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08.12.1995

Audio- und Videokomponenten/Die Standards fuer Audio und Video VGA und Soundblaster sind der groesste gemeinsame Nenner

Von Edgar Koribalski*

In Multimedia-Zeiten gehoeren hochaufloesende Grafik- und kraftvolle Soundkarten zur Standardausstattung der meisten PCs. Die angebotenen Komponenten unterscheiden sich zwar in vielerlei Hinsicht, gemeinsamer Nenner sind aber fast immer der VGA-Standard fuer die Bildschirmdarstellung und Soundblaster-Kompatibilitaet hinsichtlich der Tonwiedergabe.

VGA ist heute das Synonym fuer PC-Grafik. Auf den ersten Blick erscheint die Situation damit erheblich durchsichtiger als zu Zeiten der laengst veralteten Standards Herkules, CGA oder EGA. Bei genauerer Betrachtung jedoch besteht der VGA-Standard aus vielen Untergruppen.

Anders ist die Situation bei den Klangwelten auf dem PC. Besassen bis vor kurzem hoechstens verspielte Zeitgenossen oder professionelle Multimedia-Anwender eine Soundkarte, so ist diese inzwischen ein gaengiger PC-Baustein. Ueber den De-facto-Standard "Soundblaster" des Herstellers Creative Labs hinaus ist allerdings keine Norm in Sicht.

Hohe Leistung bei Spielen und Multimedia gefordert

Eines haben Audio- und Videoverarbeitung jedoch gemein. Vor allem im Spiele- und im Multimedia-Bereich sind die Leistungsanforderungen sehr hoch. Der normale Bueroalltag mit Textverarbeitung, Tabellenkalkulation und Datenbank erfordert dagegen keine spezielle Karte fuer ein grosses und flimmerfreies Bild mit schnellem Aufbau. Wer Windows-Fensterchen partout mit Hintergrundgeraeusch oeffnen oder scheppernd zuschlagen will, fuer den reicht auch eine x-beliebige, relativ billige Soundkarte.

Um etwas Licht in die Welt der Grafikkarten zu bringen, reichen einige wenige Anhaltspunkte.

Die VGA-Karten unterscheiden sich vor allem in den zur Verfuegung stehenden Aufloesungen, gemessen in der Zahl der Bildpunkte (Pixel) in der Horizontalen und Vertikalen, in der Farbtiefe (in Bit pro Bildpunkt) sowie in der Bildwiederholfrequenz (Hertz). Entscheidend ist dabei die Kombination dieser Werte. Truecolor- Farbdarstellung bei einer Aufloesung von 1280 x 1024 Bildpunkten und einer Bildwiederholfrequenz von 80 Hertz - diese Kombination schaffen eben viele einfache Karten nicht, obwohl sie einen der drei Topwerte schon erreichen koennen.

Der VGA-Standard mit 640 x 480 Bildpunkten, 16 Farbtoenen und 60 flackernden Bildern pro Sekunde ist die Basis, um mit jeder VGA- Karte jeden VGA-Monitor ansteuern zu koennen. Auch moderne Betriebssysteme wie Windows NT starten erst einmal in diesem Modus. Dann laedt das System spezielle Treiber, die auf die jeweilige Grafikkarte abgestimmt sind und schliesslich ein flimmerfreies, detail- und farbenreiches Bild darstellen. Im Falle eines Falles bietet dieses zweistufige Verfahren die Moeglichkeit, ueberhaupt erst einmal ins System zu gelangen, ohne vorher umstaendlich Hilfstreiber installieren zu muessen.

Die im spaeteren Betrieb am haeufigsten verwendeten Bueroaufloesungen liegen bei 800 x 600 beziehungsweise 1024 x 768 Bildpunkten. 256 Farben reichen zum Beispiel fuer Textverarbeitung aus und ergeben mit einer Bildwiederholfrequenz von mindestens 75 Hertz ein flimmerfreies Bild. Diese Bedingungen erfuellen auch schon einfache Grafikkarten mit 1 MB DRAM, die heute als Einstiegsmodelle auf dem Markt sind.

