Федеральне агентство з освіти
Тольяттинский Державний Університет
Кафедра інформатики та обчислювальної техніки
Реферат на тему
"Апаратні засоби виведення графічної інформації.
Засоби візуального відображення графічної інформації. "
Виконали: студентки групи ПІ-202
Перевірила:
Тольятті, 2009
Введення
Стандартним пристроєм виводу графічної інформації в комп'ютері IBM вважається система, яка складається з монітора і відеокарти.
Розмір монітора вимірюється по діагоналі у дюймах. Монітори мають розмір від 10 до 21 дюйма. Існують монохромні (чорно-білі) і кольорові монітори.
Основні компоненти відеокарти - це відеопроцесор і відеопам'ять.
Відеопроцесор - це спеціальна мікросхема, яка реагує на команди управління екраном. Від властивостей відеопроцесора залежить швидкість, з якою виконуються операції з графічними об'єктами на екрані.
Відеопам'ять - це частина оперативної пам'яті для зберігання сформованого зображення. Від обсягу відеопам'яті залежить доступне графічне і кольорова.
Графічне дозвіл екрану.
Екран складається з окремих точок зображення, які називаються пікселями. Кількість точок зображення (пікселів), що розміщуються на екрані по горизонталі й вертикалі визначає графічне дозвіл екрану. Графічне дозвіл залежить від властивостей монітора і відеокарти.
Стандартний ряд графічних дозволів: 320х200, 640х480, 800х600, 1024х768, 1152х864, 1200х1024, 1600х1200 і т.д. Мінімальним графічним дозволом для Windows95 вважається 640 пікселів по горизонталі і 480 пікселів по вертикалі (640х480).
Від роздільної здатності монітора залежить якість зображення. Чим вище дозвіл екрана, тим менше розмір кожного пікселя, тим вище чіткість зображення.
Кольорове дозвіл екрану.
Кількість одночасно відтворених квітів на екрані називається колірним дозволом екрану.
Мінімальна вимога операційної системи Windows 95 16 кольорів.
Таблиця 1: Зв'язок між розмірами файлу і роздільною здатністю зображення
Графічне дозвіл Кольорове дозвіл Розмір файлу
640х480 256 300 Кбайт
640х480 Більше 65 тисяч 600 Кбайт
640х480 Понад 16 млн. 900 Кбайт
Сучасні комп'ютери мають дивні можливостями впливу на наші органи почуттів. Всі три основні сенсорні системи, які розрізняють психологи, - візуальна, аудиальная і кінестетична (тілесні відчуття) - приймають інформацію від комп'ютера: ми спостерігаємо чудове зображення на екрані, чуємо приголомшливий просторовий звук з динаміків і навіть відчуваємо вібрацію і ривки при використанні джойстиків і керма з силовою зворотним зв'язком.
Хочемо ми того чи ні, але ПК з кожним роком перетворюються у все більш досконалі засоби для створення віртуальної реальності. Чого варта одна тільки тривимірна графіка, не кажучи вже про об'ємному звучанні з точним позиціонуванням десятків джерел звукових коливань у тривимірному просторі навколо слухача!
Загальні тенденції
Протягом останніх двадцяти років комп'ютерної еволюції ми спостерігаємо процес розподілу обчислювальної потужності по вузлах комп'ютера - спеціалізовані процесори з'явилися в графічних адаптерах, звукових платах, мережевих контролерах і навіть у підсистемах зовнішньої пам'яті, наприклад в RAID-контролерах. Втім, кілька разів фірми гучно оголошували про поворот цієї тенденції назад, посилаючись на появу нових ЦП, здатних замінити спеціалізовані сигнальні процесори. Так, корпорація Intel в середині 1990-х рр.. на підтримку архітектури P6 висунула ініціативу Native Signal Processing, а Apple після переведення Macintosh на PowerPC організувала випуск інтерфейсу GeoPort, що дозволяє підключати до комп'ютера недорогі неінтелектуальні комунікаційні пристрої.
Поступово і непомітно в другій половині 1990-х рр.. уніфікація перейшла з апаратного рівня на програмний. Наприклад, якщо на початку 90-х всі випущені графічні контролери повинні були бути сумісними по регістрах введення-виведення з VGA, а звукові плати - з Sound Blaster, то сьогодні така сумісність дотримується рідко - виробники тепер стежать за тим, щоб забезпечити правильну взаємодію адаптера з драйверами DirectX.
Відзначимо, що основні законодавці мод у комп'ютерній індустрії (корпорації Intel та Microsoft) не завжди погоджують свої зусилля. Наприклад, в 1998 р. Microsoft випустила систему Windows 98, яка дозволяє одночасно використовувати декілька графічних плат PCI, а Intel до того моменту вже щосили перекладала графічні контролери на нову шину AGP.
У розвитку ЕПТ-моніторів за останні 10 років революційних змін не відбувалося, але спостерігалися п'ять примітних процесів: перехід на стандарти безпеки (MPR, TCO та ін), впровадження системи VESA DDC для передачі інформації про параметри монітора в комп'ютер, збільшення частоти оновлення екрану , зниження енергоспоживання і поліпшення ергономічних характеристик. Всі перераховані стандарти і технології впроваджувалися поступово, причому часто одночасно, тому ми згадуємо їх у довільному порядку.
Малоізлучающіе монітори, відмічені значками MPR II і TCO-92, на початку 1990-х рр.. істотно знизили стомлюваність при тривалій роботі за екраном. Завдяки стандарту VESA DDC дисплеї приєдналися до довгого переліку пристроїв класу PnP: система Windows починаючи з версії 95 убезпечує користувача від випадкової установки надмірно жорстких графічних режимів, які виводять частоти синхронізації монітора за граничні значення.
