84.158.115.212: /* Nachfolger */ Korrigiert. Nur GOP hat BitBlt in Hardware. Quelle: UEFI und VESA VBE Spec

2025-04-16T19:26:54Z

Nachfolger: Korrigiert. Nur GOP hat BitBlt in Hardware. Quelle: UEFI und VESA VBE Spec

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'''{{lang|en|VESA BIOS Extension}}''' ('''VBE''') ist ein in den 1990er Jahren entwickelter [[Standard]] der [[Video Electronics Standards Association]] (VESA) für [[Grafikkarte]]n in [[IBM-PC-kompatibler Computer|IBM-PC-kompatiblen]] [[Computer]]n ([[Personal Computer|PCs]]).

Er ist eine üblicherweise im Grafikkarten-[[BIOS]] implementierte [[Programmierschnittstelle]] (API), die den Programmen [[Interrupt]]s zur Verfügung stellt, um damit Aktionen wie das Setzen oder Abfragen von [[Videomodus|Videomodi]] durchzuführen sowie weitere, von der Hardware unterstützte Funktionen (z. B. Synchronisation von [[Shutter-3D-System|3D-Shutterbrillen]]), anzusprechen. So waren Programme und Spiele für [[PC-kompatibles DOS|DOS]] oft auf ein VBE angewiesen und funktionierten somit auf allen Systemen, die ein „VESA BIOS“ bereitstellten. Auf Grafikkarten ohne VBE im Grafik-BIOS kann unter DOS ein [[TSR-Programm|speicherresidenter]] Treiber geladen werden, der die Funktionen der Extension bereitstellt. Software die später erschien, setzt auf die schnelleren APIs von [[DirectX]], [[OpenGL]] und deren Nachfolgern auf, die jedoch auf Betriebssystemebene implementiert sind. Die ''{{lang|en|VESA BIOS Extension}}'' ist nur für [[IBM-PC-kompatible Computer]] mit BIOS verfügbar.

== Einsatzbereich ==
Primär war die ''{{lang|en|VESA BIOS Extension}}'' für [[16-Bit-Architektur|16-Bit]]-Applikationen unter [[PC-kompatibles DOS|DOS]] gedacht. Die meisten [[MS-DOS]]-basierten [[PC-Spiel]]e zwischen etwa 1993 und 1997 verwendeten die schnellen 16-Bit-Modi mit niedriger Auflösung wie etwa 320×200 oder 320×240, später 640×480. Der [[Framebuffer]] kann allerdings auch von [[32-Bit-Architektur|32-Bit]]-[[DPMI]]-Programmen verwendet werden. Mit der Einführung von VBE 2.0 war es möglich, Grafikmodi in 16-Bit-[[Farbtiefe (Computergrafik)|Farbtiefe]] (65.536 Farben) mit Auflösungen bis zu 1600×1200 Pixeln zu verwenden, ohne gezielt programminterne Unterscheidungen zur verwendeten Grafikhardware zu implementieren. Außerdem wurde mit VBE 2.0 ein linearer Framebufferzugriff aus dem [[Protected Mode]] ermöglicht, was zu einem deutlich beschleunigten Bildaufbau führte.<ref>{{Literatur |Autor=Nico Ernst |Titel=VESA-Treiber und UniVBE - So wird SVGA schneller |Sammelwerk=PC Player Special: Tipps & Tricks zu 400 Spielen |Nummer=1 |Datum=1997 |Sprache=de |ISSN=0943-6693 |Seiten=10 |Online=http://www.pcplayer.de/history/sonderhefte/tut011997P.php |Abruf=2024-06-25}}</ref> Unter DOS gab es vorher keine standardisierte Schnittstelle für Grafik, die über den [[Video Graphics Array|VGA]]-Standard hinausging.

