Атрибуты символов (монохромный режим)

Назначение полей байта атрибутов в монохромном режиме сходно с их назначениями в цветном режиме (см. выше). Биты D0-D2 управляют типом символа, который может быть обычным, мигающим или подчеркнутым, биты D4-D6 могут выбрать обратный (инвертированный) символ.

Бит D3 играет различную роль в зависимости от того, сколько таблиц знакогенератора одновременно являются активными. Если активной является одна таблица, то бит D3 используется для управления интенсивностью символа.

Если одновременно определены две таблицы знакогенератора, тогда бит D3 также задает таблицу знакогенератора, которая будет использована при отображении данного символа.

Бит D7 выполняет две различные функции в зависимости от состояния регистра режима контроллера атрибутов. Он управляет либо интенсивностью фона, либо миганием символа. По умолчанию бит D7 управляет миганием символа.

Перечислим все возможные значения атрибутов символов в текстовом монохромном режиме:

 

Атрибут	Внешний вид символа
00000000b (00h)	Черный символ на черном фоне
00000001b (01h)	Подчеркнутый символ
00000111b (07h)	Обычный символ (светлый символ на черном фоне)
00001001b (09h)	Подчеркнутый символ с повышенной интенсивностью
00001111b (0Fh)	Символ с повышенной интенсивностью
01110000b (70h)	Обратное отображение символа (черный символ на светлом фоне)
10000001b (81h)	Подчеркнутый мигающий символ
10000111b (87h)	Мигающий символ
10001001b (89h)	Подчеркнутый мигающий символ с повышенной интенсивностью
11110000b (0F0h)	Мигающее обратное отображение символа

 

В случае использования других значений атрибутов результат зависит от конкретной модели видеоадаптера.

Видеопамять в графических режимах

Структура видеопамяти в графических режимах работы видеоадаптеров отличается от структуры видеопамяти в текстовых режимах. Если вы желаете в дальнейшем изучить программирование видеоадаптеров на уровне регистров, то вам необходимо полное понимание структуры видеопамяти.

Ниже рассмотрена структура видеопамяти отдельно для каждого графического режима.

Режимы 4 и 5

Это режимы низкого разрешения - 320х200 пикселов. Используются 4 цвета. Режимы поддерживаются видеоадаптерами CGA, EGA, VGA и SVGA. У адаптеров EGA, VGA и SVGA видеоданные расположены в нулевом цветовом слое. Остальные три слоя не используются.

Для совместимости с видеоадаптером CGA, отображение видеопамяти на экран не является непрерывным. Первая половина видеопамяти (начальный адрес B800:0000h) содержит данные обо всех нечетных линиях экрана, а вторая половина (начальный адрес B800:2000h) - относительно всех четных линий. Каждому пикселу изображения соответствуют два бита видеопамяти. За верхний левый пиксел экрана отвечают биты D7 и D6 нулевого байта видеопамяти. На рисунке 3.7 изображено соответствие видеопамяти пикселам экрана.

PICTURE._FIG_57.PCX;6";4.308";PCX

Рисунок 3.7 Структура видеопамяти для режимов 4 и 5

Если вы желаете выводить информацию на экран монитора непосредственно через видеопамять, то вам необходимо уметь определять биты, которые управляют каждым пикселом изображения. В общем случае по координатам пиксела нужно вычислить адрес байта видеопамяти и номера битов в нем, управляющие данным пикселом.

Следующие формулы позволяют определить смещение байта от начала станицы видеопамяти и номера битов в нем, управляющие пикселом с координатами (x,y):

Если y четное число, то смещение байта = 50h*(y/2)+(x/4)
Если y нечетное число, то смещение байта = 2000h+50h*((y-1)/2)+(x/4)

Номер первого бита = 7-mod(x/4)*2

В режимах 4 и 5 доступны два набора цветов - стандартный и альтернативный. Для выбора набора цветов можно воспользоваться функцией 0Bh прерывания INT 10h. Ниже представлена таблица соответствия значений битов, определяющих пиксел, его цвету:

 

Значение битов пиксела	Стандартный цвет	Альтернативный цвет
00	Черный	Черный
01	Светло-синий	Зеленый
10	Малиновый	Красный
11	Ярко-белый	Коричневый

Режим 6

Режим 6 (640х200) является режимом наибольшего разрешения для видеоадаптера CGA. В этом режиме видеоадаптеры EGA, VGA и SVGA используют для хранения информации только нулевой слой памяти.

На рисунке 3.8 представлено соответствие видеопамяти и пикселов экрана. Как и в режимах 4 и 5, первая половина видеопамяти содержит данные обо всех нечетных линиях экрана, а вторая половина - обо всех четных линиях.

В режиме 6 на один пиксел отводится один бит видеопамяти. Таким образом, каждый байт видеопамяти управляет восьмью пикселами. Если значение бита видеопамяти, отвечающего за данный пиксел, равно нулю, то пиксел имеет черный цвет, если единице - белый. За верхний левый пиксел экрана отвечает бит D7 в нулевом байте видеопамяти, то есть самый старший его бит.

