VGA接口
视频图形阵列
视频图形阵列(VGA,Video Graphic Array)是IBM于1987年提出的一个使用模拟信号的电脑显示标准。VGA接口即采用VGA标准输出数据的专用接口。VGA接口通常用于电脑显卡、显示器及其他设备之间传送模拟信号。
定义
VGA接口即采用VGA标准输出数据的专用接口,常用于电脑显卡与显示器以及其他设备之间传送模拟信号。当用VGA来表示分辨率时,通常是指640×480。
发展历史
VGA接口由IBM在1987年推出,工业标准的VGA显示模式为640*480*16色*60hz。
随着技术发展,VGA接口衍生出了多种分辨率标准,如SVGA(800x600)、QVGA(320x240)、WVGA(800x480)、XVGA(1280x960)等。
基本原理
显示原理
VGA显示器在屏幕上显示的彩色是由R,G,B(红、绿、蓝)三个基本色组成,阴极射线管(CRT)发出电子束,打在荧光屏上产生三基色。VGA图像显示是通过CRT逐行扫描或隔行扫描的方式实现的,即输入信号在显示器屏幕上方开始从左到右,从上到下逐行扫描。行扫描信号HS控制从左到右扫描、场扫描信号VS控制从上到下的扫描。电子束在扫描完一行后会回到下一行的起始位置,CRT对电子束消隐,用行同步信号HS进行行同步;等所有行扫描结束,场同步信号VS进行场同,同时进行场消隐,使电子束回到屏幕左上方。
管脚定义
VGA接口至少有四个版本,分别是原始版本和DDC15引脚的三排15针DE-15,功能较少且不太常见的9针VGA,以及用于笔记本电脑的Mini-VGA。下表是较新的15针VGA VESA DDC2 接口引脚布局,引脚定义如下:
VGA接口15个管脚中,3条基本色彩管脚(红、绿、蓝)以及水平、垂直2条控制管脚是其中最重要的。这 5条可以组成8种组合,显示8种色彩。
VGA线公头和VGA母头接口呈梯形,公头两边各有2颗螺丝,对应母头上的2个螺丝孔,梯形内有15个Pin,对应母头上的15个孔。
扫描时序
VGA的扫描时序可以分为四个阶段:同步脉冲 a、显示后沿 b、显示时序段 c、显示前沿 d。
同步脉冲a代表新一行像素扫描的开始,同时也是上一行扫描的结束。
显示时序c是真正图像的显示区域,在此阶段,像素逐个显示出来,即在这一阶段控制红、绿、蓝三基色信号输出对应像素的 RGB 值。
显示后沿b和显示前沿d这两个阶段是消隐时刻,此时要求红、绿、蓝三基色信号都为 0。
由于电子束的行进路径是从图像的左上角开始,由左到右逐点移动,因此每一行扫描完毕后,电子束需要从最右边回到最左边开始下一行的扫描,这一移动的时间即为同步脉冲 a。在同步脉冲 a 结束后,信号由 0变 1 迎来一个上升沿,进入显示信号。这段显示信号包含显示后沿b、显示时序 c 和显示前沿 d 三部分,其中只有显示时序 c 是真正可以显示像素的,即在这一段需要输出有效的 RGB 的值,从而保证显示效果。
色彩表示
VGA色彩表示使用了基于寄存器的调色板,将各种位深的颜色映射到18位输出色域。它向前兼容于彩色图形适配器(Color Graphics Adapter,缩写CGA)和增强图形适配器(Enhanced Graphics Adapter,缩写EGA),在这些模式下支持调色板的额外位深。例如,在EGA 16色模式下,VGA提供16个调色板寄存器,在256色模式下,它提供256个寄存器。每个调色板寄存器包含一个3×6位的RGB值,从数字模拟转换器(Digital to analog converter,缩写DAC)的18位色域中选择一种颜色。
这些颜色寄存器被初始化为IBM预期在每种模式下最有用默认值。例如,EGA 16色模式初始化为默认的CGA 16色调色板,而256色模式初始化为一个调色板,包含16种CGA颜色、16种灰度阴影,以及IBM为适应预期用例选择的216种颜色。初始化后,它们可以随时重新定义,而不需要改变视频RAM的内容,并且允许调色板循环。
在256色模式下,DAC被设置为将四个2位颜色值组合起来,每个平面一个,形成一个8位值,代表256色调色板中的索引。CPU接口以相同的方式组合四个平面,使得每个像素对CPU来说是一个打包好的8位值,用来代表调色板索引。
技术特点
VGA接口使用模拟信号,因此对线缆的长度和质量有较高要求,一般不超过15米。
VGA接口简单易用,无需复杂的设置和驱动安装,即插即用。
应用
VGA接口广泛应用于办公、教育、家庭娱乐等领域。它适用于连接老式显示设备,如CRT显示器,以及许多现代液晶显示器。VGA接口也常见于投影仪、电视等显示设备。
发展
随着技术的发展,VGA接口逐渐被数字接口如HDMI、DisplayPort等取代,但因其广泛的兼容性和稳定性,VGA接口在一些特定领域和老旧设备上仍然有其应用价值。现代技术下,VGA接口也可以通过转换器与新型数字接口相连接,拓展了其应用场景。
参考资料
最新修订时间:2024-12-12 20:09
目录
概述
定义
发展历史
基本原理
参考资料