Просмотр кода страницы VGA

{{Видеокарта
| изображение           = IBM VGA graphics card.jpg
| подпись               = 
}}
{{other uses}}
'''VGA''' ({{lang-en|Video Graphics Array}}) — [[Компонентное видео|компонентный]] видеоинтерфейс, используемый в [[Монитор (дисплей)|мониторах]] и [[видеоадаптер]]ах. Выпущен [[IBM]] в [[1987|1987 году]] для компьютеров [[IBM PS/2|PS/2]] Model 50 и более старших<ref>{{книга
|автор = Wilton, Richard
|часть = IBM Video Hardware and Firmware
|заглавие = Programmer's Guide to PC and Ps/2 Video Systems
|ссылка = https://archive.org/details/programmersguide0000wilt
|издательство = Microsoft Press
|год = 1987
|страницы = [https://archive.org/details/programmersguide0000wilt/page/n544 544]
|isbn = 1-55615-103-9}}</ref>.

Видеоадаптер VGA, в отличие от предыдущих видеоадаптеров [[IBM]] ([[MDA (видеоадаптер)|MDA]], [[CGA]], [[EGA]]), использует [[аналоговый сигнал]] для передачи цветовой информации. Переход на [[аналоговый сигнал]] был обусловлен необходимостью сокращения числа проводов в кабеле. Также [[аналоговый сигнал]] давал возможность использовать VGA-[[Монитор (устройство)|мониторы]] с последующими [[Видеокарта|видеоадаптерами]], которые могут выводить большее количество цветов<ref name="ibm">
{{cite web
 |last          = Thompson
 |first         = Stephen
 |datepublished = 1988
 |url           = http://domino.research.ibm.com/tchjr/journalindex.nsf/a3807c5b4823c53f85256561006324be/c7d637c81ed36da585256bfa00685beb?OpenDocument
 |title         = VGA-sign choices for a new video subsystem
 |work          = IBM Systems Journal
 |access-date    = 2006-12-15
 |lang          = en
 |archive-url    = https://www.webcitation.org/61CfAwfqL?url=http://domino.research.ibm.com/tchjr/journalindex.nsf/a3807c5b4823c53f85256561006324be/c7d637c81ed36da585256bfa00685beb?OpenDocument
 |archive-date   = 2011-08-25}}</ref>.

Официальным последователем VGA стал стандарт [[IBM]] [[XGA]], фактически же он был замещен различными расширениями к VGA, известными как «[[SVGA|Super VGA]]» (SVGA).

Термин VGA также используется для обозначения 15-контактного [[VGA (интерфейс)#разъём|разъёма VGA]] для передачи [[Аналоговый сигнал|аналоговых]] [[видеосигнал]]ов при различных [[Разрешение экрана монитора|разрешениях]].

VGA отключен в [[UEFI]] системах{{Нет АИ|13|11|2025}}.

== Архитектура видеоадаптера VGA ==
VGA (так же, как и [[EGA]]) состоит из следующих основных подсистем (словом «секвенсер» называли{{кто}} набор [[Регистр (цифровая техника)|регистров]] управления доступом к плоскостям [[Видеопамять|видеопамяти]]):
* Графический контроллер (''Graphics Controller''), посредством которого происходит [[обмен данными]] между [[Центральный процессор|центральным процессором]] и [[видеопамять]]ю. Имеет возможность выполнять [[битовые операции]] над передаваемыми данными.
* [[Видеопамять]] (''Display Memory''), в которой размещаются данные, отображаемые на экране монитора. 256 кБ [[DRAM]] разделены на четыре ''цветовых слоя'' по 64 кБ.
* Последовательный преобразователь (''Serializer'' или ''Sequencer'') — преобразует данные из [[Видеопамять|видеопамяти]] в поток [[бит]]ов, передаваемый контроллеру атрибутов<ref>{{cite web
 |last          = Neal
 |first         = J. D.
 |datepublished = 1998
 |url           = http://osdever.net/FreeVGA/vga/vgaseq.htm
 |title         = VGA Sequencer Operation
 |work          = FreeVGA Project
 |access-date    = 2007-02-23
 |lang          = en
 |archive-url    = https://www.webcitation.org/61CfBRNTX?url=http://www.osdever.net/FreeVGA/vga/vgaseq.htm
 |archive-date   = 2011-08-25
}}</ref>.
* Контроллер атрибутов (''Attribute Controller'') — с помощью ''[[Палитра (компьютерная графика)|палитры]]'' преобразует входные данные в цветовые значения.
* Синхронизатор (''Sequencer'') — управляет временны́ми параметрами [[Видеокарта|видеоадаптера]] и переключением цветовых слоёв.
* Контроллер [[Электронно-лучевые приборы|ЭЛТ]] (''CRT Controller'') — генерирует сигналы синхронизации для [[Электронно-лучевые приборы|ЭЛТ]]<ref name="videofaq">{{cite web
 | last = Scott
 | first = Michael
 | datepublished = 1997
 | url = http://www.faqs.org/faqs/pc-hardware-faq/video/part1/
 | title = comp.sys.ibm.pc.hardware.video FAQ
 | access-date = 2007-02-23
 | lang = en
 | archive-date = 2008-10-19
 | archive-url = https://web.archive.org/web/20081019175501/http://www.faqs.org/faqs/pc-hardware-faq/video/part1/
 | url-status = live
 }}</ref><ref name="frolovs-arch">{{cite web
 |last          = Фролов
 |first         = Александр
 |coauthors     = Фролов, Григорий
 |datepublished = 1992
 |url           = http://www.frolov-lib.ru/books/bsp/v03/ch5.htm
 |title         = Архитектура видеоадаптеров EGA и VGA
 |work          = Программирование видеоадаптеров CGA, EGA и VGA
 |access-date    = 2007-02-23
 |archive-url    = https://www.webcitation.org/61CfCJarD?url=http://www.frolov-lib.ru/books/bsp/v03/ch5.htm
 |archive-date   = 2011-08-25
 |url-status      = live
}}</ref>.

В отличие от [[CGA]] и [[EGA]], основные подсистемы располагаются в одной [[Интегральная схема|микросхеме]], что позволяет уменьшить размер [[Видеокарта|видеоадаптера]] ([[EGA]] тоже был реализован в одном чипе, по крайней мере его тайваньские неоригинальные клоны). В компьютерах PS/2 [[Видеокарта|видеоадаптер]] VGA интегрирован в [[Материнская плата|материнскую плату]]<ref name="ibm" />.

== Отличия от EGA ==
VGA полностью аналогичен [[EGA]] (включая плоскостную [[видеопамять]] в [[Глубина цвета|16-цветных режимах]] и [[секвенсор]] для доступа [[Центральный процессор|процессора]] к ней), за исключением нижеследующего:
* иной разъем и кабель к монитору (и иные мониторы), [[Аналоговый сигнал|аналоговый]], а не 2 бита на цвет. Этот разъем и кабель не менялись около 15 лет (до появления цифровых пакетно-ориентированных технологий [[Digital Visual Interface|DVI]], [[HDMI]] и [[DisplayPort]], пришедших из мира [[Бытовая техника|бытовой]] видеотехники) и использовались далее в куда более высоких разрешениях. Даже стандартные VGA мониторы сплошь и рядом были способны показывать режим 800×600 при использовании с более современной [[Видеокарта|видеокартой]] (всё зависело от качества блоков [[Кадровая развёртка|развёртки монитора]] и их способности не сорвать генерацию на таких повышенных частотах). В настоящее время (все современные [[Видеокарта|видеокарты]] совместимы с VGA сверху вниз) слово «VGA» в обиходе означает именно этот тип подключения [[Монитор (устройство)|монитора]], ныне устаревший, но всё ещё актуальный;
* [[Глубина цвета|18-битные цвета]] в палитре вместо [[Глубина цвета|6-битных]], такой богатый набор позволял, например, реализовать ночь, плохую погоду, «заколдованные» режимы и мерцающие цвета в играх одной лишь палитрой (как в игре «[[Ultima VII]]»);
* наличие 256-цветных режимов, стандартный — 320×200, недокументированными (на деле документированными в документациях на аппаратуру VGA, но не включёнными в [[BIOS]] и его документацию) ухищрениями можно было получить 320×240 (квадратные [[Пиксель|пиксели]], т. н. «режим VGA-X») и выше;
* максимальный 16-цветный режим — 640×480 (квадратные пиксели);
* во всех 200-строчных графических режимах скан-линия повторялась 2 раза, что давало 400 физических строк развёртки монитора, что сильно улучшало качество картинки даже в младших режимах (отсутствие щелей между строк развёртки);
* высота ячейки знакогенератора — 16 скан-линий, а не 14, как у [[EGA]], что давало те же 400 строк развёртки во всех текстовых режимах (кроме режимов совместимости со знакогенератором [[EGA]]). Таким образом, VGA всегда использовал 400 строк [[Кадровая развёртка|развёртки]], кроме двух старших 16-цветных режимов, где их было 480 и 350. Режим VGA-X также использовал 480 строк;
* все [[Регистр (вычислительная техника)|регистры]] (палитры, секвенсера и т. д.) доступны на чтение, [[EGA]] имел ряд регистров «только для записи» (например, палитра).

