PERAGAAN
VIDEO
(VIDEO DISPLAY)
Peragaan video yang berkemampuan tinggi dari komputer micro dihubungkan ke sistem melalui suatu papan interface. peragaan video adalah bentuk tabung sinar katoda yang kadang-kadang bertindak sebagai suatu peragaan raster. Panjang raster menggambarkan teknik memproduksi gambaran atau teks yang dibentuk oleh suatu sorotan elektron yang berulang-ulang terlihat melal1;1ilayar untuk membentuk suatu pola uniform dengan spasi yang rapat sebagai garis yang hirisontal (raster) yang menutupi seluruh layar. Layar terdiri dari fosfor yang merubah energi sinar elektron ke dalam cahaya yang dapat dilihat. Sebuah gambaran dibentuk dengan menyalakan dan mematikan sinar-sinar pada titik yang tepat dalam bagian-bagian permukaan layar.
r r,
Heating filament
II ,
system
I
'. .
I
, .' ~'.':
=:!lOOt
!
Phosphor
.. . '.
'.". I .
OJ
......
I
0
I
\
l
I
~litoC]bO L Conlrol
~
I
I,
I ;':1'.
i
Vertical r- deflection
!I I
I
Interior metallic coating at high positive voltage.-., I i
Focusing
,-
~
II
coating Electron beam
\
\I ,
IJ
I
grid
I L- Horizontal deflection
'-- Cathode
Gambar 2.1 Desain,dasar dan tabung CRT 1ntensitas sinar elektron dapat dari katode dikontrol oleh jaringan pengendali, dart posisi dimana sinar m.elewati !ayar yang berlapisan fosfor yang ditentukan oleh tegangan yang dipakt;li untuk lempengan belok yang horisontal vertikal.
20
~~ .
.
--~::.::.::-.~ ~-------_.
-~
L
~--=-==-
~.::.~--=====-
:L
.
/\/W\I\/\IV\
~-
-~~ ~~::.::;.:.~~=~~--~ +
.-
Gambar 2.2: aJ Raster yang membaca pola pada layar dibentuk oleh gelombang gigi gergaji yang menggunakan lempengan belok horisontal don vertikal. b J Arah horisontal
don vertikal dan gelombang
gigi gergaji.
Sapuan sinar horisontal yang melintasi layar dibentuk oleh suatu gelombang tegangan yang dibentuk gigi gergaji yang mempunyai frekuensi tinggi dengan menggunakan lempenganbelok yang horisontal.Dalam gerakan lambat munculnya bagian gelombang sinar terarah dari kiri ke kanan layar dan selama sebagian gelombang sinar dengan cepat menurun, sinar memperbOOaruikembali garis-garis ke arOOkiri layar, sehingga sinarnya padam (hHang)selama fase penggarisanbaru. Suatu tegangan gigi gergaji yang berfrekuensi lebih rendOOdigunakan pada lempengan belok vertikal. Selama bagian gelombang ini muncul, sinar pada layar bergerak pelan dari atas ke bawOO.Tegangan dengan cepat turun sehingga .
menyebabkan sinar kembali ke bagian atas layar dan sinar menjadi kilang selarna periode ini. Sistem ini desebut CRT dengan tegangan elektrostatis yang belok (Voltage electrostatic deflection CRT). Gulungan magnetik dapat juga digunakan untuk menyediakan efek yang sama, malOOanjuga merupakan sebuOOaliran melalui gulungan magnetik yang menghasilkan sistem pembelokan (defkection system) dan
system pemusatan (focusing system).
.
Selama sapuan sinar, dapat dipakai suatu tegangan jaringan pengendali untuk mengatur intensitas sinar, menghasilkan bintik terang dan gelap Pada layar, kemudian membentuk gambar. Untuk mencapai gambar yang dapat dimengerti secara berulangulang, Pengendalian secara horisontal, vertikal dan intensitas sinar harus betul-betul
sinkron.
.