Зі збільшенням діапазонів частот горизонтальної і вертикальної розгортки в 90-х рр.. збільшилася максимальна роздільна здатність, а частота оновлення зображення зросла до рівня 85-100 Гц, при якому більшість користувачів не помічають мерехтіння. Після впровадження технологій енергозбереження відпала необхідність окремо включати і вимикати харчування системного блоку комп'ютера і монітора.
Численні ручки і кнопки налаштування на моніторах поступилися місцем зручним екранним меню, а деякі фірми (наприклад, Mitsubishi) навіть застосували USB-інтерфейс для того, щоб користувач міг налаштовувати монітор з програми. Серед винаходів останніх років відзначимо систему LightFrame фірми Philips, яка апаратним способом збільшує яскравість картинки в окремих областях екрана, і її аналоги від інших виробників.
Приблизно до кінця 1990-х рр.. фірми продовжували створювати нові варіанти електронних гармат і масок, але в нинішньому десятилітті мало хто з виробників серйозно займається вдосконаленням ЕПТ-технології, набагато більше уваги приділяючи РК-дисплеїв.
Завдяки швидкому зниженню цін, РК-монітори за останні рік-два в очах більшості покупців перетворилися з недоступних принців / принцес у супутників життя. Приємно, що розширення кутів огляду і збільшення контрастності супроводжувалося здешевленням матриць. Схеми управління ЖК-моніторами цифрові за своєю природою, тому саме ЖК-технологія принесла в монітори цифрові інтерфейси DVI.
Сьогодні РК-монітори впевнено витісняють ЕПТ в багатьох областях застосування, крім самих недорогих комп'ютерів і станцій для графічних робіт і підготовки до друку, де потрібна точна передача кольору.
В останній рік на ринку з'явилися великі РК-панелі розміром до 42 дюймів по діагоналі, які повинні скласти серйозну конкуренцію плазмовим панелям.
LCD-монітори
LCD (Liquid Crystal Display, рідкокристалічні монітори) зроблені з речовини, яка знаходиться в рідкому стані, але при цьому володіє деякими властивостями, властивими кристалічним тілам. Рідкі кристали були відкриті давним-давно, але спочатку вони використовувалися для інших цілей. Молекули рідких кристалів під впливом електрики можуть змінювати свою орієнтацію і внаслідок цього змінювати властивості світлового променя проходить крізь них. Грунтуючись на цьому відкритті і в результаті подальших досліджень, стало можливим виявити зв'язок між підвищенням електричної напруги й зміною орієнтації молекул кристалів для забезпечення створення зображення. Перше своє застосування рідкі кристали знайшли в дисплеях для калькуляторів і в кварцових годинниках, а потім їх почали використовувати в моніторах для портативних комп'ютерів. Сьогодні, в результаті прогресу в цій області, починають отримувати все більше поширення LCD-монітори для настільних комп'ютерів. Далі мова піде тільки про традиційні LCD-моніторах, так званих Nematic LCD.
Екран LCD-монітора являє собою масив маленьких сегментів (званих пікселями), які можуть маніпулюватись для відображення інформації. LCD-монітор має кілька шарів, де ключову роль грають дві панелі зроблені з вільного від натрію і дуже чистого скляного матеріалу, званого субстрат або підкладка, які власне і містять тонкий шар рідких кристалів між собою. На панелях є борозенки, що надають кристали, повідомляючи їм спеціальної орієнтації. Борозенки розташовані таким чином, що вони є паралельними кожної панелі, але перпендикулярні між двома панелями. Поздовжні борозенки утворюються внаслідок нанесення на скляну поверхню тонких плівок прозорого пластику, що потім спеціальним чином обробляється. Стикаючись з борозенками, молекули в рідких кристалах орієнтуються однаково у всіх комірках. Молекули одного з типів рідких кристалів (нематиків) у відсутності напруги повертають вектори електричного (і магнітного) поля в такій світлової хвилі на деякий кут у площині, перпендикулярній до напрямку поширення пучка. Проміжок між панелями дуже близько один до одного. Рідко-кристалічна панель освітлюється джерелом світла (залежно від того, де він розташований, рідко-кристалічні панелі працюють на відображення або на проходження світла). Площина поляризації світлового променя повертається на 90 ° при проходженні однієї панелі.
Пристрій LCD-екрана
При появі електричного поля, молекули рідких кристалів частково вибудовуються уздовж поля і на кут повороту площини поляризації світла стає відмінним від 90 °.
Для виведення кольорового зображення необхідне підсвічування монітора ззаду так, щоб світло породжувався в задній частині LCD-дисплея. Це необхідно для того, щоб можна було спостерігати зображення з гарною якістю, навіть якщо навколишнє середовище не є світлим. Для отримання кольорового зображення використовують три фільтри, що виділяють з випромінювання джерела білого світла три основні компоненти. Комбінуючи три основні кольори для кожної точки або пікселя екрана з'являється можливість відтворити будь-який колір.
Перші LCD-дисплеї були дуже маленькими, близько 8 дюймів, в той час як сьогодні вони досягли 15 "розмірів для використання в ноутбуках, а для настільних комп'ютерів виробляються 19" і більше LCD-монітори. Слідом за збільшенням розмірів слід збільшення дозволу, наслідком чого є поява нових проблем, які були вирішені за допомогою з'явилися спеціальних технологій, все це ми опишемо далі. Однією з перших проблем була також стандарту у визначенні якості відображення при високій роздільній здатності. Першим кроком на шляху до мети було збільшення кута повороту площини поляризації світла в кристалах з 90 ° до 270 °.
