Historické okénko: Časy, kdy IBM chtělo být dokonalejší – karta EGA a grafický akcelerátor PGC [retro]

IBM PC totiž dostalo do vínku hned dvě grafické karty. O monochromní kartě se jako o grafické příliš mluvit nedá, protože zobrazovala pouze text. Ale zobrazovala jej velice dobře, písmena byla pěkně prokreslená v rastru 9 × 14 bodů a spolu s kvalitním monitorem s dlouhým dosvitem představovala taková sestava skvělý stroj na dlouhodobou práci s textem.

Druhou kartou byla známá CGA, což byla velmi kontroverzní snaha umožnit nové platformě zobrazit i nějaké ty barvy. Problém byl v tom, že CGA zaostávala i za současnými osmibitovými počítači. Použité barvy jste si mohli volit z palety 16 předvolených, což by celkem odpovídalo době, no a pokud jste si vystačili s textem, měli jste jej pěkně barevný.

Originální grafická karta IBM EGA s 64 kB paměti (zdroj: www.wikipedia.com)

Chybička spočívala v tom, že znaky zdaleka nebyly tak dobře prokreslené, neboť CGA zvládala maximálně rastr 620 × 200 px (oproti 720 × 350 px u monochromní karty MDA), což zapříčinilo, že v rámci snahy dostat na obrazovku osmdesát znaků na pětadvacet řádek jste tyto znaky logicky museli vykreslit méně body – byl použit rastr 8 × 8 bodů. Čitelnost takového textu byla pochopitelně nižší a celodenním používání unavovalo oči.

Místo monitoru televizi

A kdyby jenom to. IBM v době uvedení PC zákazníkům nebyla schopna dodat vlastní barevný monitor, ten se objevil až v roce 1983. Místo toho bylo klientům doporučeno připojit počítač pomocí RF modulátoru k televizi, případně použít RGB monitor konkurence. V takovém případě ovšem nebyl zapojen jeden z bitů konektoru, řídící intenzitu barvy, takže jste naráz měli místo šestnácti k dispozici pouhých osm barev. To už vůbec nebylo ideální. Kromě toho, monitory, produkované IBM, byly v podstatě „televizní“, což platilo především o tom barevném, který se objevil pozdě, ale přece.

Zatímco monochromní monitor nabízel řádkovou frekvenci 18,432 kHz a vertikální 50 Hz, byly tyto nijak oslnivé hodnoty dostatečně vyváženy jeho dlouhým dosvitem, díky kterému uživatel nezaznamenal žádné blikání či chvění. Naproti tomu monitor barevný, ten uměl to, co tehdejší televize, tedy horizontálních 15,75 kHz a 50 Hz vertikálních, což mimo jiné znamenalo, že blikání obrazu bylo na větších světlých plochách patrné a doboví uživatelé se na toto stěžovali.

Klasické PC řady 286 s EGA monitorem (zdroj: www.museum-digital.de)

A ještě jednou – kdyby jenom to! CGA nabízela hned dva grafické režimy, kdy jste si mohli kreslit obrazce na obrazovce dle libosti. Opět to ale mělo háček. Vyšší rozlišení 640 × 200 px bylo pouze monochromatické s černým pozadím (což nešlo změnit) a jednou barvou na kreslení, kterou jste si tedy mohli nastavit dle libosti. No a nižší rozlišení, 320 × 200 px, šlo oficiálně použít jen se dvěma paletami, kdy černé bylo vždy pozadí, a kreslit jste (dle zvolené palety) mohli buď barvami cyan/magenta/šedá či zelená/červená/hnědá.

Pro obě palety bylo možné nastavit vyšší intenzitu (pouze s IBM monitorem), no a existovala neoficiální třetí paleta (cyan/červená/šedá), kterou ale ne všechny klony CGA karet podporovaly. Existovaly i další triky, jak na obrazovku dostat s touto kartou více barev, ale všechny byly dost omezené a nikdy jste neměli jistotu, že právě s vaší kartou a s vaším monitorem budou fungovat.

