Adaptador de gráficos en color
El adaptador de gráficos en color ( CGA ), originalmente llamado también el color / adaptador de gráficos o adaptador de monitor de color de IBM / Gráficos , [1] introducido en 1981, fue IBM 's primera tarjeta de gráficos en color para la PC de IBM y estableció un facto de la pantalla del ordenador estándar .
 Tarjeta gráfica IBM CGA | |
| Fecha de lanzamiento | 1981 |
|---|---|
| Arquitectura | Motorola 6845 , ATI CW16800 |
| Tarjetas | |
| Nivel Básico | Adaptador de gráficos en color de IBM, Solución de gráficos ATi Rev 3, Tarjeta de emulación de color ATi, Tseng Labs ColorPAK, |
| Rango medio | ATi Graphics Solution plus, ATi Graphics Solution Plus SP, ATi Graphics Solution SR, sistema de gráficos Number Nine |
| Gama alta | Solución de gráficos ATi Small Wonder, Tseng Labs EVA / 480 |
| Entusiasta | Solución de gráficos ATi Small Wonder con puerto de juegos |
| Historia | |
| Sucesor | Plantronics Colorplus Adaptador de gráficos PCjr / Tandy Adaptador de gráficos |
Diseño de hardware
La tarjeta gráfica IBM CGA original se construyó alrededor del controlador de pantalla Motorola 6845 [2] , venía con 16 kilobytes de memoria de video incorporada y presentaba varios modos de gráficos y texto . La resolución de pantalla más alta de cualquier modo fue de 640 × 200 y la profundidad de color más alta admitida fue de 4 bits (16 colores).
La tarjeta CGA se puede conectar a un monitor CRT de transmisión directa utilizando una interfaz RGBI digital de 4 bits ( TTL ) , como la pantalla en color IBM 5153 , oa un monitor de televisión o video compuesto compatible con NTSC a través de un conector RCA . [3] El conector RCA solo proporcionaba video de banda base, por lo que para conectar la tarjeta CGA a un televisor sin una entrada de video compuesto se requería un modulador de RF separado . [4]
IBM produjo la pantalla en color para computadora personal 5153 para su uso con la CGA, pero no estaba disponible en el lanzamiento [5] y no se lanzaría hasta marzo de 1983. [6]
Aunque la pantalla a color propia de IBM no estaba disponible, los clientes podían usar la salida compuesta (con un modulador de RF si fuera necesario) o la salida de transmisión directa con monitores de terceros disponibles que admitieran el formato RGBI y la velocidad de escaneo. Algunas pantallas de terceros carecían de la entrada de intensidad, lo que reducía la cantidad de colores disponibles a ocho, [5] y muchas también carecían de los circuitos únicos de IBM que mostraban el color amarillo oscuro como marrón, por lo que cualquier software que usara marrón se mostraría incorrectamente.
Capacidades de salida
CGA ofreció varios modos de video. [7] [8]
Modos gráficos:
- 160x100 en 16 colores, elegidos de una paleta de 16 colores, utilizando una configuración específica del modo de texto de 80x25.
- 320 × 200 en 4 colores, elegidos entre 3 paletas fijas, con variantes de alta y baja intensidad, con el color 1 elegido entre una paleta de 16 colores.
- 640 × 200 en 2 colores, uno negro, otro elegido de una paleta de 16 colores.
Algunos programas lograron una mayor profundidad de color al utilizar artefactos de color cuando se conectan a un monitor compuesto.
Modos de texto:
- 40 × 25 con fuente de 8 × 8 píxeles (resolución efectiva de 320 × 200)
- 80 × 25 con fuente de 8 × 8 píxeles (resolución efectiva de 640 × 200)
IBM pretendía que CGA fuera compatible con un televisor doméstico. Los modos de texto de 40 × 25 y gráficos de 320 × 200 se pueden utilizar con un televisor, y los modos de texto de 80 × 25 y gráficos de 640 × 200 están pensados para un monitor. [2]
CGA 320 × 200 en paleta de 4 colores 0 (rojo, amarillo, verde, fondo negro)
CGA 320 × 200 en paleta de 4 colores 1 (cian, magenta, blanco, fondo negro)
CGA 320 × 200 en 4 colores 3.a paleta (modificada), (cian, rojo, blanco, fondo negro)
CGA 640 × 200 en 2 colores (1 bit)
CGA 160 × 100 modo de 16 colores (4 bits)
Un conjunto de Mandelbrot parcial renderizado en la paleta CGA 1
Captura de pantalla de Arachne mostrando sus cuadros integrados y páginas de prueba de tablas en modo CGA 640 × 200
PakuPaku en modo 160 × 100 16 colores
PCPaint en 320 × 200 3ª paleta de baja intensidad, que muestra una interfaz típica de baja resolución. Tenga en cuenta el uso de difuminado para superar las limitaciones de la paleta CGA.
