Video Graphics Array (VGA) bezieht sich spezifisch auf die Anzeigehardware, die zuerst mit der Linie von IBM PS/2 von Computern 1987 eingeführt ist, aber durch seine weit verbreitete Adoption ist auch gekommen, um zu bedeuten, dass entweder ein analoger Computer Standard, die 15-Nadeln-D-Subminiatur VGA Stecker oder 640×480 Entschlossenheit selbst zeigt. Während diese Entschlossenheit auf dem Personalcomputermarkt in den 1990er Jahren ersetzt wurde, wird es eine populäre Entschlossenheit auf beweglichen Geräten.

VGA war der letzte grafische Standard, der von IBM eingeführt ist, dem die Mehrheit des PCs Hersteller klont, die angepasst sind, es heute den kleinsten gemeinsamen Nenner machend, den, wie man erwarten kann, fast alle nach der 1990-PC-Grafikhardware unten zum Tiefststand von Hardware-Registern durchführen, das Bedürfnis nach jedem mit dem Gerät spezifischen firmware oder Fahrer-Software begegnend (während die ganze VGA vereinbare Hardware firmware an Bord ebenso hat, dessen einzige standardisierte API firmware für 16-Bit-MS-DOS geschaffen wurde und durch neuere 32- oder 64 Bit Betriebssysteme nicht leicht verwendet werden kann). Zum Beispiel erscheint der Windows-Spritzen-Schirm von Microsoft, in Versionen vor der Windows-Aussicht, während die Maschine noch in der VGA Weise funktioniert, die der Grund ist, dass dieser Schirm immer in der reduzierten Entschlossenheit und Farbentiefe erscheint. Windows-Aussicht und neuere Versionen können vom verlängerten firmware der neueren Grafikhardware Gebrauch machen, um ihren Spritzen-Schirm in einer höheren Entschlossenheit zu zeigen, als VGA erlaubt.

VGA wurde von der Verlängerten Grafikreihe von IBM (XGA) Standard offiziell gefolgt, aber es wurde durch zahlreiche ein bisschen verschiedene Erweiterungen auf VGA effektiv ersetzt, der von Klon-Herstellern gemacht ist, die gekommen sind, um insgesamt als Fantastischer VGA bekannt zu sein.

Technische Details

Hardware

VGA wird eine "Reihe" statt eines "Adapters" genannt, weil er vom Anfang als ein einzelner Span (ein ASIC) durchgeführt wurde, Motorola 6845 und Dutzende von getrennten Logikchips ersetzend, die die lebensgroßen ISA Ausschüsse des MDA, BUCHPRÜFERS und EGA bedeckt haben. Seine Einchipdurchführung hat auch dem VGA erlaubt, direkt auf einer PCs Hauptplatine mit einem Minimum der Schwierigkeit gelegt zu werden (es hat nur Videogedächtnis verlangt, Kristalle und einen äußerlichen RAMDAC zeitlich festlegend), und die ersten Modelle von IBM PS/2 wurden mit VGA auf der Hauptplatine ausgestattet. (Stellen Sie dem mit der ganzen "Familie" Tischmodelle von IBM PC — dem PC, PC/XT, und PC AN gegenüber — der einen in einem Ablagefach installierten Anzeigeadapter verlangt hat, um einen Monitor zu verbinden.)

Der VGA unterstützt sowohl Alle Punkte Addressable Grafikweisen als auch alphanumerische Textweisen. Standardgrafikweisen sind:

• 640×480 in 16 Farben
• 640×350 in 16 Farben
• 320×200 in 16 Farben
• 320×200 in 256 Farben (Weise 13.)

Die VGA Spezifizierungen sind wie folgt:

• 256-Kilobyte-Video-RAM (Konnten die allerersten Karten mit 64 Kilobytes oder 128 Kilobytes des RAM auf Kosten des Verlierens einiger Videoweisen bestellt werden.)
• 16-farbige und 256-farbige Weisen
• 262,144-Werte-Farbenpalette
• Selectable 25.175-mHz- oder 28.322-MHz-Master-Uhr
• Maximum von 800 horizontalen Pixeln
• Maximum von 600 Linien
• Erfrischen Sie Raten an bis zu 70 Hz
• Vertikale leere Unterbrechung
• Planare Weise: bis zu 16 Farben
• Weise des gepackten Pixels: 256 Farben
• Hardware glatte scrollende Unterstützung
• Keine Hardware-Elfen
• Kein Blitter, aber Unterstützungen sehr schnelle Daten wechselt über 'VGA Klinke' Register über.
• Einige "Rasterops" unterstützen
• Barrelschichtarbeiter
• Spalt-Schirm unterstützt
• 0.7 V Spitze-zu-Spitze-
• 75 Ohm doppelt begrenzter Scheinwiderstand (18.7 mA - 13 mW)

Sowie die Standardweisen, VGA kann konfiguriert werden, um mit vielen der Weisen seiner Vorgänger (EGA, BUCHPRÜFER und MDA) wettzueifern. Vereinbarkeit ist fast am BIOS Niveau voll, aber sogar am Register-Niveau wird ein sehr hoher Wert der Vereinbarkeit erreicht. VGA ist mit speziellem IBM PCjr oder HGC Videoweisen nicht vereinbar.

Signal

Der beabsichtigte Vergleichswert für die horizontale Frequenz von VGA ist der in der NTSC-M Videosystem verwendete Wert genau doppelt, weil das es viel leichter gemacht hat, fakultative Fernsehlösungen oder VGA zu Fernsehen Außenkonverter-Kästen zur Zeit der Entwicklung von VGA anzubieten. Die Formel für die VGA horizontale Frequenz ist so (60 ÷ 1001) × 525 Kilohertz = 4500 ÷ 143 Kilohertz  31.4686 Kilohertz. Alle anderen durch die VGA Karte verwendeten Frequenzen werden aus diesem Wert durch die Multiplikation der ganzen Zahl oder Abteilung abgeleitet. Da die Genauigkeit von Quarzoszillatoren beschränkt wird, werden echte Karten ein bisschen höher haben oder Frequenz senken.

Der ganze VGA timings kann weit durch die Software geändert werden, die den VGA firmware Schnittstelle umgeht und direkt mit der VGA Hardware, als viele spricht, haben gestützte Spiele des MS-DOS getan. Jedoch, wie man erwarten kann, arbeiten nur die Standardweisen oder Weisen, die mindestens genau die gleiche horizontale und vertikale Gleichzeitigkeit timings als eine der Standardweisen verwenden, mit den ursprünglichen späten 1980er Jahren und den frühen 1990er Jahren VGA Monitore. Der Gebrauch anderen timings kann tatsächlich solche Monitore beschädigen und wurde gewöhnlich so von Softwareherausgebern vermieden. "Mehrsynchronisieren Sie" später CRT-Monitore waren gewöhnlich viel flexibler.

Für das allgemeinste VGA Verfahren 640×480 "60 Hz" hat sich nichtverflochten die horizontalen timings sind:

(Synchronisierte horizontale Gesamtzeit 6.60 µs)

Die vertikalen timings sind:

(Synchronisierte vertikale Gesamtzeit 1.43 Millisekunden)

640 × 400 70 Hz sind Videoweise, die verwendet ist, um die meisten x86 Personalcomputer zu starten.

640 × 480 60 Hz sind die Verzug-Grafikweise des FRAU-WINDOWS mit 16 Farben.

320 × 200 70 Hz, die allgemeinste Weise für VGA-Zeitalter-PC-Spiele, verwenden genau den gleichen timings wie die 640 x 400 Weise, gerade die Punktuhr halbierend und jede Linie von Pixeln zweimal zeigend.

Die wirklichen timings ändern sich ein bisschen. Zum Beispiel, für 640×480 60 FPS, gibt ein 25.17 µs aktives Videomal mit einer Pixel-Frequenz von 25.174 MHz 633 Pixel aber nicht die erwarteten 640.

Standardtext-Weisen

Der BIOS bietet einige Textweisen für einen VGA Adapter an, die 80×25, 40×25, 80×43 oder 80×50 Textbratrost haben. Jede Zelle kann von einer von 16 verfügbaren Farben für seinen Vordergrund und acht Farben für den Hintergrund wählen; die acht erlaubten Hintergrundfarben sind diejenigen ohne den Bohrersatz der hohen Intensität. Jeder Charakter kann auch gemacht werden zu blinken; alles, was veranlasst werden zu blinken, wird im Einklang blinken. Die verdammte Auswahl für den kompletten Schirm kann gegen die Fähigkeit ausgetauscht werden, alle 16 Farben für den Hintergrund zu verwenden. Alle diese Optionen sind dasselbe als diejenigen auf dem BUCHPRÜFER-Adapter, wie eingeführt, durch IBM.

