TVGA彩色视频模式论文:什么是论文

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TVGA彩色视频模式论文

关键词DAC彩色表 增强型视频图形阵列TVGA自从Trident公司开发出来，现在以成为IBM和 其他兼容机上普遍适用的图形显示器。TVGA提供与VGA寄存器级兼容能力，并 增强了几种显示模式，特别是它能很方便的显示256种颜色，为我们提供了丰富 多彩的照片式图像显示。为了让读者能对TVGA的256色模式有一个清楚而全面 的认识，文章将从结构显示原理以及存储模式等方面来介绍，最后并给出 TVGA256色模式下的编程技术。

一、TVGA视频模式 TVGA提供了与VGA寄存器级兼容能力，而且大大增强了图形、文本模式， 支持256K×4DRAM、等离子体显示控制，它可以模拟VGA、EGA、CGA、MDA 和256色图形方式，有640×400、640×480、800×600和1024×768四种模式。

TVGA除拥有VGA标准图形模式外，还有扩展VGA模式。在配置512K视 频缓冲区(DRAM)的系统中，256色的分辨率可达到800×600；
若配置1MBDRAM， 还可以达到1024×768更高的分辨率。

表1给出TVGA扩展图形模式的说明。

@@T5S10600.GIF;表1@@ 由表1可知TVGA提供4种256色扩充模式:5CH(640×400)、5DH(640×480)、 5EH(800×600)和62H(1024×768)。在此后的文中，所谈及的TVGA256色的视频模 式就是上述四种模式。

二、TVGA结构 TVGA主要由:定序器、CRT控制器、图形控制器、属性控制器、DAC支持 逻辑、主总线接口及显示寄存器接口等7部分组成，它们之间的逻辑关系如图1所示。

@@T5S10601.GIF;图1@@ 1.定序器 定序器为DRAM接口提供基本的存储器时序，为CRT提供字符时钟，并执 行某些存储器地址解码。它通过5个可以读写的寄存器进行控制。它们有两个I/O 地址(3C4和3C5)。3C4是序号寄存器，用于选择工作寄存。数据输出到I/O地址为 3C5的寄存器。

2.CRT控制器 CRT控制器通过产生显示器光栅的同步信号等来控制显示器，它也可以定 义屏幕上显示数据的格式。

3.图形控制器 图形控制器位于存储器与系统处理器之间的数据通道中。在缺省状态下， 图形控制器是透明的:数据在处理器之间直接进行逻辑操作，为图形算法提 供硬件支持。同样，图形控制器有两个I/O地址:3CE和3CF，前者是序号寄 存器，用于选择图形控制器各工作寄存器来驱动TVGA模拟显示器 4.属性控制寄存器 属性控制寄存器把图形控制器接收的数据格式化后进行视频显示。它操作 调色板、屏幕边界(或过扫描区)和背景色彩。光标闪烁、下划线和显示逻辑地址 也由它控制。在图形模式下，属性控制器把内存中的数据转化成彩色查找表的地 址，并由视频DAC转换成模拟电平来驱动TVGA模拟显示器。

5.数模转换器(DAC) 数模转换器，是TVGA系统中的可编程控制设备。它把TVGA产生的二进 制彩色信息转换成可由监视器显示的信号，DAC含有256个颜色数据寄存器，每 个含有可显示的每种颜色。每个数据寄存器保存18位彩色信息，红绿蓝各占6位。

这些基色位控制三色模拟显示的驱动。TVGA256模式时，显示缓冲区的每一项 由18位组成，分成三部分，各6位，分别代表红绿蓝的值。查找表中每一项是可以设置的，因此可有256k种颜色可以设置，由于查找表最多只有256色，所以同 时显示的颜色只有256种。显示缓冲区、视频DAC和彩色查找表、显示屏的关系 可用图2来表示。

@@T5S10602.GIF;图2@@ 用于访问视频DAC的寄存器有5个，见表2。

@@T5S10603.GIF;表2@@ 选择查找表2中256个内部色彩寄存器，另有两个独立的寄存器，读序号寄 存器仅用于读DAC颜色查找表，写序号寄存器仅用于写DAC颜色表。彩色寄存 器宽18位，把8位序号写入3C8写序号寄存器，然后写6位数到数据寄存器(3C9)， 那么8位序号彩色寄存器的3个分量就得到修改。每写3个字节，3C8写寄存器自 动加一，因此不必重复设置序号便可给一组寄存器赋值。同样，向读寄存器(3C7) 写入8位序号，然后从3C9中读3个6位值，便可得到该序号彩色寄存器值。每读3 个字节，序号寄存器就自动加一，因此不必设置序号就可读出一组彩色寄存 器值。

