Recenze  |  Aktuality  |  Články
Doporučení  |  Diskuze
Filmy a seriály, streamovací služby
Televize  |  Projektory
Audio a domácí kina
Multimediální centra  |  Ostatní
Svět hardware  |  Digimanie
Svět mobilně

Malé ohlédnutí: Videosystém ATi Video Xpression s TV tunerem ATi TV s MPEG1 deko

11.6.2003, Radek Jahoda, recenze
Chtěl bych se vrátit k jednomu z prvních multimediálních video systémů pro domácí počítač, který se kdy objevil.
1. Úvod

Píše se rok 1996, na trhu se rozšiřují Pentia, objevují se první grafické karty s HW 3D akcelerací a svět digitálních multimédií je ovládnut fenoménem zvaným MPEG. Formátem vymezeným komisí ISO a IEC, který díky kompresnímu poměru až 1:200 a relativní nenáročnosti dekomprese videa přináší multimédia na tehdy běžné sestavy. I když formát MPEG1 nebyl žádnou žhavou novinkou (pochází z roku 1992), dosáhly systémy za přijatelnou cenu teprve v této době takového výkonu, aby mohl být používán. Přestože se dnes procesory jako Pentium už používají jen pro nenáročné kancelářské aplikace, v polovině roku 1996 se jednalo o stále poměrně nákladný High-endový procesor a ne každý na něj měl, popř. ne každý chtěl kupovat nový procesor (a případně i desku k němu), aby si "luxus" videa na počítači mohl dovolit. Této skupině lidí se začali věnovat tehdejší výrobci grafických karet, což byli převážně Matrox, Elsa, ATi a Diamond. Okamžitě začali vytvářet různé MPEG dekodéry, které by byly schopny tento videoformát přehrávat na méně výkonných sestavách, kde procesor nezvládal. (Co se týče MPEG enkodérů byla situace chudší, dominovaly karty VideoNT, v několika verzích, z nichž jediná, z dnešního pohledu použitelná, VideoNT PRO při max. rozlišení 352*288@30FPS stála přes 50000Kč).

Vraťme se k dekodérům. Objevila se spousta různých modulů, které se "zasouvaly" přímo do grafických karet, stejným způsobem, jakým se rozšiřovala paměť karty. Jiné byly určené do ISA slotů a k výstupu bylo možné připojit TV či projektor (nezávislé na VGA). Aby mohl být obraz přímo na monitoru, byly vyvíjeny různé systémy propojení grafické karty a dekodéru, vzájemně nekompatibilní. Proto bylo vytvořeno rozhraní VFC (video feature conector/cable - 13 párů pinů na kartě), port umístěný jak na grafice, tak na dekodéru, kterým mohla být data binárně přenesena do grafického jádra. Rozhraní VFC bylo tehdy používáno i pro TV karty. Najdeme ho na mnoha starších grafických boardech. Díky tomuto konektoru a použitelnosti kodeku MPEG se začaly televizní karty rozšiřovat. Šlo o to, že dokud neexistoval videokodek, který by byl použitelný (s ohledem na kapacitu HDD a výkon CPU), nebyly TV karty příliš populární, neboť nebyly použitelné jako videorekordér a kupovat je jen ke sledování televizních programů byly téměř vyhozené peníze. Problém se záznamem se vyřešil a karty začali produkovat i mnozí výrobci, kteří toho s multimédii moc společného neměli. To je jeden z důvodů, proč situace s kompatibilitou nebyla zdaleka bezproblémová; stávalo se, že karta jednoho výrobce nebyla ochotna spolupracovat s grafikou jiného výrobce.

