Grafikmodus

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Als Grafikmodus bezeichnet man eine Betriebsart von Grafikkarten, bei der das auf dem Monitor angezeigte Bild aus einem Rechteck einzelner Pixel aufgebaut ist. Der Betrieb im Grafikmodus ist auf modernen Computersystemen heutzutage Standard und ist eine Grundlage für grafische Benutzeroberflächen.

Komponenten eines Grafikmodus[Bearbeiten]

Grafikmodi unterscheiden sich in folgenden Eigenschaften:

  • Ein wesentliches Kriterium ist die Bildauflösung, die Anzahl Pixel, die in horizontaler und vertikaler Richtung zur Verfügung stehen. Je mehr Pixel zur Verfügung stehen, desto höher aufgelöst kann ein Bild dargestellt werden.
  • Ein weiteres Kriterium ist Farbtiefe, also die Speichermenge, die für die Beschreibung eines einzelnen Pixels zur Verfügung steht. Sie wird in Bit gemessen. In den Anfängen bot Grafikhardware nur 1 Bit pro Pixel zur Darstellung von Binärbildern an. Heutzutage werden meist 24 Bit pro Pixel verwendet, mit jeweils 8 Bit für jede der drei Komponenten Rot, Grün und Blau im RGB-Farbraum. Spezialhardware, etwa im medizinischen Bereich, verwendet teilweise größere Farbtiefen als 8 Bit pro Komponente, um beispielsweise Röntgenbilder als 16-Bit-Graustufenbild anzuzeigen.
  • Schließlich existieren verschiedene Arten, Pixelinformationen einer gewissen Farbtiefe zu interpretieren. Wichtige Vertreter sind Echtfarbe (engl. true color, jedes Pixel wird in einem bestimmten Farbraum komponentenweise beschrieben), Binärbilder (jedes Pixel ist schwarz oder weiß) und Palettenbilder (jedes Pixel ist ein Index in einer Palette, eine Liste von aktuell im Grafikmodus zur Verfügung stehenden Farbwerten).

Technische Aspekte[Bearbeiten]

Aus technischen Gründen, die zum einen früher aufgrund der Monitor-Röhrentechnik und heute aufgrund der Flachbildschirmtechnik sowie zum anderen auf der Wortbreite zusammen mit der Speicherarchitektur der Rechnersysteme gegeben sind, hat sich die Industrie auf eine relativ kleine Anzahl an Grafikmodi bzw. Grafikstandards verständigt. Teils kam dies aufgrund der normativen Kraft der zuerst am Markt befindlichen Produkte, wie etwa die VGA-Karte von IBM, aber auch über Herstellervereinigungen wie etwa VESA. Derzeit sind Formate wie WXGA oder Breitbild gängig. Die verfügbaren Modi sind bei Heimcomputern, Spiele-Konsolen, Apple-Rechnern oder auch IBM kompatiblen PCs für jede dieser Klassen relativ eigenständig. Moderne Grafikkartentreiber erlauben auch hochformatige Darstellungen, d. h. Grafikmodi, bei denen die Anzeige dazu um 90 Grad gedreht angeordnet werden muss.

Beim Bootvorgang eines handelsüblichen, IBM-kompatiblen Rechners wird dieser traditionell zunächst in einem Textmodus gestartet (moderne BIOS-Versionen weichen davon jedoch zunehmend ab), um dann meist für ein GUI-Betriebssystem in den Grafikmodus umzuschalten. Anfangs existierten nur Bildschirmadapter, die ausschließlich Textmodi realisierten. Sie waren aus Druckern und Fernschreibern abgeleitet. Die kleinste programmierbare Einheit hierbei war kein Bildpunkt, sondern ein Zeichen, meist ein Buchstabe oder eine Zahl. Später wurde diese Schnittstelle durch Adapter aufgewertet, die jeden Bildpunkt einzeln ansteuern konnten, die sogenannten Grafikkarten.

Mit fortschreitender Entwicklung wurden Pixelauflösung und Farbtiefe der Grafikmodi immer weiter verbessert.

