Grafika na počítačích firmy Apple - část 2

Pavel Tišnovský 6. 8. 2009

V dnešní části seriálu o architekturách počítačů navážeme na část předcházející, ve které jsme si popsali první dva modely osmibitových počítačů firmy Apple: Apple I a Apple II. Dnes se budeme zabývat dalšími počítači této firmy, především typy Apple II Plus, Apple IIe, Apple IIc a Apple II GS.

Obsah

1. Grafika na počítačích firmy Apple – část 2
2. Počítač Apple II Plus
3. Apple IIe – nejúspěšnější osmibitový počítač firmy Apple
4. Grafické režimy počítače Apple IIe
5. Apple IIc – předchůdce notebooků
6. Apple II GS
7. Grafické režimy počítače Apple II GS
8. Odkazy na Internetu
9. Obsah následující části seriálu

1. Grafika na počítačích firmy Apple – část 2

V předchozí části tohoto seriálu jsme si mj. popsali grafické možnosti osmibitového počítače Apple II. Tento poměrně oblíbený počítač podporoval kromě textového režimu, ve kterém bylo možné zobrazit 40×24 znaků velké abecedy i dva režimy grafické. První režim dokázal zobrazovat grafiku v rastru pouhých 40×48 pixelů, ovšem každý pixel mohl nabývat jedné z patnácti předdefinovaných barev (šestnáctý barevný odstín odpovídal barvě černé). Ve druhém grafickém režimu se grafika zobrazovala v rastru 280×192 pixelů. K dispozici bylo celkem šest barev, ovšem některé barvy bylo možné použít pouze pro pixely ležící na lichých sloupcích a další dvě barvy pro obarvení pixelů ležících na sloupcích sudých. Grafika se z velké části generovala programově, tj. čtením hodnot jednotlivých pixelů z operační paměti do posuvného registru a postupným vysouváním jednotlivých bitů z posuvného registru do VF modulátoru. Počítač Apple II byl ve své době velmi úspěšný (především v USA), proto nás ani nepřekvapí, že se záhy objevilo i několik dokonalejších modelů, které s ním byly více či méně kompatibilní.

pc7301

Obrázek 1: Osmibitový počítač Apple II, jehož technické parametry jsme si popsali v předchozí části tohoto seriálu.

2. Počítač Apple II Plus

Architektura osmibitového počítače Apple II Plus je založena na svém předchůdci Apple II, jehož základní technické parametry jsme si popsali v předchozí části tohoto seriálu. I tento model počítače je tedy založen na slavném osmibitovém mikroprocesoru 6502 firmy MOS Technology, který byl taktovaný na 1,023 MHz (tato frekvence je odvozena, podobně jako u předchozího modelu, od časování synchronizačních signálů při generování video signálu). Z uživatelského hlediska spočívala změna především v rozdílném designu celého stroje (viz ilustrační obrázek) a rozšíření operační paměti na 48 kB, kterou bylo možné pomocí karty rozšířit až na 64 kB. Také se částečně změnilo základní programové vybavení počítače; především bylo možné kromě Integer Basicu (jehož autorem byl samotný Steve „Woz“ Wozniak) použít i AppleSoft Basic firmy Microsoft, jenž mj. obsahoval i základní příkazy pro ovládání grafického výstupu. Původní Integer Basic však dokázal programy interpretovat rychleji, proto byl stále používán, především v těch aplikacích, které nepotřebovaly pracovat s reálnými čísly. I k tomuto počítači byl dodáván magnetofon pro záznam dat i disketová jednotka (či jednotky) typu Disk II, kterou navrhl Steve Wozniak.

pc7302

Obrázek 2: Počítač Apple II Plus se od svého předchůdce po vnější stránce liší především upraveným logem, do kterého bylo připsáno zeleným písmem slovo „Plus“.

