ARQUITETURA DE COMPUTADORES II Vídeo Fundamentos Desde a primeira interface de vídeo criada pela IBM para o seu primeiro PC — a MDA (Monochrome Display Adapter) —, a maneira com que o microprocessador manipula textos é a mesma. A tela do monitor de vídeo era dividida em 80 colunas por 25 linhas, como se fosse um grande reticulado.

ARQUITETURA DE COMPUTADORES II Vídeo Fundamentos Temos, portanto, em uma tela assim constituída, posições diferentes. Cada posição será ocupada por uma letra, um número ou um símbolo. Dessa maneira, quando o microprocessador deseja escrever na tela “OI!”‖ no canto superior esquerdo, isso significa que colocará a letra O na primeira coluna da primeira linha, a letra I na segunda coluna e finalmente ! na terceira coluna.

ARQUITETURA DE COMPUTADORES II Vídeo Fundamentos O microprocessador, no entanto, não conseguirá executar essa tarefa, pois o mesmo trabalha somente com números. O microprocessador não sabe o que é um “O”‖, um “I”‖ ou um “!”. Isso será facilmente resolvido graças à existência de um padrão de conversão de números em letras, chamado ASCII (American Standard Code for Information Interchange ).

ARQUITETURA DE COMPUTADORES II Vídeo Fundamentos Esse código define que cada símbolo capaz de ser apresentado na tela tem um valor numérico correspondente. Assim, a letra 0 vale 79, a letra I vale 73 e o !‖ vale 33. Como tanto o microprocessador quanto a interface de vídeo estarão trabalhando sob um mesmo padrão, ambos conseguirão trocar informações satisfatoriamente.

ARQUITETURA DE COMPUTADORES II Vídeo Fundamentos

ARQUITETURA DE COMPUTADORES II Vídeo Fundamentos Resumidamente, o microprocessador escreve os dados que queremos que sejam apresentados na tela na memória de vídeo. A interface de vídeo lê o conteúdo da memória de vídeo e converte o mesmo em sinais elétricos de modo que sejam compreendidos pelo monitor de vídeo. Isso significa que o microprocessador acessa facilmente os dados contidos na memória de vídeo. Esse é um processo conhecido como escrita direta em vídeo.

ARQUITETURA DE COMPUTADORES II Vídeo CGA Apesar de poder escrever texto de diversas formas, a interface MDA não permitia que gráficos fossem apresentados. Gráficos e cores só foram possíveis a partir da interface de vídeo CGA (Color Graphics Adapter). Apesar de cada uma das posições existentes na tela serem rígidas, cada caractere é formado por uma máscara contendo diversos pontos. Para a interface CGA essa máscara era de 8 x 8 pontos.

ARQUITETURA DE COMPUTADORES II Vídeo CGA Cada ponto dessa máscara é o menor ponto que pode ser apresentado na tela e recebe o nome de pixel ou pel (picture element). Se cada ponto dessa máscara é o menor ponto que pode ser apresentado, chegaremos à conclusão de que uma interface CGA era capaz de apresentar 80 x 8 = 640 por 25 x 8 = 200 pontos na tela.

ARQUITETURA DE COMPUTADORES II Vídeo CGA Apresentar gráficos consiste somente na capacidade de manipular tais pontos de modo a mostrar uma outra combinação de pontos acesos e apagados, não se prendendo ao código ASCII ou a qualquer outro tipo de código. Para um ponto aceso poderíamos ter um bit 1‖ e para um ponto apagado um bit 0‖, de acordo com a posição do ponto dentro da memória de vídeo.

ARQUITETURA DE COMPUTADORES II Vídeo CGA Embora uma interface de vídeo conseguir gerar muitas cores, normalmente não são todas as cores que conseguimos que sejam apresentadas ao mesmo tempo. O universo de cores que a interface de vídeo é capaz de gerar é chamado de palette (aquarela) e a quantidade de cores disponíveis simultaneamente chamamos simplesmente de cores simultâneas.

ARQUITETURA DE COMPUTADORES II Vídeo VGA Para o modelo ―topo de linha‖ do IBM PS/2, havia sido desenvolvido um novo padrão de vídeo: o VGA (Vídeo Graphics Array). Interessante notar que a IBM não lançou nenhuma placa de vídeo VGA, somente o padrão VGA, uma vez que o circuito equivalente a placa de vídeo VGA vinha montado diretamente sobre a placa-mãe do PS/2 (ou seja, era on-board).

ARQUITETURA DE COMPUTADORES II Vídeo Super VGA Chamamos de Super VGA qualquer interface de vídeo que utilize padrões de vídeo acima do VGA, e que também tenha total compatibilidade com o padrão VGA. Isso permite que programas incompatíveis com os modos Super VGA‖ da interface de vídeo pensem que estão operando com uma simples interface de vídeo VGA, que é padronizada e amplamente utilizada.

ARQUITETURA DE COMPUTADORES II Vídeo Super VGA O grande problema era padronização. Apesar de resoluções como 800 x 600, 1024 x 768 e 1280 x 1024 serem comuns em interfaces de vídeo SVGA, cada controlador de vídeo opera de maneiras diferentes, dependendo do fabricante. Assim, um programa escrito para o modo Super VGA‖ da interface de vídeo Trident não funcionará em uma interface de vídeo Oak, por exemplo. Atualmente, esse problema foi resolvido com o conceito de driver de vídeo, usado por todos os demais sistemas operacionais.

ARQUITETURA DE COMPUTADORES II Vídeo Memória de vídeo Como não é um padrão, poderemos ter interfaces de vídeo SVGA com os mais diferentes tamanhos de memória de vídeo. Quanto mais memória de vídeo, resoluções mais altas podem ser geradas, além de um maior número de cores simultâneas.

