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Die Vitrine
- PC-Museum -

Grafikkarten


In den Anfängen der Rechnerzeit war die visuelle Ausgabe über Bildschirme keinesfalls eine Freude für die Augen. Die Rechner kannten lediglich einen Textmodus. Die Wiedergabe war monochrom, in der Regel grün (oder Abarten davon) auf schwarz. Zunächst wurde mit 320 x 200 Bildpunkten gearbeitet, womit bei 25 Zeilen mit je 40 Zeichen jedes Zeichen in einer 8x8 Pixel großen Matrix dargestellt werden musste. Für die Repräsentation des Bildschirminhaltes genügten damit 1.000 Byte.

Die will ich sehen! Bei Einführung des IBM PC standen ein Monochrom- (Standard) und ein Color-Grafikadapter (Option) zur Verfügung. Bei 640 x 200 Bildpunkten konnten mit den 8x8-Zeichenmatritzen immerhin 25 Zeilen mit je 80 Zeichen dargestellt werden. Darüber hinaus kannte diese Karte einen Grafikmodus. Dabei konnte jeder der 640 x 200 = 128.000 Bildpunkte einzeln angesprochen werden, wofür insgesamt ein Videospeicher von 16.000 Byte (monochrom, 1 Bit pro Pixel) erforderlich war.

Mehr über Attribute! Die weitere Entwicklung erfolgte in zwei Richtungen. Zum einen wurde die Zahl der Bildpunkte erhöht und zum anderen die Zahl der möglichen Attribute pro Bildpunkt. Auch im Textmodus gesellte sich zu jedem Zeichen ein Attribut, so dass zur Repräsentation des Bildschirminhaltes im Textmodus je ein Bytepaar für das Zeichen sowie das Attribut und damit insgesamt 4.000 Byte erforderlich wurden. Von den 8 Bit des Attributbytes wurden 4 für die Codierung der Vordergrundfarbe (3 Farbbits für Blau, Grün, Rot und 1 Helligkeitsbit) und 3 für die Codierung der Hintergrundfarbe (Blau, Grün, Rot) verwendet. Dadurch konnten 16 unterschiedliche Vordergrundfarben auf 8 verschiedenen Hintergrundfarben dargestellt werden. Das achte Bit bewirkte (wenn es gesetzt war) ein Blinken des dargestellten Textes.

Die will ich sehen! Eine damals weit verbreitete Entwicklung stellte der Verzicht auf Farbe bei höherer Auflösung dar. So bot die Hercules-Grafikkarte eine Auflösung von 720 x 348 Bildpunkten. Im Textmodus konnte damit jedem Zeichen eine Matrix von 9x13 Bildpunkten zur Verfügung gestellt werden. Insbesondere die größere Höhe der Matrix erlaubte Zeichen mit deutlicheren Unterlängen und Zeilenzwischenräumen. Tatsächlich verwendete die Hercules-Grafikkarte einen 8x13 Bildpunkte großen Zeichensatz. Die neunte (= rechte) Spalte stellte eine Kopie der achten dar. Insbesondere im Textmodus mit 25 Zeilen mit je 80 Buchstaben stellte diese Karte damit für das Auge eine wesentliche Verbesserung der Darstellung dar. Leider waren die Attribute auf normal (grau auf schwarz), hell (weiß auf schwarz) und invers (schwarz auf grau) sowie unterstrichen bei normal und hell beschränkt. Daneben bot diese Karte einen Grafikmodus. Jeder Bildpunkt konnte einen der beiden Zustände schwarz oder weiß (eigentlich mehr grau) annehmen und damit durch ein einzelnes Bit repräsentiert werden, wodurch für eine Bildschirmseite mit 720 x 348 = 250.560 Bildpunkten 31.320 Byte bzw. knapp 32 kB erforderlich waren. Die Hercules-Grafikkarte stellte 64 kB Speicher und damit zwei solcher Seiten an den Adressen B0000hex sowie B8000hex zur Verfügung. Dies hatte den Vorteil, dass jeweils eine Seite im Hintergrund aufgebaut bzw. manipuliert und anschließend eingeblendet werden konnte. Ein weiterer Vorteil dieser Karte ist die Verlagerung des Videospeichers von A0000hex nach B0000hex, wodurch für DOS (theoretisch) nicht nur 640 kB sondern 704 kB Hauptspeicher zur Verfügung standen. Mit Einführung von EGA und später VGA endete diese Entwicklungslinie.