SimCity en monocromo de 640 × 200. Tenga en cuenta el uso de difuminado para simular tonos grises y una proporción de píxeles no cuadrados que deforma las fuentes.
Paleta de color
CGA utiliza una gama de 16 colores, pero no todos los colores están disponibles en todo momento, dependiendo del modo de gráficos que se utilice. En los modos de resolución media y alta, los colores se almacenan con una profundidad de bits menor y se seleccionan mediante índices de paleta fijos, no mediante selección directa de la paleta completa de 16 colores.
Cuando se utilizan cuatro bits (para el modo de baja resolución o para programar registros de color), se ordenan según el modelo de color RGBI :
- Los tres bits inferiores representan componentes de color rojo, verde y azul.
- El cuarto bit "intensificador", cuando se establece, aumenta el brillo de los tres componentes de color (rojo, verde y azul). [9]
| Paleta completa de 16 colores CGA | |||
|---|---|---|---|
| 0 | negro # 000000 | 8 | gris oscuro # 555555 |
| 1 | azul # 0000AA | 9 | azul claro # 5555FF |
| 2 | verde # 00AA00 | 10 | verde claro # 55FF55 |
| 3 | cian # 00AAAA | 11 | cian claro # 55FFFF |
| 4 | rojo # AA0000 | 12 | rojo claro # FF5555 |
| 5 | magenta # AA00AA | 13 | magenta claro # FF55FF |
| 6 | marrón # AA5500 | 14 | amarillo # FFFF55 |
| 7 | gris claro #AAAAAA | 15 | blanco #FFFFFF |
Con un monitor RGBI
Cuando se usa un monitor de transmisión directa, los cuatro bits de color se envían directamente al conector DE-9 en la parte posterior de la tarjeta.
Dentro del monitor, las cuatro señales se interpretan para impulsar las pistolas de color rojo, verde y azul. Con respecto al modelo de color RGBI descrito anteriormente, el monitor usaría aproximadamente la siguiente fórmula para procesar el número de color digital de cuatro bits a voltajes analógicos que van de 0.0 a 1.0:
rojo : = 2/3 × ( colorNumber & 4) / 4 + 1/3 × ( colorNumber & 8) / 8 verde : = 2/3 × ( colorNumber & 2) / 2 + 1/3 × ( colorNumber & 8) / 8 azul : = 2/3 × ( colorNumber & 1) / 1 + 1/3 × ( colorNumber & 8) / 8
| amarillo oscuro | |
|---|---|
| 6 | # AAAA00 |
El color 6 se trata de manera diferente; cuando se usa la fórmula anterior, el color 6 se vuelve amarillo oscuro , como se ve a la izquierda, pero para lograr un tono marrón más agradable, la circuitería especial en la mayoría de los monitores RGBI, comenzando con la pantalla a color IBM 5153, [10] hace un excepción para el color 6 y cambia su tono de amarillo oscuro a marrón reduciendo a la mitad la amplitud de la señal verde analógica.
Esta paleta "RGBI con marrón ajustado" se retuvo como la paleta predeterminada de los estándares gráficos de PC posteriores, como EGA y VGA , que pueden seleccionar colores de gamas mucho más grandes, pero por defecto hasta que se reprograman.
Con un monitor / televisor en color compuesto
Para la salida compuesta, estos números de color de cuatro bits están codificados por el hardware integrado de la CGA en una señal compatible con NTSC alimentada al conector de salida RCA de la tarjeta. Por razones de costo, esto no se hace usando un convertidor de RGB a YIQ como lo exige el estándar NTSC, sino mediante una serie de flip-flops y líneas de retardo. [11] [12]
En consecuencia, los matices que se ven carecen de pureza; en particular, tanto el cian como el amarillo tienen un tinte verdoso, y el color 6 vuelve a verse amarillo oscuro en lugar de marrón. [13]
Las luminancias relativas de los colores producidos por el circuito generador de color compuesto difieren entre las revisiones de CGA: son idénticas para los colores 1-6 y 9-14 con los primeros CGA producidos hasta 1983, [14] y son diferentes para los CGA posteriores debido a la adición de resistencias adicionales. [15]
Sin embargo, como se señaló, este método solo funciona en televisores NTSC. Los televisores PAL no muestran los colores como se esperaba cuando se conectan a la salida compuesta, ya que la separación de colores PAL evita que se produzcan artefactos.
Modos de texto estándar
CGA ofrece cuatro modos de texto de BIOS (llamados modos alfanuméricos o A / N en la documentación de IBM). En estos modos, los píxeles individuales de la pantalla no se pueden abordar directamente. En cambio, la pantalla se divide en una cuadrícula de celdas de caracteres, cada una de las cuales muestra un carácter definido en una de las dos fuentes de mapa de bits, "normal" y "delgada", incluidas en la ROM de la tarjeta. Las fuentes son fijas y no se pueden modificar ni seleccionar desde el software, solo mediante un puente en la propia placa.