Die aktuelle Version des Standards 3.0 ist abwärtskompatibel zur vorherigen Spezifikation 2.0. Die wesentliche Neuerung der Version 3.0 ist der ''[[Protected Mode]] Entry Point'', der sowohl vom 16- als auch vom 32-Bit-Protected-Mode aus aufgerufen werden kann. Version 3.0 wird von Anwendungssoftware nur selten vorausgesetzt, da bereits mit VBE 2.0 alle wesentlichen Funktionen zur Verfügung stehen.

VBE wird auf Computern mit BIOS, und damit auch auf (U)EFI-Systemen im BIOS-kompatiblen Modus „CSM“ (für ''{{lang|en|Compatibility Support Module}}''), von den meisten modernen Grafikkarten unterstützt. Die ''{{lang|en|VESA BIOS Extension}}'' ist dabei im Grafik-BIOS der Grafikkarte enthalten. Da bei Einführung der ''{{lang|en|VESA BIOS Extension}}'' nicht alle Grafikkarten eine entsprechende Funktionalität implementiert hatten, gibt es universelle „VESA-Treiber“ – Zusatzprogramme wie beispielsweise ''UniVBE'' oder ''Scitech Display Doctor'', aber auch hardwarespezifische Treiber der Grafikkartenhersteller selbst (etwa ''S3VBE Core 2.0'' für [[S3 Inc.|S3]]-Grafikkarten oder ''TLIVESA'' für Grafikkarten von [[Tseng Labs]]) – die unter DOS [[Speicherresidenz#TSR|speicherresident]] als [[TSR-Programm]] geladen werden und ein VBE-Grafik-BIOS nachrüsten. Mit manchen entsprechenden Zusatzprogrammen ist es auch möglich, zusätzliche Grafikmodi einzufügen bzw. vorhandene auszutauschen; das kann z. B. dann erforderlich sein, wenn die native Auflösung eines Monitors verwendet werden soll, diese jedoch in den voreingestellten Standard-Auflösungen im VBE-Grafik-BIOS fehlen. Dem gleichen Prinzip folgend wurden auf Laptops einige der VBE-Standard-Modi im Grafik-BIOS z. B. mit [[Extended Graphics Array|WXGA]]-Auflösungen überschrieben, wenn dies der nativen Display-Auslösung entspricht.

Von Anwendungssoftware für moderne Betriebssysteme wird VBE kaum noch verwendet, da diese die Hardware nicht mehr direkt ansprechen können – auf Desktop-Systemen wie [[Microsoft Windows|Windows]], [[macOS]] oder [[Linux]] werden von der Grafikkarte unabhängige APIs verwendet, die die entsprechende Funktionalität über herstellerspezifische [[Gerätetreiber|Treiber]] mit definierten Schnittstellen umsetzen. Linearer Framebuffer Zugriff (LFB) ist unter Windows in einer [[Virtual DOS Machine]] mittels NTVDM nicht möglich, da dessen [[DPMI]] nur Vesa Modi ohne linearen Framebuffer Zugriff unterstützen. Einige Anwendungen ermöglichen daher die höheren VESA Modi per CLI Parameter nicht zu nutzen und zu VESA 1.2 zurückzufallen. In VESA 1.2 gibt es noch keinen Linearen Framebuffer Zugriff, sondern nur Bank Switching, was wiederum von NTVDM und dessen DPMI unterstützt wird.<ref>{{Internetquelle |url=http://www.sierrahelp.com/XPHelp/VESAModesAndXP.html |titel=VESA Support & XP |werk=sierrahelp.com |sprache=en |abruf=2022-01-10}}</ref>

Der Standard spielt heute noch unter Betriebssystemen eine Rolle, für die es keine spezielle Treiberunterstützung für einen bestimmten Grafikchipsatz gibt. Sind bspw. für Windows, Linux oder FreeBSD keine Grafikkartentreiber für bestimmte Grafikkarten verfügbar, so können nur durch Verwendung eines VESA-Treibers, der die hier beschriebene Funktionalität nutzt, Auflösungen von mehr als 640×480 Pixel bei mehr als 256 Farben verwendet werden.

Unter Windows wird im [[Abgesicherter Modus|abgesicherten Modus]] vom VESA-Modus massiv Gebrauch gemacht, weil in diesem Modus in der Regel keine herstellerspezifischen [[Drittanbieter|3rd-Party]]-Treiber geladen werden.

Der Standard deckt allerdings keine 2D- oder [[3D-Beschleuniger]]funktionen ab. Bei der Darstellung von 2D- oder 3D-Inhalten muss die CPU also alles in Software rendern.

VESA VBE 1.2 unterstützt virtuelles [[Scrolling]] und [[Double Buffering|Double]] und [[Dreifachpufferung|Tripple Buffering]] in Hardware.<ref>{{Internetquelle |url=http://www.monstersoft.com/tutorial1/VESA_intro.html#6.9 |titel=Introduction to VESA programming |titelerg=6.9 Function 07h - Set/Get Display Start |werk=monstersoft.com |sprache=en |abruf=2024-05-19}}</ref>

== Liste der Modi ==
{| class="wikitable sortable"
|-
! Modus<br />([[hexadezimal]]) || Auflösung<br />([[Pixel]]×Pixel) || Farbtiefe<br />(Bit) || Text/Grafisch || VESA VBE Version
|-
|0x100 || {{0}}640×{{0}}400 || {{0}}8 || || 1.0
|-
|0x101 || {{0}}640×{{0}}480 || {{0}}8 || || 1.0
|-
|0x102 || {{0}}800×{{0}}600 || {{0}}4 || || 1.0
|-
|0x103 || {{0}}800×{{0}}600 || {{0}}8 || || 1.0
|-
|0x104 || 1024×{{0}}768 || {{0}}4 || || 1.0
|-
|0x105 || 1024×{{0}}768 || {{0}}8 || || 1.0
|-
|0x106 || 1280×1024 || {{0}}4 || || 1.0
|-
|0x107 || 1280×1024 || {{0}}8 || || 1.0
|-
|0x108 || {{0|00}}80×{{0|00}}60 || {{0}}4 || Text || 1.0
|-
|0x109 || {{0}}132×{{0|00}}25|| {{0}}4 || Text || 1.0
|-
|0x10A || {{0}}132×{{0|00}}43|| {{0}}4 || Text || 1.0
|-
|0x10B || {{0}}132×{{0|00}}50|| {{0}}4 || Text || 1.0
|-
|0x10C || {{0}}132×{{0|00}}60|| {{0}}4 || Text || 1.0
|-
|0x10D || {{0}}320×{{0}}200 || 15 || || 1.2
|-
|0x10E || {{0}}320×{{0}}200 || 16 || || 1.2
|-
|0x10F || {{0}}320×{{0}}200 || 24 || || 1.2
|-
|0x110 || {{0}}640×{{0}}480 || 15 || || 1.2
|-
|0x111 || {{0}}640×{{0}}480 || 16 || || 1.2
|-
|0x112 || {{0}}640×{{0}}480 || 24 || || 1.2
|-
|0x113 || {{0}}800×{{0}}600 || 15 || || 1.2
|-
|0x114 || {{0}}800×{{0}}600 || 16 || || 1.2
|-
|0x115 || {{0}}800×{{0}}600 || 24 || || 1.2
|-
|0x116 || 1024×{{0}}768 || 15 || || 1.2
|-
|0x117 || 1024×{{0}}768 || 16 || || 1.2
|-
|0x118 || 1024×{{0}}768 || 24 || || 1.2
|-
|0x119 || 1280×1024 || 15 || || 1.2
|-
|0x11A || 1280×1024 || 16 || || 1.2
|-
|0x11B || 1280×1024 || 24 || || 1.2
|-
|0x11C || 1600×1200 || {{0}}8 || || ?
|-
|0x11D || 1600×1200 || 15 || || ?
|-
|0x11E || 1600×1200 || 16 || || ?
|-
|0x11F || 1600×1200 || 24 || || ?
|-
|0x120h || 1600x1200 || 8 || || 2.0
|-
|0x121h || 1600x1200 || 15 || || 2.0
|-
|0x122h || 1600x1200 || 16 || || 2.0
|}