== Текстовые режимы ==
{{главная|Текстовый видеорежим PC-совместимых компьютеров}}
В стандартных [[Текстовый видеорежим PC-совместимых компьютеров|текстовых режимах]] символы формируются в ячейке 9×16 [[Пиксель|пикселов]], возможно использование [[шрифт]]ов других размеров: 8-9 пикселов в ширину и 1-32 пиксела в высоту. Размеры самих символов, как правило, меньше, так как часть пространства уходит на создание зазора между символами. Функция для выбора размера шрифта в [[BIOS]] отделена от функции выбора видеорежима, что позволяет использовать различные комбинации режимов и шрифтов. Имеется возможность загрузки восьми и одновременного вывода на экран двух различных шрифтов<ref name="ibm" /><ref>
{{cite web
 |last          = Neal
 |first         = J. D.
 |datepublished = 1998
 |url           = http://osdever.net/FreeVGA/vga/vgatext.htm
 |title         = VGA Text Mode Operation
 |work          = FreeVGA Project
 |access-date    = 2006-12-15
 |lang          = en
 |archive-url    = https://www.webcitation.org/61CfDI9LP?url=http://www.osdever.net/FreeVGA/vga/vgatext.htm
 |archive-date   = 2011-08-25}}</ref>.

В VGA [[BIOS]] хранятся следующие виды шрифтов и функции для их загрузки и активации:<!-- TODO объяснить, почему по горизонтали 8 -->
* 8×16 пикселей (стандартный шрифт VGA),
* 8×14 (для совместимости с [[EGA]]),
* 8×8 (для совместимости с [[CGA]]).
Как правило, эти шрифты соответствуют кодовой странице [[CP437]]. Также поддерживается программная загрузка шрифтов, которую можно использовать, например, для [[Русификация (информатика)|русификации]]<ref>{{cite web| last         =Фролов| first         =Александр| coauthors         =Фролов, Григорий| datepublished         =1992| url         =http://www.frolov-lib.ru/books/bsp/v03/prilog.htm| title         =Приложения| work         =Программирование видеоадаптеров CGA, EGA и VGA| access-date         =2007-02-23| archive-url         =https://www.webcitation.org/61CfDiXRo?url=http://www.frolov-lib.ru/books/bsp/v03/prilog.htm| archive-date         =2011-08-25| url-status         =live}}</ref>.

