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Edição 2002

Placas de vídeo monitores

Placas VGA e Super VGA Ao montar seu computador, você certamente não terá dificuldades em relação à placa de vídeo. Bastará conectá-la em um slot livre da placa de CPU. Ligue o monitor na placa de vídeo, e tudo estará funcionando. Ao instalar o Windows 95, será automaticamente detectada a marca e o modelo da sua placa de vídeo, e serão instalados os drivers apropriados, que darão acesso a todos os seus recursos. Você pode, ao invés de usar os drivers SVGA que acompanham o Windows 95, usar os drivers fornecidos pelo fabricante da placa. Resolução Uma das características mais importantes de uma placa de vídeo é o conjunto de resoluções que podem ser exibidas. Uma tela gráfica é formada por uma grande matriz de pontos, chamados de PIXELS (Picture Elements, ou seja, elementos de imagem). Considere por exemplo a resolução de 640x480, na qual a tela é formada por uma matriz de 640 pontos no sentido horizontal, por 480 pontos no sentido vertical, como mostra a figura 1. As resoluções mais usadas são 640x480, 800x600 e 1024x768. A resolução de 320x200 é muito usada pelos jogos. As resoluções de 640x200 e 640x350 são pouco usadas, e existem apenas para manter compatibilidade com programas gráficos antigos. As resoluções superiores a 1024x768 são usadas principalmente em computadores poderosos, destinados a CAD e editoração eletrônica. Quanto maior é a resolução, maior é o nível de detalhamento na representação da imagem. Uma imagem com resolução de 320x200 tem uma qualidade inferior, pois nota-se claramente que é formada por uma série de quadrados. Veja por exemplo a figura 2, onde são apresentadas duas telas, uma na resolução de 640x480 e outra na resolução de 320x200. Observando ambas à distância, parece que são iguais, mas ao olharmos mais de perto, vemos que na resolução mais baixa, notamos que a imagem é formada por uma série de quadrados.

elevados números de cores. Este número de cores está diretamente relacionado com o número de bits usados para representar cada pixel. A tabela abaixo descreve esta relação. Número de bits por pixel Número de cores 1 2 2 4 4 16 8 256 15 32. 16 65. 24 16.777. No modo SVGA mais avançado até o início dos anos 90, cada pixel era representado por um byte (8 bits). Com esses 8 bits, é possível formar 256 valores, o que corresponde a 256 cores. Nas placas SVGA atuais, estão disponíveis modos que chegam até cerca de 16 milhões de cores. Esses modos são chamados de:

• Hi Color: 32.768 ou 65.536 cores
• True Color: 16.777.216 cores Para abreviar, é comum indicar esses elevados números de cores como 32k, 64k e 16M. A vantagem em operar nos modos Hi Color e True Color é uma maior fidelidade na representação de cores. É possível representar com muito maior aproximação, os quase 20 milhões de cores que a vista humana consegue distinguir, considere a figura 3, onde existem duas fotos idênticas, sendo que a primeira é representada usando 256 cores, e a segunda é representada usando 16M cores. Existe diferença, mas quase não podemos perceber, devido à distância entre a tela e nossos olhos.

Figura 3 - Para visualização de fotos na tela, quase não percebemos a diferença entre usar 256 ou 16 milhões de cores. A diferença entre usar 256 e usar 16 milhões de cores só é notada quando olhamos a figura bem de perto. Veja na figura 4 o que acontece quando nos aproximamos mais da tela. A imagem com 256 cores apresenta cores formadas por uma técnica conhecida como "dithering". Consiste em aplicar pixels de cores variáveis, com o objetivo de formar novas cores, quando a figura é visualizada à distância. A imagem com 16M cores não utiliza o dithering para simular cores, apresentando as cores verdadeiras da imagem, o que resulta em uma qualidade visual muito melhor. Figura 4 - Uso do dithering para simular cores. Os modos gráficos True Color apresentam uma excepcional qualidade. Os modos Hi Color apresentam uma qualidade quase tão boa, apesar do seu número de cores ser bem inferior. Mesmo assim, a qualidade de imagem obtida nos modos Hi Color é muito superior à obtida com apenas 256 cores. Para indicar simultaneamente a resolução e o número de cores, usamos duas formas. Por exemplo, para indicar a resolução de 800x600 com 256 cores, podemos dizer:

• 800x600 com 256 cores
• 800x600x

resolução de 1024x768x256. No início dos anos 90, encontrávamos placas SVGA com 256 kB, 512 kB e 1024 kB de memória de vídeo. O número de cores e as resoluções suportadas dependiam desta quantidade. A tabela abaixo mostra esta dependência. Resolução Placa VGA SVGA/256 kB SVGA/512 kB SVGA/1024 kB 640x 16 16 256 256 800x

• 16 256 256 1024x
• • 16 256 De acordo com a tabela, podemos observar que para chegar à resolução de 1024x768 com 256 cores, é necessário que a placa SVGA tenha 1024 kB de memória de vídeo. Uma placa SVGA com 512 kB de memória de vídeo chega a esta resolução com apenas 16 cores. Esta mesma placa oferece 256 cores no máximo na resolução de 800x600. As atuais placas SVGA são muito mais poderosas que as disponíveis no início dos anos 90. Uma das suas principais características é a disponibilidade de modos gráficos que chegam até 16 milhões de cores. Da mesma forma como ocorre com as placas mais antigas, para ter elevadas resoluções e um elevado número de cores, é necessário que a placa possua uma grande quantidade de memória de vídeo. As placas atuais podem apresentar 1 MB, 2 MB ou 4 MB de memória de vídeo. Os números máximos de cores atingidos por essas placas estão descritos na tabela abaixo. Resolução SVGA/1 MB SVGA/2 MB SVGA/4 MB 640x 16M 16M 16M 800x 64k 16M 16M 1024x 256 64k 16M 1280x 16 256 16M

Obs: Existem diferenças entre as diversas placas SVGA existentes, principalmente nos modos com resoluções superiores a 1024x768. Por exemplo, certas placas podem não ser capazes de operar com 16 milhões de cores na resolução de 1280x1024, mesmo com 4 MB de memória de vídeo, ficando limitadas a usar 64k cores nesta resolução. Como vemos pela tabela, as modernas placas SVGA, mesmo equipadas com apenas 1 MB de memória de vídeo, são capazes de operar em modo True Color na resolução de 640x480, e em modo Hi Color na resolução de 800x600. Placas ISA, VLB e PCI Até aproximadamente 1994, predominavam as placas SVGA de 16 bits, próprias para o barramento ISA. Podemos ver uma placa deste tipo na figura 5. Figura 5 - Uma placa SVGA ISA. Durante o ano de 1994 e até 1995, eram muito comuns as placas SVGA baseadas no barramento VLB (VESA Local Bus), muito comum nos micros 486 daquela época. A figura 6 mostra uma placa SVGA VLB. Figura 6 - Uma placa SVGA VLB

analógicos que representam a imagem a ser exibida no monitor. A figura 7 mostra o local onde fica este conector, ou seja, na parte da placa que fica exposta na parte traseira do gabinete do computador. Na figura 8, podemos ver este conector em detalhe. Outro conector existente nas placas SVGA é chamado de "VGA Feature Connector". Serve para conectar a placa SVGA com outras placas que operam com sinais de vídeo, como por exemplo, placas digitalizadoras de vídeo. A figura 7 mostra este conector, e na figura 9, podemos vê-lo em detalhe. Figura 8 - Conector DB-15 da placa SVGA, para a conexão do monitor. Figura 9 - VGA Feature Connector. Drivers SVGA Todas as placas SVGA são acompanhadas de softwares especiais chamados de "Drivers SVGA". Esses drivers permitem que sejam utilizados os recursos da placa (suas cores e suas resoluções, bem como os recursos de aceleração gráfica) em diversos programas. Em geral, são fornecidos drivers SVGA para:

• Windows 3.
• Windows 95
• Windows NT

• Auto CAD
• OS/ De todos eles, os mais usados são os drivers SVGA para Windows 95 (ou para o Windows 3.1, no caso de usuários que ainda utilizam este sistema). Sua instalação é relativamente simples. Ao instalar o Windows, deixamos que inicialmente a placa SVGA utilize os "drivers VGA" que acompanham o Windows, ou então os drivers SVGA fornecidos pela Microsoft, junto com o Windows. Depois que tudo estiver funcionando, instalamos os drivers SVGA próprios da placa, fornecidos pelo seu fabricante. As placas de vídeo antigas Os micros modernos não utilizam mais as mesmas placas de vídeo usadas nos anos 80. Entretanto, podem utilizar programas gráficos que operavam nesses placas. As placas SVGA são totalmente compatíveis, a nível de software, com as placas de vídeo antigas. Essas placas são as seguintes: MDA MDA significa Monochrome Display Adapter. Esta placa era utilizada no primeiro IBM PC. Não era capaz de gerar cores, e nem possuía capacidades gráficas. Operava basicamente com uma tela de texto, com 25 linhas de 80 caracteres. Possuía apenas 4 kB de memória de vídeo. Programas criados especificamente para esta placa já não são mais usados, pois tratam-se de programas muito antigos. De qualquer forma, as atuais placas SVGA são capazes de funcionar em modo MDA, podendo assim executar esses antigos programas, caso o usuário deseje.

EGA

Esta era uma placa CGA melhorada. EGA significa Enhanced Color Graphics Adapter. Era capaz de operar com modos de texto com um número maior de linhas e de colunas. Possuía 128 kB de memória de vídeo. Além disso, possuía modos gráficos com resolução um pouco melhor, e também com mais cores. Além dos modos gráficos presentes na placa CGA, a placa EGA também opera com: 320x200x 640x200x 640x200x 640x350x 640x350x Melhoramentos na EGA deram origem à placa VGA. Primeiro, a resolução máxima foi aumentada para 640x480, com 16 cores. Além disso, o modo de 320x200 teve seu número de cores aumentado para 256. Para isto, sua memória de vídeo foi aumentada para 256 kB. A figura 10 mostra uma placa de vídeo CGA, da forma como era no início dos anos 90. Logo após deixou de ser fabricada, dando definitivamente lugar às placas VGA e SVGA. Figura 10 - Uma antiga placa CGA. Características de monitores SVGA Para desfrutar da alta qualidade de imagem proporcionada pelas modernas placas SVGA, é preciso utilizar um monitor SVGA de boa qualidade. Infelizmente, ainda encontramos à venda monitores SVGA de qualidade inferior, portanto temos que nos

preocupar em conhecer as características que determinam a qualidade da sua imagem. Essas características são:

• Tamanho e tipo da tela
• Dot Pitch
• Freqüência horizontal Tamanho e tipo da tela Os monitores mais comuns no Brasil são os que possuem telas de 14 polegadas (escreve-se 14"). Um deles é o Samsung SyncMaster 3, que pode ser considerado o "Fusca" dos monitores. Merece ser chamado assim porque não é de excepcional qualidade, mas sua qualidade é muito razoável, levando em conta o seu preço, além de ser relativamente robusto. A medida em polegadas normalmente atribuída à tela de um monitor corresponde ao comprimento da sua tela, em diagonal. As telas dos monitores apresentam uma relação de aspecto de 4:3, o que significa que a largura da tela é igual a 4/3 da sua altura. Por isso, as resoluções mais usadas pelas placas de vídeo apresentam seus números de pontos também na proporção de 4:3, como 640x480, 800x600 e 1024x768. Outras resoluções apresentam relações de aspecto ligeiramente diferentes. Se calcularmos a medida da diagonal de um retângulo que tem como lados 4 e 3, encontraremos para esta diagonal o valor 5 (basta usar o Teorema de Pitágoras). Portanto, a largura da tela vale 4/5 da diagonal, e a altura vale 3/5 da mesma. Infelizmente, a medida em diagonal não corresponde exatamente à área visível da imagem. Em um monitor de 14", a diagonal da área visível é um pouco superior a 12" (30 cm). O mesmo ocorre em monitores de telas maiores. Podemos encontrar monitores com telas de diversos tamanhos. São comuns as telas de 14", 15", 17", 20" e 21". Obviamente, quanto maior é o tamanho da tela, maior é o preço do monitor. Esta regra possui algumas exceções. Existem por exemplo, monitores com minúsculas telas de 5" a 10". Seus preços não são baixos como sugere a regra. Muitas vezes chegam a custar mais que os monitores de 14". Existem também monitores especiais para serem usados em apresentações, com telas de 29" ou mais. Como esses monitores são visualizados à distância, não precisam possuir telas com alta qualidade, e por isso utilizam o mesmo tipo de tela usada nos aparelhos de TV de 29". Seu custo é comparável ao dos monitores de 17". Monitores de 14" e 15" são mais indicados para operar nas resoluções de até 800x600. Nas resoluções de 1024x768 e superiores, praticamente não notamos diferença em relação à resolução de 800x600. Por isso, esses monitores em geral não suportam resoluções superiores a 1024x768. Monitores de 17", 20" e 21" são usados em editoração eletrônica e CAD. Em geral, essas atividades experimentam um considerável ganho de produtividade com o uso de resoluções mais altas, o que requer telas maiores.

