VGA2USB — устройство для захвата VGA-сигнала от Epiphan Systems Inc.

Аналогово-цифровое преобразование является одной из постоянных составляющих работы компьютерных TV-тюнеров и устройств видеозахвата. Ввиду специфики аналогового телевизионного вещания и существующих до сих пор аналоговых стандартов хранения видеоинформации (например, VHS и его производных), качество работы АЦП заметно влияет на конечный результат. Цифровые форматы DVB-T, DVB-C, DVB-S в расчёт не принимаются, конвертация исходного MPEG1/2-потока, при использовании этих стандартов, практически, отсутствует. Однако мало кто вспоминает о постоянно происходящем в большинстве компьютеров цифро-аналоговом преобразовании. Речь идёт об интерфейсе VGA (Video Graphics Array), разработанном компанией IBM ещё в 1987 году. Напомним, что после формирования изображения в цифровом виде оно поступает из видеопамяти на RAMDAC (Random Access Memory Digital to Analog Converter — цифро-аналоговый преобразователь из ОЗУ), где преобразуется в аналоговый сигнал, передаваемый на монитор. Изначально стандарт VGA использовал новый для того времени трехрядный 15-контактный разъем D-Sub для подключения монитора. При этом в разъеме были зарезервированы контакты для будущих расширений, поэтому его форма не изменилась и по сей день. При подключении современных мониторов используются некоторые из этих контактов. В настоящее время максимальными параметрами при использовании этого типа подключения являются разрешение 2048х1536 и глубина цвета 32 бита.

Решения, позволяющие выделить из VGA идеологически близкий RGB, а то и вовсе — композитный сигнал, существуют достаточно давно. Но вот устройство, способное осуществлять захват непосредственно с VGA-разъёма, встречается нам впервые. Канадская компания Epiphan Systems Inc. специализируется на технологиях захвата и хранения контента, поступающего с источников VGA-сигнала. Об основной целевой аудитории этого производителя лучше всего скажут такие клиенты как Henry Ford Health Services или аэропорт Сан-Франциско.

Комплект поставки

Скромная белая коробка с минимумом надписей подчёркивает нишевый характер продукта.

Комплект поставки составляют:

• Само устройство
• Кабель USB 2.0 A — Mini-B
• Переходник D-Sub Male — Male
• VGA-разветвитель на два монитора
• Кабель VGA — VGA
• CD с драйверами и программным обеспечением

Дополнительное ПО производства сторонних разработчиков в комплекте поставки отсутствует.

Конструкция и спецификации

Для описания дизайна VGA2USB лучше всего подходит слово «неброский». Серебристый параллелепипед без особых визуальных изысков, имеющий разъём D-Sub с одной стороны и гнездо для подключения USB-кабеля с другой. Рядом с интерфейсным разъёмом находятся три светодиодных индикатора (питание, работа в режиме просмотра, захват). Устройство отличается компактностью, размеры VGA2USB составляют 80x54x23 мм.

Перейдём к аппаратной части.

Работа с VGA-интерфейсом осуществляется при помощи чипа 8-битного АЦП AD9884A с производительностью 140 MSPS (Mega Samples Per Second) от Analog Devices, Inc. За поддержку USB-интерфейса отвечает контроллер CY7C68013 производства Cypress Semiconductor Corporation.

Для VGA2USB заявлены следующие спецификации:

• Интерфейс USB 2.0
• Поддерживаемые операционные системы — Linux, Windows 2000, Windows XP, MAC OSX
• Максимальная частота сэмплирования — 230 Мегапикселей в секунду
• Глубина цвета — 16 бит / формат 5:6:5
• Поддерживаемые видеорежимы:
  • 720x400 при 70, 85 Гц
  • 640x480 при 60, 70, 72, 75, 85 Гц
  • 800x600 при 56, 60, 70, 72, 75, 85 Гц
  • 1024x768 при 60, 70, 72, 75, 85 Гц
  • 1152x864 при 60, 70, 75, 85 Гц
  • 1152x900 при 66, 76 Гц
  • 1280x960 при 60, 85 Гц
  • 1280x1024 при 60, 70, 75, 85 Гц
  • 1600x1200 при 60, 65, 70, 75, 85 Гц
  • 2048x1536 при 60, 70, 72, 75, 85 Гц
  • 2560x2048 при 60, 70, 72, 75, 85 Гц