Způsob generování obrazu se u tohoto modelu počítače neliší od svého předchůdce Apple II, tj. k dispozici je jeden textový režim 40×24 znaků a dva grafické režimy – patnáctibarevný (pseudo)grafický režim s rozlišením 40×48 pixelů a dále šestibarevný režim nabízející na svou dobu velmi slušné rozlišení 280×192 pixelů, který se používal ve velkém množství aplikací s grafickým výstupem. Vzhledem k tomu, že byl tento počítač původně prodáván především v USA, byl vybaven FM modulátorem, na jehož výstup byl posílán video signál odpovídající televizní normě NTSC. Pro trhy v Evropě a v Japonsku byly určeny modely Apple II Europlus a Apple II J-Plus, které se od originálního Apple II Plus lišily především změnou televizní normy (PAL) a v případě japonské verze i klávesnicí upravenou tak, aby bylo možné zapisovat texty Katakanou, tj. zjednodušenou japonskou abecedou. Při zobrazování grafiky v režimu PAL nebylo možné použít barvy, protože zde nešlo využít některé Wozovy triky určené pouze pro „oklamání“ televizí určených pro normu NTSC. Proto se začaly vyrábět i doplňkové karty, které barevné zobrazení v normě PAL umožňovaly.

pc7303

Obrázek 3: Počítač Apple II Plus s připojeným monitorem a dvojicí disketových jednotek.

3. Apple IIe – nejúspěšnější osmibitový počítač firmy Apple

Dalším modelem osmibitového počítače firmy Apple, jehož technické parametry si popíšeme, je Apple IIe. Jedná se o komerčně nejúspěšnější a současně i nejoblíbenější osmibitový počítač této firmy, který byl vyráběn a prodáván v průběhu let 1983 – 1993, tj. celých jedenáct roků a i počet prodaných kusů překonal počty většiny ostatních typů domácích počítačů, samozřejmě s výjimkou Commodore C64. Tento počítač se velmi často používal na amerických školách i úřadech (právě na počítačích firmy Apple se rozšířil první tabulkový procesor – VisiCalc) a několik autorů dokonce uvádí, že ještě dnes se můžeme na některých školách s počítačem Apple IIe setkat, což je velmi zajímavé, protože svým výkonem ani kapacitou se tento počítač nemůže vyrovnat současným PCčkům (snad jen s výjimkou doby trvání bootovacího procesu, který je u většiny osmibitových počítačů takřka okamžitý). Celkově bylo pro tento počítač vytvořeno více než 1500 aplikací, nepočítaje v to velké množství her různých žánrů. Zajímavé také je, že se firma Apple nikdy nepustila do cenové války s ostatními výrobci osmibitových počítačů, proto byl i Apple IIe mnohem dražší než například osmibitová Atari nebo C64.

pc7304

Obrázek 4: Slavný osmibitový počítač Apple IIe v edici „Platinum“.

I u tohoto počítače byl, podobně jako u Apple II a Apple II Plus, použitý mikroprocesor 6502 firmy MOS Technology taktovaný na 1,023 MHz. Oproti předchozím modelům se však zvýšila kapacita operační paměti z původních 48 kB (viz předchozí kapitolu) na 64 kB, ovšem s tím, že se pomocí paměťového modulu dala celková kapacita paměti zvýšit až na 128 kB. V pozdějších letech se již takřka všechny počítače dodávaly se 128 kB RAM (existují dokonce karty, které kapacitu paměti zvyšují na celý jeden megabajt, paměť je v tomto případě dostupná po jednotlivých blocích/bankách po 32 kB). I když se kapacita operační paměti zvýšila, došlo ke snížení celkové ceny počítače, protože byly použity novější čipy s vyšší integrací – ostatně písmeno e v názvu mj. znamená „economic“.

pc7305

Obrázek 5: Počítač Apple IIe s připojeným monitorem a dvojicí disketových jednotek – poměrně obvyklá sestava.

Tento počítač byl v základní sestavě dodáván pouze se zabudovanou klávesnicí (tj. stále se jednalo o kompaktní model počítač+kláves­nice), pro skutečnou práci však bylo možné přikoupit externí disketovou jednotku (či jednotky) i myš. Mimochodem – na klávesnici Apple IIe se poprvé objevují přeřaďovací klávesy s logem firmy Apple – jedno tlačítko s obrysem jablka, druhé tlačítko s vyplněným jablkem. V paměti ROM byl zabudován jednoduchý operační systém a, jak to bylo v osmibitové éře obvyklé, i interpreter programovacího jazyka Basic.

pc7306

Obrázek 6: Detail klávesnice počítače Apple IIe s „jablíčkovou“ klávesou.

