Разрешение. Дисплеи с VGA разрешением
VGA (Video Graphics Array ) — стандарт, разработанный для видеоадаптеров и мониторов. Стандарт был создан компанией IBM в 1987 году, предназначался для компьютеров PS/2 Model 50, а также более старшей линейки. Стандарту VGA следовало большинство производителей видеоадаптеров.
В отличие от всех предыдущих видеоадаптеров IBM (MDA, CGA, EGA), видеоадаптер VGA использует аналоговый сигнал для передачи цветовой информации. Такой переход был обусловлен необходимостью создания нового кабеля с меньшим числом проводов. Кроме того, аналоговый сигнал дает возможность использовать VGA-мониторы с последующими видеоадаптерами, с возможностью вывода большего количества цветов.
Стандартом-последователем VGA официально считается стандарт IBM XGA. По факту, он был замещен различными расширениями к VGA. Эти расширения получили название SVGA.
Кроме того, понятие VGA зачастую используется и в качестве обозначения разрешения 640×480, вне зависимости от аппаратного обеспечения по выводу изображения. Впрочем, это не совсем правильно (так, режим 640х480 с 16-, 24- и 32-битной глубиной цвета не имеет поддержки адаптером VGA, но при этом он может быть сформирован на мониторе, поддерживающем адаптеры VGA. Это возможно реализовать благодаря SVGA-адаптерам. Кроме того, данный термин применяется для обозначения 15-контактного D-subminiature разъема VGA, который предназначен для передачи аналоговых видеосигналов с разными разрешениями.
Архитектура VGA
Как и его собрат EGA, интерфейс VGA включает в себя следующие подсистемы, они выступают в роли главных:
- Графический контроллер . Он обеспечивает обмен данными, осуществляющийся между центральным процессором и видео-памятью. Также может выполнять битовые операции над передаваемыми данными.
- Видеопамять . В ней размещаются данные, которые отображаются на мониторе. 256 кБ DRAM разделились на четыре цветовых слоя: по 64 кБ.
- Последовательный преобразователь . Осуществляет функцию преобразования данных из видеопамяти в поток битов, который передается непосредственно контроллеру.
- Контроллер атрибутов . Преобразует входные данные в цветовые значения, используя палитру.
- Синхронизатор . Берет на себя контроль над временны́ми параметрами видеоадаптера, а также осуществляет переключение цветовых слоев.
- Контроллер ЭЛТ (CRT ). Производит генерацию сигналов синхронизации для ЭЛТ.
EGA, в отличие от CGA, а также его главные подсистемы, располагается в единой микросхеме, что, в свою очередь, позволяет уменьшить размер видеоадаптера. В ПК с интерфейсом PS/2 VGA-адаптер вмонтирован непосредственно в материнскую плату.
В чем отличие VGA от EGA?
VGA аналогичен EGA, учитывая плоскостную видеопамять в 16-цветных режимах и секвенсор для доступа процессора к ней. Однако, имеются и исключения, отличающие два этих стандарта:
- Разные разъем с кабелем для подключения к монитору, а также, совершенно разные мониторы. Этот разъем и кабель не менялись более 15 лет, вплоть до выхода в свет цифровых пакетно-ориентированных технологий DVI , HDMI и DisplayPort , пришедших из мира бытовой видеотехники. Разъем с кабелем использовались после в более высоких разрешениях. Даже стандартный VGA-монитор мог показывать режим 800x600 при использовании с более современной видеокартой, в данном случае, все зависело от качества блоков развертки монитора и их способности не сорвать генерацию на таких повышенных частотах. Сегодня все современные видеокарты совместимы с VGA сверху вниз. Термин "VGA" в обиходе обозначает именно тип подключения монитора - устаревший, но до сих пор, тем не менее, актуальный.
- Палитра включает в себя 18-битные цвета вместо 6-битных. Это, в свою очередь, позволяло, к примеру, реализовать плохую погоду или мерцающие цвета в играх, используя одну лишь палитру.
- 256-цветные режимы, стандартный - 320x200. Неофициально можно было добиться разрешения 320x240 ("режим Х") и выше.
- Максимальный 16-цветный режим - 640x480 (квадратные пиксели)
- Все 200-строчные графические режимы включали в себя сканлинию, которая повторялась дважды, что давало 400 физических строк развертки монитора, а это, в свою очередь, существенно повышало качество картинки даже в более младших режимах, поскольку щели между строками развертки отсутствовали.
- высота ячейки знакогенератора - 16 сканлиний. У EGA - 14. Это преимущество дает те же 400 строк развертки во всех текстовых режимах (кроме режимов совместимости со знакогенератором EGA). Так, VGA всегда использует 400 строк развертки, кроме двух старших 16-цветных режимов (там их 480 и 350). Режим Х также использует 480 строк.
- В VGA все регистры доступны на чтение, EGA же имеет ряд регистров, предназначенных "только для записи".
Текстовые режимы
Символы в стандартном тестовом режиме формируются в ячейке 9×16 пикселов, впрочем, допускается использование шрифтов и других размеров: 8—9 пикселов в ширину и 1—32 пиксела в высоту. Обычно, размеры самих символов меньше, поскольку часть пространства уходит на создание зазора между символами. Функция по выбору размера шрифта в BIOS отделена от функции по выбору видеорежима, это позволяет использовать различные комбинации режимов со шрифтами. Допускается загрузка восьми и одновременный вывод на монитор двух различных шрифтов.
VGA BIOS содержит следующие виды шрифтов, а также функции для их загрузки/активации:
- 8×16 пикселов (стандартный шрифт VGA),
- 8×14 (для совместимости с EGA),
- 8×8 (для совместимости с CGA).
Обычно, данные шрифты соответствуют кодовой странице CP437. Также имеется поддержка программной загрузки шрифтов. Это позволяет использовать ее, к примеру, для русификации.
Стандартные режимы:
- 40×25 символов , 16 цветов, разрешение 360×400 пикселов.
- 80×25 символов , 16 цветов, разрешение 720×400 пикселов.
- 80×25 символов , монохромный, разрешение 720×400 пикселов.
