Видеосигналы VGA и компонентный: рассмотрим в подробностях. VGA: что это за кабель, драйвер, графический адаптер

Но пока мониторов, поддерживающих этот интерфейс, на рынке попросту нет. А что же есть? В этой статье будет рассказано о основных современных интерфейсах для подключения мониторов и ТВ-панелей, их особенностях и отличиях, а также даны советы, как выбрать интерфейс подключения под конкретные нужды и не прогадать.

Примечание: на картинке до ката – панель подключения монстро-монитора Dell UltraSharp U2711 .

Краткий ликбез

В соревновании аналоговых интерфейсов и цифровых вторые давно одержали убедительную победу. Цифровой сигнал доходит до выводящего устройства без особых искажений, что позволяет получать качественную картинку без помех. К тому же любая современная видеокарта выдаёт изначально только цифровой сигнал, и его преобразование в аналоговый - а на мониторе, если, конечно, речь не идёт о электронно-лучевом антиквариате, снова в цифровой - ведёт к значительной потере качества. Впрочем, аналоговое подключение на сегодняшний день всё ещё занимает своё место под солнцем.

Что касается пропускной способности и разрешения, то эти два параметра тесно взаимосвязаны. Чем больше пропускная способность, обеспечиваемая интерфейсом, тем больше и максимальное разрешение изображения. Если кто-то не понимает, что мы сейчас имеем в виду под термином «пропускная способность», то поясняем: это количество байт информации, которое интерфейс за секунду после получения сигнала способен передать на монитор. Очевидно, что интерфейсы, рассчитанные на обеспечение работы широкоформатных мониторов и ЖК/плазменных телевизоров с их большими разрешениями, обязаны иметь высокую пропускную способность.

4K2K, 3D-контент и способы его воспроизведения

4K2K - это современный стандарт, подразумевающий разрешение 3880×2160 точек - четыре кадра 1920×1080, стандарта, который долгое время правил бал среди видео высокой чёткости. Соответственно, каждый кадр в несжатом виде требует вчетверо более высокую пропускную способность видеоинтерфейса. А если учесть моду на 48 FPS и 3D-видео… (умножьте на два и ещё на два, если хотите по 48 кадров для каждого глаза, да ещё и в 3D).

Во-первых, 4K2K контента сейчас - кот наплакал. Поэтому наслаждаться в нативном разрешенении чем-либо кроме демороликов, идущих в комплект к вашему дорогущему телевизору, будет затруднительно. Для этого многие производители ставят специальный чип, позволяющий растягивать FullHD-контент до 4K2K по специальным алгоритмам: быть может, не так круто, как прямая трансляция 4K2K, но очень и очень хорошо для апскейла. Спросите у любого пользователя GT, кто имеет такой телевизор – соврать не дадут.

Во-вторых, 3D бывает двух разных видов - с пассивными и активными очками. В первом случае контент получает чересстрочную развёртку, а поляризационные очки, инерция, яркая картинка и интересное кино заставляет вас забыть о том, что полукадры идут с «нечестным» разрешением. Во втором же случае используется удвоенная частота кадров, и вот тут нас поджидает главная проблема: не все видеоинтерфейсы способны передать FullHD-картинку с 48 кадрами в секунду.

Современные способы подключения

Это единственный аналоговый интерфейс, всё ещё активно применяемый сегодня - его «коллеги» S-Video, YP b P r и цифро-аналоговый SCARТ уже не встречаются в новых современных устройствах. Почти все крупные производители компьютеров планируют полностью отказаться от VGA уже в этом году. В сущности, плюсов по сравнению с другими типами у него просто нет - это морально и технически устаревший стандарт, который вот-вот исчезнет с рынка. Максимальное поддерживаемое разрешение - 1280×1024 пикселей. Чаще всего встречается в офисных мониторах и разных проекторах .

Самые популярные цифровые интерфейсы на сегодняшний день - это DVI и HDMI .

DVI существует в трёх разновидностях: DVI-D (только цифровой сигнал), DVI-A (только аналоговый) и DVI-I (оба типа сигнала). Данный интерфейс обеспечивает хорошее качество изображения, встроен практически во все современные мониторы и видеокарты. Его недостаток - сильная зависимость качества сигнала от длины кабеля.

Оптимальную передачу данных по DVI обеспечивают кабели длиной до 10 метров, чего иногда недостаточно (впрочем, для использования в станционарных домашних компьютерах обычно этого хватает с головой). Максимальное поддерживаемое разрешение - 1920×1080 для одноканальных и 2560×1600 для двухканальных моделей.

Здесь, кстати, кроется серьёзный минус HDMI - многие кабели старого производства никак не промаркированы, и многие возможности (в частности, поддержка 3D) HDMI версий 1.4 и старше просто не заработают, так как кабель запросто может оказаться устаревшим. Для корректной работы интерфейса необходимо совмещение версий всех трёх элементов подключения (вход, кабель, выход), в противном случае пропускная способность самого «младшего» элемента будет аналогична бутылочному горлышку. В заключение заметим, что, как и DVI, HDMI страдает от недостаточной рекомендуемой длины кабеля (до 5 метров).

