モード13h

モード 13hは、1987 年にIBM PS/2で導入されたVGA グラフィック ハードウェアの標準 256 色モードです。解像度は320 × 200ピクセルです。^[1] 1980 年代後半から 1990 年代前半にかけて、コンピュータ ゲームやアート/アニメーション ソフトウェア で使用されました。 ^{[要出典] 「13h」は、VGA} BIOSのモード番号を指します。「h」は16 進数を表します。

モード 13h は、プログラマーに320 × 200 のリニアブロックのビデオ メモリを提供します。各バイトは 1 ピクセルを表します。これにより、VGA ハードウェアの他の便利な機能へのアクセスを犠牲にしてプログラミングが容易になります。

4:3ディスプレイで使用するための320×200解像度の画面のアスペクト比を考えると、モード13hには正方形のピクセルがありません。^[2]

モード 13h は、ハードウェアの観点からはVGA が平面デバイスであり、大規模なグラフィック操作には適していない ため、興味深いものです。VGA には、プレーン (IBM のドキュメントでは「マップ」) と呼ばれる 64 KiB の 4 つのバンクで構成される 256 KiBのビデオ メモリがあります。平面メモリの配置では、ピクセルを水平方向に 4 つのグループに分割します。PC の 64 KiB ビデオ メモリ アパーチャ内の任意のバイトに対して、必要なプレーンを選択することで、画面上の 4 つのピクセルにアクセスできます。これはプログラマーにとってより複雑ですが、使用可能なすべてのビデオ メモリにアクセスでき、その他の利点もあります (モード X を参照)。

ただし、モード 13h では、プログラマーは VGA に「チャンキー」(線形) 方式でアクセスできます。この方式では、アパーチャー内の連続する各アドレスが画面上の連続するピクセルを表します。プレーンは、変更または読み取りする正しいピクセルを選択するために操作する必要はありません。これは、16 ビットのアパーチャー アドレスの下位 2 ビットを使用して、書き込み/読み取りを行うプレーンを選択する VGA の「チェーン 4」設定を使用して実現されます。その結果、プログラマーはシンプルなアクセス モデルを使用できます。欠点は、ビデオ プレーンのアドレス空間の 2 ¹⁴ (16 KiB) のみにアクセス可能 (他の 2 ビットはプレーンの選択に使用) であるため、合計 64 KiB (4 × 16 KiB) のみがアドレス指定可能であることです。このモードでは、各プレーンの上位 48 KiB は未使用のままです。

SVGA やそれ以上のカラー深度とは異なり、MCGAビデオ モード セットの一部であるモード 13h には、RGB チャネルごとに 6ビット、合計 18 ビットのカラーがあります。カラー パレットデータはメモリ自体には保存されませんが、低レベルの I/O ポート呼び出しによってDACレジスタに変更、読み取り、書き込みが行われます。

パレット データは、多くの場合、低レベル ポートから画面データの後のメモリのスポットに 1 つずつコピーされ、色が属するピクセルとともに保存されます。モード 13h の画面キャプチャは、0 から 255 までの値の 64,000 バイトにすぎず、各値は複数の色の既知のパレットの色のインデックスです。カラー パレットがごちゃ混ぜになっているか完全に間違っている場合、緑の葉は青、または特定の色が 256 色のうちのどの色に設定されているかに応じて、他の可能性のある色で表示されます。

このような環境でメモリのチャンクが割り当てられる方法により、セグメント 0xA000 のオフセット 64000 から 64768 までのバイトは、悪影響なしに書き込むことができます。これにより、プログラマーは、スクリーン キャプチャ ファイルの末尾に追加のバイト (256 (色) × 3 (色チャネル) = 768 バイト) を保存できます。色情報のフッターを含むイメージがロードされたときに、これらを変更するには、再度読み戻して色ポートに書き込む必要があります。これで使用される方法は、グローバル パレットを用意し、古い色パレットの色を新しい色パレットに一致させることでした。これは、各ピクセルのインデックスを変更することを意味しており、古い色セットから新しい色セットへの 1 つの色のほぼ完全な一致を指します。これには欠点もあり、グラデーションが十分でない場合があり、アーティファクトなどが表示されることがあります。

BIOS でグラフィック モードを設定することは必須ではありません。少し複雑ではありますが、32 ビット保護モードでグラフィック モードを切り替えることができます。これには、VGA コントローラーへのサイズ データの書き込みが含まれます。

チェーン 4 モードを無効にする (アンチェーン) と、代替の平面 256 色モードが使用可能になります。この手法を使用して作成されたビデオ モードは、まとめてモード Xと呼ばれますが、この用語は元々、正方形ピクセルを持つ VGA モードを指していました。これらのモード (および他の多くの可能な VGA モード) は IBM によって具体的に文書化されていませんが、これらのモードを実装するために使用される VGA ハードウェア機能と特徴は、少なくとも 1988 年にはPS/2 ハードウェア インターフェイス テクニカル リファレンスに文書化されていました。

x86アセンブリ言語では、ALが13h、AHが0で、BIOS INT 10hが実行されるとモードに入ります。 ^[1] ただし、その表記法をサポートしていない言語では「h」が省略されることがあります。たとえば、QuickBASICとその派生言語では、画面モード13と呼ばれます。^[3] QuickBASICには独自の画面モード番号付けスキームがあり、多くのQuickBASIC画面モードには、ベースとなるBIOSモードとは異なる番号が付けられています。^[4] C では、16進数の13は0x13と書き込まれます。

• David Brackeen の C による 256 色 VGA プログラミング
• VGA 入門 ... モード 13h
• 初心者のためのアセンブラ: モード 13h
• IBM PS 2 ハードウェア インターフェース テクニカル リファレンス