенно только для видеоадаптера, поскольку в каждом из них используются разные механизмы формирования видеосигнала. Что же касается монитора, то в обоих режимах он работает одинаково.

В графическом режиме содержимое каждой ячейки кадрового буфера (матрицы NxM n-разрядных чисел) является кодом цвета соответствующего пиксела экрана. Разрешение экрана при этом также равно NxM. Адресуемым элементом экрана является минимальный элемент изображения — пиксел. По этой причине графический режим называют также режимом АРА (All Point Addressable — Все точки адресуемы). Иногда число n называют глубиной цвета. При этом количество одновременно отображаемых цветов равно 2 в степени n, а размер кадрового буфера, необходимый для хранения цветного изображения с разрешением NxM и глубиной цвета n составит NxMxn бит.

Графический режим является основным режимом работы видеосистемы современного PC, поскольку в этом режиме на экран монитора можно вывести текст, рисунок, фотографию, анимацию или видеосюжет. В частности, в таком режиме работает видеосистема PC под управлением Windows. Однако для эффективной работы в графическом режиме требуется значительный объем видеопамяти и высокопроизводительный компьютер, поэтому данный режим стал основным только с появлением PC на базе CPU Intel 80386 и 80486.

В текстовом (символьном) режиме, как и в графическом, изображение на экране монитора представляет собой множество пикселов и характеризуется разрешением NxM. Однако все пикселы разбиты на группы, называемые знакоместами, или символьными позициями (Character positions, или Character boxes, — Символьные ячейки) размером p x q. В каждом из знакомест может быть отображен один из 256-и символов. Таким образом, на экране умещается M/q символьных строк по N/p символов в каждой. Типичным текстовым режимом является режим 80x25 символов.

Изображение символа в пределах каждого знакоместа задается точечной матрицей (dot matrix). Размер матрицы зависит от типа видеоадаптера и текущего видеорежима. Чем больше точек используется для отображения символа, тем выше качество изображения и лучше читается текст. Точки матрицы, формирующие изображение символа, называют передним планом (foreground), остальные — задним планом, или фоном (background). В качестве примера на рис. 3.2 показана символьная матрица 9x16 пикселов.

Если считать, что темной клетке соответствует логическая единица, а светлой — логический ноль, то каждую строку символьной матрицы можно представить в виде двоичного числа. Следовательно, графическое изображение символа можно хранить в виде набора двоичных чисел. Для этой цели используется специальное ПЗУ, размещенное на плате видеоадаптера. Такое ПЗУ называют аппаратным знакогенератором (Hardware character generator). Совокупность изображений 256 символов называется шрифтом. Аппаратный знакогенератор хранит шрифт, который автоматически используется видеоадаптером сразу же после включения компьютера (обычно это буквы английского алфавита и набор специальных символов). Адресом ячейки знакогенератора является порядковый номер символа.

Рисунок 3.2 – Тестовый режим знакогенератора

Для кодирования изображения символа на экране используется два байта: один — для задания номера символа, второй — для указания атрибутов символа (цвета символа и фона, подчеркивания, мигания, отображения курсора).

Эту область видеопамяти называют видеостраницей (video page). Видеостраница является аналогом кадрового буфера в графическом режиме, но имеет значительно меньший объем. В наиболее распространенном текстовом режиме (80x25 символов) размер видеостраницы составляет 4000 байт, в режиме 40x25 — 2000 байт. На практике для удобства адресации под видеостраницу отводят 4 Кбайт = 4096 байт и 2 Кбайт = 2048 байт соответственно, при этом " лишние" байты (96 и 48) не используются.

Главная особенность текстового режима заключается в том, что адресуемым элементом экрана является не пиксел, а знакоместо. Иными словами, в текстовом режиме нельзя сформировать произвольное изображение в любом месте экрана — можно лишь отобразить символы из заданного набора, причем только в отведенных символьных позициях. Другим существенным ограничением текстового режима является узкая цветовая палитра — в данном режиме может быть отображено не более 16-и цветов.

Как следует из сказанного выше, в текстовом режиме предоставляется гораздо меньше возможностей для отображения информации, нежели в графическом. Тем не менее, он имеет одно важное преимущество — незначительные затраты ресурсов PC на его реализацию. Благодаря этому обеспечивается приемлемая скорость работы в текстовом режиме даже на самых медленных PC. Именно по этой причине видеосистема первого персонального компьютера IBM PC работала только в текстовом режиме. Легендарная программная оболочка Norton Commander для MS DOS также работает в текстовом режиме, поэтому затраты ресурсов ПК на ее функционирование минимальны.