ARQUITETURA DE COMPUTADORES II Vídeo Resolução As cores disponíveis estão relacionadas à quantidade de bits com que cada pixel é armazenado dentro da memória de vídeo, conforme nos mostra a tabela a seguir.

ARQUITETURA DE COMPUTADORES II Vídeo Resolução A resolução e a quantidade de cores simultâneas que uma interface de vídeo é capaz de exibir estão relacionadas à quantidade de memória de vídeo que a interface apresenta. Você poderá saber de antemão o quanto de memória de vídeo é necessário para trabalhar em uma determinada resolução. O cálculo é simples:

ARQUITETURA DE COMPUTADORES II Vídeo DVI A conexão DVI é totalmente digital, ao contrário da VGA tradicional que é analógica e traz mais qualidade para a imagem nos monitores de cristal líquido. Com a conexão DVI evita-se o trabalho de ter que converter dados vindos da placa de vídeo para o formato analógico para transmissão e converter novamente para o digital pelo monitor LCD.

ARQUITETURA DE COMPUTADORES II Vídeo DVI Existem três tipos de conexões de DVI: DVI-D (digital), DVI-A (analógico) DVI-I (digital e analógico). Para os formatos DVI-D e DVI-I, existem dois tipos de cabos, os de Single Link e Dual Link, que utilizam um formato para transmissão de informações digitais chamado TMDS (Transition Minimized Differential Signaling).

ARQUITETURA DE COMPUTADORES II Vídeo DVI Os canais TMDS servem para tornar a transmissão de dados protegida e com menos problemas, efetuando-a de forma codificada. Eles transmitem o sinal duplicado, contudo o segundo sinal é invertido. Quando o dispositivo receptor recebe os sinais, ele faz uma comparação e as diferenças encontradas fazem com que ele identifique alterações (ruídos de transmissão) e possa descartá-las.

ARQUITETURA DE COMPUTADORES II Vídeo HDMI O HDMI (High-Definition Multimedia Interface) é uma tecnologia de conexão capaz de lidar com áudio e vídeo ao mesmo tempo, isto é, não é necessário ter um cabo separado para cada coisa. Além disso, toda transmissão do HDMI é feita por meio de sinais digitais, o que torna a tecnologia apta a transmitir vídeo e áudio de altíssima qualidade.

ARQUITETURA DE COMPUTADORES II Vídeo HDMI Essa é uma tecnologia que transmite sinais de forma totalmente digital. Graças a isso, é possível ter imagens de excelente qualidade e resoluções altas (1080p, por exemplo), inclusive maiores que as suportadas pela tecnologia DVI (Digital Visual Interface), que substituiu o padrão VGA para as conexões de monitores em computadores.

ARQUITETURA DE COMPUTADORES II Vídeo HDMI Tanto o DVI quanto o HDMI fazem uso de um protocolo chamado Transition Minimized Differential Signaling (TMDS), o que os tornam, até certo ponto, parecidos. No HDMI, são usados três canais TMDS para a transmissão das informações de áudio e vídeo. Os dispositivos que iniciam a transmissão são chamados de sources. Por sua vez, os dispositivos que recebem o sinal da transmissão são chamados de sinks.

ARQUITETURA DE COMPUTADORES II Vídeo HDMI Por meio de um único cabo, o HDMI suporta qualquer formato de vídeo. Isso inclui resoluções padrão (480i/p, 576i/p), de alta definição (720p, 1080i/p) e nas especificações 1.4 e 2k (2160p). Segundo a norma do Consumer Eletronics Control, essa interface de comunicação suporta atualmente até 32 canais de áudio digital, sendo o sinal de áudio e vídeo codificado em TDMS para transmissão digital não comprimida por meio do cabo HDMI.

ARQUITETURA DE COMPUTADORES II Vídeo HDMI Desde o seu lançamento em 2003, o sistema de conexão HDMI já passou por algumas revisões, trazendo melhorias aos seus usuários. A primeira revisão, lançada em maio de 2004 e chamada de HDMI 1.1, trouxe o suporte ao padrão DVD-Áudio. Em sua versão HDMI 1.2, lançada em agosto de 2005, o sistema passou a suportar formatos de áudio do tipo One Bit Audio e passava a ser utilizado também em computadores.

ARQUITETURA DE COMPUTADORES II Vídeo HDMI HDMI 1.3: nesta versão, o HDMI passou a suportar freqüência de até 340 MHz, permitindo transmissões de até 10,2 Gb/s. Além disso, a versão 1.3 permite a utilização de uma gama maior de cores e suporte às tecnologias Dolby TrueHD e DTS-HD Master Audio. HDMI 1.4, esta versão foi anunciada em maio de 2009 e oferece tantas novidades que poderia até ser chamada de 2.0.

ARQUITETURA DE COMPUTADORES II Vídeo HDMI Capacidade de trabalhar com resoluções de até 4096x2160 pixels (4K); Compatibilidade com um número maior de cores; Suporte a um canal de retorno de áudio ARC; Possibilidade de transmissão por meio de conexões Ethernet de até 100 Mb/s, permitindo que dispositivos interconectados compartilhem acesso à internet; Melhor suporte para tecnologias de imagens em 3D; Padronização para transmissão em veículos (aparelhos de DVD de ônibus, por exemplo).

ARQUITETURA DE COMPUTADORES II Vídeo Exercícios 1.Comente sobre a primeira interface de vídeo para computadores. 2.Qual a finalidade da tabela ASCII? 3.Quais eram as principais características das interfaces CGA? 4.Qual o legado das interfaces SVGA para os computadores atuais? 5.Qual a relação entre memória de vídeo e resolução de vídeo? 6.Diferencie as interfaces SVGA e DVI. 7.Descreva a interface HDMI.