Las fuentes se almacenan como mapas de bits con una profundidad de color de 1 bit, con un "1" que representa el carácter y un "0" que representa el fondo. Estos colores se pueden elegir de forma independiente, para cada personaje de la pantalla, de la paleta CGA completa de 16 colores. El juego de caracteres se define en la página de códigos de hardware 437 .
Los datos del mapa de bits de la fuente solo están disponibles para la propia tarjeta, no pueden ser leídos por la CPU. En los modos gráficos, la salida de texto del BIOS funciona copiando el texto de la fuente ROM bit a bit a la memoria de vídeo.
Modo 40 × 25
40 columnas por 25 filas, con cada carácter un patrón de 8 × 8 puntos. La resolución de pantalla efectiva en este modo es de 320 × 200 píxeles (una relación de aspecto de píxeles de 1: 1,2). La tarjeta tiene suficiente RAM de video para ocho páginas de texto diferentes en este modo.
Los modos BIOS 0 y 1 son modos de texto de 40 columnas. La diferencia entre estos dos modos solo se puede ver en un monitor compuesto, donde el modo 0 desactiva la ráfaga de color, haciendo que todo el texto aparezca en escala de grises. El modo 1 habilita la ráfaga de color, permitiendo el color. El Modo 0 y el Modo 1 son funcionalmente idénticos en los monitores RGB y en los adaptadores posteriores que emulan CGA sin admitir la salida de color compuesto.
Modo 80x25
80 columnas por 25 filas, cada carácter sigue siendo un patrón de puntos de 8 × 8, pero se muestra a una velocidad de escaneo más alta. La resolución de pantalla efectiva de este modo es de 640 × 200 píxeles. En este modo, la tarjeta tiene suficiente RAM de video para cuatro páginas de texto diferentes.
Los modos BIOS 2 y 3 seleccionan modos de texto de 80 columnas. Al igual que con los modos de texto de 40 columnas, el Modo 2 desactiva la ráfaga de color en la señal compuesta y el Modo 3 la activa.
Color del modo de texto
Cada celda de carácter almacenaba cuatro bits para el color de primer plano y de fondo. Sin embargo, en la configuración predeterminada de las tarjetas, el cuarto bit del color de fondo no establece la intensidad, pero establece el atributo de parpadeo de la celda. Todos los caracteres en la pantalla con este conjunto de bits parpadearán periódicamente, lo que significa que su color de primer plano se cambiará a su color de fondo para que el personaje se vuelva invisible. Todos los personajes parpadean al unísono.
Al configurar un registro de hardware, la función de parpadeo se puede desactivar, restaurando el acceso a colores de fondo de alta intensidad.
Todos los caracteres que parpadean en la pantalla parpadean en sincronía. El efecto de atributo parpadeante está habilitado de forma predeterminada y el efecto de fondo de alta intensidad está deshabilitado; deshabilitar el parpadeo es la única forma de elegir libremente los últimos índices de ocho colores (8-15) para el color de fondo.
En particular, los lenguajes de programación GW-BASIC y Microsoft QBASIC incluidos con MS-DOS admitían todos los modos de texto del CGA con control de color completo, pero no proporcionaban un medio normal a través del lenguaje BASIC para cambiar el CGA del modo intermitente a 16- modo de color de fondo. Sin embargo, esto todavía era posible mediante la programación directa de los registros de hardware utilizando la declaración OUT del lenguaje BASIC.
Modos gráficos estándar
CGA ofrece modos gráficos en tres resoluciones, 160x100, 320x200 y 640x200. En todos los modos, cada píxel de la pantalla se puede configurar directamente, pero la profundidad de color para los modos superiores no permite seleccionar libremente de la paleta completa de 16 colores.
160x100
El modo de baja resolución de 160x100 es de hecho el modo de 80x25 caracteres. [16] Debido a que la ROM de caracteres incorporada contiene elementos "gráficos", como un personaje que tiene una mitad superior de color de primer plano y una mitad inferior de color de fondo, y debido a que los colores de primer plano y de fondo se pueden elegir libremente en el modo de texto, un Se puede lograr una visualización gráfica de baja resolución pero a todo color.