读DAC状态寄存器(3C7)可以知道彩色查找表当前是读还是写。D0，D1 位上的00值表示处于读模式，01值表示处于写模式。

三、TVGA256视频模式的存储模式 TVGA256图形模式，包括模式5C、5D、5E和62等。在这几种模式中，彩 色查找表(调色板)的设置都是通过对端口3C7、3C8、3C9的读写达到重置彩色查 找表的目的。这几种显示模式缓冲区的起始地址都是A0000，而所需缓存容量都 大于TVGA基本的64KB，因此TVGA在控制卡上增加了一部缓存，它是通过3C4， 3C5来存取。

1.TVGA存储映射方式 显示存储器DRAM在系统主存储空间的映射方式有两种，也就是两种页模 式(PAGEMODE)，第一种允许CPU访问DRAM的地址范围为A0000―BFFFF，即 128K模式；
另一种地址范围为A0000―AFFFF，即64K模式。前一种模式，在使 用位平面存储方式下，一次可以访问128K的位平面；
而后一种模式则需要另外 一个I/O端口位来选择读出的是哪一个64K。TVGA的视频BIOS缺省置为64K模式。可根据需要选择页模式，页模式由图形控制器中的辅助寄存器控制。图形控制器 有I/O地址3CE和3CF，3CE为索引端口地址，3CF为数据端口地址。而辅助寄存 器则为3CE的第6号索引寄存器。该寄存器中存放着可修改的单字节数据，各位 意义如下: 4，5，6，7位:保留: 2，3位:DRAM在主存储区内的地址范围 00―A0000～BFFFF(128K) 01―A0000～AFFFF(64K) 10―B0000～B7FFF(32K) 11―B8FFF～BFFFF(32K) 1位:置为0；

0位:若为0，表文本方式；
若为1，表图形方式。

在64K页模式下，由于一幅640×480的256色图象至少需要240K缓存，这大 大的超过了64K页模式下的缓存，因此TVGA在VGA64K基础上，利用定序器控 制器的地址寄存器(索引号为0EH)来分别控制数据传送到不同的几个64KB缓存 中。定序器控制器的索引端口地址为3C4，数据端口地址为3C5。而地址寄存器 则为0E号索引，存放 着单字节数据，各位意义如下: 4，5，6，7位:保留；

2，3位:0到3号存储块选择；

1位:页选择:读DRAM时，若为1，表读第一页；

若为0，表读第零页；
特别注意，写DRAM时， 若为1，表写第零页；
若为0，表写第一页；
0位:段选择。

2.TVGA像素寻址 图形显示模式下TVGA使用自然坐标系对其存储器进行寻址，各像素根据 坐标在屏幕上定位，原点位于屏幕左上角，坐标最大点(Xmax,Ymax)位于右下角。

屏幕像素地址为20位(不包括0XA0000基地址)，格式为: 16，17，18，19位:意义同定序器控制器的地址寄存器的4，5，6，7位；

0..15位:表段内偏移地址。

四、TVGA编程技术 在TVGA256色视频模式下，主要用于显示高质量照片式点阵式图像。原 图像可以从彩色图像扫描仪中或电视摄像机中获得，只要把原图像格式转换成 TVGA的256彩色显示格式，就可以直接把图像送TVGA显示存储器。本节所有例 程都是用TURBOC语言写成，并都在微机上调试通过。

1.模式设置 用BIOS中的INT10H可完成模式设置，下面只讨论256色图形模式的设定。

在每次模式设置前，还要设置缓冲区的存储模式。

(1)缓冲区存储模式设置 ①128K模式 voidmode128K() {unsignedchari;
outp(0x3ce,0x06);
i=0x01;
i=(i0x0f);
outp(0x3cf,i);
}②64K模式 voidmode64K() {unsignedchari;
outp(0x3ce,0x06);
i=0x05;
i=(i0x0f);
outp(0x3cf,i);
(2)图形显示模式设置 set-mode(intmode) {unionREGSin,out;
in.h.al=(unsignedchar)mode;
in.h.ah=0;
int86(0x10,in,out);
} 2.画点程序和读点程序 不妨设当前模式下的横向和纵向的最大分辨率maxx,maxy已知。

putpixel(intx,inty,unsignedcharcolor) {longaddress,offset;
unsignedcharsegnumber;
charfar*p;
address=y*maxx+x;
offset=(address0x0000ffff);
segnumber=(address0x000f0000;) outp(0x3c4,0x0e);in.h.al=segnumber;
in.h.al=(in.h.al0x0f)^0x02;
outp(0x3c5,in.h.al);
p=(charfar*)0xA0000000;
*(offset+p)=color;
} getpixel(intx,inty,unsignedcharcolor) {longaddress,offset;
unsignedcharsegnumber;
charfar*p;
address=y*maxx+x;
offset=(address0x0000ffff);
segnumber=(address0x000f0000);
outp(0x3c4,0x0e);
outp(0x3c5,segnumber);
p=(charfar*)0xA0000000;
color=*(offset+p);
} .调色板的读写 对于TVGA256色视频模式，BIOS中常用的是置调色板寄存器10H，其中 改写和读取DAC彩色寄 存器的功能如下。