Доступны следующие стандартные режимы:
* 40×25 символов, 16 цветов, разрешение 360×400 пикс.;
* 80×25 символов, 16 цветов, разрешение 720×400 пикс.;
* 80×25 символов, монохромный, разрешение 720×400 пикс.<ref name="videofaq" />

Хотя в текстовых режимах VGA одно знакоместо имеет ширину 9 пикселей, в данных знакогенератора определяются только 8 из них (8 бит одного байта на строку); пиксели правой колонки символьной матрицы определяется автоматически: пустыми (для символов в диапазоне 0x00-0xAF и 0xE0-0xFF) или такими же, как пикселы 8-й колонки (для [[Псевдографические символы|символов псевдографики]] в диапазоне 0xB0-0xDF). Режим повтора 8й колонки мог быть отключен через регистр (через запрос BIOS никак). Так же, через регистры, можно было переключить текстовый режим c 9 колонок на 8 колонок для символа (так же как переключались графические режимы 320/360 точек в строке), что было нужно для некоторых матриц ноутбуков. Стандартные шрифты при этом обычно слипались, и нужно было загружать собственные (в BIOS более узкие шрифты обычно были прописаны вендором, но русские шрифты загружались сторонними программами, например KeyRus).

Используя шрифты меньших размеров, чем стандартный 8×16, можно увеличить количество строк в текстовом режиме. Например, если включить шрифт 8×14, то будет доступно 28 строк. Включение шрифта 8×8 увеличивает количество строк до 50 (аналогично [[EGA#Текстовые режимы|режиму EGA 80×43]])<ref>
{{cite web
 |last        = Dnes
 |first       = Walter
 |url         = http://www.waltdnes.org/tips_and_tricks/textmodes.html
 |title       = Nicer console textmodes
 |access-date  = 2007-01-11
 |lang        = en
 |deadlink    = circular-redirect
 |archive-url  = https://web.archive.org/web/20031207032724/http://www.waltdnes.org/tips_and_tricks/textmodes.html
 |archive-date = 2003-12-07
}}</ref><ref>
{{cite web
 |last          = Rollins
 |first         = Dan
 |datepublished = 1997
 |url           = http://webpages.charter.net/danrollins/techhelp/0151.HTM
 |title         = INT 10H 11H: EGA/VGA Character Generator Functions
 |work          = Tech Help!
 |access-date    = 2007-01-11
 |lang          = en
 |archive-url    = https://www.webcitation.org/61CfEbKS4?url=http://webpages.charter.net/danrollins/techhelp/0151.HTM
 |archive-date   = 2011-08-25
}}</ref>.

В текстовых режимах для каждой ячейки с символом можно указать ''атрибут'', задающий способ отображения символа. Существует два отдельных набора атрибутов — для цветных режимов и для монохромных.

Атрибуты цветных текстовых режимов позволяют выбрать один из 16 цветов символа, один из 8 цветов фона и включить или отключить мерцание (возможность выбора мерцания можно заменить на возможность выбора одного из 16 цветов фона), что совпадает с возможностями CGA.

Атрибуты монохромных режимов совпадают с атрибутами, доступными у MDA, и позволяют включать повышенную яркость символа, подчёркивание, мерцание, инверсию и некоторые их комбинации<ref name="ibm" />.

== Графические режимы ==
В отличие от своих предшественников (CGA и EGA) видеоадаптер VGA имел видеорежим с квадратными пикселами (то есть, на экране с соотношением сторон 4:3 соотношение горизонтального и вертикального разрешений было также [[Соотношение сторон экрана|4:3]]). У адаптеров [[CGA]] и [[EGA]] пикселы были вытянуты по вертикали.

=== Стандартные графические режимы ===
* 320×200 пикс., 4 цвета.
* 320×200 пикс., 16 цветов.
* 320×200 пикс., 256 цветов (новый для VGA).
* 640×200 пикс., 2 цвета.
* 640×200 пикс., 16 цветов.
* 640×350 пикс., монохромный.
* 640×350 пикс., 16 цветов.
* 640×480 пикс., 2 цвета. При разрешении 640×480 пикселей имеет пропорции [[Соотношение сторон экрана|1:1]] (новый для VGA).
* 640×480 пикс., 16 цветов (новый для VGA)<ref name="videofaq" />.

