Savoir comment fonctionne l'écran est essentiel pour comprendre quelles valeurs placer dans les différents champs du fichier Xconfig. Le serveur XFree86 utilise ces valeurs pour obtenir le contrôle de plus bas niveau sur l'écran.
L'écran crée une image à partir de ce qu'on peut considérer comme une série de points. Ces points sont juxtaposés de gauche à droite pour créer des lignes. Ces lignes sont à leur tour juxtaposées de haut en bas pour créer l'image. Les points émettent de la lumière lorsqu'ils sont frappés par les faisceaux d'électrons à l'intérieur du tube cathodique, un par couleur. Pour faire en sorte que le faisceau frappe tous les points pendant une durée égale, le faisceau balaye l'écran suivant un itinéraire immuable, appelée trame.
Nous avons écrit "ce qu'on peut considérer comme une série de points" car les points de la trame ne correspondent pas aux points de phosphores physiques. Ils sont beaucoup plus gros, et regroupent beaucoup de points de phosphore. Ils doivent l'être, car autrement l'affichage souffrirait d'un sévère effet de moiré. Les points de la trame correspondent réellement à l'échantillonnage du signal analogique du pilote vidéo, et sont affichés sous la forme d'une grille de points simplement parce que les pics et les vallées du signal sont espacés suffisamment régulièrement et finement.
Le tracé de cet itinéraire commence dans le coin supérieur gauche, traverse l'écran vers la droite en une ligne horizontale, et s'arrête momentanément au bord droit. Le faisceau est alors envoyé du côté gauche de l'écran, mais une ligne plus bas. Cette nouvelle ligne est parcourue de gauche à droite juste comme la première. Ce schéma est répété jusqu'à ce que la dernière ligne de l'écran ait été parcourue. A ce moment, le faisceau est renvoyé du coin inférieur droit au coin supérieur gauche, et la manoeuvre recommence.
Il existe une variante de ce schéma, que l'on appelle mode entrelacé (interlacing) : dans ce cas, seule une ligne sur deux est parcourue pendant la première demi-trame et les autres sont traitées lors d'un deuxième parcours de demi-trame.
Le départ du faisceau dans le coin supérieur gauche de l'écran est appelé le début de trame. La trame se termine lorsque le faisceau retrouve sa position de départ venant du coin inférieur droit. Une trame se compose de toutes les lignes que le faisceau a parcourues entre le haut et le bas de l'écran.
Si le faisceau d'électrons était allumé en permanence pendant son parcours de la trame, tous les points de l'écran seraient illuminés. Il n'y aurait pas de marges noires autour de la zone affichable. Aux bords de l'écran, l'image serait distordue car il est difficile de contrôler le faisceau à cet endroit. De façon à réduire cette distorsion, les points en dehors de la zone affichable ne sont pas illuminés par le faisceau, même si celui-ci peut être dirigé dans leur direction. Ceci explique que la taille de la zone affichable soit inférieure à la surface totale de l'écran.
Un autre concept important à comprendre est ce qu'il advient du faisceau lorsqu'aucun point n'est illuminé à ce moment dans la zone affichable. Le temps pendant lequel le faisceau aurait pu illuminer les marges latérales de la zone affichable est utilisé pour renvoyer le faisceau du côté droit au côté gauche en le faisant passer à la ligne suivante. De la même façon, le temps pendant lequel le faisceau aurait pu illuminer les marges inférieure et supérieure de la zone affichable est utilisé pour déplacer le faisceau du coin inférieur droit de l'écran au coin supérieur gauche.
Le rôle de la carte graphique est de générer les signaux qui commanderont à l'écran d'allumer ou d'éteindre le faisceau d'électrons pour chaque point, créant ainsi l'image. La carte contrôle aussi le moment où l'écran déplace le faisceau du côté droit au début de la ligne suivante en émettant ce que l'on appelle le signal de synchronisation horizontale (horizontal sync pulse). Un signal de synchronisation horizontale est émis à la fin de de chaque ligne. La carte graphique émet aussi un signal de synchronisation verticale (vertical sync pulse) qui commande à l'écran de renvoyer le faisceau dans le coin supérieur gauche. Un signal de synchronisation verticale est émis à la fin de chaque trame.
De courts temps de pause sont nécessaires immédiatement avant et après l'émission des signaux de synchronisation horizontale et verticale de façon à ce que la position du faisceau puisse se stabiliser. Sinon, l'image ne sera pas stable.
Pour plus d'informations, il y a une page (en anglais) TV and Monitor Deflection Systems.
Dans une section ultérieure, nous reviendrons sur ces bases avec des définitions, des formules et des exemples pour vous aider à les utiliser.