Из более современных интерфейсов в первую очередь обращает на себя внимает DisplayPort . Этот вид подключения был разработан в 2006 году и планировался как замена DVI (но не HDMI, так как эти интерфейсы ориентированы на разные сегменты рынка).

Последние версии (1.2 и только начинающая набирать популярность 1.3) поддерживают режим FullHD 3D и ультравысокое разрешение 4K2K, обеспечивают высочайшую скорость передачи данных, позволяют подключать профессиональные экраны c 48-битным цветом, к тому же обеспечивают двойной уровень защиты передаваемого контента. Что немаловажно, DisplayPort позволяет подключать целые цепочки мониторов к одному разъёму при помощи технологии MutiStream , причём без потери качества картинки.

Максимальная длина кабеля ограничена тремя метрами для полного разрешения и 10–15 метрами для FullHD.

VGA, DVI, HDMI и теперь уже и DisplayPort - база интерфейсов для подключения мониторов и телевизоров на сегодняшний день. Однако есть и менее распространённые варианты, среди которых в первую очередь следует отметить продукт Apple и Intel - универсальный порт Thunderbolt и последнюю высокоскоростную версию USB - 3.1 с разъёмами Type-C.

Thunderbolt - интерфейс подключения, объединяющий в рамках одного коннектора разъёмы DisplayPort и PCI-Express. Скорости передачи данных очень высокие - 10 гигабит/сек для первого поколения и 20 гигабит/сек для второго. Видеосигнал передаётся по TB с использованием протоколов DP - соответственно, как и DisplayPort, Thunderbolt способен обеспечить разрешение 4K2K (в MacPro при помощи TB можно подключить сразу три монитора с таким разрешением), поддержку 3D и вообще всё, что умеют последние версии DP. Кстати, анонсированные не так давно мониторы с разрешением до 5120×2880 планируется оснащать именно Thunderbolt. Оба поколения интерфейса полностью совместимы друг с другом и с другими интерфейсами с помощью переходников.

Вообще, Thunderbolt выглядит крайне перспективным универсальным периферийным интерфейсом, по своим характеристикам способным обеспечить все потребности топовых мониторов и новейших телевизоров. Пока что, правда, его распространенность в гаджетах оставляет желать лучшего.

Максимальная длина кабеля - 20 метров, правда, стоит такой провод около пятисот долларов, поддерживает только вторую версию протокола и содержит в себе как медные линии, так и оптоволокно. Кабели более стандартных размеров - двух и трёхметровые стоят вполне разумных денег.

Экран без проводов

Miracast - самый распространённый стандарт передачи данных по беспроводной сети, использующий Wi-Fi. В отличие от многих конкурентов, не требует буферного устройства - передача осуществляется напрямую, что крайне удобно. Другое важное преимущество заключается в том, что передача идёт не файлами, а пакетами сырых данных. Miracast сравнительно «молод», но его уже внедряют в свои девайсы более 500 компаний-производителей, что даёт право считать его практически универсальным. Максимальное поддерживаемое разрешение - 1920×1200 пикселей. Конечно, по современным меркам это немного, но для беспроводной передачи - оптимальный вариант.

DLNA (Digital Living Network Alliance) - очень широко распространённая технология передачи данных по беспроводной сети. Она интегрирована во многие смартфоны, современные телевизоры, ноутбуки и даже в игровые приставки. Позволяет свободно осуществлять передачу данных между устройствами, подключёнными в единую сеть, в том числе и, конечно же, передавать видео с устройств на экраны. Серьёзным минусом DLNA являются специфические поддерживаемые стандарты кодировки - почти всегда программа запускает перекодирование перед воспроизведением, что тратит время и ресурсы устройств.

WiDi (Intel Wireless Display) - разработка Intel, по возможностям представляет собой аналог DLNA. Очень простой в настройке продукт, что делает его идеальным вариантом для создания домашнего кинотеатра или хранения коллекции фильмов. Основной минус - многие отмечают ощутимое время задержки сигнала, что делает WiDi неудачным выбором для игр на большом экране.

Как выбирать интерфейс для подключения

Понятное дело, даже если у вас на видеокарте и мониторе/телевизоре есть разъёмы VGA по соседству с каким-нибудь цифровым интерфейсом - брать кабели под аналоговый стандарт не надо. VGA - уже почти история, оставьте его доживать там, где он пока существует: в проекторах и самых плохеньких моделях мониторов. Ориентируйтесь только на цифровые интерфейсы.

Абсолютное большинство нынешних девайсов имеют разъёмы под DVI и HDMI, а топовые модели - и DisplayPort, поэтому выбирать придётся в первую очередь из этой троицы. Базовый совет такой - для вывода сигнала на настольные мониторы не в ультравысоком разрешении достаточно DVI, а для воспроизведения на плазму, проектор, Blu-Ray-проигрыватель и т.д. стоит использовать HDMI, так как кроме видео он может передавать и другие данные (звук, специальные субтитры и так далее). DisplayPort по возможностям передачи картинки кладёт на обе лопатки что DVI, что HDMI, но пока остаётся уделом профессиональной и околопрофессиональной техники. Кроме того, с выводом звука бывают проблемы: не вся техника поддерживает технологию audio/video interconnect. Его ближайший родственник Thunderbolt может ещё больше: прокинуть не только картинку, но и, скажем, USB-хаб.

