浅谈tvga彩色视频模式

1、浅谈tvga彩色视频模式    摘 要 本文首先分析了tvga的结构和其显示原理，然后进一步阐述了其256彩色模式下的存储模式，并给出了的实用编程技术，还附了一个在tvga显示器上显示256色图像的源程序。 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

2、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×4 dram、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1mb dram，还可以达到1024×768

3、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11.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

4、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

5、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，

6、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

7、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、tvga 256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a000

8、0，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a0000bffff，即128k模式；另一种地址范围为a0000affff，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

9、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00a0000bffff (128k)01a0000affff (64k)10b0000b7fff (32k)11b8fffbffff (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vga 64k基础上，利用

10、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

11、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tvga 256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turbo c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 128k

12、模式void mode128k() unsigned char i;outp(0x3ce,0x06);i=0x01;i=(i & 0x0f);outp(0x3cf,i); 64k模式void mode64k() unsigned char i;outp(0x3ce,0x06);i=0x05;i=(i & 0x0f);outp(0x3cf, i);(2) 图形显示模式设置set-mode( int mode) union regs in, out;in.h.al=(unsigned char) mode;in.h.ah=0;int86(0x10, &in, &ou

13、t);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(int x,int y,unsigned char color) long address,offset;unsigned char segnumber;char far *p;address=y* maxx+x;offset=(address & 0x0000ffff);segnumber=(address &0x000f0000;)outp(0x3c4, 0x0e);in.h.al=segnumber;in.h.al=(in.h.al & 0x0f)0x0

14、2;outp(0x3c5,in.h.al);p=(char far *) 0xa0000000;*(offset+p)=color;getpixel(int x,int y,unsigned char color) long address,offset;unsigned char segnumber;char far *p;address=y*maxx+x;offset=(address & 0x0000ffff);segnumber=(address & 0x000f0000);outp(0x3c4,0x0e);outp(0x3c5,segnumber);p=(char f

15、ar *)0xa0000000;color=*(offset+p);3.调色板的读写对于tvga 256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。 设置单个dac彩色寄存器值输入参数:ah=10h,al=10hbx=dac寄存器号(0255)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 设置dac彩色寄存器组输入参数:ah=10h，al=12hbx=寄存器组起始号(0255)cx=寄存器数目(1256)es:dx=彩色表地址(每个彩色寄存器对应3个字节)返回值:无 读单个dac彩色寄存器值输入参数:ah=

16、10h，al=15hbx=dac寄存器号(0255)返回值:dh=红色分量值ch=绿色分量值cl=蓝色分量值 读dac彩色寄存器组输入参数:ah=10h，al=17hbx=寄存器组起始号(0255)cx=寄存器组数目(1256)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:union regs in, out;struct sregs sregs;unigned char color-table2563;于是就可以编写出相应的程序。 单个dac寄存器写函数void writedac(int regnumber, unsigned

17、 char r, unsigned char g,unsigned char b) in.x.ax=0x1010;in.x.bx=regnumber;in.h.dh=r;in.h.ch=g;in.h.cl=b;int86(0x10, &in, &out); 单个dac寄存器读函数void readdac(int regnumber, unsigned char r, unsigned charg,unsigned char b) in.x.ax=0x1015;in.x.bx=regnumber;int86(0x10, &in, &out);out.h.dh=r;

18、out.h.ch=g;out.h.cl=b; 写dac寄存器组函数void writedacs(int regnumber, int regcount, unsigned char*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); 读dac寄存器组函数void readdacs(int regnumber, int

19、 regcount, unsigned char*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 获取当前调色板数据void readcolor

20、s(unsigned char color-table2563) int i, j;for (i=0;i<256;i+) outp(0x3c7,i);for (j=0; j<3; j+)color-tableij=(unsigned char)inp(0x3c9); 重新设置调色板void writecolors(unsigned char color-table2563) int i, j;outp(0x3c8,0);for (i=0; i<256;i+)for (j=0; j<3; j+)outp(0x3c9, color-tableij>>2); 读取

21、单个dac数据readcolor(unsigned char colornum, unsigned r, unsigned charg,unsigned char b); outp(0x3c7, colornum);r=inp(0x3c9);g=inp(0x3c9);b=inp(0x3c9); 改写单个dac数据writecolor(unsigned char colornum, unsigned r, unsignedcharg,unsigned char b); outp(0x3c8, colornum);outp(0x3c9, r);outp(0x3c9, g);outp(0x3c9,

22、b);最后需指出，tvga 256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1mb dram，而一般个人计算机上的tvga显示卡只有512kb dram，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tvga 256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turbo c2.0下

23、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#include <dos.h>#include <stdio.h>#include <alloc.h>unsigned char buff640,pal-buf3*512, pal-buff2563;struct headunsigned int bo;unsigned int ver;unsigned long next; head; /*定义tiff格式文件头 */struct dirunsigned int tga;unsigned int

24、 type;unsigned long len;unsigned long val; dir20; /*定义tiff格式文件目录项 */main(int argc,char *argv)union regs in, out;unsigned char cur-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(argv1,atoi(argv2,atoi(argv3);in.h.ah=0;in.h.al=cur-mode;in.h

25、.bl=cur-page;int86(0x10,&in,&out); /*恢复成原显示模式 */show(char *filename,int x,int y)union regs in,out;file *pcx;unsigned int long cc=0,dd,star,palptr;register int m, j;unsigned int nd,bitcount, with, hight, d;int i,k=-1;unsigned char ch, mode,seg-num=0;char far *pvdieo=(char far *)0xa0000000;if

26、(pcx=fopen(filename, "rb+")=null)printf("open file error !");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; i<nd;i+)switch(diri.tga)case 0x100: with=diri.val;break;case 0x101: hight=diri.val;break;case 0x10

27、2: bitcount=diri.val;break;case 0x111: star=diri.val;break;case 0x140: palptr=diri.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;j<256; j+)for (i=0; i<3; 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)