При применении шрифтов меньшего размера, чем стандартный 8×16 , можно добиться увеличения количества строк в текстовом режиме. Например, если включить шрифт 8×14 , то будет доступно 28 строк. А если 8×8, то количество строк увеличится до 50 (как в режиме EGA 80×43 ).
Для каждой ячейки с символом в текстовом режиме можно указать атрибут , задающий вариант отображения этого символа. Существует два отдельных набора атрибутов: для цветных режимов и для монохромных. Атрибуты цветных режимов позволяют выбрать один из 16-ти цветов символа, один из 8-ми цветов фона и включить или отключить мерцание, что совпадает с возможностями CGA. Атрибуты монохромных режимов совпадают с атрибутами, доступными у MDA (в частности, позволяют активировать повышенную яркость символа, подчеркивание, мерцание, инверсию и некоторые их комбинации).
Графические режимы
В отличие от своих предшественников (CGA и EGA), видеоадаптер VGA обладал видеорежимом с квадратными пикселами (экран с соотношением сторон 4:3). Адаптеры CGA и EGA имели вытянутые по вертикали пикселы.
Стандартные режимы
- 320×200 пикселов , 4 цвета.
- 320×200 пикселов , 16 цветов.
- 320×200 пикселов , 256 цветов (новый для VGA).
- 640×200 пикселов , 2 цвета.
- 640×200 пикселов , 16 цветов.
- 640×350 пикселов , монохромный.
- 640×350 пикселов , 16 цветов.
- 640×480 пикселов , 2 цвета. При разрешении 640×480 пиксел имеет пропорции 1:1.
- 640×480 пикселов , 16 цветов.
Нестандартные режимы (X-режимы)
Путем перепрограммирования VGA можно было достичь более высоких разрешений, по сравнению со стандартными режимами интерфейса. Наиболее распространенными «нештатными» режимами являлись:
- 320×200 , 256 цветов, 4 страницы. Ничем внешне не отличается от режима 13h (320×200, 256 цветов), режим имеет четыре видеостраницы, что позволяет реализовать двойную и даже тройную буферизацию.
- 320×240 , 256 цветов, 2 страницы. В данном режиме страниц меньше, но квадратные пиксели.
- 360×480 , 256 цветов, 1 страница. Максимальное разрешение на 256 цветах, возможное для реализации в рамках VGA.
Все вышеперечисленные режимы используют плоскостную организацию видеопамяти, похожую на используемую в 16-цветных режимах. Однако она использует для формирования цвета по 2 бита из каждой плоскости, а не по одному. Такая организация видеопамяти позволяет задействовать всю видеопамять карты, а не только плоскость 0 в 64К, для формирования 256-цветной картинки. А это, в свою очередь, дает возможность использования высоких разрешений/многих страниц. Для работы с этой памятью используется тот же секвенсер, что и в 16-цветных режимах.
Однако, ввиду особенностей контроллера видеопамяти, процесс копирования данных в видеопамять происходит вчетверо быстрее, чем в режиме 13h.
Термин «X-режим» (Mode X ) был введен Майклом Абрашем в 1991 году. Он применялся для обозначения нестандартного режима 320×240 с 256 цветами. Данный режим был открыт, путем изучения закрытой документации компании IBM, различными программистами независимо друг от друга. Термин получил известность благодаря статьям Майкла Абраша в журнале «Dr. Dobb’s Journal».
Разрешение 4К / Ultra HD, ворвалось в мейнстрим как в компьютерных мониторах, так и в телевизорах. Вы можете быть удивлены, какие возможности имеются у четырех наиболее популярных типов соединений, которые вы должны использовать. Добро пожаловать в наш гид по достоинствам и подводным камням интерфейса HDMI, разъема DVI, стандарта DisplayPort и разъема VGA. Узнайте, что является новым, что старым, и что ну прям совсем устарело.
Интерфейс HDMI.
В наши дни, практически все телевизоры и компьютерные мониторы поддерживают подключение по HDMI. HDMI (High-Definition Multimedia Interface), который передает видео и аудио данные, а также обменивается контентом по одному каналу. Скорее всего, если вы пытаетесь что-то подключить к телевизору, или компьютеру и т.д. – вы собираетесь использовать HDMI.
Интерфейс HDMI используется в очень широком спектре потребительской электроники, включая ноутбуки, настольные компьютеры, мобильные устройства, в устройствах Chromecast, в медиаплеере Roku, Blue-Ray проигрывателях, HTiB, и многом, многом другом – таким образом, это довольно знакомый и привлекательный формат для большинства людей, и самый популярный среди общих потребителей.
HDMI-кабель до самого последнего времени, был стандартом , по которому работали большинство компаний бытовой электроники. Хорошо, если все оборудование в вашем доме поддерживает стандарт , но вы должны знать, что есть новая версия, вышедшая под названием , которая переводит возможности интерфейса HDMI на следующий уровень.
После введения 4К / Ultra HD разрешения, телевизоры перешли к стандарту . Интерфейс может передавать видео сигналы с пиксельным разрешение 3820 x 2160 с частотой до 60 кадров в секунду и до 32 каналов несжатого многоканального цифрового звука, все через те же высокоскоростные HDMI кабели, которые были вокруг в течении многих лет. Правильно: ничего в кабелях или разъемах не изменилось, только оборудование, подключенное к ним. Так что нет никакой необходимости покупать кучу новых кабелей, если только вы решите обновить свое оборудование. Вы можете узнать больше о последней версии интерфейса HDMI .
Так как интерфейс HDMI прогрессировал до этой новой версии, есть теперь еще меньше причин менять любой из этих типов коммутации, кроме некоторых очень определенных ситуаций, которые мы рассмотрим ниже.
Стандарт DisplayPort.
Разъем DVI.
DVI (Digital Visual Interface) стал известен как стандартный формат подключения дисплея примерно в 1999 году, но с течением времени HDMI фактически заменил его. Разъем DVI предназначен для доставки несжатого цифрового видео контента и может быть сконфигурирован для поддержки нескольких режимов, таких как DVI-D (только цифровые), разъем DVI-А (только аналоговый), или DVI-I (цифровой и аналоговый). Цифровой видеосигнал передается через DVI, по существу идентичен, как и HDMI, хотя есть и различия между двумя форматами, а именно отсутствие в DVI аудио сигнала.