PICTURE._FIG_58.PCX;6";4.308";PCX

Рисунок 3.8 Структура видеопамяти в режиме 6

При непосредственном доступе к видеопамяти вы можете воспользоваться следующими формулами:

Если y четное число, то смещение байта = 50h*(y/2)+(x/8)
Если y нечетное число, то смещение байта = 2000h+50h*((y-1)/2)+(x/8)

Номер бита = 7-mod(x/8)

Эти формулы позволяют определить для пиксела, имеющего координаты (x,y), смещение от начала станицы видеопамяти байта и номер бита в нем, управляющего данным пикселом.

Режимы 0Dh и 0Eh

Разрешающая способность в режиме 0Dh составляет 320 пикселов по горизонтали и 200 пикселов по вертикали, а в режиме 0Eh соответственно 640 и 200 пикселов.

Режимы 0Dh и 0Eh поддерживают только видеоадаптеры EGA и VGA. На рисунке 3.9 представлена структура видеопамяти для этого режима.

Для хранения видеоданных используются все четыре цветовых слоя. Каждому адресу видеопамяти соответствует четыре байта, которые вместе определяют восемь пикселов.

Каждому пикселу соответствует четыре бита - по одному биту из каждого цветового слоя. Четыре бита на пиксел, используемые в данных режимах, позволяют одновременно отображать пикселы 16 различных цветов.

PICTURE._FIG_10.PCX;6";4.308";PCX

Рисунок 3.9 Структура видеопамяти в режимах 0Dh и 0Eh

Следующие формулы позволяют определить смещение байта от начала станицы видеопамяти и номер бита в нем, управляющего пикселом с координатами (x,y):

Смещение байта = 50h*y+x/8

Номер бита = 7-mod(x/8)

Запись в каждый из четырех слоев видеопамяти можно разрешить или запретить при помощи регистра разрешения записи цветового слоя. Смотри раздел "Регистры видеоадаптеров EGA, VGA и SVGA".

Режим 0Fh

Графический монохромный режим с разрешением 640х350 пикселов. Данный режим поддерживают только видеоадаптеры EGA, VGA и SVGA.

Для хранения видеоданных используются два цветовых слоя - нулевой и первый. Каждому пикселу соответствует по одному биту из нулевого и первого цветовых слоев. Два бита на пиксел позволяют отображать его черным, белым, ярко-белым или мигающим. Запись в каждый из этих двух слоев можно разрешить или запретить при помощи регистра разрешения записи цветового слоя.

На рисунке 3.10 представлена структура видеопамяти для режима 0Fh.

ICTURE._FIG_43.PCX;6";4.308";PCX

Рисунок 3.10 Структура видеопамяти режима 0Fh

Следующие формулы позволяют определить смещение байта от начала станицы видеопамяти и номер бита в нем, управляющего пикселом с координатами (x,y):

Смещение байта = 50h*y+x/8

Номер бита = 7-mod(x/8)

Режим 10h

Графический цветной режим с разрешением 640х350 пикселов. Данный режим поддерживают только видеоадаптеры EGA, VGA и SVGA.

Для хранения видеоданных используются четыре цветовых слоя. Каждому пикселу соответствует по одному биту из каждого цветового слоя. Четыре бита на пиксел позволяют отображать 16 различных цветов. Запись в каждый из этих четырех слоев можно разрешить или запретить при помощи регистра разрешения записи цветового слоя.

На рисунке 3.11 представлена структура видеопамяти для режима 10h.

PICTURE._FIG_10.PCX;6";4.308";PCX

Рисунок 3.11 Структура видеопамяти режима 10h

Если вы желаете выводить информацию на экран монитора непосредственно через видеопамять, необходимо уметь определять биты, которые управляют каждым пикселом изображения. Следующие формулы позволяют определить смещение байта от начала станицы видеопамяти и номер бита в нем, управляющего пикселом с координатами (x,y):

Смещение байта = 50h*y+x/8

Номер бита = 7-mod(x/8)

Режим 11h

Графический цветной режим с разрешением 640х480 пикселов. Данный режим поддерживают только видеоадаптеры VGA и SVGA.

Для хранения видеоданных используется нулевой цветовой слой, остальные три слоя не используются. Каждому пикселу соответствует один бит, что позволяет отображать всего два цвета.

На рисунке 3.12 представлена структура видеопамяти для режима 11h.

PICTURE._FIG_11.PCX;6";4.308";PCX

Рисунок 3.12 Структура видеопамяти режима 11h

При непосредственном доступе к видеопамяти вы можете воспользоваться следующими формулами:

Смещение байта = 50h*y+x/8

Номер бита = 7-mod(x/8)

Формулы позволяют определить для пиксела, имеющего координаты (x,y), смещение от начала станицы видеопамяти байта и номер бита в нем, управляющего данным пикселом.

Режим 12h

Режим 12h похож на режим 10h, за исключением того, что он имеет большую разрешающую способность - 640х480 пикселов. В видеопамяти задействованы все четыре цветовых слоя. Структура видеопамяти показана на рисунке 3.13.