Mit <math>n</math> [[Bit]] lassen sich <math>2^n</math> verschiedene Farben darstellen. Da für die rote, grüne und blaue Komponente eines Pixels jeweils 8 Bit zur Verfügung stehen, sind somit <math>2^8 \cdot 2^8 \cdot 2^8 = 2 ^ {24} = 16.777.216</math> verschiedenen Farben für ein Pixel möglich, auch [[True Color]] genannt (siehe dazu ''[[RGB-Farbraum]]''). Bei einer [[Farbtiefe (Computergrafik)|Farbtiefe]] von 16 Bit sind 65.536 verschiedene Farben für ein Pixel möglich, was [[High Color]] genannt wird.

== Nachfolger ==
Auf dem BIOS-Nachfolger [[Unified Extensible Firmware Interface|Extensible Firmware Interface]] (EFI) wurde VBE anfangs durch ''UGA ({{lang|en|Universal Graphics Adapter}})'' abgelöst, welches wiederum ab UEFI (''{{lang|en|Unified}}'' EFI ab Version 2) von ''GOP ({{lang|en|Graphics Output Protocol}})'' ersetzt wurde. Sowohl bei UGA, als auch GOP, handelt es sich um einen in den Hardwarefunktionen stark reduzierter Standard im Vergleich zu VESA VBE, da es das Ziel war, die Hardware auf die wesentlichen Funktionen für einfache Grafikmodi für UEFI Angelegenheiten zu vereinfachen und Transistoren einzusparen.
So verfügt UGA und GOP weder über Hardwarefunktionen, die das [[Scrollen]] unterstützen, noch [[Double Buffering]] und [[Dreifachpufferung|Triple Buffering]] Funktionen. In GOP wurde eine [[BitBlt]] Funktion hinzugefügt.

Für die meisten Betriebssysteme erfüllen VBE, EFI-UGA und UEFI-GOP eine Fallback-Funktion, falls kein Grafiktreiber zur Verfügung steht. Bei (U)EFI wird UGA/GOP vor dem Betriebssystemstart von der Firmware selbst verwendet, um für ein angeschlossenes Display per [[Display Data Channel|DDC]] in einen geeigneten Grafikmodus zu schalten.<ref>{{Internetquelle |url=https://uefi.org/sites/default/files/resources/UPFS11_P4_UEFI_GOP_AMD.pdf#page=4 |titel=Replacing VGA, GOP implementation for UEFI |titelerg=UEFI Summer Plugfest 2011 |hrsg=AMD |datum=2011-07 |seiten=4 |abruf=2021-01-13 |format=PDF; 840 kB |sprache=en |zitat=The ultimate goal of GOP is to replace legacy VGA BIOS and eliminate VGA HW functionality.}}</ref>

== Siehe auch ==
* [[Grafikstandard]]

== Weblinks ==
* [http://www.vesa.org/ VESA-Website]
* [http://www.phatcode.net/res/221/files/vbe20.pdf ''VESA BIOS EXTENSIONS (VBE) Core Functions Standard''] v2.0 Rev1.1 vom 18. November 1994. PDF-Dokument (englisch).
* [http://wiki.osdev.org/Getting_VBE_Mode_Info Getting VBE Mode Info] Entwickler/Programmierer-Wiki (englisch)
* [https://mendelson.org/wpdos/videomodes.txt Liste von standard-, VESA VBE (1.0 bis 3.0) und proprietären Text- und Grafikmodi für den PC]

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Grafikstandard]]

VESA BIOS Extension - Versionsgeschichte

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