C128 i monitor monochromatyczny w trybie 80-kolumn

Niedawno naprawiłem swój monitor monochromatyczny Neptun 156 (zielony) i chciałem podłączyć go do Commodore 128.

Można to zrobić na kilka sposobów:

1. W trybie 40-kolumn, z C128 można wysłać sygnały ze złącza AV: Monochrome Video, Audio Out i GND, bezpośrednio do wejścia monitora. Uzyskamy obraz monochromatyczny we wszystkich odcieniach szarości (monochromatyczności).

2. W trybie 80-kolumn, z C128 możemy wysłać ze złącza RGBI sygnał Composite Video i GND oraz ze złącza AV Audio Out, bezpośrednio do wejścia monitora. Masy (GND) ze złącz AV i RGBI z C128 są wewnętrznie połączone.

Jest to bardziej skomplikowane, ale mamy wyższą rozdzielczość (640x200), niestety tylko 3 poziomy szarości/monochromatyczności (brak poziomu, średni i maksymalny). Tu tracimy trochę danych obrazu, ale do wielu rodzajów pracy wystarczy.

3. Opracowałem adapter (mój autorski pomysł), aby w trybie 80-kolumn uzyskać więcej poziomów szarości/monochromatyczności.

Pomysł polega na wykorzystaniu sygnałów: HSYNC, VSYNC, GND oraz R, G, B i I (złącze RGBI). Na wyjściu AV w C128 można wykorzystać sygnały: Audio Out, GND i +5V.

Do wygenerowania obrazu monochromatycznego z C128 w trybie 80-kolum (RGBI), trzeba stworzyć scalony sygnał wideo (Composite Video) ale bez kodowania kolorów, tylko poziomy jasności. Można to zrobić budując dekoder na układzie GAL 16V8, który przekształci sygnały RGBI oraz stworzy scaloną synchronizację, a następnie do odpowiedniego koloru i intensywności przypisze odpowiedni poziom jasności (napięcia) przez dzielniki napięć (taki przetwornik C/A 6-bitowy), po czym złoży to w scalony sygnał wideo (Composite Video) bez kodowania kolorów, tylko poziomy jasności.

Jasność (luminancję/odcień "szarości") można obliczyć:

Ta tabela pokazuje, jak to zostało opracowane.

Do wyliczania jasności koloru, przyjęto paletę kolorów CGA, bez podmiany ciemno żółtego na brązowy, bo to nienaturalnie zmienia jasność tego koloru.

Wzór na liczenie odcienia szarości, użyty w tabeli (Y1):
Y=[(R/255)x0,3+(G/255)x0,59+(B/255)x0,11]x255

Y2, to wartości jasności wyliczone dla 4 bitów. Widać, że niektóre poziomy jasności są takie same.

Okazało się, że 6 bitów (Y3, 0-63), daje dobre odwzorowanie jasności.

Oto schemat i zdjęcie tego adaptera:

To są ekrany kontrolne przechwycone z mojego C128, przez wejście Composite Video mojej karty TV w PC:

Tutaj widać krzywą jasności i rozkład szarości:

Tak wygląda obraz monochromatyczny z mojego monitora: