Відеоадаптер

Адаптер – це засіб спряження будь-якого пристрою з будь-якою шиною або інтерфейсом комп’ютера.

Відеока́рта (графічна карта, графічний адаптер, графічний прискорювач (англ. videocard) — пристрій, призначений для обробки, генерації зображень з подальшим їх виведенням на екран периферійного пристрою.

Відеокарта зазвичай є платою розширення (дискретна відеокарта) і вставляється у слот розширення, універсальний (PCI-Express, PCI, ISA) або спеціалізований (AGP), проте відеокарта може бути вбудованою (інтегрованою) у материнську плату (як у вигляді окремого елементу, так і в якості складової частини північного мосту чіпсету або CPU).

Сучасні відеокарти не обмежуються лише звичайним виведенням зображень, вони мають вбудований графічний мікропроцесор, котрий може проводити додаткову обробку, звільняючи від цих задач центральний процесор. Наприклад, усі сучасні відеокарти NVIDIA і AMD (ATI) підтримують OpenGL на апаратному рівні.

Для роботи відеоадаптера необхідні наступні основні компоненти: BIOS (Basic Input/Output System — базова система введення-виведення); графічний процесор, що називається набором мікросхем системної логіки відеоадаптера; відеопам'ять; цифроаналоговий перетворювач, він же DAC — Digital to Analog Converter; відео драйвер; BIOS відеоадаптера.

Відеоадаптери мають свою BIOS, що подібна до системної BIOS, але цілком незалежна від неї. Заставка відеоадаптера першою появляється на екрані відеомонітора.

BIOS відеоадаптера, подібно до системної BIOS, зберігається в мікросхемі ROM; вона містить основні команди, що утворюють інтерфейс між устаткуванням відеоадаптера і програмним забезпеченням. Програма, що звертається до функцій BIOS відеоадаптера, може бути автономним додатком, операційною системою чи системною BIOS. Звертання до функцій BIOS дозволяє вивести інформацію про монітор під час виконання процедури POST і почати завантаження системи до початку завантаження з диска інших програмних драйверів.

BIOS відеоадаптера, як і системну BIOS, можна модернізувати. Поновновлення BIOS відеоадаптера може знадобитися в тому випадку, якщо старий адаптер використовується в новій операційній системі або виробник виявляє істотний дефект у первісному коді програми.

Графічний процесор. Таким чином, при виборі відеоадаптера необхідно уважно ставитись до підбору необхідного набору мікросхем і звернути увагу на виконувані ним операції.

Відеопам'ять. При формуванні зображення відеоадаптер звертається до пам'яті.

Розрядність шини відео системи. Розглядаючи пам'ять у системі відображення, варто також зупинитися на форматі звернення до пам'яті з боку схем обробки зображення. У сучасному відеоадаптері усі схеми, необхідні для формування й обробки зображення, реалізовані в спеціалізованій мікросхемі — графічному процесорі, установленому на цій же платі.

Графічний процесор і пам'ять обмінюються даними по локальній шині. Більшість сучасних адаптерів мають 64- чи 128-розрядну шину. До локальної шини мають доступ тільки мікросхеми графічного процесора і пам’яті адаптера. Іншими словами, якщо в описі відеоадаптера зазначено, що він 64-розрядний, це означає, що усередині нього обмін між пам'яттю і графічним процесором виконується по 64-розрядній локальній шині.

Цифроаналоговий перетворювач відеоадаптера (звичайно називається RAMDAC) перетворює генеруємі комп'ютером цифрові зображення в аналогові сигнали, що може відтворити монітор. Швидкодія цифроаналогового перетворювача виміряється в МГц; чим швидший процес перетворення, тим вища вертикальна частота регенерації. У сучасних високоефективних відеоадаптерах швидкодія може досягати 300 МГц і вище. При збільшенні швидкодії цифроаналогового перетворювача підвищується частота вертикальної регенерації, що дозволяє досягти більш високої роздільної здатності екрана при оптимальних частотах відновлення (72–85 Гц і більше). Як правило, відеоадаптери зі швидкодією від 300 МГц і вище підтримують роздільну здатність до 1 920х1 200 при частотах відновлення більше 75 Гц. Зрозуміло, необхідно переконатися в тому, що необхідна роздільна здатність підтримується як монітором, так і використовуваним відеоадаптером.

Програмний драйвер — важливий елемент відеосистеми, за допомогою якого здійснюється зв'язок програмного забезпечення з відеоадаптером. Відеоадаптер може бути оснащений найшвидшим процесором і найбільш ефективною пам'яттю, але поганий драйвер здатний звести нанівець усі ці переваги.

Характеристики: фірма виробник; тип, модель; підтримувана роздільна здатність; частота регенерації; глибина кольору; обсяг відеопамяті; тип шини; додаткові можливості.

Будова LCD-моніторів.

Будова LCD-монітору представлена на рисунку 1.

Рисунок 1 – Будова LCD-монітору

1. Кришка корпусу – пластмасова кришка з кріпленнями для ножки та отворами для роз’ємів.

2. Задня кришка монітору – захисна металева кришка, що відділяється від електроніки спеціальними екрануючими покладками.

3. Блок обробки зображення – основна плата, яка формує сигнал для матриці; головним елементом є мікросхема (display engine), що виконує всі операції масштабування, перетворення і обробки сигналу. Серед виробників моніторів сьогодні вельми популярні ІС від ST Microelectronics (сімейства ADE3xxx), працюючі під управлінням 8-бітових мікроконтролерів. На цій ж платі розташовані формувачі вихідного сигналу.

4. Блок живлення – внутрішній блок живлення.

