На сегодняшний день единственными доступными конверторами ZX RGB to VGA являются промышленно изготовленные TV-тюнеры. Но у всех таких конверторов, основанных на серийных преобразователях есть один недостаток - они изначально ориентируются на стандартный видеосигнал, в то время, как ZX RGB таковым не является. В чём отличия ZX RGB видеовывода от стандарта PAL/SECAM?

1) Не интерлейсная, а прогрессивная развёртка;
2) 312/311 (320 у Pentagon'а) строк в полукадре вместо 312,5;
3) Отличия от стандарта в разных клонах по количеству кадровых синхро/выравнивающих импульсов;
4) Отличия от стандарта частоты кадров у Pentagon'а;
5) Нестандартные и разные у разных клонов длительности строчных синхроимпульсов, а так же длительности импульсов привязки к чёрному;
6) Превышение полосы пропускания видеосигнала;

Все эти отклонения от TV стандартов приводят к необходимости "доработок" с паяльником, но в принципе не могут избавить от нестандартностей 1), 2), 4), 6). Поэтому качество изображения получаемое с применением серийно выпускаемых преобразователей и рассчитанных на стандарты PAL/SECAM оставляет желать лучшего. И если для графики это ещё как-то можно оправдать изначальной ориентацией Спектрума на бытовой TV, в котором изображение и должно было быть слегка "размытым", то для отображения текстовой информации такие конверторы непригодны в принципе, т.к. не способны заменить ставшие уже раритетом и труднодоставаемые CGA и EGA мониторы по качеству изображения. Это делает весьма призрачной перспективу реинкарнации Спектрума в качестве домашнего компьютера, т.к. широкодоступных, с качественным отображением текста мониторов для него на сегодняшний день просто нет. Поэтому идея создания ZX to VGA конверторов НЕ на серийно выпускаемых микросхемах-преобразователях, позволяющих при этом получать качественное отображение текста - на сегодняшний момент очень актуальна.

Особенности ZX to VGA конверторов.

Особенности конверторов могут носить системный, эксплуатационный или качественный характер. Системные особенности конверторов связаны с корректностью отображении стандартных для Спектрума видеорежимов: режим 48k-screen и Gigascreen. Эксплуатационные - связаны ограниченностью возможностей VGA мониторов. Качественные - связаны с отличиями полученного изображения по тем или иным параметрам от оригинального.

Особенности A: Системные.

А1. Отсутствие возможности эмуляции на экране VGA прогрессивной развёртки Спектрума, без чего невозможно корректно отображать режим Gigascreen (отсутствует в серийно выпускаемых TV-тюнерах, в которых эмулируется только стандартная чересстрочная телевизионная развёртка);
А2. Отсутствие синхронизации наложения пикселей от кадра к кадру в режиме Gigascreen.

Особенности В: Эксплуатационные.

В1. Использование CRT Multysinc мониторов Fкадр.=48-100Hz (в данный момент не выпускаются и практически недоступны).
В2. Использование TFT мониторов c Fкадр.=48-75Hz (доступны, но из-за некомпетентности пользователей очень редко приобретаются, используют новейшие поколения матриц).
В3. Использование CRT мониторов c Fкадр.=60-100Hz (доступны, очень дёшевы б/у).
В4. Использование TFT мониторов c Fкадр.=60-75Hz (доступны, все старые модели и большая часть новых, использующих дешёвые морально устаревшие матрицы).

Особенности С: Качественные.

С1. Слишком чёткое изображение (отсутствие размытости).
С2. Рваный фрейм (переключение кадров не во время кадрового гасящего импульса, а посреди кадра).
С3. Отсутствие синхронизации бордюрных эффектов.

Критерии концепций ZX to VGA конверторов.

Наиболее целесообразными при реализации в любительских условиях являются конверторы без ЦАП/АЦП преобразования, обрабатывающие сигналы ТТЛ уровней до их аналогового преобразования в формирователе видеосигнала Спектрума. Такие конверторы разделяются:

Критерий D: По обрабатываемой области экрана.
D1 - растровые конверторы - обрабатывается всё растровое изображение, равноправно для бордюра и экранной области;
D2 - конверторы экранной области - обрабатывается только экранная область, бордюр либо не выводится вообще, либо берётся непосредственно из регистра брдюра в реальном времени - наиболее экономичные конверторы по заданному критерию;

Критерий E: По привязке ко входным сигналам.
E1 - асинхронные - привязаны только к синхроимпульсам развёртки - наиболее затратные конверторы, минимальная частота записи сигнала 14MHz;
E2 - синхронные - привязаны к внутренней частоте компьютера - наиболее экономичные конверторы по заданному критерию;