Para apresentar uma boa qualidade de imagem, um monitor SVGA precisa ter tríades com 0,28 mm, ou então menores. Entretanto, são muito raros os monitores com Dot Pitch inferior a 0,28 mm. Podemos encontrar alguns modelos de alta qualidade, com 0,26 ou 0, mm. É considerado aceitável um Dot Pitch de 0,31 mm em monitores acima de 17", mas o ideal é dar preferência aos modelos com 0,28 mm ou menos. Monitores com Dot Pitch muito grande, como 0,39 mm, 0,41 mm e até 0,55 mm são considerados de qualidade inferior. Modelos com 0,41 mm e 0,55 mm praticamente não são mais fabricados, mas ainda existem muitos modelos baratos com 0,39 mm. Devemos evitar este tipo de monitor. Freqüência horizontal Este é outro parâmetro que define a qualidade da imagem de um monitor quando opera em altas resoluções. A estória é longa, mas vale a pena conhecê-la. A imagem na tela de um monitor é formada por um feixe eletrônico (na verdade são três feixes independentes que caminham em conjunto, um responsável pela formação do vermelho, outro pelo verde e outro pelo azul) que percorre a tela continuamente, da esquerda para a direita, de cima para baixo. O feixe faz o seu percurso formando linhas horizontais. Ao chegar na parte direita da tela, o feixe é apagado momentaneamente e surge novamente na lateral esquerda da tela, mas posicionado um pouco mais abaixo, e percorre novamente a tela da esquerda para a direita, formando outra linha. Este processo se repete até que o feixe chega à parte inferior da tela. O feixe é então apagado momentaneamente e surge novamente na parte superior da tela, pronto para percorrê-la novamente. A velocidade deste feixe é muito alta. Nos monitores VGA mais simples, o feixe descreve até 31. linhas por segundo (isto equivale a dizer que o monitor opera com uma freqüência horizontal de 31,5 kHz). A figura 12 mostra, de forma simplificada, a trajetória do feixe eletrônico. Nesta figura simples, vemos apenas um pequeno número de linhas, mas na verdade, este número é bem elevado. Na resolução de 640x480, são percorridas 480 linhas. Na resolução de 1600x1200, são percorridas 1200 linhas. O número de linhas descritas pelo feixe é igual à resolução vertical.

Figura 12

• Trajetória do feixe eletrônico na tela de um monitor. Ao chegar na parte inferior da tela, o feixe eletrônico é apagado e movido até a parte superior da tela. O período em que esta movimentação é feita chama-se "retraço vertical". Nos monitores VGA, o tempo gasto no retraço vertical é igual ao período equivalente a 45 linhas. Em geral, o retraço vertical demora cerca de 5% a 10% do período necessário para o feixe descrever todas as linhas da tela. Somando as 480 linhas com as 45 correspondentes ao retraço vertical, chegamos a um total de 525 linhas. Como o feixe eletrônico dos monitores VGA percorre 31.500 linhas por segundo, o número de vezes que este feixe percorrerá a tela inteira em um segundo é igual a: 31.500 / 525 = 60 Portanto, a tela será percorrida 60 vezes por segundo. Isto equivale a dizer que o monitor opera com a freqüência vertical de 60 Hz. Se um monitor VGA operasse na resolução de 800x600, mantendo sua freqüência de 31, kHz, e levando em conta um período de 30 linhas (5%) para o retraço vertical, o número de telas descritas por segundo seria de: 31.500 / 630 = 50 Uma freqüência vertical de 50 Hz (50 telas por segundo) apresenta um sério problema. Quando o número de telas por segundo é inferior a 60, começa a ocorrer um efeito visual indesejável chamado "cintilação" (em inglês, flicker). Ao invés de termos a sensação de que a tela está constantemente iluminada, notamos que ela pisca em alta velocidade, como se estivesse cintilando. Para reduzir este problema, as placas SVGA operam com uma