Вы не найдете разъема DVI на HD-телевизорах, или Blue-Ray проигрывателях, в любом случае вы и не хотите использовать DVI для вашего телевизора с плоским экраном, так как вам потребуется дополнительные аудио кабели. Но для компьютерных мониторов, на которых часто отсутствуют динамики, подключение через разъем DVI по-прежнему остается популярным вариантом. Вы также найдете разъемы DVI на некоторых старых проекторах, как правило, он прячется в каком-то пыльном углу офиса. Если вам нужно получить разрешение 4К, вы должны использовать интерфейсы HDMI или .
Существует два различных типа разъемов DVI, одноканальные (single-link) и двухканальные (dual-link). В двухканальных DVI разъемах пины фактически удваивают мощность передачи и обеспечивают более высокую скорость передачи и качество сигнала. Например, в ЖК-телевизоре с помощью одного разъема DVI можно вывести на экран максимальное разрешение 1920×1200 – в двухканальном для этого же экрана максимальное разрешение составляет 2560×1600.
Разъем VGA.
Ранее промышленный стандарт, а ныне одной ногой уже за дверью, разъем VGA (Video Graphics Array) - это аналоговый видеоинтерфейс, только видео связь. Его редко увидите на телевизорах, хотя все равно вы можете найти его на старых ПК и проекторах.
В конце 2010 года, коллектив крупных компаний, таких как Intel и Samsung совместными усилиями, решили похоронить VGA разъем, объявив о планах отказаться от формата и ускорить принятие по умолчанию интерфейса HDMI и для мониторов ПК.
Мы не рекомендуем стараться изо всех сил использовать VGA, но если ваше оборудование использует только стандарт VGA – и вы не особенно требовательны в отношении качества видео сигнала, то на крайний случай он все же сойдет.
Иногда 15-контактный разъем называется “PC-RGB”, также “D-sub 15”, или “DE-15”. Некоторые ноутбуки и другие компактные устройства поставляются с мини-VGA разъемом, вместе с полноразмерным разъемом VGA.
Вывод:
Если вы подключаетесь к телевизору, вам нужен интерфейс HDMI. Если вы геймер, или проводите за компьютером весь день, то интерфейс может быть лучшим вариантом, особенно теперь, когда он стал более популярен и везде есть поддержка этого стандарта. DVI и VGA-прежнему служат для подключения компьютеров и мониторов, но VGA является ограниченным стандартом в своем потенциале качественного изображения. Сегодня, если нам нужно качественное воспроизведение аудио видео потока, мы все-таки больше отдаем предпочтение интерфейсам HDMI и DisplayPort.
Vention, special for you!
Максимальное разрешение изображения, которое способна формировать видеокарта.
Разрешение определяет количество точек по горизонтали и по вертикали, из которых формируется изображение. Чем выше разрешение, тем более детальной и информативной получается картинка на мониторе.
Высокое разрешение может понадобиться для подключения монитора с большой диагональю или для профессиональной работы с графикой. Современные профессиональные видеокарты обеспечивают максимальное разрешение - до 3840x2400.
Нужно отметить, что максимальное разрешение для разных видеовыходов может отличаться. Например, многие современные видеоадаптеры на выходе DVI могут формировать изображение с наибольшим разрешением 2560x1600, а по D-Sub - 2048x1536.
Разъемы видеокарты
На выбор видеокарты также может повлиять и имеющийся или предполагаемый к приобретению монитор. Или даже мониторы (во множественном числе). Так, для современных LCD-мониторов с цифровыми входами очень желательно, чтобы на видеокарте был разъём DVI, HDMI или DisplayPort. К счастью, на всех современных решениях сейчас есть такие порты, а зачастую и все вместе. Ещё одна тонкость заключается в том, что если требуется разрешение выше 1920×1200 по цифровому выходу DVI, то обязательно нужно подключать видеокарту к монитору при помощи разъёма и кабеля с поддержкой Dual-Link DVI. Впрочем, сейчас с этим проблем уже нет. Рассмотрим основные разъёмы, использующиеся для подключения устройств отображения информации.
Аналоговый D-Sub разъём (также известен как VGA-выход или DB-15F), изображен на рисунках 4.2.1 и 4.2.2
Рис. 4.2.1 VGA разъем.
Рис. 4.2.2 VGA разъем .
Это давно известный всем и привычный 15-контактный разъём для подключения аналоговых мониторов. Сокращение VGA расшифровывается как video graphics array (массив пикселей) или video graphics adapter (видеоадаптер).
Разъём DVI (вариации: DVI-I и DVI-D), изображен на рисунках 4.2.3 и 4.2.4
Рис. 4.2.3 DVI разъем.
Рис. 4.2.4 DVI разъем.
DVI - это стандартный интерфейс, чаще всего использующийся для вывода цифрового видеосигнала на ЖК-мониторы, за исключением самых дешевых. На рисунку 6 показана довольно старая видеокарта с тремя разъёмами: D-Sub, S-Video и DVI. Существует три типа DVI-разъёмов: DVI-D (цифровой), DVI-A (аналоговый) и DVI-I (integrated - комбинированный или универсальный):
Разъём HDMI
В последнее время широкое распространение получил новый бытовой интерфейс - High Definition Multimedia Interface. Этот стандарт обеспечивает одновременную передачу визуальной и звуковой информации по одному кабелю, он разработан для телевидения и кино, но и пользователи ПК могут использовать его для вывода видеоданных при помощи HDMI-разъёма.
HDMI - это очередная попытка стандартизации универсального подключения для цифровых аудио- и видеоприложений. Оно сразу же получило мощную поддержку со стороны гигантов электронной индустрии (в группу компаний, занимающихся разработкой стандарта, входят такие компании, как Sony, Toshiba, Hitachi, Panasonic, Thomson, Philips и Silicon Image), и большинство современных устройств вывода высокого разрешения имеет хотя бы один такой разъём. HDMI позволяет передавать защищенные от копирования звук и изображение в цифровом формате по одному кабелю, стандарт первой версии основывается на пропускной способности 5 Гбит/с, а HDMI 1.3 расширил этот предел до 10,2 Гбит/с.