4. Grafické režimy počítače Apple IIe

Grafické schopnosti tohoto počítače byly oproti předchozím popsaným modelům poněkud rozšířeny. K velké spokojenosti uživatelů i programátorů byl změněn způsob práce s textovým režimem tak, aby bylo možné zobrazit i mínusky, tj. „malou“ abecedu – u předchozích modelů se totiž používaly pouze verzálky, číslice a některá interpunkční znaménka a závorky. Dále byly k dispozici dva grafické režimy dostupné i u předchozích modelů: 40×48 pixelů v patnácti barvách a 280×192 pixelů v šesti barvách (ovšem s minule vysvětleným omezením barev pro pixely ležícími na sudém a lichém sloupci). Kromě toho bylo však bylo možné použít i zcela nový grafický režim o rozlišení 140×192 pixelů v patnácti barvách, který se poměrně často používal například v počítačových hrách. Trik použitý pro zobrazení barev je ve všech grafických režimech stejný – do televize pracující dle normy NTSC je dodáván video signál tak, aby docházelo k synchronizované interferenci mezi barvonosným signálem a signálem nesoucím informaci o intenzitě jednotlivých pixelů.

pc7307

Obrázek 7: Novější verze hry Ultima I (přepsaná do assembleru), která byla spuštěná na počítači Apple IIe.

To však není vše – k počítači bylo možné připojit i rozšiřující grafickou kartu, která podporovala dva nové režimy. První režim byl textový, ve kterém se zobrazovalo 80 znaků na řádek. Druhý režim byl grafický, přičemž rozlišení tohoto režimu bylo rovno 560–192 pixelům, ale pouze monochromaticky. Výstup obrazu bylo možné provést buď na televizi, nebo na počítačový monitor, přičemž u režimů vykreslovaných rozšiřující grafickou kartou byl monitor takřka nutností, protože televizory nemají tak velké přenosové pásmo, aby dokázaly korektně vykreslit horizontálně 560 pixelů bez nežádoucího rozmazání obrazu nebo vzniku interferenčních obrazců. Tato grafická karta se velmi často kombinovala s další kartou osazenou mikroprocesorem Z80, pomocí níž bylo umožněno provozovat operační systém CP/M a některé aplikace na něm běžící – především textové procesory WordStar a WordPerfect.

pc7308

Obrázek 8: Původní verze hry Ultima III na počítači Apple IIe.

5. Apple IIc – předchůdce notebooků

Na mikropočítač Apple IIc, jenž byl vyráběn v letech 1984–1989, se můžeme dívat jako na funkčně rozšířený model Apple IIe. Vyměněn byl jak mikroprocesor, kterým byla namísto MOS 6502 upravená CMOS varianta MOS 65C02 (později se tento mikroprocesor objevuje i v dalších domácích osmibitových počítačích), tak i použitá čipová sada, která umožnila snadnější adresování až 128 kB operační paměti. Také se již objevuje vylepšený zvukový výstup, prozatím však pouze jednokanálový. Současně se jednalo o první systém od firmy Apple a jeden z prvních počítačových systémů na světě, který byl snadno přenosný – tomu musel odpovídat i design celého stroje, což je ostatně patrné i z následujících ilustračních obrázků. Na rozdíl od dnešních notebooků však počítač neobsahoval monitor, neboť tehdejší technologie pasivních monochromatických LCD ještě nedosáhla takové úrovně, aby měla výroba větších displejů dostatečnou výtěžnost (poměr dobrých a vadných kusů).

pc7309

Obrázek 9: Počítač Apple IIc je skutečně menší než jeho předchůdci.

Grafické režimy (které nás v tomto článku zajímají nejvíce) jsou u tohoto modelu stejné, jako u jeho předchůdce, ovšem s tím velmi podstatným rozdílem, že rozšířený textový režim (80 znaků na řádek) a monochromatický režim s vysokým rozlišením 560×192 pixelů jsou podporovány již v základní sestavě, tj. nebylo nutné dokupovat přídavnou grafickou kartu. Tento mikropočítač je sice poměrně známý (zejména ve Spojených státech), nikdy však nedosáhl takové prodejnosti jako jeho přímý předchůdce Apple IIe.

pc7310i

Obrázek 10: Steve Wozniak a Steve Jobs porovnávají Apple I a kompaktní Apple IIc.