• 640x480 — 28.0 кадров в секунду
• 800x600 — 20.6 кадров в секунду
• 1024x768 — 10.0 кадров в секунду
• 1280x1024 — 5.6 кадров в секунду
• 1600x1200 — 4.3 кадра в секунду
• 1920x1200 — 3.1 кадра в секунду
• 2048x1536 — 2.0 кадра в секунду

Конфигурация тестового компьютера

• Процессор Athlon 64 3800+ (Socket 939)
• Системная плата Foxconn WinFast NF4UK8AA-8EKRS (чипсет NVIDIA nForce4 Ultra)
• Оперативная память 2 Гб Samsung
• ASUS Extreme N7800GT GeForce 7800 GT
• Звуковая карта Creative Sound Blaster Audigy 2ZS
• Жесткий диск 120 ГБ Maxtor Plus9-6Y120M0 7200rpm SATA150 8 МБ
• Жесткий диск 120 ГБ Maxtor Plus9-6Y120M0 7200rpm SATA150 8 МБ
• DVD ROM 12x/48x Hitachi GD-7500BV
• DVD ReWriter BENQ DW1640
• DVD ReWriter NEC ND-3500A
• Блок питания Thermaltake HPC-420-102 DF
• Операционная система Windows XP Professional (SP2) ENG

Настройка

Html-меню установочного диска предупреждает о возможности появления более свежих драйверов на сайте производителя. Сам драйвер устанавливается штатными средствами операционной системы. Кроме драйвера, на диске находится SDK (!) и руководство пользователя. При тестировании использовался драйвер версии 1.4.12.0000.

После установки в разделе USB Controllers появляется VGA2USB by Epiphan Systems Inc.

Для работы с устройством предназначена одноимённая программа VGA2USB.

Программа позволяет осуществлять автоматический захват отдельных кадров и запись видеопотока. В разделе Autosave опций программы можно настроить интервалы захвата, как покадрово, так и по времени, выбрать формат (BMP, PNG, JPEG (компрессия составляет 85%), AVI) и установить префиксы названий получаемых файлов. При этом допускается как десятичная система (переменная d в наименовании), так и шестнадцатеричная (переменная X). Возможно преобразование полученных в формате BMP изображений в AVI, выполняемое программой после окончания захвата. Кроме того, реализована функция паузы.

Видеопоток может сжиматься любым установленным в системе кодеком, выбираемым на соответствующей вкладке Codec.

В разделе Adjusments, как нетрудно догадаться, находятся опции изображения:

Sampling phase — ручная подстройка горизонтального разрешения,
PLL adjusment — ручная подстройка вертикальной синхронизации,
Shift horizontally/Shift vertically — настройки позиции видеоизображения,
Set Offset/Gain — настройки яркости и контраста.
Чекбокс Prefer wide aspect ration VGA modes обеспечивает совместимость с широкоформатными разрешениями.

В разделе Miscellaneous доступны: центрирование изображения под размер окна программы, инвертирование цветов при печати и настройки компрессии при вещании в сеть. В программе доступен демонстрационный режим передачи изображения на сайт производителя с ограничением по времени в 5 минут. Отметим, что работа в этом режиме требует установленного Java-компонента.

Частоты обновления на тестовой системе совпали с заявленными в спецификациях, причём, как в штатном режиме, так и при снижении частоты процессора до 960 МГц путём уменьшения множителя. При этом в разрешениях 640х480 и 800х600 частоты при работе с устройством зависят от частот обновления на входе. Максимальные значения, соответствующие заявленным, достигаются при 85 Гц. При 60 Гц этот параметр снижается на 40-50%. В разрешениях от 1024х768 и выше такой корреляции не наблюдается.

Попробуем оценить чёткость на примере тестового изображения.