Краткая памятка

DVI: встроен буквально в каждую современную видеокарту и монитор , что является его огромным плюсом. Существует в одно- и двухканальном вариантах, отличающихся по максимальному разрешению (1920×1080 и 2560×1600 соответственно). Поддерживает цифровой и аналоговый сигналы в зависимости от разновидности (DVI-A для аналога, DVI-D для цифры и DVI-I для того и другого). Подойдёт, если вы хотите играть и смотреть фильмы на большом хорошем мониторе. Существуют технологии подключения 4K2K экранов двумя кабелями, так что выбрасывать DVI на свалку истории рано.

HDMI: Идеальный выбор для подключения ТВ к ресиверу, компьютеру или ноутбуку, так как передаёт также аудиосигналы и некоторые виды субтитров. Имеется почти в любой современной воспроизводящей технике. Поддерживает FullHD 3D, максимальное разрешение 3840×2160 (4K2K), до 32 каналов аудио. Актуальная версия – 2.0. Для создания домашнего кинотеатра смело выбирайте HDMI.

DisplayPort: Данный стандарт почти во всём превосходит «потребительский» HDMI, но пока остаётся уделом профессионалов и гиков. Недорогих моделей мониторов с DisplayPort попросту не существует. Если вы дизайнер или моделлер, то это ваш выбор, так как данный интерфейс не только обладает высокой пропускной способностью и поддерживает 4K2K и Full HD 3D, но и позволяет без потери качества подключать в единую цепочку несколько мониторов, что удобно, если у вас ноутбук, и дополнительных разъёмов на него не поставить. Последняя на текущий момент версия DP – 1.3, но наиболее часто встречаются разъёмы и провода версии 1.2.

Thunderbolt: На данный момент это скорее также профессиональный интерфейс, чем массовый. Важнейший плюс – полная совместимость с DP и передача данных его же протоколом. Thunderbolt можно порекомендовать в первую очередь пользователям

Большинство современных пользователей компьютеров, мобильных устройств или телевизионных панелей сталкивалось с таким понятием, как VGA. Что это такое - разъем, видеоадаптер, монитор, драйвер, кабель или переходник? К сожалению, у многих из нас четкого понимания этого вопроса, как правило, нет. Поэтому стоит остановиться на этом стандарте несколько подробнее.

VGA: что это такое в общем смысле?

Для начала несколько слов о самом стандарте. В самом широком понимании VGA представляет собой не отдельно взятые компоненты, перечисленные выше, а целостный видеоинтерфейс компонентного типа, изначально разработанный компанией IBM для своих компьютеров.

Таким образом, в понимание всей технологии воспроизведения или передачи изображения включаются и «железные», и программные компоненты, а функционирование интерфейса состоит в их взаимодействии.

История появления стандарта

Теперь несколько слов о появлении видеостандарта VGA. Что это такое, немного разобрались. Впервые технология была внедрена корпорацией IBM в 1987 году на компьютерах PS/2.

VGA-адаптер, в отличие от своих предшественников и последователей, для качественной передачи изображения использовал (и использует) аналоговый сигнал. Но попутно возникает вопрос о том, зачем понадобилось внедрение нового стандарта. Для полного понимания такого решения нужно обратиться к основным параметрам самих устройств.

Основные характеристики

Первым и одним из главных факторов перехода на этот стандарт большинство специалистов называют тот момент, что изначально необходимо было уменьшить количество проводов в основном кабеле с возможностью подключения системных блоков через графический адаптер VGA к соответствующим мониторам, которые были способны передавать намного больше цветов и оттенков, нежели раньше. При этом достигалось и более высокое разрешение картинки.

Сам на сегодняшний день имеет структуру, в которую входят следующие элементы:

• графический контроллер для обмена данными между видеопамятью и центральным процессором на основе битовых операций с данными;
• видеопамять DRAM 256 Кб, разделенная на четыре цветовых слоя;
• последовательный преобразователь данных видеопамяти в биты для передачи атрибутов контроллеру;
• контроллер атрибутов для преобразования входных данных в цветовые значения на основе палитры;
• синхронизатор для управления переключением слоев и временными параметрами графического адаптера;
• контроллер электронно-лучевой трубки для генерирования сигналов синхронизации с монитором.

При условии того, что в системе установлен VGA-драйвер, максимальное разрешение оставляет 640х480 пикселей на дюйм с глубиной цвета до 32 бит. Конечно, на момент появления стандарта это была поистине революция. А вот сегодня можно встретить куда большие разрешения, что достигается за счет применения цифровых технологий. Но как оказывается, даже на нынешнем этапе развития компьютерной техники нельзя сбрасывать со счетов стандарт VGA. Что это значит? Да только то, что для передачи изображения, как уже говорилось, используется аналоговый сигнал, который можно преобразовать в любой другой. Кроме того, размер самого адаптера значительно уменьшается, и его можно интегрировать непосредственно в материнскую плату или дополнительно в видеокарту.