Vylepšené grafiky konkurence

A do třetice všeho dobrého – kdyby jenom to! Objevila se konkurence. Mnoho malých firmiček uvedlo na trh své vlastní grafické karty. Kdyby šlo o pouhé kopírování, tak by to IBM se zaťatými zuby nějak přežila, ale tyto karty byly často oproti CGA významně vylepšené, jak si dále popíšeme. Měly vlastně jen jedinou nevýhodu – vzhledem ke svému občas „garážovému“ původu jejich zdokonalené grafické módy prakticky žádný software nepodporoval.

Grafická karta Genoa EGA v dlouhém provedení

Co si budeme povídat, vše výše uvedené znamenalo jediné – IBM PC se nedalo seriózně použít na grafické aplikace. Kromě toho bylo nevhodné i pro počítačové hry, ale to se v této době nepovažovalo za problém. IBM PC byl přeci seriózní stroj, ne nějaký herní počítač! Každopádně, IBM cítila potřebu s tímto nedostatkem něco udělat.

Grafická karta Genoa EGA spatřila světlo světa v roce 1987. Připojovala se přes osmibitové rozhraní ISA a obsahovala celých 256 kB RAM

Stroj se od roku 1981 podařilo výrazně vylepšit a v roce 1984 přišlo IBM AT, tedy počítač s velmi slušným výkonem, který už aspiroval na nasazení i u hodně náročných zákazníků. IBM tímto strojem utekla konkurenci (které se doposud soustředila jen na kopírování PC XT) a uvědomila si, že nový počítač bude mít dostatečný výkon pro průnik do hájemství grafických stanic či CAD/CAM. Nezbytně ale potřeboval nabídnout lepší grafiku.

Převratný rok 1984

Zlomovým rokem se měl stát orwellovský 1984, nicméně, jak ukázala historie, skutečnost byla přeci jen poněkud méně radostná. Prosazení nové technologie trvalo několik let. Důvodem byla cena, jak jinak...

V září 1984 IBM radostně světu ohlásilo přelomovou novinku. O měsíc dříve přišlo její AT, no a nyní jsou tu konečně i grafické karty hodné nového počítače. Oznámení to bylo sice nadějné, ale reálné kousky se k zákazníkům dostaly mnohem později. I na testování dostali redaktoři technických časopisů první kousky karty EGA až v listopadu, takže se nelze divit, že skutečně pořídit jste si ji mohli až s přelomem roku.

Legendární Battle Chess patřily ve své době k nejlépe graficky ztvárněným šachům

Řešení, které IBM nabídlo zákazníkům, nebylo zas tak jednoduché, jak si dnes představujeme. Dnes máme před sebou kartu EGA a považujeme ji za kompletní dokonaný díl počítače. V roce 1984 měla ale tato karta formu skládačky, kdy jednotlivé části jste si museli pořídit a sestavit, abyste získali kompletní systém s maximálními parametry.

Nejprve jste si museli zakoupit vlastní kartu, což je tak nějak logické. Ta vás přišla na hezkých 524 dolarů. Pravdou je, že už s tímto základem jste si značně pomohli, protože už se základními 64kB VRAM dokázala EGA značně více, než její předchůdkyně CGA, s níž zachovávala značnou kompatibilitu. V módech 320 × 200 a 640 × 200 px jste nejen mohli použít původní „televizní“ barevný monitor (případně monochromatický jako pro MDA), ale kromě toho jste v nich mohli pracovat se šestnácti barvami.

Abyste novou kartu opravdu využili, museli jste si především pořídit nový monitor Enhanced Color Display, což znamenalo výdaj 849 $. S tímto monitorem jste se ale konečně odpoutali od nekvalitních zobrazovačů starší generace, protože nabízel jednak řádkovou frekvenci 21,8 kHz a vertikálních 60 Hz. Tím se uživatel platformy IBM konečně přiblížil ergonomickému obrazu a kvalita barevného zobrazení s touto kombinací karty i monitoru byla dobovými recenzenty hodnocena v superlativech.

S jídlem roste chuť

Bohužel, s původním množstvím paměti to stále ještě nebylo ono, protože s ním jste v nejvyšším rozlišení 640 × 350 px mohli užívat pouhých čtyř barev. Pro možnost mít v tomto režimu k dispozici plných šestnáct barev jste si museli přikoupit Memory Expansion Card se 64kB paměti za 199 dolarů. Abyste mohli využívat plynulé rolování obrazu, bylo nutné opět sáhnout do peněženky pro 259 dolarů, neboť přesně tolik stál Memory Module Kit s dalšími 128kB paměti. Plně vybavená sestava vás tedy přišla na krásných 1 831 dolarů. To nebylo málo, neboť tolik v této době stálo samotné hůře vybavené PC XT.

