Выполнение цикла регенерации изображения.

При движении луча по строке развертки происходит несколько синхронизированных во времени событий.

В начале строки специальный сигнал разрешения вывода DE от видеоконтроллера CRTC (Cathode Ray Tube Controller) включает луч. По мере движения луча слева направо схемы видеосистемы используют счетчик адреса в видеоконтроллере для считывания последовательных байт из видеобуфера. Считанные данные декодируются и управляют сигналами цветов и яркости, посылаемых в видеомонитор. В процессе движения луча по экрану эти сигналы изменяют яркость и цвет пикселов. Вблизи от правого края экрана видеоконтроллер выключает сигнал разрешения вывода DE и вывод данных из видеобуфера прекращается. Затем видеоконтроллер генерирует сигнал горизонтальной синхронизации HSYNC, который вызывает отклонение луча влево и вниз на начало следующей строки растра. После этого вновь формируется следующая строка развертки (смотри рис. "Движение луча по строке развертки"). Временной интервал между концом одной строки развертки видеоданных и началом следующей - называется интервалом горизонтального гашения (на рис. от точки 3 до точки 6).

Так как интервал горизонтального обратного хода, т.е. временной интервал, необходимый для отклонения луча на следующую строку растра (от точки 4 до точки 5), короче интервала горизонтального гашения, с обеих сторон появляется горизонтальное окаймление (бордюр). В этой области вывод данных из видеобуфера запрещен пассивным сигналом разрешение вывода DE, однако, программно можно задать любой цвет бордюра из 16 базовых цветов. Основная причина введения горизонтального окаймления связана с тем, что необходимо иметь возможность центрировать растр на экране по горизонтали для предотвращения потерь данных на краях экрана и уменьшения нелинейных искажений.

После того, как электронный луч сформирует все строки развертки растра, сигнал "разрешение вывода" выключается на более продолжительное время для возвращения луча в начальную позицию.

Через некоторое время после запрещения вывода видеоконтроллер генерирует сигнал вертикальной синхронизации VSYNC, который заставляет видеомонитор отклонить луч из нижнего правого угла экрана в верхний левый угол. Временной интервал вертикального обратного хода, когда луч перемещается в исходную позицию, короче интервала вертикального гашения, в течение которого данные из видеобуфера не выводятся. Следовательно, сверху и снизу экрана появляется вертикальное окаймление (2). Благодаря ему можно центрировать растр на экране по вертикали.

Если ЦП проверяет состояние сигнала "разрешение вывода", то производит обращение к видеобуферу только при его пассивном состоянии. При этом на экране не будет наблюдаться никаких помех.

Чтобы избежать появления помех в виде “снега”, ЦП должен обращаться к видеобуферу в те интервалы времени, когда схемы регенерации не производят считывания данных. Это означает, что программа должна передавать данные в видеобуфер или из него только тогда, когда электронный луч движется по окаймлению или по траектории обратного хода.

Для синхронизации доступа к видеобуферу центрального процессора и схем регенерации необходимо использовать содержимое программно–доступного регистра состояния (порт 3DAh). Бит 3 этого порта показывает действие сигнала вертикальной синхронизации VSYNC, при активном состоянии которого видеобуфер доступен ЦП. А бит 0 регистра состояния сообщает о действии сигнала “разрешение вывода”. Когда бит 0=”1”, сигнал “разрешение вывода” пассивен и, следовательно, ЦП может обращаться к видеобуферу. Следует отметить, что программисты исключительно редко обращаются к регистрам видеоконтроллера, определяющим характеристики развертки. В каждом ПК для загрузки их привлекается встоенная таблица с фиксированными для каждого режима значениями. Адрес этой таблицы определяет вектор прерывания 1Dh.

Цветной монитор работает примерно так же, как и моно­хромный (черно-белый). Заметим, что, вообще говоря, моно­хромные мониторы могут использовать люминофор не только белого, но и, например, янтарного цвета. Итак, в случае цвет­ного монитора имеются уже три электронных пушки с отдель­ными схемами управления, а на поверхность экрана нанесен люминофор трех основных цветов: R (Red — красный), G (Green — зеленый) В (Blue — синий). Таким образом, каж­дая пушка должна «стрелять» только по своей «цели». Для этого в каждом цветном кинескопе имеется либо теневая мас­ка, либо так называемая апертурная решетка. Они служат для того, чтобы лучи электронных пушек попадали только в точ­ки люминофора соответствующего цвета. Если теневая маска содержит систему отверстий, то апертурная решетка образует систему щелей, выполняющих ту же функцию. Обычно маска для монитора делается из специального сплава — инвара, ко­торый имеет очень маленький коэффициент температурного линейного расширения. Таким образом, даже при нагревании маски четкость изображения сохраняется. Отверстия маски соответствуют точкам люминофора, нанесенным на обратной стороне плоскости экрана. Величина точки люминофора, необходимая для обеспечения требуемого разрешения, зависит от размеров экрана. Чем больше нужно разместить точек и чем меньше экран, тем плотнее приходится располагать точки.

При прочих равных условиях четкость изображения на мониторе тем выше, чем меньше размер точки люминофора (dot pitch) на внутренней поверхности экрана. Размеры этих точек для различных моделей мониторов находятся в диапа­зоне от 0,41 до 0,25 мм, однако для хороших моделей диапа­зон существенно сужается - от 0,28 до 0,25 мм. Интересно отметить, как определяется размер точки. Для обычного 14-дюймового монитора размер экрана в ширину составляет око­ло 265 мм. Режим 640x480 требует отображения 640 точек на одну линию. Следовательно, расстояние между точками должно быть не более 0,41 мм: 265/640.

Казалось бы, что в компьютерной периферии может быть проще монитора?– почти что телевизор, только предназначен для более тесного общения. Да только вот никак не могут гиганты индустрии остановиться в своих поисках совершенства. Сначала боролись с излучениями и вроде бы достигли приличных результатов, так как практически полностью со всех мониторов сняли защитные экраны. Потом начали увеличивать частоты развертки – тоже результат налицо – после целого рабочего дня за компьютером глаза не слезятся и зайчики в них не бегают. Последний бастион пал – кривизна экрана ЭЛТ. И хотя экраны в последних моделях мониторов стали абсолютно плоскими, однако абсолютно всех проблем это не сняло.