Тут стоит обратить внимание еще и на тот факт, что цифровой сигнал имеет более широкую полосу пропускания, и для передачи такого сигнала используется технология кодирования MPEG. А это, в свою очередь, приводит к потере качества.

VGA-мониторы и телевизоры

Со времени появления основного стандарта активно начали использоваться и соответствующие мониторы, а после - и телевизионные панели этого интерфейса (например, ЖК-устройства).

Сегодня же такой аббревиатурой принято обозначать все графические режимы, и мониторы в том числе, которые способны поддерживать разрешение 640х480 точек, вне зависимости от аппаратной составляющей. На нынешнем этапе развития они практически не применяются, хотя в свое время были весьма популярными.

Графические адаптеры

Практически все современные графические ускорители (видеокарты), будь они интегрированными или дискретными, поддерживают основные режимы описываемого интерфейса и оборудованы соответствующими выходами (портами), которые иногда обозначаются еще как D-Sub.

Иными словами, на видеокарте может быть несколько видеовыходов. И VGA-разъем присутствует в обязательном порядке. Кстати сказать, такие разъемы можно найти на задних панелях стационарных системных блоков и на боковых стенках ноутбуков.

Драйверы

Само собой разумеется, что ни один графический ускоритель не будет работать, если для него не установлен соответствующий драйвер (VGA-драйвер в том числе).

Но для современных видеокарт устанавливать такие управляющие программы нужно не из баз данных операционных систем, а из дистрибутивов производителей оборудования. Кроме того, сегодня достаточно широко используются утилиты управления или разгона, поставляемые для наиболее популярных карт NVIDIA и Radeon.

В том, что VGA-драйвер работает корректно, многие геймеры могут убедиться, установив в настройках игры видеорежим 640х480 или его нестандартные вариации. Собственно, та же ситуация наблюдается при подключении компьютера или ноутбука к ТВ-панели высокого разрешения, если используется VGA-кабель (и не только с однотипными разъемами с обеих сторон).

Типы кабелей и переходников

Поскольку вариантов подключений к совершенно разным видеоинтерфейсам можно найти достаточно много, отдельно стоит остановиться на кабелях с переходниками, которые можно использовать для преобразования передачи изображения по схеме, которая будет распознана и принимающим, и передающим устройством.

В качестве примера рассмотрим VGA-кабель с разными вариантами переходов. Среди основных (кроме обычного типа) можно выделить следующие:

• VGA-DVI (используется на некоторых видеокартах, которые не имеют разъема VGA, хотя и поддерживают соответствующие режимы работы);
• VGA-HDMI (может применяться для подключения устаревших компьютеров или ноутбуков к современным телевизорам и проекторам);
• VGA-RCA или VGA-«тюльпан» (используется для подключения современных компьютерных систем, не оснащенных разъемами VGA, к старым телевизорам или мониторам с электронно-лучевыми трубками ЭЛП);
• VGA-HDMI-RCA-mini-Jack (вариация объединения двух предыдущих переходников для подключения с передачей звука - через VGA звук не передается);
• VGA-S-Video (менее востребованный вариант подключения к телевизорам).

Основной же разъем стандарта, обозначаемый еще как DE15F, в любом из вариантов представляет собой 15-контактный разъем с одной стороны, позволяющий передавать сигнал на основе технологии построчной развертки, в которой изменение напряжения соответствует изменению яркости ЭЛП (интенсивности луча пушки монитора или кинескопа).

Краткие итоги и выводы

Вот и все, что касается понимания VGA. Что это такое? По сути, это именно интерфейс, а не его отдельные составляющие, необходимые для корректного функционирования. И как уже можно было заметить, он присутствует в большинстве современных компьютерных устройств. Хотя перспективы развития таких технологий выглядят весьма туманными, тем не менее пока от них отказываться никто не собирается.

Остается добавить, что этот стандарт, несмотря на появление его последователей в виде того же интерфейса Super VGA или XGA, все равно остается одним из самых популярных и востребованных во всем мире и на всех типах устройств, включая компьютеры, ноутбуки, телевизионные панели или даже мобильные гаджеты.

Разрешение у цифровых и аналоговых устройств абсолютно одинаково, однако существуют некоторые различия в его определении. В аналоговых устройствах изображение строится за счет так называемых ТВ-линий, определилось это еще со времен зарождения телевидения. В цифровом оборудовании изображение строится иным способом – за счет квадратных пикселей.