У майбутньому слід очікувати розширення вторгнення LCD-моніторів ринку, завдяки тому факту, що з розвитком технології кінцева ціна пристроїв знижується, що дає можливість більшій кількості користувачів купувати нові продукти.
Коротко розповімо про дозвіл LCD-моніторів. Це дозвіл те і його ще називають native, він відповідає максимальному фізичному вирішенню CRT-моніторів. Саме в native вирішенні LCD-монітор відтворює зображення найкраще. Цей дозвіл визначається розміром пікселів, який в LCD-монітора фіксований. Наприклад, якщо LCD-монітор має native дозвіл 1024 × 768, то це означає, що на кожній з 768 ліній розташоване 1024 електродів, читай пікселів. При цьому є можливість використовувати і більш низьке, ніж native, дозвіл. Для цього є два способи. Перший називається "Centering" (центрування), суть методу в тому, що для відображення зображення використовується тільки ту кількість пікселів, яка необхідна для формування зображення з низьким дозволом. У результаті зображення виходить на весь екран, а в середині. Усі невикористовувані пікселі залишаються чорними, тобто навколо зображення утворюється широка чорна рамка. Другий метод називається "Expansion" (розтягнення). Суть його в тому, що при відтворенні зображення з більш низьким, ніж native, дозволом використовують всі пікселі, тобто зображення займає весь екран. Однак через те, що зображення розтягується на весь екран, виникають невеликі спотворення, і погіршується різкість. Тому, при виборі LCD-монітора важливо чітко знати який саме дозвіл вам потрібно.
Окремо варто згадати про яскравість LCD-моніторів, тому що поки немає жодних стандартів для визначення того, достатньою яскравістю має LCD-монітор. При цьому в центрі яскравість LCD-монітора може бути на 25% вище, ніж у країв екрану. Єдиний спосіб визначити, чи підходить вам яскравість конкретного LCD-монітора, це порівняти його яскравість з іншими LCD-моніторами.
І останній параметр, про який потрібно згадати, це контрастність. Контрастність LCD-монітора визначається відношенням яркостей між найяскравішим білим і темним чорним кольором. Хорошим контрастним співвідношенням вважається 120: 1, що забезпечує відтворення живих насичених кольорів. Контрастне співвідношення 300: 1 і вище використовується тоді, коли потрібно точне відображення чорно-білих півтонів. Але, як і у випадку з яскравістю поки немає жодних стандартів, тому головним визначальним чинником є ваші очі.
Варто відзначити і таку особливість частини LCD-моніторів, як можливість повороту самого екрана на 90 °, з одночасним автоматичним розворотом зображення. У результаті, наприклад, якщо ви займаєтеся версткою, то тепер аркуш формату A4 можна повністю вмістити на екрані без необхідності використовувати вертикальну прокрутку, що б побачити весь текст на сторінці. Щоправда, серед CRT-моніторів теж є моделі з такою можливістю, але вони вкрай рідкісні. У випадку з LCD-моніторами, ця функція ставати майже стандартної.
До переваг LCD-моніторів можна віднести те, що вони дійсно плоскі в буквальному сенсі цього слова, а створюване на їх екранах зображення відрізняється чіткістю і насиченістю кольорів. Відсутність спотворень на екрані і маси інших проблем властивих традиційним CRT-моніторів. Додамо, що споживана і розсіюючи потужність у LCD-моніторів істотно нижче, ніж у CRT-моніторів.
Головною проблемою розвитку технологій LCD-для сектора настільних комп'ютерів, схоже, є розмір монітора, що впливає на його вартість. Зі збільшенням розмірів дисплеїв знижуються виробничі можливості. В даний час максимальна діагональ LCD-монітора придатного до масового виробництва сягає 20 ", а нещодавно деякі розробники представили 43" моделі і навіть 64 "моделі TFT-LCD-моніторів готові до початку комерційного виробництва.
Але схоже, що результат битви між CRT і LCD-моніторами за місце на ринку вже відомий. Причому не на користь CRT-моніторів. Майбутнє, судячи з усього, все-таки за LCD-моніторами з активною матрицею. Результат битви став зрозумілим після того, як IBM оголосила про випуск монітора з матрицею, що має 200 пікселів на дюйм, тобто з щільністю в два рази більше, ніж у CRT-моніторів. Як стверджують експерти, якість картинки відрізняється так само як при друку на матричному і лазерному принтерах. Тому питання переходу до повсюдного використання LCD-моніторів лише в їх ціні.
Тим не менше, існують і інші технології, які створюють і розвивають різні виробники, і деякі з цих технологій звуться PDP (Plasma Display Panels) або просто "plasma" і FED (Field Emission Display).
СRT-монітори
Сьогодні найпоширеніший тип моніторів це CRT (Cathode Ray Tube) монітори. Як видно з назви, в основі всіх подібних моніторів лежить катодно-променева трубка, але це дослівний переклад, технічно правильно говорити електронно-променева трубка (ЕПТ).
Розглянемо принципи роботи CRT-моніторів. CRT або ЕЛТ-монітор має скляну трубку, усередині якої знаходиться вакуум, тобто все повітря видалено. З фронтального боку внутрішня частина скла трубки покрита люмінофором (Luminofor). В якості люмінофорів для кольорових ЕПТ використовуються досить складні склади на основі рідкісноземельних металів - ітрій, ербію і т.п.
