Конспект в формате doc / Лекция 7

Лекция 7. Видеоадаптеры

В данной лекции рассматриваются виды и характеристики видеоадаптеров.

Видеоадаптер, как часть компьютера появился относительно недавно - практически одновременно с появлением персонального компьютера. До возникновения персональных компьютеров и терминалов информация отражалась в виде индикаторов, перфокарт и первых принтеров.

В IBM совместимых компьютерах, первые видеокарты появились с выходом первого IBM XT. Самый первый адаптер - это MDA. Он был разработан фирмой IBM и являлся монохромным алфавитно-цифровым адаптером. Следующим был CGA - это уже был цветной адаптер и поддерживал он 16 цветов, но в графических режимах он мог использовать одновременно только 4 или 2 цвета. По настоящему первым графическим и цветным адаптером стал HGA - разработанный фирмой Hercules он был революционным для того времени.

Что такое видеоадаптер

Видеоадаптер – это подсистема ПК, необходимая для вывода графической информации на монитор.

Определим общие особенности всех видеокарт:

• наличие собственной видеопамяти. Собственная память нужна видеоадаптеру для работы с той информацией, которую ему передает компьютер и которая потом выводится на экран.

• специальная микросхема, отвечающая непосредственно за обработку поступающей информации и вывод ее на экран.

Начнем с микросхемы. Раньше ее называли видеочипом", сейчас все чаще можно услышать "видеопроцессор" или "видеоакселератор" (среди профессионалов принят термин RAMDAC). Задача первых видеопроцессоров заключалась только лишь в получении от операционной системы определенных последовательностей команд в которых указывалось в какое место экрана и какую букву поместить. С появлением графических адаптеров, видеочип уже работал не с отдельными буквами и цифрами, а с точками экрана и их цветом. С появлением ускорителей трехмерной графики, все связанные с ней расчеты изначально были возложены на центральный процессор компьютера. Однако это сильно нагружало процессор и скорость смены кадров была практически нулевой (имеются ввиду не профессиональные графические станции, а обычный персональный компьютер). Поэтому на видеоадаптер также возложили обязанности по обработке трехмерных сцен.

Режимы и характеристики видеокарт

Любой современный видеопроцессор работает в двух режимах:

• 2D (Two-dimension)

• 3D. (Three-dimension)

Первый из них используется при работе с плоской графикой - двухмерной. С 2D графикой мы работаем каждый день - когда печатаем документ, работаем в Интернете, рисуем в Photoshop'е или смотрим видеодиск. Это и есть двухмерная графика.

С 3D или трехмерной графикой мы сталкиваемся только в компьютерных играх, если конечно вы не являетесь профессиональным художников или это не ваше хобби.

Наиболее важной характеристикой, в обоих режимах является максимальная частота вертикальной развертки - скорости перерисовки экрана. Чем она выше - тем меньше у вас будут уставать глаза при долгой работе за компьютером. Сейчас стандартом считается частота не ниже 85Гц.

Если уменьшить частоту адаптера до 56 или 60Гц, то особенно в комнатах, где находится много электроники и различных проводов, вы можете заметить, что изображение начнет слегка подергиваться. Это особенно заметно боковым зрением. Если просидеть за таким монитором несколько часов, то начинают болеть глаза. Конечно, кроме адаптера такую же частоту должен поддерживать и ваш монитор. А вообще старайтесь всегда ставить ту максимальную частоту, которую поддерживает ваш монитор на данном разрешении.

Кроме максимальной частоты значение имеет четкость картинки.

3D-графика

Когда вы запускаете современную игру, сделанную по последнему слову технологии, в дело вступает 3D часть видеопроцессора. Для лучшего понимания вопроса, необходимо пояснить, что такое трехмерная графика.

Первое отличие 3D от 2D графики заключается, что логично, в количестве координат. Если для отображения курсора в текстовом редакторе достаточно 2 координат - x и y, то для того чтобы правильно нарисовать, например, монстра в игре Quake необходимо уже знать 3 координаты - x, y и z.

Как это реализуется. Сначала компьютер просчитывает координаты объекта в пространстве (объектом может быть что угодно, начиная от цветка в поле и заканчивая планетой в космосе) и передает их видеопроцессору. Последний, по полученным координатам строит каркас, на который накладывает необходимые текстуры (текстура - это специальный рисунок, создающий эффект реалистичности поверхности) и проецирует трехмерную систему координат в двухмерную, на плоскость изображения. Почему так? Дело в том, что отобразить на плоской поверхности трехмерную сцену без специального преобразования без искажений невозможно. По настоящему трехмерный мир можно показать только в виртуальной реальности или создать его эффект с помощью стереоэффекта.

При детальном изображении построение одно трехмерной схемы требует больших вычислительных ресурсов. А в тех же играх сцены меняются постоянно. Вот здесь и проявляются возможности видеопроцессора. Кроме частоты вертикальной развертки, основными характеристиками 3D части видеочипа являются:

• частота работы,

• скорость "заливки" текстур

• объем поддерживаемой видеопамяти.

Частота работы, как и центрального процессора компьютера, измеряется в Мгц. На сегодня, средняя скорость последних моделей видеопроцессоров уже перешагнула 200МГц. Скорость "заливки" - это скорость, с какой видеочип накладывает текстуры на каркас. Измеряется она в млн. текселей (тексель (texel) это определенная точка текстуры).

Память. Если на первых моделях видеокарт объем памяти был равен 512Кб, то сегодня ее объемы сравнялись уже с объемами оперативной памяти компьютера - 64Мб и 128Мб. Основное назначение локальной памяти видеокарты - хранение текстур. Кроме этого там производится работа по обсчету трехмерных сцен. Для современного видеоадаптера имеет значение не только объем установленной памяти, но и также ее скорость работы и тип. Сегодня в видеоадаптерах применяют три типа памяти - SDRAM, SGRAM и DDR RAM. Отличаются они в первую очередь скоростью передачи данных. Наиболее распространена, особенно на более дешевых видеокартах SDRAM память. Этот же тип памяти используют при изготовлении модулей DIMM - память применяемая в компьютере в качестве оперативной. SGRAM более быстрая, но она же и несколько дороже. А наиболее дорогой и наиболее быстрой является DDR RAM память. Используется она только в видеокартах построенных на самых последних моделях видеопроцессоров и чаще всего в люкс комплектации. Ну и конечно же - чем больше локальной памяти установлено на видеокарте, тем больше там может храниться текстур и тем быстрее будет производится прорисовка сцен и выводе на экран.

В последнее время стало чуть ли не "модным" разгонять собственную видеокарту, благо утилит для этого достаточно. "Разгон" заключается в повышении тактовых частот видеопроцессора и локальной памяти видеокарты. Только вот, в отличие от общего разгона компьютера, вывести карту из строя шансов гораздо больше. К сожалению, определить какой режим окажется для видеопроцессора смертельным гораздо сложнее. Если вы выставите нестандартную частоту работы компьютера он может просто отказаться работать. Видеокарта же, работать будет, вот только - сколько? А потом она может просто сгореть. Так что если вы все-таки решитесь на этот шаг - проконсультируйтесь сначала со знакомым специалистом или почитайте материалы по этому вопросу. Их имеется достаточное количество в Интернете.

3