Разрешение NTSC и PAL.
В аналоговом телевидении существуют два стандарта – NTSC и PAL. Стандарт NTSC (National Television System Committee – Национальный комитет по телевизионным стандартам) распространен в основном в Северной Америке и Японии, PAL (Phase Alternating Line – построчное изменение фазы) напротив используется в Европе и многих азиатских и африканских странах. NTSC имеет разрешение в 480 строк, а частота обновления картинки равна 60 чересстрочным полям или 30 кадрам в секунду. Новое обозначение для стандарта 480i60 определяющее количество строк и частоту обновления, а буква «i» обозначает чересстрочную развертку. Стандарт PAL выдает разрешение в 576 строк и частоту обновления в 50 полей или 25 полных кадров в секунду, а новое обозначение стандарта 576i50. Оба стандарта передают абсолютно одинаковое количество информации в секунду. При оцифровке аналоговой видеоинформации расчет максимального количества пикселей строится на основе количества телевизионных строк, поэтому есть строго определенный максимальный размер оцифрованного видеоматериала который определяется как D1 или 4CIF.

Если говорить о чисто цифровом, а не оцифрованном разрешении то тут все более гибко, и данные типы разрешения берут свои основы в компьютерной среде, а теперь стали мировыми стандартами. В данном разрешении нет никаких ограничений NTSC и PAL. VGA (Video Graphics Array – Логическая матрица видеографики) – это разработка компании IBM созданная специально для отображения графики на ПК. Разрешении VGA равно 640x480 пикселей. Все компьютерные мониторы поддерживают данное разрешение и его аналоги.

При использовании полностью цифровых систем на основе сетевых камер можно получить обеспечивающее дополнительную гибкость разрешение, которое возникло в компьютерной среде и является принятым стандартом во всем мире. Ограничения стандартов NTSC и PAL перестают иметь значение. VGA (Video Graphics Array – Логическая матрица видеографики) – это система отображения графики для ПК, разработанная корпорацией IBM. Ее разрешение равно 640х480 пикселей, такой формат обычно используется в не мегапиксельных сетевых камерах. Разрешение VGA, как правило, больше подходит для сетевых камер, так как видео на базе VGA использует квадратные пиксели, которые соответствуют пикселям компьютерных мониторов. Компьютерные мониторы поддерживают разрешение VGA или его аналоги. Данный тип разрешения более близок для сетевых систем видеонаблюдения.

Мегапиксельные разрешения.
Современные системы видеонаблюдения ушли далеко вперед и уже в значительной степени превосходят аналоговые по качеству изображения. Современные сетевые камеры способны работать в мегапиксельном разрешении, это означает, что их датчик передачи изображения содержит миллион, а порой даже больше пикселей. Мегапиксельные камеры показывают более детальную картинку, на них без труда можно рассмотреть лица людей или мелкие объекты. Способность работать в мегапиксельном разрешении это одна из возможностей в которой сетевые камеры превосходят аналоговые. Максимально возможное разрешение аналоговой камеры после оцифровки видеорегистратором – это D1 или 720х576. Это соответствует примерно 0.4 мегапикселям. Если сравнивать с мегапиксельным форматом, стандартное разрешение тут 1280х1024, что соответствует 1.3 мегапикселям. Такое разрешение превосходит аналоговые камеры более чем в три раза, но это еще не предел ведь существуют камеры работающие в двух и даже трех мегапиксельном разрешении. Помимо всего у мегапиксельного разрешения есть еще один значительный плюс. В таком разрешении формируется изображение с разным соотношением сторон (соотношение ширины и высоты изображения). Обычный телевизор работает в формате 4:3, а некоторые из мегапиксельных сетевых камер способны работать в формате 16:9. Преимущество этого формата – обрезание ненужной видеоинформации в верхних и нижних частях, что позволяет значительно сократить полосу пропускания и требования к пространству накопителя.

HDTV разрешение.
Данное разрешение почти в пять раз превосходит стандартные аналоговые системы, а также помимо этого HDTV имеет повышенную четкость цветопередачи и, конечно же, имеет возможность использования формата 16:9.
Существует два основных стандарта HDTV определенных обществом SMPE (общество кино- и телеинженеров):
SMPTE 296M (HDTV 720P) – данное разрешение стандартизовано как 1280х720 пикселей в высокой четкости цветопередачи и формате 16:9 с прогрессивной разверткой 25/30 Гц. Это соответствует примерно 25-30 кадрам в секунду, в зависимости от разных стран и 50/60 Гц соответствующим 50-60 кадрам в секунду соответственно.
SMPTE 274M (HDTV 1080) определяется как более высокое разрешение 1920х1080 пикселей с цветопередачей высокой четкости, форматом 16:9, чересстрочной прогрессивной разверткой 25/30 Гц и 50/60 Гц.
Видеокамеры, работающие в таких стандартах, обеспечивают высокое HDTV качество изображения, высокое разрешение, четкую цветопередачу и высокую частоту кадров. Данное разрешение основывается на квадратных пикселях, так же как и мониторы компьютеров. Если использовать HDTV с прогрессивной разверткой, отпадает необходимость в деинтерлейсинге видеоизображения.

1. Введение.