5. Інвертор живлення – високовольтний інвертор, що використовується для перетворення постійного струму і отримання високої напруги, необхідної для запуску газорозрядних ламп.

6. Задня кришка панелі – кришка з газорозрядними лампами з холодним катодом (Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL), що розташовані зазвичай зверху та знизу.

7. Фільтри – плівки, що виконують функції поляризатора та розсіювача, а також полімерний світловод (газорозрядні лампи подають світло в торець світловода, від якості якого і залежить рівномірність підсвічення екрану).

8. Плата керування матрицею – основна електроніка матриці, що приймає сигнал LVDS (low-voltage differential signaling); є невід’ємною частиною панелі і незалежна від інших елементів; універсалізація і стандартизація роз’ємів дозволяє створювати різні комбінації панелей і навіть встановлювати матриці інших виробників.

9. РК-матриця – матриця монітора, яка є панеллю під керуванням тонко плівкових транзисторів; основою матриці є мікрошар рідких кристалів, які під впливом електричного поля повертають вісь поляризації світла, яке через них проходить; кольорове зображення формується на основі RGB-тріад кожного пікселя.

10. Кришка панелі – металева кришка-кожух, яка утримує матрицю; виконує захисну функцію і поєднує всі елементи в одне ціле.

11. Панель керування – блок клавіш для регулювання яскравості, контрасту, геометрії та інших параметрів зображення та сервісних функцій монітору.

12. Лицьова панель – передня панель монітору.

Для рідинно-кристалічних моніторів основним елементом, що визначає якість зображення, є матриця TFT. На сьогоднішній день в моніторах представлені три конкуруючі між собою базові технології рідинно-кристалічних панелей і деяка кількість їх різновидів. Це Twisted Nematics (TN, раніше додавали ще і +Film, проте зараз інших просто немає), In-Plane Shutter (IPS, S-IPS) і Vertical Alignment (VA, MVA, PVA). Не зачіпаючи технічних особливостей даних технологій, нище розглянуто лише їх практичні і ринкові аспекти.

TN. Найстаріший і дешевший у виробництві тип матриць, для нього ж характерний мінімальний час відгуку, що і зумовило його широке розповсюдження. Більшість 17-дюймових дисплеїв і до 50% 19-дюймових містять саме матриці TN. На цьому, мабуть, достоїнства закінчуються, і починається довгий список недоліків.

Специфічне, «жорстке» перенесення кольорів, вельми далеке від еталонної (а з появою «надшвидких» панелей воно стало ще гіршим); кліппінг в світлих областях зображення; малі кути огляду, особливо вертикальний; невисока контрастність. До того ж «биті» піксели (dead pixels) на таких матрицях пропускають світло, тому на екрані вони будуть видні у вигляді яскравої синьої, червоної або зеленої точки.

Але все таки, якщо потрібен монітор з мінімальним змазуванням рухомого зображення, саме TN залишається якнайкращим вибором. Проте не варто забувати, що при цьому він абсолютно не підійде для роботи з графікою.

Ідентифікувати такі матриці досить легко по потемнінню картинки при погляді знизу і вицвітанню, аж до інвертування світлих областей при погляді зверху.

IPS/S-IPS. Характеристики матриць, виконаних за даною технологією (розробленою компанією Hitachi), виявляють собою пряму протилежність TN. IPS має цілий ряд переваг. Це і відмінне перенесення кольорів, і ширші кути огляду, і хороший контраст (глибокий чорний колір). Але досягненню успіху IPS на ринку заважають її недоліки: складність у виробництві (як наслідок, дорожнеча) і великий час реакції матриці.

IPS може бути ідеальним вибором для задач, пов'язаних з обробкою статичного зображення. А ось комфортно грати в комп'ютерні ігри, на жаль, не вийде. Тому монітори з такими матрицями вибирають переважно професіонали у області графіки.

Ідентифікувати матриці IPS також легко: якщо поглянути під кутом на включений монітор з чорною заливкою на екрані, то чорний колір матиме фіолетовий відтінок.

MVA/PVA. Технологія MVA (Multi-domain Vertical Alignment) розроблена компанією Fujitsu як компромісна між IPS і TN. Достоїнства таких матриць: відмінні кути огляду, непогане перенесення кольорів, висока контрастність; проте час відгуку як і раніше не може порівнятися з відповідним показником у TN.

Стандарт ISO 13406-2 визначає чотири класи рідинно-кристалічних панелей, для кожного з яких допускається наявність певної кількості непрацюючих комірок на мільйон пікселов. Для масового розповсюдження на даний момент сертифіковані лише матриці першого («биті» субпіксели відсутні) і другого класів (кількість субпікселов що не працюють не більше п'яти). Проте зважаючи на безперервне падіння цін тримати таку планку якості виробникам все важче: дуже багато панелей йде в брак, а працювати в збиток в умовах демпінгу довго не вийде. Тому якщо тенденція до здешевлення рідинно-кристалічних дисплеїв збережеться і в майбутньому, то зовсім не виключено появу на ринку і панелей третього класу (від 6 до 50 що вийшли з ладу субпікселів).

Гарантія на повну відсутність субпікселів, що вийшли з ладу звичайно дається лише на окремі моделі моніторів (вершини продуктових лінійок) і свідчить про застосування панелей першого класу. Другий же клас просто встановлюють в дешевші моделі лінійки. Крім того, таку гарантію на свої дисплеї можуть давати перш за все ті бренди, які виробляють рідинно-кристалічні панелі для себе, оскільки при цьому вони мають нагоду відібрати для власних пристроїв найякісніші з них: Samsung, LG і Philips.