2.2.2 Видеоадаптеры
Видеоадаптер – электронная плата, которая обрабатывает видеоданные (текст и графику) и управляет работой дисплея.
Видеоадаптеры имеют следующие характеристики:
Разрешение – термин, относящийся к точности воспроизведения или деталям визуального образа:
Цветовая глубина. Каждый пиксель изображения на экране создается, используя комбинацию трех различных цветовых сигналов. Точное состояние каждого пикселя управляется интенсивностью этих цветов и количеством информации, которая сохранена о пикселе, и определяет его цветовую глубину. Чем больше битов используется в описании пикселя («битовая глубина»), тем более точны цветовые детали изображения (см. табл.)
Таблица Связь характеристик видеосистемы с объёмом памяти
Современная графическая карта ПК включает 4 главные компоненты (см. рис.)
Графический процессор (вместо того, чтобы посылать образ экрана в буфер кадра, центральный процессор посылает набор инструкций, которые интерпретируются драйвером графической карты и выполняются процессором карты);
Видео память (память, которая держит видеоизображение или буфер кадра, обычно располагается на графической карте непосредственно, это дает возможность ей настройки для определённых задач, имеющих ряд особенностей: доступ к памяти осуществляется достаточно крупными блоками, она должна быстро перезаписывать большие объёмы данных без прерывания процедуры считывания, так как образ картинки, формируемый на экране монитора, постоянно считывается из этой памяти с частотой кадровой развертки монитора);
Программируемый цифроаналоговый преобразователь (ПЦАП, или random access memory digital-to-analogue converter – RAMDAC) с высокой частотой считывает содержимое видеопамяти, преобразует в аналоговый RGB-сигнал и передает по видеокабелю на монитор, частота, с которой ПЦАП может преобразовывать информацию, и структура самого графического процессора определяют диапазон частоты обновления экрана, число цветов и максимальное разрешение).;
Программное обеспечение драйвера.
Рис. Схема графической карты
Прежде чем превратиться в изображение на мониторе двоичные цифровые данные обрабатываются центральным процессором и проходят к монитору в четыре этапа (см. схему):
Из шины на видеосхему, где она обрабатывается (цифровая информация);
Из видеосхемы в видеопамять, в которой будет храниться отображение экрана (цифровая информация);
Из видеопамяти в ПЦАП; при этом образ экрана преобразуется в форму, доступную монитору;
Из цифроаналогового преобразователя в монитор.
Рис. Траектория данных в видеокарте
Цифровые видеокарты.
Первые плоскопанельные (матричные) мониторы (ЖКД) соединяли с графической картой через разъём VGA. При этом графическая карта сначала преобразовывала сигнал в аналоговую форму посредством ПЦАП. Так как ЖКД в отличие от мониторов на ЭЛТ имеет цифровую природу, аналоговый сигнал затем преобразовывался в цифровую форму внутренней схемой ЖКД, которая увеличивала стоимость устройства и влияла на качество изображения (особенно в области цветопередачи).
Кроме того, традиционный аналоговый канал передачи видеосигналов стал узким местом видеосистемы. Повысить качество изображения можно, поместив микросхемы ЦАП в монитор, прямо на плату видеоусилителей, и подавая на них от компьютера цифровые сигналы базисных цветов.
Для решения перечисленных проблем был разработан цифровой интерфейс (Digital Video Interface – DVI).
Интерфейс DVI предназначен для подключения дисплеев любого типа (ЭЛТ и матричных) к компьютеру, причем возможны два варианта коннекторов и интерфейса: чисто цифровой и цифровой с традиционным аналоговым сигналом. Во втором случае к разъёму DVI через пассивный переходник может быть подключен монитор с обычным аналоговым VGA-интерфейсом (см рис.)
Рис. Разновидности DVI интерфейсов
В основе протокола DVI находится технология быстродействующего последовательного интерфейса PanelLink, использующего метод разностных сигналов с минимизацией переходов, что означает сокращение числа резких колебаний напряжения сигнала, что снижает уровень электромагнитных помех и позволяет увеличить пропускную способность и точность канала («минимизированный переход») и использование пары дополнительных битов, которые управляют инвертированием длинных последовательностей «1» или «0», центрируя средний уровень сигнала.