В связи с увеличением объемов поставок IP-оборудования и увеличением рабочих форматов классических (аналоговых) систем видеонаблюдения всё чаще возникают вопросы, связанные с правильным определением формата изображения. Применяют различные обозначения качества изображения, такие как CIF-форматы, VGA-форматы, обозначение количества мегапикселей, количество ТВЛ, обозначение формата как количество точек по вертикали, перемноженное на количество точек по горизонтали. Все это многообразие обозначений указывается различными производителями для определения качества изображения камеры, причем каждый производитель использует их без каких-либо единых правил. Например, на одни камеры указаны только количество ТВЛ, на другие только формат HDTV, на третьи только количество Megapixel.

В данной статье произведена попытка объединить данные из различных источников о форматах, разрешениях, пикселях изображения и свести эти данные в единую таблицу соответствия, дополнив собственными комментариями.

2. Описание обозначений.

Разрешение.

Разрешение отражает насколько детальным является данное изображение. Термин «разрешение» используют для изображений в цифровом виде. Более высокое разрешение означает более высокий уровень детализации изображения.

Разрешение также показывает количество пикселей (точек) изображения по горизонтали и вертикали. Например, разрешение 800х600 указывает на 800 горизонтальных точек и 600 вертикальных, а суммарно на 480000 точек в данном изображении.

Формат.

Формат в видеонаблюдении - стандартизированное обозначение вертикального и горизонтального разрешения в пикселях в YCbCr-последовательностях в видеосигнале.

В характеристиках камер используются различные обозначения форматов, такие как CIF , VGA , HD.

ТВЛ - разрешающая способность по вертикали, максимальное количество телевизионных линий, которые способна передать телекамера. Это число ограничено стандартом CIR/PAL до 625 горизонтальных строк и 470 строк в EIA/NTSC. Если принимать во внимание кадровые синхроимпульсы, уравнивающие строки и пр., то максимальная разрешающая способность по вертикали оказывается равной 575 строк в CCIR/PAL и 470 строк в EIA/NTSC.

При этом значение ТВЛ не зависит линейно от разрешения и формата изображения. Данное обозначение использовалось для определения качества изображения аналоговых камер, но продолжает использоваться некоторыми производителями современных IP-камер.

3. Различие форматов.

3.1 Форматы CIF

Изначально CIF был спроектирован для простого конвертирования между стандартами PAL и NTSC с заявленным разрешением 352 x 288.

NTSC = 352 x 240, 30 Гц

соответствует

CIF = 352 x 288, 30 Гц

соответствует

PAL = 352 x 288, 25 Гц

Со временем формат CIF перестал удовлетворять возрастающие требования к качеству изображения и, с созданием новых CMOS\CCD матриц камер и новых чипов видеозахвата появились новые форматы на основе CIF.

В данной таблице описаны стандартные виды формата CIF.

В современных системах видеонаблюдения наибольшую популярность приобрёл формат 4CIF, который долгое время считался эталоном при определении качества изображения, т.к. при оцифровке аналогового видеосигнала максимальное количество телевизионных линий ограничено разрешением матрицы камеры (чипа видеозахвата).

Формат 4CIF предполагает разрешения 704х576, 720х576, 768x576. Данный разброс разрешений зависит от типа используемого оборудования.

На данном рисунке показаны отличия в размерах между видами формата CIF.

3.2 Форматы VGA

Формат VGA разрабатывался для графического дисплея компьютера в разрешении 640х480 при частоте обновления экрана 60Гц и 256 различных цветов. В дальнейшем формат VGA получил повсеместное развитие по разрешению (до 1600х1200 и выше) и цветовой битности (до 16-, 24- и 32-битной) глубины цвета.

В таблице представлены стандартные виды формата VGA.

3.3 Форматы Мегапиксельные

С созданием новых сетевых камер, обеспечивающих мегапиксельное разрешение для получения изображения, появились дополнительные требования к форматам изображения систем видеонаблюдения, принципиально отличные от формата CIF.

На данный момент основное отличие форматов изображения IP-камер определяется максимальным рабочим разрешением. Увеличение количества пикселей на CMOS\CCD матрице, т.е. большее разрешение и чувствительность сенсора, предоставляет новые возможности для извлечения деталей в конкретной области изображения и для получения более качественного видеоизображения. Это является большим преимуществом, особенно при использовании в видеонаблюдении для идентификации людей и объектов или для просмотра бо льшой области изображения.

По информативности новая 5Mpixel IP-камера способна заменить 12 аналоговых камер, нацеленных на одинаковую территорию.

На фото ниже показаны отличия в реальном изображении активно вошедшего в современные проекты видеонаблюдения формата 4CIF и нового формата Мегапиксельной IP-камеры.

3.4 Форматы HD

В 2010 году новые линейки IP-камер различных производителей начали поддерживать форматы HDTV 720p и HDTV 1080p.