Figura 13 - A qualidade ruim resultante da varredura entrelaçada. Portanto, os monitores SVGA que suportam a freqüência horizontal máxima de 35,5 kHz apresentam dois inconvenientes: 800x Nesta resolução, operam com a freqüência vertical de apenas 56 Hz, o que resulta em um flicker perceptível, apesar de não incomodar muito. Entretanto, seu uso prolongado pode causar cansaço visual. 1024x Neste resolução não apresentam flicker, mas o uso da varredura entrelaçada prejudica muito a qualidade da imagem, que passa a ficar embaçada. Para solucionar esses dois problemas, foram desenvolvidos monitores SVGA capazes de suportar freqüências horizontais mais elevadas. Por exemplo, os monitores que suportam até 50 kHz podem operar com 76 Hz na resolução de 800x600, e com 60 Hz na resolução de 1024x768. Podemos encontrar muitos monitores de 14" capazes de suportar 50 kHz, como por exemplo o Samsung SyncMaster 3NE, muito comum no Brasil. Considera-se que um monitor, para poder apresentar uma boa qualidade de imagem aliada ao conforto visual em uma determinada resolução, deve ser capaz de operar com no mínimo 72 Hz de freqüência vertical. O Samsung SyncMaster 3NE suporta até 58 kHz, o que permite o uso da freqüência vertical de 72 Hz na resolução de 1024x768. Entretanto, outros fatores impedem que sua imagem seja tão boa nesta resolução quanto é em 800x600. Monitores de 17" suportam em geral freqüências horizontais acima de 60 kHz, podendo chegar até 70 kHz, e os de 20" e 21" chegam a ultrapassar os 80 kHz. Quanto às placas SVGA, não existe problema algum. Todas elas são capazes de operar com diversas freqüências horizontais, desde os modestos 31,5 kHz até as altas freqüências horizontais suportadas pelos monitores de 21". Basta "avisar" à placa SVGA qual

freqüência horizontal deve ser aplicada ao monitor em cada resolução. Mais adiante veremos como fazer esta programação. Largura de banda do monitor Este é um parâmetro menos conhecido, mas que também tem uma grande influência na qualidade da imagem nas altas resoluções. Também chamado de "banda passante", é uma medida que indica a capacidade que o feixe eletrônico tem para variar rapidamente de intensidade. Esta variação rápida é importante para que as linhas verticais da imagem sejam bem nítidas. Caracteres representados na tela são repletos de linhas verticais, e sua nitidez dependerá da largura de banda. A largura de banda de um monitor é medida em MHz. São comuns monitores com larguras de banda de 100 até 200 MHz. Para avaliar se um monitor tem uma largura de banda suficiente para apresentar uma boa qualidade de imagem em uma determinada resolução, faça o seguinte cálculo: multiplique a freqüência horizontal usada pelo número de pontos no sentido horizontal (ou seja, a resolução horizontal). Chamamos este resultado de Dot Clock, que também é medido em MHz. A largura de banda deve ser, preferencialmente, maior que o dobro deste valor. Quanto maior for a largura de banda em relação ao Dot Clock, mais nítida será a imagem. Considere por exemplo um monitor com as seguintes características:

• Freq. Horizontal de 65 kHz na resolução de 800x
• Largura de banda: 90 MHz O Dot Clock será de, aproximadamente: 65.000 x 800 = 52 MHz A largura de banda, sendo de 90 MHz, não chega a ser igual ao dobro do Dot Clock, o que significa que haverá perda de nitidez nas bordas verticais da imagem. Entretanto, podemos melhorar a qualidade da imagem, baixando o valor da freqüência horizontal (temos que reprogramar a placa SVGA). Observe que com 65 kHz em 800x600, a freqüência vertical será de: 65.000 / 630 = 103 Hz Este valor é exageradamente alto, visto que são suficientes 76 Hz para que a imagem seja totalmente isenta de cintilação. Façamos então a programação da placa SVGA para que opere com 48 kHz nesta resolução. Isto resultará em uma freqüência vertical satisfatória: 48.000 kHz / 630 = 76 Hz