Dasar dari monitorvideoadalOOkumpulantelevisikualitastinggi dengan'sirkuit elektronik yang didisain untuk menangani sinyal-sinyal dengan lebar pita tinggi 21
yang dibutuhkan.untuk memperagagakan informasi. Sapuan frekuensi vertikal adalah 60 HZ, memerlukan 16,7 ms untuk sekali menyaring se\uruh layar menghasilkan 60 bidang dalam satu detik. Tidak seperti sebuah televisi standar, kumpulan peragaan raster tidak terjalin atau berserakan. Pada awaIilya, monitor monochrom IBM menggunakan sebuah P39 posfor yang tahan lama, yang menahan sinamya untuk priode yang re\atif lama sesudah diterangi oleh sinar elektron sehingga mengurangi masalah yang berhubungan dengan kerdipan (flicker) dengan menggunakan pemeriksaan berbagai frekuensi. Suatu sistem video berwarna, bekerja dengan eara yang sarna dengan peragaan monoehrom, keeuali tiga sinar elektron yang digunakan yang layar dilapisi dengan suatu pola titik-titik fosfor yang berbentuk melingkar keeil atau empat persegi panjang. Seperti dari titik-titik tersebut menggunakan suatu fosfor yang bersinar hijau, sepertiga bersinar merah dan sisinya bersinar biru. Gambar dibawah ini menunjukkan bahwa setiap kelompok wama fosfor diterangi oleh suatu senapan elekron tunggaI.
...--
PhO~("'Ih('lf s on 91i\~5 ';11;:(11,.1..,1'"
GambaI' 2.3: Sinar elektron dan layar berbentuk geometri suatu CRT berwarna yang konvensional. Lempengan baja penutup bayangan menahan sinal' elektroll untuk satu warna ke warna yang lain dari penyinaran titik-titik fosfor 22
Apabila titik fosfor merah, hijau dan biru sama-samatersinari, maImmata kita melihatnya sebagai wama putih (dari jarak pandangan normal). lntensitas sinarsinar elektron yang relatif bermacam-macamakan menghasilkansetiap wama yang dibutuhkan. Suatu peragaan monochrom membentuk sebuah karakter dalam 9 x 14 pixel kotak karakter dengan menggunakan 7 x 9 dot matriks untuk persinggahan antar karakter dan spasi antar baris. Peragaan monochrom menggunakan frekuensi yang lebih tinggi dari sapuan frekuensi horizontal,dan sapuan vertikallebih rendah dari 50 Hz untuk memberikan 350 garis-garis raster. Untuk foster yang tahan lama, digunakan 50 Hz kecepatan yang masih segar yang tidak tampak menghasilkan kerdipan. Penyesuai (adapter) monohrom menghasilkan 720 titik per garis raster yang horisontal, untuk memperoleh 80 karakter per baris. Suatu titik harns dipancarkan setiap 61 Ms (61 x 10-9S) yang membutuhkanlebar pita (bandwidth) lebih dari 16 MHz untuk amplifier video (sebaliknyauntuk TV normal: 4,5 Mhz). Adaptorpeningkatwama atau grafik(EGA)menggunakan8 x 14kotakkarakter yang membutuhkanlebar pita (bandwidth)agak sedikit ramping dibanding dengan sistem monochrom. EGA memerlukan monitor RGB (Red, Green, Blue) khusus dengan amplifier 3 wideband,dimana suatu wideband untuk setiap wama. Ukuran titik untuk setiap wama lebih kecil dari pada untuk TV normal. Setiap titik kirakira berdiameter 0,1 mm, membutuhkantiga penyinaran sehingga dapat membuat satu titik putih. Adaptor untuk wama normaVperagaangraflk (CGA) dapat bekerja dengan monitor-monitorRGB (standar) dan kumpulan monitor televisi biasa. Huruf-huruf yang dihasilkah sebagai matriks 7 x 7 di dalam 8 x 8 kotak karakter, dan ada 25 garis karakter dengan 80 atau 40 huruf per baris karakter. Ini berarti 640 atau 320 titik diletakkan pada setiap garis raster yang horisontal dan hanya 200 garis raster yang digunakan. Alasannya adalah, matrik 8 x 8 dapat dihasilkan dengan logika digital (23 x 23) yanglebih sederhana, 640 x 200 titik dapat disimpan dalam 16 K memori yang dengan mudah dikontrol dengan pengendali CRT Motorola 6845dan dapat menggunakan kelompok TV yang murah. Sinyal yang dibutuhkan untuk dikirim ke CRT terdiri dari : 1. informasi video yang mengangkatdimana menyalakantitik pada suatu matriks 2. pensinkronan horisontal 3.