Wie EGA, VGA Unterstützungen, die bis zu 512 verschiedene gleichzeitige Charaktere auf dem Schirm haben, obgleich in nur 8 Vordergrundfarben, durch das Wiedereinweihen einer Farbe als das höchste Bit der Charakter-Zahl gebissen hat. Die glyphs auf 80×25 Weise werden normalerweise aus 9×16 Pixel gemacht. Benutzer können ihre eigene Codierung definieren, indem sie eine kundenspezifische Schriftart auf die Karte laden. Als Charakter-Daten ist auf VGA, ebenso auf allen seinen Vorgängern nur acht Bit breit, es gibt gewöhnlich eine leere Pixel-Säule zwischen irgendwelchen zwei horizontal angrenzenden glyphs. Jedoch werden einige Charaktere normalerweise neun Bit breit durch das Wiederholen ihrer letzten Säule gemacht, anstatt eine leere Säule einzufügen, besonders haben diejenigen, die horizontal definieren, Kasten-Zeichnungscharaktere von IBM verbunden. Diese Funktionalität ist zu den Charakter-Zahlen C0 zu DF festverdrahtet, wo alle horizontal in Verbindung stehenden Charaktere in Codepage 437 und seine allgemeinsten Ableitungen gefunden werden. Derselbe säulenwiederholende Trick wurde bereits auf der älteren MDA Hardware mit seinem 9×14 Pixel gylphs verwendet, aber auf VGA kann es abgedreht werden, wenn man eine Schriftart lädt, in der jene Charakter-Zahlen Kasten-Zeichnungscharaktere nicht vertreten.

Monochrome Weisen

VGA Adapter unterstützen gewöhnlich sowohl monochrome als auch Farbenweisen, obwohl die monochrome Weise fast nie verwendet wird, und die Unterstützung für den vollen Satz von MDA Textweise-Attributen (intensiv, Unterstreichung) häufig vermisst wird. Der schwarze und weiße Text auf fast allen modernen VGA Adaptern wird durch das Verwenden grauen Textes auf einem schwarzen Hintergrund in der Farbenweise gezogen. Monochrome Monitore von VGA beabsichtigt in erster Linie für den Text wurden verkauft, aber die meisten von ihnen werden mindestens entsprechend mit einem VGA Adapter in der Farbenweise arbeiten. Gelegentlich wird eine fehlerhafte Verbindung zwischen einem modernen Monitor und Videokarte den VGA Teil der Karte veranlassen, den Monitor als monochrom zu entdecken; das wird den BIOS und die anfängliche Stiefelfolge veranlassen, in greyscale zu erscheinen. Gewöhnlich, sobald die Treiber der Videokarte (zum Beispiel geladen werden, indem sie fortgesetzt wird, ins Betriebssystem zu starten), werden sie diese Entdeckung überreiten, und der Monitor wird zur Farbe zurückkehren.

Das Wenden von Details

Das Videogedächtnis des VGA wird zum Gedächtnis des PCs über ein Fenster in der Reihe zwischen Segmenten 0xA0000 und 0xBFFFF im echten Weise-Adressraum des PCs (A000:0000 und B000:FFFF in der segment:offset Notation) kartografisch dargestellt. Gewöhnlich sind diese Startsegmente:

• 0xA0000 für EGA/VGA Grafikweisen (64 Kilobytes)
• 0xB0000 für die monochrome Textweise (32 Kilobytes)
• 0xB8000 für die Farbentextweise und mit dem BUCHPRÜFER VEREINBAREN Grafikweisen (32 Kilobytes)

