Tamás Ferenc: VGA monitorok

Az EGA utódjának szánt VGA (Video Graphics Array) szabványt az IBM vezette be 1987.áprilisában. Alapértelmezett felbontása: 640x480-as 256 színnel. Innentől az alapértelmezett csatlakozó-szabvány immáron a DE-15 nevű lett (lásd: külön képen!). VGA DE-15

 

Ez a tűcsatlakozós kiosztás olyan sikeres szabvánnyá lett, hogy igen sokan át is vették. Íme az eredeti VGA szabványos kiosztása:

 

Monitor tű-kiosztása

(Kép eredetije: http://www.techimo.com/forum/general-tech-discussion/132006-lcd-panel-connections.html )

Igazság szerint az eredeti VGA-felbontást és a fenti tű-kiosztást az IBM a hazai piacon nem túl sikeres PS/2-es gépeihez tervezte, de a PC-piacra is kiadta a szabványt, ami hamarosan sikeressé vált; bár a magas bevezető ár miatt a piac eleinte igényelte a szürke árnyalatait jó felbontásban megjelenítő VGA Mono monitort. A VGA volt az utolsó IBM-féle grafikus felbontás, ami a legtöbb PC-klón gyártónak megfelelt és azonnal adaptálták, így azóta ez a legkisebb közös nevező minden komolyabb grafikus kártya esetén. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy a standard VGA-megjelenítéshez nem kell semmi különös meghajtószoftver, mivel ezt a megjelenítést minden azóta kifejlesztett videókártya és monitor eleve tudja. Például durvább gépösszeomlás esetén a Microsoft Windows legtöbb verziója ezzel a csökkentett felbontással és színmélységgel jelenik meg. Ettől függetlenül a Windows Vista és az újabb verziók képesek kiolvasni a VESA BIOS-ból a kicsit modernebb grafikus meghajtó verzióját és típusát.

Bár az IBM-nél a VGA-t hivatalosan az XGA (Extended Graphics Array) követte, de a köztudatban inkább a legtöbb klón-gyártó által támogatott és reklámozott S-VGA (Super VGA) következett.

VGA colors

(Képen: VGA alapértelmezett színei;

kép eredetije: http://en.wikipedia.org/wiki/Video_Graphics_Array )

 

Hardware

A VGA nevében az eddigi adapter szó helyett megjelent az array (tömb), ugyanis az eddig alkalmazott Motorola 6845 és tucatnyi más chip helyett egyetlen új (ASIC) chip vette át a vezető szerepet. Ez a mennyiségi chip-csökkentés komoly szerepet játszott abban is, hogy az eddigi kizárólag önállóan megvalósítható videókártyák képesek voltak beolvadni az alaplapokba (ún. Build-in-VideoCard), bár ehhez előbb meg kellett oldani a videómemória, az időzítő és a külső RAMDAC okozta nehézségeket is. Az általános VGA grafikus üzemmódok a következők:

  • 640x480-as 256 színben

  • 640x480-as 16 színben

  • 640x350-es 16 színben

  • 320x200-as 16 színben

  • 320x200-as 256 színben

A VGA szabvány a következőket írja elő:

  • Min. 256 Kbyte RAM (bár az első kártyák rendelhetőek voltak 64, illetve 128 Kbyte-tal is néhány videómód elvesztése árán)

  • 16, illetve 256 színes üzemmódok

  • 144-értékes színpaletta (azaz minden színnek 6-6 bit)

  • Választható 25,175 MHz-es vagy 28,322 MHz-es órajel

  • Maximálisan 800 függőleges képpont

  • Maximálisan 600 vízszintes képpont

  • Akár 70 Hz-es képfrissítés

  • Síkbeli mód akár 16 színnel

  • Csomagolt pixeles mód 256 színnel

  • Hardware-es sima görgetési mód

  • Osztott képernyős megjelenítés

  • 0,7 V csúcsfeszültség

  • 75 Ohm-os dupla-végződésű impedancia (18.7 mA – 13 mW)

Az eddigiekhez hasonlóan a VGA-k esetén is érvényes a visszafelé kompatibilitás, így képesek megjeleníteni (illetve emulálni) az EGA, CGA és MDA módokat is. Ez a kompatibilitás gyakorlatilag teljes egészében BIOS-szinten valósul meg, de a regiszterek szintjén is igen magas az elért kompatibilitás. Viszont a VGA nem kompatibilis az IBM (sikertelen) PCJr szériájával, illetve a Hercules videókártya módjaival.

Szabványosított szöveges üzemmódok

A BIOS néhány szöveges módot engedélyez a VGA-k számára. Ezek: 80x25-ös, 40x25-ös, 80x43-as és 80x50-es mód. Valamennyi karakter 16 (előtér-)színből választható, valamint 8 háttérszín (magas intenzitási bit nélkül) is elérhető egyszerre. Valamennyi karakter villogtatható külön-külön is, így ezek a lehetőségek megegyeznek a CGA lehetőségeivel.