Люмінофор це речовина, яка випромінює світло при бомбардуванні його зарядженими частинками. Для створення зображення в CRT-моніторі використовується електронна гармата, яка випускає потік електронів крізь металеву маску або решітку на внутрішню поверхню скляного екрана монітора, яка покрита різнокольоровими люмінофорним точками. Потік електронів на шляху до фронтальної частини трубки проходить через модулятор інтенсивності і прискорює систему, що працюють за принципом різниці потенціалів. У результаті електрони набувають велику енергію, частина з якої витрачається на світіння люмінофора. Електрони потрапляють на люмінофорному шар, після чого енергія електронів перетворюється на світло, тобто потік електронів змушує точки люмінофора світитися. Ці світні точки люмінофора формують зображення, яке ви бачите на вашому моніторі. Як правило, у кольоровому CRT-моніторі використовується три електронні гармати, на відміну від однієї гармати, що застосовується в монохромних моніторах, які зараз практично не виробляються і мало кому цікаві.
Всі ми знаємо або чули про те, що наші очі реагують на основні кольори: червоний (Red), зелений (Green) і синій (Blue) і на їх комбінації, які створюють безліч квітів.
Люмінофорних шар, що покриває фронтальну частину електронно-променевої трубки, складається з дуже маленьких елементів (настільки маленьких, що людське око їх не завжди може розрізнити). Ці люмінофорні елементи відтворюють основні кольори, фактично є три типи різнобарвних частинок, чиї кольори відповідають основним кольорам RGB (звідси і назва групи з люмінофорних елементів - тріади).
Люмінофор починає світитися, як було сказано вище, під впливом прискорених електронів, які створюються трьома електронними гарматами. Кожна з трьох гармат відповідає одному з основних кольорів і посилає пучок електронів на різні частинки люмінофор, чиє світіння основними кольорами з різною інтенсивністю комбінується і в результаті формується зображення з необхідним кольором. Наприклад, якщо активувати червону, зелену і синю люмінофорні частки, їх комбінація сформує білий колір.
Графічні плати.
Відповідаючи на питання, що первинне, алгоритм або апаратура, розробники графічних плат напевно назвуть алгоритм. Історично вийшло так, що акселератори двомірної графіки з'явилися як засіб для прискорення операцій промальовування прямокутників і їх заливки кольором при виведенні вікон в Windows 3. x. Тривимірні графічні акселератори розроблялися під стандартні алгоритми побудови 3D-зображень шляхом розрахунку каркасів і обтягування їх текстурами, що знайшло відображення, наприклад, у спеціалізованих вершинних і піксельних процесорах.
У розвитку графічних плат за останнє десятиліття спостерігалися тенденції збільшення об'єму відеопам'яті, розрядності представлення кольору, дозволи, а також розширення діапазону частот синхронізації. Система Windows, як ми вже згадували, стимулювала впровадження акселераторів двовимірної графіки, а комп'ютерні ігри служать двигуном постійного вдосконалення 3D-акселераторів.
Цікаво, що перші 3D-прискорювачі (піонером у цій сфері стала фірма 3dfx) виконувалися окремо від традиційної графічної плати і приєднувалися до її виходу через звичайний 15-контактний VGA-роз'єм. Сьогодні 2D - і 3D-акселератори об'єднані не тільки на одній платі, але і в одному кристалі графічного процесора (ДП), причому 3D-акселератори за швидкістю свого розвитку помітно випереджають центральні процесори. Судіть самі: ЦП Pentium 4 містить 54 млн. транзисторів, а потужні ДП фірм ATi Technology і NVIDIA - понад 100 млн. кожен!
Історія впровадження шини AGP рясніє повчальними прикладами. Коли Intel розробляла специфікацію AGP, вона розташувала роз'єм досить далеко від кріпильної скоби, і фіксує її гвинт не міг надійно утримати графічну плату в гнізді. Коли з'ясувалося, що AGP-адаптери часто вивалюються з роз'ємів (частіше за все із-за вібрації при транспортуванні комп'ютера), Intel була змушена доопрацювати стандарт, передбачивши засувку для фіксації плати в гнізді.
Цікава доля роз'єму AGP Pro, призначеного для особливо потужних професійних графічних адаптерів. Від звичайного AGP він відрізняється додатковими контактами для подачі напруги живлення. На жаль, виробники популярних 3D-акселераторів проігнорували стандарт AGP Pro, віддавши перевагу оснащувати свої плати окремим роз'ємом для посилення шин харчування.
З 1997 р. змінилося три покоління AGP-портів, в результаті чого кратність передачі даних зросла з 2X до 8X. Досвід використання швидкісної передачі інформації з AGP, накопичений фахівцями Intel, допоміг їм впровадити нинішню системну шину процесора Pentium 4, стійко працює на небаченої раніше частоті 800 МГц! По суті, графічні плати стали полігоном для випробування нових технологій, - зокрема, саме в них вперше з'явилася пам'ять DDR і DDR-2. Скоро на зміну AGP прийде шина PCI Express, але прогнози щодо розвитку комп'ютерів ми висвітлимо в наступному номері.
Більшість сучасних графічних плат мають два виходи (як правило, DVI і VGA) і дозволяють підключати одночасно два монітори, хоча ця функція поки що використовується нечасто.
Мультимедіа-проектори.
Чому наше сприйняття зображення від монітора і проектора різниться настільки сильно, невже проектори дають набагато вищу якість? Справа тут, швидше за все, в психології глядача - кожен знає, що фільми на телеекрані й у кінотеатрі сприймаються зовсім по-різному.
За п'ять останніх років проектори пройшли величезний шлях еволюції, поширившись не тільки по кінотеатрах і конференц-залів, але і по клубах, дискотеках, переговорним кімнатах і навчальних аудиторій. На черзі - наші квартири. Поки найдешевший проектор стоїть приблизно на порядок більше самого дешевого монітора, але проектори стають набагато вигідніше моніторів (і телевізорів) у тому випадку, якщо потрібно отримати зображення з діагоналлю більше метра.
