Color Graphics Adapter

CGA (англ. Color Graphics Adapter) — відеоадаптер, випущений IBM в 1981 році, і перший стандарт кольорових моніторів для IBM PC.

Браузер Arachne в режимі 640×200

Перша графічна плата IBM, що підтримує кольорове зображення.

Стандартна графічна плата CGA має 16 кілобайтів відеопам'яті і може підключатися або до NTSC-сумісного монітора чи телевізора, або до RGBI монітора, такого як IBM 5153. Збудована на основі відеоконтролера Motorola MC6845, графічна плата CGA підтримує кілька графічних і текстових відеорежимів. Найвища роздільність серед усіх режимів — 640×200, найбільша глибина кольору — 4 біти (16 кольорів).

Палітра CGA

16-колірна палітра CGA
0	чорний #000000	8	(темно-) сірий #555555
1	синій #0000AA	9	блакитний #5555FF
2	зелений #00AA00	10	яскраво-зелений #55FF55
3	ціан #00AAAA	11	яскравий ціан #55FFFF
4	червоний #AA0000	12	яскраво-червоний #FF5555
5	пурпурний #AA00AA	13	яскраво-пурпурний #FF55FF
6	коричневий #AA5500	14	жовтий #FFFF55
7	білий (світло-сірий) #AAAAAA	15	яскраво-білий #FFFFFF

Максимальна глибина кольору CGA — 4 біти. Це дозволяє використовувати палітру з 16 кольорів.

Молодші три біти відповідають червоному, зеленому і синьому кольорам електронних променів монітора. Чорний колір означає, що всі промені практично вимкнені.

Синьо-зелений колір (ціан) досягається змішуванням синього й зеленого променів, пурпуровий — синього й червоного, коричневий — зеленого й червоного. Білий (світло-сірий) досягається змішуванням всіх трьох променів.

Останні вісім кольорів досягаються встановленням четвертого біту — біту інтенсивності — що дає яскравішу версію кожного кольору, хоча на багатьох моніторах темно-сірий неможливо було відрізнити від чорного. Кольорова модель CGA «RGB плюс біт інтенсивності» також називається RGBI.

темно-жовтий
6	#AAAA00

Винятком є колір № 6: за моделлю RGBI, колір № 6 буде відображатись як темно-жовтий (#AAAA00). Однак, IBM вирішила включити додаткову схему в кольоровий монітор, що ослаблювала зелений компонент кольору № 6.

if (colorNumber == 6) green = green / 2;

В результаті виходить коричневий колір (#AA5500).^[1]

Стандартні текстові режими

• 40×25 символів, 16 кольорів. Кожний символ має розмір 8×8 точок. Ефективна роздільність екрану — 320×200 пікселів (пропорції пікселя — 1:1,2), при цьому неможливе звернення окремо до кожного пікселя. Всього доступно 256 різних символів, зображення котрих зберігаються в ПЗП відеокарти. Для кожного символу можна задати колір символу і колір фону, обидва кольори обираються з палітри. Відеокарта має обсяг пам'яті, достатній для збереження восьми відеосторінок.

• 80×25 символів, 16 кольорів. Використовується той самий набір символів, що й для режиму 40×25. Ефективна роздільність екрану — 640×200 пікселів (пропорції пікселя — 1:2,4), також неможливе звернення окремо до кожного пікселя. Через те, що на екран можливо вивести вдвічі більше символів, ОЗП відеокарти достатньо для збереження чотирьох відеосторінок.

Стандартні графічні режими

# Палітра 1 Палітра 1 за більшої інтенсивності 0 колір фону колір фону 1 3 — ціан 11 — яскравий ціан 2 5 — пурпурний 13 — яскраво-пурпурний 3 7 — білий 15 — яскраво-білий
# Палітра 2 Палітра 2 за більшої інтенсивності 0 колір фону колір фону 1 2 — зелений 10 — яскраво-зелений 2 4 — червоний 12 — яскраво-червоний 3 6 — коричневий 14 — жовтий

• 320×200 пікселів, так само, як і у текстового режиму 40×25. В графічному режимі можливо звертатися до окремих пікселів. Одночасно можливо використовувати лише чотири кольори, котрі неможливо обрати самостійно — для даного режиму визначено дві палітри:
  1. Пурпурний, ціан, білий і колір фону (за замовчуванням — чорний).
  2. Червоний, зелений, коричневий і колір фону (за замовчуванням — чорний).

При встановлені біту інтенсивності доступні яскраві варіанти палітр.

• 640×200 пікселів, так само, як і у текстового режиму 80×25. Можливо звертатися до окремих пікселів. Цей режим монохромний, доступні лише білий і чорний колір (кольори можна змінити).