Tabulka EGA barev (zdroj: www.wikipedia.com)

Takováto plná sestava ovšem nabídla skvělé grafické schopnosti a velmi kvalitní prokreslené písmo v rastru 8 × 14 pixelů, což znamenalo, že konečně měli uživatelé k dispozici perfektně čitelný barevný textový režim. Karta nabízela i možnost definice vlastní znakové sady (dokonce až 1 024 znaků), což umožnilo vytváření lokalizací pro z pohledu Američanů podezřelé a nepochopitelné jazyky, jako je třeba francouzština či španělština.

Jakkoliv uvedená cena neznamenala zrovna láci, už jsme si řekli, že tato karta neměla být určena profesionálům. Pro ty měli v IBM připraveno řešení, nazývané Professional Graphics Controller. Jednalo se v podstatě o tři karty, respektive dvě (každá zasouvatelná do jednoho slotu), přičemž mezi nimi byla umístěna třetí, která zajišťovala emulaci karty CGA (ovšem ne úplně dokonalou).

PGC nebyla jen obyčejnou grafickou kartou, ale prvním grafickým akcelerátorem, obsahujícím procesor i8088 (tedy ten samý, který poháněl PC XT) a 64kB ROM, v níž se nacházel firmware s mnoha vykreslovacími funkcemi. VRAM měla na svou dobu opravdu nadprůměrnou velikost 320kB, což umožňovalo použít rozlišení 640 × 480 px ve 256 barvách (z palety 4 096 barev), tedy zcela nadstandardní grafiku. Karta byla schopna práce pouze se speciálním monitorem, přímo k ní dodávaným, který podporoval 60Hz obnovovací frekvenci, opět nadstandardní záležitost pro tuto dobu.

Kompletní tabulka EGA barev včetně jejich kódů (zdroj: www.wikipedia.com)

Zapojení více monitorů, konkurence

Akcelerátor pochopitelně nebyl určen pro obyčejnou práci, ale pro speciální CAD/CAM aplikace. Samozřejmě, mohli jste na něm pracovat i s textem, k tomu ostatně sloužila i ona CGA emulace, která byla vylepšená o schopnost zobrazit klasický CGA režim 640 × 200 px s dvojnásobným počtem řádků, čímž jste získali prokreslenější písmo v rastru 8 × 14 bodů. Samotný akcelerátor uměl zpracovat zhruba 80 příkazů pro kreslení vektorových scén, neuměl ovšem zajistit rychlé přesuny dat mezi obrazovou pamětí a pamětí počítače (BitBlit operace), což s nadcházející popularitou okenních prostředí byl nepříjemný limit.

Především pro profesionály

Ačkoliv se v příslušných CAD aplikacích podpora tohoto akcelerátoru realizovala, přesto se nikdy nestal úspěšnou záležitostí, především díky dost vysoké ceně ($4 290 za kompletní systém). Sice to bylo o hodně méně, než stály tehdejší profesionální grafické stanice, ovšem tam jste místo jednoúlohového MS-DOSu mohli využívat unixové operační systémy a i dostupný software převyšoval to, co bylo tehdy k dispozici na PC.

PGC se tak stal minoritní záležitostí, který mainstream prakticky neovlivnil. V dobových časopisech jsou o něm jen kusé zmínky jako o „standardu, na který se zapomnělo“. Jako důvod je zmiňována vysoká cena, dále výkon EGA karty, která pro „normální“ i ty náročnější uživatele tehdy dostačovala, no a kromě toho, karty EGA a PGC nebyly na trhu samy.

Commander Keen 4 v rozlišení 320 × 200 px

Konkurence nespí

Jak jsme si řekli, v této době už ale existovala konkurence. Různé větší i menší firmy vyvinuly své vlastní karty, které byly buď pouhými klony karet od IBM, či tento základ více či méně vylepšovaly. Dnes to při povrchním zpětném pohledu sice vypadá, že IBM a její produkty vyrůstaly v této době v jakémsi „vakuu“, protože vše, co je běžně známé, jsou zkratky jako MDA, CGA, EGA či VGA, ovšem tehdy to neplatilo.