Кожен рік ми відзначаємо збільшення паспортного світлового потоку і контрастності з одночасним зниженням маси мультимедійних проекторів. Зростає і номінальний термін служби ламп: якщо два роки тому він не перевищував 2000 ч, то сьогодні можна знайти пристрої з ресурсом лампи 4 і навіть 6 тис. ч. Виробники нарешті звернули увагу на гучність - за останні два роки вона знижена завдяки застосуванню спеціальних вентиляторів і систем регулювання швидкості їх обертання залежно від нагрівання пристрою. У екранному меню з'явилися засоби цифрової корекції трапецієподібних перекручувань не тільки по вертикалі, але і по горизонталі.
Все частіше в проекторах встановлюють гнізда для карток пам'яті, в ряді випадків избавляющих доповідача від необхідності носити з собою блокнотний ПК. Відзначимо ще одну тенденцію - фірми почали спрощувати екранні меню, перетворюючи проектори з інструментів професіонала в побутові прилади.
Як і три роки тому, велика частина проекторів сьогодні виконується по LCD-технології, але її конкуренти останнім часом сильно виросли. Технологія DLP (Digital Light Processing) поступово зміцнює свої позиції, особливо серед пристроїв масою до 2 кг. LCOS-проектори (Liquid Crystal On Silicon - ЖК на кремнії) в останні рік-півтора перейшли з розряду досвідчених зразків у серійні вироби.
Плазмові панелі.
Плазмові панелі отримали досить широке поширення у великих телевізорах і всіляких табло. Їх ключова перевага перед конкуруючими засобами відображення інформації - висока яскравість - затребуване в умовах природного освітлення. Відзначимо і соковиті насичені фарби з широкою гамою кольорів, які приваблюють любителів дивитися кіно на великому екрані. Конфіденційність розвиваються по шляху збільшення діагоналі і здешевлення технології виробництва. В якості комп'ютерних моніторів плазмові панелі використовуються рідко в силу невисокого дозволу.
Яку вибрати відеокарту?
Щоб правильно вибрати відеокарту, потрібно зрозуміти, навіщо вона потрібна. Міць відеокарти потрібна в основному для ігор з хорошою графікою, а для програм, перегляду фільмів, і простеньких ігор підійде і слабка. Відеокарта, по-іншому її називають графічний процесор, формує зображення та виводить його на монітор. Вона так само повинна підходити материнської плати. Якщо ви думаєте при слабкій відеокарті якість зображення на моніторі буде погане, то ви помиляєтеся. Зараз всі, навіть самі дешеві відеокарти забезпечать гарне зображення. Ну а дорогі і потужні відеокарти потрібні для того щоб можна було грати в нові ігри з 3D графікою. Так що якщо ви людина далека від ігор хорошим і економним варіантом буде вибрати слабку відеокарту.
Види відеокарт.
Відеокарти бувають двох видів: PCI і AGP. AGP - це утаревшій тип відеокарт, він відрізняється від PCI тим, що на AGP та частина, яка вставляється в материнську плату, має 2 вирізу, а на PCI - 1. Відеокарту типу PCI неможливо вставити в роз'єм на материнській платі типу AGP. Отже, яку відеокарту вибрати. Основний показник відеокарти - об'єм її пам'яті, вимірюється в мегабайтах, так само є ще один показник - швидкість шини, я вам не раджу купувати відеокарту з швидкістю шини менше 128 біт в секунду. У мене стоїть відеокарта GeForce 4 об'єм пам'яті - 64 Mb, швидкість шини - 128 біт в секунду.
Якщо вас не цікавлять ігри, можете вибрати слабку відеокарту.
Як бачите, навіть така слабка відеокарта може обробляти гри з непоганою графікою. Існують материнські плати з вбудованою відеокартою, з таким варіантом ви не зможете грати, практично, ні в які ігри. Потрібно зауважити, що для відтворення фільмів міць відеокарти не потрібна, отже, для того щоб дивитися фільми підійде будь-яка, якщо, звичайно, не лізти в "давню історію" комп'ютерів. Все ж таки я вам не раджу брати відеокарту слабкіше 64 Мб, втім в магазинах такі фрази як відеокарта 64 Мб вже давно пішли в історію. Єдиний спосіб знайти слабеньку і дешеву відеокарту - взяти її б / в.
Одним з перших кроків у покращенні існуючих якостей Вашого комп'ютера є купівля відеокарти для Вашого комп'ютера. Якщо Ви купили комп'ютер у зібраному вигляді в магазині роздрібної торгівлі або комп'ютерному мережевому магазині, ймовірно, Ваш комп'ютер має інтегрований графічний процесор.
Що це буде означати для Вас? Інтегрований графічний процесор - це типова електронна мікросхема, яка використовує свою пам'ять спільно з існуючої системної пам'яттю Вашого комп'ютера. Вона вмонтована в материнську плату і за якістю знаходиться нижче деяких поколінь останніх графічних карт. Навіть якщо Ви не граєте в комп'ютерні ігри або не проектуєте графіки, Ви відчуєте значне збільшення швидкості, модернізуючи ваш комп'ютер установкою сучасної графічної карти. Графічна карта обробляє всі команди для того, щоб створювати графіку у Вашій системі, при цьому залишаючи процесор для виконання інших завдань. Графічна карта має свою власну пам'ять, яка набагато швидше системної пам'яті, і, таким чином, Ваш комп'ютер має більше доступної пам'яті для виконання інших завдань.