Додаткові налаштування і відеорежими

#	Палітра 3
0	default
1	3 — ціан
2	4 — червоний
3	7 — білий

• В графічному режимі 320×200 колір фону можна змінити з чорного на будь-який з 16-колірної палітри.
• В графічному режимі 640×200 основний колір можна змінити з білого на будь-який з 16-колірної палітри.
• В текстовому режимі можна змінити колір бордюру (простору навколо основної області).
• В графічному режимі 320×200 можливо використовувати третю чотирьохколірну палітру.
• Текстовий режим 80×25 за допомогою налаштування відеоконтролера можна змусити працювати як 16-кольоровий графічний режим 160×100.^[2]

Деякі з цих прийомів можна комбінувати. В більшості програм ці можливості не використовувались, але є приклади їх використання в комп'ютерних іграх.^[3]

Дефекти

Найпомітніший апаратний дефект CGA — «сніг» в текстовому режимі 80×25. Відеопам'ять CGA не підтримує одночасний запис і читання. В результаті, якщо мікропроцесор здійснює запис в відеопам'ять в той момент, коли вона читається відеоадаптером — на екран виводяться випадкові пікселі. Цей дефект виправлено у багатьох клонах CGA.^[4]

Для програмістів ще однією перешкодою є черезрядковий (interlaced) формат відеопам'яті в графічних режимах.^[5]

Стандартні відеорежими не повністю використовують відеопам'ять.

Технічні характеристики

Роз'єм

Роз'єм на відеокарті:^[6]

5	1
9	6

Pin assignments

Pin	Функція
1	Маса
2	Маса
3	Червоний
4	Зелений
5	Синій
6	Інтенсивність освітленості
7	Зарезервовано
8	Горизонтальна синхронізація
9	Вертикальна синхронізація

Сигнал

Тип	Цифровий, ТТЛ[7]
Роздільність	640×200, 320×200
Горизонтальна частота	15,75 кГц
Вертикальна частота	60 Гц[8]
Кількість кольорів	16

Конкуруючі відеоадаптери

• Для бізнес-задач і роботи з текстами IBM одночасно з CGA випустила відеоадаптер MDA. Він виводив текст в режимі 80×25 з більш високою роздільністю — 9×14 пікселів на символ, що давало чіткіше зображення в текстовому режимі. З цієї причини, а також через більш високу вартість CGA, MDA був привабливішим для бізнес-користувачів.
• В 1982 році фірмою Hercules Computer Technology був випущений відеоадаптер Hercules Graphics Card. Він підтримував текстовий режим, сумісний з MDA, і монохромний графічний режим. Роздільність графічного режиму становила 720×348 пікселів — більше, ніж у CGA. Завдяки монохромній графіці більш високої роздільності і можливості роботи з більш дешевим монохромним монітором, Hercules Graphics Card для багатьох був привабливішим вибором.^[9]
• Наступником CGA став відеоадаптер EGA, випущений в 1984 році, що підтримував більшу частину відеорежимів CGA і додаткову роздільність 640×350 пікселів, а також програмно-налаштовувану палітру (16 кольорів з 64 можливих) в текстових і графічних режимах. Після випуску EGA ціна на CGA була знижена, і CGA позиціонувався як відеоадаптер початкового рівня. Це дозволило CGA залишатись популярним ще кілька років.
• Популярність CGA стала падати з випуском VGA в 1987 році.

Посилання

• Відеоігри з CGA-графікою (англ.)
• Повніший список на сайті MobyGames [Архівовано 21 листопада 2008 у Wayback Machine.] (англ.)

Примітки

1. Leonard, Jim (18 января 2006 г.). CGA monitor calibration (англійською) . Архів оригіналу за 8 лютого 2012. Процитовано 8 жовтня 2006.
2. Elliott, John (13 листопада 2008). Colour Graphics Adapter Notes (англійською) . Архів оригіналу за 27 червня 2013. Процитовано 13 листопада 2008.
3. MobyGames (англійською) . Архів оригіналу за 27 червня 2013. Процитовано 13 листопада 2008.
4. IBM Color Graphics Adapter (CGA). Faqsys (англійською) . Архів оригіналу за 17 травня 2002. Процитовано 8 жовтня 2006.
5. Нортон П. Основы вывода изображения // Персональный компьютер фирмы IBM и операционная система MS-DOS = The Peter Norton Programmer's Guide to the IBM PC. — М. : Радио и связь, 1992. — С. 89. — ISBN 5-256-00381-X.
6. Справочник www.5v.ru. Архів оригіналу за 27 червня 2013. Процитовано 13 листопада 2008.
7. Kuphaldt, Tony R. Logic signal voltage levels. All About Circuits (англійською) . Архів оригіналу за 27 червня 2013. Процитовано 13 листопада 2008.
8. Wilton, Richard. Programming the Hardware // Programmer's Guide to PC and PS/2 Video Systems. — Microsoft Press, 1987. — С. 544. — ISBN 1-55615-103-9.
9. Wilton, Richard. IBM Video Hardware and Firmware // Programmer's Guide to PC and PS/2 Video Systems. — Microsoft Press, 1987. — С. 544. — ISBN 1-55615-103-9.