Критерий F: По кадровой частоте VGA сигнала.
F1 - 48/50Hz - "кадр в кадр" - преобразование кадра Спека в кадр VGA с удвоением строк и неизменной Fкадр. - наиболее простая схемная реализация, т.к. нужен только один адресный счётчик;
F2 - 96/100Hz - "кадр в два" - преобразование кадра Спека в кадр VGA с удвоением строк и удвоением Fкадр. - наиболее простая схемная реализация, т.к. нужен только один адресный счётчик, но схема более критична по быстродействию;
F3 - 48 - 96/50-100Hz от "кадр в кадр", до "кадр в два" - используются два независимых адресных счётчика, один синхронный со Спектрумом, второй - с VGA и два меняющиеся местами банка ОЗУ, в один пишется кадр Спека с Fкадр.=48/50Hz , а из другого в это время читается предыдущий записанный кадр с Fкадр.=48 - 96/50-100Hz . Помена местами банков ОЗУ осуществляется по окончании записи каждого спековского кадра.
F4 - 72/75Hz - "два в три" кадра - используются два независимых адресных счётчика, один синхронный со Спектрумом, второй - с VGA и два меняющиеся местами банка ОЗУ, в один пишется подряд два кадра Спека с Fкадр.=48/50Hz , а из другого в это время читаются два предыдущх записанных кадра с Fкадр.=72/75Hz , при этом VGA изображение строится из последовательности не 2х, а 3х кадров. Для режима 48k-screen первый кадр VGA изображения - это самый первый записаный спековский кадр, третий кадр VGA изображения - это соответственно второй записаный спековский кадр, а второй кадр - переходный кадр VGA изображения - строится усреднением обоих спековских кадров по схеме: RGBI=(R1+R2)/2; (G1+G2)/2; (B1+B2)/2; (I1+I2)/2; Для режима Gigascreen соответственно все три кадра являются повторением одного кадра построеного путём усреднения двух спековских кадров. Здесь, в отличии от классического способа формирования суммарного цветового сигнала в режиме Gigascreen основанного на инерционности человеческого зрения, такой сигнал получают с помощью аналоговых смесителей (режим Gigascreen+ - режим с аппаратным цветоформированием).

Анализ применимости типов конверторов.

Три критерия выбора типа концепции позволяют построить трёхмерную матрицу возможных вариантов, в которой общее количество комбинаций составляет 2*2*4=16 типов концепций видеоконверторов. Анализировать все варианты особого смысла нет, поэтому остановимся на общих характеристиках их классов по некоторым критериям.

D: Растровые конверторы применяются, если необходимо передать бордюрные эффекты. Если бордюрными эффектами можно пренебречь, то применяются упрощённые конструкции - конверторы экранной области.
E: Асинхронные конверторы хороши тем, что синхронизируются от стандартных синхроимпульсов видеоразвёртки и не требуют никаких дополнительных синхронизирующих сигналов. Особенно они актуальны для компьютеров у которых видеопроцессор выполнен полностью или частично на БМК, ПЛИС, ПЛМ, ULA и где нет возможности получить никаких доп. сигналов кроме стандартных. Но в этом заключены и их недостатки, т.к. импульсы видеосинхронизации достаточно низкочастотные (15kHz), а частота дискретизации оцифровки во много раз выше (14MHz) и самые относительно незначительные вариации длительности синхроимпульсов или крутизны их фронтов будут в 1000 раз существенней влиять на временные параметры положения импульсов дискретизации, что в свою очередь может вылиться в отсутствие синхронизации наложения пикселей от кадра к кадру в режиме Gigascreen. Этих недостатков лишены синхронные конверторы, у которых частота дискретизации засинхронизирована с внутренней частотой компьютера и которые благодаря этому менее требовательны к аппаратным ресурсам. Но их недостатком явдяется необходимость лезть внутрь компьютера, особенно это проблематично ввиду неоднородности схемотехнических решений разных клонов.
F1: Имеет особенности В1+С1 или В2.
F2: Имеет особенности В3+С1.
F3: Имеет особенности В1+С1+С2 или В2+С2 или В3+С1+С2 или В4+С2.
F4: Имеет особенности В1+С1 или В2 или В3+С1 или В4.

F: Наиболее универсальным по возможности подключения к разным типам мониторов является вариант F4, дающий наилучшее по естественности качество изображения с TFT мониторами*, а так же обладающий таким полезным свойством как динамический антиалиасинг (сглаживание изменений между кадрами за счёт промежуточного кадра). Наиболее простым по реализации и качественным является вариант F1, дающий наилучшее качество изображения с новыми TFT мониторами*.

* - подразумевается возможность использования эффекта размытости изображения в TFT мониторах при воспроизведении в боле низком разрешении чем разрешение его матрицы.