Vývoj grafických zobrazovačů

     Od té doby, kdy bylo upuštěno od děrných pásků a štítků
jako jediných prostředků využívaných pro dorozumívání člověka
s počítačem, je komunikace zprostředkovávána zejména
klávesnicí a monitorem. Během posledního desetiletí, ve
kterém nastal obrovský rozmach počítačů IBM PC
a kompatibilních, se samozřejmě vyvíjel i hardware
umožňující zobrazit výstup z počítače na obrazovce. Od první
grafické karty, jež vytvářela obraz témeř nesledovatelný
bez následné bolesti očí, až po poslední modely moderních
grafických akcelerátorů, jež dokáží na barevných monitorech
vykouzlit obraz k nerozeznání podobný fotografii, vedla
dlouhá cesta.
     První grafickou kartou používanou v počítačích IBM PC
byla grafická karta CGA (Color Graphics Adapter - Barevný
grafický adaptér). Byla sestrojena tak, aby zachovávala
kompatibilitu s televizními přijímači a tehdy dostupnými
levnými monitory, které ovšem nebyly nijak technicky vyspělé a
omezovaly maximální rozlišení. Karta CGA tedy poskytovala
rozlišení pouze 320 x 200 se 4 barvami, které dobře
spolupracuje s televizí. Na kompozitních monitorech bylo
dokonce možné používat grafický režim 640 x 200. Vzhledem
k velikosti paměti 16K nebylo možné při tomto rozlišení
zobrazovat současně více než 2 barvy, přičemž jedna z nich
vždy musela být černá. Nové aplikace však vyžadovaly větší
rozlišení a větší počet barev. Zvláště pro nejčastější
nasazení počítačů - pro zpracování textů - grafická karta
CGA svým nízkým rozlišením nevyhovovala. Vznikla tak
grafická karta MDA (Monochrome Display Adapter), která měla
jen 4K paměti a uměla zobrazovat pouze text ve dvou barvách.
Matice pro jeden znak se však skládala z 9 x 14 pixelů, což
zvětšilo souvislost obrazu, který se tím stal méně únavným
pro lidské oko. Konstrukce adaptéru MDA navíc umožnila
používat najednou v jednom počítači dva adaptéry - MDA
a CGA.
     V roce 1982 se firma Hercules Computer Technologies
pokusila sloučit výhody obou předešlých adaptérů
a zkonstruovala zobrazovací adaptér Hercules Graphics Card.
Karta poskytovala v textovém režimu stejné možnosti jako MDA
a navíc zvládala ještě monochromatický grafický režim
s rozlišením 720 x 348. Měla paměť 32K a opět mohla být
používána společně s kartou CGA. Jedinou nevýhodou byla
nekompatibilita grafických režimů karty Hercules a CGA.
Tento nedostatek může být řešen pomocí rezidentních
softwarových emulátorů. Později byly vyráběny některé
modifikace karty Hercules, které umožňovaly práci s více
grafickými stránkami, zobrazení 16 barev a definování
vlastní sady znaků.
     Požadavky uživatelů však byly stále větší, nestačilo
jim pouze dvoubarevné zobrazení při vyšších rozlišeních,
a tak v roce 1984 firma IBM uvedla nový zobrazovací adaptér
EGA (Enhanced Graphics Adapter). Umožňoval zobrazení 16
barev z palety 64, používání několika obrazových stránek,
definování si vlastní sady znaků. Jeho nejvyšší rozlišení
bylo 640 x 350 pixelů a matice pro jeden znak se skládala
z 8 x 14 bodů. Velkou výhodou této karty byla kompatibilita
jak s MDA tak i s CGA (při použití barevného monitoru).
Ovládání této karty bylo již složitější, protože při
nepoužívání pomalých rutin BIOS je nutno ovládat velké
množství registrů grafické karty a orientovat se v jejích
různých zobrazovacích režimech. Velkým nedostatkem této
karty je její způsob práce s grafickými registry umožňující
pouze zápis. To vylučuje možnost zjistit v jakém režimu
grafická karta právě pracuje (tyto informace by měly zjistit
a po svém skončení obnovit např. rezidentní programy).
Někteří výrobci nabízeli adaptéry plně slučitelné s EGA,
doplněné o některé nové funkce, podporující vyšší rozlišení
atd. Bohužel, tato rozšíření nebyla nijak standardizována,
takže každý výrobce musel s kartou dodávat ovladače pro
různé aplikační programy, aby v nich mohly být využity
speciální vlastnosti těchto tzv. Super EGA grafických karet.
     V roce 1984 uvedla IBM na trh adaptér PGC (Proffesional
Graphic Controller), který uměl při rozlišení 640 x 480
pracovat s 256 barvami z palety 4096. Tento adaptér se však
nijak výrazně nerozšířil. Mnohem úspěšnější byly adaptéry,
které se objevily spolu s řadou počítačů PS/2. Z těchto tří
karet IBM 8514/A, IBM MCGA a IBM VGA, se hlavně ta poslední
nejvíce rozšířila a v současné době je to v podstatě nepsaný
standard grafických karet na počítačích IBM PC. IBM 8514/A
je jednak kartou VGA a jednak grafickým akcelerátorem.
Umožňuje pracovat až s 256 barvami při rozlišení 1024
x 768. Voláním AI (Application Interface) můžeme odlehčit
práci procesoru na grafice. Tato karta totiž obsahuje
grafický procesor, který může s pamětí videokarty pracovat
nezávisle na procesoru počítače. Pomocí AI stačí sdělit, že
chceme nakreslit čáru odtud až potud a vše ostatní už vykoná
grafická karta. MCGA (MultiColor Graphics Array) je plně
slučitelná s CGA, navíc podporuje definici vlastních
znakových sad a režimy s vyšším rozlišením (až do 640 x 480
při 2 barvách).
     Zobrazovací adaptér VGA (Video Graphics Array) je plně
slučitelný s adaptérem EGA. Standardně obsahuje 256K paměti
a narozdíl od EGA podporuje několik nových režimů. Jejich
maximální rozlišení je 640 x 480 při zobrazení 16 barev
z palety 262144. VGA má také grafický režim 320 x 200
s 256 barvami, který je hojně používán zejména počítačovými
hrami, které využívají jeho barevných možností. Velkou
změnou k lepšímu oproti EGA je možnost čtení registrů
grafického adaptéru.
     Stejně tak jako vznikly adaptéry Super EGA, vznikly
i adaptéry Super VGA. Aby byla zachována kompatibilita i při
zobrazovacích režimech s vyšším rozlišením stanovila VESA
(Video Electronics Standards Association) formát volání BIOS
a uspořádání grafických dat v paměti. Tato specifikace
pokrývá grafické režimy od 800 x 600 (16 barev) až po 1280
x 1024 (16 nebo 256 barev). Dále definuje rozhraní pro
zjištění těch specifických údajů o grafickém adaptéru, které
jsou nezbytné pro využívaní jeho nových schopností.
     Poslední grafickou kartou, kterou uvedla IBM, byla XGA
(Extended Graphic Array), která srovnávala náskok Super VGA
karet třetích výrobců, před standardní IBM VGA kartou. Tato
karta zvládá rozlišení 1024 x 768 při 256 barvách.
     S rychlým nástupem aplikací náročných na grafiku (CAD,
Windows) se rychle zvýšily nároky na rychlost zpracování
grafiky. Vznikl tak například standard TIGA, který
specifikuje softwarové rozhraní mezi aplikací a grafickými
kartami osazenými čipy firmy Texas Instruments (TI 34010
a TI 34020). Tyto čipy umožňují samostatně bez zatěžování
hlavního procesoru vykreslovat čáry, vybarvovat plochy,
zvětšovat výřezy obrazovky apod. Uplatňují se zejména v CAD
programech. Naproti tomu grafické akcelerátory pro Windows
těží z toho, že je často nutné přenést velký blok dat (okno,
dialogový box) z normální paměti do videopaměti. Tuto práci
obvykle obstarává procesor, jeho přístup do videopaměti je
však velmi pomalý. Akcelerátory pro Windows jsou proto
konstruovány tak, aby měly umožněn přímý přístup do paměti
a mohly tak mnohem rychleji přenášet data do/z videopaměti.

[Pokračování] | [Obsah]