320 x 200
En el modo 320x200 de resolución media, cada píxel tiene dos bits, que seleccionan colores de una paleta de cuatro colores. En el modo 4, hay dos paletas y en el modo 5 hay una sola paleta.
| # | Modo 4 | Modo 5 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Paleta 0 | Paleta 1 | intensidad baja | Alta intensidad | |||
| intensidad baja | Alta intensidad | intensidad baja | Alta intensidad | |||
| 0 | 0 - fondo | 0 - fondo | 0 - fondo | 0 - fondo | 0 - fondo | 0 - fondo |
| 1 | 2 - verde | 10 - verde claro | 3 - cian | 11 - cian claro | 3 - cian | 11 - cian claro |
| 2 | 4 - rojo | 12 - rojo claro | 5 - magenta | 13 - magenta claro | 4 - rojo | 12 - rojo claro |
| 3 | 6 - marrón | 14 - amarillo | 7 - gris claro | 15 - blanco | 7 - gris claro | 15 - blanco |
Se pueden hacer varias elecciones programando registros de hardware. Primero, la paleta seleccionada. En segundo lugar, la intensidad, que se define para toda la pantalla, no por píxel. En tercer lugar, el color 0 (el color de "fondo") se puede establecer en cualquiera de los 16 colores.
El modo de gráficos de BIOS específico influye en las paletas disponibles. El modo BIOS 4 ofrece dos paletas: verde / rojo / marrón y cian / magenta / blanco.
Al igual que con los modos de texto 0 y 2, el Modo 5 desactiva la ráfaga de color para permitir que los colores aparezcan en escala de grises en el monitor compuesto. Sin embargo, a diferencia de los modos de texto, esto también afecta los colores que se muestran en un monitor RGBI, alterándolos a la paleta cian / roja / blanca que se ve arriba. Esta paleta no está documentada por IBM, pero se utilizó en algunos programas de software.
En el modo de alta resolución de 640x200, cada píxel es un bit, lo que proporciona dos colores que se pueden elegir de la paleta de 16 colores mediante la programación de registros de hardware.
640 x 200
En este modo, la imagen de vídeo se almacena como un mapa de bits simple, con un bit por píxel configurando el color en "primer plano" o "fondo". Por defecto, los colores son negro y blanco brillante, pero el color de primer plano se puede cambiar a cualquier entrada en la paleta CGA de 16 colores. El color de fondo no se puede cambiar de negro en una tarjeta IBM CGA original. El BIOS Mode 6 configura el modo de gráficos 640 × 200. Este modo desactiva la señal de ráfaga de color compuesta de forma predeterminada. El BIOS no ofrece una opción para activar la ráfaga de color en el modo 640 × 200, y el usuario debe escribir directamente en el registro de control de modo para habilitarlo.
Más modos gráficos y ajustes
Existe una serie de características oficiales y no oficiales que pueden explotarse para lograr efectos especiales.
- En el modo de gráficos de 320 × 200, el color de fondo (que también afecta el color del borde), que por defecto es el negro en la inicialización del modo, se puede cambiar a cualquiera de los otros 15 colores de la paleta CGA. Esto permite algunas variaciones, así como efectos de parpadeo, ya que el color de fondo se puede cambiar sin tener que volver a dibujar la pantalla (es decir, sin cambiar el contenido de la RAM de video).
- En el modo de texto, el color del borde (que se muestra fuera del área de visualización normal e incluye el área de sobreexploración ) se puede cambiar del negro predeterminado a cualquiera de los otros 15 colores.
- A través de la sincronización de precisión, es posible cambiar a otra paleta mientras se emite el video, lo que permite el uso de cualquiera de las seis paletas por línea de exploración. Un ejemplo de esto es California Games , [17] cuando se ejecuta en un stock 4.77 MHz 8088. Ejecutar en una computadora más rápida no produce el efecto, ya que el método que usaron los programadores para cambiar paletas en ubicaciones predeterminadas es extremadamente sensible a la velocidad de la máquina. Lo mismo se puede hacer con el color de fondo, como se usó para crear el río y la carretera en Frogger . [18] Otro ejemplo documentado de la técnica está en el puerto de Atarisoft de Jungle Hunt a la PC.
- Los colores adicionales se pueden aproximar mediante difuminado .
- El uso de la paleta 0 a baja intensidad y azul oscuro como color de fondo proporciona los tres colores RGB primarios , así como el marrón.
Algunos de estos ajustes anteriores se pueden combinar. Se pueden encontrar ejemplos en varios juegos. [19]
160 × 100 16 modo de color
Técnicamente, este modo no es un modo de gráficos, sino una modificación del modo de texto de 80 × 25. El registro de altura de celda de carácter se cambia para mostrar solo dos líneas por celda de carácter en lugar de las ocho líneas normales. Esto cuadruplica el número de filas de texto mostradas de 25 a 100. Estos caracteres de texto "apretados" no son caracteres completos. El sistema solo muestra sus dos líneas superiores de píxeles (ocho cada una) antes de pasar a la siguiente fila.
 | Personaje 221. |
 | 221 con texto azul y color de fondo rojo. |
 | 221 con texto rojo y color de fondo azul. |
 | Personaje 222. |
El carácter 221 del juego de caracteres CGA consiste en un cuadro que ocupa toda la mitad izquierda de la matriz de caracteres. (El carácter 222 consiste en una caja que ocupa toda la mitad derecha).