=== Нестандартные графические режимы ({{нп3|Mode X|X-режимы||}}) ===
Перепрограммирование VGA позволяло достичь более высоких разрешений по сравнению со стандартными режимами VGA. Наиболее распространённые режимы таковы:
* 320×200, 256 цветов, 4 страницы. Ничем внешне не отличающийся от режима 13h (320×200, 256 цветов), этот режим имел четыре видеостраницы объёмом чуть менее 64 кБ каждая. Это позволяло реализовать [[двойная буферизация|двойную]] и даже [[тройная буферизация|тройную буферизацию]].
* 320×240, 256 цветов, 2 страницы. В этом режиме страниц меньше, зато пиксели имеют пропорции 1:1 (квадратные).
* 360×480, 256 цветов, 1 страница. Наибольшее разрешение на 256 цветах, которое позволяет VGA.

Во всех этих режимах используется плоскостная организация видеопамяти, концептуально похожая на используемую в 16-цветных режимах, но использующая для формирования цвета по 2 бита из каждой плоскости, а не по 1 — то есть биты 0-1 байта 0 в плоскости 0 давали биты 0-1 цвета пиксела 0, те же биты в плоскости 1 — биты 2-3 цвета, и т. д. Следующие биты того же байта давали цвета следующих пикселов, то есть 4 расположенные «один параллельно другому» по одному адресу байта в 4 плоскостях задавали цвет 4 пикселов.

Такая организация видеопамяти позволяла использовать всю видеопамять карты, а не только плоскость 0 в 64К, для формирования 256-цветного изображения, что давало возможность использования высоких разрешений или многих видеостраниц.

Для работы с такой памятью использовался тот же секвенсер, что и в 16-цветных режимах.

Зато из-за особенностей контроллера видеопамяти копирование данных в видеопамять происходит вчетверо быстрее, чем в {{нп3|Mode 13h|режиме 13h||Mode 13h}} (это сильно зависит от конкретного машинного кода, исполняющего копирование, и конкретного сценария рисования, а именно заливки сплошным цветом, в общем случае плоскостная видеопамять куда медленнее обычной, и именно потому в [[SVGA]] от неё отказались полностью).

Термин «X-режим» ({{lang-en|Mode X}}) был придуман [[Абраш, Майкл|Майклом Абрашем]] в 1991 году для обозначения нестандартного режима 320×240 с 256 цветами. Этот режим был открыт (путём изучения [[IBM]]-овской документации на аппаратуру VGA, которая в те времена была защищена на правовом уровне и не ходила в виде файлов в публичном доступе, опубликованы были только вызовы VGA [[BIOS]], которые не умели включать эти режимы) различными программистами независимо друг от друга, но стал известным благодаря статьям [[Абраш, Майкл|Майкла Абраша]] в журнале «[[Dr. Dobb’s Journal]]»<ref>{{cite web
 |last          = Abrash
 |first         = Michael
 |datepublished = 2001
 |url           = http://www.byte.com/abrash/chapters/gpbb47.pdf
 |title         = Mode X: 256-Color VGA Magic
 |work          = Graphics Programming Black Book
 |access-date    = 2007-03-30
 |lang          = en
 |url-status      =dead
 |archive-url    = https://web.archive.org/web/20070930185551/http://www.byte.com/abrash/chapters/gpbb47.pdf
 |archive-date   = 2007-09-30
 }}</ref>.

== См. также ==
* {{нп3|DOS/V}}
* [[VGA (разъём)]]
* [[SVGA]]
* [[QVGA]]
* [[VESA BIOS Extensions]]
* [[Common Intermediate Format|CIF]]
* [[Разрешение экрана монитора|Другие распространенные разрешения дисплеев]]

== Примечания ==
{{примечания}}

== Ссылки ==
* [https://pinouts.ru/Video/VGA15.shtml Распиновка VGA с описаниями сигналов]
* [http://www.osp.ru/lan/2001/07-08/135036/ Подключение мониторов VGA по витой паре]

{{Внешние ссылки}}
{{Стандарты видеокарт}}

[[Категория:Видеокарты]]
[[Категория:Разрешения экранов]]
[[Категория:Интерфейсы устройств]]
[[Категория:Электрические сигнальные коннекторы]]
[[Категория:Кабельные разъёмы]]
[[Категория:Стандарты компьютерных дисплеев]]