Doch keine moderne Grafikkarte nuetzt etwas ohne entsprechenden Treiber, der die Informationen des Betriebssystems so verarbeitet, dass die Grafikkarte und damit der Monitor in gewuenschter Qualitaet erstrahlen.

Leider passiert es noch sehr haeufig, dass die Faehigkeiten von Karte und Monitor brachliegen, weil niemand die entsprechenden Treiber installiert hat. So bleiben vielen Usern ein detailreiches Bild und vor allem eine hoehere Bildwiederholfrequenz vorenthalten, und die Augen werden weiter mit 60 Hertz beflackert.

Doch auch wenn die passenden Treiber installiert sind, entpuppt sich deren Qualitaet am Anfang meist als so schlecht, dass oft innerhalb von Wochen Updates bereitstehen. Da lohnt es sich durchaus, von Zeit zu Zeit in Compuserve, Internet oder Mailboxen nachzuschauen, ob fehlerbereinigte und oft auch schnellere Treiber angeboten werden.

Fuer Multimedia- und Bildbearbeiter reichen die obengenannten Bilddarstellungen meist nicht aus. Sie benoetigen Grafikkarten mit mehr - und oft auch schnelleren - Speicherchips. Um dem staendigen Zahlenwirrwarr zumindest ein wenig zu entgehen und nicht immer von 16777216 Farben gleich 2 hoch 24, also 24 Bit, Farbtiefe sprechen zu muessen, steht dafuer der Begriff Truecolor (Echtfarben).

Diese hochgenaue Farbwiedergabe benoetigen aber nur solche Anwender, die beispielsweise in der Bildbearbeitung auf eine genaue Farbdarstellung am Monitor angewiesen sind. Fuer alle anderen Anwender erzeugt Highcolor mit 16-Bit-Tiefe, also 65 536 Farbnuancen, ebenso den Eindruck "echter" Farben. Das spart 8 Bit pro Pixel und damit teure Speicherbausteine.

Waehrend die 1-MB-Karten maximal 800 x 600 Punkte in Highcolor darstellen, reicht der Bildspeicher der 2-MB-Karten aus, um auch 1024 x 768 Pixel in Highcolor beziehungsweise 800 x 600 Bildpunkte in Truecolor darzustellen. Mit 4 MB bestueckte Grafikkarten gestatten sogar bis zu einer Aufloesung von 1280 x 1024 Bildpunkte den Truecolor-Modus.

Der Multimedia-Trend verlangt aber nicht nur immer besser dargestellte Standbilder, neuerdings sollen auf den Monitoren auch Filmsequenzen ruckfrei laufen. Die dafuer notwendigen 25 Bilder pro Sekunde bringen die Bewegung sehr grosser Datenmengen mit sich, die ohne Komprimierung kaum zu transportieren sind. MPEG ist dabei ein gaengiges Verfahren, um diese Daten zu komprimieren.

MPEG-1 bietet 25 Bilder pro Sekunde bei einer Aufloesung von 352 x 288 Bildpunkten und deckt folglich nur einen Teil des Bildschirms mit einer Aufloesung von 800 x 600 Bildpunkten ab. MPEG-2 liefert theoretisch zwar bis zu 1024 Bildzeilen, entsprechende Karten sind aber erst fuer das naechste Jahr angekuendigt.

MPEG-Dateien lassen sich zwar auch mit normalen Grafikkarten ueber Software-Decoder betrachten, aber das dargestellte Bild ist entweder extrem klein oder es ruckelt. Erst spezielle Grafikkarten, die die MPEG-Videos per Hardware decodieren, bringen formatfuellende ruckelfreie Bilder auf den Monitor.

Fuer professionelle Videoverarbeitung ist Motion-JPEG ein weiterer Standard, bei dem Videodateien bis zum Verhaeltnis 15 zu 1 komprimiert werden. Diese Karten werden bei Bedarf zusaetzlich zu den VGA-Boards installiert.

Ein weiterer Trend sind 3D-Grafikkarten. Vor allem, um in Spielen schnellbewegte dreidimensionale Bilder darzustellen, bedarf es sehr hoher Rechenpower. Um die CPU mit solchen Berechnungen nicht an ihre Leistungsgrenzen zu bringen, besitzen die 3D-Karten einen eigenen Chip, der die aufwendigen Berechnungen uebernimmt und die CPU damit wesentlich entlastet.