Debido a que a cada personaje se le pueden asignar diferentes colores de primer plano y de fondo, se puede colorear (por ejemplo) azul a la izquierda (color de primer plano) y rojo brillante a la derecha (color de fondo). Esto se puede revertir intercambiando los colores de primer plano y de fondo.
Utilizando el carácter 221 o 222, cada mitad de cada celda de carácter truncado se puede tratar como un píxel individual, lo que hace que 160 píxeles horizontales estén disponibles por línea. Por tanto, son posibles 160 × 100 píxeles a 16 colores, con una relación de aspecto de 1: 1,2.
Aunque es una forma indirecta de lograr una pantalla de gráficos de 16 colores, esto funciona bastante bien y el modo incluso se menciona (aunque no se explica) en la documentación oficial de hardware de IBM. [20] [21]
Se pueden lograr más detalles en este modo utilizando otros caracteres, combinando el arte ASCII con la técnica mencionada anteriormente.
Debido a que el CGA tiene 16 KiB (16,384 bytes) de memoria gráfica, no 16,000, es igual de fácil establecer el número de líneas en este modo en 102 en lugar de 100 para una resolución de 160 × 102 (16320 píxeles). Esto usa memoria de video adicional que normalmente no se usa. Sin embargo, la mayoría de los juegos no hicieron esto, tal vez por temor a que solo funcionara en algunos monitores pero no en otros, un temor que no es infundado, ya que luego se descubrió que ciertos compatibles tienen tarjetas que fallan o ignoran cualquier intento de poner el dispositivo en este modo.
La misma técnica de reducción de altura de celda de texto también se puede utilizar con el modo de texto de 40 × 25. Esto solo tenía sentido cuando se usaba arte ASCII, porque sin él la resolución resultante solo habría sido 80 × 100. [22] [23] [24]
Salida compuesta
El uso de la salida compuesta en lugar de un monitor RGBI produjo un video de menor calidad, debido a la separación inferior de NTSC entre luminancia y crominancia. [25] Esto es especialmente un problema con el texto de 80 columnas: [26]
Por esta razón, cada uno de los modos de texto y gráficos tiene un modo duplicado que desactiva la explosión de color compuesta , lo que da como resultado una imagen en blanco y negro, pero también elimina el sangrado de color para producir una imagen más nítida. En los monitores RGBI, las dos versiones de cada modo suelen ser idénticas, con la excepción del modo gráfico de 320 × 200, donde la versión "monocromática" produce una tercera paleta.
Colores de artefactos extendidos
Los programadores descubrieron que esta falla podría convertirse en un activo, ya que los patrones distintos de puntos de alta resolución se convertirían en áreas consistentes de colores sólidos, lo que permitiría mostrar colores de artefactos completamente nuevos . Con esta técnica se podrían utilizar tanto el modo de gráficos estándar de 320 × 200 de cuatro colores como el de 640 × 200 de color sobre negro.
Operación interna
Los colores directos son los 16 colores normales descritos anteriormente en "La paleta de colores CGA".
Los colores de artefactos se ven porque el decodificador de croma NTSC del monitor compuesto malinterpreta parte de la información de luminancia como color. Colocando con cuidado los píxeles en patrones apropiados, un programador puede producir artefactos de colores cruzados específicos produciendo un nuevo color deseado; ya sea a partir de píxeles puramente en blanco y negro en el modo 640 × 200, o como resultado de una combinación de colores directos y de artefactos en el modo 320 × 200, como se ve en estas imágenes.
Paleta 320 × 200 0
Paleta de 320 × 200 1
640 × 200
Por lo tanto, con la elección entre el modo 320 × 200 frente a 640 × 200, la elección entre las dos paletas y un color de libre elección (el fondo en los modos 320 × 200 y el primer plano en el modo 640 × 200), es posible para usar muchos conjuntos diferentes de colores de artefactos, lo que da como resultado una gama total de más de 100 colores.
Las demostraciones posteriores de los entusiastas han aumentado el número máximo de colores que la CGA puede mostrar al mismo tiempo a 1024. Esta técnica implica un ajuste del modo de texto que cuadriplica el número de filas de texto. Ciertos caracteres ASCII, como U y‼, se utilizan para producir los patrones necesarios, lo que da como resultado imágenes sin difuminado con una resolución efectiva de 80 × 100 en un monitor compuesto. [27]
Disponibilidad y advertencias
La variante 320 × 200 de esta técnica (ver arriba) es cómo se ve el modo de gráficos estándar compatible con BIOS en un monitor de color compuesto. La variante 640 × 200, sin embargo, requiere modificar un bit (deshabilitar la ráfaga de color) directamente en los registros de hardware de la CGA. Como resultado, generalmente se lo conoce como un "modo" separado.