Wegen des Gebrauches der verschiedenen Adresse mappings für verschiedene Weisen ist es möglich, einen monochromen Adapter zu haben (d. h. MDA oder Herkules), und ein Farbenadapter wie der VGA, EGA oder BUCHPRÜFER in derselben Maschine installiert. Am Anfang der 1980er Jahre wurde das normalerweise verwendet, um Lotus 1-2-3 Spreadsheets im hochauflösenden Text auf einer monochromen Anzeige und der vereinigten Grafik auf einer BUCHPRÜFER-Anzeige der niedrigen Entschlossenheit gleichzeitig zu zeigen. Viele Programmierer haben auch solch eine Einstellung mit der monochromen Karte-Anzeigen-Beseitigen-Information verwendet, während ein Programm in der Grafikweise auf der anderen Karte gelaufen ist. Mehrere Testhilfeprogramme, wie das Turbotesthilfeprogramm von Borland, D86 (durch Alan J. Cox) und CodeView des Microsofts konnten in einer Doppelmonitor-Einstellung arbeiten. Entweder Turbotesthilfeprogramm oder CodeView konnten verwendet werden, um bei Windows die Fehler zu beseitigen. Es gab auch DOS-Gerät-Fahrer solcher als, der eine Serienschnittstelle-Simulation auf der monochromen Anzeige durchgeführt hat und zum Beispiel dem Benutzer erlaubt hat, Unfall-Nachrichten davon zu erhalten, bei Versionen von Windows die Fehler zu beseitigen, ohne ein wirkliches Serienterminal zu verwenden. Es ist auch möglich, die "WEISE" MODO-Befehl an DOS zu verwenden, das schnell ist, um die Produktion zur monochromen Anzeige umzuadressieren. Als ein monochromer Adapter nicht da gewesen ist, war es möglich, den 0xB000 - 0xB7FF Adressraum als zusätzliches Gedächtnis für andere Programme zu verwenden (zum Beispiel durch das Hinzufügen der Linie "DEVICE=EMM386.EXE I=B000-B7FF" darin, dieses Gedächtnis würde zu Programmen bereitgestellt, die hoch" - geladen ins hohe Gedächtnis "geladen werden können.)

Die VGA färben Palette

Das VGA-Farbensystem ist mit dem EGA und den BUCHPRÜFER-Adaptern rückwärts kompatibel, und fügt ein anderes Niveau der Konfiguration oben darauf hinzu. BUCHPRÜFER ist im Stande gewesen, 16 feste Farben zu zeigen, und EGA hat das erweitert, indem er jeder der 16 Farben erlaubt worden ist, aus einer 64-farbigen Palette gewählt zu werden (diese 64 Farben werden aus zwei Bit jeder für rot, Grün und Blau zusammengesetzt: zwei Bit × drei Kanäle = sechs Bit = 64 verschiedene Werte). VGA erweitert weiter dieses Schema durch die Erhöhung der EGA Palette von 64 Einträgen bis 256. Noch zwei Blöcke von 64 Farben mit progressiv dunkleren Schatten wurden zusammen mit acht "leeren" Einträgen hinzugefügt, die auf den Schwarzen gesetzt wurden.

Zusätzlich zur verlängerten Palette fügt VGA ein zweites Niveau des Umwegs hinzu: Verschieden von der festen 64-farbigen Palette von EGA konnte jeder von 256 Palette-Einträgen von VGA ein willkürlicher Farbenwert durch den VGA DAC zugeteilt werden. Der EGA BIOS hat nur zwei Bit pro Kanal erlaubt, jeden Zugang zu vertreten, während VGA sechs Bit erlaubt hat, die Intensität von jeder der drei Vorwahlen (rot, blau und grün) zu vertreten. Das hat 64 verschiedene Intensitätsniveaus für jeden von roten, Grün und Blau zur Verfügung gestellt, auf 262,144 mögliche Farben hinauslaufend, von denen irgendwelche 256 der Palette zugeteilt werden konnten (und der Reihe nach aus jenen 256 konnten irgendwelche 16 von ihnen in BUCHPRÜFER-Videoweisen gezeigt werden).

Diese Methode hat neuen VGA-Farben erlaubt, in EGA verwendet zu werden, und BUCHPRÜFER-Grafikweisen, ein zur Verfügung stellend, haben sich erinnert, wie die verschiedenen Palette-Systeme zusammen gelegt werden. Um die Textfarbe zum sehr Dunkelrot in der Textweise zum Beispiel einzustellen, wird es auf eine der BUCHPRÜFER-Farben gesetzt werden müssen (zum Beispiel, die Verzug-Farbe, #7: hellgrau.) Stellt diese Farbe dann zu einer in der EGA Palette — im Fall von der BUCHPRÜFER-Farbe 7 kartografisch dar, es stellt zum EGA Palette-Zugang 42 kartografisch dar. Der VGA DAC muss dann konfiguriert werden, um Farbe 42 zum Dunkelrot zu ändern, und dann sofort irgendetwas Gezeigtes auf dem Schirm im Hellgrau (BUCHPRÜFER färben sich 7) wird dunkelrot werden. Diese Eigenschaft wurde häufig in 256-farbigen VGA DOS-Spielen verwendet, als sie zuerst geladen haben, indem sie der Textschirm zum Schwarzen glatt verwelkt sind. (Der Spielabstieg von 1995 ist ein Beispiel.)