HDMI 1.3 - это обновленная спецификация стандарта с увеличенной пропускной способностью интерфейса, увеличенной частотой синхронизации до 340 МГц, что позволяет подключать дисплеи высокого разрешения, поддерживающие большее количество цветов (форматы с глубиной цвета вплоть до 48 бит). Новой версией спецификации определяется и поддержка новых стандартов Dolby для передачи сжатого звука без потерь в качестве. Кроме этого, появились и другие нововведения, в спецификации 1.3 был описан новый разъём mini-HDMI, меньший по размеру по сравнению с оригинальным, изображен на рисунке 4.2.5 Такие разъёмы также используются на видеокартах.
Рис. 4.2.5 mini-HDMI разъем.
HDMI 1.4b - это последняя новая версия данного стандарта, вышедшая не так давно. В HDMI 1.4 появились следующие основные нововведения: поддержка формата стереоотображения (также называемого «3D») с поочередной передачей кадров и активными очками для просмотра, поддержка Fast Ethernet-соединения HDMI Ethernet Channel для передачи данных, реверсивный аудиоканал, позволяющий передавать цифровой звук в обратном направлении, поддержка форматов разрешения 3840×2160 до 30 Гц и 4096×2160 до 24 Гц, поддержка новых цветовых пространств и самый маленький разъём micro-HDMI, изображен на рисунке 4.2.6
Рис. 4.2.6 micro-HDMI разъем.
В HDMI 1.4a поддержка стереоотображения была значительно улучшена, появились новые режимы Side-by-Side и Top-and-Bottom в дополнение к режимам спецификации 1.4. И наконец, совсем свежее обновление стандарта HDMI 1.4b произошло буквально несколько недель назад, и нововведения этой версии пока неизвестны широкой публике, да и устройств с его поддержкой пока что на рынке нет.
Разъём DisplayPort
Постепенно, в дополнение к распространенным видеоинтерфейсам DVI и HDMI, на рынке появляются решения с интерфейсом DisplayPort. Single-Link DVI передаёт видеосигнал с разрешением до 1920×1080 пикселей, частотой 60 Гц и 8 бит на компоненту цвета, Dual-Link позволяет передавать 2560×1600 на частоте 60 Гц, но уже 3840×2400 пикселей при тех же условиях для Dual-Link DVI недоступны. У HDMI почти те же ограничения, версия 1.3 поддерживает передачу сигнала с разрешением до 2560×1600 точек с частотой 60 Гц и 8 бит на компоненту цвета (на более низких разрешениях - и 16 бит). Хотя максимальные возможности у DisplayPort немногим выше, чем у Dual-Link DVI, лишь 2560×2048 пикселей при 60 Гц и 8 бит на цветовой канал, но у него есть поддержка 10-битного цвета на канал при разрешении 2560×1600, а также 12 бит для формата 1080p.
Первая версия цифрового видеоинтерфейса DisplayPort была принята VESA (Video Electronics Standards Association) весной 2006 года. Она определяет новый универсальный цифровой интерфейс, не подлежащий лицензированию и не облагаемый выплатами, предназначенный для соединения компьютеров и мониторов, а также другой мультимедийной техники. В группу VESA DisplayPort, продвигающую стандарт, входят крупные производители электроники: AMD, NVIDIA, Dell, HP, Intel, Lenovo, Molex, Philips, Samsung.
Основным соперником DisplayPort является разъём HDMI с поддержкой защиты от записи HDCP, хотя он предназначен скорее для соединения бытовых цифровых устройств, вроде плееров и HDTV-панелей. Ещё одним конкурентом раньше можно было назвать Unified Display Interface - менее дорогую альтернативу разъёмам HDMI и DVI, но основной её разработчик, компания Intel, отказалась от продвижения стандарта в пользу DisplayPort.
Исходя из совместимости с процессором и поддержки модулей памяти материнской платой, а так же руководствуясь отзывами и оценками покупателей, мною был выбран набор из двух планок Kingston HyperX
KHX16C9B1RK2/8 DIMM DDR3 4096MBx2 PC12800 1600MHz. Модули памяти HyperX red Red компании Kingston имеют обновленный теплоотвод. Как и все модули памяти HyperX, red имеют пожизненную гарантию, бесплатную техническую поддержку и отличаются легендарной надежностью Kingston. Цена данного набора составляет 7 000 рублей.
Наше поколение живет в эпоху научно-технической революции, но поскольку мы находимся «внутри процесса», то не замечаем стремительной смены поколений окружающих нас технических устройств. Если раньше бытовая техника могла служить десятилетиями, то сейчас за два-три года она безнадежно устаревает – появляются новые идеи, новые технологии и материалы, которые позволяют эти идеи реализовать.
С момента создания первых искровых передатчиков радиоэлектронная аппаратура была аналоговой. Однако после Второй мировой войны, когда был изобретен биполярный и полевой транзистор, были разработаны первые интегральные микросхемы, цифровые технологии начали завоевывать себе место под солнцем. С точки зрения схемотехники цифровая аппаратура сложнее аналоговой, однако ее функциональные возможности гораздо шире, а некоторые из них принципиально недостижимы при аналоговой обработке сигнала. Несмотря на это, в области современных телевизионных технологий аналоговые видеосигналы применяются весьма широко и не собираются уходить в прошлое.
Проблема цифрового представления видеосигнала состоит в том, что ширина его спектра во много раз больше ширины спектра такого же видеосигнала, но в аналоговой форме. Современные системы цифрового телевидения, на которые постепенно переходят во всем мире, не способны работать с несжатым сигналом. Его приходится кодировать с помощью алгоритма MPEG, а это, как известно, алгоритм с потерей качества. Вот и выходит, что несмотря на развитие и совершенствование цифровых технологий, проще и дешевле для передачи видеосигнала на большие расстояния пользоваться аналоговыми видеоформатами: и ширина спектра сигнала вполне приемлема, и парк оборудования обширен, да и технологии отработаны до совершенства.
Цифровые интерфейсы DVI и его развитие HDMI – это, в общем, интерфейсы хоть недалекого, но будущего, да и предназначены они для решения других задач.
Аналоговый видеосигнал, используемый в современных телевизионных системах, может быть композитным и компонентным.