6. Apple II GS

Mikropočítač nazvaný Apple II GS, který se vyráběl od roku 1986, se sice svým jménem zdánlivě řadí k ostatním zde popisovaným mikropočítačům, ve skutečnosti se však již jednalo o šestnáctibitový stroj, který obsahoval mikroprocesor 65C816 taktovaný na 2,8MHz. Tento mikroprocesor obsahoval šestnáctibitovou ALU, adresová sběrnice byla rozšířena na 24 bitů, což umožňovalo adresaci až 16MB paměti (reálně však bylo možné nainstalovat pouze 8MB RAM) a jeho největší předností bylo, že se dal přepnout do režimu, ve kterém byl plně kompatibilní s originální MOS 6502 (ovšem s výjimkou některých nedokumentovaných operačních kódů). Kromě rozšíření sběrnice a ALU na šestnáct bitů taktéž došlo k přidání dalších instrukcí a v neposlední řadě také nových adresovacích režimů. Výpočetní výkon tohoto mikropočítače byl takový, že na něm běžela i upravená verze slavné hry Wolfenstein 3D. Dvojice písmen GS v názvu tohoto modelu znamená Graphics and Sound. Konkrétní grafické schopnosti budou popsány v následující kapitole.

pc7311i

Obrázek 11: Počítač Apple GS.

7. Grafické režimy počítače Apple II GS

O generování grafického signálu se v počítači Apple II GS staral čip nazvaný jednoduše VGC (Video Graphics Chip). Tento čip podporoval jak všechny původní režimy předchozích modelů počítačů, tak i několik režimů nových (souhrnně nazývaných SHR – Super High Resolution). Tyto režimy jsou popsány v následujících odstavcích:

  • Grafický režim o rozlišení 640×200 pixelů ve čtyřech barvách. Každou barvu bylo možné vybrat z dvanáctibitové palety 4096 barev.
  • Grafický režim o rozlišení 640×200 pixelů v šestnácti ditherovaných barvách. Pro tento režim byly k dispozici dvě barvové palety, v každé byly definovány čtyři barvy. První barvová paleta platila pro liché sloupce pixelů, druhá barvová paleta pro sloupce sudé. Grafický čip automaticky prováděl dithering mezi sousedními pixely.
  • Grafický režim o rozlišení 320×200 pixelů v šestnácti barvách (neditherovaných). Každou barvu bylo možné vybrat, podobně jako ve všech ostatních grafických režimech, z palety 4096 barev.
  • Grafický režim o rozlišení 320×200 pixelů vךestnácti barvách, přičemž pro každý snímek existovalo celkem šestnáct barvových palet po šestnácti barvách. Pro každý řádek obrazovky bylo možné vybrat jednu barvovou paletu, čímž se počet současně zobrazitelných barev zvyšoval na 256 (16×16). Barvové palety byly uloženy přímo v×paměti čipu VGC, při zobrazování se tedy nemuselo komunikovat s×CPU. Podobného zvýšení počtu současně zobrazitelných barev se dalo dosáhnout i na Atari a C64 s využitím DLI – přerušení generovaného při návratu paprsku na začátek dalšího obrazového řádku.
  • Grafický režim o rozlišení 320×200 pixelů v šestnácti barvách, přičemž pro každý zobrazovaný řádek bylo možné potřebnou paletu šestnácti barev zvolit z barvové palety 4096 barev. Celkově tak bylo možné zobrazit až 3200 barev (16×200), samozřejmě s omezením pouze šestnácti barev na jeden řádek. Vzhledem k tomu, že se kódy barev načítaly pro každý obrazový řádek z operační paměti, byl tento režim poměrně pomalý, bylo ho však možné použít například pro prohlížení statických obrázků nebo zobrazení úvodních obrazovek ke hrám.

Jak je z výše uvedených informací patrné, jednalo se o poměrně výkonný počítač, který se však příliš nerozšířil. Částečně za to mohlo marketingové oddělení firmy Apple (ovlivňované do značné míry Stevem Jobsem), které spíše propagovalo systém Macintosh (z hlediska operačního systému a technologických kvalit zajisté dělalo dobře), svoji úlohu zde však zajisté sehráli i tehdejší konkurenti na trhu, zejména firmy Atari, Commodore a IBM (i když například grafické schopnosti prvních IBM PC s grafickou kartou CGA byly velmi slabé).

pc7312

Obrázek 12: Počítač Apple II s disketovou jednotkou a ovladači typu paddle, které se používaly mj. i na osmibitových Atari či Commodore C64.