У той час як є велика кількість виробників графічних карт, існує всього дві великі компанії, що виробляють мікропроцесори, які використовуються в цих графічних картах - ATI і NVIDIA. Ці мікросхеми відомі як GPU's (Graphics Processing Units). Ви зустрінете такі популярні марки, як Radeon, All-in-Wonder і Crossfire - виготовлені ATI; і NForce, GeForce і Quadro - виготовлені NVIDIA.
Коли Ви купуєте графічну карту, Вам необхідно дізнатися вид роз'ємів для відеокарт на Вашій материнській платі. Існує три види рознімів для відеокарт: PCI, AGP і PCI-E. Майже кожна материнська плата має доступний PCI слот. Але інтерфейс PCI не особливо швидкий порівняно з іншими варіантами, тому подивіться, чи можете Ви використовувати AGP або PCI-E. В іншому випадку, спочатку розгляньте модернізацію Вашої материнської плати, щоб використовувати в своїх інтересах більш високі швидкості. AGP слот зазвичай забарвлюється в зелений колір.
Вам потрібно буде дізнатися від виробника Вашої материнської плати, чи може ваш AGP слот оперувати з найшвидшими AGP картами (8X), замість більш повільних карт (4X і 2X). Якщо Ви маєте досить нову систему, то, швидше за все, у Вас є PCI-E (PCI-Express) слот. Це дозволить Вам використовувати самі швидкі графічні карти на сьогоднішньому ринку. Однак знайте, тим не менш, що ці графічні карти можуть бути дорожчими.
Другий фактор, який збільшує ціну графічної карти, - кількість пам'яті, яку має карта. Типовий інтегрований графічний процесор має 32 Мб, але графічні карти можуть мати від 64 Мб до 512 Мб. Чим більше пам'яті, тим більша ймовірність, що Ваш комп'ютер буде оперувати з графікою з легкістю і без особливих витрат часу. Це також дозволить більш швидке перемикання додатків або клавіш табуляції, і це особливо корисно для ігор, які можуть мати сотні фреймів, що зберігаються в пам'яті кожну секунду. У тривимірних ігор, типу стрільців в першій особі і симуляторів польоту, особливо інтенсивна пам'ять.
Останній фактор - властивості, в яких Ви, можливо, будете потребувати. Графічні карти пропонують Super-Video вихід, TV-tuner вхід (для того, щоб записувати відео для мультимедійних проектів) і багато інших властивостей. Переконайтеся в тому, що Ваша графічна карта може зробити все, що Вам, можливо, знадобиться в майбутньому.
Так, перш ніж Ви модернізіруете Ваш жорсткий диск, додасте більше пам'яті або купіть другий монітор, настійно рекомендуємо розглянути покупку графічної карти від ATI або NVIDIA, яка реально збільшить потужність Вашого настільного комп'ютера.
Відеоадаптер сьогодні і завтра.
Що таке відеоадаптер і для чого він потрібен? Оскільки максимум інформації про зовнішній світ більшість із нас отримує візуально, ніхто не ризикне заперечувати, що відеопідсистема - один з найбільш важливих компонентів персонального комп'ютера. Відеопідсистема, у свою чергу, складається з двох основних частин: монітора і відеоадаптера. Створенням зображення на моніторі управляє зазвичай аналоговий відеосигнал, формований відеоадаптером. А як виходить відеосигнал? Комп'ютер формує цифрові дані про зображення, які з оперативної пам'яті поступають в спеціалізований процесор відеоплати, де обробляються і зберігаються у відеопам'яті. Паралельно з накопиченням у відеопам'яті повного цифрового "зліпка" зображення на екрані дані зчитуються цифроаналоговим перетворювачем (Digital Analog Converter, DAC). Оскільки DAC звичайно (хоча і не завжди) включає власну пам'ять довільного доступу (Random Access Memory, RAM) для зберігання палітри кольорів у 8-розрядних режимах, його ще називають RAMDAC. На останньому етапі DAC перетворює цифрові дані в аналогові і посилає їх на монітор. Ця операція виконується DAC декілька десятків разів за одну секунду; дана характеристика називається частотою оновлення (або регенерації) екрану.
Згідно сучасним ергономічним стандартам, частота оновлення екрану повинна складати не менше 85 Гц, інакше людське око помічає мерехтіння, що негативно впливає на зір. Навіть подібна спрощена схема, що описує механізм роботи універсального відеоадаптера, дозволяє зрозуміти, чим керуються розробники графічних прискорювачів і плат, коли приймають ті чи інші технологічні рішення. Очевидно, що тут, як і в будь-якій обчислювальній системі, є вузькі місця, що обмежують загальну продуктивність. Де вони і як їх намагаються усунути? По-перше, продуктивність тракту передачі даних між пам'яттю на системній платі і графічним прискорювачем. Ця характеристика залежить в основному від розрядності, тактової частоти і організації роботи шини даних, що використовується для обміну між центральним процесором, розташованим на системній платі комп'ютера, і графічним прискорювачем, встановленим на платі відеоадаптера (втім, іноді графічний процесор інтегрується в системну плату).