Организацией SMPE для HD видеопотоков разработаны следующие стандарты:

• SMPTE 296M (HDTV 720P) - разрешение 1280×720 с соотношением сторон 16:9, прогрессивная развертка, 25/30 Гц т.е. 25/30 кадр/сек, и 50/60 Гц т.е. 50/60 кадр/сек.
• SMPTE 274M (HDTV 1080p) - разрешение в 1920×1080 с соотношением сторон 16:9, чересстрочная прогрессивная развертка, 25/30 Гц т.е. 25/30 кадр/сек, и 50/60 Гц т.е. 50/60 кадр/сек.

В современных линейках камер также часто встречается:

• (HDTV 720P) - разрешение 1280х800 с соотношением сторон 16:10, прогрессивная развертка, 25/30 Гц т.е. 25/30 кадр/сек.

Камеры, соответствующие стандартам SMPTE, обеспечивают качество HDTV и предоставляют все преимущества HDTV: высокое разрешение, четкость передачи цвета и высокую частоту кадров.

4. Сводная таблица.

В данной таблице сопоставлены Формат изображения с соответствующим этому формату Разрешением при соответствующей CMOS\CCD матрице видеокамеры. Также произведена попытка дополнить таблицу обозначением количества ТВЛ.

• SQCIF 128×96 0,012 Mpixel, до 100 ТВЛ
• QCIF 176x144 0,025 Mpixel, до 150 ТВЛ
• QVGA 320×240 0,076 Mpixel, до 200 ТВЛ
• CIF 352x288 0,101 Mpixel до 250 ТВЛ
• WQVGA 400×240 0,096 Mpixel, до 250 ТВЛ
• HVGA 640×240 0,153 Mpixel, до 300 ТВЛ
• 2CIF 704x288 0,207 Mpixel, до 330 ТВЛ
• nHD 640×360 0,230 Mpixel, до 380 ТВЛ
• VGA 640×480 0,307 Mpixel, до 450 ТВЛ
• WVGA 800×480 0,384 Mpixel, до 480 ТВЛ
• 4CIF (D1) 704x576 0,405 Mpixel, до 576 ТВЛ
• SVGA 800×600 0,480 Mpixel,
• WSVGA 1024×600 0,614 Mpixel,
• XGA 1024×768 0,786 Mpixel,
• XGA+ 1152×864 0,995 Mpixel,
• WXGA 1280×768 0,983 Mpixel,
• HDTV 720p 1280x720 1 Mpixel,
• HDTV 720p 1280x800 1 Mpixel,
• SXGA 1280×1024 1,31 Mpixel,
• WXGA+ 1440×900 1,29 Mpixel,
• WXGA++ 1600×900 1,44 Mpixel,
• SXGA+ 1400×1050 1,47 Mpixel,
• 16CIF 1408x1152 1,62 Mpixel,
• XJXGA 1540×940 1,54 Mpixel,
• WSXGA 1600×1024 1,64 Mpixel,
• WSXGA+ 1680×1050 1,68 Mpixel,
• UXGA 1600×1200 1,92 Mpixel,
• HDTV 1080p 1920×1080 2 Mpixel,
• WUXGA 1920×1200 2,3 Mpixel,
• QXGA 2048×1536 3,1 Mpixel,
• QWXGA 2048×1152 2,4 Mpixel,
• WQXGA 2560×1440 3,7 Mpixel,
• WQXGA 2560×1600 4,1 Mpixel,
• QSXGA 2560×2048 5,2 Mpixel,
• WQSXGA 3200×2048 6,6 Mpixel,
• QUXGA 3200×2400 7,7 Mpixel,
• WQUXGA 3840×2400 9,2 Mpixel,
• HSXGA 5120×4096 21 Mpixel,
• WHSXGA 6400×4096 26 Mpixel,
• HUXGA 6400×4800 31 Mpixel,
• WHUXGA 7680×4800 37 Mpixel.

Термин VGA также часто используется для обозначения разрешения 640×480 независимо от аппаратного обеспечения для вывода изображения, хотя это не совсем верно (так, режим 640х480 с 16-, 24- и 32-битной глубиной цвета не поддерживаются адаптерами VGA, но могут быть сформированы на мониторе, предназначенном для работы с адаптером VGA, при помощи SVGA-адаптеров). Также этот термин используется для обозначения 15-контактного D-subminiature разъёма VGA для передачи аналоговых видеосигналов при различных разрешениях.

Архитектура видеоадаптера VGA

VGA (так же, как и EGA) состоит из следующих основных подсистем (в народе словом "секвенсер" называли набор регистров управления доступом к плоскостям видеопамяти):

В отличие от CGA и EGA, основные подсистемы располагаются в одной микросхеме, что позволяет уменьшить размер видеоадаптера (EGA тоже был реализован в одном чипе, по крайней мере его тайванские неоригинальные клоны). В компьютерах PS/2 видеоадаптер VGA интегрирован в материнскую плату .

Отличия от EGA

В VGA BIOS хранятся следующие виды шрифтов и функции для их загрузки и активации:

• 8×16 пикселов (стандартный шрифт VGA),
• 8×14 (для совместимости с EGA),
• 8×8 (для совместимости с CGA).

Как правило, эти шрифты соответствуют кодовой странице CP437 . Также поддерживается программная загрузка шрифтов, которую можно использовать, например, для русификации .

