Výstupy grafické karty – 1.díl: VGA, CVBS

Často vidím celkem banální otázky kolem možnosti připojení externích zobrazovacích zařízení k notebookům (jinak ale platí i pro počítače obecně), tak jsem si říkal, že by nebylo špatné udělat takové praktické shrnutí s pár testíky, abych odkryl tuto problematiku i lidem, kteří se do ní zatím nedostali.

V popiscích notebooků dnes lze často najít informace, že má notebook S-Video, VGA nebo DVI. Nám, co o tom aspoň něco málo víme, je hned jasné, co k čemu slouží. Jenže notebooky (resp. počítače) dávno nejsou doménou hrstky intelektuálů - podivínů. Běžný člověk o těchto věcech nemusí mít ani tušení. Jenže i běžný člověk si může chtít přehrát film z notebooku na své velké televizi v obýváku a stejně tak může běžný člověk chtít pracovat doma na větším LCD, než jaké mu poskytuje notebook.

Rozhodl jsem se tedy udělat jakési celkově shrnutí, kde popíšu všechny možnosti, podložím je nějakou tou teoretickou omáčkou a především popíšu, kde jsou úskalí a přednosti jednotlivých řešení pro běžného člověka. V závěru se budu věnovat i nějakým testům, které ukáží nějaká kvalitativní srovnání. Pro mé testy nakonec posloužil zapůjčený notebook ASUS V2S, který obsahuje v podstatě všechny dnes běžně používané výstupy. Jmenovitě jde tedy o VGA, HDMI (redukce na DVI) a S-Video (redukce na CVBS).

V tomto úvodním díle se budu věnovat popisu dvou asi nejstarších výstupů, které se kdy na noteboocích používaly (a jeden z nich se ještě stále používá). Jejich popis poslouží i k lepšímu pochopení těch novějších, které z nich částečně vychází. Nuže do toho...

VGA

VGA patří ke standardnímu vybavení téměř každého dnešního notebooku (nemají ho pouze některé notebooky, které používají DVI-I výstup - o něm budu mluvit později). Je realizováno konektorem D-SUB 15. Ten má tři řady po 5ti vodičích. Signál po něm probíhá analogově (spojitě), takže úroveň signálu je přesně reprezentována hodnotou napětí.

Konektor přišel s grafickými kartami VGA, které se objevily někdy na konci 80. let. Do té doby se pro připojení monitoru používal D-SUB 9 konektor, ve kterém byly barvy vedeny digitálně (TTL). Na obrazovkách se výsledná barva skládá ze tří barev - červené, modré a zelené. Každá tato barva byla tehdy realizována dvěma vodiči. To při dvoustavové logice znamenalo maximální schopnost zobrazit 64 odlišných barev. Tehdejší grafiky EGA však podporovaly těchto 64 barev jen ve speciálních grafických režimech (navíc ne všechny) a jinak pracovaly pouze se 16ti barvami. Předchůdci v podobě CGA karet pak uměly pracovat najednou ve většině grafických režimů pouze se čtyřmi barvami. Díky tomu byl tento typ přenosu ideální.

Už první VGA karty však uměly minimálně 256 barev, které se volili pomocí „palety" z 16ti miliónů celkového počtu barev. 16 miliónů barev by při tomto způsobu znamenalo 32 vodičů jen pro barvy. To se zcela logicky jevilo jako naprosto neefektivní, takže se přešlo z digitálního na spojitý přenos. Při něm stačí na stejné množství barev pouhé tři vodiče (zem teď nepočítám). Klasické CRT obrazovky jsou samotné analogové, takže tento způsob přenosu je pro ně tím nejsnazším. Díky tomu se tento konektor usídlil po tak dlouhou dobu v noteboocích i počítačích.

Dnes se však už zcela přešlo na digitální LCD obrazovky, pro které už VGA není nejideálnějším řešením - grafická karta zpracovává obraz digitálně a LCD taky. Při přenosu se na grafice nejdřív musí zkonvertovat na analogový a v monitoru zas nazpět. To jsou dvě konverze, které jsou ztrátové a znamenají především snížení kvality obrazu.

Výhoda je tedy v jednoduchosti. Nevýhoda pak jednoznačně v náchylnosti na různé okolní vlivy. Jednotlivá rušení ovlivňují průběh signálů a v obrazu se objevují defekty. Ty se mohou v zásadě projevit několika způsoby. Nejčastější jsou pak duchy (obraz má ještě svojí méně viditelnou posunutou kopii) a neostrost. VGA signál si klade velké nároky na kvalitu všech součástí přenosu. U notebooku to v podstatě znamená problém, protože tam jsou všechny součástky integrované vedle sebe na jednom velkém plošném spoji (základní deska). Jsou tak podstatně větší nároky na kvalitní navržení této desky. Pravda je taková, že většina notebooků má výstup opravdu mizerný. Mají špatný návrh základní desky a používají celkově mizerné výstupní filtry. Na klasických CRT monitorech zpravidla nebývá problém, ale LCD musí vstupní obraz namapovat přesně na jednotlivé pixely v mřížce, a tím vzniká zvýraznění všech defektů.

