CheapBudget / VGA2Scart

Beschreibung

Autor: Markus "Mahlzeit" Küchler (Originaltexte mit Erlaubnis von sparkie)

Aufgabe

Entwicklung eines Budgetkarten basierten VDRs mit VGA-Grafik-Ausgabe und RGB/PAL Ausgang in FF-Qualität. (Patch von sparkie)

Problem

Bislang bekannte Grafikkartensysteme arbeiten mit festem Videotiming welches nicht mit dem Stream synchronisiert ist. Dies führt zwangsläufig zu Frame/Field -verlusten, die sich störend bemerkbar machen (z.B. durch sporadisches Ruckeln). Durch Software-Deinterlacing kann man dieses Problem weitgehend kaschieren, jedoch auf Kosten schlechterer Bildqualität bei Darstellung von Interlaced-Material und bei deutlich höherer Rechenlast.

Lösung

Grafikkarten sind grundsätzlich nicht für variable Frameraten konzipiert. Man kann sich nur mit Hardware- oder Software Tricks behelfen. Wie es jetzt aussieht, reicht bereits eine reine Softwarelösung aus.

Der Radeon-DRM Treiber konnte so modifiziert werden, dass im erforderlichen Rahmen beliebige, von 50Hz leicht abweichende Timings am VGA-Port einer Test-Radeon (IGP9100) ausgegeben werden konnten. Genau so, wie eine FF Karte das auch macht. Durch ein neues Verfahren konnten inzwischen die sichtbaren Störungen am Röhren-TV komplett eliminiert werden.

Dabei wurde versucht, die Zahl der Eingriffe ins System zu minimieren. Letztlich braucht man im Moment nur noch 2 sehr überschaubare Patches in xine-lib und im Radeon DRM-kernel Modul. Der Xserver muss derzeit nicht mehr angefasst werden.

Grundsätzlich funktioniert es so, dass die xine-lib, wenn sie einen PutImage() an den Server absetzt, nebenbei noch kontrolliert, ob die Framerate des Xservers zu erhöhen/erniedrigen ist.

Auf diese Weise kann die xine-lib ihre PutImage() Calls immer wieder genau in die Mitte zwischen zwei Blanking-Intervallen driften lassen. Sollte die Framerate vom Streamschwankungen unterworfen sein, ist das kein Problem, da das Videotiming des Xservers sofort nachgeführt wird. Es gehen so bei gleichzeitig maximaler Störsicherheit überhaupt keine Fields mehr verloren.

Da jetzt erstmalig auch unter Verwendung der xine-lib nicht mehr deinterlaced werden muss, fallen auch alle damit verbundenen Nachteile weg. Insbesondere wird der Prozessor dadurch deutlich entlastet. Ein betagter 2Ghz Celeron (400MHz 128KB Socket 478 CPU) langweilt sich inzwischen mit 80% idle bei SD Wiedergabe.

Lesenswerte Threads im VDR-Portal:

Vielen Dank an sparkie und durchflieger für die Arbeit, die sie in den jeweiligen Patch stecken. Die Ansätze sind sehr interessant und ermöglichen einen Betrieb mit nur einer Budget Karte und einer sehr guten Ausgabequalität.

Erfordernisse

Mainboard mit CPU ab ca. P3-800MHz
xf86-video-ati kompatible Grafikkarte. Momentan getestet sind folgende Modelle
- Radeon 7000 AGP
- Radeon IGP-9100
- Radeon 9200SE AGP
- Radeon 9250 AGP
- Radeon 9600SE AGP
- Radeon X300SE PCIe
DVB-Budget Karte (optional, auch Streaming Ausgabe möglich)
Ein passendes Kabel (VGA2Scart)

Günstige und kompakte Lösung jetzt auch mit Intel Atom Boards wie beispielsweise D945GCLF/2 möglich. Bisher getestete Chipsätze: i810, 915G, 945G, 965GM. Installation und Download der Patches

Referenzsystem

Debian 5.0 mit gepatchten

linux-image-2.6.26
xserver-xorg-video-ati experimental
xine-lib (1.1.16) oder neuer (z.B. aus dem HG Repository)
xineliboutput (1.0.2) oder neuer (z.B. aus dem CVS)
drm aus dem GIT-Tree

Referenzsystem (Ubuntu intrepid, Basis für den Patch)

Ubuntu 8.10 (intrepid ibex)

Für diese Plattform gibt es fertige Pakete für i386 und amd64 für den bereitgestellten Patch. Dazu in der /etc/apt/sources.list folgendes ergänzen:

deb http://deb.vdreceiver.de/ubuntu intrepid main

ACHTUNG: Bei libdrm fehlen noch die Kernel-Module!

