ZXNet эхоконференция «hardware.zx»


тема: Стандартизация принципов развития видеопроцессора.



от: Valery Tkachuck
кому: All
дата: 31 Oct 2006
Hello, Black_Cat

Стандартизация принципов развития видеопроцессора.

Спектрум на 90% Ц это видеопроцессор. И не удивительно, что основные критерии,
определяющие компьютер как <Спектрум> Ц это параметры видеопроцессора.

Основными параметрами видеопроцессора являются:
- структура построения экрана и разрешение экранной области;
- структура отображения цветов и количество цветов;
- частота кадров и строк;

1.0 Структура построения экрана и разрешение экранной области.

Структура экранной области ZX Spectrum - довольно своеобразна. Из каких
соображений проецирование экранной области на видеопамять было сделано именно
так, сейчас - трудно сказать. Hо для ZX это бесспорный стандарт и отступление
от него равнозначно отказу от ZX совместимости в целом (как бы этого не
хотелось сторонникам линейной адресации). Структура построения экрана ZX
предполагает деление его на три области, внутри каждой из которых используется
одинаковый цикл формирования изображения. Отсюда можно сделать вывод, что
минимальным неделимым дискретом в структуре экрана является его треть.
Следовательно, при масштабируемом изменении пропорций экранной области, одним
из условий совместимости должна быть кратность третям ZX экрана. Это условие
автоматически формирует сетку допустимых разрешений при использовании
эволюционного масштабирования:
- вертикальных: 192, 256, 320, 384, 448, 512, 576, 640, 704, 768 и т.д.
- горизонтальных: 256, 512, 768, 1024 и т.д.

1.1 Ограничение на пропорциональность масштабироания.

Если на полученную сетку допустимых разрешений наложить условие
пропорциональности масштабирования по обеим координатам, то получим следующую
сетку экранных разрешений:
- 256х192, 512х384, 768х576, 1024х768 и т.д.
Правомерно ли наложение условия пропорциональности масштабирования?
И да, и нет - в зависимости от преследуемых целей. Hапример, работа с такой
неотъемлемой частью ZX, как встроенный BASIC предполагает пропорциональное
масштабирование, без которого невозможно использование его стандартных
графических функций. Работа с текстом накладывают совсем другие требования,
здесь общепринятым стандартом является 80 символов в строке, при этом матрица
знакоместа символов может быть любой удовлетворяющей этому условию (например
6х8). Таким образом, исходя из назначения, полученную сетку разрешений можно
условно разделить на <графические> (пропорциональные) и <текстовые> (80
символьные) режимы*.

* Внимание!! Деление на <графические> и <текстовые> режимы - условно, т.к. по
способу формирования изображения видеопроцессором ZX Spectrum, все режимы -
графические.

1.2 Ограничение по стандартам видеоразвёрток.

Ещё одним ограничением, накладываемым телевизионным стандартом видеоразвёртки,
является 312 строк в кадре при прогрессивной развёртке (телевизионный стандарт
- 312,5 при чересстрочной). Hаложение этого условия ограничивает сетку
разрешений по вертикали при воспроизведении на телевизоре и CGA мониторе
следующими режимами:
- графические: 256х192;
- текстовые: (6х8)512х192, (6х8)512х256;

1.3 Есть ли жизнь за 312 строками? Ограничение по частоте кадров.

С точки зрения технической реализации Ц это возможно, хотя и имеются
определённые ограничения. Рассмотрим их.

1) Миф N8; <Священная; корова Nemo>.


26.11.98 й Nemo
основа. Подключение дисплея к Spectrum'у абсурдно. Это противоречит всей логике
архитектуры. Это не спектрумовский Spectrum. Это тупиковый путь. Он ведет в
никуда. От TV-экрана нельзя отказываться. Это и есть Spectrum.> 21.05.99 й Nemo

Cпектрум действительно разрабатывался исключительно под телевизор, но...
четверть века назад. А в 2012 году на территории России вещание для
телевизионных приёмников, на работу с которыми был рассчитан ZX Ц будет
полностью прекращено. С 2006 года ввоз импортных аналоговых телеприёмников в
Россию запрещён. Расчётное проектное время эксплуатации бытовой техники ~6 лет.
Уже давно ремонт 6 летнего телевизора дороже покупки б/у, то же и с CGA, EGA и
VGA (до 17Ф) ЭЛТ мониторами - их не ремонтируют, их выбрасывают. Это не значит
конечно, что тысяча <реальщиков> не смогут найти себе телевизор, это значит
другое - что простой обыватель никогда впредь не купит ZX, т.к. у него в
квартире его не к чему будет подключить, а курочить для этого новенький
цифровик, сейчас даже в ателье не возьмутся.
Выводы:
- любые исторически сопряжённые во времени постулаты имеют смысл только в
историческом контексте;
- аналоговое телевидение Ц это уже прошедшая история;
- ZX, только с аналоговым телевизором в качестве монитора Ц мёртвая
конструкция без будущего.

2) Ограничение по частоте кадров.

Есть ли доступная замена аналоговому телевизору? Да, сейчас можно с
уверенностью сказать Ц есть Ц TFT компьютерный монитор.
Почему только <сейчас>?
Т.к. ZX проектировался под телевизионную развёртку, то его кадровая частота
=50Гц, а TFT мониторы изначально проектировались под VGA стандарт, для которого
минимальная частота кадров =60Гц. До сих пор это было преградой на пути
подключения ZX к VGA мониторам (хотя и преодолимой с определённым геморроем и
потерей качества изображения). Hо со временем электронику под многие мониторы
начали выпускать унифицированную двойного применения VGA/TV и соответственно
такие мониторы научились синхронизироваться по кадрам* на 50Гц.