Solche 3D-Chips finden heute schon in hochwertigen Spielkonsolen Verwendung. Erste 3D-Karten fuer PCs sind noch in diesem Jahr zu erwarten. Einen herstelleruebergreifenden Standard gibt es jedoch noch nicht, so dass eine breite Software-Unterstuetzung noch nicht zu erwarten ist.

Da die 3D-Karten vor allem bei Spielen zum Einsatz kommen sollen, bietet sich die Kombination mit Soundkarten an. Ergo ist es nicht verwunderlich, dass Creative Labs, die Hersteller der Soundblaster- Karten, eine der ersten Kombikarten mit 3D-Chip und Soundblaster- Sound herausbringt.

Ohne diese Soundblaster-Kompatibilitaet ist eine Soundkarte - egal von welchem Hersteller - kaum vorstellbar. Der De-facto-Standard ist weit verbreitet, und die Standardparameter Ein- und Ausgabeadresse Hex 220 , Hardware-Interrupt 5 und DMA-Kanal 1 kennt jeder geuebte PC-Spieler wohl schon im Schlaf. Die weite Verbreitung des Standards hat jedoch teilweise so weit gefuehrt, dass Software-Anbieter nur genau diese Installationsparameter zulassen und eine andere Konfiguration nicht gestatten.

Auch Soundkarten, die mehrere Standards unterstuetzen, sind mitunter nicht unproblematisch. So wird beispielsweise die "PCM 1" von Miro ueber ein Initialisierungsprogramm konfiguriert, dass normalerweise in der DOS-Startdatei Autoexec.bat steht. Will man die Karte aber auch unter anderen nicht auf DOS basierenden Betriebssystemen verwenden, bleibt nur die Notloesung, den Rechner erst mit DOS zu starten und die Karte zu initialisieren und dann nach einem Warmstart des Rechners das andere Betriebssystem zu laden.

Zusaetzlich zur Soundblaster-Kompatibilitaet bieten einige Karten Wavetable-Sounds. Der Speicher auf diesen Karten enthaelt die Klaenge hochwertiger Musikinstrumente in digitaler Form. Soll dann aus dem PC ein Klavierkonzert erklingen, reicht die Information, welche Noten gespielt werden sollen. Die Klanginformationen kommen aus dem Speicher. Durch diese Methode benoetigen auch umfangreiche Musikstuecke nur einige KB an Plattenspeicher.

Gluecklicherweise haben sich schon vor ueber zehn Jahren Musikinstrumenthersteller auf den Standard Musical Instrument Digital Interface (Midi) geeinigt, in dem geregelt ist, wie die Toninformationen gespeichert werden und wo welches Instrument liegt. Das Klavier belegt zum Beispiel die Position eins.

PCI und Soundblaster gehen nicht zusammen

Da realistische Bildschirmdarstellungen und ein entsprechender Sound oft zusammen benoetigt werden, liegt es nahe, entsprechende Kombikarten anzubieten. Der veraltete ISA-Bus scheitert jedoch im Grafikbereich schnell an der sehr begrenzten Datenuebertragungsrate. Und der VL-Bus, mit dem eine Kombination moeglich ist, hat seine besten Zeiten ebenfalls hinter sich. Das moderne Konzept des PCI-Busses ist die Zukunft, da sind sich Experten einig.

Leider ist aber eine Soundblaster-kompatible Karte auf PCI-Basis nicht herzustellen. Um trotzdem PCI-Karten mit entsprechendem Sound realisieren zu koennen, ging beispielsweise der Motherboard- Hersteller Asus so weit, auf einigen seiner Boards den PCI-Bus um den "Media-Bus" zu erweitern, um dann selbst kombinierte VGA- und Audioadapter anzubieten. Dies ist jedoch kein Standard, und es bleibt abzuwarten, wie und vor allem wann die Hersteller in diesem Bereich zu einer grundsaetzlichen Verstaendigung - aehnlich wie bei VGA - kommen werden.

*Edgar Koribalski ist freier Fachjournalist in Muenchen.