Композитный CV (composite video) – это простейший вид аналогового видеосигнала, в котором информация о яркости, цвете и синхронизации передается в смешанном виде. На ранних этапах развития видеотехники именно композитный сигнал передавался по коаксиальному кабелю, соединявшему видеомагнитофоны или видеоплееры с телевизорами.
Более совершенным вариантом композитного сигнала является сигнал S‑Video . Этот вид аналогового видеосигнала обеспечивает раздельную передачу сигнала яркости (Y) и двух объединённых сигналов цветности (C) по независимым кабелям, из-за чего этот сигнал называют еще YC. Поскольку сигналы яркости и цветности передаются раздельно, сигнал S-Video занимает значительно более широкую полосу частот, чем композитный. По сравнению с композитным видеосигналом, S-Video обеспечивает заметный выигрыш в чёткости и устойчивости изображения, в меньшей степени – в цветопередаче. S-Video широко используется в полупрофессиональной аппаратуре, вещательными студиями, а также при записи на 8-мм пленку в стандарте Hi-8 фирмы Sony.
Для телевидения высокой четкости и компьютерного видео эти интерфейсы не подходят, поскольку не обеспечивают необходимого разрешения изображения.
Компонентные видеосигналы
Для достижения максимального качества изображения и создания видеоэффектов в профессиональном оборудовании видеосигнал разделяется на несколько каналов. Например, в системе RGB видеосигнал делится на красный, синий и зеленый компоненты, а также сигнал синхронизации. Такой сигнал еще называют сигналом RGBS, наибольшее распространение он получил в Европе.
В зависимости от способа передачи сигналов синхронизации сигнал RGB имеет несколько разновидностей. Если синхроимпульсы передаются в канале зеленого цвета, то сигнал называют RGsB, а если сигнал синхронизации передается во всех цветовых каналах, то RsGsBs.
Для подключения сигнала RGBS используют кабели с четырьмя разъемами BNC или разъем SCART.
Кабель для видеосигнала RGBS с разъемами BNC.
Разъем SCART
Таблица 1. Назначение контактов разъема SCART
| Контакт | Описание |
| 1. | Выход аудио, правый |
| 2. | Вход аудио, правый |
| 3. | Выход аудио, левый + моно |
| 4. | Земля для аудио |
| 5. | Земля для RGB Blue |
| 6. | Вход аудио, левый + моно |
| 7. | Вход RGB Blue (синий) |
| 8. | Вход, переключение режима телевизора, в зависимости от типа телевизора – Audio/RGB/16:9, иногда включение AUX (старые телевизоры) |
| 9. | Земля для RGB Green |
| 10. | Data 2: Clockpulse Out, только в старых видеомагнитофонах |
| 11. | Вход RGB Green (зеленый) |
| 12. | Data 1 Выход данных |
| 13. | Земля для RGB Red |
| 14. | Земля для Data, дистанционное управление, только в старых видеомагнитофонах |
| 15. | Вход RGB Red (красный) или вход канала С |
| 16. | Вход Blanking Signal, переключение режима телевизора (композит/RGB), «быстрый» сигнал (новые телевизоры) |
| 17. | Земля композитного видео |
| 18 | Земля Blanking Signal (для контактов 8 или 16) |
| 19. | Выход композитного видео |
| 20. | Вход композитного видео или канал Y (яркости) |
| 21. | Защитный экран (корпус) |
В системе YUV, получившей распространение в США, используют другой набор компонентов: смешанный сигналы яркости и синхронизации, а также красный и синий цветоразностные сигналы. Для каждой компонентной системы требуется свой тип оборудования, каждая обладает своими достоинствами и недостатками. Для объединения устройств различных видеоформатов необходимы специальные интерфейсные блоки. Разъёмы на концах кабелей обычно бывают RCA или BNC.
Компонентый сигнал YUV
Компонентый сигнал формата RGBHV
Путь формирования видеосигнала таков: изображение раскладывается на сигналы трех первичных цветов: красного (Red – R), зеленого (Green – G) и синего (Blue – В) – отсюда и название «RGB», к которым добавляются сигналы горизонтальной и вертикальной синхронизации (HV), а затем превращается в RGB-сигнал с синхроимпульсами в канале зеленого (RGsB), который далее преобразуется в: компонентный (цветоразностный) сигнал YUV, где Y=0,299R+0,5876G+0,114В; U=R–Y; V= В–Y, преобразуемый затем в сигнал S-Video и композитный видеосигнал. Композитный видеосигнал преобразуется в радиочастотный сигнал, сочетающий аудио- и видеосигналы. Затем он модулируется несущей частотой и превращается в эфирный телесигнал.
На приемной стороне радиочастотный сигнал в результате демодуляции преобразуется в композитный видеосигнал, из которого в свою очередь в результате ряда преобразований получают компоненты RGB и HV.
Компонентный сигнал YPbPr преобразуется в RGB + HV в обход многих цепей видеотракта. Разделение цветоразностных сигналов Pb и Pr по отдельным каналам существенно повышает точность передачи фазы цветовой поднесущей, а настройка цветового тона не требуется.
Сигналы телевидения высокой четкости (ТВЧ, HDTV) 720p и 1080i всегда передаются в компонентном формате, ТВЧ в композитном или s-video форматах не существует.
Когда зарождался формат DVD, было решено, что при оцифровке материала для записи на DVD именно компонентный сигнал будет переводиться в цифровой вид, а затем обрабатываться по алгоритму MPEG-2 сжатия видеоданнных. Сигнал RGB на выходе DVD-плеера получается из компонентного сигнала YUV.
Важно отметить различие между соотношением цветовых компонент в RGB и компонентном сигнале формата YUV (YPbPr). В цветовом пространстве RGB относительное содержание (вес) каждой цветовой компоненты одинаково, тогда как в YPbPr оно учитывает спектральную чувствительность человеческого глаза.