Ein Grafikmodus kann nur genutzt werden, wenn der angeschlossene Bildschirm die entsprechende Auflösung auch beherrscht. Auf Flüssigkristallbildschirmen (LCDs) kann – anders als bei den alten Röhrenmonitoren – der Modus nicht beliebig umgestellt werden, ohne Verluste in der Schärfe hinnehmen zu müssen. LCDs werden nur in dem Modus optimal betrieben, der genau ihrer physischen Auflösung entspricht (nativer Modus).

Früher wie heute gibt es auch Computer ohne Grafikkarte, insbesondere im Serverbetrieb. Diese werden üblicherweise von anderen Rechnern aus über Kommandozeileninterpreter gesteuert, die Verbindung geschieht dann meistens über Netzwerke in Protokollen wie Secure Shell oder Telnet. Auch Grafikausgabe ist möglich, z. B. bei Terminalservern oder Remote-X11-Sitzungen. Die Aufgabe der Anzeige übernimmt dann das entfernte System. Die Informationen zum virtuellen (= im Fenster) oder tatsächlichen Anzeigemodus werden zwischen den Systemen ausgetauscht.

Liste der Bildauflösungen in der computernahen Technik[Bearbeiten]

Grafischer Vergleich der Auflösungen einiger Computergrafikstandards, Videostandards und typischer Bildmodi
Bildauflösungen in der computernahen Technik
Abkürzung Name x y x∶y DAR PAR x·y
QQVGA Quarter QVGA 160 × 120 4∶3 4∶3 1∶1 000000000019200.000000000019.200
Palm LoRes Palm Low Resolution 160 × 160 1∶1 1∶1 1∶1 000000000025600.000000000025.600
⅛VGA ⅛ VGA 240 × 180 4∶3 4∶3 1∶1 000000000043200.000000000043.200
ZXS ZX Spectrum 256 × 192 4∶3 4∶3 1∶1 000000000049152.000000000049.152
NDS Nintendo DS 256 × 192 4∶3 4∶3 1∶1 000000000049152.000000000049.152
CGA Color Graphics Adapter 320 × 200 8∶5 4∶3 0.833 000000000064000.000000000064.000
480 × 160 3:1 3 1∶1 000000000076800.000000000076.800
QVGA Quarter VGA 320 × 240 4∶3 4∶3 1∶1 000000000076800.000000000076.800
360 × 240 3∶2 3∶2 1∶1 000000000086400.000000000086.400
384 × 240 8∶5 4∶3 0.833 000000000092160.000000000092.160
Palm HiRes Palm High Resolution 320 × 320 1∶1 1∶1 1∶1 000000000102400.0000000000102.400
QSVGA Quarter SVGA 400 × 300 4∶3 4∶3 1∶1 000000000120000.0000000000120.000
WQVGA Wide QVGA 432 × 240 9∶5 9∶5 1∶1 000000000103680.0000000000103.680
PSP Playstation Portable 480 × 272 ≈ 16:9 16∶9 1.007 000000000130560.0000000000130.560
HVGA Half VGA 480 × 320 3∶2 3∶2 1∶1 000000000153600.0000000000153.600
480 × 360 4∶3 4∶3 1∶1 000000000172800.0000000000172.800
EGA Enhanced Graphics Adapter 640 × 350 64:35 4∶3 0.729 000000000224000.0000000000224.000
QHD Quarter HD 640 × 360 16∶9 16∶9 1∶1 000000000230400.0000000000230.400
HSVGA Half VGA 600 × 400 3∶2 3∶2 1∶1 000000000240000.0000000000240.000
HGC Hercules Graphics Card 720 × 348 60:29 4∶3 0.644 000000000250560.0000000000250.560
MDA Monochrome Display Adapter 720 × 350 72:35 4∶3 0.648 000000000252000.0000000000252.000
Apple Lisa 720 × 364 ≈ 2:1 4∶3 0.674 000000000262080.0000000000262.080
WVGA, WGA Wide VGA 720 × 400 9∶5 9∶5 1∶1 000000000288000.0000000000288.000
VGA Video Graphics Array 640 × 480 4∶3 4∶3 1∶1 000000000307200.0000000000307.200
720 × 480 3∶2 3∶2 1∶1 000000000345600.0000000000345.600
WVGA, WGA Wide VGA 800 × 480 5∶3 5∶3 1∶1 000000000384000.0000000000384.000
720 × 540 4∶3 4∶3 1∶1 000000000388800.0000000000388.800
WVGA, WGA Wide VGA 848 × 480 ≈ 16:9 16∶9 1.006 000000000407040.0000000000407.040
WVGA, WGA Wide VGA 852 × 480 ≈ 16:9 16∶9 1.001 000000000408960.0000000000408.960
WVGA, WGA Wide VGA 864 × 480 9∶5 9∶5 1∶1 000000000414720.0000000000414.720
WVGA, WGA Wide VGA 858 × 484 ≈ 16:9 16∶9 1.002 000000000415272.0000000000415.272
PAL-D PAL Digital 768 × 576 4∶3 4∶3 1∶1 000000000442368.0000000000442.368
SVGA Super VGA 800 × 600 4∶3 4∶3 1∶1 000000000480000.0000000000480.000
qHD, QHD Quarter HD 960 × 540 16∶9 16∶9 1∶1 000000000518400.0000000000518.400
HXGA Half Megapixel (Apple) 832 × 624 4∶3 4∶3 1∶1 000000000519168.0000000000519.168
960 × 540 16∶9 16∶9 1∶1 000000000518400.0000000000518.400
964 × 544 ≈ 16:9 16∶9 1.003 000000000524416.0000000000524.416
WXGA Wide XGA 1024 × 576 16∶9 16∶9 1∶1 000000000589824.0000000000589.824
DVGA Double VGA 960 × 640 3∶2 3∶2 1∶1 000000000614400.0000000000614.400
WSVGA Wide SVGA 1024 × 600 ≈ 17:10 16∶9 1.041 000000000614400.0000000000614.400
WSVGA Wide SVGA 1072 × 600 ≈ 16:9 16∶9 0.995 000000000643200.0000000000643.200
960 × 720 4∶3 4∶3 1∶1 000000000691200.0000000000691.200
EVGA Extended VGA 1024 × 768 4∶3 4∶3 1∶1 000000000786432.0000000000786.432
XGA Extended Graphics Array 1024 × 768 4∶3 4∶3 1∶1 000000000786432.0000000000786.432
HD720, 720p High Definition, „HD ready 1280 × 720 16∶9 16∶9 1∶1 000000000921600.0000000000921.600
DSVGA Double SVGA 1200 × 800 3∶2 3∶2 1∶1 000000000960000.0000000000960.000
WXGA Wide XGA (Bright View) 1280 × 768 5∶3 5∶3 1∶1 000000000983040.0000000000983.040
XGA XGA+ 1152 × 864 4∶3 4∶3 1∶1 000000000995328.0000000000995.328
WXGA Wide XGA 1280 × 800 8∶5 8∶5 1∶1 000000001024000.00000000001.024.000
WXGA Wide XGA 1360 × 768 ≈ 16:9 16∶9 1.003 000000001044480.00000000001.044.480
WXGA Wide XGA 1366 × 768 ≈ 16:9 16∶9 0.999 000000001049088.00000000001.049.088
WXGA Wide XGA 1376 × 768 ≈ 16:9 16∶9 0.992 000000001056768.00000000001.056.768
OLPC One Laptop per Child 1200 × 900 4∶3 4∶3 1∶1 000000001080000.00000000001.080.000
SXVGA Super Extended VGA 1280 × 960 4∶3 4∶3 1∶1 000000001228800.00000000001.228.800
QVGA Quad VGA 1280 × 960 4∶3 4∶3 1∶1 000000001228800.00000000001.228.800
UWXGA Ultra Wide XGA 1600 × 768 25:12 2.083 1∶1 000000001228800.00000000001.228.800
WXGA+ WXGA Plus 1400 × 900 14∶9 14∶9 1∶1 000000001260000.00000000001.260.000
WXGA+ WXGA Plus 1440 × 900 8∶5 8∶5 1∶1 000000001296000.00000000001.296.000