①设置单个DAC彩色寄存器值 输入参数:AH=10H,AL=10HBX=DAC寄存器号(0～255) DH=红色分量值(6位) CH=绿色分量值(6位) CL=蓝色分量值(6位) 返回值:无 ②设置DAC彩色寄存器组 输入参数:AH=10H，AL=12H BX=寄存器组起始号(0～255) CX=寄存器数目(1～256) ES:DX=彩色表地址(每个彩色寄存器对应3个字节) 返回值:无 ③读单个DAC彩色寄存器值 输入参数:AH=10H，AL=15H BX=DAC寄存器号(0～255) 返回值:DH=红色分量值 CH=绿色分量值 CL=蓝色分量值 ④读DAC彩色寄存器组 输入参数:AH=10H，AL=17H BX=寄存器组起始号(0～255)CX=寄存器组数目(1～256) ES:DX=读取数据的存放地址 返回值:彩色寄存器的彩色值(每个寄存器3个字节) 为了讨论方便，先给出以下公共变量: unionREGSin,out;
structSREGSsregs;
unignedcharcolor-table［256］［3］;
于是就可以编写出相应的程序。

①单个DAC寄存器写函数 voidwriteDAC(intregnumber,unsignedcharr,unsignedcharg, unsignedcharb) {in.x.ax=0x1010;
in.x.bx=regnumber;
in.h.dh=r;
in.h.ch=g;
in.h.cl=b;
int86(0x10,in,out);
} ②单个DAC寄存器读函数 voidreadDAC(intregnumber,unsignedcharr,unsignedcharg, unsignedcharb) {in.x.ax=0x1015;
in.x.bx=regnumber;int86(0x10,in,out);
out.h.dh=r;
out.h.ch=g;
out.h.cl=b;
} ③写DAC寄存器组函数 voidwriteDACS(intregnumber,intregcount,unsignedcha r *color-tableb) {in.x.ax=0x1012;
in.x.bx=regnumber;
in.x.cx=regcount;
sregs.es=FP-SEG(color-table);
sregs.dx=FP-OFF(color-table);
int86x(0x10,in,out,sregs);
} ④读DAC寄存器组函数 voidreadDACS(intregnumber,intregcount,unsignedchar *color-table) {in.x.ax=0x1017;
in.x.bx=regnumber;
in.x.cx=regcount;
sregs.es=FP-SEG(color-table);
sregs.dx=FP-OFF(color-table);
int86x(0x10,in,out,sregs);} 除了BIOS方式之外，访问调色板还可用寄存器访问方式。这里用到3个寄 存器I/O地址寄存器 3C7彩色查找表读操作索引号 3C8彩色查找表写操作索引号 3C9彩色查找表数据寄存器 ①获取当前调色板数据 voidreadcolors(unsignedcharcolor-table［256］［3］) {inti,j;
for(i=0;i256;i++) {outp(0x3c7,i);
for(j=0;j3;j++) color-table［i］［j］=(unsignedchar)inp(0x3c9);
} } ②重新设置调色板 voidwritecolors(unsignedcharcolor-table［256］［3］) {inti,j;
outp(0x3c8,0);
for(i=0;i256;i++) for(j=0;j3;j++) outp(0x3c9,color-table［i］［j］2);
}③读取单个DAC数据 readcolor(unsignedcharcolornum,unsignedr,unsignedc ha rg,unsignedcharb);
{outp(0x3c7,colornum);
r=inp(0x3c9);
g=inp(0x3c9);
b=inp(0x3c9);
} ④改写单个DAC数据 writecolor(unsignedcharcolornum,unsignedr,unsigned ch arg,unsignedcharb);
{outp(0x3c8,colornum);
outp(0x3c9,r);
outp(0x3c9,g);
outp(0x3c9,b);
} 最后需指出，TVGA256色视频模式是TVGA中最引人注目的模式，根据 VGA的标准，可选择多达256K种颜色，但一个显示页同时可显示的颜色最多只 有256色，对于模式62H，系统需配置1MBDRAM，而一般个人计算机上的TVGA 显示卡只有512KBDRAM，因而一般不能实现62H模式所提供的1024*768这种高 分辨率。所以，用户在使用TVGA256色视频模式时，最好使用5DH模式，即分 辨率为640*480的256色模式。为了让读者能尽快熟悉TVGA256色的编程技术， 笔者特给出一个在5DH模式下显示256彩色TIFF图像格式文件的程序，程序用C 语言写成，并在TURBOC2.0下编译，运行通过。程序中的TIFF文件的读取涉及到图像格式文件的知识，这里不再赘言。