Installation

/etc/apt/sources.list anpassen

deb http://ftp.debian.org/debian/ testing main contrib non-free
deb-src http://ftp.debian.org/debian/ testing main contrib non-free

deb http://ftp.debian.org/debian/ unstable main contrib non-free
deb-src http://ftp.debian.org/debian/ unstable main contrib non-free

deb http://ftp.debian.org/debian/ experimental main contrib non-free
deb-src http://ftp.debian.org/debian/ experimental main contrib non-free

/etc/apt/apt.conf anpassen

APT::Default-Release testing;
APT::Cache-Limit "125000000";   ## Hatte ohne diesen Eintrag (easyVDR) folgende Fehlermeldung: "E: Dynamic MMap ran out of room"

/etc/apt/preferences anpassen

Package: *
Pin: release o=Debian,a=testing
Pin-Priority: 501

Oben haben wir experimental packages enabled - jetzt einmal nach schauen welche existieren oder sich geändert haben

apt-get update

Benötigte Pakete installieren

apt-get install linux-image-2.6-686 linux-headers-2.6-686 fakeroot kernel-package git-core mercurial

Installation xorg V7.4 (xserver V1.5):

apt-get -t experimental install xserver-xorg

Übersetzen und installieren des radeon Xserver-DDX

# before building the DDX patched 'radeon_drm.h' must be 
# copied to /usr/include/drm/radeon_drm.h (see below).
apt-get -t experimental build-dep xserver-xorg-video-ati
apt-get -t experimental source xserver-xorg-video-ati
cd xserver-xorg-video-ati-*
patch -p1 < vga-sync-fields/patches/video-ati.patch           ## Patch vorher von der unten gelinkten WebPage downloaden!
dpkg-buildpackage
cd ..
dpkg -i xserver-xorg-video-radeon_*deb

Übersetzen und installieren von drm für den laufenden Kernel

cd usr/src/
git-clone git://anongit.freedesktop.org/git/mesa/drm
cd drm
patch --dry-run -p1 < ../vga-sync-fields/patches/drm-radeon-intel.patch
patch -p1 < ../vga-sync-fields/patches/drm-radeon-intel.patch
cd linux-core
make DRM_MODULES="drm radeon"
modprobe -r radeon drm
# You should save the original drm before removing it!
rm -r /lib/modules/`uname -r`/kernel/drivers/char/drm
make DRM_MODULES="drm radeon" install
depmod -a

# don't forget to copy the patched header file before building the tools
cp drivers/char/drm/radeon_drm.h /usr/include/drm/radeon_drm.h

# then reload the new modules
rmmod radeon
rmmod drm
modprobe radeon

Patchen, übersetzen und installieren von xine-lib

xine-lib aus HG Repository holen

hg clone http://hg.debian.org/hg/xine-lib/xine-lib

xine-lib patchen

cd xine-lib
patch -p1 < vga-sync-fields/patches/xine-lib.patch

konfigurieren, übersetzen und installieren

apt-get install zlib1g-dev cvs
./autogen.sh --with-external-ffmpeg --disable-dxr3
make
make install

Patchen des radeonfb Kernel Moduls

Das Original radeonfb Modul unterstützt bislang keinen interlaced Modus und auch nicht die für RGB Pal benötigten niedrigen Pixelfrequenzen. Mit diesem Patch ist es jedoch möglich, einen TV als Monitor zu benutzen.

Dazu muss im Linux Sourcetree-Root der Kernel gepatch werden:

patch -p0 < vga-sync-fields/patches/radeonfb.patch

Tools übersetzen

drift_control

cd vga-sync-fields-X.X.X/tools
cc -I/usr/include/drm -lpciaccess -ldrm drift_control.c -o drift_control

drift_control810

cd vga-sync-fields-X.X.X/tools
cc -I/usr/include/drm -lpciaccess -ldrm drift_control810.c -o drift_control810

dumpio

cd vga-sync-fields-X.X.X/tools
cc -lpciaccess dumpio.c -o dumpio

dumpio810

cd vga-sync-fields-X.X.X/tools
cc -lpciaccess dumpio810.c -o dumpio810

trim

cd vga-sync-fields-X.X.X/tools
cc -I/usr/include/drm -ldrm trim.c -o trim

trim810

cd vga-sync-fields-X.X.X/tools
cc -I/usr/include/drm -ldrm trim810.c -o trim810

Tips & Tricks

OSD-Qualität

"MFG" hat aus dem EasyVDR Portal wertvolle Tips gegeben -> Link

VGA2Scart hat mit den Menüeinblendungen kleinere Probleme und kommt aufgrund fehlender Transparenz nicht an die spezialisierte Hardware wir DXR3/FF/PVR350 heran. Aber wenn die Schrift passend (Sans:Bold) und nicht zu klein gewählt, Kantenglättung aus ist und im xineliboutput das OSD auf Hardware und bilinear steht, gibt es doch ein knackig und scharfes OSD. Hier als Beispiel die OSD-Einstellungen von MFG:

VGA2Scart OSD Einstellungen

xineliboutput OSD auf Sofware ist halt was für direkt VGA/HDMI und Co. oder wenn man von VDRAdmin oder Live einen SnapShot anhängen möchte.

Credits

Sparkie hat das ganze Thema losgetreten und wichtige Grundlagenforschung betrieben. Ein spezieller Dank geht auch an durchflieger für seine Weiterentwicklung für neuere Radeon Modelle.

Links

CheapBudget

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