2. ATI

Firma ATi tehdy přišla s nápadem vyrábět jak VGA, tak TV tunery vzájemně kompatibilní. Aby této kompatibility co nejsnáze dosáhla, vytvořila si své vlastní transportní rozhraní vycházející z VFC. Skládalo se z původních 13ti párů pinů, k nimž přibyly pozice pro dalších 7 párů, ne všechny však byly zapojeny. Nové rozhraní bylo nazváno AMC (ATi Multimedia Channel) a byl přesně vymezen okruh vzájemně kompatibilních zařízení. Problémy opravdu nebyly (pověst špatných ovladačů ATi získala až se sérií prvních 3D akcelerátorů Rage) a tak se ATi pomalu začala stávat vedoucím leaderem pro multimédia v oblasti videa. První grafickou kartou plně podporující toto rozhraní byla legendární ATi Video Xpression s jádrem Mach64VT. Speciálně k ní byla vyvinuta TV karta s příznačným názvem ATi TV. Údajně existovalo i kombo MPEG dekodéru s TV kartou (což nemohu potvrdit, je to velmi nepravděpodobné). Samotný tuner se také vyskytoval v mnoha modifikacích (ISA/PCI, s rádiem i bez). Škoda jen, že do ČR byl dodáván převážně v provedení ISA bez rádia (cena), což je příčinou jeho nepoužitelnosti na dnešních sestavách. Jelikož ze sběrnice potřeboval jen napájení (datová komunikace probíhala zásadně po AMC), vyskytli se už i kutilové, kteří si napájení vyvedli z PCI. Verzi tuneru s dekodérem se mi sehnat nepodařilo, takže vlastním kombinaci ATi Video Xpression+ (verze karty s jádrem Mach64VT4 a AMC2.0) a ATi TV ISA. Jedná se o jakýsi první All-in-Wonder (sice se to tak ještě nenazývalo, ale plnilo to zhruba tytéž služby). Popsanému multimediálnímu skvostu bych chtěl věnovat tuto recenzi.


3. ATi Video Xpression+ 2MB

Grafický akcelerátor ATi Mach64VT4 v provedení ATi Video Xpression+ 2MB:




Jedná se o nejvýkonnější verzi čipu (Mach64) i karty (2MB). Přestože je karta osazena jen jednobránovými pamětmi DRAM, je čip velmi dobře navržen a karta spadá mezi nejvýkonnější a snadno poráží konkurenci. Svým 2D výkonem výrazně předhání svoji předchůdkyni ATi Graphics Xpression, která vychází ze starší verze čipu Mach64GX z roku 1995 (kteréžto byl právě nižší výkon vytýkán). Vše je napraveno a nová karta podává excelentní výsledky ve 2D aplikacích, mimo jiné díky velmi vysoké synchronní taktovací frekvenci 60MHz. 1 megabytová verze karty je připravena na rozšíření o další megabyte v podobě dvou rychlých 60ti nanosekundových modulů o kapacitě 512kb v balení SOJ. Dvoumegabytová verze se již rozšiřovat nedá.

Jak je z názvu a specifikací patrné, karta je navržena především na přehrávání videa. Souhrnem je to 2D výkon, vysoká ostrost obrazu, AMC port a MPEG dekodér. Je to tak. Karta samotná podle ATi disponuje MPEG dekodérem, ovšem jen v podobě softwarového MPEG přehrávače, takže ačkoli všude je zmiňována podpora MPEGu, je jen softwarová. Softwarový dekodér je ale kvalitní a při použití Pentia 75MHz je schopen přehrávat video i ve fullscreenu. Do plochy 85 kilopixelů (cca 352*240) je karta schopna hardwarově akcelerovat zvětšování videa (na fullscreen), je tedy nutné, aby video nepřesahovalo toto rozlišení. Není to ale velký problém, nejpoužívanější rozlišení 320*240 zvládá karta výborně a ještě jí zbývá rezerva. Přehrávané video vypadá velmi dobře a je pěkně ostré, stejně jako ostatní 2D obraz. Pokud by ale bylo rozlišení větší než 352*240, přehrání či zvětšování videa by nebyla karta schopna, takže nastupuje procesor, jehož výkon nemůže v žádném případě stačit a video je velmi trhané. Pro samotné přehrání záznamu o rozlišení 352*264 by byl zapotřebí procesor o gigantické frekvenci téměř 500MHz a pro fullscreen pak dokonce ještě větší. Důležitým parametrem je barevná hloubka, rozlišení a obnovovací frekvence, kterých je RAMDAC schopen. Rozlišení jsou od 640*480 až po 1280*1024. Při maximálním je převodník schopen 75Hz a čtyř až osmibitové barevné hloubky. Chcete-li 16bit. barevnou hloubku, musíte sahnout po rozlišení 1024*768@75Hz či 32bit. barvy při 800*600@75Hz. Chcete-li při maximálním barevné spektru vysoký refresh rate, je tu 640*480@85Hz, což je vzhledem k nejpoužívanějším 14" monitorům téměř luxusní řešení. Pro dražší patnáctky je tu 800*600@75Hz při plném barevném spektru.

Pohled zpět: Pokud by video přesáhlo vymezené rozlišení, bylo by zvětšováno plně softwarově, k čemuž je zapotřebí poměrně výkonný procesor. Je to poznat jednak z vysokého vytížení CPU a také z jakéhosi pseudomoiré, které v obraze vzniká software-resize filtrem, neboť není použit rozšířený overlay režim (obraz je jen zvětšen, nejsou zjemněny pixely). Pokud rozlišení splňuje podmínky (plochu do 85kPixelů a alespoň jedna ze stran je menší než 240pixelů), je obraz opravdu pěkný, může se srovnávat i s dnešními grafikami, také procesor je zatížen minimálně (a to jen o cca 5% víc než s R9000 na 1GHz CPU). Tato karta byla velký skok v přehrávání videa a na svou dobu se povedla. Největším kamenem úrazu jsou nízké obnovovací frekvence, takže karta "uživí" maximálně patnáctku monitor. Mach64 je nejstarším čipem, který je schopen taktovat program PowerStrip. Opravdu to jde, tak do 10MHz navíc.Bohužel to nemá vliv na maximální plochu přehrávaného videa, jen na zatížení procesoru při přehrávání plochy větší, než 85kPixelů. Karta je chlazena plně pasivně, resp. není chlazena vůbec. Není se čemu divit, při napájecím napětí 5V a maximálním proudovém odběru 1,3A to je něco přes 6W maximálně, čehož ale v praxi karta nikdy nedosahne. Za běžného provozu je studená a při zatížení (video) dosáhne příjemných 38°C. Co se týče ovladačů, tak k dispozici jsou pro Win3.1X (částečně95) a Win NT. V novějších verzích OS Windows jsou ovladače implementovány. Hlavní nevýhoda spočívá v nemožnosti nainstalovat control panel, který funguje jen s drivery od ATi, stejně tak ATi TV Player potřebný ke zprovoznění TV karty vyžaduje originální drivery. Dalším problémem je, že ve Win98 není podpora čipu VT4 (ten vyšel až r.98), je podporován jen VT2. Můžou se použít drivery pro něj, ale s videem to bude horší (a ty ovladače jsou celé takové divné). WinXP ovladače čipu VT4 mají a nesrovnatelně kvalitnější, ovšem díky absenci softwaru pro tento OS v něm nejde zprovoznit TV ISA. O té na další stránce.

4. ATi TV ISA

Televizní karta ATi TV ISA s TV tunerem Philips, čipsetem Philips a procesorem BrookTree:




Specifikace:

Video procesorBrookTree BT829AKRF, Philips SAA5281
Audio procesorPhilips TDA8425
TunerAnalogový TV tuner Philips s chipsetem Philips, typ FI 1216
Line Inexternal 2x cinch
Line Outexternal stereo jack
S-VHS Inexternal
Composite Inexternal
Line In / Outinternal CD connector (mini)
Vstup pro TV kabelexternal
SlotISA

5. Hardware




Karta je určena do slotu ISA, i když z je z něj pouze napájena. Veškerá datová komunikace probíhá po AMC portu přes grafickou kartu. Karta je řízena obvodem Bt829 (obr.bod 1), který se stará především o transformaci videa (ADC - analogově digitální převodník, i když bych měl podotknout, že výraz převodník není úplně přesný, vzhledem k dalším schopnostem, jako částečné zpracování zvuku či změny rozlišení videa, jde spíše o procesor). Pro zpracování Teletextu vybrali inženýři ATi procesor Philips SAA5281 (bod 5), který je se svou frekvencí 13,5MHz a onchip 8K x 8DRAM pamětí schopen fungovat jako teletext dekodér a video-in procesor (ADC). Je zajímavé, že na kartě jsou 2 video-in procesory, i když využit je jen Bt obvod. Teletext dekodér je schopen do své paměti uložit až 8 teletextových stránek. 27MHz krystal umístěný na kartě určuje frekvenci právě tohoto SAA převodníku. Dalším švábem, tentokráte zvukovým, je obvod Philips TDA8425 (bod 6), což je hi-endový audio procesor schopný pracovat jako AD/DA převodník mono i stereo signálu a oplývá schopnostmi jako pseudo stereo, spatial stereo, linear stereo či mono, kontrola hlasitosti a balance, má schopnost měnit hloubky a výšky, funkci mute a další (škoda jen, že je toho využito sotva 10%). Posledním čipem, který na kartě najdeme (aniž bychom rozebírali tuner) je Philips PCF8574 (bod 4), což je 8mi bitový I/O expandér.

Dalšími důležitými komponenty jsou interní konektory. V prvé řadě datový VFC/AMC port (bod 1). VFC je jen část, označená kratším bílým pruhem. AMC je kompletní konektor. Je nutné ho připojit kabelem ke grafické kartě. Pokud se Vám ztratí či porouchá originální kabel, je možné použít zkrácený kabel od disku (ATA33/66), jen ho nesmíte překroutit o 180°. Vpravo od AMC jsou konektory pro zvukový kabel. Je možné použít interního konektoru zvukové a TV karty, místo externího. O možnost připojení CD mechaniky nepřijdete, připojíte jí k TV kartě a oba signály se smísí. (osobně za lepší považuji externí připojení, vzhledem k nižšímu rušení zvuku)




Posledním zmíněným komponentem karty je tuner Philips (bod 7) FI 1216 , přesné označení si můžete přečíst na detailním obrázku tuneru. Pokud byste byli zvídaví a odstranili stínění (aniž utrhnete celý tuner od karty), můžete si všimnout kvalitního interního stínění oddělujícího jednotlivé sekce tuneru, je ze silného plechu. Dalším výrazným prvkem ukrytým pod stíněním je chip Philips TDA 9800. Tento obvod má poněkud širší schopnosti, takže jen to základní: demodulace signálu, zesilovač videa, zvukový filtr, stabilizátor...

V porovnání s ostatními tunery, jako je např. AIMS-Lab VideoHighway TR200, který si nechá po kabelu posílat obraz z VGA, do nějž "přidá" obraz televizní (obraz z VGA je pak zarušen šumy z tuneru) či s VideoHighway VTR500, který si sice nechá posílat obraz z VGA po sběrnici, ale zarušení obrazu je též přítomné, je ATi TV výjimečný tím, že naopak odesílá digitalizovaný obraz do grafické karty a tím pádem nedochází ke zbytečné degradaci ostatního obrazu.

6. Software

Ke kartě je dodáván přehrávač ATi TV/video player, který umožňuje sledovat televizní programy, záznam pořadů a přehrávání videa, zvláště formátu MPEG, neboť disponuje vlastním MPEG en/dekodérem. K nainstalování tohoto softwaru je nutná prezence grafické karty ATi s AMC, tzn. Mach64 či novější s nainstalovanými ovladači (originálními) verze 3.0 a novější. Pokud by Vám nestačily moje informace o kartě, můžete si dohledat podrobnosti na stránkáchPhilipse (použité obvody), či oficiální popis produktu a specifikace na stránkách ATI.

Pohled zpět: Karta je na dnešní pohled velmi rozměrná (205*130mm), ty dnešní jsou proti ní téměř směšně malé. Je to hlavně tím, že byla navržena pro sběrnici ISA a také množstvím použitých obvodů, které přeci jen nějaké to místo potřebují.Použitý televizní tuner patří k těm lepším, jeho verzi FM 1216, která podporuje i příjem rádia byste nalezli např. na známé TV kartě Hauppauge WinTV PCI. Tuner je citlivější než Temic 4006 použitý na další TV kartě od ATi, ATi TV Wonder, v praxi se to ale kvůli nízkému rozlišení vůbec neprojeví. Z dnešního pohledu je zajímavé, kolik obvodů karta nese. Dnes už vše bývá integrováno v jednom čipu. Jen pro zajímavost: tyto TV karty byly montovány ještě v Kanadě (sídlo ATi). Karta by byla plně využitelná i dnes, nebýt toho nešťastného řešení napájení přes slot. Kdyby byli inženýři ATi trochu prozíravější, mohli napájení vyřešit buď přes AMC, nebo přídavně, jako je tomu na některých novějších grafických kartách (popřípadě externě jako Voodoo5-6000). Další nevýhodou je, že většina grafik s AMC je do AGP a sehnat desku s ISA i AGP(1 či 2), není dnes zrovna snadné. Na druhé straně při použití grafické karty do PCI (která disponuje rozhraním AMC), je vysoká pravděpodobnost, že už pro ni ATi léta nevydává ovladače, tudíž jsou zahrnuty v OS a není možné použít starý software pro tuto TV kartu (TV player), který vyžaduje originální ovladače od ATi. A aby toho nebylo dost, tak podporovány jsou jen OS Win3.1x a Win9x.

Pokud bychom se zaměřili na způsob komunikace se zvukovou kartou, tak zjistíme, že za těch osm let se bohužel vůbec nezměnilo. Na obrázku na začátku recenze si můžete prohlédnout, jak takový propojený systém vypadá.

7. Zprovoznění

Zprovoznění hardwaru:

Uvádím pár tipů, jak zprovoznit TV kartu:

    1. není-li k dispozici ISA slot, zjistit si jeho zapojení, jaká voltáž je použita a napájet kartu externě (celkem nebezpečné, pokud to chybně zapojíte)
    2. sehnat desku s ISA i AGP (v bazarech se obvykle ani nestačí ohřát, je o ně zájem)
    3. použít běžnou desku s ISA a PCI, sehnat grafiku RAGE PRO/128 PCI, pro ně se dají stáhnout slušné drivery a mají i slušný výkon (Rage128 do PCI existuje, ale sehnat to je kumšt)
    4. právě mě napadlo: grafiku socketnout do moderního počítače a TV kartu do nějaké stařinky s ISA slotem (vlastně by stačila jen deska se zdrojem-jako napájení tuneru) a TV kartu s grafikou propojit ATA33/66 kabelem, prodávají se i skoro metrové (jenom neotočit kabel u jednoho ze zařízení, to by asi došlo ke zkratu - je dobré si určit, že např. červený okraj dám u obou karet směrem ke konektorům), ovšem je otázkou, zda by to nemělo vliv na kvalitu obrazu (i když po kabelu jde už obraz zdigitalizovaný), také pozor na OS, záleží na systému, ke kterému je připojena grafika(!!!), musí to být Win9x
    5. nejjednodušší asi je starý motherboard + PCI grafika (mach64/3D Rage), ovšem vzhledem ke stáří těchto grafik se Vám nemusí podařit sehnat plnohodnotné drivery.

Zprovoznění softwaru:

Software (TV player) si můžete stáhnout na http://www.ati.com , je dobře vymyšlený, nejsou zapotřebí žádné ovladače, přehrávač všechny potřebné soubory nainstaluje sám (většinou knihovny pro chipy na kartě, knihovny MPEG kodeku atp.) a k hardwaru přistupuje (téměř) přímo. Horší už to bylo s ovladači pro VGA. ATi player se totiž nechá nainstalovat, pouze pokud máte originální ovladače VGA. Po dlouhém prolézání ATi stránek jsem nalezl jakýsi balík ovladačů pro starší grafiky (odkaz je na stránce pro ovladače 3D Rage). Balík obsahuje ovladače pro karty založené na čipech Mach64 a 3D Rage a 3D Rage II(C,+ atp.). Pokud tedy sháníte drivery pro Mach64, je to cesta. Bohužel já mám trochu smůlu, neboť balík neobsahuje ovladače pro verzi jádra VT4 (jen VT2 a 3), takže jsem si moc nepomohl. Ovladače se ale nechají nainstalovat, tím pádem i ATi player a vše hned běhá. Je namístě, že hned, neboť po zkušenostech s dnešními TV kartami jsem ani nečekal, že uvidím obraz. Ale opravdu: po instalaci ovladačů VGA a instalaci ATi playeru, restartu a spuštění programu jsem hned napoprvé měl obraz i zvuk. Software je dobrý, poskytuje možnost sledování, záznamu, přehrávání a teletextu. Krom toho nahrávání mi funguje vše. Problém se záznamem vidím opět v ovladačích grafiky. Bohužel obraz z TV karty je v nižším rozlišení (odhadem tak do 240x180), takže ztrácí na detailech; při použití vyššího rozlišení se obraz jen zvětšuje. Kvůli tomu mohu potvrdit jen, že tuner má slušnou citlivost, s minimem chyb v konvergenci, to je asi vše. Na druhou stranu je možné obraz slušně zkalibrovat a nechybí ani známý videodesktop. Na důkaz funkčnosti softwaru přikládám obrázek televizního programu a teletextu.





8. Shrnutí a závěr

Grafickou kartu jsem testoval na Epox 8RDA+ a Duronu 1GHz (125*8) s WinXP, celý systém pak na AMD K6-233MHz a Win98. Ještě podotknu, že ve Win98 se grafická karta nechovala korektně a nebyla schopna plynule přehrávat žádné video ve fullscreen režimu (vyzkoušeno s ATi player, ATi MMC 7.1 a WMPlayer 6.4), předpokládám, že je to absencí ovladačů pro zmíněnou verzi jádra, které nepodporují plnou hardwarovou 2D akceleraci. (tu zmínku o 75MHz Pentiu dostačujícím pro fullscreen jsem si dovolil převzít z jedné dobové recenze, ono by to dneska už porovnat asi nešlo, jinak je celá recenze moje vlastní práce) S tunerem si ale ovladače i karta rozumějí bez problémů. Systém jako celek se i přes zmíněné mouchy jeví jako funkční a využitelný např. jako náhražka televizoru do staršího počítače třeba někam na chatu. Anebo tak něco :-)

Tímto článkem se rozhodně nesnažím doporučovat tuto muzejní televizní kartu širokým masám, snažil jsem se jen napsat pár řádek o tuneru, který jako jeden z prvních započal dráhu éry TV4PC, a o kterém toho příliš napsáno nebylo, hlavně proto, že v době jeho uvedení nebyl internet tak rozšířen, jako dnes. Přesto, že jde o řešení téměř osm let staré, je možné jeho zprovoznění a to téměř obdivuhodně snadno. Nejsou zapotřebí žádné ovladače, téměř žádné znalosti a nainstalováním jednoho programu vše funguje. To už se dneska skoro nevidí :-). Pokud byste mě něco chtěli, pak mě najdete na jiri.soucek@email.cz , kam můžete směrovat i případné připomínky. Pokud patříte mezi majitele této TV karty či VGA Mach64VT4 a máte nějaký tip, jak zefektivnit jejich používání, či víte o dobrých ovladačích, neváhejte :-) a napište mi to. Pokud naopak máte nějaký problém, můžete se mi taky ozvat, třeba mi někdo pošle řešení.a budu Vám moct pomoci.