pensinkronan vertikal
\-
Dalam penyesuaian, frekuensi sinyal-sinyal pembentuk yang vertikal dan horisontal tersedia pada monitor. Penyesuaian yang baik dicapai dengan menggunakan sinyal-sinyalvertikal dan horisontal yang sinkron kemudian dikirim 23
dengan sinyal-sinyal video, sehingga memaksa sirkuit dalam peragaan agar mempunyai frekuensi yang sarna dan fase yang pasti sebagai sinyal-sinyal yang
. sinkron.
. Informasi video dalam CGA terdiri dari 4 sinyal, yaitu sinyal-sinyal intensitas merah, biru, dan hijau. Wama tanda khusus pada layar ditentukan oleh sinyal-sinyal RGB dan kejelasannya (terangnya) dikendalikan oleh sinyal intensitas. EGA hanya mempunyai sebuah output RGB. Di dalam mode resolusi rendah, berbagai sinyal Identik dengan output CGA, tetapi dalam mode resolusi tinggi, intensitas sinyal digantikan oleh sinyal-sinyal merah, hijau dan biru yang terpisah dan muatan kutub sinyal vertikal yang sinkron terbalik.
PAPAN WARNA DAN GRAFIK PADA VIDEO MONOCHROM Papan-papanpengendaliPC menggunakansuatuprinsipperagaanyang memakai . pemetaanmemori(memorymapped).Papantersebutberisimemoriyang menyimpan informasi untuk menyatakan bahwa titik-titik pada layar nyala atau mati. Memori video adalahbagian dari ruang memoriCPU yang dapat diubah secara komputer menulis informasi baru ke dalam memori, sebaliknya terminal dapat menerima informasi hanya melalui hubungan data seri (serial data link) khusus pada 960 bytes per detik. Perubahan layar secara cepat merupakan hal esensial untuk menggerakkan suatu dokumen pada suatu kecepatan yang layak atau menyediakan animasi dan kecepatan yang.sebaiknya tidak berkedip, sehingga dapat menyebabkan kelelahan. Mengingat bahwa setiap baris memuat80 karakter,sehingga25 baris memuat 2000 karakter. Setiap karakter dihasilkan kembali oleh 2 byte data, sehingga pada 960 byte per detik akan.terambil sedikitnyalebih dari 2 detik untuk merubah layar suatu terminal. Ada dua macam peragaan pemetaan memori, pertama menangani teks dan yang lainnyamenanganigrafIk.Perbedaannyaadalah'padacara menyimpaninformasi di dalam memori. Dalam peragaan grafIk, satu nilai untuk setiap posisi titik yang mungkin pada layar, disimpan satu bit atau lebih dalam memori, isi memori dikeluarkan langsung ke video monitor 60 kali dalam satu detik. Hal ini disebut sebagai suatu peragaan pemetaan bit (bit-mapped display). Tipe alfanumerik dari peragaan pemetaan memori selain menyimpan suatu gambar layar dalam memori yang masih segar,juga menyimpankarakter nilai-nilai 24
ASCII untuk setiap posisi karakter pada layar. Nilai-nilai ASCII diterjemahkan kc dalam pola titik (dot pattern) pada layar oleh sebuah pembentuk karakter (character generator). Keuntungan dari peragaan ini adalah, karena membutuhkan memori yang sangat kecil, yaitu hanya 2000 byte memori yang.dibutuhkan. untuk 80 karakter, 25 bans peragaan alfanumetik (1 byte/posisi karakter), dibandingkan dengan 16 K byte dibutuhkan untuk 640 x 200 peragaan pemetaan bit (menggunakan satu bit! titik pada layar). Dalam PC-nya, IBM menggunakan 2 oyte untuk setiap karakter alfanumerik, satu byte berisi karakter ASCII itu sendiri, dan byte kedua berisi perlengkapan-perlengkapan yang menentukan apakah karakter tampak jelas, berkedip-kedip, membalik video atau menormalkan. Penyesuai peragaan Monochrom (Monochrome display adapter)
CPU 8ddr8$S linea
Aftribulebfts
CPU
c:oolrd -+ signals Chip selod --+
6845 CRr CONTROlLER
ASCII char. VIDEO PROCESS
Char. raw
lOGIC
VSYNC
~
I
To
--+- CAl
oispla)
t,
!'SYNC
Gambar 2.4. Diagram blok dari penyesuai peragaan monochrom (Monochrom display adapter) yang disederhanakan. Pengendali CPU dan CRT 6845 mempunyai akses ke RAM 4K. Isi RAM diterjemahkan ke dalam format dot matriks oleh pembentuk karakter dan dipindahkan keluar secara berurutan sesuai dengan saat sinyal yang tepat.
