Graphics 模拟一个简单的图形卡

好的。我可以找到简单架构的模拟设计。（Edit：肯定不喜欢x86）


例如，使用

int

作为程序计数器，使用

字节数组

作为内存等等。

但是我如何模拟图形卡（可以想象的最简单的图形卡）功能？

例如，使用

数组

表示每个像素，并逐个“绘制”每个像素。
但是什么时候绘制-与CPU同步还是异步？谁在该数组中存储

图形数据

？是否有存储像素和绘制像素的说明？

请考虑所有的问号（“？”）并不意味着“你问了很多问题”而是解释问题本身——如何模拟一张图形卡？

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编辑：到CPU+内存模拟的基本实现设计

图形卡通常带有若干KBs或MBs的内存，存储单个像素的颜色，然后显示在屏幕上。该卡每秒扫描该内存若干次，将像素颜色的数字表示转换为视频信号（模拟或数字），以便显示器理解和可视化

CPU可以访问该内存，每当它更改它时，卡最终将新的颜色数据转换为适当的视频信号，显示屏显示更新的图片。该卡以异步方式完成所有处理，不需要CPU提供太多帮助。从CPU的角度来看，这就像将新的像素颜色写入图形卡内存中对应于像素坐标的位置，然后忘记它。它在现实中可能更复杂一些（由于同步效果差，例如

撕裂

，

雪

等等），但这就是它的要点

当您模拟图形卡时，您需要以某种方式将模拟卡的内存镜像到物理图形卡的内存中。如果在操作系统中，您可以直接访问物理图形卡的内存，这是一项简单的任务。只需实现对模拟计算机内存的写入，如下所示：

void MemoryWrite(unsigned long Address, unsigned char Value)
{
  if ((Address >= SimulatedCardVideoMemoryStart) &&
      (Address - SimulatedCardVideoMemoryStart < SimulatedCardVideoMemorySize))
  {
    PhysicalCard[Address - SimulatedCardVideoMemoryStart] = Value;
  }

  EmulatedComputerMemory[Address] = Value;
}

void MemoryWrite（无符号长地址，无符号字符值）
{
如果（（地址>=模拟卡VideoMemoryStart）&&
（地址-模拟卡VideoMemoryStart<模拟卡VideoMemorySize））
{
PhysicalCard[地址-模拟卡VideoMemoryStart]=值；
}
模拟计算机内存[地址]=值；
}

当然，以上假设模拟卡与物理卡具有完全相同的分辨率（例如，1024x768）和像素表示（例如，每像素3个字节，第一个字节表示红色，第二个字节表示绿色，第三个字节表示蓝色）。在现实生活中，事情可能会稍微复杂一些，但这也是一般的想法

如果您使代码可由PC BIOS引导，并将其限制为仅使用BIOS服务功能（中断）和所有其他PC设备的直接硬件访问，则您可以直接在

MSDOS

中或在没有任何操作系统的裸x86 PC上访问物理卡的内存

顺便说一句，将仿真器实现为DOS程序并直接在

Windows XP

中运行可能非常容易（Vista和7在32位版本中对DOS应用程序的支持非常有限，在64位版本中则没有；但是，您可以在VM 7中安装XP）或者更好的类似，它似乎可用于多个操作系统

如果您将其作为Windows程序实现，则必须使用

GDI

或

DirectX

在屏幕上绘制一些内容。除非我弄错了，否则这两个选项都不允许您直接访问物理卡的内存，从而自动显示其中的更改

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如果需要大量渲染，使用GDI或DirectX在屏幕上绘制单个像素可能会很昂贵。每次更改一个模拟卡的像素时，重新绘制所有模拟卡的像素都会导致相同的性能问题。最好的解决方案可能是每秒更新屏幕25-50次，并且只更新自上次重画以来已更改的部分。将模拟卡的缓冲区细分为较小的缓冲区，表示64x64像素的矩形区域，在模拟器写入时将这些缓冲区标记为“脏”，在屏幕上绘制时将其标记为“干净”。您可以设置一个定期定时器驱动屏幕重画，并在单独的线程中进行重画。您应该能够在Linux中执行类似的操作，但我对图形编程了解不多。

您想从编写提供已知API（可能是OpenGL）的驱动程序开始。在这之后，你可以做任何你想做的事情（还有一些软件OGL实现可供参考）。我要问的只是数据结构来表示图形卡和算法以获得功能。不，不是真正的家庭作业。我只是跟着书：）