Az EGÁ-hoz hasonlóan a VGA is egyidejűleg 512 karakter képernyős megjelenítését támogatja. A 80x25-ös karakteres üzemmódban egy karakter alapértelmezetten 9x16 pixelben jelenik meg. A felhasználók ráadásul definiálhatják saját karakterkészletüket a videókártyára való rátöltéssel. Az elődjeihez hasonlóan a VGA-nak is 8 pixel szélesek a tulajdonképpeni karakterei, mivel 1 pixel elválasztás kell a következő karakter megjelenítése előtt. Ennek ellenére néhány karakter 9 pixel széles, így nem kerül be a karaktereket elválasztó üres oszlop. Ezzel a lehetőséggel „kvázi-grafikus” megjelenítést tesz lehetővé a monitor az ASCII speciális karakterei segítségével.

Monokróm üzemmódok

A legtöbb VGA kártya alapvetően támogatja mind a színes, mind a monokróm (értsd: szürke árnyalatos) monitorokat is. Szintén elérhető az összes MDA attribútum is, bár ez a gyakorlatban alig kerül használatra, például az általánosan elterjedt DOS-os üzemmód miatt. Csaknem minden VGA monitoron elérhető ez a különleges fekete alapú szürke-árnyalatos megjelenítés. Sajnos a kezdeti VGA-monitorok a monitor és a kártya közötti esetleges hibás kapcsolat érzékelése miatt hajlamosak voltak átváltani monokróm üzemmódba; így ennek hatására például a BIOS és a boot-sorrend gyakran szürkében jelent meg. Általában, ha a videókártya meghajtója (drivere) betöltődött (például az operációs rendszerrel együtt), akkor a monitor visszaváltott a megszokott színes üzemmódba.

Egyéb megjegyzések

Tény, hogy a korai piacot megjelenésekor uralta a VGA monitor. Nagyon sokan váltottak szinte azonnal. Azért azt is meg kell jegyezni, hogy ehhez nagyban hozzájárult a Windows egyre nagyobb térnyerése, de nem szabad elfelejteni, hogy ekkoriban jöttek divatba az egyre jobb videójátékok.

Technikailag a legtöbb monitor még CRT volt, de már megjelentek (eleinte csak laptopokon) a plazma, illetve a TFT/LCD monitorok is.

Az akkori (CRT-)monitorok még nem voltak fejlettek, a gyenge frissítési ráta miatt sajnos elég sok felhasználó szeme megfájdult a hosszas használattól. Gyakori volt a kép gyengén érezhető villódzása, remegése, illetve a kis színmennyiség miatt a túl éles szín-átmenetek is komoly szem-problémákat okoztak.

Programozás-technikailag is hozott újdonságokat az új kártya. Például a grafikus rajzoláshoz szükséges poligonok kitöltése gyorsabban ment, ha a pixeleket négyesével címezték meg. A videókártya RAM-jába való direkt írás sokszor gyorsabb volt, mint az akkori időnként még akadozó CPU-VGA interfész.

A későbbiekben számos egyéb (16 színű) felbontás is szerepelt VGA néven: 704×528, 736×552, 768×576 és néha a 800×600. Az 1990-es évek elején a C nyelv grafikus könyvtáraként népszerű Xlib és a ColoRIX (256 színű grafikus program) támogatta a kicsit megbuherált VGA-kártyákat, így létre lehetett hozni immáron 256 színnel 256, 320 és 360 pixel széles képeket, melyek magassága 200, 240, 256, 400 illetve 480 pixel volt. (A felső határ azért még a 640x400-as méret volt a VGA 256 Kbyte-os videó-RAM-ja miatt.) Ettől függetlenül a grafikus programozók kedvence a 320x200-as megjelenítés volt, mivel azt igen egyszerűen és gyorsan lehetett programozni, ráadásul az akkor még jól megszokott 4:3 arányú megjelenítést adott.

A többszörös videó-oldalak használatának hardware-es támogatása a programozók számára lehetővé tette a többszörös pufferelést, a tripla pufferelést, illetve az osztott képernyők használatát, 'melyek a VGA 320x200-as (16 színű) üzemmódjában nem álltak rendelkezésre.

Végezetül jöjjön néhány képernyőkép egy akkori (Descent nevű) játékból:

Descent – kép eredetije: http://www.dosgamesarchive.com/download/descent/

Descent screenshot 1

Descent – kép eredetije: http://www.dosgamesarchive.com/download/descent/

Descent screenshot 2

 

Felhasznált irodalom: