Video Graphics Array

Grafico comparativo delle varie modalità di visualizzazione standard.

Video Graphics Array(VGA), è unostandardanalogicorelativo adisplaypercomputerintrodotto sul mercato nel1987daIBM.

Descrizione

Ci si riferisce a VGA come "array" (vettore) invece che "adapter" (adattatore, periferica) perché progettata sin dall'inizio come un chip singolo, rimpiazzando ilMotorola 6845e le dozzine di chip presenti sulleschede madriISAche implementavano standard quali l'MDA(Monochrome Display Adapter), ilCGA(Color Graphics Adapter) o l'EGA(Enhanced Graphics Adapter).

Il chip VGA può essere installato direttamente sulla scheda madre di un PC con molta facilità (si richiede solo della memoria video, unoscillatorequarzato e unRAMDACesterno), e già i primi modelliPS/2erano equipaggiati col chip VGA sulla scheda madre.

Come per molto dell'hardwareIBM, sono stati prodotticlonidelle schede grafiche VGA da molti altri produttori. Nonostante lo standard VGA nella forma originale fosse considerato obsoleto da tempo, è stato l'ultimo standard IBM che la maggior parte delle case produttrici decisero di seguire, facendone uno standard grafico tanto usato da essere presente negli attuali PC. Il VGA era già stato tecnicamente superato dallo standard IBMeXtended Graphics Array(XGA), ma in realtà è stato ampiamente esteso dalle numerose estensioni fatte al VGA da altre case produttrici, come ilSuper VGA.

Il VGA rimane tutt'oggi un importante standard grafico. È il "denominatore comune" che tutte le schede grafiche devono essere in grado di gestire, ancor prima di caricaredriverspecifico della scheda. Nelle macchineWindows,losplash screenche appare all'avvio è visualizzato mentre la macchina sta lavorando in modalità VGA (non ha ancora caricato i driver specifici) ed è anche il motivo per il quale la schermata ha sempre bassa risoluzione e bassa profondità di colore.

Modalità video

Le schede VGA gestiscono sia le modalità grafiche che testuali.

Modalità grafiche

Le modalità grafiche standard sono:

• 640×480 in 16 colori
• 640×350 in 16 colori
• 320×200 in 16 colori
• 320×200 in 256 colori (Modalità 13h)

Oltre alle modalità standard, l'adattatore VGA può essere configurato per emulare molte modalità delle schede che ha sostituito,EGA,CGAedMDA.

Il termineVGAè anche usato spesso per riferirsi alla risoluzione di 640×480, indipendentemente dall'hardwareusato per generare l'immagine.

Per i dispositivi integrati, basandosi sulla convenzione di riferirsi alla risoluzione di 640×480 col termine VGA, sono stati coniati i termini commercialiQVGA(320×240),QQVGA(160×120) e 1/8 VGA (240×680).

Uno schermoXVGAha 1024 per 768 pixel in 256 colori.IBMsi riferisce a questa modalità come "8514", dal nome del primo monitor IBM capace di mostrare questa risoluzione.

Il termineVGAè anche usato per riferirsi alle tecniche di connessione del computer al monitor (per esempio un "connettore VGA" si distingue da un "connettoreDVI"). La connessione VGA standard tra PC e monitor termina con uno spinotto/connettore maschio a 15-pin (in lingua inglese,DE-15D-subminiature). Il cavo VGA trasporta l'immagine allo schermo anche a risoluzioni come 1600×1200 o più alte. Qualche periferica VGA usa ancora spinotti a 9-pin(dello stesso tipo di quelli usati per gli standard EGA, CGA e MDA), invece degli standard più recenti che utilizzano quelli 15-pin.

Tecniche di programmazione

Una tecnica di programmazione diffusa ma poco documentata, chiamataMode X(coniata per la prima volta daMichael Abrash), fu usata per rendere disponibili tecniche e risoluzioni grafiche non possibili con la modalità standardMode 13h(una modalità standard a 256 colori delle schede VGA dell'IBM. Supporta una risoluzione 320×200 pixel e fu usata per programmare giochi e software di animazione fino al 1990). Questo fu fatto "suddividendo" la memoria a256kBdella VGA in quattro "piani" separati, che utilizzavano tutti i 256 kB diRAMdisponibili nella modalità a 256 colori. Questo fu un compromesso tra una maggiore complessità e perdita di prestazioni in qualche tipo di operazioni grafiche, ma il problema fu mitigato da operazioni che lo resero più veloce in molte situazioni: il riempimento di un colore dei poligoni poteva essere accelerato grazie all'abilità di disegnare quattro pixel con una singola istruzione dell'hardware. Risoluzioni più alte potevano essere forzate utilizzando questa tecnica, ma la 320×240 fu probabilmente la più conosciuta e usata per il tipicorapporto4:3 con pixel quadrati.

Un'altra usata caratteristica di Mode X è la disponibilità di pagine video multiple nell'hardware, utilizzate per realizzare ilpage flipping,odouble buffering.Nella modalità ufficialeMode 13hil double buffering non è supportato, ma è possibile usarlo solo con il Mode X. (Tutte le modalità VGA a 16 colori lo possono usare).

La scheda VGA, grazie alla sua natura fortemente configurabile, permette moltissime modalità Mode Xtruccate.Fractint,un noto programma di visualizzazione difrattali,usava varie modalità VGA truccate, che spingevano il VGA ai limiti - modalità a 16 colori estese come 704×528, 736×552, 768×576, e addirittura 800×600 ove possibile. Anche altro software, comeXlib(una libreria grafica VGA scritta in C nei primi anni novanta) eColoRIX(un programma grafico a 256 colori), supportava le modalità a 256 colori truccate, utilizzando molte combinazioni di righe (256, 320, e 360 pixel) e di colonne (200, 240, 256, 400 e 480). Il limite pratico era di 640×400 che usava praticamente ogni byte dei 256 kB di memoria video.

Bisogna far notare, comunque, che lafrequenza d'aggiornamentodoveva essere ridotta per permettere l'uso di queste modalità video e che esse erano incompatibili con alcuni monitor, causando problemi di visualizzazione come dettagli di immagini spariti, sfarfallamenti, mancanza di sincronia orizzontale o verticale, a seconda della modalità video tentata. A causa di ciò la maggior parte deitrucchiVGA usati nei prodotti commerciali erano limitati a combinazioni "a prova di monitor", come 320×400 (doppia risoluzione, due pagine video), 320×240 (pixel quadrati), e 360×480 (la risoluzione più alta supportata con i monitor VGA).

Modalità testuali

Le modalità testuali alfanumeriche standard del VGA usano 80×25 o 40×25 celle di testo. Ogni cella può scegliere tra 16 colori disponibili per il carattere e 8 per lo sfondo; l'insieme degli 8 colori di sfondo permessi è lo stesso di quello dei colori del carattere, limitato ai colori per cui il bit-flag dialta intensitànon è attivo. Inoltre ogni carattere può essere fatto lampeggiare; tutti quelli che sono impostati per lampeggiare, lampeggiano all'unisono. La capacità di lampeggiamento per l'intero schermo può essere barattata con l'abilità di scegliere tra 16 colori invece di 8 per lo sfondo. Tutte queste opzioni sono le stesse di quelle presenti nello standardCGAdiIBM

Le schede VGA di solito supportano sia modalità testo monocromatiche che a colori, sebbene quelle monocromatiche non siano praticamente mai usate. Il testo in bianco e nero viene disegnato utilizzando testo colorato in grigio su sfondo nero su quasi tutte le moderne schede VGA. I monitor VGA monocromatici furono venduti (principalmente per applicazioni testuali), ma comunque la maggior parte di essi lavorano in modo accettabile se connessi a schede VGA a colori.

Nella modalità testo a colori ogni carattere a schermo è in realtà rappresentato da duebyte.Quello inferiore, obyte di carattere,è quello che rappresenta il carattere vero e proprio all'interno del character-set attivo e quello più alto, obyte degli attributi,è un campo di bit utilizzato per selezionare vari attributi come colore, lampeggiamento,character-set,e così via. Questo schema a coppia di bit è tra le caratteristiche di VGA ereditate definitivamente da CGA.

Dettagli sull'indirizzamento

La memoria video del VGA è mappata nella memoria centrale del calcolatore attraverso unafinestranell'intervallo0xA0000e0xC0000dello spazio di indirizzamento in modalità reale. Tipicamente questa è così suddivisa:

• 0xB0000 per la modalità testo monocroma
• 0xB8000 per la modalità testo a colori e modalità grafiche CGA-compatibile
• 0xA0000 per le modalità grafiche EGA/VGA

A causa dell'uso di mappature differenti per modalità differenti, è possibile avere una scheda video monocromatica e una a colori, come VGA, EGA, o CGA, contemporaneamente installate su unamacchina.All'inizio deglianni ottantaquesta era una pratica diffusa, per visualizzare ad esempio un foglio di calcolo diLotus 1-2-3in testo ad alta risoluzione su un display monocromatico e i grafici associati su una schermata CGA a bassa risoluzione. Più tardi molti programmatori utilizzarono tale configurazione con le schede monocromatiche per visualizzare informazioni didebug,mentre sull'altra scheda era in esecuzione un programma grafico. In particolare il debuggerCodeViewdiMicrosoftpoteva lavorare in una configurazione dual-monitor per eseguire il debug di windows. C'erano anche driver perDOS,di solito chiamatiox.sys,che implementavano una simulazione di interfaccia seriale sullo schermo monocromo e, per esempio, abilitava l'utente a ricevere messaggi dicrashdalle versioni di debug di Windows senza utilizzare un reale terminale seriale. È anche possibile utilizzare il comando "MODE MONO" alpromptdi DOS per reindirizzare l'output allo schermo monocromo. Quando non era presente una scheda monocroma, si poteva utilizzare lo spazio 0xB000 - 0xB7FF per i programmi. Per esempio aggiungendo la linea "DEVICE=EMM386.exe I=B0000-B7FF" rendeva questo spazio di memoria disponibile per i programmi caricati nella memoria estesa.

Modalità video VGA standard

Modalità video VGA standard

Modo	Tipo	Risoluzione	caratteri	colori
0h,1h	Testo	360×400	40×25	16
2h,3h	Testo	720×400	80×25	16
4h,5h	Grafica	320×200	40×25	4
6h	Grafica	640×200	80×25	2
7h	Testo	720×400	80×25	Mono
Dh	Grafica	320×200	40×25	16
Eh	Grafica	640×200	80×25	16
Fh	Grafica	640×350	80×25	Mono
10h	Grafica	640×350	80×25	16
11h	Grafica	640×480	80×30	2
12h	Grafica	640×480	80×30	16
13h	Grafica	320×200	40×25	256

Dettagli tecnici

Le specifiche VGA sono le seguenti:

• 256KiBdiRAMVideo
• modalità a 16 e 256 colori
• tavolozza di colori a 262 144 valori (seibitper ogni canale, rosso, verde e blu)
• clock principale selezionabile fra25,175MHzo 28,322 MHz
• un massimo di 720pixelorizzontali (colonne)
• un massimo di 480 pixel verticali (righe)
• frequenza d'aggiornamentofino a70Hz
• modalità Planar: fino a 16 colori (4 piani di bit)
• modalità Packed-pixel: 256 colori (Modalità 13h)
• gestione hardware dello scroll fluido
• gestione di alcuni 'operatoriraster'
• Barrel shifter
• gestione di schermo suddiviso
• fontsoftware

Struttura del connettore

PIN del connettore VGA DE-15 (o HD-15)

Connettori VGA standard, si nota l'assenza del pin 9 nello spinotto e la chiusura del rispettivo foro nella presa

Identificazione dei pin

Pin	Funzione
1	Rosso (video)
2	Verde (video)
3	Blu (video)
4	Monitor-ID Bit 2
5	Massa
6	Rosso (massa)
7	Verde (massa)
8	Blu (massa)
9	chiave
10	Sincronismo (massa)
11	Monitor-ID Bit 1
12	Monitor-ID Bit 0
13	Sincronismo Orizzontale
14	Sincronismo Verticale
15	[Non connesso]

Specifiche di segnalazione

Tipo	Analogico
Risoluzione	640 (orizzontale) × 480 (verticale)
Frequenza di clock	25,175MHz
Frequenza orizzontale	31,469kHz
Frequenza verticale	59,94 Hz

Monitor-ID Bit

I piediniMonitor-ID bitpossono essere cortocircuitati o lasciati aperti per identificare il tipo di monitor collegato.

Se l'ID bit 0e l'ID bit 2sono collegati a terra, significa che il monitor collegato èIBM 8514compatibile e, cioè, supporta due (o più) frequenze in modalitàinterlacciataa colori.

Se l'ID bit 0è collegato a terra e l'ID bit 2non è connesso, significa che il monitor è IBM 8512 o IBM 8513 compatibile e, cioè, supporta una (o più) frequenze in modalità non interlacciata a colori.

Se l'ID bit 0non è connesso e l'ID bit 2è collegato a terra, significa che il monitor è IBM 8503 compatibile monocromatico.

Normalmente l'ID bit 1e l'ID bit 2sono collegati insieme.

Bibliografia

• George Sutty e Steve Blair,Guida alle schede EGA/VGA,Tecniche Nuove, 1990,ISBN88-7081-581-1.
• Peter Norton, Richard Wilton,PS/2 & PC IBM - Guida del programmatore,Mondadori Informatica - Microsoft Press,ISBN88-7131-000-4.
• Lo standard VGA(JPG), inMCmicrocomputer,n. 93, Roma, Technimedia, febbraio 1990, pp. 114-118,ISSN1123-2714.

Voci correlate

• Schermo
• Monitor (computer)
• Risoluzioni standard

Altri progetti

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• Wikizionario
• Wikimedia Commons

• Wikizionariocontiene il lemma di dizionario «VGA»
• Wikimedia Commonscontiene immagini o altri file sulVideo Graphics Array

Collegamenti esterni

• (EN)VGA,suEnciclopedia Britannica,Encyclopædia Britannica, Inc.