 Соотношение компонент в цветовом пространстве RGB |
 Соотношение компонент в цветовом пространстве YPbPr |
Ограничения по расстоянию передачи компонентных разновидностей видеосигнала от источников сигнала к приемникам сведены в таблицу 2 (для сравнения приведены и некоторые цифровые интерфейсы).
| Тип сигнала | Полоса пропускания, МГц | Тип кабеля | Расстояние, м |
|
UXGA (компонентный) HDTV/1080i (компонентный) |
170 70 |
Коаксиальный 75 Ом |
5 5-30 |
| Компонентный UXGA (с усилением) | 170 | Коаксиальный 75 Ом | 50-70 |
|
Стандарт (цифровой SDI) HDTV (цифровой SDI) |
270 1300 |
Коаксиальный 75 Ом |
50-300 50-80 |
| DVI-D | 1500 | Витая пара | 5 |
| DVI-D (с усилением) | 1500 | Витая пара | 10 |
| IEEE 1394 (Firewire) | 400(800) | Витая пара | 10 |
Видеосигналы VGA
Одна из широко распространенных разновидностей компонентного сигнала – формат VGA.
Формат VGA (Video Graphics Array) – это формат видеосигналов, разработанный для вывода на компьютерные мониторы.
По разрешающей способности форматы VGA принято классифицировать в соответствии с разрешением видеокарт персональных компьютеров, формирующих соответствующие видеосигналы:
- VGA (640х480);
- SVGA (800х600);
- XGA (1024х780);
- SXGA (1280х1024);
- UXGA (1600x1200).
В каждой паре чисел первое показывает число пикселей по горизонтали, а второе – по вертикали изображения.
Чем выше разрешение, тем меньше размеры светящихся элементов и более качественно изображение на экране. К этому всегда следует стремиться, однако с увеличением разрешения стоимость видеокарт и устройств отображения возрастает.
Видеотехника развивается стремительно, и некоторые компьютерные форматы, такие как MDA, CGA и EGA ушли в прошлое. Например, формат CGA, считавшийся в течение нескольких лет самым распространенным, обеспечивал изображение с разрешением всего лишь 320х200 при четырех цветах!
Самый «слабый» из используемых в настоящее время видео форматов, VGA, появился в 1987 году. Количество градаций каждого цвета в нем увеличено до 64, в результате чего число возможных цветов составило 643=262144, что для компьютерной графики имеет даже более важное значение, чем разрешающая способность.
Назначение контактов разъема VGA приведено в таблице.
| Контакт | Сигнал | Описание |
| 1. | RED | Канал R (красный) (75 Ом, 0,7 В) |
| 2. | GREEN | Канал G (зеленый) (75 Ом, 0,7 В) |
| 3. | BLUE | Канал B (синий) (75 Ом, 0,7 В) |
| 4. | ID2 | Идентификационный бит 2 |
| 5. | GND | Земля |
| 6. | RGND | Земля канала R |
| 7. | GGND | Земля канала G |
| 8. | BGND | Земля канала B |
| 9. | KEY | Нет контакта (ключ) |
| 10. | SGND | Земля синхронизации |
| 11. |
ID0 |
Идентификационный бит 0 |
| 12. |
ID1 or SDA |
Идентификационный бит 1 или данные DDC |
| 13. |
HSYNC or CSYNC |
Строчная H или композитная синхронизация |
| 14. |
VSYNC |
Кадровая синхронизация V |
| 15. | ID3 or SCL | Идентификационный бит 3 или такты DDC |
Кроме собственно видеосигналов (R, G, B, H и V) в разъеме (по спецификации VESA) предусмотрены также некоторые дополнительные сигналы.
Канал DDC (Display Data Channel) предназначен для передачи подробного «досье» дисплея процессору, который, ознакомившись с ним, выдает оптимальный для данного дисплея сигнал с нужным разрешением и экранными пропорциями. Такое досье, называемое EDID (Extended Display Identification Data, или подробные идентификационные данные дисплея), представляет собой блок данных со следующими разделами: бренд-нейм, идентификационный номер модели, серийный номер, дата выпуска, размер экрана, поддерживаемые разрешения и собственное разрешение экрана.
Таким образом, из таблицы видно, что если не использовать канал DDC, то сигнал формата VGA представляет собой, по сути дела, компонентный сигнал RGBHV.
В профессиональной аппаратуре вместо кабеля D-Sub с разъемом DB-15 обычно используют кабель с пятью разъемами BNC, что обеспечивает лучшие характеристики линии передачи. Такой кабель лучше согласован с приемником и передатчиком сигнала по импедансу, имеет меньшие перекрестные помехи между каналами, а следовательно лучше подходит для передачи видеосигнала с высоким разрешением (широким спектром сигнала) на большие расстояния.
Кабель VGA с разъемом DB-15
Кабель VGA с пятью разъемами BNC
В настоящее время наиболее широко используются устройства отображения с соотношением сторон 4:3: 800x600, 1024x768 и 1400x1050, однако существуют форматы с необычным соотношением сторон: 1152x970 (около 6:5) и 1280x1024 (5:4).
Распространение плоских панелей подталкивает рынок к более широкому использованию широкоэкранных дисплеев с соотношением сторон 16:9 с разрешением 852x480 (плазменные дисплеи), 1280x768 (жидкокристаллические дисплеи), 1366x768 и 920x1080 (плазменные и жидкокристаллические дисплеи).
Требуемая ширина полосы линии связи для передачи сигнала VGA или видеоусилителя определяется как результат произведения количества пикселей по горизонтали на количество строк по вертикали на частоту кадров. Полученный результат следует умножить на коэффициент запаса, равный 1,5.
Ш [Гц] = Гор * Верт * Кадр * 1,5
Частота строчной развертки есть произведение числа строк (или рядов пикселей) на частоту кадров.
| Вид сигнала |
Занимаемый спектр частот, МГц |
Рекомендуемое макс. расстояние передачи, м |
| Аналоговый видеосигнал NTSC | 4,25 | 100 (кабель RG-6) |
| VGA (640x480, 60 Гц) | 27,6 | 50 |
| SVGA (800x600, 60 Гц) | 43 | 30 |
| XGA (1027x768, 60 Гц) | 70 | 15 |
| WXGA (1366x768, 60 Гц) | 94 | 12 |
| UXGA (1600x1200, 60 Гц) | 173 | 5 |
Таким образом, сигнал UXGA требует полосу пропускания 173 МГц. Это огромная полоса: она простирается от звуковых частот до седьмого телевизионного канала!
Как удлинить компонентный сигнал
На практике часто возникает необходимость передать видеосигналы на расстояния большие, чем указано в вышеприведенных таблицах. Частичным решением проблемы является использование коаксиальных кабелей высокого качества, с малым омическим сопротивлением, хорошо согласованных с линией, имеющих малый уровень помех. Такие кабели довольно дороги и не дают полного решения проблемы.
Если устройство-приемник сигнала находится на значительном расстоянии, следует использовать специализированное оборудование – так называемые удлинители интерфейса. Устройства этого класса помогают устранить изначальное ограничение на длину линии связи между компьютером и элементами информационной сети. Удлинители сигналов VGA действуют на аппаратном уровне, поэтому они свободны от каких-либо проблем с совместимостью программного обеспечения, согласованием кодеков или преобразованием форматов.
Если рассматривать пассивную линию (т.е. линию без активного оконечного оборудования), то кабель типа RG-59 способен передать без видимых на экране искажений композитное видео, телевизионный сигнал стандартов PAL или NTSC только на 20-40 м (либо до 50-70 м по кабелю RG-11). Специализированные кабели, например Belden 8281 или Belden 1694A, позволят увеличить дальность передачи примерно на 50%.
Для сигналов VGA, Super-VGA или XGA, полученных с графических плат компьютеров, обычный кабель VGA обеспечивает передачу изображения с разрешением 640x480 на расстояние 5-7 м (а при разрешении 1024x768 и выше такой кабель не должен быть длиннее 3 м.). Высококачественные промышленные кабели VGA/XGA обеспечивают дальность до 10-15, редко до 30 м. Кроме того, линия связи будет подвержена потерям на высоких частотах (High frequency loss), которые проявляются в снижении яркости до полного исчезновения цвета, ухудшении разрешения и четкости.
Для устранения этой проблемы можно использовать линейный усилитель-корректор, включенный ПЕРЕД длинным кабелем. В нем используется схема компенсации потерь на высоких частотах, именуемая EQ (Cable Equalization, коррекция кабеля) или управление высокочастотной составляющей – HF (High Frequency) control. Схема EQ обеспечивает частотно-зависимое усиление сигнала для «спрямления» амплитудно-частотной характеристики (АЧХ). Регулятор общего усиления позволяет парировать обычные (омические) потери в кабеле.
Такие линейные усилители позволяют (при использовании кабелей максимального качества) передать сигнал с разрешением до 1600х1200 (60 Гц) на расстояния до 50-70 м (и больше, при меньших разрешениях).
Однако не всегда этого достаточно: иногда нужны большие расстояния, иногда на длинный кабель могут наводиться помехи, с которыми линейный усилитель бороться не может. В этом случае обычный коаксиальный кабель VGA можно заменить на иной, более подходящий носитель. Сегодня для этого чаще всего используют недорогой и удобный кабель витой пары, устанавливая на концах кабеля специальные преобразователи (передатчик и приемник).
Передающее устройство такого удлинителя преобразует видеосигналы в дифференциальный симметричный формат, наиболее подходящий для витых пар. На принимающей стороне восстанавливается стандартный видеоформат.
Используется обычный кабель для локальных сетей Ethernet, категории 5 и выше. Для видеосигналов лучше подходит неэкранированный кабель (UTP). За счет дешевизны такого кабеля весь тракт передачи сигнала обычно не удорожается, несмотря на необходимость установки дополнительных приборов.
Данный метод удлинения сигнала VGA хорошо работает на расстояниях до 300 м.
Аналогичные методы можно использовать и для удлинения компонентных сигналов других типов (YUV, RGBS, s-Video), промышленность выпускает соответствующие разновидности приборов.
Заметим, что для передачи компонентного видео YUV обычно хорошо подходят и приборы для сигнала VGA (и это оговаривается в их описаниях), если использовать их каналы R, G, B для передачи каналов Y, U и V (каналы синхронизации H и V можно не использовать). Обычно для этого достаточно использовать кабели-переходники для согласования типа разъемов.
Средой передачи в удлинителях могут также быть оптическое волокно и беспроводный радиоканал. По сравнению с витыми парами, оптоволокно значительно увеличит стоимость, а беспроводная связь не обеспечит достаточной помехозащищенности и надежности, да и получить разрешение на ее использование непросто.
Для того чтобы ваш компьютер и монитор работали, и делали это корректно, следует правильно выбрать шнур, подходящий под разъёмы на вашем компьютере. В этой статье мы рассмотрим разъёмы мониторов.
Ещё в недавние времена, когда царил разъём VGA, всё было немного проще. Данный аналоговый интерфейс использовался всеми видами мониторов. В настоящее время для подключения мониторов выпускают более новые и усовершенствованные разъёмы: HDMI, DVI и DisplayPort.
Появление новых разъёмов способствовало ускоренное развитие технологий. Появившись на свет, первым плоским жидкокристаллическим мониторам возможностей разъёма VGA было уже недостаточно. Производители стали вносить различные изменения в структуру разъёмов для достижения наилучшего качества, выводимого на экран монитора, изображения. Так появился разъём DVI. Компании, выпускающие устройства для игр и развлечений, выпустили стандарт HDMI. Спустя некоторое время появился интерфейс DisplayPort.
Основные разъёмы мониторов для подключения к компьютеру
VGA (Video Graphics Array) – аналоговый разъём для подключения мониторов. Стандарт был разработан в 1987 году компанией IBM специально для своих компьютеров серии PS/2. В системах этой серии была расположена, одноимённая разъёму, видеоплата. Разрешение такой видеоплаты было не велико, и составляло 640х480 пикселей. Встретив где-нибудь термин «VGA-разрешение», сразу можно понять, что подразумеваются именно эти цифры.
Несмотря на столь давний год выпуска, этот 15-ти контактный разъём используется и в наши дни на многих видеокартах. Максимальное разрешение разъёма VGA 1280×1024 пикселей, а максимальная частота обновления кадров 75 Гц.
Изображения большего размера, при выводе его на экран монитора посредством аналогового интерфейса, будет нести потери в качестве. Именно поэтому последующие интерфейсы стали использовать метод цифровой передачи данных.