Al ser completamente dependiente del proceso de codificación / decodificación NTSC, el artefacto de color compuesto no está disponible en un monitor RGBI, ni es emulado por EGA, VGA o adaptadores gráficos contemporáneos.
El moderno emulador de PC DOSBox, centrado en juegos, admite un modo CGA, que puede emular los artefactos de color de un monitor compuesto. Se admiten tanto el modo compuesto de 640 × 200 como la variante más compleja de 320 × 200.
Resolución y uso
El artefacto compuesto, ya sea que se use intencionalmente o como un artefacto no deseado, reduce la resolución horizontal efectiva a un máximo de 160 píxeles, más para texto en blanco sobre negro o en blanco sobre negro, sin cambiar la resolución vertical. La pantalla de vídeo compuesta resultante con colores "con artefactos" se describe a veces como un "modo" de 160 × 200/16 colores, aunque técnicamente era una técnica que utilizaba un modo estándar.
La baja resolución de este método de artefacto de color compuesto hizo que se utilizara casi exclusivamente en juegos. Muchos títulos de alto perfil ofrecían gráficos optimizados para monitores de color compuestos. Ultima II , el primer juego de la serie de juegos portado a IBM PC, utilizó gráficos compuestos CGA. King's Quest I también ofreció gráficos de 16 colores en la PC, PCjr y Tandy 1000, pero proporcionó un ' modo RGB ' en la pantalla de título que utilizaría solo el modo de gráficos CGA ordinario, limitado a 4 colores. En este modo, se empleó difuminado para simular colores adicionales.
Microsoft Decathlon - Arriba: Juego en modo compuesto, Abajo: Juego en modo RGB, Izquierda: con monitor RGB, Derecha: con monitor compuesto
King's Quest - Arriba: Juego en modo compuesto, Abajo: Juego en modo RGB, Izquierda: con monitor RGB, Derecha: con monitor compuesto
Ultima II - Izquierda: con monitor RGB, Derecha: con monitor compuesto
Profundidad de color alta
Aprovechando los colores de los artefactos, el reloj de color NTSC y un método similar al utilizado en el modo de pseudo-gráficos de 160 × 100 de 16 colores, es posible mostrar más de 16 colores en monitores compuestos.
Se producen 160 ciclos del reloj de color NTSC durante la salida de cada línea, por lo que en el modo de 40 columnas cada píxel ocupa medio ciclo y en el modo de 80 columnas cada píxel usa un cuarto de ciclo. Limitando la visualización de caracteres a una o dos líneas de exploración superiores, y aprovechando la disposición de píxeles en ciertos caracteres de la página de códigos 437 , es posible visualizar hasta 1024 colores. [28] Esta técnica se utilizó en la demostración 8088 MPH. [29]
Limitaciones, errores y erratas
La sincronización de video en el CGA es proporcionada por el controlador de video Motorola 6845 . Este circuito integrado se diseñó originalmente solo para pantallas alfanuméricas (texto) basadas en caracteres y puede abordar un máximo de 128 filas de caracteres.
Para realizar modos gráficos con 200 líneas de exploración en el CGA, el MC6845 está programado con 100 filas de caracteres por imagen y dos líneas de exploración por fila de caracteres. Debido a que la salida de dirección de memoria de video del MC6845 es idéntica para cada línea de exploración dentro de una fila de caracteres, el CGA debe usar la salida de "dirección de fila" del MC6845 (es decir, la línea de exploración dentro de la fila de caracteres) como un bit de dirección adicional para obtener datos de trama del video. memoria. [30]
Esto implica que, a menos que el tamaño de los datos ráster de una sola línea de exploración sea una potencia de dos, los datos ráster no se pueden colocar de forma continua en la memoria de vídeo. En cambio, los modos de gráficos en el CGA almacenan las líneas de escaneo pares de forma contigua en la memoria, seguidas de un segundo bloque de líneas de escaneo impares que comienzan en la posición de la memoria de video 8.192. Esta disposición da como resultado una sobrecarga adicional en los modos gráficos para el software que manipula la memoria de video.
Aunque el controlador de video MC6845 puede proporcionar la sincronización para el video entrelazado , los circuitos del CGA alinean las señales de sincronización de tal manera que la exploración es siempre progresiva. En consecuencia, es imposible duplicar la resolución vertical a 400 líneas de exploración utilizando un monitor estándar de 15 kHz.
El mayor ancho de banda utilizado por el modo de texto de 80 columnas da como resultado que aparezcan líneas horizontales cortas aleatorias en la pantalla (conocidas como "nieve") si un programa escribe directamente en la memoria de video durante el dibujo de la pantalla. El BIOS evita el problema accediendo solo a la memoria durante el retroceso horizontal o desactivando temporalmente la salida durante el desplazamiento. Si bien esto hace que la pantalla parpadee, IBM decidió que hacerlo era mejor que la nieve. [2] El problema de la "nieve" no ocurre en ningún otro adaptador de video, ni en la mayoría de los clones CGA.