PICTURE._FIG_10.PCX;6";4.308";PCX

Рисунок 3.13 Структура видеопамяти режима 12h

Формулы, используемые для вычисления битов, управляющих данным пикселом экрана, соответствуют формулам режима 10h.

Режим 13h

Этот режим, как и режим 12h, поддерживается только видеоадаптерами VGA и SVGA. Он обеспечивает отображение 256 различных цветов при разрешающей способности 320х200 пикселов.

Структура видеопамяти приведена на рисунке 3.14. Как видно из рисунка, в этом режиме видеопамять организована линейно. Каждый пиксел определяется одним байтом.

PICTURE._FIG_12.PCX;6";4.308";PCX

Рисунок 3.14   Структура видеопамяти в режиме 13h

Следующая формула позволяет определить смещение от начала видеопамяти байта, управляющего пикселом с координатами (x,y):

Смещение байта = 140h*y+x

 

 

Видеоадаптеры SVGA

Сразу после появления видеоадаптера VGA многие фирмы начали выпуск новых моделей видеоадаптеров, обеспечивающих отображение большего количества цветов и большую разрешающую способность. Такие видеоадаптеры получили общее название Super VGA или SVGA.

Подавляющее большинство видеоадаптеров SVGA обеспечивают полную совместимость с VGA на уровне регистров. Поэтому все программное обеспечение, разработанное для видеоадаптера VGA, работает с видеоадаптерами SVGA без дополнительных изменений.

Естественно, чтобы расширить возможности видеоадаптера VGA, пришлось дополнить его новыми регистрами. Видеоадаптеры SVGA имеют значительно больше регистров, чем простые видеоадаптеры VGA. Чтобы видеоадаптер SVGA смог проявить все свои возможности, необходимо, чтобы программное обеспечение правильно использовало все регистры видеоадаптера.

К сожалению, SVGA не является стандартом, наподобие EGA или VGA. Различные модели видеоадаптера SVGA обладают различным набором регистров, расположенных по разным адресам и выполняющих различные функции. Это значительно затрудняет создание программ, использующих все возможности SVGA, так как такая программа должна правильно определить тип вашего видеоадаптера и работать с ним соответствующим образом.

Ассоциация VESA разработала стандарт на функции BIOS, позволяющие управлять видеоадаптерами SVGA. Текущая версия стандарта VESA не позволяет реализовать все возможности современных видеоадаптеров, например, отображать геометрические фигуры с использованием аппаратных возможностей акселераторов. Мы опишем стандарт VESA и приведем несколько примеров программирования видеоадаптеров SVGA при помощи функций BIOS.

Самые широкие возможности для использования видеоадаптеров SVGA предоставляет операционная система Windows. В ней используются специальные драйверы, выполняющие всю работу по программированию видеоадаптеров на аппаратном уровне. Обычно драйверы разрабатываются самой фирмой создавшей видеоадаптер. Поэтому кропотливая работа с регистрами адаптера скрыта от программистов, разрабатывающих программы Windows. Они имеют дело с хорошо документированными высокоуровневыми функциями графического интерфейса.

Видеопамять SVGA

Видеоадаптеры SVGA превосходят VGA по разрешению экрана и количеству одновременно отображаемых цветов.

 

Лучшие режимы VGA	Типичные режимы SVGA
640 x 480; 16 цветов	800 x 600; 256, 64 К, 16,7 М цветов
320 x 200; 256 цветов	1024 x 768; 256, 64 К, 16,7 М цветов
	1280 x 1024; 256, 64 К, 16,7 М цветов

 

Чтобы иметь возможность отображать большое количество цветов при большой разрешающей способности, видеоадаптер SVGA должен иметь значительно больше видеопамяти, чем адаптер VGA. Например, для реализации режима с разрешением 1024 x 768 пикселов и возможностью одновременного отображения 64 К цветов необходима видеопамять объемом 1,6 Мбайт.

Для доступа центрального процессора к видеопамяти обычно резервируется адресное пространство размером всего 64 Кбайт. Как же процессор получает доступ к видеопамяти, объем которой для некоторых режимов достигает 4 Мбайт? Существует несколько различных подходов к решению этой проблемы, которые могут комбинироваться.

Слоеный пирог

В большинстве стандартных режимов адаптеров EGA и VGA видеопамять организована из четырех слоев. По каждому адресу расположены сразу четыре байта. Благодаря специальным схемам видеоадаптер может получить доступ к отдельным слоям памяти.

Простейший путь втиснуть в адресное пространство объемом 64 Кбайт больше памяти лежит в увеличении количества слоев видеопамяти. Действительно у некоторых моделей видеоадаптера SVGA видеопамять организована в 8 и даже в 16 слоев. Каждый байт видеопамяти определяет 8 пикселов. Восемь слоев памяти позволяют закодировать 256 возможных цветов для пиксела, а шестнадцать слоев - 65536 различных цветов.

Однако увеличение числа слоев влечет за собой усложнение аппаратуры видеоадаптера и ее удаление от стандарта адаптера VGA, регистры которого рассчитаны только на четыре слоя памяти.