Доступны следующие стандартные режимы:

Используя шрифты меньших размеров, чем стандартный 8×16 , можно увеличить количество строк в текстовом режиме. Например, если включить шрифт 8×14 , то будет доступно 28 строк. Включение шрифта 8×8 увеличивает количество строк до 50 (аналогично режиму EGA 80×43 ) .

В текстовых режимах для каждой ячейки с символом можно указать атрибут , задающий способ отображения символа. Существует два отдельных набора атрибутов - для цветных режимов и для монохромных. Атрибуты цветных текстовых режимов позволяют выбрать один из 16-ти цветов символа, один из 8-ми цветов фона и включить или отключить мерцание (возможность выбора мерцания можно заменить на возможность выбора одного из 16-ти цветов фона), что совпадает с возможностями CGA. Атрибуты монохромных режимов совпадают с атрибутами, доступными у MDA, и позволяют включать повышенную яркость символа, подчёркивание, мерцание, инверсию и некоторые их комбинации .

Графические режимы

В отличие от своих предшественников (CGA и EGA) видеоадаптер VGA имел видеорежим с квадратными пикселами (то есть, на экране с соотношением сторон 4:3 соотношение горизонтального и вертикального разрешений было также 4:3). У адаптеров CGA и EGA пикселы были вытянуты по вертикали.

Стандартные графические режимы

Нестандартные графические режимы (X-режимы)

Перепрограммирование VGA позволяло достичь более высоких разрешений по сравнению со стандартными режимами VGA. Наиболее распространённые режимы таковы:

• 320×200 , 256 цветов, 4 страницы. Ничем внешне не отличающийся от режима 13h (320×200, 256 цветов), этот режим имел четыре видеостраницы. Это позволяло реализовать двойную и даже тройную буферизацию .
• 320×240 , 256 цветов, 2 страницы. В этом режиме страниц меньше, зато квадратные пиксели.
• 360×480 , 256 цветов, 1 страница. Наибольшее разрешение на 256 цветах, которое позволяет VGA.

Во всех этих режимах используется плоскостная организация видеопамяти, концептуально похожая на используемую в 16цветных режимах, но использующая для формирования цвета по 2 бита из каждой плоскости, а не по 1 - т.е. биты 0-1 байта 0 в плоскости 0 давали биты 0-1 цвета пиксела 0, те же биты в плоскости 1 - биты 2-3 цвета, и т.д. Следующие биты того же байта давали цвета следующих пикселов, т.е. 4 расположенные "один параллельно другому" по одному адресу байта в 4 плоскостях задавали цвет 4 пикселов.

Такая организация видеопамяти позволяла использовать всю видеопамять карты, а не только плоскость 0 в 64К, для формирования 256цветной картинки, что давало возможность использования высоких разрешений, или же многих страниц.

Для работы с такой памятью использовался тот же секвенсер, что и в 16цветных режимах.

Зато из-за особенностей контроллера видеопамяти копирование данных в видеопамять происходит вчетверо быстрее, чем в режиме 13h (это сильно зависит от конкретного машинного кода, исполняющего копирование, и конкретного сценария рисования, а именно заливки сплошным цветом, в общем случае плоскостная видеопамять куда медленнее обычной, и именно потому в SVGA от нее отказались полностью).

См. также

Примечания

1. Wilton, Richard IBM Video Hardware and Firmware // Programmer"s Guide to PC and Ps/2 Video Systems. - Microsoft Press, 1987. - С. 544. - ISBN 1-55615-103-9
2. Thompson, Stephen VGA-sign choices for a new video subsystem (англ.) . IBM Systems Journal (1988). Архивировано
3. Neal, J. D. VGA Sequencer Operation (англ.) . FreeVGA Project (1998). Архивировано
4. Scott, Michael comp.sys.ibm.pc.hardware.video FAQ (англ.) (1997). Проверено 23 февраля 2007.
5. Архитектура видеоадаптеров EGA и VGA . (1992). Архивировано из первоисточника 25 августа 2011. Проверено 23 февраля 2007.
6. Neal, J. D. VGA Text Mode Operation (англ.) . FreeVGA Project (1998). Архивировано из первоисточника 25 августа 2011. Проверено 15 декабря 2006.
7. Фролов, Александр; Фролов, Григорий Приложения . Программирование видеоадаптеров CGA, EGA и VGA (1992). Архивировано из первоисточника 25 августа 2011. Проверено 23 февраля 2007.
8. Dnes, Walter Nicer console textmodes (англ.) .(недоступная ссылка - история ) Проверено 11 января 2007.
9. Rollins, Dan INT 10H 11H: EGA/VGA Character Generator Functions (англ.) . Tech Help! (1997). Архивировано из первоисточника 25 августа 2011. Проверено 11 января 2007.
10. Abrash, Michael Mode X: 256-Color VGA Magic (англ.) . Graphics Programming Black Book (2001).(недоступная ссылка - история ) Проверено 30 марта 2007.

DVI (разъем)

Ссылки