Während BUCHPRÜFER und EGA-vereinbare Weisen nur 16 Farben erlaubt haben, zu irgendeiner Zeit gezeigt zu werden, haben andere VGA Weisen, wie die weit verwendete 13. Weise, allen 256 Palette-Einträgen erlaubt, auf dem Schirm zur gleichen Zeit gezeigt zu werden, und so in diesen Weisen konnten irgendwelche 256 Farben aus den 262,144 verfügbaren Farben gezeigt werden.

Programmierung von Tricks

Eine undokumentierte, aber populäre Technik mit einem Spitznamen bezeichnetes Verfahren X (zuerst ins Leben gerufen von Michael Abrash) oder "hat VGA gezwickt", wurde verwendet, um Programmiertechniken und Grafikentschlossenheiten verfügbar zu machen, die in der 13. Standardweise nicht sonst möglich waren. Das wurde durch "das Losketten" des VGA 256-Kilobyte-Gedächtnisses in vier getrennte "Flugzeuge" getan, die alle 256 Kilobytes von VGA des in 256-farbigen Weisen verfügbaren RAM machen würden. Es gab einen Umtausch für die Extrakompliziertheit und den Leistungsverlust in einigen Typen von Grafikoperationen, aber das wurde durch andere Operationen gelindert, die schneller in bestimmten Situationen werden:

• Einzeln-farbige Vieleck-Füllung konnte wegen der Fähigkeit beschleunigt werden unterzugehen vier Pixel mit einer Single schreiben der Hardware.
• Der Videoadapter konnte beim Kopieren von Video-RAM-Gebieten helfen, der manchmal schneller war als das Tun davon mit der relativ langsamen CPU-To-VGA-Schnittstelle.
• Mehrere Anzeigeweisen der höheren Entschlossenheit waren möglich: an 16 Farben, 704×528, 736×552, 768×576, und sogar 800×600. Software wie Xlib (eine VGA Grafikbibliothek für C am Anfang der 1990er Jahre) und ColoRIX (ein 256-farbiges Grafikprogramm), hat auch gezwickte 256-farbige Weisen mit vielen Kombinationen von Breiten 256, 320, und 360 Pixel und Höhen 200, 240, 256, 400, und 480 Linien unterstützt (die obere Grenze 640×400 zu sein, der 250 Kilobytes des 256-Kilobyte-Videowidders von VGA verwendet hat). Jedoch, 320×240 war am besten bekannt und am meisten verwendet, seitdem es ein typischer 4:3 Aspekt-Verhältnis-Entschlossenheit mit Quadratpixeln war.
• Der Gebrauch von vielfachen Videoseiten in der Hardware hat dem Programmierer erlaubt, doppelte Pufferung, dreifache Pufferung durchzuführen oder Schirme zu spalten, der, während verfügbar, im VGA'S 320×200 16-farbige Weise, nicht mögliche 13. Verwenden-Aktienweise war.

Manchmal erfrischt der Monitor Rate musste reduziert werden, um diese Weisen anzupassen, Überanstrengung der Augen vergrößernd. Sie waren auch mit einigen älteren Monitoren unvereinbar, Anzeigeprobleme wie Bilderdetail erzeugend, das ins Überansehen, das Flackern, die vertikale Rolle verschwindet, und fehlen der horizontalen Gleichzeitigkeit abhängig von der Weise, die wird versucht. Wegen dessen wurden die meisten in kommerziellen Produkten verwendeten VGA-Kniffe auf "vor dem Monitor sichere" Kombinationen, solcher als 320×240 (Quadratpixel, drei Videoseiten), 320×400 (doppelte Entschlossenheit, zwei Videoseiten), und 360×480 (höchste Entschlossenheit beschränkt, die mit VGA Standardmonitoren, einer Videoseite vereinbar ist).

Zurzeit hat das bekannte höchste VGA Entschlossenheit gezwickt ist 400×600×256 (400×600 Pixel × 256 Farben). Es wird in Fractint, einem populären fractal Generator verwendet.

Siehe auch

Grafische AnzeigeentschlossenheitenListe von Videosteckern

• Liste von monochromen und RGB Paletten
• Liste von 16-Bit-Computerhardware-Paletten

Weiterführende Literatur

Links

• VGA pinout und Signalbeschreibungen