|
Видеокарта (видеоадаптер, графический адаптер) – устройство, входящее в состав компьютера,
которое предназначено для формирования, обработки изображения
и выдачи соответствующих сигналов на
устройство графического вывода – монитор.
Устанавливается на материнской плате в свободный разъем AGP или PCI.
Основными компонентами современной
видеокарты являются: SVGA-ядро, ядро
2D-ускорителя, ядро 3D-ускорителя,
видеоядро, видео- BIOS (базовая система
ввода-вывода), контроллер памяти, видеопамять, интерфейс главной шины,
интерфейс внешнего порта ввода-вывода, RAMDAC. Аппаратно часть
этих компонентов, как правило, реализуется на одном кристалле видеоконтроллера.
2D-ускоритель – устройство, осуществляющее обработку графики в
двух координатах на одной плоскости.
3D-ускоритель – устройство, осуществляющее построение и обработку
трехмерных (3D) изображений. В процессе формирования 3D-изображения
аппаратный 3D-ускоритель взаимодействует с программным обеспечением.
Сам же процесс имеет несколько этапов: определение состояния объектов;
определение соответствующих текущему состоянию геометрических трехмерных
моделей; разбиение этих моделей на простые элементы – графические
примитивы, в качестве которых чаще используют треугольники (именно
на этом этапе подключается аппаратный
3D-ускоритель); привязка текстур и
освещения; геометрические преобразования координат вершин примитивов
относительно виртуальной точки наблюдения; игнорирование невидимых
примитивов; преобразование параметров
примитивов в целочисленные значения,
с которыми работают аппаратные компоненты; закраска примитивов и финальная
обработка.
Основные аппаратные элементы 3D-ускорителя:
геометрический процессор, механизм
установки и механизм закраски примитивов.
Характеристиками ускорителей являются максимальная пропускная способность
(треугольников в секунду, triangle throughput), максимальная
производительность закраски (точек
в секунду, fill rate), скорость (кадров
в секунду, frames per second, fps).
OpenGL, Direct3D, Glide – специализированные прикладные программные библиотеки для
работы с трехмерной графикой.
Библиотека OpenGL, благодаря играм,
пришла
в несколько упрощенном виде из сферы графических
станций. Многие современные программы
оптимизированы под OpenGL.
Библиотека Direct3D поддерживается
практически всеми ускорителями и, начиная
с версии 6, является конкурентом OpenGL.
Библиотека Glide разработана компанией
3Dfx
и поддерживается только ускорителями 3Dfx Voodoo.
RAMDAC – цифро-аналоговый преобразователь памяти
с произвольным доступом. Это устройство отвечает за формирование
окончательного изображения на мониторе. RAMDAC преобразует результирующий
цифровой поток данных, поступающих от других компонентов видеокарты,
в уровни интенсивности, подаваемые на соответствующую электронную
пушку трубки монитора – красную, зеленую или синюю. Поскольку современные
мониторы, построенные на электронно-лучевых трубках, являются
аналоговыми, то выходное устройство
видеокарты, т. е. RAMDAC, должно осуществлять
цифро-аналоговые преобразования сигналов, поступающих
на видеотракт монитора. Помимо цифро-аналоговых преобразователей для
каждого цветового канала (красного,
зеленого, синего), RAMDAC имеет встроенную
память для хранения данных о цветовой палитре и т. д. Такие характеристики
RAMDAC, как его частота и разрядность, определяют качество изображения.
Частота говорит о том, какое максимальное разрешение и при
какой частоте кадровой развертки монитора сможет поддерживать видеокарта.
RAMDAC современных видеоадаптеров имеют частоты не ниже 170 MHz.
Разрядность определяет, сколько цветов
может поддерживать видеокарта. Наиболее
распространенное 8-битное представление на каждый канал цвета
монитора обеспечивает отображение около 16.7 миллиона цветов, а 10-битное
– более 1 миллиарда.
