Стандартизация принципов развития видеопроцессора

[Black_Cat]

Стандартизация принципов развития видеопроцессора.

Спектрум на 90% – это видеопроцессор. И не удивительно, что основные критерии, определяющие компьютер как «Спектрум» – 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. Можно выделить два критерия оценки структуры экранной области ZX Spectrum - оценка по внешней форме и оценка по внутреннему содержанию. Оценка по внешней форме предполагает критерием - подобность внешних размеров и взаимных соотношений. Оценка по внутреннему содержанию предполагает критерием - подобность внутренней структуры.
Оценка развития ZX экрана по критерию подобности внешних размеров и взаимных соотношений предполагает соблюдение кратности размера объёма памяти экранных областей и их начальных адресов, а так-же соблюдения пропорциональности относительного размещения их частей (растровой и атрибутной областей) в адресном пространстве, а кроме того предполагает соблюдение кратности визуальных параметров изображения - вертикального и горизонтального раразрешения и соотношения сторон.
Оценка развития ZX экрана по критерию подобности внутренней структуры 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 полученную сетку допустимых разрешений оценить с точки зрения кратности масштабирования по объёму ОЗУ экранной области (но не более объёма страницы памяти принятой в ZX Spectrum, т.е.16k), то получим следующую сетку экранных разрешений:
- 256х192(6k), 384х256(12k);
Ежели же полученную сетку допустимых разрешений оценить с точки зрения 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. Например, 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 40/80 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» (40/80 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). Наложение этого условия ограничивает сетку разрешений по вертикали при воспроизведении на телевизоре и CGA мониторе следующими режимами:
- графические: 256х192, 384x256;
- текстовые: 256х192, 384x256, 512х192, 512х256;

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

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

1) Миф №8: «Священная корова Nemo».

«Spectrum - это телевизор и только телевизор как устройство отображения» 26.11.98 © Nemo
«Spectrum изначально (т.е. как концепция, идеология) проектировался под TV. Это 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 © 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 – 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 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 – это уже прошедшая история;
- ZX, только с аналоговым телевизором в качестве монитора – мёртвая конструкция без будущего.

2) Ограничение по частоте кадров.

Есть ли доступная замена аналоговому телевизору? Да, сейчас можно с уверенностью сказать – есть – 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). Но со временем электронику под многие мониторы начали выпускать унифицированную двойного применения VGA/TV и соответственно такие мониторы научились синхронизироваться по кадрам* на 50Гц.

*Внимание!! Не следует путать частоту кадровой синхронизации с частотой обновления изображения на TFT мониторе – 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 – 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 – это частота кадров, она останется неизменной – 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)=384x256 с бордюром,
3) VGA(640x480)=512x[192x2]с бордюром,
4) VGA(640x480)=512x256 с бордюром,
5) VGA(640x480)=512x384 с бордюром,
6) SVGA(800x600)=[256x3]x[192x3]с бордюром,
7) SVGA(800x600)=[512x1,5]x[192x3]с бордюром,
8) SVGA(800x600)=[384x2]x[256x2]с бордюром,
9) SVGA(800x600)=[512x1,5]x[256x2]с бордюром,
10) SVGA(800x600)=512x384 с бордюром,
11) SVGA(800x600)=768х576 с бордюром,
12) XGA(1024x768)=[384x2]x[256x2]с бордюром,
13) XGA(1024x768)=[256x4]x[192x4]без бордюра,
14) XGA(1024x768)=[512x2]x[192x4]без бордюра,
15) XGA(1024x768)=[512x2]x[256x3]без бордюра,
16) XGA(1024x768)=[512x2]x[384x2]без бордюра,
17) 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)).

[Advertiser]