附:源程序showtif.c #includedos.h #includestdio.h #includealloc.h unsignedcharbuff［640］,pal-buf［3*512］,pal-buff［256］［3］;
structHEAD { unsignedintbo;
unsignedintver;
unsignedlongnext;
}head;/*定义TIFF格式文件头*/ structDIR { unsignedinttga;
unsignedinttype;
unsignedlonglen;
unsignedlongval;
}dir［20］;/*定义TIFF格式文件目录项*/ main(intargc,char*argv［］) { unionREGSin,out;
unsignedcharcur-mode,cur-page;
in.h.ah=15;int86(0x10,in,out);
cur-mode=out.h.al;
cur-page=out.h.bh;/*存储当前显示模式*/ show(argv［1］,atoi(argv［2］,atoi(argv［3］));
in.h.ah=0;
in.h.al=cur-mode;
in.h.bl=cur-page;
int86(0x10,in,out);/*恢复成原显示模式*/ } show(char*filename,intx,inty) { unionREGSin,out;
FILE*pcx;
unsignedintlongcc=0,dd,star,palptr;
registerintm,j;
unsignedintnd,bitcount,with,hight,d;
inti,k=-1;
unsignedcharch,mode,seg-num=0;
charfar*pvdieo=(charfar*)0xa0000000;
if((pcx=fopen(filename,"rb+"))==NULL) {printf("openfileerror!");exit(0);} fread(head,8,1,pcx);
fseek(pcx,head,next,SEEK-SET);
fread(nd,2,1,pcx);fread(dir,12*nd,1,pcx);
for(i=0;ind;i++) switch(dir［i］.tga) { case0x100:with=dir［i］.val;break;
case0x101:hight=dir［i］.val;break;
case0x102:bitcount=dir［i］.val;break;
case0x111:star=dir［i］.val;break;
case0x140:palptr=dir［i］.val;break;
default:continue;
} /* star=图像数据首地址with=图像宽度 hight=图像高度bitcount=图像像素位数 palptr=调色板首地址 */ in.h.ah=0;
in.h.al=0x5d;
int86(0x10,in,out);
/*设置当前显示模式为5DH*/ fseek(pck,palptr,SEEK-SET);
fread(pal-buf,512*3,1,pcx);
/*读取调色板数据*/outp(0x3c8,0);
for(j=0;j256;j++) for(i=0;i3;i++) outp(0x3c9,pal-buf［i*512+2*j+1］2);
/*设置当前调色板*/ x=x%640;
y=y%480;
cc=(long)y*(long)640+(long)x;
while(cc=65535){cc=cc-65535;seg-num++;} if(seg-num==0){if(x=254)k=-x-1;elsek=640-x-1;} if(seg-num==1){if(x=510)k=254-x;elsek=640-x+254;} if(seg-num==2){if(x=126)k=510-x;elsek=640-x+510;} if(seg-num==3){if(x=382)k=126-x;elsek=640-x+126;} if(seg-num==4){if(x=638)k=638-x;elsek=640-x+382;} pvdieo+=cc;
outp(0x3c4,0x0e);
in.h.al=seg-num++;
in.h.al=(in.h.al0x0f)^0x02;
outp(0x3c5,in.h.al);
/*设置当前的存储模式*/ fseek(pcx,star,SEEK-SET);
for(j=0;jhight;j++) { fread(buff,1,with,pcx);/*逐行读出像素数据*/ if((cc+640)65536) { for(m=0;mwith;m++) *pvdieo++=buff［m］;
pvdieo+=640-with;
cc+=640;
} else { k=(k+256)%640;
if(kwith) { for(m=0;m=k;m++) *pvdieo++=buff［m］;
} else { for(m=0;mwith;m++) *pvdieo++=buff［m］;
pvdieo+=k-with;
} outp(0x3c4,0x0e);
in.h.al=seg-num++;in.h.al=(in.h.al0x0f)^0x02;
outp(0x3c5,in.h.al);
pvdieo=(charfar*)0xa0000000;
if(kwith) { for(i=m;iwith;i++) *pvdieo++=buff［i］;
pvdieo+=640-with;
co=640-k;
} else { pvdieo+=639-k;
co=640-k;
} } } fclose(pcx);
getch();