En el modo de texto de 80 columnas, la frecuencia del reloj de píxeles se duplica y todas las señales de sincronización se emiten durante el doble de ciclos de reloj para que duren su duración adecuada. El circuito de señal de ráfaga de color de la salida compuesta es una excepción: debido a que todavía emite el mismo número de ciclos, ahora a la frecuencia de reloj duplicada, la señal de ráfaga de color producida es demasiado corta para la mayoría de los monitores, lo que produce un color inestable o nulo. Por lo tanto, la documentación de IBM enumera el modo de texto de 80 columnas como una "característica" solo para monitores compuestos RGBI y en blanco y negro. [31] Aún se puede lograr un color estable estableciendo el color del borde en marrón, lo que produce una fase idéntica a la señal de ráfaga de color correcta y sirve como sustituto de ella.
Soporte de doble cabezal
El CGA se lanzó junto con IBM MDA y, de hecho, podría instalarse junto con MDA en la misma computadora. Un comando incluido con PC-DOS permitió cambiar la salida de pantalla entre las tarjetas CGA y MDA. [32] Algunos programas, como las primeras versiones de MS-DOS de AutoCAD, admitían el uso de ambas pantallas al mismo tiempo.
Soporte de software
CGA fue ampliamente admitido en software de PC hasta la década de 1990. Algunos de los software que admitían la placa eran:
- Windows 3.0 (y versiones anteriores)
- OS / 2 1.1 (y versiones anteriores)
- Gerente de Entorno de Gráficos (GEM)
Adaptadores de la competencia
En enero de 1982, BYTE describió la salida de CGA como "muy buena, ligeramente mejor que los gráficos en color de las microcomputadoras existentes". [5] PC Magazine no estuvo de acuerdo, informando en junio de 1983 que "la pantalla monocromática de IBM es absolutamente hermosa para el texto y maravillosamente agradable a la vista, pero se limita a gráficos de caracteres simples. Calidad de texto en pantallas conectadas al adaptador de color / gráficos ... . es, en el mejor de los casos, de calidad media y conduce a la fatiga visual a largo plazo ". [33]
En un comentario retrospectivo, Next Generation también tuvo una visión negativa de la CGA, afirmando: "Incluso para la época (principios de la década de 1980), estos gráficos eran terribles, palideciendo en comparación con otras máquinas de color disponibles en el mercado". [34]
CGA tenía varios competidores:
- Para uso comercial y de procesamiento de texto, IBM proporcionó el Adaptador de pantalla monocromática (MDA) al mismo tiempo que CGA. MDA fue mucho más popular que CGA al principio. [35] Dado que se vendieron una gran cantidad de PC a las empresas, el texto monocromático nítido y de alta resolución era más deseable para ejecutar aplicaciones.
- En 1982, se introdujo la tarjeta gráfica Hercules (HGC) que no es de IBM , la primera tarjeta de video de terceros para PC. Además de un modo de texto compatible con MDA, ofrecía un modo de gráficos monocromáticos con una resolución de 720 × 348 píxeles, superior al CGA.
- El IBM PCjr (1984) y el compatible Tandy 1000 (1985) presentaban hardware de video "CGA extendido" integrado que extendía la RAM de video más allá de 16 kB, permitiendo 16 colores a una resolución de 320 × 200 y cuatro colores a una resolución de 640 × 200. Debido a que el Tandy 1000 sobrevivió durante mucho tiempo al PCjr, los modos de video se conocieron como " Adaptador de gráficos Tandy " o "TGA" , y fueron muy populares para los juegos durante la década de 1980. Similar pero menos utilizado fue el Plantronics Colorplus .
- En 1984, IBM también presentó el Professional Graphics Controller , una solución de gráficos de alta gama destinada, por ejemplo, a aplicaciones CAD . En su mayoría, era compatible con versiones anteriores de CGA. El PGC no tuvo una adopción generalizada debido a su precio de $ 4,000 y se suspendió en 1987.
Otras alternativas:
- Paradise Systems presentó en 1984 la primera tarjeta compatible con CGA exitosa para monitores MDA. Mostraba los 16 colores de CGA en tonos monocromáticos. Debido a que era compatible con el hardware de CGA, la tarjeta Paradise no necesitaba soporte de software especial ni controladores adicionales. [36]
- Otra extensión en algunos conjuntos de chips compatibles con CGA (incluidos los de Olivetti M24, AT&T 6300, DEC VAXmate y algunos portátiles de Compaq y Toshiba ) es una resolución vertical duplicada. Esto proporciona una visualización de texto de 8 × 16 de mayor calidad y un modo de gráficos adicional de 640 × 400.
