Video Graphics Array

Video Graphics Array (VGA) là một bộ điều khiển hiển thị video và tiêu chuẩn đồ họa de facto đi kèm, được giới thiệu lần đầu với dòng máy tính cá nhân IBM PS/2[1][2][3], sau đó trở nên phổ biến trong công nghiệp PC trong vòng ba năm.[4] Thuật ngữ này bây giờ có thể là tiêu chuẩn hiển thị nói trên, đầu nối VGA, hay độ phân giải 640x480 đặc trưng của phần cứng VGA.[5]

Video Graphics Array
IBM VGA graphics card.jpg
Ngày phát hành1987; 35 năm trước (1987)
Lịch sử
Tiền nhiệmEnhanced Graphics Adapter
Kế nhiệmSuper Video Graphics Array (SVGA), Extended Graphics Array (XGA)

VGA là tiêu chuẩn đồ họa cuối cùng của IBM mà các phần lớn nhà sản xuất sao chép PC tuân thủ, biến nó thành chuẩn chung tối thiểu được cài đặt trong hầu như mọi phần cứng đồ họa PC sau năm 1990.[6]

IBM muốn thay thế VGA bởi chuẩn Extended Graphics Array (XGA) nhưng thất bại.[7] Thay vào đó, VGA được cải tiến thành nhiều dạng mở rộng khác nhau bởi các nhà sản xuất bên thứ ba, gọi chung là Super VGA (SVGA)[8]. Ngày nay hầu hết các video card vẫn cài đặt các chế độ VGA thông thường hoặc sử dụng giao diện VGA.

Chuẩn tín hiệu analog của VGA được mở rộng để hỗ trợ các độ phân giải lên tới 2048x1536.[9]

Thiết kế phần cứngSửa đổi

 
Video Graphics Array trên một máy tính cá nhân PS/55

Phiên bản thương mại hóa đầu tiên của VGA là một bộ phận được gắn sẵn trong PS/2, kèm với 256 KB bộ nhớ và một đầu nối mới DE-15 thay cho đầu nối cũ DE-9 sử dụng trong các video adapter trước nó.

Sau đó, IBM phát hành phiên bản VGA độc lập, IBM PS/2 Display Adapter, dành cho các máy tính không có sẵn VGA.[10][11]

VGA là một chip chứa toàn bộ thành phần điều khiển hiển thị, thay vì bao gồm nhiều bộ phận rời và IC trên các adapter đồ họa.

VGA chỉ yêu cầu bộ nhớ video, tinh thể thạch anh và RAMDAC ngoài[12], số lượng linh kiện của nó đủ nhỏ cho phép IBM tích hợp vào bo mạch chủ của PS/2, trong khi các PC trước – PC, PC/XT, PC/AT – cần có một adapter hiển thị riêng biệt để kết nối với màn hình.

Khả năng hiển thịSửa đổi

 
So sánh các chuẩn độ phân giải, bao gồm VGA 640x480

VGA hỗ trợ tất cả các chế độ đồ họa mà MDA, CGA, EGA hỗ trợ, cũng như nhiều chế độ mới.

Các chế độ đồ họa chuẩnSửa đổi

  • 640x480, với 16 màu hoặc đơn sắc[13][14]
  • 640x350 hoặc 640x200 với 16 màu hoặc đơn sắc (chế độ tương thích EGA)
  • 320x200 với 256 màu (chế độ 13h)
  • 320x200 với 4 màu hoặc 16 màu (chế độ tương thích CGA)

Các chế độ 640x480 16 màu và 320x200 256 màu có bảng màu thay đổi được toàn bộ, với mỗi màu được chọn từ một gam 18 bit (262144 màu).

Các chế độ khác mặc định lệnh và bảng màu tương thích của EGA, CGA chuẩn, nhưng vẫn phép thay đổi bảng màu thông qua các lệnh đặc biệt của VGA.

Chế độ đồ họa 640x480Sửa đổi

Khi VGA bắt đầu được sao chép rộng rãi bởi các nhà sản xuất bên thứ ba và khả năng hiển thị ngày càng được cải tiến, chế độ 640x480, 16 màu trở thành chuẩn de facto chung nhỏ nhất của các card đồ họa. Cho đến giữa thập niên 90, các hệ điều hành như Windows 95OS/2 Warp 3.0 yêu cầu một chế độ 640x480x16 sử dụng các thông số của VGA về bộ nhớ và thanh ghi, chúng không hỗ trợ các độ phân giải hay độ sâu bit thấp hơn, hay không hỗ trợ các bố trí bộ nhớ và thanh ghi khác nếu không có driver ngoài. Sau 2000, ngay cả khi tiêu chuẩn VESA cho card đồ họa đã trở nên phổ biến, "chế độ VGA" vẫn là tùy chọn tương thích của các hệ điều hành PC.

Các chế độ văn bản chuẩnSửa đổi

  • 80x25, phông 9x16
  • 40x25, phông 9x16
  • 80x43 hay 80x50, phông 8x8

Chi tiết kỹ thuậtSửa đổi

Không giống các adapter đời trước sử dụng tín hiệu TTL khi xuất ra màn hình, VGA sử dụng tín hiệu tuơng tự RGB với biên độ dao động 0,7 V. Với việc sử dụng RAMDAC 18 bit, tín hiệu này tạo ra một gam 262144 màu, còn được gọi là SRGB.

Một số tiêu chuẩn VGA gốc như sau:

  • Đồng hồ pixel chủ 25,175 MHz[15] hay 28,322 MHz
  • Độ phân giải ngang tối đa 640 pixel[16] (chế độ đồ họa)
  • Tối đa 480 đường[16]
  • Tốc độ refresh 60 Hz hoặc 70 Hz[17]

Mục đích sử dụng thường gặp của một số chế độ chọn lọcSửa đổi

640x400 @ 70 Hz là chế độ video truyền thống sử dụng để khởi động các máy tính x86 với đồ họa tương thích VGA[18], còn khởi động trong chế độ văn bản sử dụng 720x400 @ 70 Hz.