DVI(Digital Visual Interface) – стал первым цифровым видеоинтерфейсом. Выпущенный в 1999 году, разъём DVI, заметно улучшил качество картинки, воспроизводимой на экране. Максимальное разрешение, при пользовании данным интерфейсом, равно 1920х1080 пикселям, но при использовании более дорогих видеокарт, имеющих возможность передавать данные в двухканальном режиме, разрешение достигает 2560х1600 пикселей.
Разъём DVI выпускается в разных сериях, которые имею между собой обратную совместимость. DVI-I разъём способен передавать не только цифровые данные, но ещё и аналоговый VGA-сигнал.
Также, стоит заметить, что DVI не самый компактный разъём, и поэтому компанией «Apple» был выпущен специальный Mini DVI, предназначенный для ноутбуков.
HDMI (High Definition Multimedia Interface) – мультимедийный интерфейс высокого разрешения появился в 2003году. Наиболее часто сейчас встречается в новых устройствах, жидкокристаллических дисплеях, устройствах для домашних развлечений и т.д. В HDMI также, как и в DVI, использовался метод цифровой передачи данных, поэтому, выводимые на экран изображения, сохраняли своё качество. Почти ежегодно выходят новые улучшенные версии стандарта HDMI, отличающиеся между собой пропускной способностью и максимальным разрешением, выводимой на монитор, картинки.
Как и у разъёма DVI, у HDMI существует уменьшенная версия разъёма, называемая Mini HDMI. Такой разъём тоже достаточно популярен, и применяется в ноутбуках и других устройствах.
DisplayPort (DP) – самый новый разъём на сегодняшний день. Был разработан в мае 2006 года. Как и предыдущие, такой интерфейс позволяет передавать данные цифровыми пакетами без утери качества. Данный разъём был призван заменить стандарт DVI, хотя это будет не так-то просто. Особенностью интерфейса является то, что он позволяет подключать несколько мониторов, соединённых последовательно, к одному системному блоку. Но найти мониторы с таким разъёмом будет несколько труднее, нежели с разъёмом DVI и HDMI. В отличие от разъёма HDMI, устройства, подключенные через DisplayPort не обязательно должны иметь лицензионные отчисления, в то время как на HDMI за подключённые устройства приходится платить 4 цента.
Приобретая устройства с разъёмом DisplayPort, иногда может встретиться надпись «DP++», которая означает, что при помощи переходников, к этим разъёмам можно подсоединить мониторы с интерфейсом DVI или HDMI.
С развитием технологий, выпускались новые версии стандарта DisplayPort. Как и у HDMI, они отличаются параметрами максимального разрешения и пропускной способностью, а специально для ноутбуков и некоторых других устройств также был выпущен компактный Mini DisplayPort разъём, для экономии места на панели устройства.
Интерфейсы HDMI и DisplayPort позволяют передавать на монитор не только видеоданные, но и аудио.
Как соединить монитор и компьютер с разными разъёмами?
Прежде чем приобретать какой-либо монитор, следует уточнить, сможете ли вы подключить его к системному блоку или другому устройству. Одно дело — если разъёмы на устройстве и на мониторе совпадают, другое – если разъёмы разные. Чтобы потом не возникло проблем подключения монитора, имеющего разъём отличный от разъёма системного блока или устройства, надо узнать, существует ли переходник для этих разъёмов.
Будут ли правильно работать компьютер и монитор с разными версиями разъёма HDMI?
Такие устройства работать будут, но будут доступны лишь функции от более старой версии. Таким образом, подключая компьютер, видеоплата которого имеет разъём HDMI 1.4 и поддерживает воспроизведение 3D, к монитору, версия разъёма которого 1.2, не поддерживающая данную функцию, то на мониторе картинка будет отображаться в 2D формате.
Пользуясь какими интерфейсами, качество изображения будет лучше?
Пройдя несколько тестов, из всех интерфейсов был выделен VGA, качество изображения которого было самое худшее. Остальные разъёмы выводят на монитор изображение приблизительно одинакового хорошего качества.
Можно ли подключить монитор к ноутбуку? И как это сделать?
Подключить монитор к ноутбуку можно, если ноутбук оснащен разъёмом для подключения внешних мониторов (большинство ноутбуков оснащены). Для работы внешнего монитора, достаточно подсоединить его к разъёму в ноутбуке, и выбрать один из трёх режимов работы:
1. Использование внешнего монитора как основного. В таком случае картинка будет поступать через кабель на подключённый монитор, но дисплей ноутбука при этом будет отключен.
2. Режим клона. В этом случае картинка будет отображаться и на внешнем мониторе, и на дисплее ноутбука
3. Многоэкранный режим. Режим позволит увеличить размер рабочего стола при использовании нескольких мониторов.
Можно ли подключить к компьютеру телевизор?
Современные компьютеры уже не используют обычные аналоговые видеоинтерфейсы, поэтому обычные аналоговые телевизоры подключить к компьютеру не удастся. Но многие плоские телевизоры имеют DVI или HDMI разъём. Подключить компьютер к таким моделям телевизоров не составит труда, приобретя лишь подходящий шнур. Что касается нетбуков, то чаще всего на них располагается VGA разъём, соответственно их можно будет подключить только к телевизорам, имеющим VGA выход.
Можно ли подключить монитор к компьютеру при помощи интерфейса USB?
Можно. Для обычных мониторов существует специальный переходник на USB разъём (DisplayLink). На сегодняшний момент существуют специальные мониторы, которые подключаются к компьютеру через USB.
Какой максимальной длины может быть кабель для монитора?
На самом деле длина кабеля будет завесить от используемого интерфейса. Таким образом, пользуясь интерфейсом HDMI или VGA, длина кабеля не должна превышать 5 метров. При пользовании стандартом DVI, кабель может достичь десятиметровой длины. А при работе с DisplayPort, максимальная длина кабеля должна быть 3 метра. В случае превышения этих значений, будет теряться скорость передачи данных или сигнал может быть утерян полностью. Для того, чтобы можно было передавать сигналы на более дальние расстояния, используется прибор «повторитель сигнала».
Какие самые важные факторы при выборе видеокабеля?
Загрузка...