AGP (Accelerated Graphics Port) – специальная графическая шина, предназначенная для
передачи потока видеоданных. Особенности шины AGP состоят в том,
что, во-первых, она работает с частотой системной шины до 133 MHz,
что вчетверо больше, чем у PCI, а во-вторых, теперь графический акселератор
через эту шину напрямую обменивается информацией с системной
памятью.
В режиме AGP 2x за один 66 MHz такт шина способна передавать
два блока данных, в результате чего
пропускная способность шины имеет величину
532 Мb в секунду.
В режиме AGP 4x (версия AGP 2.0) по шине за
один 66 MHz такт передается 4 блока
данных, что дает пиковую пропускную
способность до 1066 Мb в секунду.
Стандарт AGP вытеснил такие устаревшие
интерфейсы,
использовавшиеся видеокартами, как
ISA, VLB, PCI. Разъем AGP на материнской плате предназначен исключительно
для подключения видеоадаптера.
1, 2, 4, 8, 12, 16, 32 Mb – объем локальной видеопамяти графического
адаптера (в мегабайтах). Объем видеопамяти во многом определяет производительность
видеокарты. Минимальным размером в настоящее время
принято считать 8 Mb для карты на шине PCI или 4 Mb на шине AGP.
DRAM, SDRAM, SGRAM, VRAM, WRAM, 3D RAM, CDRAM, MDRAM, Direct
RAMBus DRAM – типы видеопамяти.
DRAM (Dynamic RAM) – динамическое оперативное
запоминающее устройство (ОЗУ) – тип памяти с динамической
выборкой. Для считывания (записи) данных требуется два цикла
вычислений.
SDRAM (Synchronous DRAM) – тип памяти с синхронной динамической
выборкой. Отличается большей производительностью по сравнению с
DRAM.
SGRAM (Synchronous Graphics RAM) – синхронное графическое ОЗУ.
Разновидность SDRAM. Поддерживает специальные функции масочной и блоковой
записи. Производительность оптимизирована для графических операций.
Имеет уникальные свойства, обеспечивающие высокую скорость обработки
графики.
VRAM (Video RAM) – видео ОЗУ. В отличие от DRAM осуществляет
считывание и запись данных за один цикл и тем самым повышает производительность.
Используется в видеоконтроллерах, рассчитанных на
очень высокое разрешение и минимум
24-битное представление цвета.
WRAM (Windows RAM) – оконное ОЗУ. Отличается лучшей, чем у VRAM, пропускной
способностью и встроенной поддержкой некоторых функций. Применяется
только двумя производителями – Matrox и Number Nine.
3D RAM – трехмерное ОЗУ. Этот тип памяти
оптимизирован для выполнения трехмерных
операций. Имеет собственные встроенные в кристалл вычислительный
блок и "быструю" кэш-память. 3D RAM
объединяет в себе лучшие свойства архитектур
VRAM, WRAM и DRAM, но в силу высокой стоимости область применения
ограничена видеоускорителями графических станций.
CDRAM (Cached DRAM) – кэшированная
память.
Включает обычный блок (4 или 16Mb)
памяти типа DRAM и 16 Kb кэш-памяти.
Как правило, CDRAM используют в профессиональных
видеокартах.
MDRAM (Multibank DRAM) – многобанковое ОЗУ.
Используется только в видеоадаптерах
компании Tseng Labs.
Direct RAMBus DRAM – этот тип памяти
отличается
наличием собственной внутренней шины
(RAMBus Channel) с высокой пропускной
способностью. Является возможным претендентом
на широкое применение в будущем.
TV-in, Video-in – подразумевается наличие разъема для подключения телевизионной
антенны (в случае, если на плате установлен TV-Tuner) или линейного
видеовхода для подключения видеомагнитофона или видеокамеры. С
помощью такой видеокарты возможен просмотр теле/видеопередач на экране
монитора. При наличии видеокамеры эту
особенность видеоадаптера можно использовать
для проведения телеконференций в сети Internet.
TV-out, Video-out – подразумевается возможность подключения
телевизора через специальный разъем и вывода изображения на его
экран. Этот режим может быть использован для просмотра видеофильмов
с CD-Video или DVD-дисков.
|