SXGA Super XGA 1280 × 1024 5∶4 5∶4 1∶1 000000001310720.00000000001.310.720
(Apple) 1440 × 960 3∶2 3∶2 1∶1 000000001382400.00000000001.382.400
WSXGA Wide SXGA 1600 × 900 16∶9 16∶9 1∶1 000000001440000.00000000001.440.000
SXGA+ SXGA Plus 1400 × 1050 4∶3 4∶3 1∶1 000000001470000.00000000001.470.000
WSXGA Wide SXGA 1600 × 1024 25∶16 25∶16 1∶1 000000001638400.00000000001.638.400
WSXGA+ Wide SXGA+ 1680 × 1050 8∶5 8∶5 1∶1 000000001764000.00000000001.764.000
UXGA Ultra XGA 1600 × 1200 4∶3 4∶3 1∶1 000000001920000.00000000001.920.000
HD1080, 1080p High Definition, „Full HD 1920 × 1080 16∶9 16∶9 1∶1 000000002073600.00000000002.073.600
WUXGA Wide UXGA 1920 × 1200 8∶5 8∶5 1∶1 000000002304000.00000000002.304.000
QWXGA Quad WXGA 2048 × 1152 16∶9 16∶9 1∶1 000000002359296.00000000002.359.296
TXGA Tesselar XGA 1920 × 1400 48:35 1.371 1∶1 000000002688000.00000000002.688.000
1920 × 1440 4∶3 4∶3 1∶1 000000002764800.00000000002.764.800
SUXGA Super UXGA 2048 × 1536 4∶3 4∶3 1∶1 000000003145728.00000000003.145.728
QXGA Quad XGA 2048 × 1536 4∶3 4∶3 1∶1 000000003145728.00000000003.145.728
WQHD, 1440p Wide QHD (QHD) 2560 × 1440 16∶9 16∶9 1∶1 000000003686400.00000000003.686.400
WQXGA Wide QXGA 2560 × 1600 8∶5 8∶5 1∶1 000000004096000.00000000004.096.000
QSXGA Quad SXGA 2560 × 2048 5∶4 5∶4 1∶1 000000005242880.00000000005.242.880
QHD+ Quad High Definition Plus 3200 × 1800 16∶9 16∶9 1∶1 000000005760000.00000000005.760.000
QSXGA+ Quad SXGA+ 2800 × 2100 4∶3 4∶3 1∶1 000000005880000.00000000005.880.000
WQSXGA Wide QSXGA 3200 × 2048 25∶16 25∶16 1∶1 000000006553600.00000000006.553.600
QUXGA Quad UXGA 3200 × 2400 4∶3 4∶3 1∶1 000000007680000.00000000007.680.000
HSVGA Hex SVGA 3200 × 2400 4∶3 4∶3 1∶1 000000007680000.00000000007.680.000
UHD, 2160p Ultra High Definition, „4K“ 3840 × 2160 16∶9 16∶9 1∶1 000000008294400.00000000008.294.400
QWUXGA Quad WUXGA 3840 × 2400 8∶5 8∶5 1∶1 000000009216000.00000000009.216.000
WQUXGA Wide QUXGA 3840 × 2400 8∶5 8∶5 1∶1 000000009216000.00000000009.216.000
HXGA Hex XGA 4096 × 3072 4∶3 4∶3 1∶1 000000012582912.000000000012.582.912
UHD+ Ultra High Definition Plus, „5K“ 5120 × 2880 16∶9 16∶9 1∶1 000000014745600.000000000014.745.600
WHXGA Wide HXGA 5120 × 3200 8∶5 8∶5 1∶1 000000016384000.000000000016.384.000
HSXGA Hex SXGA 5120 × 4096 5∶4 5∶4 1∶1 000000020971520.000000000020.971.520
WHSXGA Wide HSXGA 6400 × 4096 25∶16 25∶16 1∶1 000000026214400.000000000026.214.400
HUXGA Hex UXGA 6400 × 4800 4∶3 4∶3 1∶1 000000030720000.000000000030.720.000
FUHD, 4320p Full UHD, „8K 7680 × 4320 16∶9 16∶9 1∶1 000000033177600.000000000033.177.600
WHUXGA Wide HUXGA 7680 × 4800 8∶5 8∶5 1∶1 000000036864000.000000000036.864.000
QUHD, 8640p Quad UHD, „16K“ 15360 × 8640 16∶9 16∶9 1∶1 000000132710400.0000000000132.710.400

Siehe auch[Bearbeiten]