В даний час шина (а точніше, порт, оскільки до нього можна підключити тільки один пристрій) AGP забезпечує цілком достатню і навіть надмірну для більшості додатків продуктивність. По-друге, обробка даних, що надходять графічним прискорювачем. Підвищити швидкість цієї операції можна, удосконалюючи архітектуру графічного процесора, наприклад, упровадивши конвеєрну обробку, коли нова команда починає виконуватися ще до завершення виконання попередньої. Виробники збільшують розрядність процесорів і розширюють перелік функцій, підтримуваних на апаратному рівні; підвищують тактові частоти. Всі ці вдосконалення дозволяють значно прискорити заповнення відеопам'яті графічними даними, готовими для відображення на екрані. Про конкретні реалізаціях буде розказано нижче в розділі "Законодавці мод". І, по-третє, обмін даними в підсистемі "графічний процесор - відеопам'ять - RAMDAC". Тут також існує декілька шляхів розвитку. Один з них - використання спеціальної двохпортової пам'яті, VRAM, до якої можна одночасно звертатися з двох пристроїв: записувати дані з графічного процесора і читати з RAMDAC. Пам'ять VRAM досить складна у виготовленні і, отже, дорожче інших типів. (Є ще один варіант двохпортової пам'яті, вперше застосований компанією Matrox - Window RAM, WRAM , - який би дещо вищу продуктивність при собівартості на 20% нижче) Оскільки використання двохпортової пам'яті дає відчутний приріст продуктивності лише в режимах з високими дозволами (1600х1200 і вище), цей шлях можна вважати перспективним лише для відеоприскорювачів вищого класу. Ще один спосіб - збільшити розрядність шини даних. У більшості виробників розрядність шини даних досягла 128 біт, тобто за один раз по такій шині можна передати 16 байт даних. Ще одне, досить очевидне рішення, - підвищити частоту звернення до відеопам'яті. Стандартна для сучасних відеоадаптерів пам'ять SGRAM працює на тактовій частоті 100 МГц, а у деяких виробників вже використовуються частоти 125 і навіть 133 Мгц. Для чого все це потрібно? Чим швидше підготовлені графічним процесором дані надходять в RAMDAC і перетворяться в аналоговий сигнал, тим більший їхній обсяг за одиницю часу буде "конвертований" у зображення, що дозволяє підвищити його реалістичність і деталізацію.
Призначення пристрою.
Пристрій, який називається відеоадаптером (або відеокартою, відеоплатою, відімокартой, видюхи, відео), є в кожному комп'ютері. У вигляді пристрою, інтегрованого в системну плату, або як самостійного компонента. Головна функція, виконувана відеокартою, - перетворення отриманої від центрального процесора інформації і команд у формат, який сприймається електронікою монітора, для створення зображення на екрані. Монітор зазвичай є невід'ємною частиною будь-якої системи, за допомогою якого користувач отримує візуальну інформацію. Таким чином, зв'язку відеоадаптер і монітор можна назвати відеопідсистемою комп'ютера. Те, як ці компоненти справляються зі своєю роботою, і в якому вигляді користувач отримує відеоінформацію, включаючи графіку, текст, живе відео, впливає на продуктивність як самого користувача і його здоров'я, так і на продуктивність всього комп'ютера в цілому.
Принцип роботи відеоадаптера.
Перш, ніж стати зображенням на моніторі, виконавчі цифрові дані обробляються центральним процесором, потім через шину даних направляються в відеоадаптер, де вони обробляються і перетворюються в аналогові дані і вже після цього направляються в монітор і формують зображення. Спочатку дані в цифровому вигляді з шини потрапляють у відеопроцесор, де вони починають оброблятися. Після цього оброблені цифрові дані направляються в відеопам'ять, де створюється образ зображення, яке має бути виведено на дисплеї. Потім, все ще в цифровому форматі, дані, що утворюють образ, передаються в RAMDAC, де вони конвертуються в аналоговий вигляд, після чого передаються в монітор, на якому виводиться потрібне зображення.
Таким чином, майже на всьому шляху прямування цифрових даних над ними виробляються різні операції перетворення, стискання та зберігання. Оптимізуючи ці операції, можна домогтися підвищення продуктивності всієї відеопідсистеми. Лише останній відрізок шляху, від RAMDAC до монітора, коли дані мають аналоговий вигляд, не можна оптимізувати.
Розглянемо докладніше етапи проходження даних від центрального процесора системи до монітора. Швидкість обмін даними між CPU і графічним процесором безпосередньо залежить від частоти, на якій працює шина, через яку передаються дані. Робоча частота шини залежить від чіпсета материнської плати. Для відеоадаптерів оптимальними за швидкості є шина PCI і AGP. При існуючих версіях чіпсетів шина PCI може мати робочі частоти від 25 MHz до 66 MHz, іноді до 83 MHz (зазвичай 33 MHz), а шина AGP працює на частотах 66 MHz і 133 MHz. Чим вище робоча частота шини, тим швидше дані від центрального процесора системи дійдуть до графічного процесора відеоадаптера.
Ключовий момент, що впливає на продуктивність відеопідсистеми, незалежно від специфічних функцій різних графічних процесорів, це передача цифрових даних, оброблених графічним процесором, у відеопам'ять, а звідти в RAMDAC. Найвужче місце будь-якої відеокарти - це відеопам'ять, яка безперервно обслуговує два головних пристрої відеоадаптера, графічний процесор і RAMDAC, які вічно перевантажені роботою. У будь-який момент, коли на екрані монітора відбуваються зміни (іноді вони відбуваються в безперервному режимі, наприклад рух покажчика миші, миготіння курсору в редакторі і т.д.), графічний процесор звертається до відеопам'яті. У той же час, RAMDAC має безперервно зчитувати дані з відеопам'яті, щоб зображення не пропадало з екрану монітора. Тому, щоб збільшити продуктивність відеопам'яті, виробники застосовують різні технічні рішення. Наприклад, використовують різні типи пам'яті, з покращеними властивостями і просунутими можливостями, наприклад VRAM, WRAM, MDRAM, SGRAM, або збільшують ширину шини даних, по якій графічний процесор або RAMDAC обмінюються інформацією з відеопам'ять, використовуючи 32-розрядну, 64-розрядну або 128 -розрядну відеошіну.