Die will ich sehen! EGA (Enhanced Graphics Adapter) unterscheidet sich vom Vorläufer CGA durch eine Verdoppelung der Zahl der Bildschirmzeilen und Farbe. Mit einer Auflösung von 640 x 400 Bildpunkten konnte bei Beibehaltung des Textmodus mit 25 Zeilen mit je 80 Zeichen die Zeichenmatrix auf 8x16 Bildpunkte erweitert werden, wodurch eine bessere Zeichengestaltung mit deutlichen Zeilenzwischenräumen möglich wurde. Die Repräsentation des Bildschirminhaltes erfolgte in diesem Modus wie bei der Hercules-Karte durch ein Bytepaar für Zeichen und Attribut. Im Grafikmodus wurde jeder der 640 x 400 = 256.000 Bildpunkte durch 4 Bit codiert, wodurch 16 Farben möglich und ein Videospeicher von 128.000 Byte erforderlich waren. Damit war der für den PC vorgesehene Adressbereich für den Videospeicher von A0000hex bis BFFFFhex (128 kB) erschöpft.

Die will ich sehen! Eine völlig neue Welt eröffnete VGA (Video Graphics Array). Mit einer Auflösung von 640 x 480 Bildpunkten stellte es den Einstieg in das bis heute gebräuchliche 4:3-Format dar. Im Textmodus mit 25 Zeilen mit je 80 Zeichen stand damit für jedes Zeichen eine Matrix von 8x19 Bildpunkten zur Verfügung. Tatsächlich wurde im Textmodus jedoch der 8x16 Zeichensatz mit 400 Bildschirmzeilen verwendet. Darüber hinaus bot es mehrere Zeichensätze, so dass verschiedene Textmodi möglich waren. Die Zeichensätze waren überdies manipulierbar, wovon manche Softwarehersteller exzessiv Gebrauch machten. Dies führte jedoch mit Aufkommen von Taskswitchern und Multitasking-Betriebssystemen rasch zu unwillkommenen Seiteneffekten. Im Grafikmodus sind bei 640 x 480 = 307.200 Bildpunkten für die Repräsentation des Bildschirminhaltes bei 16 Farben 153.600 Byte. Damit wurde die 128 kB-Grenze überschritten und VGA-Karten mussten zusätzlichen Videospeicher mitbringen.

Die will ich sehen!   Die will ich sehen!   Die will ich sehen!   Die will ich sehen!   Seit Einführung von VGA wurde immer mehr Speicher für höhere Auflösungen, mehr Farben und neuerdings auch eigene Rechenleistung bereitgestellt. So sind moderne 3D-Karten in der Lage, das für manche Spiele erforderliche Rendering völlig selbständig durchzuführen.

Die Entwicklung der Grafikmodi im Überblick
Wer sich über die steil aufsteigende rote Entwicklungslinie wundert, der muss sich vor Augen halten, dass Auflösungen jenseits von 800x600 Bildpunkten bei Büroapplikationen auf einem 15"- ja selbst auf einem 17"-Monitor auf Dauer kein Vergnügen sind. Aber ich warte schon auf den Preisverfall bei 19"-Monitoren ...
(P.S. ... und das Warten hat ein Ende: 2002 - 19"-Monitor mit 1024x768; 2004 - 21"-Monitor mit 1280x960)

Verwendete Zeichenmatritzen im Textmodus

 

  Klaus Hank (23.02.2005) [ Home ] [ Sitemap ] [ Galerie ] [ Top