8. Odkazy na Internetu

  1. Apple museum
    http://applemu­seum.bott.org/
  2. Apple I
    http://applemu­seum.bott.org/sec­tions/computer­s/a1.html
  3. Apple II
    http://applemu­seum.bott.org/sec­tions/computer­s/aII.html
  4. Rarest of Rare Apples for Sale
    http://www.wi­red.com/gadget­s/mac/commenta­ry/cultofmac/2002/04/­51907
  5. Apple Inc.
    http://en.wiki­pedia.org/wiki/Ap­ple_Inc.
  6. Apple I
    http://en.wiki­pedia.org/wiki/Ap­ple_I
  7. Apple II series
    http://en.wiki­pedia.org/wiki/Ap­ple_II_series
  8. Apple III
    http://en.wiki­pedia.org/wiki/Ap­ple_III
  9. CED in the History of Media Technology
    http://www.ced­magic.com/his­tory/apple-1–2-steves.html
  10. Apple I owners club
    http://www.ap­plefritter.com/ap­ple1
  11. Applefritter
    http://www.ap­plefritter.com/ma­in
pc7314

Obrázek 13: Původní logo firmy Apple.

widgety

9. Obsah následující části seriálu

V následující části seriálu o architekturách počítačů si popíšeme další počítače vyráběné firmou Apple, především veleúspěšný Apple Macintosh a komerčně veleneúspěšný, ale z historického hlediska o to více zajímavý počítač Apple Lisa.

pc7313

Obrázek 14: Působivá reklama na Apple II

Našli jste v článku chybu?
DigiZone.cz: Test LG 55UH750V aneb Cena/výkon

Test LG 55UH750V aneb Cena/výkon

Vitalia.cz: Voda z Vltavy před a po úpravě na pitnou

Voda z Vltavy před a po úpravě na pitnou

Vitalia.cz: Inspekce našla nelegální sklad v SAPĚ. Zase

Inspekce našla nelegální sklad v SAPĚ. Zase

Vitalia.cz: Jak Ondra o astma přišel

Jak Ondra o astma přišel

DigiZone.cz: Nova opět stahuje „milionáře“

Nova opět stahuje „milionáře“

Podnikatel.cz: Takhle se prodávají mražené potraviny

Takhle se prodávají mražené potraviny

DigiZone.cz: Numan Two: rozhlasový přijímač s CD

Numan Two: rozhlasový přijímač s CD

120na80.cz: Co je padesátkrát sladší než cukr?

Co je padesátkrát sladší než cukr?

DigiZone.cz: Světový pohár v přímém přenosu na ČT

Světový pohár v přímém přenosu na ČT

DigiZone.cz: Wimbledon na Nova Sport až do 2019

Wimbledon na Nova Sport až do 2019

Lupa.cz: Jak levné procesory změnily svět?

Jak levné procesory změnily svět?

DigiZone.cz: Rapl: seriál, který vás smíří s ČT

Rapl: seriál, který vás smíří s ČT

DigiZone.cz: Funbox 4K v DVB-T2 má ostrý provoz

Funbox 4K v DVB-T2 má ostrý provoz

Vitalia.cz: Když všichni seli řepku, on vsadil na dýně

Když všichni seli řepku, on vsadil na dýně

Podnikatel.cz: EET pro e-shopy? Postavené na hlavu

EET pro e-shopy? Postavené na hlavu

Podnikatel.cz: Dva měsíce na EET. Budou stačit?

Dva měsíce na EET. Budou stačit?

Podnikatel.cz: Znáte už 5 novinek k #EET

Znáte už 5 novinek k #EET

Podnikatel.cz: Byla finanční manažerka, teď cvičí jógu

Byla finanční manažerka, teď cvičí jógu

Vitalia.cz: Tohle jsou nejlepší česká piva podle odborníků

Tohle jsou nejlepší česká piva podle odborníků

Podnikatel.cz: Instalatér, malíř a elektrikář. "Vymřou"?

Instalatér, malíř a elektrikář. "Vymřou"?