多媒体技术的发展使PC用户能够在电视机上显示文本信息。本文讨论VGA和主板设计所需的应用用户界面及其特点。
- TV输出架构
- 自适应闪烁滤波
- 支持国际标准的必要性
- 数字电视
- 终端用户界面
作者:Eileen R. Carlson
生产线经理
Conexant System Inc.
TV out使PC用户能够在家用电视机上显示图文信息
TV输出(TV out)是一种相对新的多媒体功能,它使PC用户能够在家用电视机而不是显示器上显示PC的内容。现在消费者可以采用电视机作为显示设备来玩视频游戏、观看DVD节目或者使用多种家用/办公应用程序。
图形卡市场正在酝酿对TV输出功能需求的快速增长,所有主要的图形卡制造商和很多PC OEM厂商已经开始推出具有TV输出功能的产品。
但是,并不是任何TV输出技术都将适于这些图形卡制造商和OEM厂商。模拟技术和某些数字方法不能确保所需的TV输出质量。如果技术含量不够,用户就要忍受闪烁和不清晰的图像质量带来的痛苦。如果TV输出设备不采用诸如“闪烁滤波”的技术,长期观看闪烁的图像可能会导致头痛或者其他不适。
本文论述在个人电脑上提供高质量TV输出功能所必需的最重要特性,并概要介绍当今VGA和主板设计所需要的应用程序用户界面推荐方案。
TV输出架构
功能强大的PC-TV编码器的优化架构提供最新的特性和功能,如过扫描补偿器、自适应闪烁滤波和国际标准支持。数字闪烁滤波视频编码器允许PC用户使用个人电脑享受“大屏幕视听效果”。数字式闪烁滤波是一种高度复杂的功能,它将由PC图形子系统生成的高分辨率逐行扫描2D/3D VGA图像转化为可以隔行扫描的TV信号格式。
这一转换过程被称为闪烁滤波,因为如果你直接将VGA图像显示在电视机上,图像会由于电视机相对VGA显示器更低的分辨率而闪烁。多数闪烁滤波编码器没有结合数字技术,而是依靠模拟技术完成闪烁滤波,这样会导致模糊、低质量的图像,使终端用户在开机几分钟后就会感到视觉不适。数字技术再加上10位视频分辨率,就可以提供明晰的视频质量,完全可以给人赏心悦目的感觉。
过扫描补偿和数字闪烁滤波的过程将输入像素数据的线数转变为适当的输出线数,在电视接收器上生成满屏图像。图像可以在屏幕的可视区域按比例缩放一倍。垂直闪烁滤波也可以用于减少由于输出图像的隔行扫描而引起的图像闪烁效应。
闪烁滤波量应该可编程,它允许通过调节垂直分辨率来减少闪烁,用以优化给定环境的图像。水平缩放比例也应该可以调节以确保看到的图像不会太宽或太窄。过扫描补偿和闪烁滤波对于分辨率从320×200像素到1,024×768像素都应该可用。完全屏蔽闪烁滤波的能力对于特殊的应用同样重要。
自适应闪烁滤波
自适应闪烁滤波是一项新技术,其编码器分析图像内容,检测需要更强闪烁滤波的区域,调节垂直滤波并对这些区域进行自适应闪烁滤波。这种分析和调节是在像素级进行的,所以在输出线中的每一个像素将有各自的闪烁滤波优化量。
垂直闪烁滤波的用途主要有三个:
- 垂直多相内插值滤波垂直地上采样(up-sample)图像数据。这会提高后续的垂直下采样(down-sample)数据的分辨率和精确度,垂直下采样数据将整个图像适当的置于电视机可视区域。
- 垂直下采样时,反混叠滤波减少非自然信号。
- 当垂直高频成分显示在隔行扫描设备上时,闪烁滤波可以减少画面出现的闪烁。
垂直插值滤波和垂直反混叠滤波的技术指标须根据垂直下调节(downscaling)的量来决定,它与图像频率成分的变化无关。然而,闪烁滤波的技术指标要求根据图像频率成分来决定。
具备垂直高频成分的图像区域的闪烁将与高频成分的振幅成正比。具有高振幅和垂直高频成分的区域需要真正的闪烁滤波,而振幅小或者没有垂直高频成分的区域很少或者不需要闪烁滤波。
支持国际标准的必要性
目前,电视制式的国际标准很多,基本制式包括NTSC、PAL和SECAM。广义地说,NTSC制式是用于美国、台湾地区和日本,多数欧洲、南美和大多数亚洲国家采用了PAL制式,SECAM制式主要由法国采用。带有TV输出的单一图像适配器要真正在世界范围内通用,就必须支持所有标准,这意味着软件和硬件必须支持:NTSC-M、NTSC-J、PAL(B,D, G, H, I, M, N, Nc和60)以及SECAM制式。电视制式不仅有很多,NTSC、PAL和SECAM制式之间的差别也非常显著。
全球通用的TV输出设备需要以320×200像素到1,024×768像素范围的分辨率采集视频信息。并将视频信息再现到不同制式的电视屏幕上。
在欧洲,除了电视制式存在差异,还有其它的标准差异。欧洲的很多电视支持宽屏显示,既包括宽屏系统(WSS)也包括16×9显示模式。TV输出设备必须具备在这些宽屏电视机上正确地显示来自PC系统的图文信息的能力。支持WSS的TV输出设备需要满足EIAJ CPR-1204和ITU-R BT.1119的要求。
掌握所有的标准和分辨率要求之后,就必须尽快推出对TV输出设备进行编程的方案。芯片的空间总是非常宝贵的,因而建立无限的可配置模式是不切实际的。根据现在客户使用的各种标准与大多数常用分辨率的要求,似乎36或者48种模式就可覆盖95%的基本标准信息,较少用到的模式可以通过传统的寄存器到寄存器的方法来编程。
对于PC上的TV输出信号,光栅设定在1,024×768分辨率。该分辨率是笔记本电脑的基本要求,显然也是多数消费类显示系统的分辨率要求。目前,要获得良好质量的TV输出信号的最小DAC分辨率是10位。支持国际标准的TV输出设备,特别是SCART模式,将提供4个10位DAC。
数字电视
数字电视有着几种不同的定义,对于广播工业来说,它指的是高分辨率电视(HDTV)。对于有线电视广播来说,数字电视技术指的是为了增加信道容量而采用的信号数字压缩与传输技术。卫星广播依靠遍布世界各地的传输系统和各地采用的标准,数字电视指的是数字广播卫星(DBS)或者是数字视频广播。对于消费类产品来说,数字电视是实现电视画面更鲜明、声音更清晰和视角更宽广的较佳方案。
新型低成本的PC模拟和数字电视接收卡的市场正在形成,其价格比早期的数字电视接收机低得多,从而使广大的消费者可以享受数字电视的优越视听效果。现实地说,利用PC监视器欣赏数字电视节目的消费者,在某种程度上,也希望能够把数字电视图文信息传输到现有的电视机上显示。
美国的许多HDTV接收机都配备一个可以接收模拟RGB或者是模拟YPBPR信号的硬盘输入端口,有些HDTV接收机对两种信号都能接收。在这种情况下,带TV输出设备要具备HDTV输出模式,从而使消费者能够将个人计算机连接到新型电视上。特殊情况下,TV输出设备需要生成驱动HDTV电视机输入端口的模拟RGB分量或者是模拟YPBPR分量视频信号。
终端用户界面
对支持TV输出的图形卡来讲,终端用户界面汇总了所有关于TV输出图形卡的信息。优良的用户界面能够通过调整TV输出图像以使显示最佳地适配特定的显示环境,同时,过多的选项会让终端用户感到困惑,所以它必须容易理解和掌握。用户可以选择在电视还是在监视器上显示,或者同时在电视和监示器上显示。用户也可以通过点击“电视类型”来设定显示以适配用户的位置。
其它的选项包括:是否使用闪烁滤波；选择闪烁滤波的深度；调整色彩与亮度。要注意,选项应足够完成控制功能并不让用户感到困惑。然后,通过水平和垂直中心校正功能可以确保标题栏居中,在用户实际调整图像时,这个特殊的工具允许窗口中的图像向上/向下或向左/向右移动。
目前,主要的图形卡制造商已经在最新型PC机中加入了TV输出功能。电路板制造商出售的具备TV输出功能的板卡已经超过1百万。有些制造商甚至已经开始把它作为他们每项输出产品的标准功能。例如,ATI已经把TV输出功能集成到其图形卡芯片中,而且其他制造商也正在考虑集成TV输出功能。PC OEM厂商也正在推介配备TV输出功能的图形卡,Gateway就是1999年底首批出货的制造商之一。
具备TV输出功能的PC市场正呈现腾飞之势。OEM厂商的成功将决定TV输出功能如何、何时普及到每台PC之中。未来充满希望,TV输出附件已经直逼PC出货量的25%或者30%,预计,图形芯片制造商的反应将是提供包含TV输出功能的更高集成度图形芯片。
图题:
图1: PC-TV编码器架构确保支持国际标准。
图2: TV输出用户界面让用户可以选择,是在电视、监视器或同时在电视和监视器上显示图文信息。
图3: 水平与垂直中心校正功能保证标题栏在电视机上的位置合适。
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