La tarjeta CGA fue reemplazada en el espacio del consumidor por la tarjeta Adaptador de gráficos mejorados (EGA) de IBM , que admite la mayoría de los modos de CGA y agrega una resolución adicional (640 × 350), así como una paleta seleccionable por software de 16 colores de 64 pulgadas. modos de texto y gráficos.
Especificaciones
Conector
El Adaptador de gráficos en color utiliza un conector DE-9 estándar para video de transmisión directa (a un monitor RGBI). El conector de la tarjeta es hembra y el del cable del monitor es macho.
| Alfiler | Función |
|---|---|
| 1 | Suelo |
| 2 | Suelo |
| 3 | rojo |
| 4 | Verde |
| 5 | Azul |
| 6 | Intensidad |
| 7 | Reservado |
| 8 | Sincronización horizontal |
| 9 | Sincronización vertical |
Señal
| Tipo | TTL digital |
|---|---|
| Resolución | 640 h × 200 v, 320 h × 200 v |
| Frecuencia H | 15699,8 Hz (14,318181 MHz / 8/114) |
| V-freq | 59,923 Hz (frecuencia H / 262) |
| Colores | dieciséis |
Ver también
- Modelo de color RGB
- Tarjeta grafica
- Resoluciones de pantalla gráfica
- Unidad de procesamiento gráfico
- Lista de interfaces de pantalla
- Lista de paletas de hardware de computadora de 8 bits - sección CGA
- Página de códigos 437
- Lista de empresas de tarjetas y chips gráficos desaparecidos
Referencias
- ^ [1] ; cf. sección 1-133, "Adaptador de color / gráficos", página 143 de ibm_techref_v202_1.pdf
- ↑ a b c Bradley, David J. (septiembre de 1990). "La creación de la IBM PC" . BYTE . págs. 414–420 . Consultado el 2 de abril de 2016 .
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- ^ Manual de IBM CGA (PDF) . pag. 1.
- ^ a b c Williams, Gregg (enero de 1982). "Una mirada más cercana a la computadora personal de IBM" . BYTE . pag. 36 . Consultado el 19 de octubre de 2013 .
- ^ International Business Machines Corporation (1983): Carta de anuncio número 183-002 - IBM COLOR DISPLAY, 5153. Con fecha 4 de febrero de 1983. http://www-01.ibm.com/common/ssi/ShowDoc.wss?docURL= /common/ssi/rep_ca/2/897/ENUS183-002/index.html〈=en&request_locale=en
- ^ Manual de IBM CGA (PDF) . pag. 2.
- ^ Leonard, Jim. "Vídeo de referencia del CGA Compatibility Tester" . Consultado el 14 de octubre de 2020 .
- ^ El color marrón, representado por R = 1, G = 1, B = 0, I = 0, es una excepción; mientras que una interpretación directa de estos valores de bits resolvería este color como amarillo oscuro, la intensidad del componente verde se reduce a la mitad, para producir marrón, solo para estevalor de 4 bits . Consulte esta página para obtener más detalles. Esta interpretación RGBI especial para el marrón se realiza en el monitor; el monitor IBM 5153 diseñado para la CGA lo realiza, pero algunos de los primeros monitores de terceros no lo hicieron.
- ^ International Business Machines Corporation (1983): IBM Personal Computer XT Technical Reference Manual, páginas D-42 a D-43.
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Un problema básico surge cuando la señal luminosa ... contiene componentes de frecuencia que se encuentran dentro de la banda cromática.
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Las transiciones nítidas de negro a blanco ... contienen componentes de frecuencia ..., y las de la banda de croma crean crominancia cruzada.
- ^ "CGA en 1024 colores - un nuevo modo: la guía ilustrada" . Una entrada de blog de los creadores de la demostración "8088 MPH" que explica esta técnica.
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- ^ Curran, Lawrence J .; Shuford, Richard S. (noviembre de 1983). "Estridge de IBM" . BYTE . págs. 88–97 . Consultado el 19 de marzo de 2016 .
- ^ Stark, Craig L. (2 de octubre de 1984). "Tarjeta gráfica Paradise: es más fácil ser ecológico" . Revista de PC . pag. 59 . Consultado el 25 de octubre de 2013 .
- Notas
- Referencia de vídeo CGA compatible con PC de IBM : incluye detalles técnicos
- Calibración del monitor CGA : información técnica sobre la decodificación y calibración de color del monitor IBM 5153
- Biblioteca de hardware de computadora personal de IBM: referencia técnica (edición revisada, 1983)
- Este artículo se basó originalmente en material del Diccionario gratuito de informática en línea .
enlaces externos
- Notas sobre el adaptador de gráficos en color
- Juegos con gráficos CGA
- Capturas de pantalla representativas de juegos CGA
- Hilo amigable para el usuario sobre el uso de CGA
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