Konkurenční výrobci se předháněli, aby nabídli více, než co do té doby dokázala IBM. Celkem běžně se tak zákazník setkal s paralelním portem přímo na grafické kartě a možností připojení monochromatického a barevného monitoru – populárním se totiž stala možnost emulace textového monochromatického režimu barevnou grafickou kartou. Nesmíme si ovšem představovat možnost paralelní práce se dvěma monitory, to v této době karty ještě nezvládly, k tomu bylo třeba použít karty dvě (schopné takto koexistovat).

Zapojení více monitorů

Další populární vychytávkou bylo šikovné vylepšení CGA, popsané už u karty PGC – režim 640 × 200 px byl zobrazen se 400 řádky, čímž bylo možné zobrazit mnohem prokreslenější písmo. Je ovšem nutné zdůraznit, že pro takovýto režim si uživatel musel zakoupit dražší multifrekvenční monitor, ovšem i ty už v této době byly dostupné. Zatímco monitory pro kartu EGA stály cca 700 dolarů (pochopitelně, ne ten originální od IBM), multiscan monitory, nabízející flexibilitu rozlišení a možnost připojení výkonnějších karet, začínaly na cenové hladině jen o cca 200 dolarů vyšší.

Celkem běžná byla podpora více barev v klasických CGA rozlišeních 320 × 200 a 640 × 200 bodů, kdy v obou dokázaly tehdejší karty zobrazit maximálně 16 barev (pro více barev bylo nutné mít analogový, nikoliv digitální monitor, některé monitory ovšem nabízely oba vstupy a podporovaly tak naprosto všechny tehdejší grafické karty za cenu lehce převyšující tisícovku dolarů).

Další vychytávkou bylo vylepšení textového rozlišení v monochromatickém módu – pokud karta nabídla vyšší řádkové rozlišení, umožnila obvykle práci s větším počtem znaků na obrazovce, obvyklých bylo 132 znaků na řádku. Samozřejmě, pro něco takového bylo vhodné mít větší monitor, ovšem například pro zpracování rozsáhlých tabulek se tato schopnost velice hodila. Musíme si totiž uvědomit, že tehdejší programy obvykle pracovaly v textovém módu (v grafickém pouze vykreslovaly grafy atd.), takže nějaký zoom či volba velikosti fontu, to tehdy neexistovalo.

Pokud se podíváme do dobového tisku, narazíme například na tyto „noname“ karty:

Je tedy možné vidět, že karty významně vylepšující CGA standard bylo možné pořídit za půl tisícovky dolarů a mohli jste je používat s původním barevným monitorem. To sice šlo i u dražších karet, ovšem zde jste pak neměli možnost pracovat v mnohem ergonomičtějším rozlišení se 400 řádky, pro ten jste potřebovali multiscan monitor. Ovšem v takovém případě jste se již cenově velmi přiblížili kompletně vybavené EGA i s monitorem, ačkoliv je faktem, že výsledek (zobrazení prokreslenějšího textu) za to některým stál.

Je až s podivem, jak příjemnou grafiku se povedlo tvůrcům Space Questu na mizerném rozlišení 320 x 200 px vykouzlit

Je také třeba si uvědomit, že to vyšší rozlišení dané karty (640 × 400 px) či větší počet barev u nižších rozlišení musel podporovat příslušný software. To byl velký kámen úrazu, protože tehdy neexistoval jednotný standard a programátoři prostě nemohli psát ovladače pro každý kus hardwaru z kdekteré garáže. Karty tedy nabízely někdy velmi nadstandardní možnosti, ovšem téměř neexistoval software, který by je využíval.

No a to je také odpověď na otázku, proč karta EGA na trhu uspěla a stala se standardem (ačkoliv se samozřejmě velmi brzy objevily její levnější klony), zatímco nad tehdejší konkurencí se zavřely vlny zapomnění. No a je to i částečná odpověď na otázku, proč naopak karta PGC neuspěla – pokud už tehdejší uživatelé chtěli karty s vyššími schopnostmi, než nabízela EGA, a nepotřebovali akceleraci pro CAD aplikace, měli možnost si vybírat. Tehdejší časy byly mnohem bohatší, než se nám dnes při zpětném pohledu zdá.