Užití

Kde je tedy VGA výstup tou správnou volbou? Samozřejmě u CRT obrazovek. Ty zpravidla ani jiné vstupy než VGA nemají. Dále se hodí pro připojení projektoru. U projektorů se dnes téměř výhradně používá VGA vstup (i když mají i všechny další). Je to dáno především tím, že vést na dlouhou vzdálenost digitální přenos je poměrně obtížné. Projektory používají většinou nízká rozlišení (většinou SVGA nebo XGA; tedy 800x600 a 1024x768), takže se nekvalitní výstup v notebooku moc neprojeví. Dokonce i většina LCD do 24" (včetně) má možnost připojit VGA signál. V případě notebooků však může být problém už se 17" LCD, které mají rozlišení SXGA (1280x1024 ). Už tam jsou téměř v polovině případů viditelné defekty. Ty mají občas takovou intenzitu, že je práce na takovém displeji velmi nepohodlná. Jak by se vám líbilo celý den se dívat do rozmazaného displeje? Mně teda moc ne. VGA může případně ještě posloužit pro připojení moderních LCD TV. Tam zas ale může být problém, že často nejde nastavit nativní rozlišení - bývá maximem rozlišení XGA (1024x768).

CVBS (Kompozitní signál)

Jedná se o klasický TV výstup reprezentovaný cinch konektorem. Tento způsob přenosu obrazu tu byl dávno před VGA. Nalézt ho lze vlastně i na stařičkých kartách CGA a Hercules. V té době ještě nebyl moc velký rozdíl mezi počítačovými monitory a televizemi. Rozlišení grafických karet ještě nedosahovala maxima podporovaného televizí a tehdejší monitory ještě nenabízely ani větší obnovovací frekvence. Abych tedy byl přesný - CVBS se nepoužívalo jen u televizí. Své místo má i v kompozitních monitorech. Zjednodušeně je to jakýsi hybrid televize a monitoru. Z lepšími parametry grafických karet a většími nároky na ergonomii zobrazení se přešlo čistě na používání VGA výstupu a CVBS byl deklasován na občasné připojení televizoru.

Přejdu k troše teorie. Zkratka CVBS je v podstatě kompozitní video signál (ačkoli ta zkratka znamená něco jiného). Celý přenos probíhá pomocí jednoho signálového vodiče, ve kterém se postupně přenáší řádkové a snímkové synchronizační impulzy a vlastní obraz. V začátcích televizních přijímačů tento typ signálu přenášel pouze jasovou složku obrazu (to znamená černobílý obraz). Později se přidala podpora barev, které se do původního signálu namodulovaly. Přenos vychází čistě z normy daných zařízení - NTSC, PAL - a nemá cenu to více rozepisovat, protože bych zabředl do další teorie, která je pro naše potřeby zbytečná. Stačí v podstatě vědět, že barevná složka je modulovaná do jasové a obě tak jsou přenášeny pouhým jedním signálovým vodičem.

Protože jsme v Evropě, tak se budu zabývat pouze normou PAL, která je beztak i výrazně kvalitnější. Signál přenáší po odečtení všeho balastu fixně 576 viditelných řádek. Horizontálně rozlišení logicky není v normě omezeno, protože se prostě celý řádek přenáší spojitě (rozlišení je tedy závislé na schopnosti vysílače a přijímače). Opět si tedy položím otázku - co to pro nás znamená? Rozlišení, které se posílá do televize pevně dané. Grafické karty většinou umožňují při zapnutém TV výstupu maximální rozlišení 800x600 nebo 1024x768 (v případě větších rozlišení se obraz pouze posouvá výřezem). Jakékoli rozlišení, které si zapnete se bude přepočítávat na pevné rozlišení televize. Používá se několik tipů vyhlazovacích filtrů, které lze v ovladačích grafiky nastavit (i když poslední dobou jsou možnosti nastavení stále omezenější). Obraz už tak vlastně při standardním nastavení v tuto chvíli opouští grafickou kartu neostrý (roztažený, resp. zmenšený nějakým vyhlazovacím filtrem). Pomocí nastavení lze udělat zobrazení 1:1 (v obraze jsou pak ořezané hrany při 800x600) a vypnout vyhlazování. To je jediný způsob, jak vyslat z grafické karty ostrý obraz. Při použití kvalitního vysílače a přijímače mám ověřené, že obraz může být opravdu velmi ostrý. To se ale týká nejlépe studiové karty v kombinaci s kompozitním monitorem. Klasické televize nejsou navržené pro nějaký ostrý obraz. Naopak výhodou je luminofora a s pomalým dosvitem, která způsobuje obraz mírně „mázlý". Bohužel ani nové televize často neoplývají velkou kvalitou. V případě digitálních (LCD, plazma) bývá často nevalná kvalita. Je to ale částečně pochopitelné, protože se počítá spíše s použitím HD vstupů, anebo alespoň RGB Scartu.

Užití

Kde je situace ale ještě podstatně horší, to jsou grafické karty. TV enkodéry jsou integrované přímo uvnitř čipu a většinou jsou velmi nevalné kvality (napříč všemi grafickými kartami). Notebooky samozřejmě nejsou výjimkou. Díky tomu je přenos signálu pomocí CVBS kvalitou ubohý a je vhodný tak maximálně na přehrávání filmů na starších televizích. Hlavní nevýhody jsou jednoznačně rozmazaný obraz a slabá věrnost barev (problém jejich modulace do původního signálu). CVBS je v podstatě nahrazen vylepšeným přenosem prostřednictvím S-Video výstupu. Na noteboocích mu odzvonilo někdy koncem roku 2003 a dnes ho lze potkat tak maximálně na dokovacích stanicích. Televize však lidé obměňují podstatně méně často než notebooky, takže někteří výrobci přibalují příslušnou redukci S-Video -> CVBS.

Závěrem

Tak to je pro dnešek asi tak všechno. Pokračování přijde v nejbližší době, až si zase najdu trochu času (nějaká cesta vlakem a tak).