Чим вищий дозвіл екрану використовується і чим більше глибина представлення кольору, тим більше даних потрібно передати з графічного процесора в відеопам'ять і тим швидше дані повинні зчитуватися RAMDAC для передачі аналогового сигналу в монітор. Неважко помітити, що для нормальної роботи відеопам'ять повинна бути постійно доступна для графічного процесора і RAMDAC, які повинні постійно здійснювати читання і запис.
У нормальних умовах доступ RAMDAC до відеопам'яті на максимальній частоті можливий лише після того, як графічний процесор завершить звернення до пам'яті (операцію читання чи запису), тобто RAMDAC змушений чекати, коли настане його черга звернутися із запитом до відеопам'яті для читання і навпаки.
Об'ємні зображення.
Після появи перших рухомих картинок Cinema почалося велике хода кіно по планеті. Сам факт появи на білому екрані ожилих фотографій справляв сильне враження: все, що відбувалося на екрані, здавалося абсолютно реальним. Але як тільки пристрасті вщухли, деякі інженери-винахідники вже на початку XX століття стали замислюватися над тим, як зробити плоске зображення більш реальним, більш об'ємним - так з'явилося тривимірне кіно, або ЗD-кіно (або стереоскопічне кіно, як воно називалося спочатку)
Об'ємна історія.
Ідея об'ємного зображення випливає з принципу роботи людського зору, тобто сприйняття предметів двома очима (бінокулярний зір).
Спочатку ефект об'ємного зображення формувався на етапі зйомки фільму: зйомка проводилася двома камерами, встановленими на спеціальному регульованому штативі, на якому підібраний кут, близький до кута зору людини. Потім кадри з двох плівок синхронізувалися і проектувалися на екран за допомогою двох синхронних проекторів, також під певним кутом. Глядач же сприймав зображення через спеціальні окуляри, в яких праве зображення (зображення, зняте правою камерою) відокремлювалося від лівого. Таким чином, глядач бачив зображення одних і тих же предметів, але як би з двох кутів, що надавало їм ілюзію обсягу, предмети шикувалися в перспективі від глядача в глибину екрану залежно від їх взаємного розташування. Без очок таке зображення виглядало двоящиеся і розмитим.
З часом техніка зйомки удосконалювалася, двухпленочние системи замінилися на однопленочние з двома кадрами. Удосконалювалося знімальне і проекційне устаткування, розроблялися нові способи поділу лівого і правого зображень. В окулярах червоні й зелені плівки змінилися поляризаційними світлофільтрами. Об'ємні картинки ставали все чіткіше.
Зростають потреби і можливості.
Логічним був перехід від об'ємного кіно до об'ємного відео. Спочатку об'ємне відео будувалося за тим же принципом, що і плівкове 3D-KHHO. Дві знімальні камери формували ліву і праву картинки, зображення синхронно записувалося на два відеомагнітофона, потім зводилося і проектувалося на екран (також з двох проекторів).
У 1980-х рр.. почалися розробки потужних комп'ютерів, що дозволяють створювати об'ємне зображення. Пізніше ці комп'ютери були використані для створення тривимірних зображень. Але як і раніше відтворювалося таке стереозображення не менше ніж з двох проекторів. На початку нашого століття компанія Christie розробила і випустила на ринок революційну технологію, особливості якої полягали в тому, що із завданням візуалізації ЗО-зображення справлявся уже тільки один проектор. Переваги переходу з двох проекторів на один очевидні: максимально чітке зображення, відсутність розмитості зображення (у старих системах при зведенні двох зображень неможливо було точно - піксель в піксель - поєднати дві картинки), збільшена потужність проекторів до 16 000 lmANSI, значно спростилася інсталяція систем, знизилася вартість володіння устаткуванням.
А що далі?
Подальший розвиток технології дозволило об'єднати в одній системі функціонал, що дозволяє поєднати висновок 3D - і звичайного відеозображення. Завдяки ювелірної точності нової технології проекційні ЗD-відеосистеми стали використовуватися не тільки в сфері розваги, але й у точному машинобудуванні, автомобілебудуванні, авіації, геології, а також там, де необхідно працювати з точними тривимірними моделями. Сісти за кермо ще не втіленого в металі автомобіля, представити і прорахувати поведінку літака або ракети при аеродинамічному впливі, зануритися в товщу скельних порід для прокладки шляху нафтової свердловини - все це стало можливим. На даний момент система має тільки один недолік, властивий будь-якої нової технології, - це висока вартість обладнання.
Паралельно розвиваються і традиційні способи візуалізації 3D-відео, в основі яких як і раніше використовується технологія з двома проекторами. У таких системах можуть бути використані практично будь-які цифрові проектори, завдання розкладання зображення на поля тут покладається на спеціалізовані програмні продукти та графічні станції на базі високопродуктивних комп'ютерів HP, IBM, SUN, Apple. Системи SD-відео, використовують два проектори, застосовуються в бюджетних програмах, тобто там, де не потрібно зображення великого розміру, де геометричними і колірними неточностями зображення можна знехтувати.
Спочатку тривимірне відео було створено для кіно, тому основна сфера застосування технології об'ємної візуалізації - це розваги. Сучасні кінотеатри ШАХ оснащуються спеціальними цифровими проекторами, створюються розважальні атракціони з запаморочливими спецефектами. Підводний світ, космос, польоти і битви стають реальними завдяки тривимірної візуалізації відеозображення.
Основними тенденціями розвитку технології можна вважати зниження вартості обладнання, розвиток сервісних можливостей, розробку нових додатків і сфер застосування.
Ймовірно, в найближчому майбутньому з'являться канали спеціального ЗD-мовлення, так само, як стереозвук прийшов на зміну звичайному звуковому супроводу і канали ТВЧ приходять на зміну традиційному мовленню.