25
Pusat penyesuai peragaan (display adapter) adalah pengendali CRT Motorola 6845 yang menyediakan semua sinyal waktu dan pengendalian untuk peragaan video. RAM adaIah pangkalan memori rangkap yang dapat diakses oleh CPU atau pengendali CRT motorola 6845. Multiplexer alamat (adress multiplexer = MUX), menetapkan apakah CPU atau pengendali CRT Motorola 6845 yang dapat mengalamatkan memori.
PENGOPERASIAN (CPU tidak mengakses pada RAM) I.
6845 menghasilkan pulsa-pulsa yang tepat dan sinkron, baik horisontal maupun vertikal yang dibutuhkan dan mengeluarkan isi memori segar diantara pulsapulsa yang sinkron guna menghasilkan data video yang sinkron pada layar.
2.
Pembentuk karakter (character generator) menterjemahkan data ASCn dalam memori yang segar yaitu sebuah ROM yang berisi pola-pola titik (dot patterns). Delapan garis-garis alamat ROM dihubungkan ke garis-garis data yang menyimpan karakter membaca ASCn dari memori, dan 4 garis karakter alamat yang dihubungkan ke penghitung baris di dalam chip pengendaIi CRT. a.
8 garis memilih karakter untuk digunakan
b.
4 garis memilih pola baris mana guna dijadikan output.
3.
Output pembentuk karakter dimuat ke dalam sebuah register pemindah (shiff register) dan titik-titik dipindahkan pada suatu saat ke peragaan CRT.
4.
Pada waktu yang sarna, sebuah karakter dibaca, bit-bit perlengkapannya juga dibaca dan dikunci (latched).
CPU menulis informasi ke dalam memori.
26
I.
Multiplexer alamat dan buffer-buffer data dipindahkan oleh sinyal pengendali CPU, sehingga alamat CPU dan garis data mengakses memori.
2.
CPU membaca atau menulis di dalam PC mengambil memori 800 nS dan pengendali CRT harns mengirirnkan sebuah byte data barn dari memori ke pembentuk karakter setiap 553 nS, untuk menghindari kehilangan I baris karakter. IBM menggunakan memori RAM statis yang cepat dan beberapa terpasang sirkuit-sirkuit grendel (latched circuitry) dan sirkuit waktu (timing circuitry) untuk membolehkan CPU menulislmembaca diantara akses memori pengendaIi CRT.
Penyesuai monochrom (monochrome adapter) mempunyai 4 pangkalan I/O
dan sebuah4 K daerahmemoriyangmulaipada OBOOOOH. CRT
CONTROL PORT (3B8H)
CRT
STATUS PORT (3BAH)
6845
INDEX REGISTER (3B4H)
6845
DATA REGISTER (3B5H)
MENINGKATKAN KEMAMPUAN PENYESUAI, GRAFIK Berbagai chip dan teknologi telah menghasilkan sekumpulan 4 chip VLSI yang sudah banyak beredar dan yang dapat digunakan untuk membangun sebuah EGA yang murah dan lengkappada suatu papantunggal(singleboard). Keuntungan dari tipe papan ini adalah kecocokannya mendekati CGA dan menunjang cara grafIk Hercules untuk grafIk-grafIkmonochrom. Papan tersebut terdiri dari : 1. 256 K pangkalan memori rangkap 2. pengendali CRT (2 chip yang biasanya dapat menangani fungsi pengendali CRT 6845 monochorm) 3. 2 chip pengendali grafIk yang dapat menangani pembentuk karakter dan pemformatan aliran bit. 4. Perlengkapan pengendali yang menangani lukisan warna.
