Файл: Видеоадаптеры Предисловие.pptx

Видеоадаптер (видеокарта) является компонентом видеосистемы ПК, выполняющим преобразование цифрового сигнала, циркулирующего внутри ПК, в аналоговые электрические сигналы, подаваемые на монитор. По существу, видеоадаптер выполняет роль интерфейса между компьютером и устройством отображения информации – монитором.

Предисловие

Принцип действия видеоадаптера состоит в следующем:

Процессор формирует цифровое изображение в виде матрицы NxM n-разрядных чисел и записывает его в видеопамять. Участок видеопамяти, отведенный для хранения цифрового образа текущего изображения (кадра), называется кадровым буфером, или фрейм-буфером.

Режимы работы видеоадаптера

Режимы работы видеоадаптера, или видеорежимы, представляют собой совокупность параметров, обеспечиваемых видеоадаптером: разрешение, цветовая палитра, частоты строчной и кадровой развертки, способ адресации участков экрана и др.

Все видеорежимы делятся на графические и текстовые.

Режимы работы видеоадаптера

Графический режим является основным режимом работы видеосистемы современного ПК. В этом режиме на экран монитора можно вывести текст, рисунок, фотографию, анимацию или видеосюжет. В графическом режиме в каждой ячейке кадрового буфера содержится код цвета соответствующего пиксела экрана. Разрешение экрана при этом равно NxМ. Адресуемым элементом экрана является минимальный элемент изображения — пиксел. По этой причине графический режим называют также режимом АРА (All Point Addressable — все точки адресуемы).

Режимы работы видеоадаптера

В текстовом (символьном) режиме, как и в графическом, изображение на экране монитора представляет собой множество пикселов и характеризуется разрешением NxМ. Однако все пикселы разбиты на группы, называемые знакоместами, или символьными позициями (Character boxes — символьные ячейки), размером р х q. В каждом из знакомест может быть отображен один из 256 символов. Типичным текстовым режимом является режим 80x25 символов.

2D и 3D-акселераторы

2D-aксeлeрaтop — графический ускоритель для обработки двухмерных графических данных (2D), реализует аппаратное ускорение таких функций, как прорисовка графических примитивов, перенос блоков изображения, масштабирование, работа с окнами, мышью, преобразование цветового пространства.

2D и 3D-акселераторы

ЗD-акселераторы предназначены для обеспечения возможности видеть на экране проекцию виртуального (не существующего реально) динамического трехмерного объекта, например, в компьютерных играх. Такой объект необходимо сконструировать, смоделировать его объемное изображение, т.е. задать математическую модель объекта (каждую точку его поверхности) в трехмерной системе координат, аналитически рассчитать всевозможные зрительные эффекты (угол падения света, тени и т.п.), а затем спроецировать трехмерный объект на плоский экран. ЗD-акселератор необходим только в том случае, когда объемное изображение синтезируется компьютером, т. е. создается программно.

Современный видеоадаптер включает следующие основные элементы:

графический процессор;
модули оперативной памяти;
RAMDAC – цифроаналоговый преобразователь, выполняющий преобразование цифровых сигналов ПК в сигналы, формирующие изображение на мониторе;
ТV-тюнеры – для приёма телевизионных сигналов и вывода их на монитор;
специальный блок «трансформации и освещения» (Т&T) – для поддержки спецэффектов в игровых приложениях, обеспечивает высокое качество изображения.

Основные характеристики видеокарты:

частота смены кадров (frame per second – fps). Качество современной видеокарты можно считать удовлетворительным, если при разрешении 1600х1200 она обеспечивает 60-70 fps. Сфера применения этого показателя – компьютерные игры, причём в каждой трёхмерной игре этот показатель будет различным;
максимальное число обрабатываемых элементарных простых объектов (многоугольников, треугольников) в секунду. Для отдельных видеокарт эти значения составляют 800-1200 млн/с;
объём оперативной памяти. Для современных видеокарт объём оперативной памяти достигает 128 Мбайти намного более;

частота работы графического чипа и памяти видеокарты. Она может быть одинаковой или разной;
частота RAMDAC определяет качество видеокарты. Большинство современных видеокарт имеют частоту RAMDAC в диапазоне 250-400 МГц;
тип интерфейса с шиной ввода/вывода, который оказывает существенное влияние на быстродействие всей видеокарты. Для эффективной работы с трёхмерной графикой современные видеокарты комплектуются интерфейсом AGP. AGP4x – суперскоростной режим, обеспечивающий скорость обмена 1,06 Гбайт/с.

Средства обработки видеосигнала

Источником видеосигнала чаще всего является аналоговое устройство — телевизионный тюнер, видеомагнитофон, видеокамера. Для передачи на компьютер цифрового видео (например, сигнала цифровых видеокамер) используется специальный цифровой порт FireWire. Для компьютерной обработки сигналов аналоговых видеоустройств необходимо выполнить их оцифровку, т. е. преобразование из аналоговой в цифровую форму. Для этого нужны карты ввода/вывода, принимающие входящий аналоговый видеосигнал и оцифровывающие его в реальном времени, затем эти данные необходимо сохранить на жестком диске. После сохранения оцифрованного изображения выполняют его редактирование. Эти функции осуществляет устройство захвата видеосигнала.

Средства обработки видеосигнала

Устройство захвата видеосигнала — видеобластер (VideoBlaster) представляет собой видеоплату, называемую также захватчиком изображений, устройством ввода видео, ТВ-граббером (Grab — захватывать), имидж-кепчерами (Image Capture — захват изображения).