Tuy nhiên quy ước này dần bị bỏ qua trong những năm gần đây, khi các màn hình BIOS và POST sử dụng độ phân giải cao hơn, lợi dụng dữ liệu EDID để tự động điều chỉnh theo độ phân giải của màn hình.

640x480 @ 60 Hz là chế độ đồ họa mặc định của các phiên bản Windows trước Windows 2000 (thường với 16 màu).[19] Nó vẫn là một tùy chọn trong Windows XP và các phiên bản sau thông qua tùy chọn boot menu "low resolution video" và trong tùy chọn chế độ tuơng thích của mỗi ứng dụng, mặc dù Windows bây giờ có độ phân giải mặc định là 1024x768 và thường không cho phép chọn bất cứ độ phân giải nào thấp hơn 800x600.

Sự cần thiết phải có các chế độ tương thích dự phòng như vậy đã giảm đi đáng kể kể từ thiên niên kỷ mới, khi ngày càng ít màn hình VGA hay adaptor chỉ hiển thị được độ phân giải gốc.

320x200 @ 70 Hz là chế độ thịnh hành nhất trong các game trên PC thời VGA.

Đầu nốiSửa đổi

 
Một đầu nối VGA đực

Đầu nối chuẩn VGA là một đầu nối D-sub 15 chân, ký hiệu là ""HD-15", "DE-15" hoặc "DB-15".

Các nhà sản xuấtSửa đổi

Một số công ty sản xuất các mạch đồ họa tương thích với VGA:[20]

Tham khảoSửa đổi

  1. ^ Petzold, Charles (tháng 7 năm 1987). “Triple standard: three new video modes from IBM”. PC Magazine. Ziff Davis. Truy cập ngày 13 tháng 4 năm 2020.
  2. ^ Polsson, Ken. “Chronology of IBM Personal Computers”. Lưu trữ bản gốc ngày 21 tháng 2 năm 2015. Truy cập ngày 28 tháng 1 năm 2015.
  3. ^ “What is VGA (Video Graphics Array)?” (bằng tiếng Anh). Truy cập ngày 13 tháng 8 năm 2018.
  4. ^ Enterprise, I. D. G. (ngày 22 tháng 10 năm 1990). Computerworld (bằng tiếng Anh). IDG Enterprise.
  5. ^ “Drawing In Protected Mode - OSDev Wiki”. wiki.osdev.org. Truy cập ngày 20 tháng 12 năm 2020.
  6. ^ Dr. Jon Peddie. “Famous Graphics Chips: IBM's VGA. The VGA was the most popular graphics chip ever”. Truy cập ngày 13 tháng 4 năm 2020. It is said about airplanes that the DC3 and 737 are the most popular planes ever built, and the 737, in particular, the best-selling airplane ever. The same could be said for the ubiquitous VGA, and its big brother the XGA. The VGA, which can still be found buried in today’s modern GPUs and CPUs, set the foundation for a video standard, and an application programming standard.
  7. ^ Inc, InfoWorld Media Group (ngày 5 tháng 2 năm 1996). InfoWorld (bằng tiếng Anh). InfoWorld Media Group, Inc. Discrete failures such as[...]XGA graphics
  8. ^ Inc, InfoWorld Media Group (ngày 15 tháng 4 năm 1991). InfoWorld (bằng tiếng Anh). InfoWorld Media Group, Inc.
  9. ^ Magazines, S. P. H. (tháng 4 năm 2007). HWM (bằng tiếng Anh). SPH Magazines.
  10. ^ “THE IBM PERSONAL SYSTEM/2 (TM) DISPLAY ADAPTER, THE IBM PERSONAL SYSTEM/2 DISPLAY ADAPTER 8514/A AND”. www-01.ibm.com (bằng tiếng Anh). 2 tháng 4 năm 1987. Truy cập ngày 16 tháng 8 năm 2020.
  11. ^ Inc, Ziff Davis (22 tháng 12 năm 1987). PC Mag (bằng tiếng Anh). Ziff Davis, Inc.
  12. ^ Thompson, Stephen (1988). “VGA ‒ Design choices for a new video subsystem”. IBM Systems Journal. IBM. 27 (2): 185‒197. doi:10.1147/sj.272.0185.
  13. ^ Hinner, Martin. “VGA Timings”. Lưu trữ bản gốc ngày 27 tháng 10 năm 2012. Truy cập ngày 7 tháng 11 năm 2012.
  14. ^ “Drawing In Protected Mode - OSDev Wiki”. wiki.osdev.org. Truy cập ngày 20 tháng 12 năm 2020.
  15. ^ “VGA Signal 640 x 480 @ 60 Hz Industry standard timing”.
  16. ^ a b PS/2 Video Subsystem Technical Reference Manual 1992
  17. ^ “VGA Signal timings”. Lưu trữ bản gốc ngày 20 tháng 6 năm 2016.
  18. ^ “ePanorama.net - Circuits”. Lưu trữ bản gốc ngày 27 tháng 2 năm 2009. 090425 epanorama.net
  19. ^ Lỗi chú thích: Thẻ <ref> sai; không có nội dung trong thẻ ref có tên epanorama_net-vga_timing2
  20. ^ “The History of the Modern Graphics Processor”. techspot.com. Lưu trữ bản gốc ngày 29 tháng 3 năm 2016. Truy cập ngày 6 tháng 5 năm 2018.

Liên kết ngoàiSửa đổi