*Внимание!! Hе следует путать частоту кадровой синхронизации с частотой
обновления изображения на TFT мониторе Ц это взаимно независимые
характеристики.

Вывод: приобретая TFT монитор, обращайте внимание на его минимальную кадровую
частоту синхронизации.

1.4 VGA совместимые режимы ZX.

В чём суть преобразования сигналов ZX->VGA? Очень упрощённо - если длительность
строки изображения ZX=Tzx, то длительность строки изображения
VGA(640x480@60Hz)~Tzx/2, SVGA(800x600@72Hz)~Tzx/3, XGA(1024x768@75Hz)~Tzx/4.
Т.е. сжав ZX строку соответственно в 2, 3 или 4 раза Ц получим строку VGA, SVGA
или XGA. Соответственно, для синхронизации длительности кадров, каждую
укороченную строку воспроизводим 2, 3 или 4 раза подряд. Единственная,
существенная нестыковка в этом методе Ц это частота кадров, она останется
неизменной Ц 50Гц, но как раз это и исправляется TFT монитором. Дело в том, что
истинное разрешение TFT монитора определяется разрешением его матрицы, а все
разрешения не совпадающие с истинным формируются с помощью пересчёта.
Фактически, аналоговый сигнал на входе такого монитора построчно преобразуется
в цифру с помощью АЦП, а потом отображается на TFT матрице уже с той частотой
обновления, которая удобна для матрицы. Поэтому для такого монитора кадровая
частота входного сигнала не имеет значения, лишь бы его схема оцифровки смогла
с ней засинхронизироваться.
Таким образом, можем иметь следующие возможные разрешения для вывода ZX
сигнала:
1) VGA(640x480)=[256x2]x[192x2]с бордюром,
2) VGA(640x480)=512x[192x2]с бордюром,
3) VGA(640x480)=512x256 с бордюром,
4) VGA(640x480)=512x384 с бордюром,
5) SVGA(800x600)=[256x3]x[192x3]с бордюром,
6) SVGA(800x600)=[512x1,5]x[192x3]с бордюром,
7) SVGA(800x600)=[512x1,5]x[256x2]с бордюром,
8) SVGA(800x600)=512x384 с бордюром,
9) SVGA(800x600)=768х576 с бордюром,
10) XGA(1024x768)=[256x4]x[192x4]без бордюра,
11) XGA(1024x768)=[512x2]x[192x4]без бордюра,
12) XGA(1024x768)=[512x2]x[256x3]без бордюра,
13) XGA(1024x768)=[512x2]x[384x2]без бордюра,
14) XGA(1024x768)=1024х768 без бордюра.

1.5 Ограничение по соотношению сторон.

Важным условием является повторяемость соотношения сторон при формировании
области изображения на разных мониторных разрешениях. Проанализировав
полученные варианты можно сказать, что предложенное ZX разрешение 512х256 при
воспроизведении в каждом из рассматриваемых мониторных разрешений имеет разные
соотношения сторон, а значит не удовлетворяет критерию проверки и исключается
из дальнейшего рассмотрения (варианты 3), 7), 12)).

1.6 Архитектурные ограничения.

Одной из стандартных возможностей архитектуры видеопроцессоров является
конвертация видеорежимов по критерию <разрешение<Ц>глубина цвета> в рамках
выделенного объёма памяти. В этом отношении принципиальное значение имеет
кратность масштабирования видеоразрешений. В рассматриваемых вариантах нетрудно
заметить, что для режимов VGA и XGA масшабирование видеоразрешений кратно
степени основания 2, а для режима SVGA - соответственно степени основания 2 и
3. Т.е. для режимов VGA и XGA имеем:
1024x768х1bit=1024x384х2bit=512x384х4bit=512x192х8bit=256х192x16bit. Для режима
SVGA; 768х576x1bit=512x384х2bit*=512x192х4bit*=256х192x9bit; (* - в этих
режимах видеопамять используется не полностью).
Ещё одной стандартной возможностью архитектуры видеопроцессоров является
разделение видеопамяти на битовые плоскости переднего и заднего плана. В
отношении режимов VGA и XGA очень легко произвести единообразное для всех
режимов деление на 2 битовые плоскости переднего и заднего плана, чего не
скажешь в отношении режима SVGA, где используются режимы кратные степеням
разных оснований. В режиме SVGA произвести такое единообразное для всех режимов
деление возможно только приведением режимов к общему кратному множителю путём
увеличения битности в 2 или 3 раза, что позволит иметь деление соответственно
на 2 или 3 битплана.
Выводы:
- учитывая полноту использования выделенного объёма памяти, меньшую
требовательность к объёму памяти, а также то, что выпускаемые ЦАПы для
формирования видеосигнала имеют разрядность кратную основанию 2 Ц наиболее
оптимальными вариантами является использование режимов VGA и XGA;
- режим SVGA, как неоптимальный с точки зрения требований к ресурсам, из
дальнейшего рассмотрения исключить.




Темы: Игры, Программное обеспечение, Пресса, Аппаратное обеспечение, Сеть, Демосцена, Люди, Программирование

Похожие статьи:
Каталог Питерской фирмы - Каталог ZX-продукции от 5.12.99.
Смайлик - Тpетий не лишний, тpетий - запасной.
Железо - обзор микропроцессора Zilog Z380, продолжение.
Розыск - Разыскиваются: MAD NURSE & TORNADO ECR.
Credits - авторы газеты.

В этот день...   29 марта