CARA TEKS (TEXT MODE) EGA berfungsi sebagai penyesuai monochrom. Peta memorinya sarna dengan monochrom, kecuali pada blok memori 32 K mulai pada OB80000H (seperti CGM). Karakter-karakter yang muncul di dalam 8 x 14 kotak karakter, lebih dapat dibaca daripada karakter-karakter pada CGA. Warna-wama yang tersedia sarna dengan CGA yaitu ada 16 warna karakter dan 16 wama latar belakang (8 + berkedipkedip).
27
Ada dua segi tambahan,yaitu: 1.
EGA menggunakan memori RAM untuk menambah pola bit guna menggambar karakter-karakter cara teks (text mode characters) - pembentukan karakter RAM sebagai pengganti pembentuk ROM. Hal ini membolehkan pemakai mendetinisikan karakter-karakter tersel)ut untuk cara teks. Kemungkinan pemakai mendefmisikan di atas 4 font dari 256 karakter dan menyimpannya dalam memori EGM (hanya 2 yang aktif pada satu saat).
2.
Dua font yang tidak aktif (font 8 x 14 EGA dan font 8 x 8 CGA) disimpan dalam sebuah vidio BIOS ROM 16 K pada EGA. Kekuatan font-font ini dikurangi muatannya oleh BIOS ke dalam daerah pembentuk karakter RAM. BIOS mengambil aIih gangguan video !NT 10 dan mengarahkan panah (vektor) guna meningkatkan !NT 10 sendiri, dan kemudian memberi tanda EG A.
CARA GRAFIK (GRAPHICS MODE) EGA mempunyai cara graflk 640 x 350 resolusi tinggi 16 wama. Ada sedikit dukungan dari EGA BIOS untuk cara ini dan penulisan serta pembacaan memori peragaan secara etisien tidak kurang penting. Bil plane 3 8ft plane 2
Topscanline
Colour palette
--.
bJr.-i b2r-+-1 Bil plan'e0
b11
R
G B R'
G'
Bottom --.
scan line
bo1-./
.!!!
rt
F>
'6
.
{:
S'
____
Graphics display memory
Gambar 2.5: Pengorganisasian memori untuk cara grafik 640 X 350. Setinp pixel dihosilkan oleh 4 bit, satu dari setinp bidang bit (bit p/mze) digabungkan ke dalam suatu 4 ni!ai bit (bit value) ((b3 b2 bI baJ)yang menentukan mana dinntara 16 wama yang akan muncul pada !ayar untuk pixel tersebut.
28
Gambar di atas menunjukkanpengorganisasianmemori cara graflk 640 x 350 16 warna. Memori peragaan 256 K dibagi ke dalam 4 bidang bit dengan setiap bit 64 K. Ada hubungan satu-satu diantara bit-bit tersebut, yaitu dalam setiap bidang bit dan pixel pada layar. Sebagai contoh, bit 7 dari byte pertama dalam setiap bidang bit berhubungan dengan pixel disudud kiri atas dari layar. Warna pixel ditentukan oleh nilai 4 bit, satu dari setiap bidang bit. Palet warna (colour palette) hanya berupa tabel yang menteIjemahkan4 bilangan untuk setiap pixel ke dalam warna-warna pixel. Enam keluaran datang dari palet warna ke peragaan warna yang ditingkatkan (RBG and R'B'G') yang memberikan64 warna yang mungkin, meskipun hanya dengan 4 bit yang tersedia, 16 nilai berbeda yang dapat dihasilkan. Pemrograman palet menentukan warna apa dari 64 warna setiap 4 nilai bit dapat dihasilkan.
29
